Способ обработки урожая плодов, фруктов, ягод, овощей и зелени перед закладкой на хранение Российский патент 2018 года по МПК C07C13/04 A23B7/152 A01N25/02 A01N27/00 A01P21/00 

Изобретение относится к технологии обработки урожая сельскохозяйственных культур с целью увеличения сроков хранения и улучшению их качества. В частности, изобретение относится к технологии обработки плодов, ягод и фруктов препаратом на основе 1-метилциклопропена (1-МЦП), который обладает свойствами, блокирующими действие «старящего газа» - этилена - на рецепторы созревания. Из уровня техники известны способы применения циклопропена и его производных в сельском хозяйстве для ингибирования созревания и старения растений и плодов /1/. Известно, что ингибирующая способность таких соединений в отношении яблок в вегетационном периоде, высока.

Из уровня техники известны агрохимические смеси, содержащие 1-метилциклопропен и второй активный компонент /2, 3/. В качестве этиленмодуляторов используют вещества, которые ингибируют превращение S-аденозилметионина в 1-аминоциклопропан-1-карбоновую кислоту (производные винилглицина - аминоэтоксивинилглицин, метоксивинилглицин и др.); вещества, которые блокируют превращение 1-аминоциклопропан-1-карбоновой кислоты в этилен (ионы Со⁺⁺ или Ni⁺⁺ и др.); а также вещества, которые прочно связываются с рецепторами этилена растительной ткани и блокируют действие этилена на растения (циклопропен и его производные, 2,5-норборнадиен, 3-амино-1,2,4-триазол, ионы Ag⁺⁺)

Ввиду крайней нестабильности и высокой реакционной способности предложены многочисленные варианты связывания различными сорбционными веществами и способами, позволяющими длительно сохранять, транспортировать и использовать 1-метилциклопропен в качестве препарата для обработки плодов и фруктов в послеуборочном сезоне.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату является способ хранения сельскохозяйственной продукции, включающий выдержку сельскохозяйственной продукции перед закладкой на хранение в атмосфере, содержащей газообразный 1-метилциклопропен, при температуре от 0 до 20°C в течение 1,0-11,5 ч. Газообразный 1-МЦП образуется в процессе самой обработки из порошкообразного препарата, представляющего собой комплекс жидкого 1-МСП, смешанного со смесью, состоящей из альфа - циклодекстрина от 0,1 до 80 масс. %, кукурбитурила от 0,1 до 80 масс. % и воды от 10 до 50 масс. %, при температуре от 2 до 4°C в течение 2-4 часов, до полного поглощения 1-МЦП, высушенного при температуре от 20 до 80°C до получения сухого остатка, содержащего 2,3-3,8 масс. %.

В ходе обработки указанную смесь смешивают с 5-10 кратным избытком пищевой соды и добавляют воду, после чего начинается выделение газообразного 1-МЦП. Затем обработанную продукцию помещают на хранение в холодильные камеры, работающие по принципу обычной атмосферы. Изобретение обеспечивает увеличение сроков хранения сельскохозяйственной продукции и улучшение ее качества /5, прототип/.

Недостатком известного способа является отсутствие в материалах патента точных сведений, позволяющих воспроизводить условия способа, поскольку не указано точное содержание основного действующего вещества - 1-МЦП в конкретных примерах выполнения, а также невозможно точно определиться с термином «5-10 кратный избыток пищевой соды». Избыток по отношению к чему? К 1-МЦП или к общему количеству препарата? Кроме того, в примерах выполнения способа указано слишком малое заполнение объема хранилища обрабатываемой продукцией, например, 500 кг яблок в 20 м куб. полезного объема, что в разы меньше действительного заполнения фруктохранилищ. Наконец, эффективность обработки не очень высока, расход дорогого реагента в процессе обработки большой.

Задачей данного изобретения является увеличение эффективности обработки сельскохозяйственной продукции 1-МЦП и снижение расхода дорогого реагента.

Поставленная задача достигается заявленным способом хранения урожая плодов, ягод и фруктов, включающим обработку урожая газообразным 1-метилциклопропеном и последующее его хранение в обычной или регулируемой газовой среде при пониженной температуре, отличающимся тем, что при обработке сельскохозяйственной продукции в атмосфере дополнительно содержится ацетилен при массовом соотношении 1-МЦП : ацетилен =1:100-5000.

Действительное количество 1-МСП, используемое для обработки плодов и фруктов, может превышать минимальное необходимое количество многократно, но это не целесообразно исключительно по экономическим соображениям.

В качестве источника 1-МСП используют препарат «Fresh-Forma» с содержанием основного вещества от 1,5 до 4,4 масс. % в зависимости от способа его получения.

В качестве источника ацетилена используют либо карбид кальция - это наиболее удобный метод выделения ацетилена в атмосферу - либо ацетилен, взятый из баллона для ацетиленовой резки стали.

Необходимую концентрацию 1-МЦП по заявленному способу в объеме хранилища создают путем взаимодействия определенного количества препарата «Фреш-Форма» с водным раствором, содержащим кальцинированую соду или другую щелочь - NaOH, КОН, NaHCO3 и др. Концентрация щелочи составляет обычно составляет от 0.1 до 3 масс. %. Количество водного раствора щелочи составляет

10÷20 массовых частей на 1 массовую часть препарата «Fresh-Forma».

Взаимодействие препарата по заявленному способу со щелочью проводят в одном или нескольких открытых аппаратах (открытые стеклянные, пластиковые или металлические сосуды) с мешалкой или без таковой, которые по возможности равномерно распределяют по хранилищу или контейнеру. В этот же контейнер прибавляют расчетное количество карбида кальция в случае, если источником ацетилена служит карбид кальция.

Данный способ можно использовать для увеличения сроков хранения различных сортов отечественных и зарубежных плодов, фруктов, ягод, овощей и зелени:

Яблоки - Коричное полосатое, Штрейфлинг (Осеннее полосатое), Боровинка, Анис Алый, Ранетка пурпуровая, Китайка Долго, Лалетино, Сеянец Требо (Рижский голубок), Мекинтош, Бельфлер-китайка, Бессемянка мичуринская, Антоновка полуторафунтовая (шестисотграммовая), Уральское наливное. Уэлси (Изобильное, Плодородное, Тартусская роза, Тартусское розовое, Урожайное), Анис Полосатый, Анис розово-полосатый, Бабушкино, Скрыжапель, Антоновка обыкновенная, Теллисааре, Пепин литовский, Уэлси, Пепин шафранный, Богатырь, Лобо, Русский рамбурный ренет (Сигне-тилиш), Борсдорфское луковичное, Шаропай (Сквозница валаамская), Башкирский красавец, Славянка, Феникс Алтайский, Жигулевское, Мартовское, Синап Орловский, Ренет Симиренко, Северный Синап, Декабренок, Орлик, Айдаред, Голден Делишес, Ред Чив, Старкримсон, Грани Смит, Ред Делишес, Фуджи, Корей.

Груши - Любимица Яковлева, Августовская Роса, Осеннее Яковлева, Красавица Черненко, Аббат Феттель, Любимица Клаппа.

Белые сорта персиков и сорта персиков «Наринджи», сорта винограда «Кишмиш», «Дамские пальчики».

Томаты - «Бычье сердце», «Черри Пиноккио», «Фараон», «Отреза Fl». Огурцы - «Беттина Fl», «Маринда Fl», «Дворянский Fl», а также различная зелень (базилик, петрушка, укроп, кинза, мята, кориандр и др.).

В каждом примере по заявленному способу перед обработкой плодов и фруктов газообразным 1-МЦП определяют их физиологическое состояние, выбраковывают больные плоды, и после этого приступают к обработке. Далее плоды помещают в хранилище объемом 38 м3 и подвергают воздействию газообразного 1-МЦП и ацетилена в течение 12-48 часов, после этого хранилище или контейнер заполняют обычной или регулируемой атмосферой. Источником 1-МЦП является препарат «Фреш-Форма». Источником ацетилена в большинстве случаев служил карбид кальция.

В дальнейшем все партии плодов хранят в одинаковых условиях (в регулируемой и/или обычной атмосфере), периодически отбирая образцы плодов и определяя их физиологическое состояние: твердость, процент больных плодов (загар, гниль). Кроме того, сразу после выемки плодов из хранилища оценивают их физиологическое состояние.

Аналогичную оценку физиологического состояния плодов проводят после их выемки из хранилища и выдержки в течение 7 суток в комнатных условиях.

Следующие примеры иллюстрируют способ:

Пример 1 (сравнительный по прототипу).

В полиэтиленовый рукав длиной 10 метров и шириной 1,5 метра помещали 500 кг (в ящиках по 25 кг) свежесорванных яблок сорта «Астраханское белое». Равномерно по всей длине рукава размещали емкости с порошковой смесью, состоящую из препарата 1-МЦП в сочетании с 10-кратным избытком пищевой соды, общим количеством 5 грамм. 1-МЦП получали по методике, указанной в /4/. Получаемый по этой методике газообразный 1-МЦП конденсировали при - 60°C и далее смешивали смешанного со смесью, состоящей из 70 масс. % альфа-циклодекстрина, 5 масс. % кукурбитурила и 25 масс. % воды 3°C в течение 4-х часов до полного поглощения 1-МЦП, после чего полученный комплекс высушивали при температуре 50-60°C до постоянной массы сухого остатка с содержанием 1-МЦП 2,3 масс. %.

Количество препарата 1-МЦП в расчете на количество подвергаемых обработке яблок составляет 0,5 грамма на 500 кг, или 1 грамм на 1 тонну продукции.

Концы пакета плотно скрепляли для создания герметичности внутренней атмосферы. В каждую емкость, содержащую порошковую смесь, вводили воду в количестве 50 мл посредством шприца. Все вновь образованные отверстия в полиэтиленовом рукаве герметизировали. При температуре 10°C яблоки выдерживали в течение 10 часов, после чего их доставали из рукава и помещали в холодильные камеры, работающие по принципу обычной атмосферы (OA). В качестве контроля, параллельно опытной партии, проводили сбор 500 кг яблок сорта «Астраханское белое», которые не были обработаны порошковой смесью и выдерживались в течение 10 часов при 10°C в OA, затем также были помещены в холодильную камеру с OA режимом работы.

Результат воздействия порошковой смеси был очевиден уже через 1-1,5 месяца хранения. Яблоки, прошедшие обработку, практически не имели признаков развития поражения: загар, мокрый ожог. Количество отбракованных яблок составило 2%. Кроме того, на срезе яблок наблюдалось отсутствие побурения сердцевины. Яблоки из контрольной партии, в отличие от опытной партии, теряли вкусовые качества, приобретая эффект рыхлости плода. Количество отбракованных яблок из контрольной партии составило 8%. Но уже через 3 месяца хранения в обработанной партии количество отбракованных яблок составило 7%, а через 4 месяца хранения - 29%.

Данный пример иллюстрирует недостаточную эффективность известного способа для длительного хранения.

Пример 2 (по заявленному способу).

В утепленный контейнер с внутренним объемом 38 м3 помещали 3500 кг (в ящиках по 25 кг) яблок сорта «Синап Орловский», собранных за 8 дней до проведения опыта.

Равномерно по всей длине контейнера размещали 5 емкостей с 2% раствором соды кальцинированной. В каждой емкости находится по 50 мл такого раствора. Температуру в контейнере доводят до +14°C. Контейнер термостатировали при указанной температуре 24 часа, после чего в емкости равными порциями вносили 1,5 г коммерческого препарата «Фреш-Форма» с содержанием 1-МЦП 3,5 масс. %. Расчетное количество 1-МЦП в помещении при обработке составит 0,052 г. Одновременно в емкости равными порциями вносят 50 граммов карбида кальция. Расчетное количество выделившего ацетилена в помещении составляет 20,3 г, соотношение 1-МЦП : ацетилен составляет 1:390. После этого включали 2 внутрискладских вентилятора для обеспечения быстрого распределения 1-МЦП и ацетилена внутри хранилища.

При температуре +14°C яблоки выдерживали в течение 20 часов, после чего их доставали из контейнера и помещали в холодильные камеры, работающие по принципу обычной атмосферы (OA) при температуре +3°C. В качестве контроля, параллельно опытной партии, проводили сбор 500 кг яблок сорта «Синап Орловский», которые не были обработаны 1-МЦП, которые затем также были помещены в холодильную камеру с OA режимом работ

Результат воздействия препарата «Фреш-Форма» и ацететилена был очевиден уже на 2-ой -3-тий месяц хранения. Яблоки, прошедшие обработку, практически не имели признаков развития поражения: загар, мокрый ожог. Кроме того, на срезе яблок наблюдалось отсутствие побурения сердцевины. Яблоки из контрольной партии, в отличие от опытной партии, теряли вкусовые качества, приобретая эффект рыхлости плода. Количество отбракованных плодов в обработанной и в контрольной партиях составляло по прошествии 3-х месяцев хранения 2% и 29% соответственно, после 5 месяцев хранения - 5% и 79% соответственно.

Пример 3 (по заявленному способу).

Обработке подвергали свежесобранные яблоки сортов «Ренет Семиренко» в количестве 5000 кг в ящиках по 25 кг.

Равномерно по всей длине контейнера размещали 5 емкостей с 1,5% раствором NaOH. В каждой емкости находится по 70 мл такого раствора. Температуру в контейнере доводят до +16°C. Контейнер термостатировали при указанной температуре 24 часа, после чего в емкости равными порциями вносили 2,3 г коммерческого препарата «Фреш-Форма» с содержанием 1-МЦП 3,5 масс. %. Расчетное количество 1-МЦП в помещении при обработке составит 0,08 г. Одновременно в емкости равными порциями вносят 150 граммов карбида кальция. Расчетное количество выделившего ацетилена в помещении составляет 60 г, соотношение 1-МЦП : ацетилен составляет 1:750. После этого включали 2 внутрискладских вентилятора для обеспечения быстрого распределения 1-МЦП и ацетилена внутри хранилища. После этого включали 2 внутрискл адских вентилятора для обеспечения быстрого распределения 1-МЦП и ацетилена внутри хранилища.

При температуре +16°C яблоки выдерживали в течение 20 часов, после чего их доставали из контейнера и помещали в холодильные камеры, работающие по принципу обычной атмосферы (OA) при температуре +1°C. В качестве контроля, параллельно опытной партии, проводили сбор 1000 кг яблок сорта «Ренет Симеренко», которые не были обработаны 1-МЦП, которые затем также были помещены в холодильную камеру с OA режимом работы.

Результат воздействия препарата «Фреш-Форма» и ацететилена был очевиден уже на 2-ой - 3-тий месяц хранения. Яблоки, прошедшие обработку, практически не имели признаков развития поражения: загар, мокрый ожог. Кроме того, на срезе яблок наблюдалось отсутствие побурения сердцевины. Яблоки из контрольной партии, в отличие от опытной партии, теряли вкусовые качества, приобретая эффект рыхлости плода. Спустя 4 месяца у обработанных яблок оставался первоначальный внешний вид (твердость 6,2 кг/см2), у необработанных же наблюдался эффект рыхления (твердость 5,5 кг/см2). Кроме того, отмечалось наличие грибковых поражений и увеличения площади сердцевидного побурения на срезе яблок. Количество отбракованных плодов в обработанной и в контрольной партиях составляло по прошествии 4-х месяцев хранения 3% и 44% соответственно.

Пример 4 (по заявленному способу).

Сравнению подвергались обработанные и необработанные яблоки из примера 3, но хранящиеся в регулируемой атмосфере (РА) (O₂ - 2÷2.5%, CO₂ - 1.2÷5-1.5%, азот - остальное) при +3°C в течение 5 месяцев. Источником ацетилена служил баллонный газ, предварительно набранный в резиновую камеру с внутренним объемом 150 литров. Количество выпущенного в атмосферу ацетилена составило 176 г, соотношение 1-МЦП : ацетилен составило 1:2174.

Количество отбракованных плодов в обработанной и в контрольной партиях составляло по прошествии 5-ти месяцев хранения 4% и 36% соответственно.

Пример 5 (по заявленному способу).

Сравнению подвергались обработанные и необработанные груши сорта «Волжская осенняя» в количестве по 1000 кг. Количество 1-МЦП при обработке составило 0,7 г. Соотношение 1-МЦП : ацетилен при обработке составило 1:100. Обработанная и контрольная партии хранились в OA при +2°C в течение 2 месяцев. Количество отбракованных плодов в обработанной и в контрольной партиях составляло по прошествии 2-ти месяцев хранения 4% и 18% соответственно.

Пример 6 (по заявленному способу).

Сравнению подвергались обработанные и необработанные сливы сорта «Витебская поздняя» в количестве по 1000 кг. Количество 1-МЦП при обработке составило 0,75 г. Соотношение 1-МЦП : ацетилен при обработке составило 1:5000. Обработанная и контрольная партии хранились в OA при +2°C в течение 2 месяцев. Количество отбракованных плодов в обработанной и в контрольной партиях составляло по прошествии 2-ти месяцев хранения 4% и 28% соответственно.

Пример 7 (по заявленному способу).

Сравнению подвергались обработанные и необработанные помидоры сорта «Бычье сердце» в стадии созревания «Красная» количестве по 1000 кг. Количество 1-МЦП при обработке составило 0,55 г. Соотношение 1-МЦП : ацетилен при обработке составило 1:1200. Обработанная и контрольная партии хранились в OA при +2°C в течение 2-х месяцев. Количество отбракованных плодов в обработанной и в контрольной партиях составляло по прошествии 2-ти месяцев хранения 2% и 18% соответственно.

Пример 8 (по заявленному способу).

Сравнению подвергались обработанная и необработанная зелень петрушки в количестве по 50 кг. Количество 1-МЦП при обработке составило 0,05 г. Соотношение 1-МЦП : ацетилен при обработке составило 1:500. Обработанная и контрольная партии хранились в OA при +2°C в течение 1,5-ра месяцев. Количество отбракованной зелени в обработанной и в контрольной партиях составляло по прошествии 1,5 месяцев хранения 12% и 88% соответственно.

Пример 9 (по заявленному способу).

Сравнению подвергались обработанные и необработанные гроздья винограда сорта «Кишмиш» в количестве по 1000 кг. Количество 1-МЦП при обработке составило 1,25 г. Соотношение 1-МЦП : ацетилен при обработке составило 1:1300. Обработанная и контрольная партии хранились в OA при +2°C в течение 3-х месяцев. Количество отбракованных плодов в обработанной и в контрольной партиях составляло по прошествии 2-ти месяцев хранения 3% и 28% соответственно, после 3-х месяцев - хранения 5% и 58% соответственно. По истечении 3-х месяцев были выделены следующие преимущества обработанных гроздей винограда по сравнению с контрольными: прежде всего, это ярко выраженные вкусовые качества, которые, как известно, при хранении ягод теряются, отсутствие (или незначительное присутствие) микрофлоры, серой и зеленой гнили, а также побурения ягод.

Пример 10 (по заявленному способу).

Сравнению подвергались обработанные и необработанные персики сорта «Золотой Юбилей» по 500 кг. Количество 1-МЦП при обработке составило 0,75 г. Соотношение 1-МЦП : ацетилен при обработке составило 1:840. Обработанная и контрольная партии хранились в РА при +2°C в течение 2-х месяцев. По истечении 3 недель было заметно увядание контрольных образцов, выраженное потерей твердости плода, развитием микрофлоры и появлением значительной площади побурения сердцевины Количество отбракованных плодов в обработанной и в контрольной партиях составляло по прошествии 2-х месяцев хранения 6% и 39% соответственно.

Данный способ не ограничивается приведенными примерами. Аналогичные результаты наблюдаются при обработке 1-МЦП других овощей, зелени, плодов, ягод и фруктов (абрикосы, груша, вишня, черешня, слива) и последующем их хранением в холодильной камере с OA или РА режимом работы.

Источники информации, принятые во внимание:

1. WO 9533377.

2. WO 2005044002.

3. WO 2008071714.

4. Synthesis of 1-Methylcyclopropene" F. Fisher, D.E. Applequist, Noyes Chemical Laboratory.

University of Illinois Urbana, Illinois 61803, February 24, 1965).

5. Патент на изобретение РФ №2525722 (прототип).

Изобретение относится к способу обработки урожая плодов, фруктов, ягод, овощей и зелени перед закладкой на хранение. Способ включает обработку урожая газообразным 1-метилциклопропеном (1-МЦП) и последующее его хранение в обычной или регулируемой газовой среде при пониженной температуре и характеризуется тем, что при обработке сельскохозяйственной продукции в атмосфере дополнительно содержится ацетилен при массовом соотношении 1-МЦП:ацетилен=1:100-5000. Использование данного способа позволяет сделать его более универсальным и простым в использовании на практике и обеспечить длительное хранение плодоовощной и растениеводческой продукции. 10 пр.

Способ обработки урожая плодов, фруктов, ягод, овощей и зелени перед закладкой на хранение, включающий обработку урожая газообразным 1-метилциклопропеном (1-МЦП) и последующее его хранение в обычной или регулируемой газовой среде при пониженной температуре, отличающийся тем, что при обработке сельскохозяйственной продукции в атмосфере дополнительно содержится ацетилен при массовом соотношении 1-МЦП:ацетилен=1:100-5000.