СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ α-ФАРНЕЗЕНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ОКИСЛЕНИЯ В АТМОСФЕРЕ ХРАНЕНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ВОСПРИИМЧИВОСТИ ПЛОДОВ К ЗАГАРУ Российский патент 2019 года по МПК G01N21/31 G01N33/52 A01G13/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для оценки восприимчивости партий плодов к загару в садоводческих предприятиях, занимающихся хранением яблок.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является определение содержания α-фарнезена и продуктов его окисления - коньюгированных триенов (КТ₂₈₁) в кутикуле кожицы плодов спектрофотометрическим методом [1, 2].

Способ отличается доступностью, производительностью, высокой точностью определения содержания малолетучих компонентов в гексановых экстрактах кожицы отдельного плода, надежностью оценки восприимчивости конкретной выборки к загару.

К недостатку способа следует отнести недостаточно высокую достоверность оценки восприимчивости плодов к загару на основе анализа содержания α-фарнезена и КТ₂₈₁ в кожице 3-5 и даже 10 плодов и экстраполирование полученных значений на партию плодов в 150-200 т., что приводит к ошибкам при оценке восприимчивости плодов к заболеванию и при выборе сроков хранения партии плодов, что существенно снижает эффективность хранения продукции.

В мировой практике основным физиологическим заболеванием плодов яблони при хранении является загар, потери от которого могут достигать 90% и более, что приносит огромный экономический ущерб [3]. Использование в качестве критерия оценки восприимчивости плодов к загару содержание α-фарнезена и продуктов его окисления в кутикуле кожицы плодов (эндогенное) имеет физиологическое обоснование и многолетнее практическое применение [1, 2, 3, 4, 5]. Первые эмпирические методы снижения потерь от загара - покрытие поверхности плодов маслом (вазелиновое, растительное и др.), либо их обертывание в промасляные салфетки, были связаны со способностью масла поглощать соединения, выделяемые плодом, обеспечивая снижение потерь от загара [6]. Фактические данные, полученные заявителями, по содержанию в промасляных салфетках, в которые были обернуты плоды, а также в сорбирующих лентах, пропитанных вазелиновым маслом и размещенных в камере (без контакта с плодами), α-фарнезена и КТ₂₈₁ однозначно доказывают реальность их перемещения из плодов и присутствия в окружающей атмосфере, позволяют по-новому оценить влияние соединений на развитие загара, разработать новый метод определения α-фарнезена и КТ₂₈₁, отражающих их содержание в атмосфере хранения.

Технической задачей данного изобретения является разработка доступного, эффективного, надежного способа определения α-фарнезена и продуктов его окисления в атмосфере хранения для оценки восприимчивости к загару всей промышленной партии плодов (150-200 т), заложенной на хранение.

Технический результат изобретения заключен не в прямом определении содержания α-фарнезена и продуктов его окисления в газовой фракции летучих компонентов жизнедеятельности плодов, а в определении α-фарнезена и КТ₂₈₁ в специальных лентах, пропитанных вазелиновым маслом, которое обладает способностью адсорбировать α-фарнезен и продукты его окисления из атмосферы камеры. Содержание летучих компонентов в пересчете на единицу площади сорбирующей ленты -отражает их содержание в атмосфере хранения.

Заявителями не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Заявителям не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителей, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Способ осуществляют следующим образом.

Сопоставительный анализ показывает, что заявленный способ отличается от прототипа тем, что содержание α-фарнезена и КТ₂₈₁ определяют не в гексановом экстракте кожицы плодов, а в гексановом экстракте сорбирующей ленты, размещенной в камере без контакта с плодами. Проведение анализа по предлагаемому Способу полностью соответствует прототипу.

Для изготовления сорбирующих лент используют:

1. Полотенца бумажные (салфетки), бесцветные, двухслойные в рулоне с перфорацией. Размер листа - 24×22 см. Изготовлены из натурального целлюлозного сырья, обладают высокой впитывающей способностью.

2. Вазелиновое масло пищевое, Е905а. Другие названия: жидкий вазелин, жидкий парафин, белое минеральное масло, пищевое минеральное масло. Группа: Пищевая добавка.

Изготовление сорбирующих лент:

1. Салфетки бумажные пропитывают вазелиновым маслом из расчета 10 мл на 10 салфеток (18,9 мл на 1,0 м² площади салфетки), оставляют под гнетом на 1 сутки (для равномерного распределения масла).

2. Пропитанные вазелиновым маслом бумажные салфетки нарезают на ленты размером 2,5×22 см с отклонениями по размерам не более ±0,5 см. Хранят в полиэтиленовых пакетах без доступа воздуха (до 1 месяца), либо сразу размещают в камерах с плодами.

Размещение сорбирующих лент в камерах:

Конец сорбирующих лент закрепляют на палочке длиной 80-100 см («флажок»), которая позволяет надежно фиксировать «флажок» в толще продукции и обеспечивает отсутствие контакта между лентой и плодами. Размещение «флажков» осуществляют как после закладки плодов на хранение, так и в период хранения через смотровые окна, предусмотренные в камерах с регулируемой атмосферой. Время выдержки - 10-14 дней.

Сразу после выемки из камеры сорбирующие ленты помещают в полиэтиленовые пакетики без доступа воздуха и анализируют в течение 1 суток.

Способность поглощения α-фарнезена и КТ₂₈₁ сорбирующей лентой составляет от 0 до 2000 ppm/см², потенциал поглощения охватывает весь возможный диапазон содержания α-фарнезена и КТ₂₈₁ в атмосфере хранения плодов яблони.

Примеры конкретного выполнения Способа.

Пример 1. Способ был применен для определения содержания α-фарнезена и КТ₂₈₁ в атмосфере промышленных камер с хранящейся продукцией и без нее, в атмосфере камер с плодами различных сортов, в атмосфере камер с обычной и регулируемой атмосферой.

Полученные экспериментальные данные (таблица 1) показывают, что в камерах с обычной и регулируемой атмосферой после выгрузки продукции и вентилировании α-фарнезен и КТ₂₈₁ в сорбирующих лентах и, следовательно, в атмосфере камер не обнаружены (№1, 2).

Максимальное значение показателя КТ₂₈₁ (46,4 нмоль/см²) при высоком значении α-фарнезена (157,6 нмоль/см²) в камере с OA, с хранящимися плодами сорта Антоновка обыкновенная (150 т) соответствовало 100% поражению плодов загаром (№3).

Максимально высокое содержание α-фарнезена (700,8 нмоль/см²) и низкое содержание КТ₂₈₁ (2,4 нмоль/см²) в атмосфере камеры с РА, с хранящимися плодами сорта Антоновка обыкновенная (150 т) соответствовало высоким потерям от загара (40%), при высоких рисках его увеличения при дальнейшем хранении и реализации (№4).

Содержание α-фарнезена в атмосфере камеры с РА, с хранящимися плодами сорта Голден Делишес (180 т) составляло 2,7 нмоль/см², продукты окисления КТ₂₈₁ обнаружить не удалось (следы), плоды отличались устойчивостью к загару при высоком потенциале устойчивости к заболеванию при дальнейшем хранении (№5).

Содержание α-фарнезена и КТ₂₈₁ в атмосфере камеры с РА, с хранящимися плодами сорта Ред Чиф (180 т) составляло 33,6 и 0,8 нмоль/см² соответственно, плоды отличались устойчивостью к загару, при рисках его проявления при дальнейшем хранении, что свидетельствовало о целесообразности контроля за состоянием плодов на протяжении всего периода хранения (№6).

В результате проведенных исследований выявлены следующие закономерности (Пример 1, Таблица 1).

Способ определения α-фарнезена и продуктов его окисления в сорбирующих лентах информативен, так как объективно отражает их содержание в атмосфере хранения (Таблица 1).

В результате применения Способа выявлены различия по накоплению α-фарнезена и КТ₂₈₁ в камерах с плодами различных сортов, отличающихся по восприимчивости к загару. Максимальные значения показателей обнаружены в камерах с наиболее восприимчивым к заболеванию сортом Антоновка обыкновенная, минимальные значения показателей зафиксированы у устойчивого к загару сорту Голден Делишес.

Максимальное значение показателя КТ₂₈₁ соответствует максимальным потерям от загара, максимальное значении α-фарнезена соответствует высоким потерям от загара и рискам его увеличения при дальнейшем хранении, минимальные значения α-фарнезена и продуктов его окисления соответствуют партиям плодов, устойчивым к заболеванию.

Полученные данные указывают на достоверность и информативность Способа для определения α-фарнезена и КТ₂₈₁ в атмосфере хранения, о возможностях его использования для разработки способа прогноза восприимчивости партий плодов различных сортов яблони к загару при хранении.

Пример 2. Способ и прототип Способа были применены для оценки восприимчивости партий плодов сорта Куликовское к загару после 3 месяцев хранения в условиях РА (180 т яблок). Срок загрузки камеры 4-11 сентября 2015 г. Определяли содержание α-фарнезена и КТ₂₈₁ в гексановых экстрактах кожицы плодов (Таблица 2) и сорбирующих лент, размещенных в камере без контакта с плодами (Таблица 3).

При использовании Прототипа Способа содержание α-фарнезена и КТ₂₈₁ в кутикуле кожицы отражало состояние конкретного плода. Выборка из 6 плодов была сформирована при закладке плодов на хранение и была представлена плодами разного срока съема (4-11 сентября). Показания по содержанию α-фарнезена в плодах существенно отличались (максимальное отклонение от среднего значения - 53,3%). Показания по содержанию КТ₂₈₁ также не стабильны (максимальное отклонение от среднего значения 79,7%). Надежность использования данных по содержанию α-фарнезена и КТ₂₈₁ при использовании Прототипа Способа может быть очень низка из-за непродуманного (случайного) подбора плодов для исследований (либо из-за невозможности это сделать через смотровое окно камеры с РА), что повышает вероятность ошибочных решений в определении восприимчивости партии плодов к загару и сроков хранения продукции.

При использовании Способа каждый плод из 180 т вносит свой вклад в формирование состава атмосферы, что отражают данные, гексановых экстрактов сорбирующих лент. Показания по содержанию α-фарнезена отличаются высокой стабильностью (отклонение от среднего значения не превышали 4,3%). Показания по содержанию КТ₂₈₁ также достаточно стабильны, однако из-за низких значений показателя отклонение от среднего значения достаточно высоки - 18,2%, но ниже, чем в Прототипе Способа. Таким образом, данные, полученные при использовании Способа для оценки восприимчивости партий плодов к загару - стабильны, надежны, так как отражают всю совокупность плодов, представленных в камере.

Способ определения содержания α-фарнезена и продуктов его окисления в атмосфере хранения плодов для оценки восприимчивости партий плодов к загару сохраняет все преимущества прототипа - доступность, высокая точность, не требует высокой квалификации оператора. Способ отражает содержание α-фарнезена и КТ₂₈₁ в атмосфере хранения плодов и может быть использован для проведения массовых анализов содержания летучих компонентов. Способ достоверен, информативен, стабилен, надежен, так как отражает всю совокупность плодов, представленных в камере (50-200 т яблок и более), а не одного плода, как в прототипе. Способ определения содержания α-фарнезена и продуктов его окисления в атмосфере хранения позволит разработать новый способ прогноза восприимчивости партий плодов к загару при хранении.

Источники информации

1. Anet Е. Superficial scald, a functional disorder of stored apples. IX. Effect of maturity and ventilation // Journal of the Science of Food and Agriculture. - 1972. - T. 23. - №. 6. - C. 763-769.

2. Морозова, Н.П. Спектрофотометрическое определение содержания фарнезена и продуктов его окисления в растительном материале / Н.П. Морозова, Е.Г. Салькова // Биохимические методы. - М.: Наука, 1980. - С. 107-112.

3. Гудковский В.А., Кожина Л.В., Ю.Б. Назаров. Существующие и перспективные технологии защиты плодов от загара. Вестник Российской сельскохозяйственной науки. 2017. №2. С. 28-31.

4. Du Z., Bramlage W.J. A modified hypothesis on the role of conjugated trienes in superficial scald development on stored apples // Journal of the American Society for Horticultural Science. - 1993. - Т. 118. - №. 6. - C. 807-813.

5. Чивкунова О.Б.; Мерзляк М.Н. и др. Кутикулярные липиды, альфа-фарнезен и, продукты его окисления и развитие «загара» в плодах яблонь. В: Прикл. Биохимия и микробиология, 1997, т. 33, №4, сс. 439-444.

6. Brooks, С., Cool еу, J.S., Fisher, D.F., 1923а. Oiled wrappers, oils and waxes in the control of superficial scald. J. Agric. Res. 26, 513-536.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для оценки восприимчивости партий плодов к загару в садоводческих предприятиях, занимающихся хранением яблок. Способ определения α-фарнезена и продуктов его окисления в атмосфере хранения для оценки восприимчивости плодов яблок к загару заключается в том, что подготавливают сорбирующие ленты путем пропитывания полосок бумаги вазелиновым маслом, размещают их в камерах хранения без контакта с плодами, а содержание α-фарнезена и продуктов его окисления определяют спектрофотометрическим методом в сорбирующих лентах, что косвенным образом отражает их содержание в атмосфере хранения. Предлагаемый способ определения содержания α-фарнезена и продуктов его окисления позволяет оценивать восприимчивость к загару всей партии плодов (50-200 т и более), размещенной в камере, при этом способ отличается высокой производительностью, высокой точностью, не требует дорогостоящего оборудования и высокой квалификации оператора, может быть использован для проведения массовых анализов. 3 табл., 2 пр.

Способ определения α-фарнезена и продуктов его окисления в атмосфере хранения для оценки восприимчивости плодов яблок к загару, характеризующийся тем, что подготавливают сорбирующие ленты путем пропитывания полосок бумаги вазелиновым маслом, размещают их в камерах хранения без контакта с плодами, а содержание α-фарнезена и продуктов его окисления определяют спектрофотометрическим методом в сорбирующих лентах.