СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ МАЛИНЫ Российский патент 2019 года по МПК A23B7/148 A01F25/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам хранения продуктов растениеводства и может быть использовано в садоводческих предприятиях, занимающихся хранением продукции.

Быстрое снижение качества малины после съема обусловлено высокой интенсивностью дыхания продукции, что приводит к разложению тканей, морфологические и физиологические особенности малины обуславливают ее высокую восприимчивость к поражению грибными гнилями. Основной причиной снижения качества малины в послеуборочный период является поражение плодов серой гнилью (Botrytis cinerea). Эпидемиологические исследования показали, что заражение чаще всего происходит во время цветения и может протекать бессимптомно, при этом частота обнаружения Botrytis cinerea при съеме достигает 75%. Мицелий гриба обычно остается спокойным (скрытым), пока плод не начнет созревать, что вызывает активацию гриба и гниение плода [1]. Эти причины ограничивают жизнь зрелых плодов малины после съема до 3-5 дней даже в условиях пониженных температур (+0,5+4°С).

Факторы хранения оказывают существенное влияние на ингибирование физиолого-биохимических процессов в послеуборочный период жизни плода, что обеспечивает замедление созревания плодов малины, снижение потерь от микробиологических заболеваний.

Известен способ ингибирования созревания и, следовательно, снижения потерь от грибных гнилей при хранении в условиях обычной атмосферы (OA, О₂=21%, СО₂=0,03%) при пониженных температурах воздуха (+0,5+4°С). Способ хранения в OA обеспечивает продление сроков хранения не более чем до 3-5 дней при высоких рисках поражения продукции грибными гнилями (до 100%).

Известен способ хранения малины в условиях модифицированной атмосферы (полиэтиленовые пакеты с различными физическими характеристиками) - «МА-пассивный», когда содержание основных активных компонентов газового состава атмосферы (содержание кислорода - О₂ и углекислого газа - СО₂) формируется за счет свойств пленки и жизнедеятельности продукции, что увеличивает срок достижения эффективных концентраций СО₂ (более 10%) и О₂ (менее 10%) до 3-5 суток. Невозможность регулирования состава газовой среды приводит к различному качественному состоянию плодов в разных упаковках, что является ограничивающим фактором при вхождении продукта в торговые сети. Способ не технологичен, характеристики проницаемости упаковки и, следовательно, состояние продукции изменяется непредсказуемо при растягивании или прокалывании пленки. Из-за высокой интенсивности дыхания продукции и ограниченных возможностей ее ингибирования в условиях МА возможно понижение концентрации О₂ до 5% и ниже, что вызывает ферментацию и распад плодов. Использование способа «МА-пассивный» позволяет увеличить продолжительность хранения малины до 6-10 дней (в зависимости от сорта, исходного физиологического состояния, фактического содержания активных компонентов газового состава в упаковке), при высоких рисках поражения плодов малины серой гнилью (Botrytis cinerea) в условиях доведения до потребителя. Использование способа хранения плодов в «МА-пассивный» - увеличивает себестоимость продукции.

Известен способ хранения малины в условиях модифицированной атмосферы - «МА-активный», когда содержание основных активных компонентов газового состава атмосферы формируется как за счет свойств пленки и жизнедеятельности продукции, так и за счет эмиттеров (источников) диоксида углерода (BioFresh®), поглотителей кислорода (СаО) и др. Использование эмиттеров сокращает время выхода на рекомендованный режим хранения, что обеспечивает ингибирование созревания и продление сроков хранения до 8-12 дней, при этом способ «МА-активный» сохраняет другие отмеченные недостатки, присущие способу «МА-пассивный» [2].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве Прототипа, является способ паллетного хранения малины в условиях регулируемой газовой среды (РГС) - система PALLIFLEX. Система хранения ягод состоит из поддона и герметичного покрытия («мешка» из газонепроницаемой, влаго- и маслонепроницаемой синтетической пленки), подключенного к общему газовому оборудованию. Необходимый для плодов малины уровень содержания углекислого газа обеспечивается за счет дыхания продукции, корректировка состава атмосферы осуществляется генератором азота и скруббером СО₂. К недостаткам способа следует отнести растянутый во времени (3-5 дней) период выхода на рекомендованный уровень содержания углекислого газа (10-20%), что снижает качество и эффективный срок хранения продукции. При паллетном хранении малины в РГС содержание кислорода поддерживается на уровне 5-10%, незначительное снижение концентрации кислорода в атмосфере (менее 5%) может вызвать ферментацию и, как следствие, потерю структуры и разложение плодов. Использование влагонепроницаемой пленки способствует конденсации влаги внутри упаковки, что увеличивает риски появления очагов грибной гнили, этому также способствует перепад температуры, возможный при увеличении высоты паллеты (до 3 м), ограниченный воздухообмен в упаковке. Срок хранения плодов малины при использовании Прототипа способа - до 14 дней.

Использование факторов хранения, как мощных инструментов воздействия на состояние и качество плодов в послеуборочный период имеет физиологическое обоснование.

Низкие температуры хранения - основной физический фактор, способный регулировать жизнедеятельность плодов в послеуборочный период. Снижение температуры - замедляет интенсивность дыхания и, следовательно, созревания плодов, а ее повышение на каждые 10°С увеличивает интенсивность дыхания в среднем в 3 раза [3]. Минимизация временного интервала между сбором урожая и его экспресс-охлаждением (за 30-60 мин) до +5+8°С позволяет затормозить созревание плодов и развитие грибной гнили.

Понижение содержания кислорода в атмосфере хранения ингибирует интенсивность дыхания климактерических и неклимактерических культур. Снижение содержания О₂ в атмосфере хранения плодов малины с 10 до 6% обеспечивало незначительное, постепенное снижение интенсивности дыхания, более глубокое снижение содержания кислорода (ниже 6%) приводило к росту коэффициента дыхания (до 1,3-1,5), что вызывало ферментацию продукции [4]. Слабое влияние снижения концентрации кислорода с 21 до 10% на интенсивность дыхания и, следовательно, интенсивность созревания продукции и высокие риски ферментации продукции при содержании О₂ ниже 5% были приняты во внимание при разработке Способа хранения плодов малины.

Повышенное содержание СО₂ в атмосфере хранения ингибирует интенсивность дыхания многих климактерических культур, стрессовый уровень содержания газа (3-20%, в зависимости от культуры, сорта) может вызвать внутренние и внешние повреждения плодов. В тоже время, повышение содержания углекислого газа (в диапазоне 3-20%), не вызывает изменений в скорости поглощения кислорода (интенсивности дыхания), не вызывает активацию синтеза этанола и ферментацию неклимактерических плодов малины [4, 5], что допускает возможность использования максимально высоких концентраций СО₂ при хранении плодов малины. Кроме того, известны антисептические свойства углекислого газа в ингибировании развития грибной и бактериальной инфекции. Установлено, что высокая концентрация СО₂, составляющая 20% и более, сдерживает развитие Botrytis cinerea [5], минимальная концентрация газа, оказывающая ингибирующее влияние на развитие серой гнили составляет 10% [6].

Полученные сведения легли в основу разработки Способа хранения плодов малины.

Технической задачей данного изобретения является разработка экологически чистого, эффективного способа хранения плодов малины в условиях регулируемой атмосферы, обеспечивающего замедление созревания плодов и предотвращение развития серой гнили (Botrytis cinerea), продление сроков хранения продукции до 25-30 суток.

Технический результат изобретения заключен в замедлении созревания малины, предотвращении развития Botrytis cinerea на плодах при управляемом воздействии факторов хранения. Эта задача решается при совместном воздействии двух активных факторов хранения: пониженной температуры (+0,5+1°С) и высокой концентрации СО₂ (18-20%) в атмосфере хранения, при содержании О₂ в пределах 14-16% (что близко к атмосферному). Минимизация временного интервала между сбором урожая и его экспресс-охлажденим до +5+8°С позволяет затормозить созревание плодов и развитие грибной гнили, максимально быстрое создание условий РА (1-2 часа) и снижение температуры хранения до +0,5+1°С - усиливает благоприятное воздействие факторов на сохранение качества плодов.

В разработанном Способе концентрация кислорода в атмосфере РА не является активным компонентом воздействия на состояние продукции, так как его содержание в период хранения поддерживается на уровне 14-16%, что не влияет на интенсивность дыхания, не вызывает ферментацию продукции. Заявленный уровень содержания основных компонентов газового состава при хранении плодов малины в (РА) не вызывает стрессовых проявлений в измененных условиях доведения до потребителя (OA), что обусловлено отсутствием резких перепадов по содержанию кислорода (14-16 и 21% соответственно) и резкими перепадами по содержанию СО₂ (18-20 и 0,03% соответственно), которые, как известно, не оказывают значительного влияния на интенсивность дыхания малины [4, 5], что, по нашему мнению, также способствует сохранению качества продукции в условиях доведения до потребителя, осуществляемое в витринах-холодильниках при Т=+8+12°С.

Заявителями не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, со сведениями о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна» и «изобретательский уровень».

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

Способ осуществляют следующим образом.

Плоды малины снимают в оптимальной стадии зрелости.

На хранение закладывают здоровые плоды без механических и иных повреждений.

Съем плодов малины проводят в пластиковые контейнеры небольшого объема (на 125, 250 г продукции) с перфорированным дном и крышкой.

Временной интервал от съема до доставки плодов в хранилище - 1-2 часа.

Проводят экспресс - охлаждение плодов за 30-60 минут до +5+8°С.

Вывод камеры на режим хранения (СО₂ - 18-20%, О₂ - 14-16%) осуществляют за 1-2 часа и поддерживают на протяжении всего периода хранения.

Снижение температуры хранения до +0,5+1°С осуществляют в течение 8-10 часов и поддерживают на заданном уровне на протяжении всего периода хранения.

В модельных опытах условия РА (Способ) формируют в герметичных контейнерах объемом 0,5 м³. Содержание СО₂ - 18-20% обеспечивают подачей 100% СО₂ из баллона (40 л, согласно ГОСТ 949-73). Содержание О₂ -14-16% на протяжении всего периода хранения обеспечивают за счет воздухообмена с окружающей средой через систему штуцеров.

Примеры конкретного выполнения Способа

Пример 1. Определяли влияние способов хранения: OA, МА-пассивный, РА (Прототип Способа), РА (Способ) на качество и продолжительность хранения плодов малины сорта Polka (Полька).

На хранение по каждому способу закладывали по 5 поддонов с продукцией (в каждом поддоне - 8 перфорированных контейнеров по 250 г плодов малины).

Плоды снимали 11.09.2017 г. Оценку состояния плодов проводили через 12 и 30 дней хранения.

Хранение плодов малины при всех способах хранения осуществляли при температуре +0,5+1°С.

Условия доведения до потребителя моделировали, выдерживая плоды малины в течении 48 ч при температуре +8+12°С («жизнь на полке»), далее выдерживали при температуре +18+20°С в течении 6 ч.

Создание способов хранения:

1. Хранение малины в условиях OA (СО₂ - 0,03%, О₂ - 21,0%).

2. Хранение малины в условиях МА-пассивный. Плоды помещают в газопроницаемые пакеты «Xtend» (по патенту US 6190710). Содержание углекислого газа и кислорода в атмосфере хранения формировалось в зависимости от интенсивности дыхания продукции и составляло: СО₂ - 3-7%, O₂ - 15-19%.

3. Хранение малины в условиях РА (Прототип Способа). Плоды помещают в герметичные контейнеры объемом 0,5 м³. Содержание углекислого газа в атмосфере хранения формировалось в зависимости от интенсивности дыхания продукции и составляло в первые 5 дней хранения - 0-8%, в последующий период - 8-12%, содержание кислорода формировалось при использовании генератора азота и составляло 5-10%. Корректировку состава атмосферы осуществляли генератором азота и скруббером СО₂.

4. Хранение малины в условиях РА (Способ). Плоды помещают в герметичные контейнеры объемом 0,5 м³. Рекомендованный состав атмосферы формируют за 1 час после охлаждения плодов до +5+8°С. Содержание СО₂ - 18-20% обеспечивают подачей 100% СО₂ из баллона (40 л, согласно ГОСТ 949-73). Содержание О₂ - 14-16% на протяжении всего периода хранения обеспечивают за счет воздухообмена с окружающей средой через систему штуцеров.

В результате сравнительной оценки влияния способов хранения плодов малины на качество продукции, поражение ягод серой гнилью (таблица 1) было установлено:

- в условиях OA сохранение качества плодов может быть обеспечено в течение не более 2-3 суток;

- в условиях МА существенные потери качества (потери от поражения плодов серой гнилью) были отмечены после 12 дней хранения, при высоких рисках их увеличения при доведении до потребителя, что свидетельствует о необходимости ограничения сроков хранения до 8-10 суток;

- при использовании РА (Прототип Способа) существенно снижались потери от убыли массы продукции, по сравнению с OA и МА. После 12 дней хранения плоды отличались устойчивостью к серой гнили, однако при доведении до потребителя поражались заболеванием, что доказывает целесообразность ограничения сроков хранения до 12 суток;

- при использовании РА (Способ) партии плодов отличались низкой убылью массы продукции (показатели сравнимы с РА - Прототип Способа). После 12 и 30 дней потери от серой гнили как при хранении, так и в условиях доведения до потребителя - отсутствовали, что доказывает возможность продления сроков хранения плодов малины до 30 суток (таблица 1).

Сенсорная оценка качества плодов малины после 12 и 30 дней хранения свидетельствует об отсутствии видимых изменений цвета, вкуса, структуры тканей при использовании Способа хранения плодов малины, по сравнению с Прототипом способа (таблица 2), что подтверждает возможность продления сроков хранения при использовании Способа до 30 дней, с максимальным сохранением исходного качества продукции.

Способ хранения плодов малины обеспечивает замедление созревания, сокращение потерь от грибных заболеваний (Botrytis cinerea), продление сроков хранения до 25-30 дней с максимальным сохранением исходного качества продукции (цвет, вкус, структура плодов). Способ - экологически чистый и может быть использован при органическом производстве плодов. Предлагаемый Способ является промышленно применимым, позволяет повысить эффективность хранения плодов малины.

Источники информации

1. Tournas V.H., Katsoudas Е., 2005. Mould and yeast flora in fresh berries, grapes and citrus fruits, International Journal of Food Microbiology, 105, 11-17.

2. Adobatia A. et al. Shelf life extension of raspberry: Passive and active modified atmosphere inside master bag solutions // CHEMICAL ENGINEERING. - 2015. - T. 44. c 337-342.

3. Kidd F., West C. The Gas Storage of Fruit.: II. Optimum Temperatures and Atmospheres // Journal of Pomology and Horticultural Science. - 1930. - T. 8. -№.1. - C. 67-77.

4. Joles D. W. et al. Modified-atmosphere packaging raspberry fruit: respiratory response to reduced oxygen, enhanced carbon dioxide, and temperature // Journal of the American Society for Horticultural Science. -1994. - Т. 119. - №. 3. - C. 540-545.

5. Goulart, BL, Hammer, PE, Evensen, KB., Janisiewicz, W., and Takeda, F. 1992. Pyrrolnitrin, captan + benomyl, and high CO 2 enhance rasp- berry shelf life at 0 or 18 CJ Amer. Hort. Sci. 117(2): 265-270.

6. Stewart D. et al. Effect of modified atmosphere packaging (MAP) on soft fruit quality // Scottish Crop Research Institute. - 1999. - Т. 119.

Способ хранения плодов малины в условиях регулируемой атмосферы заключается в том, что высокую концентрацию углекислого газа - 18-20% и концентрацию кислорода - 14-16% создают в течение 1-2 ч после экспресс-охлаждения плодов до +5+8°С и поддерживают на заданном уровне на протяжении всего периода хранения при температуре +0,5+1°С. Время экспресс-охлаждения плодов малины составляет 30-60 мин. Изобретение обеспечивает замедление созревания малины, продление сроков хранения до 25-30 дней и сокращение потерь от грибных заболеваний. 2 табл.

Способ хранения плодов малины в условиях регулируемой атмосферы, отличающийся тем, что высокую концентрацию углекислого газа - 18-20% и концентрацию кислорода - 14-16% создают в течение 1-2 ч после экспресс-охлаждения плодов за 30-60 мин до +5+8°С и поддерживают на заданном уровне на протяжении всего периода хранения при температуре +0,5+1°С.