СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ ЖИМОЛОСТИ 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.

Широкую известность и распространение культура жимолости получила в России, Китае и Японии. Жимолость отличается ранними сроками созревания (на 1-2 недели раньше земляники), высоким содержанием БАВ, оригинальным вкусом с горечью (от незначительной до сильно выраженной). На данный период лучшие сорта и формы жимолости по товарным и вкусовым качествам получены в России, что вызывает подлинный интерес ученых и предпринимателей КНР (проект «Жимолость» имеет государственное финансирование), их интерес в т.ч. распространяется на технологии хранения плодов. Одна из разработок нашего научного подразделения представлена в новом Способе хранения жимолости и претендует на защиту Патентом РФ.

Быстрое снижение качества плодов жимолости после съема обусловлено высокой интенсивностью дыхания продукции, что приводит к размягчению и разложению тканей, поражению грибными гнилями. Важной причиной снижения качества жимолости в послеуборочный период (как и многих других ягодных культур) является поражение плодов серой гнилью (Botrytis cinerea). Заражение чаще всего происходит в период вегетации и может протекать бессимптомно. 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 жимолости после съема до 3-7 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 жимолости, 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 3-7 дней при высоких рисках размягчения тканей и поражения продукции грибными гнилями в условиях доведения до потребителя (до 100%)[2].

Согласно литературным данным, высокая концентрация СО₂, составляющая 20% и более, сдерживает развитие Botrytis cinerea [3], минимальная концентрация газа, оказывающая ингибирующее влияние на развитие серой гнили составляет 10% [4]. Повышение концентрации СО₂ до указанных уровней возможно при использовании регулируемой (РА) и в меньшей степени - в условиях модифицированной атмосферы (МА).

Известен способ хранения плодов жимолости 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 жизнедеятельности продукции и свойств пленки [2,5], что увеличивает срок достижения эффективных концентраций СО₂ (более 10%) и О₂ (менее 10%) до 3-5 и более суток, либо исключает вероятность достижения эффективных концентраций углекислого газа и кислорода при использовании способа «МА-пассивный». Невозможность регулирования состава газовой среды приводит к различному качественному состоянию плодов в разных полиэтиленовых 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 жимолости до 7-14 дней (в зависимости от сорта, исходного физиологического состояния, фактического содержания активных компонентов газового состава в упаковке), при высоких рисках размягчения тканей, поражения плодов серой гнилью (Botrytis cinerea) в условиях доведения до потребителя. Использование способа хранения плодов в «МА-пассивный» - увеличивает себестоимость продукции.

Заявителям не известны публикации, по использованию регулируемой атмосферы (РА) и ее модификаций при хранении плодов жимолости, поэтому в качестве Прототипа выбран способ хранения «МА-пассивный».

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 [6]. Минимизация временного интервала между сбором урожая и его экспресс-охлаждением (за 30-60 минут) до+5…8°С позволяет затормозить созревание плодов и развитие грибной гнили.

Понижение содержания кислорода в атмосфере хранения ингибирует интенсивность дыхания неклимактерических и климактерических культур, в то же время низкий уровень содержания О₂ в атмосфере хранения многих ягодных культур вызывало ферментацию продукции [7]. Высокие риски ферментации продукции при содержании О₂ ниже 5% были приняты во внимание при разработке Способа хранения плодов жимолости.

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. Согласно нашим исследованиям, обработка 18-20% углекислым газом в течение 72 часов - не вызывает ферментацию климактерических плодов жимолости, но ингибирует развитие Botrytis cinerea. Увеличение периода воздействия (более 3 суток) высокой концентрации углекислого газа (18-20%) вызывает ферментацию продукции, постоянное хранение при содержании углекислого газа 14-16% вызывает ферментацию продукции, что обуславливает необходимость снижения содержания СО₂ в атмосфере хранения до уровня, исключающего ферментацию плодов жимолости, но обеспечивающего сохранение антисептических свойств углекислого газа в ингибировании развития грибной и бактериальной инфекции (10%) [4].

Полученные сведения легли в основу разработки Способа хранения плодов жимолости.

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

Технический результат изобретения заключен в замедлении созревания плодов жимолости, предотвращении размягчения тканей и развития Botrytis cinerea на плодах при управляемом воздействии факторов хранения. Эта задача решается при совместном воздействии факторов хранения: пониженной температуры (+0,5…1°С), кратковременного воздействия (72 ч) высокой концентрации СО₂ (18-20%), последующего хранения продукции при содержании углекислого газа 10-11% (во избежание ферментации плодов), при содержании кислорода в пределах 14-16%. 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 фактором воздействия на состояние продукции, так как его содержание в период хранения поддерживается на уровне 14-16%, что незначительно влияет на интенсивность дыхания, не вызывает ферментацию продукции.

Заявленный уровень содержания основных компонентов газового состава при Способе хранения плодов жимолости не вызывает резких потерь качества при доведении продукции до потребителя (OA, витрины-холодильники, Т=+10…22°С), по сравнению с хранением в условиях МА-Прототип способа.

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 жимолости снимают выборочно в оптимальной стадии зрелости.

На хранение закладывают здоровые без механических и иных повреждений, равномерно окрашенные плоды сине-фиолетового цвета.

Съем плодов жимолости 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 72 часов.

Снижают температуру хранения до +0,5…1°С за 8-10 часов и поддерживают на протяжении последующего периода хранения.

Снижают содержание СО₂ до 10-11% за 8-10 часов, при содержании О₂ -14-16%. Указанный состав атмосферы поддерживают на протяжении последующего периода хранения.

В модельных опытах условия РА (Способ) формируют в герметичных контейнерах объемом 0,5 м³. Содержание СО₂ - 18-20%, 10-11% 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. Для контроля за содержанием газов используют портативный газоанализатор (DGA-250, Англия).

Примеры конкретного выполнения Способа.

Пример 1. Определяли влияние способов хранения: МА-пассивный (Прототип Способа), РА (Способ) на качество и продолжительность хранения плодов жимолости 3 сортов (Голубое веретено, Голубой Десерт, Памяти Куминову).

На хранение по каждому способу закладывали по 2 поддона с продукцией (в каждом поддоне - 8 перфорированных контейнеров по 250 г плодов).

Плоды жимолости снимали 31.05.2017 г. Оценку состояния плодов проводили через 14 и 30 дней хранения.

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

Условия доведения до потребителя моделировали, выдерживая плоды жимолости в течение 24, 48, 72 и 96 ч при температуре +20…22°С («жизнь на полке»).

Убыль массы продукции, % - определяли взвешиванием массы в начале и в конце хранения, разницу выражали в процентах.

Сухие растворимые вещества, % briks - определяли с помощью портативного рефрактометра «Packet Refractometer PAL-1, Japan».

Титруемую кислотность, % - определяли титрованием 0,1 N раствором NaOH (ГОСТ 25555.0-82).

Потери от серой гнили, % - определяли взвешиванием пораженных плодов и общей массы продукции, их отношение выражали в процентах.

Определяли состояние сенсорных показателей качества плодов жимолости: цвет, вкус, структура.

Создание способов хранения:

1. Хранение жимолости в условиях МА-пассивный (Прототип Способа). 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 -2-5%, О₂ - 16-19%;

2. Хранение жимолости 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 жимолости на качество продукции (убыль массы, сухие растворимые вещества, титруемую кислотность), поражение ягод серой гнилью было установлено (таблица 1):

- в условиях МА (Прототип Способа) существенные потери качества у 3 изучаемых сортов жимолости (потери от поражения плодов серой гнилью) были отмечены после 14 дней хранения, при высоких рисках их увеличения при доведении до потребителя, что свидетельствует о необходимости ограничения сроков хранения до 14 суток;

- при использовании РА (Способ) партии плодов 3 изучаемых сортов жимолости отличались низкой убылью массы продукции (показатели сравнимы с МА - Прототип Способа), содержание сухих растворимых веществ, титруемой кислотности, несущественно отличалось по сравнению с Прототипом Способа. После 14 и 30 дней потери от серой гнили как при хранении, так и после 72 ч в условиях доведения до потребителя -отсутствовали (после 30 дней +96 ч - появлялись), что доказывает возможность продления сроков хранения плодов жимолости до 30 суток с гарантией сохранения качества продукции при реализации в торговых сетях в течение 3 суток при температуре +20...22°С (таблица 1).

Сенсорная оценка качества плодов 3 сортов жимолости после 14 и 30 дней хранения свидетельствует об отсутствии видимых изменений цвета, вкуса, структуры тканей при использовании Способа хранения жимолости, по сравнению с Прототипом способа (таблица 2), что подтверждает возможность продления сроков хранения продукции при использовании Способа хранения до 30 дней, с максимальным сохранением исходного качества.

Способ хранения плодов жимолости обеспечивает замедление созревания, сокращение потерь от грибных заболеваний (Botrytis cinerea), продление сроков хранения до 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 жимолости.

* блеск на ягодах - из-за разрушения клеток кожицы и вытекания клеточного сока.

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. Гудковский, В. А. Биологические особенности и возможности краткосрочного хранения плодов жимолости / В.А. Гудковский, Л.В. Кожина, Ю.Б. Назаров // Плодоводство и ягодоводство России: сб. науч. работ/ВСТИСП.-М., 2015.-TXXXXI - С. 99-105.

3. Goulart, B.L., Hammer, Р.Е., Evensen, К.В., Janisiewicz, W., and Takeda, F. 1992. Pyrrolnitrin, captan+benomyl, and high CO 2 enhance raspberry shelf life at 0 or 18 CJ Amer. Hort. Sci. 117(2): 265-270.

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

5. 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.

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

7. Joles, D. W. et al. Modified-atmosphere packaging of Heritage'red 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.

Способ хранения плодов жимолости в условиях регулируемой атмосферы заключается в том, что 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 протяжении 72 ч. Затем концентрацию углекислого газа снижают до 10-11%, при содержании кислорода - 14-16%, и поддерживают на заданном уровне на протяжении всего периода хранения при температуре +0,5…+1°С. Изобретение обеспечивает замедление созревания жимолости, сокращение потерь от грибных заболеваний, продление сроков хранения до 30 дней с максимальным сохранением исходного качества продукции. 2 табл.

Способ хранения плодов жимолости в условиях регулируемой атмосферы, характеризующийся 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 протяжении 72 ч, затем концентрацию углекислого газа снижают до 10-11%, при содержании кислорода - 14-16%, и поддерживают на заданном уровне на протяжении всего периода хранения при температуре +0,5…+1°С.