В статье дан обзор результатов изучения влияния сроков съема на длительность хранения плодов районированных сортов яблони: Голден Делишес и Ренет Симиренко. В результате работы доказана эффективность влияния сроков съёма плодов на качество и продолжительность хранения в обычной атмосфере

Влияние сроков съёма плодов яблони на длительность хранения

Интенсивный шпалерно-карликовый сад промышленного сорта Honey Crisp

В современном садоводстве производство плодов яблони постоянно возрастает, совершенствуются технологии производства, появляются новые высококачественные сорта. Вместе с тем, для круглогодичного снабжения населения свежими плодами, необходимо длительное хранение плодов. В этом аспекте возникает целый ряд серьезных проблем.

Потери при хранении напрямую связаны с физиологическим состоянием плода, его химическим составом на момент съема и закладки плода на хранение.

Важную роль для увеличения длительности хранения имеет оптимальный срок съема плодов [3, 2].

Правильное определение съемной зрелости плодов является важным условием для дальнейшего их хранения и реализации. Как ранние, так и поздние сроки съема значительно снижают длительность хранения плодовой продукции. При раннем съеме еще не сбалансирован минеральный состав плодов (соотношение сахаров и кислот). Резко понижается устойчивость плодов к загару, плоды увядают, кожица у них морщинится, снижаются вкусовые и товарные качества. Поздний съем не обеспечивает длительного хранения, так как в плодах уже начался процесс старения, потеряна плотность мякоти. Сроки созревания плодов у сортов плодовых культур определены генетическим кодом [5].

Современный уровень развития садоводства обязывает убирать основную массу урожая в оптимальные сроки. Оптимальная степень зрелости определяется следующими методами:

1. Биологическим – число дней от цветения до созревания.
2. Климатическим – сумма активных температур, количество осадков, гидротермический коэффициент (ГТК).
3. Органолептическим – вкус, аромат.
4. Физическим – размер плода, количество семян, окраска семян, окраска плода.
5. Химическим – химический состав плода (содержание крахмала, сахаров, кислот, общее содержание сухих веществ).

Съемная зрелость наступает, когда в плодах закончились процессы роста, накопления органических веществ, они пригодны для перевозки, технической переработки или длительного хранения. Но еще не приобрели полностью характерных для них вкусовых качеств. Определить степень зрелости и срок съема плодов семечковых можно только по совокупности различных признаков, что было положено в основу наших исследований.

Методы и материалы

Продукция ЗАО «Сад-Гигант» на выставке Ассоциации садоводов России в Совете Федерации

Полевой и производственный опыт по изучению влияния сроков съема на длительность хранения плодов яблони проводился в садах интенсивного типа ЗАО «Сад-Гигант» Славянского района Краснодарского края с 2007 по 2009 гг. на сортах Ренет Симиренко, Голден Делишес убранных в несколько этапов по разному состоянию степени зрелости:

• Ранний срок съёма
• Оптимальный срок съёма
• Поздний срок съема

Хранение плодов осуществлялось в фруктохранилищах ЗАО «Сад-Гигант» в Обычной Атмосфере (ОА). Температура хранения во всех вариантах 0,5-1°С, относительная влажность 85-90%. Обработка ингибитором этилена и антиоксидантами в процессе хранения не производилась.

Учет биометрических показателей плодовых деревьев, заболеваний, лежкоспособности проводили согласно методикам [1].

Плоды семечковых в процессе роста в качестве важнейшего запасного питательного вещества накапливают крахмал. Заполнение клеток паренхимой ткани таких плодов крахмалом идет от плодоножки и кожицы к семенному гнезду. При благоприятных условиях содержание крахмала в растущих плодах так велико, что при нанесении нескольких капель раствора йода на поперечный и продольный срезы плода мякоть окрашивается в черно-синий цвет.

В плодах, достигших физиологической зрелости, синтез крахмала и его накопление сменяются противоположным процессом — гидролизом крахмала, который проходит под действием ферментов с образованием сахаров.

Гидролиз крахмала у нормально развитых плодов идет от семенного гнезда к периферии плода. Сорта яблок различных сроков созревания —летние, осенние, зимние — различаются темпами накопления крахмала ипоследующего его гидролиза.

Количество крахмала в плодах определялось путем сравнивания образца со шкалой (рисунок 2). За итог принимается средний показатель, полученный от нескольких (десяти) проб [6, 5].

Йодкрахмальная проба на срезах плодов является объективным показателем, но не единственным при определении съемной зрелости яблок. Ее надо применять наряду с другими показателями, такими, как плотность мякоти плодов, органолептические показатели, морфологические и биологические показатели и др. [4, 5].

Пенетрометр для определения твердости плодов яблок и груши

Сопротивление мякоти плода снижается с ростом размера плода и увеличением степени зрелости. Это снижение измерялось и анализировалось в течение процесса созревания с использованием пенетрометра. Плотность мякоти плодов определялась путем прямого измерения пенетрометром FT-327, что особенно важно при длительном хранении и транспортировке фруктов [6].

В процессе хранения производилась оценка состояния плодов по качественным показателям, повреждением заболеваниями и микробиологической порчей.

Результаты и их обсуждения

В результате снятия йодкрахмальной пробы с изучаемых сортов яблони при различных сроках съема зафиксированы следующие показатели (таблица 1, 2). Оптимальные значения йодкрахмальной пробы при съемной зрелости плодов яблони для Голден Делишес 2,5…3 балла, и 2,5…3,5 балла для Ренет Симиренко [6].

Плодоношение плодового звена сорта Голден Делишес

Как видно из таблиц 1, 2 при созревании плодов достаточно быстро происходит снижение содержания крахмала в плодах. Показатель относительно стабилен в различные годы, но колебания в несколько дней всё же происходят.

Таблица 1

Результаты йодкрахмальной пробы сорта Голден Делишес (балл)

Таблица 2

Результаты йодкрахмальной пробы сорта Ренет Симиренко (балл)

В результате определения плфотности мякоти плодов яблони исследуемых сортов, непосредственно сразу после съема в различные сроки, получены следующие данные (таблица 3, 4). Оптимальные значениями плотности мякоти плодов при съемной зрелости по сортам следующие: Голден Делишес 6,5…7 г/см³, Ренет Симиренко 6,8-7,5 г/см³[6]

Качественные плоды яблони сорта Ренет Симиренко

Как видно из таблиц 3 и 4 при поздних сроках съема плодов наблюдается снижение плотности мякоти. Кроме того, показатели плотности мякоти плодов изменяются в различные годы при неизменных сроках съема. Следовательно, необходимо заблаговременно отслеживать процессы изменения плотности мякоти плодов яблони, чтобы приступить к съему в нужный момент.

Таблица 3

Зависимость плотности мякоти плодов яблони сорта Голден Делишес от срока съема, г/см³

Таблица 4

Зависимость плотности мякоти плодов яблони сорта Ренет Симиренко от срока съема, г/см³

После закладки на хранение плодов, убранных в три этапа: ранний съём плодов, съём в оптимальные сроки и поздний съём, каждые 15 дней проводился отбор проб и измерение плотности мякоти в целях мониторинга состояния плодов. Полученные данные оформлены в таблицах 5 и 6.

Современное фруктохранилище

На основании вышеприведенных данных приведены графики зависимости плотности мякоти плодов яблони испытуемых сортов от срока съема и длительности хранения, при построении графиков использовались средние данные за три года исследований (рисунки 1 и 2).

Таблица 5

Зависимость плотности мякоти плодов яблони сорта Голден Делишес от срока съема и длительности хранения, г/см³

Таблица 6

Зависимость плотности мякоти плодов яблони сорта Ренет Симиренко от срока съема и длительности хранения, г/см³

Голден Делишес без увядания и больших потерь веса хранится в обычной атмосфере до января, сохраняя при этом необходимый двухнедельный запас прочности для последующей реализации (рисунок 1).

Рисунок 1 — Зависимость плотности мякоти плодов сорта Голден Делишес от сроков съема и длительности хранения (среднее за 2006…09г.).

Рисунок 2 — Зависимость плотности мякоти плодов сорта Ренет Симиренко от сроков съема и длительности хранения (среднее за 2006…09г.)

При раннем съёме плодов усиливается процесс увядания. При позднем съёме плодов происходит быстрое разрыхление мякоти, особенно крупных плодов ,и сокращается срок хранения. Таким образом, оптимальные сроки для съема плодов яблони сорта Голден Делишес наступают с 10-12.09 и продолжается до 17-19.09, в зависимости от условий года.

Плодоношение сорта Голден Делишес с формировкой суперверетено

Для сорта Ренет Симиренко оптимальный срок съема наступает с 01.10 и длится до 20.10, в зависимости от условий года. При этих сроках уборки плодов продолжительность сохранения товарного вида и плотности мякоти плодов увеличивается до 30 дней (рисунок 2), по отношению к плодам, убранных в поздние сроки. При раннем съеме 20.09 плоды сильно повреждаются физиологическим заболеванием загар до 25% в среднем.

Выводы

1. Исходя из полученных результатов, установлены лучшие (оптимальные) сроки уборки плодов для дальнейшего хранения:
• для сорта Голден Делишес с 10.09 по 19.09;
• для сорта Ренет Симиренко оптимальный срок съема наступает с 01.10 по 20.10, что даёт возможность продлить срок хранения плодов до 30 дней в условиях хранения в обычной атмосфере (ОА), по отношению к плодам, убранных в поздние сроки;
2. Для качественного хранения плодов яблони в производстве, рекомендуем закладывать в фруктохранилища плоды, убранные только в оптимальные сроки, для чего необходимо определять плотность мякоти плодов и содержание в них крахмала перед уборкой, в зависимости от климатических условий года.

Промышленный сорт яблони сорта Ренет Симиренко

Список используемой литературы

1. Методические рекомендации проведения опытов с плодовыми и ягодными культурами. Уманский СХИ, 1987.
2. Причко Т.Г. Методы прогноза сроков съема яблок. Рекомендации. Краснодар, 2001. – 16 с.
3. Федоров М.А. Съемная зрелость плодов и способы ее определения /Садоводство, 1982. — №9. –29 с.
4. Целуйко Н.А. Определение срока съема плодов семечковых культур. Издательство “Колос”. М., 1969.
5. Чекрыгин В.В. Методические указания по проведению учебной практики по плодоводству для студентов факультета “Плодоовощеводство и виноградарство” по теме: “Уборка урожая”. Краснодар, 1994.
6. Kurt Werth. Colour & Quality of South Tyrolean Apple Varieties. Accociation of South Tyrolean Fruit Growers Cooperatives Ltd, 1997.

Группа сортов типа Голден Делишес

Популярность сорта на рынке

Плоды промышленного сорта яблок – Голден Делишес и Рояль Гала

Голден Делишес — один из ведущих и очень популярных сортов яблок во всем мире. Это одна из немногих товарных продукций, которая постоянно востребована в течение длительного периода. Особенностью этого сорта является специфический аромат и сладкий вкус плодов. Он имеет среднюю популярность на западном рынке, но очень высоко ценится в странах Восточной Европы. Оптовые и розничные цены на Голден Делишес высоки, и яблоки легко экспортируются в страны Восточной Европы.

Качественные плоды промышленного сорта Голден Делишес

Можно предположить, что спрос на этот сорт будет поддерживаться, по крайней мере, несколько лет. При значительном увеличении производства плодов Голден Делишес могут возникнуть проблемы с реализацией их выше себестоимости, что и наблюдается во многих странах Западной Европы. При хорошем уходе за садом и при плотности посадки 2000-3000 деревьев на гектар (на подвое M 9) урожайность составляет 40-60 т/га. Высокая рентабельность и высокие цены обеспечивают значительный доход производителям яблок. Еще одно преимущество этого сорта — желто-зеленый цвет кожицы плодов, иногда с розовым румянцем, очень популярен среди многих потребителей.

Особенности сорта

Деревья весьма чувствительны к морозу, поэтому рекомендуется сорта этой группы выращивать в регионах с теплым климатом и на плодородных почвах. Основной сорт группы — Голден Делишес, восприимчив к побурению сердцевины, которое появляется при больших температурных колебаниях, при активном размножении микроорганизмов.

Голден Делишес Рейнджерс — мутант Голден Делишес

У мутантов – Голден Делишес Рейндерс и клон B, риск побурения гораздо ниже. Преимуществом является, в свою очередь, более низкая уязвимость цветов весенними заморозками. Сорта этой группы трудно вырастить. Они требуют многократных обработок, дополнительной внекорневой подкормки, регулировки количества цветков, чтобы получить плоды хорошего качества.

Плоды сорта Голден Делишес (клон В)

Обрезка деревьев

Плодоносит сорт на кольчатках, шпорках, плодовых прутиках, но генеративные почки закладываются также и на концах побегов. Плодоношение — ежегодное и обильное, поэтому эффективной будет обрезка деревьев, если она проведена компетентным специалистом по формировке крон с последующим нормированием плодов. При обрезке сортов группы Голден Делишес используются основные принципы формирования кроны сортов группы Gala.

Интенсивный шпалерно-карликовый сад яблони сорта Гала Маст на подвое М9

На начальной стадии плодоношения применяют «циклическую» обрезку. Она заключается в том, что каждая ветвь последовательно проходит цикл роста и плодоношения. Формирование нижних ярусов кроны начинают с 4-6 ветвей. Если ветки не укорачивать, на них в следующем году формируются плодовые образования, а на третий год растение наступает в плодоношение. Весной четвертого года такую ветвь вырезают. Можно удалять сильную ветвь переводом на верхнюю однолетнюю веточку. В большинстве случаев на сучках замещения образуются новые побеги и цикл повторяется.

Плодоношение сорта Голден Делишес с формировкой суперверетено

Несмотря на то, что для сортов этой группы свойственна разреженная крона, очень важно помнить, что поток естественного света влияет не только на окрашивание яблок, но и закладку плодовых почек. Таким образом, крона этих сортов не должна быть неоправданно загущенной. Степень загущения регулируют прореживанием прошлогоднего прироста. Как правило, требуется тщательная обрезка, удаление волчков или тех побегов, которые будут давать слишком мало плодов (ветви старше 3 лет, побеги с нижних веток, лишние однолетние побеги). Также нужно помнить, что необходимо регулярно проводить омолаживающую обрезку, удаляя каждый год 2 или 3 ветви. Ветви удаляют с оставлением сучка замещения длиной 3–5 см. Сучков замещения не оставляют при вырезке самых нижних веток в кроне деревьев с относительно невысоким штамбом — для его увеличения.

Интенсивный сад яблони сорта Ред Кап, заложенный саженцами книпп-бом

Цветение и нормировка плодов

Деревья плодоносят каждый год, сорт весьма распространен, поэтому для достижения требуемого размера плодов необходимо нормирование количества образовавшихся бутонов.

Плоды яблони сорта Старкинг Делишес

Хорошие опылители для этой группы сортов: Эльстар, Глостер, Кокс Оранж, Пипин, Мелроуз, Ред Делишес, Старкинг, Старкримсон, Эверест. Для успешной торговли яблоки должны иметь диаметр 75-85 мм, чтобы обеспечить такое качество плодов не может быть слишком много на дереве. У сортов этой группы цветочные почки образуются уже на однолетних побегах. Полученные из всех заложившихся почек яблоки, как правило, небольшого размера, поэтому в те годы, когда цветение обильное, часть цветочных почек с однолетних побегов должна быть удалена.

Промышленный сорт яблони Эльстар

Самый простой способ сделать это — использовать ОВД –U, который распыляется в саду во время полного цветения новых однолетних побегов (цветение позднее — у более старых побегов). Рекомендуемая доза ATS составляет 12 кг/га, а обработку, как правило, следует проводить дважды.

Плоды сорта Старкримсон

Хороший способ прореживания — использование НАА (Pomonit), который применяют после цветения. В этот период также может быть использован препарат нафтилоацетамид (AmidThin*). Когда завязи имеют диаметр 10-12 мм, можно в этот раствор добавить препарат, содержащей БА (Paturyl *), если завязей слишком много, эффект может быть усилен добавлением IAA (Pomonit) в низких концентрациях. Когда завязавшихся плодов слишком много только в верхней части кроны, можно опрыскивать для прореживания только эту зону деревьев.

Сорт яблони Глостер

Использование препаратов, содержащих этефон, для сортов группы Голден Делишес может вызвать слишком сильное воздействие. Химическое прореживание на молодых 2 – или 3 –летних деревьях должно быть очень осторожным, потому что реакция растений может быть слишком сильной, погибнет слишком много завязей. Мы должны также помнить, что чем активнее рост деревьев, тем больше почек сбрасывается естественным образом, поэтому последующие химические прореживания должны быть более осторожными.

Специальные методы лечения

Промышленный сорт яблони – Голден Делишес

У сортов этой группы серьезно стоит проблема сохранения плодов, особенно в последние годы — у сорта Golden Delicious. Это может быть связано с тем, что при неблагоприятных погодных условиях в начальный период роста почек были использованы некоторые средства химической защиты или неправильно применяли листовые удобрения (например, взяли слишком большие дозы бора в период цветения). Причина побурения также может быть связана с дефицитом бора, который нужно внести во время цветения и начального роста завязей (в течение 14 дней после начала цветения).

Дефицит бор на плодах яблони

Чтобы избежать буроватости, вы также должны проводить подрезку корней (лучшее время для выполнения этой процедуры будет в июне или осенью, после сбора урожая фруктов). Это расстройство также может быть предотвращено путем опрыскивания деревьев гибберллином (GA4 +7). Лечение лучше всего начать в конце цветения и повторить 2 или 3 раза (в общей сложности провести 3 или 4 опрыскивания). Это особенно желательно для деревьев Голден Делишес и клона В). Гиббереллины не только могут предотвратить осыпание яблок, но и способствуют формированию крупных плодов более удлиненной формы, что востребовано на некоторых рынках.

Парша листьев яблони

В отдельные годы серьезной проблемой этой группы сортов является некротическая пятнистость листьев. Это физиологическое заболевание, причиной которого является температурный стресс. Оно наиболее распространено в конце июля или начале августа, когда нет никакой возможности принудительного охлаждения. В таких условиях нарушается гормональный баланс и увеличивается количество этилена, что приводит к быстрому старению листьев и их опадению.

Проявление некрозов на коре

Симптомы заболевания особенно заметны на молодых побегах, на более старых листьях появляется светло-зеленое пятно, а затем эта ткань быстро засыхает. На более поздней стадии заболевания такие листья начинают опадать. В крайних случаях к концу августа на вершине молодых побегов остаются только молодые листочки. Симптомы этой болезни выражаются не только в угнетении роста плода в течение сезона, но и в снижении морозостойкости деревьев и ухудшении условий для закладки генеративных почек. Предотвратить распространение этого заболевания может интенсивная программа, основной элемент которой — обработка листьев магнием. Лечение сульфатом магния лучше всего проводить после цветения, начиная с дозы 5 кг/га. Срок следующего опрыскивания этим удобрением — через 10-14 дней, с середины до конца августа (5-7 кг/га). Сульфат магния способствует успешному оплодотворению у сортов этой группы, улучшает состояние листовых пластинок и способствует увеличению массы плодов. Такие обработки позволяют сохранить зеленый цвет кожицы плодов (обычно при съемной зрелости она имеет желтый оттенок ), за 4 или 3 недели до сбора урожая листья деревьев нужно обработать марганцем.

Дефицит железа на яблоне

Хранение

Сбор плодов яблони

Для яблок этой группы сортов — с зелено-желтой кожицей, очень важно определить точное время сбора урожая. Следует начинать съем, когда твердость яблок составляет 7,5 — 8.5 кг, крахмальный индекс имеет значение 5-6. Фрукты должны быть собраны аккуратно, чтобы не оставлять отпечатков пальцев на поверхности плода, что влияет на срок хранения и снижает коммерческую ценность плодов.

Обильное плодоношение сорта Голден Делишес

Плоды этой группы сортов незначительно отличаются друг от друга, они восприимчивы к горькой гнили яблок, поэтому нужно принять меры до сбора урожая, чтобы защитить их от болезни. Яблоки, обработанные после съема плодов препаратом Смарт Фреш, менее восприимчивы к горькой гнили во время хранения. При хранении яблок в холодильной камере нужно поддерживать температуру от около 1 °С. Оптимальная температура KA является 1-1,2 °C, концентрация C02 — 2,5-3 %, а концентрация 02 в диапазоне 1-1,5 °С, влажность 95% и выше. В этих условиях (К.А. / ULO) яблоки могут храниться до 9 месяцев. Поддержание высокой концентрации С02 способствует поддержанию у сортов зеленого оттенка кожуры. При продаже твердость яблок не должна быть меньше 6 кг.

Плодоношение плодового звена сорта Голден Делишес

Возделывание сорта Чемпион

Качественные плоды яблони сорта Чемпион (Sampion)

Популярность сорта Чемпион на рынке

Этот сорт очень популярен  в Польше и Восточной Германии. Он завоевал признание потребителей из-за своеобразного  вкуса плодов. Плоды — с оранжево-красным полосато — размытым румянцем на большей части поверхности. Как правило, потребителей привлекают более окрашенные плоды. Цены на эти плоды относительно высокие. Сорт высокоурожайный, относительно высокие цены и простота производства сделали выращивание его очень выгодным.  Чемпион (Sampion)  можно рассматривать  как сорт польского рынка, по крайней мере, на европейском рынке яблок. Польша является крупнейшим экспортером плодов этого сорта в Европе. Эти фрукты ценятся во многих странах Западной Европы и на востоке континента. Данная тенденция может сохраниться и в ближайшем будущем.

Особенности сорта

Технология возделывания сорта довольно проста. Деревья начинают плодоносить сразу после посадки в сад, дают ежегодный и обильный урожай. В общем, чтобы получить хорошо окрашенные красные плоды,  необходимо постоянно нормировать количество цветов и завязей. Иначе в отдельные годы могут быть проблемы с окрашиванием яблок. Этого можно избежать, выполняя предуборочные опрыскивания листьев — два или три опрыскивания, фосфорсодержащими растворами. На яблоках этого сорта очень часто появляется горькая ямчатость.

Интенсивный шпалерно-карликовый сад

Можно предотвратить развитие заболевания, используя кальций в период интенсивного роста вегетативных почек. Яблоки на молодых деревьях держатся хорошо. Через несколько лет плоды сорта Чемпион, как правило, преждевременно опадают. Тем не менее, это случается довольно редко, т. к. производители не затягивают время сбора урожая. Плоды, собранные слишком поздно, хуже хранятся и быстро теряют свои потребительские качества.

Дефицит кальция (горькая ямчатость) на плодах яблони

Обрезка деревьев

Деревья в саду растут достаточно быстро, а после вступления в период плодоношения — намного медленнее. Иногда при ежегодном обильном плодоношении рост деревьев становится очень слабым, более высокие темпы роста нужно стимулировать, для этого применяют обрезку. У сорта Чемпион за счет сокращения объема кроны можно обеспечить хорошее качество яблок, имея в виду, что эти плоды могут быть собраны с молодых побегов с адекватным запасом прочности. Таким образом, в кроне дерева над стволами нижнего яруса должны преобладать ветви не старше 3-х лет.

Сильное боковое разветвление, требующее удаления

Все однолетние побеги, не оканчивающиеся генеративной почкой, должны быть удалены в процессе обрезки. Нужно удалить побеги, которые завершает бутон цветка, но они очень плохо растущие (ежегодный прирост менее 20 см), с них не получить качественных яблок. Лучшие однолетние побеги имеют длину 25-30 см и завершены бутоном. Даже если все побеги отвечают этим требованиям, оставить нужно столько, чтобы у дерева не было депрессии в следующем году от нагрузки в текущем. При обрезке следует систематически заменять побеги в кроне дерева, удалять ненужные (слишком старые, слишком толстые, растущие от основной ветки под острым углом). Всегда нужно оставлять сучки замещения, из которых будут расти молодые побеги. Следует обрезать дерево таким образом, чтобы обеспечить оптимальный световой режим на всех ярусах кроны дерева, что позволит получить хорошо окрашенные яблоки даже в нижних частях кроны деревьев. Обрезчики применяют чеканку, так же как и при формировании кроны других сортов. Для зимнего сорта Чемпион необходим полный пакет приемов, применяемых при обрезке плодовых деревьев.

Яблоки сорта Чемпион

Цветение и нормирование плодов

В основном, рано цветущие сорта восприимчивы к весенним заморозкам. Наиболее устойчивы — Алва, Эльстар, Глостер, Голден Делишес, Айдаред, Лобо, Спартан и декоративные сорта, такие как Эверест. Чтобы не иметь излишне большого количества яблок на деревьях, обычно применяют прореживание завязи. Эффективен химический способ нормирования. Во время цветения может быть использован АТС, чтобы удалить лишние цветы, в частности, желательно оставить один цветок в бутоне. Во время раскрытия лепестков цветка рекомендуется использовать НАА (Pomonit), а вот после цветения — 1-AmidThin*. В более поздний период — в мае, когда завязи достигают 12 мм в диаметре, можно использовать препараты, содержащие регулятор роста Paturyl*, если почек очень много — добавляют НУК. Использование НAA в случае с этой группой сортов должно быть очень осторожным, потому что это слишком эффективное действующее вещество, при высокой температуре после опрыскивания могут образоваться характерные пятна. Оптимальная температура для применения НАА — до 18-22 °С. Часто нормирование в этот период может потребоваться только в верхней части кроны деревьев, где как правило образование завязей более обильное.

Плодоношение сорта Голден Делишес с формировкой суперверетено

Специальные методы лечения

Из-за высокой восприимчивости плодов этой группы сортов к горькой ямчатости, желательно обратить особое внимание на питательный элемент кальций. Такое лечение следует начинать перед закладкой почек в июне, и проводить периодически до сбора урожая. Желательно провести всего 8-10 обработок по листьям кальциевым удобрением.

Дефицит калия

Яблоки, которые хорошо насыщены кальцием, поддержанные должным образом, становятся менее склонными и к другим заболеваниям, в том числе при хранении. Для улучшения окрашивания плодов у этой группы сортов желательно подкормить листвой аппарат фосфором до сбора урожая. Обработку нужно проводить примерно за 6 недель до планируемой даты сбора урожая. Вы также должны помнить, что необходимо бороться с болезнями коры и древесины, которым деревья сортов этой группы подвержены.

Хранение

Яблоки сорта Чемпион хранить довольно сложно, поэтому важно снимать  плоды в физиологически оптимальное сроки, которые определяются  степенью зрелости плодов. Красные плоды среди большого разнообразия достигают оптимальной зрелости на несколько дней раньше, чем среднестатистический плод. В состоянии оптимальной зрелости перед сбором яблоки должны иметь индекс твердости 6,8-7,5 фунтов. Индекс йод-крахмальной пробы — 5-6  и — 0.10-0.12. Во время хранения яблоки подвергаются жесткой проверке — возможны распад мякоти плода и, прежде всего, потеря твердости. Это зависит не только от условий, в которых они хранятся, но также от факторов, которые влияли на плод в период их роста. В обычной холодильной камере сорт яблок  Чемпион следует хранить при 1-1,5 °С. В камере должна поддерживаться постоянная атмосфера: содержание 0₂ — 1,5-2 % , C0₂ — 1,5-4 %. Сохранению высокого качества яблок во время хранения может способствовать послеуборочная обработка их препаратом Смарт Fresh 03 или хранение их в камерах с УЛО. Даже хорошо сохраненные яблоки этого сорта очень быстро теряют  выдающиеся параметры качества. Этот процесс может быть замедлен также с помощью Смарт урожай Свежий 03 VP. Минимальная твердость яблок сорта Чемпион в момент продажи составляет 5 кг.

Промышленный сорт яблони Шампион Арно

Длительное хранение фруктов и овощей в регулируемой атмосфере

Зачем регулировать атмосферу в камерах хранения

После сбора урожая фрукты продолжают жить, они дышат, то есть поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Интенсивное дыхание сорванного плода приводит к ухудшению качества продукта (увяданию, появлению пятен и т.д.).

Период хранения может быть увеличен путем снижения интенсивности дыхания. Для этой цели продукция обычно охлаждается. Однако это не всегда достаточно эффективно. Охлаждение должно сопровождаться дополнительными методами, одним из которых является снижение уровня кислорода в камере и увеличение содержания СО₂.

Уменьшение присутствия кислорода в камере оказывает тормозящий эффект на процесс оксидации плода, однако до определенного предела, ниже которого анаэробное дыхание возобновляется. Таким образом, важно поддерживать содержание кислорода в камере как можно ближе к минимальному уровню, индивидуальному для каждого вида продукции.

Другим физиологическим эффектом является тот факт, что сахароза постепенно превращается во фруктозу, а при хранении фруктов в среде с повышенным содержанием СО₂ этот процесс замедляется, в результате чего плод сохраняет свою твердость и большинство компонентов. Это также объясняет то, что фрукты после хранения в регулируемой атмосфере сохраняют свое качество в течение значительного периода.

Согласно исследованиям и измерениям, хранение в регулируемой атмосфере приводит к снижению интенсивности метаболических процессов в 2-3 раза, существенно увеличивая срок хранения.

Другими преимуществами данной технологии является сокращение развития физиологических и грибковых заболеваний (на 20-25%). Увядание яблок, например, снижается на 20-30%. Благодаря замедлению процессов диссимиляции плоды сохраняют первоначальное качество компонентов (кислота, сахар, вкусовые и ароматические субстанции). В конце хранения фрукты остаются такими же вкусными и свежими, как и в начале.

Важным аспектом не только для потребления, но и для транспортировки и продажи является то, что плоды гораздо лучше сохраняют текстуру и твердость. Фрукты, заложенные на хранение с легким загаром, не ухудшают свое качество, в то время как при обычном хранении они быстро портятся.

Термин «регулируемая атмосфера (РА)» (controlled atmosphere CA) является более точным и правильным по отношению к распространенному ранее термину «регулируемая газовая среда» (РГС). В настоящее время в литературе мы можем встретить употребление терминов РА и РГС.

Регулирование содержания СО₂ методом вентилирования (хранение в обычной атмосфере)

Как известно, содержание кислорода в обычной атмосфере составляет порядка 21%, азота 78%, углекислого газа 0,03%.

При этом методе регулирования содержание кислорода и углекислого газа в камере в сумме всегда составляет порядка 21%.

Плоды ежедневно поглощают в среднем до 1,5% кислорода от объема, выделяя при этом те же 1,5% СО₂. Учитывая то, что в большинстве случаев камеры хранения не имеют достаточной степени герметичности, и существует подсос воздуха извне, это равенство нарушается.

Более 12 дней требуется, например, согласно расчету для достижения содержания уровня кислорода в камере 3% (21% — 3% = 18%; 18% : 1,5% = 12 дней). На практике ежедневное снижение уровня кислорода может составлять 0,7-0,8% естественным путем, за счет дыхания фруктов.

Таким образом, через определенное время уровень кислорода может сильно снизиться, а содержание СО₂ увеличиться на эту же величину. Такие концентрации могут оказывать неблагоприятное влияние на качество хранимой продукции. Поэтому излишки СО₂ должны быть удалены. Уровень углекислого газа в этом случае регулируется методом вентилирования, путем открытия и закрытия вентиляционных заслонок.

Основные типы регулируемой атмосферы в камерах хранения

• Традиционная регулируемая атмосфера (Traditional Controlled Atmosphere) — содержание кислорода 3-4%, углекислого газа 3-5%.
• С низким содержанием кислорода LO (Low Oxygen) – 2-2,5% О₂ и 1-3% СО₂.
• С ультранизким содержанием кислорода ULO (Ultra Low Oxygen). Содержание кислорода в камере менее 1-1,5%, содержание СО₂ 0-2%.

C ультранизким содержанием кислорода

Стандартная газовая среда

Технологии создания газовой среды и хранения плодов в регулируемой атмосфере

• RCA (Rapid Controlled Atmosphere) — технология быстрого снижения концентрации кислорода.
• ILOS (Initial Low Oxygen Stress) – сверхбыстрое снижение уровня кислорода в камере за короткий промежуток времени.
• LECA (Low Ethylene Controlled Atmosphere) – технология снижения уровня этилена в камере.
• CО₂ shock treatment — технология шоковой обработки углекислым газом, с повышенным (до 30%) содержанием СО₂
• DCA (Dynamic controlled atmosphere) – поддержание режима хранения в зависимости от физиологического состояния плодов

Традиционная (нормальная) регулируемая атмосфера (Traditional Controlled Atmosphere)

В этом случае яблоки могут успешно храниться в течение 6-8 месяцев.

Камеры должны быть загружены в течение 7-10 дней, и требуемая концентрация (порядка 3% СО₂ и 2-3% О₂) должна быть достигнута в течение 2-3 недель. Рекомендуемая температура хранения колеблется в пределах от 0 до 3,5ºС.

Технология хранения с ультранизким содержанием кислорода ULO (Ultra Low Oxygen)

Содержание кислорода в этом случае находится в пределах от 0,5 до 1,5%, углекислого газа менее 1-2% (иногда выше). Это значение зависит от сорта, района выращивания, степени зрелости и других факторов.

Камеры должны загружаться продукцией как можно быстрее. При этом реализуются технологии быстрого уменьшения концентрации кислорода RCA (Rapid Controlled Atmosphere) и сверхбыстрого снижения уровня кислорода ILOS (Initial Low Oxygen Stress).

Достаточно чувствительные яблоки сорта McIntosh, например, могут храниться до18 месяцев, сохраняя хорошее качество.

Для создания регулируемой атмосферы в камерах используются генератор азота, адсорберы СО₂.

Встроенная система газового анализа позволяет в автоматическом режиме управлять работой оборудования и осуществлять построение графиков режимов в камерах. При наличии модемной связи возможно дистанционное управление работой оборудования.

Технология снижения уровня этилена LECA (Low Ethylene Controlled Atmosphere)

Обеспечивает защиту от преждевременного созревания фруктов и овощей (бананы, цитрусовые) и паталогофизиологического воздействия этилена (груши, овощи и т.д.). Снижение уровня этилена достигается с помощью каталитических конвертеров и адсорберов этилена.

В ряде случаев может применяться в комбинации с технологией хранения в регулируемой атмосфере.

Динамическая регулируемая атмосфера DCA (Dynamic controlled atmosphere)

Динамическая атмосфера – это следующий существенный шаг в совершенствовании технологии хранения в ULO. Эта технология обеспечивает:

естественную (не химическую) защиту плодов от загара;

максимальное сохранение твердости, сочности и других показателей качества плодов при длительном хранении.

Суть технологии заключается в том, что, при помощи специальных датчиков на основе метода флуоресценции постоянно измеряется физиологическое состояние плодов и, на основе этой информации, обеспечивается поддержание в камере минимально допустимой концентрации кислорода, обычно 0,4 — 0,6%.

Эта запатентованная технология интенсивно внедряется в передовых странах (прирост более 40% в год).

Для ее реализации на каждую камеру устанавливаются специальные измерительные устройства (IRIS), которые через интерфейсный блок соединяются с компьютером, на котором установлена специальная программа.

Условия хранения

Кроме газового состава атмосферы условия хранения зависят от таких факторов, как температура, относительная влажность воздуха, от скорости предварительного охлаждения, от степени загрязнения воздуха в камере хранения, от длительности предполагаемого срока хранения.

После сбора урожая плоды продолжают жить, они дышат, потребляя кислород, чтобы продлить свои жизненные функции. Диссимиляция – это явление, характерное для всякого живого организма и выражающееся в беспрерывно идущем частичном его саморазрушении. Изменения происходят в результате преобразования крахмала в сахара, уменьшения кислотности, потери твердости благодаря активности пектино-разрушающих энзимов, уменьшению количества летучих и ароматических субстанций.

Зачем нужно снижать температуру хранения?

Охлаждение замедляет порчу продукции, снижает потери, увеличивает срок хранения. Следует помнить, что активность энзимов чрезвычайно чувствительна к температуре: при увеличении температуры на 8°С активность возрастает в 2-4 раза. Доказано, что размножение микроорганизмов, способствующее гниению, почти прекращается при 0°С.

Охлажденные плоды менее подвержены усушке, имеют низкий уровень этилена, более устойчивы к физиологическим повреждениям. Охлаждение должно производиться в самые короткие сроки после сбора.

Надо принимать во внимание и соотношение между температурой и относительной влажностью. Например, потеря влаги продукции при 44º С и влажности 30% в 36 раз сильнее, чем при температуре 0º С с относительной влажностью 90%. Для поддержания необходимого уровня влажности могут использоваться увлажнители воздуха.

В ряде случаев применяется предварительное охлаждение продукции, закладываемой на хранение, до температуры 6-8º С. Таким образом, снижается холодильная мощность, требуемая для последующего охлаждения и хранения.

Камеры хранения для регулируемой атмосферы

Камеры обычно изготавливаются из пенополиуретановых сэндвич-панелей. К герметичности камер предъявляются высокие требования. Технология сборки камер имеет свои особенности. Применяется специальная фурнитура и герметики. Важно обеспечить также герметичность конструкции пола и сопряжения пола с панелями.

Двери холодильных камер специального исполнения, с повышенной степенью герметичности. Имеют смотровое окно для возможности визуального контроля и, при необходимости, взятия проб из камеры.

Для компенсации разности давлений внутри камеры и снаружи устанавливаются компенсационные мешки и аварийные клапаны выравнивания давления.

История развития технологии РА

II столетие до н.э. — египтяне и самаритяне использовали закрытые известняковые усыпальницы для хранения урожая.

8 век н.э. — в династии Танг сохраняли литчи (китайская слива) во время долгого похода в полых стеблях бамбука с добавлением свежих листьев.

  1819 год — первое научное упоминание о регулируемой атмосфере, когда французский ученый Бернард установил, что собранные после урожая фрукты поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Он также доказал, что фрукты не созревают без присутствия кислорода, но если их снова поместить в обычную атмосферу, то созревание продолжается.

1856 год — американец Найс построил коммерческий холодильник в Кливленде (США), используя для охлаждения лед. В 1860-е годы он экспериментировал с содержанием СО₂ и О₂, добиваясь повышенной герметизации камер. В результате большинство яблок хранилось в хорошем состоянии в течение 11 месяцев, но часть продуктов была испорчена в результате переизбытка СО₂.

1903 год — в государственном университете в Вашингтоне в ученые Р.Тэтчер и Н.Буз изучали хранение плодов в различных газах. Они обнаружили, что яблоки в среде СО₂ оставались твердыми, не теряя цвет. Проведя опыты по хранению малины, черной смородины и логановой ягоды (гибрид малины с ежевикой) они выявили, что ягоды, которые становятся мягкими в обычной воздушной среде через 3 дня, остаются твердыми в среде СО₂ в течение 7-10 дней.

1918 год — основателями научного подхода к изучению РА можно считать английских ученых Франклина Кидда и Сирил Веста, которые начали первые исследования в в Кембридже. Они провели много опытов по изучению влияния состава атмосферы на сохранность яблок, груш, слив.

Середина 30-х годов 20 века — в Северной Америке ученый Роберт Смок впервые ввел определение «хранение в регулируемой атмосфере» вместо термина «газовое хранение», который использовался Киддом и Вестом.

1950 год — началось промышленное применение регулируемой атмосферы. Итальянский инженер Бономи, который считается основателем европейской системы РГС, начал распространять практические методы ее применения.

В 1951 году были построены склады с регулируемой атмосферой в Новой Англии, в 1956 году в Мичигане и Нью-Джерси, в 1958-м – в Вашингтоне, Калифорнии и Орегоне, в 1959-м – в Вирджинии.

60-80-е годы прошлого столетия  — в СССР исследования по хранению в РГС проводились в в Гипрониисельпроме, Институте биохимии им. А.Н.Баха, в Казахском НИИ плодоводства и виноградарства, а также в Грузии и Молдавии.

Оборудование для хранения в регулируемой атмосфере

Генератор азота

Мембранные установки — основаны на использовании мембран, имеющих селективную проницаемость для О₂ и N₂

Адсорбционные установки — на использовании молекулярных сит, селективно адсорбирующих один из этих газов.

Адсорбер СО₂

Обеспечивает удаление из камер выделяемого продукцией СО₂, т.е. поддержание его концентрации на заданном уровне.

Принцип действия основан на поглощении СО₂ специальным адсорбентом при «прокачивании» через него среды из камеры и последующей его регенерации продувкой атмосферным воздухом.

Абсорбер SО₂

Предназначается для удаления газообразных побочных продуктов, выделяемых при хранении. Может применяться при хранении яблок, груш, цитрусовых, винограда.

Центробежный насос обеспечивает работу в закрытом цикле с циркуляцией сернистого ангидрида в противотоке с водой.

Каталитический конвертер этилена Адсорбер этилена

Применяются для уменьшения уровня этилена в камере – технология LECA (Low Ethylene Controlled Atmosphere).

Обеспечивают защиту от преждевременного созревания фруктов и овощей (бананы, цитрусовые) и паталогофизиологического воздействия этилена (груши, овощи и т.д.).

Увлажнитель воздуха

Используется для создания повышенного уровня влажности в камере.

Встроенная система газового анализа

Холодильное оборудование

Холодильное оборудование

Чрезвычайно важным является правильный расчет и подбор холодильного оборудования (схема охлаждения, холодопроизводительность, кратность воздухообмена, поверхность и технические характеристики воздухоохладителей, скорость движения воздуха).

Важным аспектом является поддержание низкого уровня дельта Т (разности между температурой воздуха на входе в воздухоохладитель и температурой кипения хладагента).

Наилучшим вариантом является использование схемы охлаждения с промежуточным хладоносителем. Это более дорогое решение по сравнению со схемой непосредственного охлаждения, но качество конечной продукции при этом на порядок выше.

Условия хранения в регулируемой атмосфере

Хранение винограда в регулируемой атмосфере

Длительное хранение винограда имеет свои особенности.

Предварительная ручная сортировка винограда производится на поле, во время сбора урожая. Большое значение имеет упаковка для транспортировки на склад длительного хранения. Это достигается за счет правильного подбора и использования тары.

Ящики с виноградом формируются в пакеты для последующей погрузки на транспортное средство. При этом необходимо соблюдать определенные правила укладки.

Тара для перевозки винограда к потребителю после хранения должна обеспечивать условия сохранности продукции.

Помимо поддержания регулируемой атмосферы в камере виноград подвергается периодической обработке сернистым ангидридом SО₂  для подавления фитопатогенной микрофлоры.

Чувствительность различных сортов винограда к воздействию  SО₂ требует очень точной дозировки, которая изменяется по определенному алгоритму (большее количество SО₂ в начале хранения и его снижение в процессе хранения).

Время обработки сернистым ангидридом достаточно короткое (20-30 мин.), после обработки он должен быть быстро удален из камеры.

Для удаления сернистого ангидрида из камеры применяются абсорберы SО₂.

Температура в камерах хранения – от минус 1,5 до 1°С, в зависимости от сорта и условий выращивания. В камерах хранения создается определенное соотношение содержания кислорода и СО₂.

Относительная влажность воздуха в камерах хранения – 90-95%. В камерах обеспечивается определенная кратность циркуляции воздуха, в зависимости от режима хранения, сорта, упаковки продукта.

В среде с повышенной влажностью (95% и более) сернистый ангидрид оказывает агрессивное воздействие на металлы. Поэтому при строительстве камер применяются специальные антикоррозийные материалы.

Принимаются меры по предотвращению выпадения конденсата на поверхности продукта.

Существует также технология хранения винограда в пластиковых тентах, которые устанавливаются внутри холодильной камеры.

Реализация проектов

Компания «ИНФРОСТ» осуществляет комплекс работ:

• Разработка технического задания на создание новых и реконструкцию имеющихся холодильных камер и складов;
• Расчет и проектирование систем холодоснабжения, вентиляции, электроснабжения, автоматизации и КИП;
• Общестроительные и строительно-монтажные работы;
• Оснащение камер сертифицированным холодильным и технологическим оборудованием;
• Монтаж и пуско-наладочные работы холодильного и технологического оборудования.

Нами разработаны проекты фруктохранилищ с регулируемой атмосферой на 650, 1000, 1500, 2000, 2500 Тонн продукции, с возможностью наращивания объемов хранения за счет модульной системы планировки.

ОАО «ХЛАДКО» г. Средняя Ахтуба Волгоградской области — фруктохранилище на 1300 Т

ООО «КОШЕЛЕВСКИЙ ПОСАД» г. Сызрань Самарской области — фруктохранилище на 2400 Т

ОАО «СПАР ПОВОЛЖЬЕ» г. Пенза — фруктохранилище (камеры хранения яблок 200 Т)

ОАО «ДУБОВОЕ» пос. Дубовое Тамбовской области — фруктохранилища на 1300 Т + 1200 Т

ОАО «ПЛАВА» Щекинский район Тульской области — фруктохранилище на 1100 Т

ООО «ЮМИКС» — Республика Адыгея, Майкопский район, ст.Абадзехская — фруктохранилище на 3000 Т

ЗАО«ФРУКТОВОЕ» — Воронежская область, Терновский район, с.Алешкино — фруктохранилище на 1500 Т

ЗАО «Русский Колос» – Саратовская область, Романовский район, пос. Константиновский — фруктохранилище на 1700 Т

Структура затрат при строительстве холодильника

Структура затрат при строительстве холодильника

Основные итоги исследований по разработке и освоению инновационных технологий хранения плодов

Свежие фрукты и овощи — ценный источник витаминов, минеральных веществ, каротиноидов, кислот, сахаров, фенольных и др. биологически активных соединений, крайне необходимых для нормальной жизнедеятельности человеческого организма.

По данным Всемирной организации здравоохранения, для надежной защиты организма человека от преждевременного старения и развития многих заболеваний необходимо, чтобы в ежедневном рационе доля фруктов и овощей составляла не менее 40%, т.е. 700-800 г.

Важность свежих плодов, овощей и продуктов их переработки отмечается в распоряжении правительства РФ от 25 октября 2010 года № 1873 – «Об утверждении основ государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года».

В связи с этим актуальной проблемой является разработка и освоение прогрессивных технологий хранения и транспортирования свежих плодов, ягод и овощей.

По своим биологическим особенностям наиболее длительно (6—11 месяцев) способны храниться плоды яблони, продолжительность хранения которых ограничиваются, преимущественно из-за поражения физиологическими и грибными заболеваниями, снижения качества, что стимулирует исследования по разработке новых и совершенствованию существующих технологий хранения.

На базе данных по изучению физиолого-биохимических процессов, происходящих в плодах в послеуборочный период в 20 столетии, было разработано несколько технологий их хранения: от простейшей — естественное охлаждение, далее – искусственное охлаждение (ОА), модифицированная атмосфера (МА, состав атмосферы зависит от генотипа сорта, свойств пленки и др., О₂ – 13-19 %), стандартная регулируемая атмосфера (РА, О₂ — 1,5-2,5%), регулируемая атмосфера с ультранизким содержанием кислорода (УСК, О₂ — 0,8-1,2%), до самой совершенной – динамичная регулируемая атмосфера (ДРА, О₂ — 0,4-0,6%).

Современное фруктохранилище

На основе анализа отечественной, зарубежной литературы и результатов собственных многолетних исследований было установлено, что основной причиной развития заболеваний и снижения качества является избыточное накопление этилена внутри плодов и окружающей среде [1,2,3,4,5]. Он синтезируется плодами (эндогенный) или поступает из окружающей среды (экзогенный) и в крайне низких концентрациях активизирует их созревание, перезревание и старение, что приводит к развитию многих физиологических и грибных заболеваний, потере качества.

Наиболее эффективное ингибирование этилена обеспечивается в динамичной регулируемой атмосфере. В последний период ДРА осваивается в некоторых странах. Однако эта технология предъявляет ряд особых требований к герметичности камер, оборудованию, обеспечивающему создание и поддержание заданных параметров атмосферы, квалификации технического персонала, качеству плодов, в том числе их физиологической однородности, что повышает затраты на ее осуществление [1,3,6].

В настоящее время в мировой практике основной технологией хранения плодов является УСК.

В России пока наиболее распространенной технологией хранения является ОА, в передовых хозяйствах осваиваются РА и УСК.

ОА не обеспечивает длительного хранения плодов многих сортов, а РА позволяет хранить плоды отдельных сортов в течение 6-9 месяцев, однако эта технология не гарантирует защиты плодов от загара. Кроме того, после выгрузки из камер с РА (на стадии доведения до потребителя) у плодов некоторых сортов резко снижается качество (потеря твердости, сочности, внутреннее и внешнее побурение тканей), что ограничивает сроки их реализации и потребления.

В связи с этим во многих научных центрах ведутся исследования по совершенствованию существующих и разработке новейших технологий хранения, направленных на поиски новых, менее затратных и технологичных способов ингибирования биосинтеза этилена.

Ученые Университета штата Северная Каролина (США) синтезировали эффективное соединение 1-метилциклопропен (1-МЦП), послеуборочная обработка которым позволяет ингибировать синтез этилена, процессы созревания и старения, значительно снизить потери и сохранить качество плодов[5,7]. Ученые Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева синтезировали отечественный аналог – препарат Фитомаг®, а во ВНИИС им. И.В. Мичурина разработали технологию его применения при различных технологиях хранения. Препарат прошел регистрацию и разрешен для практического применения в России, Украине, Молдавии, Белоруссии.

Механизм действия ингибитора этилена состоит в том, что молекулы действующего вещества 1-МЦП после обработки плодов прочно присоединяются к рецепторам этилена на клеточной мембране, т.е. занимают его место (рисунок 1). Поэтому этилен уже не может присоединиться к рецепторам и образовывать активные комплексы, ускоряющие созревание и старение плодов.

Использование ингибитора биосинтеза этилена – инновационный подход к совершенствованию существующих и разработке новых технологий хранения и транспортировки плодов, ягод и овощей.

Рисунок 1. Механизм ингибирования биосинтеза этилена 1-метилциклопропеном.

Материалы, условия и методы исследований

Исследования выполнены в 2004-2011 гг. Для проведения исследований и производственной проверки полученных результатов использовались плоды основных районированных сортов яблони средней и южной зоны садоводства. Плоды снимали при содержании эндогенного этилена в пределах 0,1-0,5 ppm. После обработки препаратом Фитомаг® плоды закладывали на хранение в ОА, РА, МА, обеспечивая оптимальные условия для каждого сорта. Для создания МА использовали пакеты Xtend израильской фирмы «StePac». После хранения и нахождения плодов в комнатных условиях в течении 7 суток учитывали качество плодов – поражаемость физиологическими и грибными заболеваниями, твердость и др. Содержание и интенсивность выделения этилена — определяли газохроматографически [8], α-фарнезена и продуктов его окисления, фенолов и рутина – спектрофотометрически [9,10], антиокислительную активность АОА – амперометрически [11],твердость плодов измеряли пенетрометром FT-327 с плунжером для яблок.

Исследования и производственная проверка результатов исследований проводились во ВНИИС им. И.В. Мичурина, ЗАО «Сад-Гигант» Краснодарского края, ЗАО «15 лет Октября», ОАО «Агроном» Липецкой области и др.

Результаты исследований

Для обеспечения эффективности инновационных технологий на хранение следует закладывать качественные плоды, соответствующие требованиям высшего и I товарных сортов. Качество плодов и их потенциальная лежкоспособность формируется (конструируется) в саду, путем целенаправленного использования комплекса агроприемов (обрезка, минеральное питание, регуляторы роста, антистрессанты, иммунопротекторы и др.) с учетом сорта, особенностей типа и возраста насаждений, нагрузки урожаем, физиологического состояния растений и плодов, экологических условий (напряженность стресс-факторов). Поэтому выбор партий плодов для различных сроков и технологий хранения необходимо проводить по комплексу разработанных показателей (таблица 1).

Таблица 1

Показатели, определяющие потенциал лежкоспособности плодов в саду.

Состояние зрелости плодов при съеме является одним из важнейших факторов, определяющих качество и продолжительность их хранения. Как рано, так и поздно снятые плоды в большей мере поражаются многими физиологическими заболеваниями (Рисунок 2).

Рисунок 2. Влияние сроков съема на восприимчивость плодов к физиологическим заболеваниям.

При ранних сроках съема плоды (особенно расположенные в теневой части кроны) отличаются низким уровнем накопления естественных антиоксидантов, несбалансированным минеральным составом, что повышает их восприимчивость к загару, подкожной пятнистости, грибным гнилям.

Период оптимального срока съема зависит от генотипа сорта, экологических и агротехнических факторов выращивания. Установлено, что эффективность использования ингибитора этилена повышается при съеме плодов в оптимальные сроки (критерии определения оптимальных сроков съема и потенциала лежкоспособности плодов — таблица 1).

Обычная атмосфера. Более 90% плодов в России хранится в ОА. Из-за низкого уровня ингибирования этилена и, как следствие, незначительного торможения процессов послеуборочного созревания плодов в ОА, сроки их хранения ограничены (1,5-3 месяца), ввиду поражения физиологическими и грибными заболеваниями, потери качества, которое в рыночных условиях имеет решающее значение.

Исследования по разработке технологий хранения плодов яблони в ОА, с использованием отечественного ингибитора биосинтеза этилена показали, что эффективность действия препарата Фитомаг® проявляется уже в первые дни после обработки и сохраняется при хранении и доведении до потребителя. Это подтверждается следующими данными. Интенсивность выделения углекислого газа необработанными и обработанными препаратом Фитомаг® плодами сорта Антоновка обыкновенная через 5 дней после съема плодов, 5 месяцев хранения, 5 месяцев хранения + 5 дней при t+22°C составляла — 1,06 и 0,77; 1,6 и 1,2, 11,2 и 8,7 мл/кг час соответственно, интенсивность выделения этилена — 0,65 и 0,06; 16,31 и 5,53; 27,6 и 12,7 мкл/кг час, содержание эндогенного этилена в плодах – 24,8 и 0,57; 123,9 и 14,7; 396,7 и 57,6 ppm соответственно. На этапе доведения до потребителя твердость плодов в необработанных и обработанных партиях составляла 4,6 и 8,3 кг/см², а потери от загара – 100 и 0,2% соответственно. Аналогичные результаты получены при изучении плодов многих сортов средней и южной зоны садоводства.

Товарные и потребительские качества, лежкоспособность плодов во многом обусловлены генотипическими особенностями сорта [12,13].

В результате исследований установлено, что повышенной интенсивностью дыхания и выделения этилена отличаются плоды сортов: Антоновка обыкновенная, Жигулевское, Лобо, Мартовское, Синап Орловский, что объясняет высокие темпы их созревания, особенно при повышении температуры хранения и на стадии доведения до потребителя. (Таблица 2).

Сорт Богатырь отличается низкой интенсивностью дыхания и выделения этилена, что обеспечивает возможность эффективного управления обменными процессами при хранении и определяет достаточно высокую лежкоспособность плодов.

Установлено, что плоды, выращенные в средней полосе России, чаще всего отличаются более высокой интенсивностью дыхания и выделения этилена, по сравнению с плодами южной зоны (Ренет Симиренко, Гренни Смит и др. см. таблица 2), что в том числе, определяет их высокую восприимчивость к физиологическим и микробиологическим заболеваниям, сравнительно низкую лежкоспособность.

Таблица 2

Влияние сорта, обработки препаратом Фитомаг® на интенсивность выделения плодами углекислого газа и этилена. 5 месяцев хранения в ОА (t=+2…4°С). 2009-2010гг.

Уровень интенсивности дыхания и тепловыделение плодов находятся в прямой зависимости. Обработка препаратом Фитомаг®, ингибируя интенсивность дыхания, снижает выделение плодами этилена, СО₂, тепла, что обеспечивает не только сохранение качества плодов, но и снижение энергетических затрат на поддержание оптимальных параметров при хранении продукции (температура, поглощение СО₂, режим вентиляции и др.) [3].

Влияние препарата Фитомаг® на восприимчивость плодов к физиологическим заболеваниям

В результате многолетних исследований установлено, что послеуборочная обработка плодов препаратом Фитомаг® ингибирует созревание и снижает потери от многих физиологических заболеваний [1,2,3,4,5,6,14,15].

Разложение. На примере контрольных и обработанных препаратом Фитомаг® партий было показано, что через 6 месяцев хранения в ОА содержание эндогенного этилена составляло в плодах сорта Ренет Симиренко 308,7 и 75,2 ppm соответственно, сорта Жигулевское и 1804,7 и 397,2 ppm соответственно. После 6 месяцев хранения в ОА + 7 дней в комнатных условиях потери от разложения (мучнистость, побурение тканей) составили 25,0; 0,1% и 22,0; 0,1% соответственно. Обработанные партии имели привлекательный вид, высокую твердость плодов, у сорта Ренет Симиренко данный показатель составил – 6,9 (контроль 5,1), у сорта Жигулевское – 6,2 (контроль 4,5) кг/см².  

Загар. Плоды многих промышленных сортов средней и южной зоны садоводства поражаются загаром, что резко снижает их качество и цену реализации.

В результате многолетних и многочисленных исследователей было установлено, что основной причиной развития загара является накопление в покровном воске кожицы плодов непредельного углеводорода α-фарнезена и продуктов его окисления, причем основную роль в развитии заболевания отводят коньюгированным триенам (КТ₂₈₁) [2,14,16]. Ряд исследователей установили так же важную роль этилена в развитии загара [1,2,14,15,16]. С одной стороны, этилен индуцирует накопление α-фарнезена и продуктов его окисления, что повышает восприимчивость плодов к заболеванию, с другой — этилен стимулирует биосинтез естественных антиоксидантов — фенольных соединений, которые наоборот ингибируют окисление α-фарнезена, образование КТ₂₈₁ и сдерживают развитие загара [16]. Вероятно, степень поражения плодов загаром определяется своеобразным балансом между уровнем накопления в кутикуле фенольных соединений и КТ₂₈₁, чем ниже это соотношение, тем выше вероятность появления загара, однако пусковым механизмом созревания и старения плодов является этилен [1,2,16].

Зависимость развития загара от уровня содержания эндогенного этилена, КТ₂₈₁, фенольных соединений подтверждена на примере плодов  различных сортов — Антоновка обыкновенная, Мартовское, Синап Орловский, Северный Синап, Грэнни Смит, Ред Делишес, Ренет Симиренко, Джонаголд, обладающих высокой восприимчивостью к этому заболеванию.

Хранение яблок в модифицированной атмосфере

Так, две партии плодов сорта Антоновка обыкновенная из экстенсивного и интенсивного сада, без обработки (контроль) и обработанные препаратом Фитомаг® были заложены на хранение в ОА.

Плоды из интенсивных насаждений изначально отличались более высоким качеством (выровненные, внешне привлекательные плоды с высоким содержанием антиокислительных соединений), по сравнению с плодами из экстенсивного сада.

Через 4 месяца хранения в необработанных плодах из интенсивного и экстенсивного сада содержание эндогенного этилена составляло 348 и 520 ppm, твердость мякоти – 4,7 и 4,1 кг/см² ,сумма фенольных соединений (СФС) – 1104 и 865,9 мг%, рутин – 463,4 и 198,5 мг%, аскорбиновой кислоты – 59,4 и 28,2 мг%, КТ₂₈₁ – 9,9 и 18,3 нмоль/см² соответственно, соотношение СФС/КТ₂₈₁ составляло – 111,5 и 47,3, рутин/КТ₂₈₁ – 46,8 и 10,8. (Таблица 3).

Вероятно, более равномерный режим освещения плодов в интенсивных насаждениях способствует высокому уровню накопления антиокислительных соединений и их меньшей восприимчивости к загару, по сравнению с плодами из экстенсивных насаждений. Потери от заболевания составили – 2,0 и 24,2% соответственно, после 5 дней в комнатных условиях  увеличились до 30 и 66% соответственно. Послеуборочная обработка плодов препаратом Фитомаг® ингибировала биосинтез этилена и фарнезена в плодах из садов различного типа, и, несмотря на различный антиокислительный потенциал плодов, обеспечила их защиту от загара. Однако эффективность обработки препаратом Фитомаг® существенно выше на плодах из интенсивного сада – плоды максимально сохранили исходное качество (твердость, сочность, внешнюю привлекательность, биохимический состав), а значит и цена их реализации существенно выше, чем из экстенсивного.

Таблица 3

Влияние типа сада, обработки препаратом Фитомаг® на содержание биохимических показателей и восприимчивость к загару плодов сорта Антоновка обыкновенная.

Важную роль в развитии загара играет и экзогенный этилен. Так, после 4,5 месяцев хранения контрольных плодов сорта Северный синап в ОА с разным уровнем экзогенного этилена – 1,5 — 2,5 и 50,0 – 200,0 ppm (в камере), содержание КТ₂₈₁ составляло 2,92 и 34,7 нмоль/см², поражаемость загаром 0,2 и 100% соответственно. Аналогичные данные получены на сортах Антоновка обыкновенная, Мартовское.

Учитывая исключительно важную физиологическую роль эндогенного и экзогенного этилена в жизнедеятельности плодов и сохранении их качества, необходимо систематически контролировать его содержание не только в плодах, но и в атмосфере камеры.

Этилен выполняет важную роль в жизни растений. Нами показано, что в вегетационный период (от формирования завязи до созревания плодов и листопада) в ответ на стрессовые ситуации закономерно происходит повышение эндогенного этилена в листьях и плодах, что может служить диагностическим показателем стрессового состояния растений.

Мокрый ожог. Некоторые сорта яблони – Антоновка обыкновенная, Мартовское, Богатырь, Орловское полосатое и др. (особенно при съеме плодов в поздние сроки, нарушении температурных условий) в период хранения поражаются мокрым ожогом. Потери от заболевания в отдельных партиях могут достигать 30% и более. Обработка препаратом Фитомаг® обеспечивает надежную защиту плодов от поражения мокрым ожогом. Так, при хранении контрольной и обработанной ингибитором этилена партий плодов сорта Антоновка обыкновенная в ОА потери от мокрого ожога через 4,5 месяца хранения составили 12,1 и 0% соответственно. Аналогичные данные получены по сорту Мартовское, Богатырь.

Маслянистость кожицы. При длительном хранении плодов в ОА у многих сортов яблони (Мартовское, Жигулевское, Ветеран, Оранжевое, Декабренок, Джонаголд и др) в результате окислительных процессов на поверхности кожицы появляются маслянистые выделения, что резко снижает их товарные и вкусовые качества. Чаще всего в маслянистых плодах содержание эндогенного этилена превышает 1000 ppm (что вероятно связано с затруднением диффузии летучих соединений из-за маслянистой пленки на поверхности кожицы). Обработка плодов ингибитором этилена интенсивно замедляя процессы их созревания и старения, исключает или значительно снижает развитие маслянистости кожицы.

Подкожная пятнистость – физиологическое заболевание, которое появляется в саду, но в большей степени — при хранении, оказывает существенное влияние на внешний вид, резко снижает товарное качество продукции. У восприимчивых к заболеванию сортов Синап Орловский, Память Мичурина, Интерпрайс, Бреберн, Ред Делишес, Ренет Симиренко, Ред Чив, Северный синап и др. потери могут достигать 30% и более.

Поражения яблок загаром при хранении в обычной атмосфере

Многолетними исследованиями установлено, что причиной развития болезни является нарушение минерального баланса плодов: недостаточное количество Ca, избыток N, K, Mg, [17,18,19], повышенный уровень физиологически активных гиббереллинов, вызывающих интенсивный рост побегов [19,20,21,22]. В большей степени этим заболеванием поражаются плоды, снятые с интенсивно растущих, молодых, малоурожайных и сильно обрезанных деревьев. Развитию болезни способствует избыточное внесение азотных и калийных удобрений, резкое колебание влажности и температуры почвы, поздний полив перед съемом урожая, низкая нагрузка урожаем [17,19,22].

В результате исследований было показано, что крупные плоды с интенсивно растущих насаждений, наряду с дисбалансом минеральных веществ, отличаются высокой интенсивностью дыхания и выделения этилена, что способствует накоплению α-фарнезена и продуктов его окисления. Так, на момент съема в вариантах Контроль и Обрезка (сорт Антоновка обыкновенная) содержание Са составляло 5,2 и 2,75 мг% (норма > 5), соотношение К+Мg/Са – 21 и 87 (норма< 25), содержание этилена —  0,8 и 42,1 ppm, α-фарнезена — 20,63 и 99,33 нмоль/см²; КТ₂₈₁ — 1,0 и 5,23 нмоль/см²  соответственно, через 3 месяца хранения потери от подкожной пятнистости составили 0,1 и 7,2%, от загара — 22,5 и 52,8%, соответственно. В партиях, обработанных препаратом Фитомаг®, потери от подкожной пятнистости составили 0,1 и 8,4%, от загара – 0,5 и 2,1%, соответственно.

Таким образом, у плодов с интенсивно растущих насаждений, наряду с повышением восприимчивости к подкожной пятнистости возможно повышение потерь и от загара (у предрасположенных к заболеванию сортов — Синап Орловский, Бреберн, Ред Делишес, Ренет Симиренко, Ред Чив, Северный синап). Послеуборочная обработка таких партий препаратом Фитомаг® исключает, либо существенно снижает потери от загара, но не от подкожной пятнистости (возможно увеличение степени ее проявления). Поэтому для снижения (возможно – исключения) потерь от заболевания необходимо обеспечить оптимальные условия выращивания плодов.

Влияние препарата Фитомаг® на сохранение качества плодов

В результате многолетних исследований было установлено положительное влияние препарата Фитомаг® на сохранение биологически активных соединений, характеризующих вкус и питательную ценность плодов, твердость, т.е. их качество. Так, биохимические показатели контрольных и обработанных плодов сорта Антоновка обыкновенная через 3 месяца хранения составляли: антиокислительная активность сока – 170 и 250 мкг/мл, титруемая кислотность 0,94 и 1,45%, сухие растворимые вещества   10,7 и 11,8% , твердость плодов – 2,4 и 5,2 кг/см² соответственно.

Аналогичны результаты получены на сортах Мартовское, Жигулевское, Ред Делишес, Ренет Симиренко и др.

Установлено, что эффективность использования ингибитора этилена повышается при обработке плодов в оптимальные сроки. В результате многолетних лабораторных опытов и производственных испытаний были выявлены оптимальные сроки загрузки камер для различных сортов яблони, обеспечивающие высокую эффективность обработки препаратом Фитомаг® , они составляют:

• для сортов с высокой интенсивностью созревания плодов (выделения СО₂, этилена) – Антоновка обыкновенная, Мартовское, Жигулевское, Орловское полосатое, Тамбовское, Орлик и др. – 1-2 дня;
• для сортов с меньшей интенсивностью созревания плодов – Синап орловский, Северный синап, Богатырь и др. – 3-4 дня.

На основании многолетних экспериментальных данных и производственной проверки установлено, что использование послеуборочной обработки ингибитором этилена обеспечивает продление сроков хранения плодов средней и южной зоны в ОА в среднем на 2 – 2,5 месяца, по сравнению с контрольными партиями. При дальнейшем хранении повышается восприимчивость плодов к загару и другим заболеваниям, снижается их качество.

Хранение сливы в регулируемой атмосфере, ЗАО «Сад-Гигант» Краснодарского края

Для районированных и перспективных сортов яблони средней зоны садоводства нами разработаны условия и сроки хранения при использовании технологий ОА и ОА + Фитомаг®, определены основные потери при хранении (таблица 4).

В результате опытных и производственных испытаний установлено, что обработанные препаратом Фитомаг® партии плодов могут проявлять устойчивость к физиологическим заболеваниям (без существенных потерь твердости) в течении 1,0-2,5 месяцев хранения (в зависимости от сорта) в помещениях без искусственного охлаждения (при температуре окружающей среды). Возможно, это обстоятельство поможет рационально распорядиться полученным урожаем при недостаточных объемах фруктохранилищ.

Технология хранения плодов яблони в ОА + Фитомаг® освоена в крупных садоводческих хозяйствах средней и южной зоны России – ОАО «Агроном» Липецкой области, ЗАО «Сад-Гигант», ЗАО «Плодовод», ЗАО «Садовод», ЗАО «Виктория», ЗАО «Лорис», КСЛ «Светлогорское» Краснодарского края.

Обработка ингибитором этилена оказалась эффективной при хранении в ОА ранних, средних и поздних сортов груши – Августовская Роса, Любимица Клаппа, Вильямс, Санта Мария, Виктория, Любимица Яковлева, Аббат Фетель, Конференция, Бутыра Харди, Ноябрьская, а также при кратковременном хранении, транспортировании на дальние расстояния в рефрижераторных (охлаждаемых) вагонах (в течение 30 суток), в крытых вагонах (без охлаждения) в течении 5-10 суток плодов летних сортов яблони — Мелба, Мечта, Слава Победителям, Прима и др..

Таблица 4

Рекомендуемые условия и сроки хранения плодов различных сортов яблони при использовании технологии ОА и ОА+Фитомаг® и основные виды потерь при их хранении.

Регулируемая атмосфера (РА) — позволяет хранить плоды многих поздне-осенних и зимних сортов в течение 6-9 месяцев. Суть этой технологии состоит в том, что в атмосфере хранения создается и поддерживается низкий уровень кислорода (1,2-1,5%) и повышенный диоксида углерода (1-5%). Однако и эта технология имеет недостатки. Из-за высокой герметичности камеры и диффузного барьера кожицы содержание экзогенного и эндогенного этилена может достигать высоких уровней (до 100 ррm и более). Эти условия даже при ультранизкой концентрации кислорода (0,8-1,2%) инициируют биосинтез α-фарнезена и продуктов его окисления, но сдерживают накопление естественных антиоксидантов и их регенерацию, что в конечном итоге стимулирует развитие загара и других заболеваний [3,23]. Кроме того, после выгрузки из камер с РА плоды многих сортов преждевременно теряют качество (мучнистость мякоти, побурение сердцевины и др.).

Использование технологии РА + Фитомаг® для многих сортов яблони (но не для всех), еще в большей мере, чем ОА + Фитомаг®, способствует ингибированию биосинтеза этилена в плодах, исключает или резко снижает развитие загара, разложения от старения, мокрого ожога, поражение грибными гнилями. Технология РА + Фитомаг® обеспечивает сохранение качества плодов (твердость, сочность, питательная ценность) как в течение длительного периода хранения (7-11 месяцев), так и на стадии доведения до потребителя.

Например, содержание эндогенного этилена в контрольных и обработанных плодах сорта Ренет Симиренко после 7 месяцев хранения в ОА составляло 308,7 и 109,2 ppm, в УСК (ультранизкое содержание кислорода) — 201,4 и 0,47 ppm соответственно, содержание КТ₂₈₁  в ОА – 8,96 и 2,72, в УСК — 1,29 и 0,23 нмоль/см² соответственно (таблица 5). Потери от загара были отмечены только в необработанных партиях, хранившихся в ОА – 30%, через 7 дней хранения в комнатных условиях они увеличились до 66%. При хранении обработанных плодов в УСК глубокое ингибирование биосинтеза этилена и сохранение качества обеспечивается комплексным влиянием атмосферы с низким содержанием кислорода и действием препарата Фитомаг®, кроме того низкий уровень кислорода сдерживает окисление α –фарнезена и накопление КТ₂₈₁. Одностороннее действие УСК также исключало развитие загара у плодов, однако их качество и потенциал «жизни на полке» был существенно ниже, чем при использовании УСК + Фитомаг®, о чем свидетельствуют данные по твердости плодов – 6,5 и 9,6 кг/см² соответственно.

Таблица 5

Влияние способа хранения  и обработки препаратом Фитомаг® на биохимические показатели и восприимчивость плодов сорта Ренет Симиренко к загару. (7 месяцев хранения).

Ингибирующее действие препарата Фитомаг® на синтез этилена, накопление КТ₂₈₁ и развитие загара доказано на примере сорта Старкримсон. После 6 месяцев хранения контрольных и обработанных плодов (уровень экзогенного этилена – 1,2 ppm) содержание эндогенного этилена составляло 168,9 и 0,525 ppm, продуктов окисления α-фарнезена в кутикуле кожицы- 15,7 и 2,84 нмоль/см², при этом потери от загара составили – 76,3 и 0,05%, твердость 5,8 и 7,3 кг/см² соответственно. Подобная закономерность подтверждена и на таких сортах южной зоны садоводства, как Ред Делишес, Моргендуфт, Джонаголд, Корей, Ред Чиф и др.

Из сортов средней зоны садоводства, максимально высокая эффективность действия препарата Фитомаг® выявлена на плодах зимних сортов с низкой интенсивностью дыхания и выделения этилена (Синап Орловский, Северный Синап, Богатырь, Беркутовское), снятых в оптимальные сроки. Так, после 7 месяцев хранения в РА контрольных и обработанных ингибитором этилена плодов сорта Северный синап содержание эндогенного этилена составляло – 300,7 и 7,8 ppm, продуктов окисления α-фарнезена – 12,2 и 0,11 нмоль/см², потери от загара 67,0 и 0,1 и % соответственно, твердость  — 7,2 и 8,7 кг/см².

После 6 месяцев хранения в РА контрольных и обработанных ингибитором этилена плодов сорта Мартовское (отличающегося более высокой интенсивностью созревания, по сравнению с сортом Северный синап) содержание эндогенного этилена составляло –583,4 и 15,1 ppm, продуктов окисления α-фарнезена – 29,2 и 5,2 нмоль/см², потери от загара составили 100 и 0,1 % соответственно, твердость  — 6,8 и 8,3 кг/см².

В обработанных партиях хорошо сохраняется твердость и сочность плодов, что обеспечивает их реализацию по более высокой товарной категории. Подобные результаты получены и на примере таких сортов средней зоны садоводства, как, Жигулевское, Богатырь (рисунок 3), а также Синап Орловский, Синап Белорусский, Лобо и др.

Рисунок 3. Твердость плодов яблони при хранении в ОА и РА (О₂-1,2-1,5%; СО₂-1,2-1,5%). Срок хранения 6 месяцев.

Влияние содержания этилена в атмосфере камер

Экзогенный этилен может оказывать существенное влияние на качество и лежкоспособность многих сортов яблони.

В настоящее время крупные плодоводческие хозяйства не закладывают необработанные ингибитором биосинтеза этилена плоды, особенно сортов, восприимчивых к загару на хранение в РА и УСК, из-за высоких рисков потерь от заболевания (до 100%).

На примере сорта Мартовское показано, что послеуборочная обработка плодов препаратом Фитомаг® в условиях как пониженного (7 — 9 ppm), так и высокого (70 — 92 ppm) уровня экзогенного этилена в камерах c УСК, интенсивно ингибирует биосинтез эндогенного этилена – 9,8 и 10,6 (контроль – 245,6 и 450,3) ppm соответственно, накопление продуктов окисления КТ₂₈₁  — 4,8 и 5,2 (контроль – 15,8 и 24,3) нмоль/см² соответственно и обеспечивает защиту плодов от загара (0%) после 7 месяцев хранения и при доведении до потребителя (контроль – 60 и 100%, после 5 дней в комнатных условиях – 90 и 100% соответственно) (таблица 6). Таким образом, при съеме плодов в оптимальные сроки и своевременной обработке препаратом Фитомаг® отрицательная роль высокого уровня экзогенного этилена в камерах с РА (УСК) на развитие загара не установлена. Аналогичные данные получены на сортах Антоновка обыкновенная, Синап Орловский, Богатырь, Северный синап.

Хранение яблок в современном холодильнике с модифицированной атмосферой

При хранении плодов (сорт Мартовское) в среде с высоким содержанием кислорода (17-18%), содержании экзогенного этилена в пределах 10-20 ppm в необработанных партиях уже через 3 месяца хранения содержание КТ₂₈₁  достигло 24,3 нмоль/см², а потери от загара составили 100%. Обработка плодов препаратом Фитомаг® в течении 5 месяцев контролировала развитие загара, а после 7 месяцев хранения +5 дней в комнатных условиях потери от заболевания составили 25% (при содержании КТ₂₈₁ – 16,6 нмоль/см²). Вероятно, повышенный уровень этилена – 10-20 ppm (физиологический минимум <1 ppm) стимулировал созревание плодов, а высокое содержания кислорода (17-18%) способствовало свободно-радикальному окислению α-фарнезена, накоплению коньюгированных триенов, что вызвало появление загара в ранние сроки. В силу указанных причин, эффективность послеуборочной обработки препаратом Фитомаг®  плодов, хранившихся в РА (СО₂-3-4%, О₂  -17-18%) была ниже, чем плодов, хранившихся в УСК (О₂ — 0,8-1,2%). Таблица 6.

Таблица 6

Влияние условий хранения и содержания экзогенного этилена на биохимические показатели и восприимчивость плодов сорта Мартовское к загару. 7 месяцев хранения.

Обработка плодов препаратом Фитомаг® резко снижает биосинтез и накопление этилена не только в плодах, но и атмосфере камеры. Результаты практических исследований показывают, что даже в герметичных камерах (РА, УСК) с обработанной продукцией (при соблюдении технологических регламентов) содержание экзогенного этилена возможно поддерживать на уровне 5-10 ppm, без обработки — содержание этилена достигает 100 ppm и более.

Таким образом, в результате исследований установлена важная физиологическая роль этилена в окружающей атмосфере и необходимость его контроля в период хранения. Содержание экзогенного этилена в камере может быть одним из показателей прогнозирования физиологического состояния плодов, сроков их хранения и программирования системы воздухообмена.

СО₂ – повреждения. Биологической особенностью некоторых сортов яблони и груши является повышенная восприимчивость кожицы к высоким концентрациям СО₂, что проявляется в виде некрозов (ожогов). К сортам с высокой восприимчивостью к заболеванию относятся: Мекинтош, Кортланд, Empire, Бреберн, Ред Чив, Айдаред, Корей, Голден Делишес, Ренет Симиренко, Жигулевское, Синап Орловский, Богатырь, Апрельское, сорта груши — Любимица Яковлева, Осенняя Яковлева и др. Потери от заболевания могут достигать 30%.

Существенное влияние на восприимчивость плодов к внешним СО₂ — повреждениям оказывает уровень содержания антиоксидантов (в том числе фенольных соединений) в кожице плодов [22]. Установлено, что повреждения в основном возникают на неокрашенной стороне плода, а также на плодах, с несформировавшимся кутикулярным комплексом и низким содержанием антиоксидантов (при съеме в очень ранние сроки).

На примере сорта Жигулевское показано, что в плодах с содержанием СФС — 1025,8 мг/100г сырой массы кожицы, ее антиокислительной активностью в пределах 3,2 мг/г сырой массы, СО₂ – повреждения не отмечаются. В плодах с низким содержанием этих соединений (716,6 мг% и 1,5 мг/г сырой массы) потери от заболевания достигают 30%.

Аналогичные данные были получены на сортах Мартовское, Богатырь, Апрельское, Старкрымсон. Обработка препаратом Фитомаг® может  усилить степень повреждения плодов, т.к. она опосредованно ингибирует биосинтез фенольных соединений Данные об ингибировании синтеза фенольных соединений препаратом Фитомаг подтверждены на сортах Жигулевское, Мартовское, Антоновка обыкновенная, Голден делишес, Ред Делишес  и др..

Проведенные исследования подтверждают роль антиоксидантов (фенольных соединений) в защите плодов от СО₂ – повреждений.

В результате многолетних исследований и производственной проверки разработаны условия и сроки хранения плодов яблони в РА для сортов средней зоны садоводства, выявлены основные заболевания (таблица 7).

Таблица 7

Рекомендуемые условия и сроки хранения плодов сортов яблони ЦЧЗ при использовании технологии РА+Фитомаг®, основныезаболевания.

Обработка препаратом Фитомаг® продлевает сроки хранения плодов в РА на 2-3 месяца при максимальном сохранении их твердости, сочности, вкуса при хранении и доведения до потребителя. Таким образом, использование технологии РА+ Фитомаг® обеспечивает сохранение плодов яблони зимних сортов средней зоны садоводства в течении 6-9 месяцев, а плодов зимних сортов южной зоны — до 7-11 месяцев, т.е. до нового урожая.

В результате исследований выявлены показатели и их параметры для определения потенциала лежкоспособности плодов, хранившихся в ОА и РА (сортов южной и средней зоны садоводства). Это — содержание эндогенного и экзогенного этилена, продуктов окисления фарнезена, содержание СФС, соотношение СФС/ КТ₂₈₁, твердость мякоти. Комплекс показателей позволяет оценить устойчивость партий к загару и скорректировать сроки хранения плодов.

Технология хранения плодов в РА с использованием ингибитора этилена освоена в ЗАО «15 лет Октября» и ОАО «Агроном» Липецкой области,ЗАО «Сад-Гигант» Краснодарского края.

Хранение черешни в модифицированной атмосфере

Модифицированная атмосфера (МА) – способ хранения, основанный на использовании полимерных упаковок. Благодаря жизнедеятельности плодов, овощей и селективным свойствам пленки, в пакетах повышается содержание углекислого газа, снижается содержание кислорода и обеспечивается 100% относительная влажность воздуха. С одной стороны, это способствует снижению интенсивности дыхания, убыли массы плодов и сохранению товарных и вкусовых качеств продукции, с другой — обеспечивает накопление экзогенного этилена, который стимулирует созревание и повышает восприимчивость плодов яблони к загару и распаду, повреждениям от высокого содержания СО₂. Высокий уровень относительной влажности в упаковке способствует поражению плодов грибными гнилями. Указанные причины ограничивают использование МА для хранения плодов и овощей [23,24]. Поэтому нами были проведены исследования по изучению эффективности использования МА в сочетании с обработкой плодов препаратом Фитомаг® (МА+Фитомаг®) на ряде сортов средней (Богатырь, Синап Орловский, Лобо, Жигулевское) и южной зоны садоводства (Голден Делишес, Гала). В результате исследований и производственной проверки было установлено, что технология хранения МА+Фитомаг® для некоторых сортов оказалась очень эффективной. Главные преимущества этой технологии – сдерживается накопление эндогенного и экзогенного этилена, в 2-3 раза снижается убыль массы плодов, исключается их увядание, исключаются либо существенно снижаются потери от загара,  мокрого ожога, СО₂ –повреждений, грибных заболеваний, плоды в течение длительного времени (8-9 месяцев) сохраняют сочность, твердость, привлекательность, питательную ценность [24,25].

На примере плодов сорта Богатырь показано, что в вариантах МА+контроль и МА+Фитомаг® содержание экзогенного этилена через 8 месяцев хранения составляло 161 и 1,3 ppm, эндогенного – 476,1 и 6,7 ppm соответственно. Низкий уровень экзогенного и эндогенного этилена в варианте МА+Фитомаг® ингибировал накопление в плодах α-фарнезена и продуктов его окисления,  содержание КТ₂₈₁  составило 1,05 (контроль – 14,0) нмоль/см², а поражаемость плодов загаром – 0,1 (контроль – 65)%.

Убыль массы плодов в варианте ОА+ Фитомаг® – 7,47%, а в МА+ Фитомаг® – 4,24%, твердость плодов — 7,3 и 8,2 кг/см² соответственно.

Для выявления роли экзогенного этилена на развитие загара плодов были проведены специальные исследования. В одну упаковку были заложены плоды сорта Богатырь предварительно обработанные ингибитором этилена и без обработки. После 8 месяцев хранения в пакетах уровень экзогенного этилена достиг 117 ppm, а уровень эндогенного этилена в контрольной партии составлял – 377,4 ppm, в обработанной препаратом Фитомаг® – 4,9 ppm, содержание КТ₂₈₁ – 12 и 0,6 нмоль/см², поражаемость загаром – 8,0 и 0,1% (при доведении до потребителя – 60 и 0,1 %), твердость – 5,3 и 8,1 кг/см² соответственно.

Подобные зависимости получены и на других сортах средней зоны садоводства — Синап Орловский, Северный Синап, Лобо. Эти данные подтверждают, что обработка плодов ингибитором этилена обеспечивает их надежную защиту от загара и других заболеваний, сохранение высокого качества и при высоком уровне экзогенного этилена.

На примере плодов сорта Антоновка обыкновенная и Богатырь установлено, что в варианте МА+ Фитомаг® резко снижается поражение плодов мокрым ожогом.

Положительные результаты получены при хранении обработанных Фитомагом® плодов южной зоны садоводства сорта Голден Делишес в контейнерах с полиэтиленовыми вкладышами, создающими МА (промышленное испытание, ЗАО «Сад-Гигант») [24,25]. Убыль массы в этих партиях снизилась в 3-3,5 раза, по сравнению с ОА. Потери от грибных болезней после 7 месяцев хранения в варианте МА+ Фитомаг® не превышали 1%, плоды прекрасно сохранили сочность, твердость, привлекательность. В пакете с необработанными плодами (МА + контроль) уровень экзогенного этилена повышался до 50 ppm, эндогенного – до 125 ppm, из-за высокой влажности и низкой твердости плодов (2,8 кг/см²) наблюдалось их растрескивание и поражение грибными гнилями (до 30% и более). В варианте МА+ Фитомаг® — такие потери отсутствовали в связи с высокой лежкоспособностью обработанной партии (эндогенный этилен – 1,2 ppm, твердость – 6,7 кг/см²). Подобные закономерности получены и на сорте Гала.

В результате проведенных исследований выявлено, что обработку плодов, предназначенных для хранения в МА эффективно проводить через упаковку (пакет, вкладыш), что упрощает освоение технологии в производственных условиях.

Технология МА+ Фитомаг® может быть альтернативой РА для сортов, склонных к увяданию (Голден Делишес, Гала, Лобо, Ренет Черненко, Богатырь и др.) и наиболее эффективна для партий длительного срока хранения.

Дифференцированное использование разработанных технологий позволяет экономически оправданно применять каждую технологию для определенного срока хранения плодов различных сортов (Таблица 8).

Таблица 8

Рекомендуемые технологии и сроки хранения плодов яблони.

ОА – обычная атмосфера, РА регулируемая атмосфера, МА — модифицированная атмосфера; — не рекомендуется; * — при превышении сроков хранения имеется вероятность поражения плодов загаром.

Технология МА+ Фитомаг® оказалась очень эффективной для хранения капусты брокколи, цветной, китайской и белокочанной, МА — для кратковременного хранения и транспортировки плодов вишни, черешни, ягод земляники, малины, черной и красной смородины, жимолости, боярышника.

Многолетними исследованиями и производственной проверкой установлено, что максимальная эффективность при освоении инновационных технологий хранения плодов, ягод и овощей достигается при использовании продукции высокого качества, которое обеспечивается на стадии выращивания, уборки и транспортировки до мест хранения. Таким образом, для получения продукции высокого качества и конечного результата необходимо все элементы технологии: производство, уборка, хранение, товарная обработка и доведение продукции до потребителя — объединить в единую систему [26] (рисунок 4).

Рисунок 4. Система управления продуктивностью и качеством плодов на этапах – производство, хранение, транспортировка.

Выводы

Разработанные технологии хранения плодов, ягод и овощей в ОА, РА, МА с использованием отечественного ингибитора этилена препарата Фитомаг® обеспечивают:

• максимальное сохранение исходного качества (свежести, привлекательности, твердости, сочности, хрустящей консистенции, вкуса) и питательной ценности (антиоксидантной активности, кислотности и др.) плодов, ягод и овощей при хранении и доведении до потребителя;
• исключают или резко снижают поражение плодов загаром, распадом от старения, мокрым ожогом, развитие маслянистости кожицы и грибных гнилей, снижают потери веса;
• обеспечивают продажу свежих плодов высокого качества круглый год (подбор сортов, технологий хранения);
• позволяют проводить поэтапную реализацию продукции из камер с ОА и РА;
• снижают затраты на электроэнергию при хранении.

Дифференцированное использование разработанных технологий позволяет экономически оправданно использовать каждую из них для определенного срока хранения плодов, ягод и овощей.

Использование инновационных технологий позволяет получать экономический эффект в размере 5-8 тыс. рублей на 1т плодов, повышает конкурентоспособность предприятия на рынке.

Разработанные технологии апробированы в условиях производства в России, Молдавии, Белоруссии, Украины и рекомендуются для широкого использования.

Литература

1. Гудковский В.А. Причины повреждения плодов загаром и система мер борьбы с этим заболеванием / В.А. Гудковский // Повышение эффективности садоводства в современных условиях Т.3: Материалы Всероссийской научно практической конференции. МичГАУ, 2003 – С.207-216.

2. Moggia C. Effect of DPA and 1-MCP on chemical compounds related to superficial scald of  Granny Smith apples. / C. Moggia, M.A. Moya-Leon, M. Pereira, J.A.Yuri and G.A.Lobos // Spanish Journal of Agricultural Research 2010 8(1), 178-187 .

3. Гудковский В.А. Современные и новейшие технологии хранения плодов (физиологические основы, преимущества и недостатки) / В.А. Гудковский, Л.В. Кожина, А.Е. Балакирев // Труды Всероссийского научно-исследовательского института садоводства им. И.В. Мичурина. Научные основы садоводства: Сб. науч. Трудов. – Воронеж.: Кварта, 2005. —  С.309-325

4. Tian M.S. Response of strawberry fruit to 1-Methylcyclopropene (1-MCP) and ethylene / Tian M.S., Prakash S., Blgar H.J., Young H., Burmeister D.M. & Ross G.S. // Plant Growth Regulation. — 2003. 32.-P. 85-90.

5. Watkins C.B., Miller W.B. Implications of 1-Methylcyclopropene Registration for Use on Horticultural Products.-2003. —  <http:// www. hort. cornell. edu/department /faculty /watkins /ethylene/>

6. Zanella A. 1-MCP Anwendung am Apfel im Vergleich zu innovativen Lagerunstechnologien / Zanella A. // Obstbau-Weinbau.- 2004.41.10.-S. 303.

7. Silvia M. Dole 1-Methylcyclopropene / Silvia M., Blankenship, John M. / / Post harvest Biology and Technology. — 2003. 28.-P. 1-25.

8. Ракитин В.Ю. Определение газообмена и содержания этилена, двуокиси углерода и кислорода в тканях растений / В.Ю. Ракитин, Л.Ю. Ракитин // Физиология растений. М.: Наука – Т.33.-выпуск 2. – 1986. – С. 403-413.

9. 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.

10. Луковникова Р.А. Определение витаминов других биологически активных веществ./ Р.А. Луковникова, Н.П. Ярош // Методы биохимического исследования растений./ Под ред. А.И. Ермакова, Ленинград: ВО «Агропромиздат», 1987. С. 111-119.

11. Яшин Я.И., Рыжнев В.Ю., Яшин. А.Я., Черноусова Н.И. Природные антиоксиданты – надежная защита человека от опасных болезней и старения. Москва, Издании НПО «Химавтоматика», 2008. 122 с.

12. Гудковский В.А. Совершенствование комплексной системы качества плодов – основа повышения эффективности производства. / В.А. Гудковский, А.А. Кладь, Л.В. Кожина //Достижения науки и техники в АПК, 2010. — №11. – С. 28-31.

13. Гудковский В.А. Влияние генотипа сорта на лежкоспособность плодов яблони / В.А. Гудковский, Л.В. Кожина, А.Е. Балакирев, Ю.Б. Назаров // Плодоводство и ягодоводство России: Сб. науч. Работ/ВСТИСП.-М., 2009.-ТХХI. С.82-91.

14. Chen P. Control of superficial scald on ‘d’ Anjou’ pears by ethoxiquin: oxidation of farnesene and its inhibition / P.Chen, D.Varga, E.Mielke, T.Facteau, S.Drake //. J Food Sci 55, 171-175. doi: 10.1111/j. 1365-2621.1990..

15. Abdallah A.Y. Inhibition of superficial scald in apples by wounding; changes in lipids and phenolics. / A.Y.Abdallah, M.I.Gil, W.Biasi, E.J.Mitcham // Postharvest Biol Technol. 1997. 12, 203-212.

16. Ju Z. Cuticular phenolics and scald dewelopment in “Delicious” apples. / Z.Ju; W.J.Bramlage //J.Am.Soc.Hortic.Sc., 2000; Vol.125, N 4, — P.498-504.

17. Goodwin P.B.(1978). Phytohormones and fruit growth. In:Letham  DS, Goodwin P.B., Higgins T.J.Y.(Hrsg). Phytohormones and related compounds – a comprehensive treatise.Elsevier, Amsterdam, S175-214.

18. Saure M.C.(2005). Calcium translocation to fleshy fruit: its mechanism and endogenous control. Sci.Hort.105:65-89.

19. Perring M.A. The mineral composition of apples. Calcium concentrations and bitter pit in relation to mean mass per apple. / M.A.Perring, Jackson //J. Sci. Food Agric . 1975. 26:1493-1502.

20. Marschner H. (1995). Mineral Nutrition of Higher Plants, 2.Aufl.Academic Press, Amsterdam.

21. Pauls K.P. Perturbation of phospholipids membranes by gibberellins. / K.P.Pauls, J.A.Chambers, E.B.Dumbroff, J.E.Thompson //New Phytol. 1982. 91:1-17.

22. Гудковский В.А. Роль минерального состава, гормонов и антиоксидантов в защите плодов и растений от физиологических заболеваний / В.А. Гудковский, Ю.Б. Назаров, Л.В. Кожина // Инновационные технологии производства, хранения и перепаботки плодов и ягод: Материалы науч.-практ. конф. 5-6 сентября 2009г, Мичуринск. 2009. С. 26-40.

23. Гудковский В.А. Инновационные технологии хранения плодов / В.А. Гудковский, Л.В. Кожина, А.Е. Балакирев, Ю.Б. Назаров // Достижения науки и техники в АПК, 2010. — №8. – С. 72-74.

24. Гудковский В.А. Эффективность модифицированной атмосферы и ингибитора биосинтеза этилена для хранения плодов, ягод и овощей./ В.А. Гудковский, Л.В. Кожина, А.Е. Балакирев, Ю.Б. Назаров // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета, 2009, № 1. Мичуринск – наукоград РФ. С. 53-64.

25. Гудковский В.А. Прогрессивные технологии хранения плодов / В.А. Гудковский, А.А. Кладь, Л.В. Кожина, А.Е. Балакирев, Ю.Б. Назаров // Достижения науки и техники в АПК, 2009. — №2. – С. 66-68.

Длительное хранение фруктов и овощей в регулируемой атмосфере

Зачем регулировать атмосферу в камерах хранения

После сбора урожая фрукты продолжают жить, они дышат, то есть поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Интенсивное дыхание сорванного плода приводит к ухудшению качества продукта (увяданию, появлению пятен и т.д.).

Период хранения может быть увеличен путем снижения интенсивности дыхания. Для этой цели продукция обычно охлаждается. Однако это не всегда достаточно эффективно. Охлаждение должно сопровождаться дополнительными методами, одним из которых является снижение уровня кислорода в камере и увеличение содержания СО₂.

Уменьшение присутствия кислорода в камере оказывает тормозящий эффект на процесс оксидации плода, однако до определенного предела, ниже которого анаэробное дыхание возобновляется. Таким образом, важно поддерживать содержание кислорода в камере как можно ближе к минимальному уровню, индивидуальному для каждого вида продукции.

Другим физиологическим эффектом является тот факт, что сахароза постепенно превращается во фруктозу, а при хранении фруктов в среде с повышенным содержанием СО₂ этот процесс замедляется, в результате чего плод сохраняет свою твердость и большинство компонентов. Это также объясняет то, что фрукты после хранения в регулируемой атмосфере сохраняют свое качество в течение значительного периода.

Согласно исследованиям и измерениям, хранение в регулируемой атмосфере приводит к снижению интенсивности метаболических процессов в 2-3 раза, существенно увеличивая срок хранения.

Другими преимуществами данной технологии является сокращение развития физиологических и грибковых заболеваний (на 20-25%). Увядание яблок, например, снижается на 20-30%. Благодаря замедлению процессов диссимиляции плоды сохраняют первоначальное качество компонентов (кислота, сахар, вкусовые и ароматические субстанции). В конце хранения фрукты остаются такими же вкусными и свежими, как и в начале.

Важным аспектом не только для потребления, но и для транспортировки и продажи является то, что плоды гораздо лучше сохраняют текстуру и твердость. Фрукты, заложенные на хранение с легким загаром, не ухудшают свое качество, в то время как при обычном хранении они быстро портятся.

Термин «регулируемая атмосфера (РА)» (controlled atmosphere CA) является более точным и правильным по отношению к распространенному ранее термину «регулируемая газовая среда» (РГС). В настоящее время в литературе мы можем встретить употребление терминов РА и РГС.

Регулирование содержания СО₂ методом вентилирования (хранение в обычной атмосфере)

Как известно, содержание кислорода в обычной атмосфере составляет порядка 21%, азота 78%, углекислого газа 0,03%.

При этом методе регулирования содержание кислорода и углекислого газа в камере в сумме всегда составляет порядка 21%.

Плоды ежедневно поглощают в среднем до 1,5% кислорода от объема, выделяя при этом те же 1,5% СО₂. Учитывая то, что в большинстве случаев камеры хранения не имеют достаточной степени герметичности, и существует подсос воздуха извне, это равенство нарушается.

Более 12 дней требуется, например, согласно расчету для достижения содержания уровня кислорода в камере 3% (21% — 3% = 18%; 18% : 1,5% = 12 дней). На практике ежедневное снижение уровня кислорода может составлять 0,7-0,8% естественным путем, за счет дыхания фруктов.

Таким образом, через определенное время уровень кислорода может сильно снизиться, а содержание СО₂ увеличиться на эту же величину. Такие концентрации могут оказывать неблагоприятное влияние на качество хранимой продукции. Поэтому излишки СО₂ должны быть удалены. Уровень углекислого газа в этом случае регулируется методом вентилирования, путем открытия и закрытия вентиляционных заслонок.

Основные типы регулируемой атмосферы в камерах хранения

• Традиционная регулируемая атмосфера (Traditional Controlled Atmosphere) — содержание кислорода 3-4%, углекислого газа 3-5%.
• С низким содержанием кислорода LO (Low Oxygen) – 2-2,5% О₂ и 1-3% СО₂.
• С ультранизким содержанием кислорода ULO (Ultra Low Oxygen). Содержание кислорода в камере менее 1-1,5%, содержание СО₂ 0-2%.

C ультранизким содержанием кислорода

Стандартная газовая среда

Технологии создания газовой среды и хранения плодов в регулируемой атмосфере

• RCA (Rapid Controlled Atmosphere) — технология быстрого снижения концентрации кислорода.
• ILOS (Initial Low Oxygen Stress) – сверхбыстрое снижение уровня кислорода в камере за короткий промежуток времени.
• LECA (Low Ethylene Controlled Atmosphere) – технология снижения уровня этилена в камере.
• CО₂ shock treatment — технология шоковой обработки углекислым газом, с повышенным (до 30%) содержанием СО₂
• DCA (Dynamic controlled atmosphere) – поддержание режима хранения в зависимости от физиологического состояния плодов

Традиционная (нормальная) регулируемая атмосфера (Traditional Controlled Atmosphere)

В этом случае яблоки могут успешно храниться в течение 6-8 месяцев.

Камеры должны быть загружены в течение 7-10 дней, и требуемая концентрация (порядка 3% СО₂ и 2-3% О₂) должна быть достигнута в течение 2-3 недель. Рекомендуемая температура хранения колеблется в пределах от 0 до 3,5ºС.

Технология хранения с ультранизким содержанием кислорода ULO (Ultra Low Oxygen)

Содержание кислорода в этом случае находится в пределах от 0,5 до 1,5%, углекислого газа менее 1-2% (иногда выше). Это значение зависит от сорта, района выращивания, степени зрелости и других факторов.

Камеры должны загружаться продукцией как можно быстрее. При этом реализуются технологии быстрого уменьшения концентрации кислорода RCA (Rapid Controlled Atmosphere) и сверхбыстрого снижения уровня кислорода ILOS (Initial Low Oxygen Stress).

Достаточно чувствительные яблоки сорта McIntosh, например, могут храниться до18 месяцев, сохраняя хорошее качество.

Для создания регулируемой атмосферы в камерах используются генератор азота, адсорберы СО₂.

Встроенная система газового анализа позволяет в автоматическом режиме управлять работой оборудования и осуществлять построение графиков режимов в камерах. При наличии модемной связи возможно дистанционное управление работой оборудования.

Технология снижения уровня этилена LECA (Low Ethylene Controlled Atmosphere)

Обеспечивает защиту от преждевременного созревания фруктов и овощей (бананы, цитрусовые) и паталогофизиологического воздействия этилена (груши, овощи и т.д.). Снижение уровня этилена достигается с помощью каталитических конвертеров и адсорберов этилена.

В ряде случаев может применяться в комбинации с технологией хранения в регулируемой атмосфере.

Динамическая регулируемая атмосфера DCA (Dynamic controlled atmosphere)

Динамическая атмосфера – это следующий существенный шаг в совершенствовании технологии хранения в ULO. Эта технология обеспечивает:

естественную (не химическую) защиту плодов от загара;

максимальное сохранение твердости, сочности и других показателей качества плодов при длительном хранении.

Суть технологии заключается в том, что, при помощи специальных датчиков на основе метода флуоресценции постоянно измеряется физиологическое состояние плодов и, на основе этой информации, обеспечивается поддержание в камере минимально допустимой концентрации кислорода, обычно 0,4 — 0,6%.

Эта запатентованная технология интенсивно внедряется в передовых странах (прирост более 40% в год).

Для ее реализации на каждую камеру устанавливаются специальные измерительные устройства (IRIS), которые через интерфейсный блок соединяются с компьютером, на котором установлена специальная программа.

Условия хранения

Кроме газового состава атмосферы условия хранения зависят от таких факторов, как температура, относительная влажность воздуха, от скорости предварительного охлаждения, от степени загрязнения воздуха в камере хранения, от длительности предполагаемого срока хранения.

После сбора урожая плоды продолжают жить, они дышат, потребляя кислород, чтобы продлить свои жизненные функции. Диссимиляция – это явление, характерное для всякого живого организма и выражающееся в беспрерывно идущем частичном его саморазрушении. Изменения происходят в результате преобразования крахмала в сахара, уменьшения кислотности, потери твердости благодаря активности пектино-разрушающих энзимов, уменьшению количества летучих и ароматических субстанций.

Зачем нужно снижать температуру хранения?

Охлаждение замедляет порчу продукции, снижает потери, увеличивает срок хранения. Следует помнить, что активность энзимов чрезвычайно чувствительна к температуре: при увеличении температуры на 8°С активность возрастает в 2-4 раза. Доказано, что размножение микроорганизмов, способствующее гниению, почти прекращается при 0°С.

Охлажденные плоды менее подвержены усушке, имеют низкий уровень этилена, более устойчивы к физиологическим повреждениям. Охлаждение должно производиться в самые короткие сроки после сбора.

Надо принимать во внимание и соотношение между температурой и относительной влажностью. Например, потеря влаги продукции при 44º С и влажности 30% в 36 раз сильнее, чем при температуре 0º С с относительной влажностью 90%. Для поддержания необходимого уровня влажности могут использоваться увлажнители воздуха.

В ряде случаев применяется предварительное охлаждение продукции, закладываемой на хранение, до температуры 6-8º С. Таким образом, снижается холодильная мощность, требуемая для последующего охлаждения и хранения.

Камеры хранения для регулируемой атмосферы

Камеры обычно изготавливаются из пенополиуретановых сэндвич-панелей. К герметичности камер предъявляются высокие требования. Технология сборки камер имеет свои особенности. Применяется специальная фурнитура и герметики. Важно обеспечить также герметичность конструкции пола и сопряжения пола с панелями.

Двери холодильных камер специального исполнения, с повышенной степенью герметичности. Имеют смотровое окно для возможности визуального контроля и, при необходимости, взятия проб из камеры.

Для компенсации разности давлений внутри камеры и снаружи устанавливаются компенсационные мешки и аварийные клапаны выравнивания давления.

История развития технологии РА

II столетие до н.э. — египтяне и самаритяне использовали закрытые известняковые усыпальницы для хранения урожая.

8 век н.э. — в династии Танг сохраняли литчи (китайская слива) во время долгого похода в полых стеблях бамбука с добавлением свежих листьев.

  1819 год — первое научное упоминание о регулируемой атмосфере, когда французский ученый Бернард установил, что собранные после урожая фрукты поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Он также доказал, что фрукты не созревают без присутствия кислорода, но если их снова поместить в обычную атмосферу, то созревание продолжается.

1856 год — американец Найс построил коммерческий холодильник в Кливленде (США), используя для охлаждения лед. В 1860-е годы он экспериментировал с содержанием СО₂ и О₂, добиваясь повышенной герметизации камер. В результате большинство яблок хранилось в хорошем состоянии в течение 11 месяцев, но часть продуктов была испорчена в результате переизбытка СО₂.

1903 год — в государственном университете в Вашингтоне в ученые Р.Тэтчер и Н.Буз изучали хранение плодов в различных газах. Они обнаружили, что яблоки в среде СО₂ оставались твердыми, не теряя цвет. Проведя опыты по хранению малины, черной смородины и логановой ягоды (гибрид малины с ежевикой) они выявили, что ягоды, которые становятся мягкими в обычной воздушной среде через 3 дня, остаются твердыми в среде СО₂ в течение 7-10 дней.

1918 год — основателями научного подхода к изучению РА можно считать английских ученых Франклина Кидда и Сирил Веста, которые начали первые исследования в в Кембридже. Они провели много опытов по изучению влияния состава атмосферы на сохранность яблок, груш, слив.

Середина 30-х годов 20 века — в Северной Америке ученый Роберт Смок впервые ввел определение «хранение в регулируемой атмосфере» вместо термина «газовое хранение», который использовался Киддом и Вестом.

1950 год — началось промышленное применение регулируемой атмосферы. Итальянский инженер Бономи, который считается основателем европейской системы РГС, начал распространять практические методы ее применения.

В 1951 году были построены склады с регулируемой атмосферой в Новой Англии, в 1956 году в Мичигане и Нью-Джерси, в 1958-м – в Вашингтоне, Калифорнии и Орегоне, в 1959-м – в Вирджинии.

60-80-е годы прошлого столетия  — в СССР исследования по хранению в РГС проводились в в Гипрониисельпроме, Институте биохимии им. А.Н.Баха, в Казахском НИИ плодоводства и виноградарства, а также в Грузии и Молдавии.

Оборудование для хранения в регулируемой атмосфере

Генератор азота

Мембранные установки — основаны на использовании мембран, имеющих селективную проницаемость для О₂ и N₂

Адсорбционные установки — на использовании молекулярных сит, селективно адсорбирующих один из этих газов.

Адсорбер СО₂

Обеспечивает удаление из камер выделяемого продукцией СО₂, т.е. поддержание его концентрации на заданном уровне.

Принцип действия основан на поглощении СО₂ специальным адсорбентом при «прокачивании» через него среды из камеры и последующей его регенерации продувкой атмосферным воздухом.

Абсорбер SО₂

Предназначается для удаления газообразных побочных продуктов, выделяемых при хранении. Может применяться при хранении яблок, груш, цитрусовых, винограда.

Центробежный насос обеспечивает работу в закрытом цикле с циркуляцией сернистого ангидрида в противотоке с водой.

Каталитический конвертер этилена Адсорбер этилена

Применяются для уменьшения уровня этилена в камере – технология LECA (Low Ethylene Controlled Atmosphere).

Обеспечивают защиту от преждевременного созревания фруктов и овощей (бананы, цитрусовые) и паталогофизиологического воздействия этилена (груши, овощи и т.д.).

Увлажнитель воздуха

Используется для создания повышенного уровня влажности в камере.

Встроенная система газового анализа

Холодильное оборудование

Холодильное оборудование

Чрезвычайно важным является правильный расчет и подбор холодильного оборудования (схема охлаждения, холодопроизводительность, кратность воздухообмена, поверхность и технические характеристики воздухоохладителей, скорость движения воздуха).

Важным аспектом является поддержание низкого уровня дельта Т (разности между температурой воздуха на входе в воздухоохладитель и температурой кипения хладагента).

Наилучшим вариантом является использование схемы охлаждения с промежуточным хладоносителем. Это более дорогое решение по сравнению со схемой непосредственного охлаждения, но качество конечной продукции при этом на порядок выше.

Условия хранения в регулируемой атмосфере

Хранение винограда в регулируемой атмосфере

Длительное хранение винограда имеет свои особенности.

Предварительная ручная сортировка винограда производится на поле, во время сбора урожая. Большое значение имеет упаковка для транспортировки на склад длительного хранения. Это достигается за счет правильного подбора и использования тары.

Ящики с виноградом формируются в пакеты для последующей погрузки на транспортное средство. При этом необходимо соблюдать определенные правила укладки.

Тара для перевозки винограда к потребителю после хранения должна обеспечивать условия сохранности продукции.

Помимо поддержания регулируемой атмосферы в камере виноград подвергается периодической обработке сернистым ангидридом SО₂  для подавления фитопатогенной микрофлоры.

Чувствительность различных сортов винограда к воздействию  SО₂ требует очень точной дозировки, которая изменяется по определенному алгоритму (большее количество SО₂ в начале хранения и его снижение в процессе хранения).

Время обработки сернистым ангидридом достаточно короткое (20-30 мин.), после обработки он должен быть быстро удален из камеры.

Для удаления сернистого ангидрида из камеры применяются абсорберы SО₂.

Температура в камерах хранения – от минус 1,5 до 1°С, в зависимости от сорта и условий выращивания. В камерах хранения создается определенное соотношение содержания кислорода и СО₂.

Относительная влажность воздуха в камерах хранения – 90-95%. В камерах обеспечивается определенная кратность циркуляции воздуха, в зависимости от режима хранения, сорта, упаковки продукта.

В среде с повышенной влажностью (95% и более) сернистый ангидрид оказывает агрессивное воздействие на металлы. Поэтому при строительстве камер применяются специальные антикоррозийные материалы.

Принимаются меры по предотвращению выпадения конденсата на поверхности продукта.

Существует также технология хранения винограда в пластиковых тентах, которые устанавливаются внутри холодильной камеры.

Реализация проектов

Компания «ИНФРОСТ» осуществляет комплекс работ:

• Шразработка технического задания на создание новых и реконструкцию имеющихся холодильных камер и складов;
• Шрасчет и проектирование систем холодоснабжения, вентиляции, электроснабжения, автоматизации и КИП;
• Шобщестроительные и строительно-монтажные работы;
• Шоснащение камер сертифицированным холодильным и технологическим оборудованием;
• Шмонтаж и пуско-наладочные работы холодильного и технологического оборудования.

Нами разработаны проекты фруктохранилищ с регулируемой атмосферой на 650, 1000, 1500, 2000, 2500 Тонн продукции, с возможностью наращивания объемов хранения за счет модульной системы планировки.

ОАО «ХЛАДКО» г. Средняя Ахтуба Волгоградской области — фруктохранилище на 1300 Т

ООО «КОШЕЛЕВСКИЙ ПОСАД» г. Сызрань Самарской области — фруктохранилище на 2400 Т

ОАО «СПАР ПОВОЛЖЬЕ» г. Пенза — фруктохранилище (камеры хранения яблок 200 Т)

ОАО «ДУБОВОЕ» пос. Дубовое Тамбовской области — фруктохранилища на 1300 Т + 1200 Т

ОАО «ПЛАВА» Щекинский район Тульской области — фруктохранилище на 1100 Т

ООО «ЮМИКС» — Республика Адыгея, Майкопский район, ст.Абадзехская — фруктохранилище на 3000 Т

ЗАО«ФРУКТОВОЕ» — Воронежская область, Терновский район, с.Алешкино — фруктохранилище на 1500 Т

ЗАО «Русский Колос» – Саратовская область, Романовский район, пос. Константиновский — фруктохранилище на 1700 Т

Структура затрат при строительстве холодильника

Структура затрат при строительстве холодильника