Результат интеллектуальной деятельности: Способ прогнозирования сроков хранения плодов яблони

Предлагаемое изобретение относится к биотехнологии пищевых продуктов и может быть использовано при сборе, закладке и хранении плодов в местах производства и потребления продукции.

Микробиологические и физиологические заболевания в плодах при выращивании и сборке чаще всего находятся в скрытой форме, проявление их в явную форму обусловлено физиологической устойчивостью плодов и наличием вида инфекции, а также тем, насколько успешно при выращивании был соблюден минеральный баланс по кальцию, калию, магнию, азоту, фосфору и другим минеральным компонентам живой ткани плодов. Болезни микробиологические и физиологические (загар, размягчение, горькая ямчатость, мокрый ожог и пр.) внешне могут проявляться в разные сроки хранения, которые зависят от физиологической устойчивости плодов.

Плоды, поврежденные микробиологическими и физиологическими заболеваниями, теряют вкусовые и питательные свойства, непригодны для потребления в свежем виде и для переработки. Поэтому выявление микробиологических заболеваний необходимо на ранней стадии, т.е, в скрытой форме, когда плоды еще имеют хорошее качество и могут быть использованы своевременно без потерь массы и хорошего качества после хранения. Несвоевременное и неточное распознавание микробиологических и физиологических заболеваний плодов во взаимосвязи с их физиологической устойчивостью и сохраняемостью в оптимальных условиях внешней среды приводит к снижению качества, снижению сортности, отбраковке и сортировке, а также к большим потерям массы плодов.

Известен способ определения съёмной зрелости плодов яблоне, основанный на йодокрахмальной пробе и базирующийся на окрашивании крахмала йодом в синий цвет. Известно, что при созревании яблок в них накапливаются сахара. В середине созревания главным углеводом в яблоке будет крахмал. Он при созревании плодов превращается в глюкозу и сахарозу, которые придают яблоку сладкий вкус. Оценку степени зрелости связывают с содержанием крахмала в плодах на момент определения. Данный метод был предложен советским учёным Н. А. Целуйко /1/. Разработаны международные таблицы зрелости яблок по содержанию в них остаточного крахмала по баллам от 1 до 10 в зависимости от интенсивности окраски на срезе яблока, а также собранны многочисленные статистические данные по сортам, показывающие, при каком балле (в зависимости от сорта) яблоки будут храниться дольше всего (см., например, /2/). Недостатками такого способа является то, что точную оценку содержания крахмала, при которой следует снимать плоды, устанавливают для каждого сорта индивидуально, и, кроме того, такой метод не может предсказать заболеваемость плодов при длительном хранении.

Известен способ определения лежкоспособности яблок /3/ для определения долгосрочного, среднесрочного и краткосрочного хранения яблок. Для осуществления способа определяют оптический критерий спелых яблок, а именно измеряют интенсивность отраженного света при длине волн 550 нм и 680 нм. Размещают спелые яблоки в условия холодильного хранения и определяют величины естественных потерь массы. По зависимостям величин естественных потерь массы спелых яблок от оптического критерия прогнозируют сроки хранения. Изобретение позволяет осуществлять предварительное прогнозирование с высокой точностью и эффективностью. Согласно изобретению, эта задача решается за счет того, что способ диагностики яблок для прогнозирования сроков их хранения предусматривает проведение измерений интенсивности отраженного света. Недостаток данного способа состоит в его сложности, а также в том, что определение лежкоспособности яблок устанавливается только по величине естественной убыли без учета физиологических изменений в яблоках, приводящих к ухудшению их товарных качеств.

Известен способ определения лежкоспособных качеств яблок по содержанию минеральных веществ в плодах, который заключается в количественном определении в плодах яблони минерального состава и сравнении показателей с пороговыми. В работе установлено, что одной из причин развития горькой ямчатости является нарушение минерального баланса - недостаточное количество кальция и избыток калия, магния, азота. Механизм повреждения плодов горькой ямчатостью состоит в том, что при дефиците кальция в плодах (менее 4,5 мг/100 г) клеточные мембраны подвергаются преждевременному разрушению (окислению), приводя к отмиранию тканей и появлению типичных признаком заболевания. Недостаток способа состоит в том, что в работе не указаны индикаторные показатели с учетом сортовых особенностей яблок по накоплению минеральных веществ, а также то, что содержание элементов питания определялось в средней пробе всего плода, а заболевание проявляется в наружном эпидермисе яблока, где происходят в основном проявления заболевания.

Известен способ определения предрасположенности яблок к возникновению горькой ямчатости. Для этого определяют содержание калия и кальция и их соотношение в кожице яблок в период роста плодов и перед закладкой их на хранение. Способ определения предрасположенности яблок к возникновению горькой ямчатости при хранении отличается тем, что определяют содержание К и Са, мг/100 г в наружном эпидермисе яблок; оптимальное отношение содержания К и Са находится в пределах 10,2-13,0; при увеличении отношения К/Са прогнозируют возникновение горькой ямчатости. О необходимости проведения некорневых обработок плодовых деревьев кальцийсодержащими препаратами судят по соотношению К/Са в процессе роста плодов. Оптимальное соотношение К и Са должно находиться в пределах 10,2-13,0 /5/ Недостатком известного способа является невозможность точного предсказания начала порчи яблок от других причин – загара, размягчения, микробиологических заболеваний.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к заявленному является способ прогнозирования сроков хранения зимних сортов яблок. Согласно способу, для снижения потерь плодов зимних сортов яблок при их хранении осуществляют выявление скрытой формы микробиологических заболеваний плодов на более ранней стадии до их проявления в явную форму, Для прогнозирования сроков хранения зимних сортов яблок отбирают среднюю пробу плодов, помещают ее в негерметичный полиэтиленовый пакет, ставят в термостат и выдерживают при 20-25°C в течение 5-9 суток, по истечении которых проводят анализ степени повреждения плодов отобранной пробы и по его результатам устанавливают сроки хранения: при 1-2 % повреждения отобранной пробы плоды хранят 5-7 месяцев, при 3-4% - до 3,5 месяцев, при повреждении более 5% плодов - рекомендуют партию к немедленной реализации.

Недостатком способа, выбранного за прототип, является слишком длительная процедура определения степени поражения плодов заболеваниями – от 5 до 9 суток при комнатной температуре, а также малая надежность метода прогнозирования, основанного на исчислении процентов заболевших плодов.

Задачей данного технического решения является разработка более быстрого и надежного способа прогнозирования лежкости плодов яблони.

Поставленная задача решается заявленным способом прогнозирования сроков хранения плодов яблони путем отбора представительной пробы яблок, взятой из камеры хранения, и дальнейшего помещения этой пробы в термостатируемую камеру с выдержкой их там в течение определенного времени с дальнейшим анализом их состояния на предмет выявления микробиологических и физиологических повреждений, отличающийся тем, испытания ведут периодически с интервалом 2-3 недели на протяжении всего срока хранения, камера для испытаний является герметичной, термостатирование яблок при испытаниях ведут при температуре 25,5 - 40°C в течение 15 - 48 часов при дополнительном присутствии в атмосфере камеры этилена или ацетилена или любых их смесей при их содержании в атмосфере камеры от 100 ppm до 500 ppm.

Насыщение атмосферы камеры указанными этиленом и/или ацетиленом ведут любым доступным специалисту способом, но без ограничения возможностей способа, например, выпуская в атмосферу камеры расчетное количество нужных газов из баллонов со сжатыми чистыми этиленом и/или ацетиленом через газовые расходомеры, либо используя газ для газации бананов, содержащий, как известно, 5 об.% этилена и 95 об.% азота, либо используя генераторы этилена и/или ацетилена, и т.д.

Выдержка образцов яблок при заявленных условиях приводит к тому, что яблоки, внешне совершенно здоровые и не имеющие признаков поражения, но имеющие потенциал к быстрой порче в условиях хранения во фруктохранилище, проявляют все признаки таких заболеваний всего за одни сутки. Как оказалось, яблоки, имеющие такой потенциал к порче, в нормальных условиях хранения обнаруживают такие же признаки тех же поражений, которые выявились в ходе испытательного теста по заявленному способу, но в течение 25-30 дней после проведения испытаний. Таким образом, у потребителя имеется в запасе целых три недели, чтобы реализовать урожай с нормальными показателями и без потерь.

Способ иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1.

В камере промышленного фруктохранилища при температуре +1°C хранят яблоки двух сортов – «Грени Смит» - 108 тонн и «Ренет Симиренко» - 54 тонны. К исходу второго месяца хранения начинают отбирать представительные пробы яблок и подвергают их тестированию в малой технологической камере внутренним объемом 85 м³, снабженной установкой по поддержанию микроклимата, мощным внутренним вентилятором и баллоном с расходомером со сжатым газом для газации бананов. Количество плодов в пробе каждого сорта составляет по 50 штук. В камере устанавливают температуру в 32°C, включают внутренний вентилятор, закрывают герметично и выпускают в атмосферу камеры по расходомеру 352 литра газа с содержанием этилена 5 об.%. Расчетная концентрация этилена в атмосфере камеры составляет 200 ppm. По прошествии 24 часов камеру открывают и рассматривают яблоки на предмет выявления различных поражений

Тест повторяют каждые две недели. К концу третьего месяца хранения на яблоках сорта «Грени Смит» после проведения тестовых испытаний проявляются четкие признаки «загара». Партию яблок пускают в реализацию, но оставляют в основной камере хранения 3 ящика по 15 кг и продолжают за ними наблюдение. Через 25 дней после проявления болезни при проведении теста в технологической камере в основной камере на яблоках «Грени Смит» начинают проявляться признаки «загара». Эти образцы утилизируют.

Пример 2.

Через 5 месяцев при проведении теста, как описано в Примере 1, на яблоках «Ренет Симиренко» из Примера 1 обнаруживаются признаки начала поражения «горькой ямчатостью». Яблоки из основной камеры направляют в реализацию, оставив для проверки 3 ящика по 16 кг и продолжают за ними наблюдения. Через 30 дней после выявления склонности к «горькой ямчатости» при тестовых испытаниях на образцах «Ренет Симиренко» также начинают проявляться признаки «горькой ямчатости». Эти образцы также утилизируют.

Таким образом, в результате проведенных периодических тестовых испытаний по Примерам 1 и 2 вовремя удалось определить сроки реализации партий по обоим сортам яблок без потерь.

Пример 3.

В камере промышленного фруктохранилища при температуре +1°C хранят яблоки двух сортов – «Фуджи» - 79 тонн и «Бребурн» - 124 тонны. К исходу второго месяца хранения начинают отбирать представительные пробы яблок и подвергают их тестированию в малой технологической камере внутренним объемом 85 м³, снабженной установкой по поддержанию микроклимата, мощным внутренним вентилятором и баллоном с расходомером со сжатым газом ацетиленом. Количество плодов в пробе каждого сорта составляет по 50 штук. В камере устанавливают температуру в 40°C, включают внутренний вентилятор, закрывают герметично и выпускают в атмосферу камеры по расходомеру 35 литров ацетилена. Расчетная концентрация этилена в атмосфере камеры составляет 400 ppm. По прошествии 15 часов камеру открывают и рассматривают яблоки на предмет выявления различных поражений

Тест повторяют каждые две - три недели. К концу десятой недели хранения на яблоках сорта «Фуджи» после проведения тестовых испытаний проявляются четкие признаки размягчения и «распада». Партию яблок пускают в реализацию, но оставляют в основной камере хранения 3 ящика по 15 кг и продолжают за ними наблюдение. Через 28 дней после проявления болезни при проведении теста в технологической камере в основной камере на яблоках «Фуджи» начинают проявляться признаки размягчения и «распада». Эти образцы утилизируют.

Пример 4.

Через 4,5 месяца при проведении теста по Примеру 3 на яблоках «Бребурн» из Примера 3 обнаруживаются признаки начала поражения «горькой ямчатостью». Яблоки из основной камеры направляют в реализацию, оставив для проверки 3 ящика по 17 кг и продолжают за ними наблюдения. Через 24 дня после выявления склонности к «горькой ямчатости» при тестовых испытаниях на образцах «Бребурн» также начинают проявляться признаки «горькой ямчатости». Эти образцы также утилизируют.

Таким образом, в результате проведенных периодических тестовых испытаний по Примерам 3 и 4 вовремя удалось определить сроки реализации по обоим сортам без потерь.

Пример 5.

В камере промышленного фруктохранилища при температуре +1°C хранят 167 тонн яблок сорта «Прикубанское». К исходу второго месяца хранения начинают отбирать представительные пробы яблок и подвергают их тестированию в малой технологической камере внутренним объемом 85 м³, снабженной установкой по поддержанию микроклимата, мощным внутренним вентилятором и баллонами с расходомероми со сжатыми газами этиленом и ацетиленом. Количество плодов в пробе составляет по 50 штук. В камере устанавливают температуру в 25,5°C, включают внутренний вентилятор, закрывают герметично и выпускают в атмосферу камеры по расходомеру расчетное количество газов этилена и ацетилена до концентраций по 250 ppm каждого газа. Расчетная суммарная концентрация этилена с ацетиленом в атмосфере камеры составляет 500 ppm. По прошествии 48 часов камеру открывают и рассматривают яблоки на предмет выявления различных поражений

Тест повторяют каждые две - три недели. К концу четвертого месяца хранения на яблоках сорта «Прикубанское» во время теста проявляются четкие признаки микробиологического поражения (мелкие черные точки) и «подкожной пятнистости». Партию яблок пускают в реализацию, но оставляют в основной камере хранения 3 ящика по 15 кг и продолжают за ними наблюдение. Через 23 дня после проявления болезни при проведении теста в технологической камере в основной камере на яблоках «Прикубанское» начинают проявляться признаки микробиологического поражения (черные точки) и «подкожной пятнистости». Эти образцы утилизируют.

Таким образом, в результате проведенных периодических тестовых испытаний вовремя удалось определить сроки реализации данного сорта без потерь

Пример 6.

После сбора 148 тонн яблок сорта «Джонатан» и помещения их в промышленную камеру фруктохранилища при температуре +1°C после 1,5 месяцев после начала хранения начинают тестировать плоды в присутствии 100 ppm этилена при температуре +35°C в течение 36 часов каждые две недели. В результате к исходу третьего месяца хранения удается распознать признаки начинающегося заболевания паршой и вовремя реализовать продукцию из фруктохранилища с отличными органолептическими показателями. Контрольные яблоки в камере хранения начали покрываться паршой через 28 дней после последнего теста.

Результаты испытаний по примерам 1-8 сведены в Таблицу.

Таблица.

Условия и результаты испытаний яблок различных сортов, находящихся на хранении.

Как следует из данных Таблицы, соблюдение заявленных условий тестирования позволяет гарантированно предсказывать сроки реализации продукции, причем способ прогнозирования более быстрый и позволяет предсказывать большинство физиологических и микробиологических повреждений яблок. Это дает возможность потребителю вовремя реагировать на угрозу повреждения товара и заблаговременно предпринимать соответствующие действия для предотвращения потерь.

Источники информации, принятые во внимание:

1. Шештанов Г. А., Куцева И. К. Определение съёмной зрелости яблок // Юный ученый. — 2017. — №1. — С. 115-117.

2. Причко Т.Г. Уборка, хранение и товарная обработка яблок. Рекомендации. Краснодар, 2015 г.

3. Патент РФ 2338187

4. В.А. Гудковский. «Физиологические основы поражения плодов яблони подкожной пятнистостью и другими заболеваниями и система мер их предупреждения». - Мат. Научн. практ. конф. «Научно-практические достижения и инновационные пути развития производства продукции садоводства для улучшения структуры питания и здоровья человека, Мичуринск, 2008. - С. 90-97.

5. Патент РФ 2593347.

6. А.С.СССР 1653621 (прототип).