CC BY
251
УДК 634.1:631.536
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ
В.А. ГУДКОВСКИЙ, академик РАСХН, зав. отделом Л.В. КОЖИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
А.Е. БАЛАКИРЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник
Ю.Б. НАЗАРОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник
E-mail: microlab-05@mail.ru
Резюме. В статье проанализированы результаты научных исследований и производственной проверки эффективности послеуборочной обработки плодов яблони отечественным ингибитором этилена - препаратом «Фито-маг». Рекомендуется дифференцированное использование пяти технологий, обеспечивающих хранение плодов в течении года с максимальным сохранением качества и высоким экономическим эффектом.
Ключевые слова: этилен, сорт, обычная, регулируемая и модифицированная атмосфера, ингибитор биосинтеза этилена, болезни плодов.
Существующие технологии хранения в обычной (ОА), регулируемой (РА) и модифицированной (МА) атмосфере не обеспечивают гарантированной защиты плодов от поражения многими физиологическими и грибными заболеваниями, сохранения их исходного качества на всех этапах доведения до потребителя.
Установлено, что основная причина развития заболеваний и снижения качества плодов - избыточное накопление этилена внутри плодов и окружающей среде [1, 2, 3]. Этилен поступает из окружающей среды (экзогенный) или синтезируется плодами (эндогенный) и в крайне низких концентрациях активизирует их созревание и старение.
Ученые Университета штата Северная Каролина (США) синтезировали эффективное соединение 1-метил-циклопропен (1-МЦП), послеуборочная обработка которым позволяет ингибировать синтез этилена, процессы созревания и старения, значительно снизить потери и сохранить качество плодов [4]. 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. Препарат прошел регистрацию и разрешен для практического применения в России, Украине, Молдавии.
Цель наших исследований - совершенствование существующих технологий хранения плодов яблони в ОА, РА и МА с учетом сортовых особенностей и сроков их хранения.
Условия, материалы и методы. Исследования выполнены в 2004-2010 гг. на основных районированных сортах яблони южной и средней зоны садоводства. Плоды снимали при содержании эндогенного этилена в пределах 0,1...0,5 ppm. После обработки препаратом «Фитомаг» их закладывали на хранение в ОА, РА и МА, обеспечивая оптимальные условия для каждого сорта. Для создания МА использовали пакеты Xtend. После хранения плоды на 7 суток помещали в комнатные условия, а затем учитывали их качество - поражаемость физиологическими и грибными заболеваниями, твердость и др. Содержание и интенсивность выделения этилена определяли газохроматографически [5], а-фарнезена и про-
дуктов его окисления, фенолов и рутина - спектрофотометрически [6, 7], твердость плодов - пенетрометром FT-327 с плунжером для яблок.
Исследования и производственную проверку результатов проводили во ВНИИС им. И.В. Мичурина, ЗАО «Сад-Гигант» Краснодарского края, ЗАО «15 лет Октября» Липецкой области и др.
Результаты и обсуждение. Более 90 % плодов в России хранится в обычной атмосфере. Из-за низкого уровня ингибирования этилена и, как следствие, незначительного торможения процессов послеуборочного созревания в таких условиях, сроки их хранения ограничены (1,5.3 месяца).
Послеуборочная обработка плодов ингибитором этилена резко снижает его биосинтез и накопление. Так, после использования препарата «Фитомаг» содержание эндогенного этилена в плодах осеннего сорта Жигулевское в течение 10 суток в комнатных условиях составило 0,45 ppm, а в контроле - 693,4 ppm, твердость -
7.8 и 5,5 кг/см2 соответственно. Подобные закономерности отмечены и на зимних сортах южной зоны. Так, в контрольных и обработанных партиях плодов сорта Ренет Симиренко через 3 суток пребывания в комнатных условиях интенсивность выделения этилена составляла 1,33 и 0,044 мкл/кг в час, различия сохранялись и после 4 месяцев хранения в ОА - 3,91 и 0,082 мкл/кг в час соответственно. При использовании «Фитомага» интенсивно сдерживалось и выделение углекислого газа. Оно уменьшалось до 0,31 мл/кг в час (контроль - 0,67 мл/кг в час). В конечном итоге послеуборочная обработка плодов отечественным ингибитором позволила гарантированно сохранять плоды сортов Жигулевское и Ренет Симиренко в ОА в течении 6. 7 месяцев. После 7 месяцев хранения в обычной атмосфере и 7 дней в комнатных условиях потери от разложения (мучнистость, побурение тканей) плодов сорта Ренет Симиренко в контрольной партии составили 30 %, а в обработанной - не более 0,1 %, сорта Жигулевское - 25 и 0 % соответственно. Плоды обработанной партии имели привлекательный вид, отличались высокой твердостью: у сорта Ренет Симиренко
6.9 кг/см2, против 5,1 кг/см2 в контроле, у сорта Жигулевское - 6,2 и 4,5 кг/см2 соответственно.
Плоды многих промышленных сортов (Антоновка обыкновенная, Гренни Смит, Ред Делишес, Делишес, Мартовское, Ренет Симиренко, Джонаголд, Старкрим-сон, Северный синап, Синап Орловский и др.) поражаются загаром, что резко снижает их качество и цену реализации.
Известно, что основная причина его развития - накопление в покровном воске кожицы плодов а-фарнезена и продуктов его окисления, причем основную роль в развитии заболевания отводят коньюгированным триенам (КТ281) [8]. Установлена также важная роль в развитии загара этилена. С одной стороны, он индуцирует накопление а-фарнезена и продуктов его окисления, с другой -стимулирует биосинтез естественных антиоксидантов (фенольных соединений), которые наоборот ингибируют окисление а-фарнезена, образование КТ281 [8]. 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 пусковой механизм созревания и старения плодов связан с этиленом.
Таблица. Рекомендуемые технологии и сроки хранения плодов яблони
Сорт Технологии и сроки хранения (месяцы)
ОА | ОА+ФитомаГ РА ІРА+Ф итом аг I МА+Фитомаг
Антоновка обыкновенная до 1* 3,5.4,5 - - -
Мартовское до 1,5* 5.6 - 7.8 -
Синап Орловский до 2.2,5* 5.6 - 8.9 8.9
Северный синап до 2,5.3* 6.7 - 8.10 -
Жигулевское до 2,5.3 6 ,5 4 6.7 8.9 -
Богатырь до 3,5* 6.7 6.7* 8.10 8.9
Лобо до 3,5 5 7 8.9 8
Гала до 2,5 4,5 6 7.8 7.8
Голден делишес до 2,5.3 5 6 8.9 8.9
Грэнни Смит - 5.6 - 8.9 -
РенетСимиренко до 3* 5.6 - 8.10 9.10
Ред Делишес - 5.6 - 8.9 -
Ред Чив до 2,5* 5.6 - 8.9 -
Корей до 2,5* 5.6 - 7.8 -
ОА - обычная атмосфера, РА - регулируемая атмосфера, МА - модифицированная атмосфера; - - не рекомендуется; * - при превышении сроков хранения имеется вероятность поражения плодов загаром.
защиту от многих заболеваний в течении 7...10 месяцев,
Зависимость развития загара от уровня содержания эндогенного этилена и КТ281 подтверждена на примере плодов сорта Антоновка обыкновенная, обладающих высокой восприимчивостью к этому заболеванию. Две партии плодов: без обработки (контроль) и обработанные препаратом «Фитомаг» заложили на хранение в ОА. Через два месяца содержание эндогенного этилена в плодах составляло 349,6 и 24,6 ppm, КТ281 - 26,8 и 4,0 нмоль/см2, поражен-ность загаром - 60,0 и 1,2 %, твердость мякоти - 6,4 и 9,4 кг/см2 соответственно. Подобная закономерность отмечена и на других сортах.
Важную роль в развитии загара играет и экзогенный этилен. Так, после 4,5 месяцев хранения плодов сорта Северный синап в ОА с уровнем экзогенного этилена в камере 1,5...2,5 и 50,0...200,0 ppm, содержание КТ281 составляло 2,92 и 34,7 нмоль/см2, пораженность загаром -0,2 и 100 % соответственно.
Приведенные результаты исследований подтверждают необходимость контроля и поддержания на низком уровне содержания этилена, что эффективно обеспечивается послеуборочной обработкой плодов препаратом «Фитомаг». Причем это исключает или резко снижает восприимчивость плодов не только к загару, но и мокрому ожогу, водянистой сердцевине, внутреннему побурению тканей, маслянистости кожицы.
Послеуборочная обработка ингибитором этилена обеспечивает продление сроков хранения плодов средней и южной зоны в ОА, по сравнению с контрольными партиями, в среднем на 2.2,5 месяца. При дальнейшем хранении их восприимчивость к загару и другим заболеваниям повышается, а качество снижается.
Использование регулируемой атмосферы с ультра-низким содержанием кислорода (0,8...1,2 %) позволяет лучше сдерживать физиолого-биохимические процессы и, как следствие, хранить плоды некоторых зимних сортов до 6.9 месяцев. Однако в камерах с РА без обработки плодов уровень накопления этилена может достигать 200 ppm, в плодах - 500 ppm, продуктов окисления фар-незена - до 30 нмоль/см2, что способствует развитию загара. Кроме того, после выгрузки плодов из камер (особенно сортов, выращенных в средней зоне) на этапе доведения до потребителя их качество резко снижается.
Так, после 8 месяцев хранения контрольных и обработанных партий плодов сорта Гренни Смит, отличающегося высокой восприимчивостью к загару, содержание эндогенного этилена в них составляло 113,3 и 3,06 ppm, продуктов окисления а-фарнезена - 20,8 и 2,0 нмоль/ см2, пораженность загаром - 100 и 0,1 %, твердость плодов - 6,5 и 7,9 кг/см2.
Таким образом, сочетание регулируемой атмосферы и обработки «Фитомагом» эффективно сдерживает биосинтез этилена, фарнезена, КТ281 и, как следствие, процесс созревания плодов, обеспечивая их комплексную
а также сохранение качества на всех этапах доведения до потребителя.
Плоды некоторых сортов (Голден Делишес, Лобо, Богатырь и др.) при длительном хранении увядают даже в РА. Значительное снижение убыли массы достигается в модифицированной атмосфере. Однако в этих условиях из-за ограниченной диффузии газов накапливается избыточное количество экзогенного этилена, что способствует поражению плодов загаром, распаду от старения, развитию грибных гнилей и др.
При хранении контрольных и обработанных препаратом «Фитомаг» плодов сорта Богатырь в МА в течение 8 месяцев содержание эндогенного этилена составляло -398,5 и 4,9 ppm, экзогенного - 161 и 1,3 ppm, продуктов окисления фарнезена - 14,0 и 1,05 нмоль/см2, пораженность загаром - 80 и 0,1 %, твердость - 5,7 и 8,6 кг/см2 соответственно. При этом убыль массы была ниже, чем в варианте ОА+Фитомаг на 3,2 %.
Убедительные результаты получены при хранении в контейнерах с МА обработанных «Фитомагом» плодов сорта Голден Делишес (ЗАО «Сад-Гигант»). Убыль массы в этих партиях, по сравнению с ОА, снизилась в 3-3,5 раза, плоды прекрасно сохранили свежесть, сочность и вкусовые качества. Положительные результаты получены и на сортах Гала, Ренет Симиренко, Синап Орловский.
В результате исследований и производственной проверки были установлены оптимальные условия и сроки хранения в ОА, РА и МА. Например, для плодов сорта Антоновка обыкновенная рекомендуется использовать только две технологии хранения (ОА и ОА+Фитомаг), для сорта Жигулевское - четыре (ОА, ОА+Фитомаг РА, РА+-Фитомаг), а для плодов сорта Голден Делишес - 5 технологий (см. табл.). Выбор технологий зависит от сортовых особенностей, сроков хранения и материально-технической базы.
Выводы. Разработаны инновационные технологии хранения плодов яблони в ОА, РА и МА с учетом сортовых особенностей и сроков. Их дифференцированное использование дает возможность, снизить пораженность пло-
дов загаром с 60.100 % до 0,1...1,2 % и увеличить срок хранения с 1.3,5 месяцев до 7.10 месяцев.
Литература.
1. Гудковский В.А. Причины повреждения плодов загаром и система мер борьбы с этим заболеванием/ Повышение эффективности садоводства в современных условиях Т.3: Материалы Всероссийской научно практической конференции. МичГАУ, 2003 - С.207-216.
2. Tian M.S., Prakash S., Blgar H.J., Young H., Burmeister D.M. & Ross G.S. Response of strawberry fruit to 1-Methylcyclopropene (1-MCP) and ethylene // Plant Growth Regulation. - 2003.32. - P.85-90.
3. Прогресивные технологии хранения плодов / В.А. Гудковский, А.А. Кладь, Л.В. Кожина, А.Е. Балакирев, Ю.Б. Назаров // Достижения науки и техники АПК. - 2009. - №2. - С. 66-68
4. Silvia M., Blankenship, John M. Dole 1-Methylcyclopropene // Post harvest Biology and Technology.' - 2003. 28. - P. 1-25.
5. Ракитин В.Ю., Ракитин Л.Ю. Определение газообмена и содержания этилена, двуокиси углерода и кислорода в тканях растений // Физиология растений. М.: Наука - Т.33.-выпуск 2. - 1986. - С. 403-413.
6. Морозова Н.П., Салькова Е.Г. Спектрофотометрическое определение содержания фарнезена и продуктов его окисления в растительном материале // Биохимические методы. М.:Наука, 1980. - с. 107-112.
7. Луковникова Р.А, Ярош Н.П.. Определение витаминов других биологически активных веществ.// Методы биохимического исследования растений./ Под ред. А.И. Ермакова, Ленинград: ВО «Агропромиздат», 1987. - С. 111-119.
8. Ju Z.; Bramlage W.J. Cuticular phenolics and scald dewelopment in “Delicious” apples. /J.Am.Soc.Hortic.Sc., 2000; Vol.125, N 4, - P.498-504.
INNOVATORY FRUIT STORAGE TECHNOLOGIES.
V.G. Goudkovsky, L.V. Kozhina, A.Ye. Balakirev, Yu.B. Nazarov
Summary. The results of investigations and practical trials on the effect of apple post-harvest treatments with native ethylene inhibitor Fitomag have been analyzed. Differentiated use of 5 technologies is recommended that provide fruit storage all year round, maximum fruit quality keeping and high-economical effect.
Key words: ethylene, cultivar, air storage, controlled atmosphere, modified atmosphere, ethylene biosynthesis, inhibitor fruit diseases.
УДК 635.64.631.563.1
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИНГИБИТОРА ЭТИЛЕНА «ФИТОМАГ» И ПОЛИМЕРНЫХ УПАКОВОК ПРИ ХРАНЕНИИ ПЛОДОВ ТОМАТА
В.А. ГУДКОВСКИЙ, академик РАСХН, зав. отделом ВНИИ садоводства им. И.В.Мичурина Д.В. АКИШИН, кандидат сельскохозяйственньх наук, зав. кафедрой
Мичуринский ГАУ E-mail: akishin@mgau.ru
Резюме. В результате проведенных исследований установлено положительное влияние обработок ингибитором этилена 1-метилциклопропен (1-МЦП) на сохраняемость плодов томата F1 Фараон различных степеней зрелости.
Установлена высокая эффективность применения полимерных упаковок Х1впб при хранении плодов томата, обработанных 1-метилциклопропеном (1-МЦП). Ключевые слова: томаты, хранение, 1-метилциклоп-ропен, полимерные упаковки, степень зрелости.
Многие тепличные комбинаты областных центров поставляют большую часть своей продукции в крупные города центральной и северной части страны (Москва, Санкт-Петербург, Архангельск, Мурманск и др.) за 500 км и более. При существующих способах уборки, товарной обработки, транспортирования и хранения томатов происходят значительные потери массы и качества. Наиболее распространенные способы повышения сохранности (с использованием искусственного холода, регулируемой газовой среды, вакуума, различных излучений и химических препаратов) или не экономичны, или не технологичны и поэтому широкого практического применения не находят [1]. Известно, что физиологическая основа всех технологий эффективного хранения климактерических плодов и овощей - ингиби-
рование биосинтеза этилена - основного гормона созревания и старения.
В связи с созданием новых препаратов эффективно замедляющих биосинтез этилена - Smart-Fresh (США) и «Фитомаг» (Россия) появились уникальные возможности для разработки новых технологий хранения [2].
Во ВНИИ садоводства им.И.В. Мичурина проведены исследования и установлена высокая эффективность применения 1-метилциклопропена при хранении плодов яблони, груши и др. в холодильнике с обычной атмосферой [3, 4].
Учитывая это, мы с 2004 г проводим аналогичные исследования на плодах томата.
Цель нашей работы - изучить влияние обработок ингибитором этилена «Фитомаг» и применения полимерных упаковок на сохраняемость плодов томата F1 Фараон с геном замедленного созревания rin в гетерозиготном состоянии (rin/+), выращенных в летне-осеннем обороте зимних теплиц.
В задачи исследований входило: изучить влияние различных концентраций препарата «Фитомаг» на сохраняемость плодов томата F1 Фараон;
определить эффективность послеуборочной обработки ингибитором этилена «Фитомаг» плодов томата F1 Фараон различных степеней зрелости (зеленых, бурых, розовых и красных) при хранении в обычных условиях;
изучить влияние полимерной упаковки Xtend на сохраняемость плодов томата F1 Фараон различных степеней зрелости.
Условия, материалы и методы. Томаты выращивали в летнее-осеннем обороте зимних блочных теплиц 810-99 ОГУП «Тепличное» г Тамбов по принятой в хозяйстве технологии.
