CC BY
11
Технологии хранения: от пивнии.
до измененной атмосферы
Анатолий Криворот,
замдиректора по научной работе Института плодоводства, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Во все времена люди были озабочены тем, как подольше сохранить продукты питания. Описания различных способов этого (зарытие в землю глиняных сосудов с плотной упаковкой, хорошо вентилируемые помещения, рассеянный свет и т.д.) встречаются уже в античный период у Катона Старшего (234-149 гг. до н.э.), Варрона (116-26 гг. до н.э.) и др. На Востоке, в Древней Греции и Древнем Риме скоропортящиеся плоды - груши, айву, гранаты, фиги, виноград и др. - держали в специальных хранилищах - помарнях с вентиляционными окнами, расположенными с северной стороны. Фрукты раскладывали вдоль стен на полки, устланные виноградными ветками, соломой или тростниковыми циновками. В эти помещения даже в небольшом количестве нельзя было вносить воду, так как ее пары могли вызвать отсыревание и размягчение нежных плодов.
Хорошим способом подготовки к хранению считалась обмазка каждого яблока гипсом или воском, которые счищали перед подачей на стол. Часто каждое яблоко заворачивали в фиговый лист и хранили в еловых или ивовых корзинах, обмазанных глиной. Яблоки снимали с кусочком веточки, который вставляли в сердцевину прутика бузины. Его втыкали в песок и оставляли на хранение. Нередко плоды с обмазанными гипсом веточками
помещали в небольшие глиняные сосуды и пересыпали сухим мелким песком. Затем эти емкости вставляли в большие глиняные горшки или бочки с отверстиями в дне и крышками. Емкости покрывали глиной с кусочками шерсти или другими материалами, зарывали в землю, засыпали сухим песком и следили, чтобы воздух не поступал к фруктам.
В Беларуси садоводство имеет свои давние традиции. В годы раннего средневековья (VI - XII вв.) собранные с дикорастущих растений фрукты чаще всего хранили в переработанном виде - мочили отдельно и вместе с капустой и клюквой, сушили, вялили. В XVI - XVII вв., когда стали закладываться фруктовые сады при монастырях и в поместьях магнатов, садоводство получило статус научной дисциплины. Именно в это время в монастырских и дворцовых подвалах-пивни-цах начинают хранить наряду с другими продуктами и припасами свежие плоды. Основное внимание уделялось в первую очередь яблокам - главной фруктовой культуре региона.
Позже для хранения продукции стали использовать специально построенные помещения - лямусы, где размещали запасы на зиму для обеспечения потребностей двора или семьи. Начинается также оборудование ледников, применяемых затем довольно длительное
время. Строительство железных дорог во второй половине XIX в. дало мощный толчок развитию товарного садоводства, и плоды местного производства в больших количествах стали вывозить в Петербург, Ригу, Варшаву, Одессу и другие города. В 70-х гг. XIX в. в Европе появились первые складские помещения в портах и при скотобойнях с холодильным оборудованием. С развитием знаний о физиологии плодов изменялись и конструктивные решения хранилищ и оборудования. В 1925-1926 гг. отечественный ученый Р. Гуржы изучал пригодность к длительному хранению яблок, выращенных в садах Белорусской сельскохозяйственной академии в Горках. В 30-х гг. XX ст. открылся Белорусский институт сельского и лесного хозяйства. Исследования, которые велись в 19501960 гг. на Белорусской плодоовощной
Таблица 1. Емкости плодохранилищ, введенные в рамках ГП «Плодоводство» в 2005-2010 гг.
Область Емкость, т
Брестская 8 400
Витебская 3 100
Гомельская 7 920
Гродненская 14 520
Минская 8 700
Могилевская 6 960
Итого 49 600
Рис. 1. Выход здоровых плодов яблони после хранения в различных газовых средах, %
0 20 40 60 80 100
Алеся
Вербнае
Заславское
Имант
Надзейны
Память Сюбаровой
Чараунща
Обычная газовая среда Регулируемая газовая среда
опытной станции, были посвящены изучению лежкости плодов новых сортов, а также совершенствованию способов их хранения. В частности, был усовершенствован способ хранения яблок в буртах и траншеях с охлажденным дном. Изучение гидролитической активности некоторых ферментов углеводного комплекса показало определенную зависимость между лежкостью и показателями интенсивности работы ферментных систем.
В 70-90-х гг. ХХ ст. в Белорусском НИИ картофелеводства и плодоовоще-водства разработали технологии холодильного хранения плодов и ягод белорусского сортимента - оптимальные сроки их уборки, послеуборочного охлаждения, температурные и влажностные режимы дальнейшего содержания. Установлены наиболее приемлемые температура и сроки хранения некоторых сортов сливы, черной и красной смородины, клюквы крупноплодной. В рамках Государственной целевой программы развития плодоводства на 2004-2010 гг. «Плодоводство» и государственной комплексной программы развития картофелеводства, овощеводства и плодоводства в 2011-2015 гг. разрабатываются технологии хранения плодов косточковых культур - сливы, вишни, черешни. Активные исследования в этом направлении ведутся с малиной ремонтантной, земляникой садовой, смородиной черной, а в Центральном ботаническом саду НАН Беларуси - с голубикой.
Переход современного плодоводства республики на интенсивные технологии с использованием клоновых подвоев, уплотненные схемы посадки растений и
различные системы содержания почвы, жесткая обрезка деревьев, применение удобрений и средств защиты потребовало оценки влияния данных агротехнических приемов на лежкоспособность и качество допущенных к производству сортов. Исследования показали, что недостаток кальция резко снижает лежкость плодов. Ухудшение экологической обстановки в садах и высокая стоимость зарубежных препаратов потребовали усовершенствования системы защиты плодов яблони в период хранения с использованием отечественных биорациональных активаторов устойчивости. Так, некорневое применение препарата «Фитовитал», разработанного в Институте биоорганической химии НАН Беларуси, позволило значительно снизить
потери продукции от горькой ямчатости у предрасположенных к данному физиологическому расстройству сортов яблони. Синергический эффект выявлен в случае сочетания «Фитовитала» с микроудобрениями, содержащими кальций.
Положительные результаты получены от послеуборочной обработки плодов яблони горячей водой (температура 45-54°С), 4,5-5%-ным раствором карбоната натрия или калия, экстрактами торфа и растений-торфообразователей (тростника и сабельника), разработанными в Институте торфа НАН Беларуси.
Нашими специалистами созданы методы прогноза сроков уборки и продолжительности хранения яблок. Изучение показателей прироста массы и размеров плодов, содержания в них сухих веществ, твердости мякоти, темпов разложения крахмала в предуборочный период позволило получить методику определения оптимальной даты уборки урожая. Ее можно прогнозировать по выделению и накоплению этилена в плодах за 2-3 недели с точностью до 1-2 дней, обеспечив этим наибольшую продолжительность хранения данной партии плодов.
Разработан метод прогнозирования степени поражения плодов физиологическими заболеваниями при хранении с помощью этилен-продуцента гидрела. Использование 1,5%-ного его раствора
Таблица 2. Емкости плодохранилищ, запланированные к вводу в рамках Государственной комплексной программы развития картофелеводства, овощеводства и плодоводства в 2011-2015 гг.
Область Емкость, т В том числе:
строительство реконструкция
Брестская 10520 10520 -
Витебская 6800 6800 -
Гомельская 14300 14300 -
Гродненская 9200 9200 -
Минская 12500 8500 4000
Могилевская 14000 11000 3000
Итого 67320 60320 7000
Коридор экспериментального плодохранилища
Пульт управления плодохранилища
Комплект оборудования для определения физико-химических показателей плодов и ягод
Таблица 3. Рекомендуемые типы газовых сред для хранения плодов и ягод
Тип газовой среды Концентрации газов в атмосфере хранения, %
углекислый газ кислород
Обычная(нормальная) (ОГС) 0,03 21
Модифицированная (МГС) 5-10 11-16
Регулируемая (РГС) 3-5 2-3
Регулируемая с ультранизким содержанием кислорода (ultra low oxygen) (РГС с ULO) 2-3 менее 2
в тест-прогнозах позволяет за 2-3 недели до предполагаемого срока уборки ожидать развития физиологических болезней: внутреннего побурения, распада при старении, пригнездного побурения, поверхностного ожога кожицы. Глубокое изучение физиологических процессов, происходящих в плодах при хранении, позволило разработать новые средства продления их лежкости. Послеуборочное применение ингибитора синтеза этилена 1-метилциклопропена показало высокую степень снижения потерь плодов яблони.
Новое слово в плодоводстве - использование режимов хранения яблок и груш в условиях модифицированной и регулируемой газовой среды. Этому способствовал ввод в эксплуатацию в 2007 г. в Институте плодоводства экспериментального хранилища с регулируемой газовой средой (РГС) на 100 т и модельным стендом для создания режимов хранения продукции. Выявлено, что при этом способе выход здоровых яблок увеличивается на 13,2-42,1% (рис. 1), существенно снижается уровень их увядания, сокращаются потери от различных заболеваний. Это позволяет рекомендовать РГС прежде всего для хранения сортов с повышенной естественной влагоотдачей.
Наблюдение и точное измерение скорости дыхания плодов в хранилище позволили создать алгоритм автоматического регулирования и изменения состава атмосферы в зависимости от конкретного сорта. Динамическая РГС с изменяемыми параметрами на протяжении всего периода хранения требует глубоких знаний физиологии плодов, что невозможно сделать без соответствующей материальной базы. Для этих целей необходимо использовать новые комплексы оборудования с программным
обеспечением: установки по измерению физико-химических показателей (твердости мякоти, содержания крахмала и сахара) в плодах яблони и груши, мини-спектрофотометры для определения окраски плодов, установки для определения прочности мягких фруктов (сливы, вишни, черешни) и ягод и др.
За 2005-2010 гг. в сельскохозяйственных организациях введены в эксплуатацию плодохранилища общей емкостью 49,6 тыс. (табл. 1).
Общая емкость хранилищ в республике достигла 110 тыс. т. Этого достаточно лишь для обеспечения минимальных нужд страны при условии полного и рационального использования мощностей. К сожалению, степень загрузки плодохранилищ в некоторых хозяйствах достигает всего 10%, а в целом по республике - не более 50%. Причина - недостаток плодов поздних (зимнего и позднезимнего) сроков созревания в силу молодого возраста заложенных насаждений. Ситуацию призваны изменить мероприятия в рамках Государственной комплексной программы развития картофелеводства, овощеводства и плодоводства в 2011-2015 гг. Ею предусмотрено увеличить емкости хранения на 67 320 т за счет строительства новых и коренной модернизации имеющихся объектов (табл. 2). Это позволит повысить конкурентоспособность отечественных плодов на внутреннем рынке и выйти на зарубежные.
Плоды в силу их нежной структуры требуют современных и технически сложных способов хранения по сравнению с другими видами сельскохозяйственной продукции. Регулируемая газовая среда - наиболее перспективный метод, обеспечивающий существенное продление сроков хранения плодов, поддержание
Таблица 4. Емкости хранилищ с регулируемой газовой средой по состоянию на 1 января 2012 г.
Наименование предприятия Район Емкость хранения с РГС, т
СПК «Остромечево» Брестский 1200
РУП «Брестская ОСХОС НАН Беларуси» Пружанский 600
ОАО «Отечество» Пружанский 1500
РУП «Толочинский консервный завод» Толочинский 1200
СПК «Агро-Лозы» Волковысский 1000
СПК «Прогресс-Вертелишки» Гродненский 2200
ОАО «Василишки» Щучинский 2625
РУП «Институт плодоводства» Минский 100
ОАО «Александрийское» Шкловский 3250
Итого 13675
высокого их качества, снижение потерь. Данный способ, широко используемый за рубежом (в отдельных странах - до 100% всех емкостей хранения), в Беларуси только начинает осваиваться. В начале текущего года в плодохранилищах девяти предприятий имелось 13 675 т емкостей для хранения в РГС (табл. 4).
Принцип способа заключается в резком снижении содержания кислорода в охлажденной камере хранения за счет замены его азотом (от генератора азота или из баллонов) и поддержании определенного уровня выделяемого плодами углекислого газа с помощью адсорберов. Таким образом, в зависимости от вида продукции формируется атмосфера хранения со следующим содержанием газов: азот - 94%, кислород - 1-3%, углекислый газ - 2-5% (в чистом воздухе содержится 78% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, 0,03% углекислого газа и следы других газов). Влажность должна быть обеспечена на уровне
90-95%, а температура устанавливается в зависимости от вида и помологического сорта продукции - 0...+6 °С.
Данная технология требует значительных капитальных и эксплуатационных вложений, на 25% превышающих затраты на обычное холодильное оборудование. Однако за счет более длительного хранения и, соответственно, более высоких цен достигается существенный экономический эффект (40-60% дополнительной прибыли). Уровень рентабельности в сравнении с обычной газовой средой при этом возрастает на 113,1-123,3%, а общий экономический эффект составляет от 210,3 до 227,3 долл. на 1 т хранимой продукции.
Срок окупаемости капитальных вложений - 3-4 года, а при больших объемах закладки - менее двух лет. Применение РгС экономически оправданно и целесообразно для наиболее лежких, ценных и привлекательных для потребителя сортов.
Преимущества хранения плодов в РГС по сравнению с обычным холодильным способом очевидны: значительное увеличение выхода стандартной части продукции (в среднем на 10-35%); продление сроков ее хранения на 3-4 и более месяцев, снижение общих потерь от болезней более чем в 2 раза, экономия энергоресурсов и т.д.
Большая часть технологического оборудования производится за рубежом. Снизить затраты при его внедрении на 25-30% позволяет применение менее энергоемких установок и внедрение элементов малозатратных технологий (использование отечественных металлоконструкций и сэндвич-панелей «Изобуд», более дешевого холодильного оборудования российского производства «РоЫг», отказ от генераторов азота и переход на использование баллонного азота, а также от конверторов кислорода в пользу «биотехнической» технологии хранения (регулирование уровня О2 посредством дыхания плодов).
Только максимальное использование достижений науки и практики по вопросам хранения плодов, внедрение перспективных методик и технологий, комбинирование различных способов товарной обработки и длительного хранения плодов с заданными параметрами качества, отбор однородных партий для различных сроков и способов хранения на основе прогноза их лежкости позволят свести потери к минимуму и значительно продлить сроки реализации свежей плодово-ягодной продукции в республике. ■
