Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
ВВЕДЕНИЕ
Проблема качества сельскохозяйственного сырья и снижения его потерь в процессе продвижения от производства к потребителю всегда находилась в центре внимания Коммунистической партии СССР и Советского правительства, а на данном этапе в связи с задачами по интенсификации производства ей уделяется особое внимание.
Плоды и овощи — это сельскохозяйственные продукты сезонного производства, представляющие собой различные органы растений (клубни, корнеплоды, листья, луковицы, стебли, цветы, плоды и соплодия), в которых накоплены питательные вещества. Несмотря на сезонность производства, они являются продуктами ежедневного круглогодичного потребления, составляя около ‘А и более общего количества пищи. Особенностью плодов и овощей как продуктов питания является сочетание высоких вкусовых свойств и биологической ценности с относительно низкой калорийностью. Сезонность производства и слабая устойчивость составляют специфику плодов и овощей как товара и объекта хранения.
Бесперебойное снабжение населения свежими плодами и овощами возможно лишь при хорошо налаженном их хранении в течение длительного периода после уборки урожая. Однако в связи с увеличением производства плодоовощного сырья проблема его сохранения весьма усложнилась, резко возросли потери.
Конкретные размеры и структура потерь на пути следования продукции от поля до потребителя определяются видом и сортом сельскохозяйственной культуры, почвенноклиматическими условиями, уровнем агротехники возделывания, способом уборки, сортировки, транспортирования и хранения.
О нетерпимости потерь продукции сельскохозяйственного производства указывалось в Политическом докладе XXVII съезду КПСС.
Одной из основных причин такого положения является возникшее в последние десятилетия несоответствие между изменившимися условиями современного индустриального производства плодов и овощей и недостаточно эффективными для такого сырья традиционными методами хране-
ния. Это несоответствие усугубляется, с одной стороны, нарушениями технологической дисциплины в процессе выращивания и уборки сочного растительного сырья, а с другой — всей устаревшей системой заготовок, транспортирования, товарной обработки и других процессов товародвижения. В этих условиях по-прежнему сохраняется сезонность в продаже и потреблении свежих плодов и овощей: в системе государственной торговли страны около 70 % свежей плодоовощной продукции реализуется до нового года.
В соответствии с Продовольственной программой СССР в текущем десятилетии планируется увеличить среднегодовой объем производства продукции сельского хозяйства по сравнению с десятой пятилеткой на 12—14 %. Более % заготавливаемых картофеля, овощей и плодов должны закладываться на хранение.
На совещании в ЦК КПСС 17 октября 1987 г. по ускорению развития перерабатывающей промышленности агропромышленного комплекса страны обсуждались вопросы о разработке и внедрении новых технологий хранения сельскохозяйственной продукции с использованием быстрого низкотемпературного охлаждения и замораживания продукции, хранения в регулируемой газовой среде, автоматического управления процессом активного вентилирования, эффективных полимерных пленок.
Увеличение производства и продажи населению замороженных плодов (особенно наиболее ценных в пищевом отношении косточковых и ягод, непригодных для длительного хранения в свежем виде) можно рассматривать и как одну из эффективных мер в расширении ассортимента безалкогольных продуктов переработки плодов, предусмотренных комплексом мероприятий по борьбе с пьянством и алкоголизмом.
Чтобы внедрить прогрессивные технологии в производство, необходимо не только своевременное ознакомление с достижениями отечественной и зарубежной практики, но и глубокое понимание биологической природы плодов и овощей как объектов хранения.
С этой целью и подготовлена эта книга, в которой дана критическая оценка прогрессивным методам хранения свежих и замороженных плодов и овощей, раскрывающая не только преимущества, но и недостатки этих методов. Учитывая специфику рекомендуемых технологий, можно предвидеть и предупредить возможные осложнения, ведущие к ухудшению качества или ограничению срока хранения скоропортящейся продукции.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРЕССИВНЫХ МЕТОДОВ
ХРАНЕНИЯ СВЕЖИХ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ
Все методы хранения плодоовощного сырья, относящиеся в настоящее время к перспективным, по степени изученности и апробации в производстве можно объединить в две группы.
В первую группу входят теоретически обоснованные, широко апробированные на практике методы хранения. К ним относятся хранение картофеля и овощей с активным вентилированием и хранение их в контейнерах или другой таре с интенсивной общеобменной вентиляцией; хранение в модифицированной и регулируемой газовой среде — в МГС и РГС (в специальной литературе термин РГС иногда заменяют термином КА — контролируемая атмосфера или РА—регулируемая атмосфера); хранение с использованием таблетированного метабисульфита калия (МБСК) - K2S2O5.
Ко второй группе можно отнести методы хранения, находящиеся в стадии изучения, эффективность которых пока недостаточно подтверждена в производственных условиях, а также методы, мнения о которых носят дискуссионный характер. К ним относятся: радиопастеризация, электроантисептирование — с озоио-аэроиоиной обработкой воздуха в хранилищах, облучение синим светом с целью использования его биологического действия для защиты плодов от функциональных расстройств, хранение в условиях регулируемого давления, хранение при «близ- криоскопических» температурах, применение продуцентов этилена (этрела, гидрела и др.) против прорастания и фи- топатогенных заболеваний плодов и овощей, храпение плодов и овощей, обработанных перед закладкой растворами антисептиков (йодкрахмал, соляная кислота, бензимидазол, пролонг и др.), использование упаковок, специальных покрытий, вкладышей, содержащих антисептики.
С 1 января 1986 г. вступил в действие (на двенадцатую пятилетку) новый общесоюзный перечень типовой проектной документации сельскохозяйственных предприятий,
зданий и сооружений для хранения и товарной обработки картофеля, овощей, фруктов (см. приложения 1—3).
Современные типовые проекты комплексов по обработке и хранению картофеля, овощей и плодов предусматривают строительство хранилищ двух типов: из сборных железобетонных и из легких металлических конструкций. Последние рекомедуются преимущественно для теплой зоны и должны .быть оборудованы системами искусственного охлаждения и увлажнения воздуха. Следует также учитывать, что в любой зоне искусственное охлаждение является обязательным для фруктохранилищ как с обычной, так и с регулируемой газовой средой. Использование любых других методов повышения лежкости плодов и овощей дает наибольший эффект при условии их храпения в холодильниках.
ХРАНЕНИЕ КАРТОФЕЛЯ И ОВОЩЕЙ
В УСЛОВИЯХ АКТИВНОГО ВЕНТИЛИРОВАНИЯ
Активное вентилирование — это принудительная периодическая подача воздуха с определенной температурой, влажностью и скоростью в массу продукта. При активном вентилировании задача состоит не в вентилировании помещения, а в продувании через продукцию воздуха, который равномерно омывал бы каждый ее экземпляр.
При активном вентилировании поверхность тепломассообмена практически соответствует суммарной поверхности объектов хранения, что, по данным И. Л. Волкинда, по крайней мере, на порядок выше, чем в условиях естественной конвекции, и составляет в расчете на 1 т. картофеля 125 м2, моркови— 150—170, свеклы—120, лука-репки — 160—170, кочанов капусты — 65 м2.
В настоящее время в нашей стране в условиях активного вентилирования хранится ежегодно около 8 млн. т картофеля и овощей. Но и такая вместимость действующих хранилищ не удовлетворяет потребности в них, поэтому предусматривается дальнейшее строительство картофеле- и овощехранилищ с активной вентиляцией.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ХРАНЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ И ОВОЩЕЙ
С АКТИВНЫМ ВЕНТИЛИРОВАНИЕМ
Согласно общепризнанной в настоящее время технологии активного вентилирования весь процесс хранения картофеля и овощей разделяют на три периода: первый (подготовительный), в течение которого продукцию доводят до стойкого в хранении состояния; второй (охлаждение) — время, необходимое для доведения температуры в насыпи овощей до оптимальной; третий (хранение) — наиболее длительный период, в течение которого поддерживают на оптимальных уровнях температуру продукции и относительную влажность воздуха.
Физические и биологические аспекты положительного действия активной вентиляции при хранении овощей рассмотрим в основном на примере картофеля, который является наиболее подходящим объектом для данного метода хранения.
Первый этап подготовительного периода, осуществляемый с помощью активного вентилирования,— это обсушивание клубней, если на хранение поступил мокрый картофель. Значение этого процесса в сохраняемости продукции очень велико, так как на сухой тургесцентной неповрежденной поверхности овощей очаги микробиологической порчи почти не возникают.
Подсушку проводят в течение 2—3 сут при непрерывной подаче в насыпь овощей сухого воздуха. Практика показывает, что для обсушивания поверхности овощей можно подавать в насыпь воздух даже с более низкой температурой (по сравнению с продукцией) при полном начальном насыщении его водяными парами. В этом случае осушающий эффект объясняется увеличением влагоемкости вентиляционного воздуха при прохождении через насыпь в результате его нагревания.
Максимально допустимая относительная влажность вентиляционного воздуха в зависимости от его температуры и температуры вентилируемых овощей представлена в табл. 1 (по данным И. Л. Волкинда).
Однако в средней полосе СССР нередко поступает в хранилище совершенно мокрый картофель, содержащий 68 кг поверхностной влаги на 1 т продукции, при температуре наружного воздуха ниже 5 °C. В таких случаях во избежание микробиологической порчи целесообразно проводить подогрев воздуха, подаваемого в насыпь картофе-
1. Предельная допустимая относительная влажность воздуха, подаваемого в массу продукции в помещении хранения, %
Температура массы продукции, °C
Температура воздуха, °C
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0
100
70
50
36
26
19
14
11
8
6
5
5
100
100
71
51
37
28
21
15
12
9
7
10
100
100
100
72
52
39
29
22
16
13
10
15
100
100
100
100
73
54
40
30
23
18
14
20
100
100
100
100
100
74
55
42
32
24
19
25
100
100
100
100
100
100
75
56
43
33
26
30
100
100
100
100
100
100
100
75
58
44
34
35
100
100
100
100
100
100
100
100
76
59
46
40
100
100
100
100
100
100
100
100
100
77
60
45
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
78
50
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
ля, на 4—5 °C. Это обеспечивает просушку мокрых клубней за 2—2,5 сут.
Второй этап подготовительного периода — лечебный, занимает 7—15 сут. Оптимальная температура на этом этапе хранения: для картофеля 12—18 °C, для корнеплодов 7—13 (если корнеплоды поступают в хранилище с температурой ниже 7 °C, их сразу охлаждают до оптимальной температуры хранения). На этапе залечивания механических повреждений в насыпь картофеля или овощей воздух подают периодически 4—6 раз в сутки по 20—30 мип через равные промежутки времени со скоростью 0,12—0,5 м/с. Режимы вентиляции уточняются с учетом состояния поступивших овощей и, в частности, интенсивности их биологического тепловыделения.
В табл. 2 представлены основные параметры режимов хранения с активным вентилированием картофеля и овощей, рекомендованные для зон с расчетной температурой —30...—40 °C (по Н. Н. Рослову).
Рассмотрим биохимические механизмы протекания раневых реакций.
Овощи, особенно клубни картофеля, имеющие стеблевое (а не корневое) происхождение, обладают очень важной биологической особенностью — способностью возобновлять покровные ткани в местах механических повреждений, за счет чего удается предупредить развитие фитопатогенных заболеваний. Лучше всего зарубцовыва-
Ются повреждений у растущих и свежеубранпых клубней н корнеплодов. Эта способность существует и в первый период хранения, но с началом образования ростков утрачивается.
При большой высоте загрузки овощей, в частности картофеля, в закрома хранилищ с естественной или обычной принудительной конвекцией процессы заживления клубней идут очень медленно. Согласно существующей теории, в таких условиях на поврежденной поверхности клубней, особенно свежеубранных, характеризующихся интенсивной жизнедеятельностью, образуется пленка из продуктов обмена (воды, углекислого газа), которая препятствует свободному доступу кислорода к клеткам механически поврежденных тканей. В условиях активного вентилирования воздушный поток, омывая клубни, снимает эту пленку с их поверхности, в результате чего кислород свободно поступает к клеткам поврежденных тканей. Это способствует образованию раневой перидермы и отложению суберина, защищающего клубни от поражения микроорганизмами.
Большое значение в интенсификации раневых реакций имеют влажность и скорость движения воздуха. Если при активном вентилировании зерна используют только сухой воздух, то в насыпь овощей подают воздух только с высокой влажностью при скорости потока в указанных ранее пределах (0,12—0,5 м/с, а чаще — 0,2—0,4 м/с). При меньшей скорости раневая перидерма практически не образуется, а при более высокой — воздушный поток вырывает молекулы воды из микрокапилляров клубней, клетки теряют тургор, механически поврежденные участки пересыхают, растрескиваются и протекание раневых реакций становится невозможным.
При правильно выбранном сроке уборки и оптимальных режимах вентилирования (см. табл. 2) новая покровная ткань успешно образуется в первые две недели хранения.
Раневая перидерма состоит из нескольких слоев новообразованных клеток, пропитанных суберином — в высокой степени окисленным веществом липоидного характера (рис. 1). Интенсификация биосинтеза суберина и образования перидермы в условиях активного вентилирования являются следствием усиления обмена веществ клубня: возрастает интенсивность дыхания за счет активизации окислительно-восстановительных ферментов, образуются вещества антибиотического действия различной химической природы (в основном полифенольного характера) — кофейная и хлорогеновая кислоты, соланин, чаконин и др. В связи с новообразованием клеток в прираневой зоне уве-
Рис. 1. Анатомическая картина заживления механически поврежденного клубня картофеля:
1 — верхняя зона повреждения из отмерших клеток; 2 — суберинизированные клетки;
3 — раневая перидерма из 5—6 слоев клеток; 4 — паренхимные клетки с крахмальными зернами.
личивается содержание нуклеиновых кислот и азотистых веществ. Все это — защитная реакция картофеля на повреждения. У клубней, как уже отмечалось, она выражена в значительно большей степени, чем у каких-либо других объектов, например, корнеплодов.
Установлено, что новая покровная ткань быстрее образуется при неглубоких повреждениях коры клубней, а более глубокие повреждения, захватывающие сердцевину, зарубцовываются гораздо слабее.
Роль активной вентиляции не ограничивается интенсификацией образования раневой перидермы. В условиях активного вентилирования повышаются также защитные свойства естественной перидермы, что особенно важно при плохом вызревании картофеля, убираемого до полного формирования перидермы. Установлено, что при активном вентилировании клубни во время хранения продуцируют в 1,5 раза больше фитоалексинов, чем при естественной конвекции.
По данным Л. В. Метлицкого и О. Л. Озерецков- ской (1973), повышенная способность клубней к образованию раневой перидермы и к продуцированию как конституционных, т. е. содержащихся в интактных тканях, так и индуцированных антибиотических веществ (фитоалексинов), объясняется тем, что активное вентилирование повышает эффективность энергетического обмена в клетках. Это происходит главным образом за счет новообразования митохондрий, способных генерировать энергию с такой же скоростью, как и в интактной ткани, и тем самым обеспечивать необходимой энергией биосинтетические реакции.
Хранение лука репчатого в условиях активного вентилирования имеет специфические особенности, обусловленные необходимостью высушивания кроющих чешуи луковиц.
При хранении лука в воздуховоде монтируется электро- калорифер, через который пропускают вентиляционный воздух. Подогретым воздухом лук не только осушивают, но и прогревают с целью предупреждения заболевания шейковой гнилью и ложной мучнистой росой. Для этого в течение первых трех суток в насыпь подают воздух температурой 25—30 °C, снижая постепенно влажность верхних чешуй лука от 30 (иногда и 50 %) до 14—16 %. Затем лук прогревают при 45 °C в течение 8—24 ч. Активная вентиляция способствует лучшему тепломассообмену, поэтому лук сушится быстро, не запариваясь. Исследования показали, что в условиях активного вентилирования лук-репка, убранный в сухую погоду, в термической обработке не нуждается, так как возбудители шейковой гнили и ложной мучнистой росы при оптимальной для хранения лука температуре не развиваются.
Технология хранения капусты белокочанной в условиях активного вентилирования вообще не требует подготовительного периода. Ее хранение начинают сразу же с охлаждения. Так же поступают и с корнеплодами, если температура их в момент закладки на хранение не превышает 10 °C.
Основной задачей периода охлаждения является постепенное снижение температуры в массе овощей до такого уровня, при котором угнетается развитие фитопатоген- ных микроорганизмов, но не возникают низкотемпературные нарушения в обмене веществ, т. е. физиологические заболевания, снижающие потребительские свойства продукции.
Специальный показатель — темп охлаждения — харак-
теризует скорость охлаждения овощей. Весьма заметное влияние темп охлаждения оказывает на качество картофеля, у которого наиболее выражена стадия глубокого покоя, продолжающегося около полутора месяцев после уборки. Оптимальный для картофеля темп охлаждения 0,25 °C в сутки. При быстром охлаждении (например, при снижении температуры от 15 до 4 °C менее чем за 20 сут) наблюдаются функциональные расстройства в клубнях, проявляющиеся почернением их при варке.
Темп охлаждения корнеплодов должен быть гораздо выше, так как продолжительное их пребывание при температуре выше 3°С (даже в диапазоне 3—5 °C) может явиться причиной развития инфекционных заболеваний и значительной естественной убыли массы.
Лук также следует охлаждать в сжатые сроки во избежание потерь сухого вещества на дыхание. На развитие фитопатогенных болезней лука скорость охлаждения особого влияния не оказывает, так как сухие луковицы при относительной влажности воздуха до 60—70 % практически микробиологической порче не подвергаются.
В период основного хранения с помощью активного вентилирования из массы овощей удаляют выделяемые ими тепло и продукты обмена. В это время, как и в другие периоды хранения, основным фактором, определяющим качество картофеля и овощей, остается температура. Особенно это касается картофеля.
Следует учитывать, что в период основного хранения интенсивность тепловыделения у овощей снижается. Так, если в период охлаждения картофель механизированной уборки с исходной травмированностью клубней до 20 % выделяет 90 кДж (м3 ч), то в основной период хранения — только 43,5.
По сравнению с другими овощами оптимальная температура хранения картофеля находится па более высоком уровне, что обусловлено спецификой обмена веществ в клубнях при низкой температуре. При хранении картофеля содержащийся в нем крахмал распадается с образованием сахаров, которые частично расходуются в акте дыхания, а частично вновь переходят в крахмал (процесс ресинтеза). При температуре ниже 3 °C в клубнях замедляются все биохимические процессы, но с различной скоростью. Например, при снижении температуры от 20 °C до 0 °C скорость реакции крахмал — сахар уменьшается па 30 %, сахар — крахмал в 20 раз, а расход сахара на дыхание уменьшается в 3 раза. В результате преимущественного подавления процесса ресинтеза крахмала в усло-
виях низкотемпературного хранения клубни накапливают сахар (более 2 % вместо 1 % на сырую массу), что отрицательно сказывается на вкусе, развариваемости, набу- хаемости, витаминной ценности, а более всего — на окраске мякоти клубней. В процессе термической обработки картофеля, содержащего более 1,5 % сахаров, последние реагируют с аминокислотами, образуя темноокрашенные соединения — меланоидины. Поэтому такой картофель не используют для промышленной переработки.
Избыточную сладость картофеля можно устранить, повысив температуру хранения. Установлено, что процессы распада крахмала и превращения сахаров в крахмал наиболее согласованно протекают при температуре 10 °C. Но в таких условиях активизируются фитопатогенные заболевания, возрастают потери за счет испарения, дыхания, прорастания. Минимальную интенсивность дыхания клубни имеют при температуре 2 °C.
Учитывая действие всех этих факторов в совокупности, для условий производственного хранения в качестве оптимальных режимов рекомендуют все же наиболее низкую температуру во избежание массовых микробиологических поражений картофеля, хотя в некоторых случаях это отрицательно сказывается на органолептических свойствах продукции.
Оптимальные режимы температуры в основной период хранения овощей в условиях активного вентилирования следующие: для картофеля продовольственного ранних сортов с коротким периодом покоя (Приекульский ранний, Воротынский ранний, Белорусский ранний, Фаленский, Эпрон и др.) .2—3°С; для картофеля со средним (Огонек, Лощицкий, Темп, Форан, Немешаевский юбилейный и др. ) и длинным периодом покоя (Гатчинский, Лорх, Столовый 19, Разваристый, Любимец, Петровский и др.), т. е. сортов среднего и позднего срока созревания, 3—4 °C. Температура хранения картофеля, пораженного фитофторозом и очень грязного, должна быть 1—2 °C и ниже. Оптимальная температура хранения семенного картофеля 1—3°С.
Продовольственный лук-репку лучше всего хранить при температуре от —1 до —3°С, а лук-матку—при довольно высоких положительных температурах: от 2 до 6—8 °C. Оптимальная же температура хранения лука- севка и выборки — еще выше (18—25 °C).
Для хранения белокочанной капусты и корнеплодов продовольственных лучшей является температура от — 1 до 0 °C, а их маточников — от 0 до 1 °C.
Перед реализацией картофель необходимо прогревать
до температуры 10—12 °C во избежание травмирования клубней при товарной обработке, фасовке, транспортировании и реализации, а также для улучшения вкуса.
Успешно хранить картофель и овощи можно, лишь обеспечив равномерность температуры по всей высоте на- сыии. Периодическое вентилирование насыпи по 20—30 мин от 2 до 6 раз в сутки (в зависимости от вида овощей) позволяет ликвидировать градиент температуры. Для хранения картофеля и свеклы достаточно четырех циклов вентилирования в сутки, для моркови и капусты количество циклов должно быть увеличено до шести, а при хранении лука — снижено до двух. Излишнее вентилирование овощей в период хранения ведет к дополнительным потерям массы из-за испарения влаги.
Вторым условием успешного хранения является удаление из толщи насыпи влаговыделений с целью поддержания в сухом состоянии поверхности клубней картофеля или других объектов хранения. Эта задача решается, если в насыпь подается воздух с относительной влажностью около 80 %.
Режимы активного вентилирования картофеля и овощей на разных этапах их хранения, разработанные в СССР, применяются также в ГДР, ПНР, НРБ, ВНР и других странах.
В комплексах и хранилищах, используя активное вентилирование, картофель и овощи хранят в закромах, навалом, в секциях, а также в контейнерах и ящиках. Наиболее низкий коэффициент использования складского объема имеют закромные хранилища, поэтому их больше не проектируют, а уже построенные рекомендуют реконструц. ровать в секционные или навального типа.
Продукция в хранилищах навального типа размещается сплошным слоем высотой 2,8—4 м ’. Следует, однако, отметить, что хорошие результаты навальный способ дает только при храпении одного хозяйственно-ботанического сорта, а не смеси сортов в оптимальных для него режимах температур, влажности и вентилирования. Учитывая это, хранилище делят на секции, вмещающие 200—700 т овощей. Каждая секция обслуживается автономным вентилятором, что позволяет создать в хранилище оптимальные режимы не только для разных сортов, но и различных видов овощей.
1 По мнению практиков, увеличение высоты иасыпи картофеля выше трех метров приводит к ухудшению качества клубней в нижних слоях.
В картофелехранилищах навального типа между насыпью продукции и капитальными стенами устанавливают деревянные щиты на некотором расстоянии от стен. В образовавшемся пространстве циркулирует воздух, отводящий из насыпи тепло, выделяемое клубнями. Благодаря такой воздушно-тепловой защите исключается охлаждение поверхностных слоев насыпи (у стен и потолка), и продукция предохраняется от увлажнения конденсированной влагой.
По сравнению с закромными в хранилищах навалыю- секционного типа с активным вентилированием наиболее полно используется объем — на 70—80 %, а при закромном— только на 65—70 %. В них более эффективно применяются средства механизации. Эти преимущества в сочетании с хорошей сохраняемостью продукции обусловили успешное внедрение на производстве навального способа хранения картофеля и овощей с активным вентилированием. Например, в хозяйствах Московской области около 75 % картофелехранилищ относятся к такому типу.
При бесперевалочной технологии хранения картофель и овощи доставляют в хранилища в контейнерах и хранят в них. Из зарубежного опыта (Голландия, Финляндия) известна эффективность хранения картофеля в контейнерах со сплошными стенками и решетчатым дном на поддоне. При штабелировании контейнеров поддоны образуют горизонтальные каналы, в которые поступает воздух из горизонтальных щелей канала — корридора, расположенного в одной из стен камеры. Расстояние по вертикали между щелями в стене соответствует высоте контейнеров, следовательно, воздух подается под каждый ярус контейнеров с продукцией. Такой вариант использования активного вентилирования обеспечивает высокий выход товарных клубней при длительном хранении, что в значительной мере объясняется высокой исходной устойчивостью картофеля, доставленного к месту хранения без перевалок, а также возможностью стабильного поддержания заданного режима температуры по всей высоте штабеля.
В Гипрониисельпроме, Укргипроторге, Главсельстрой- проекте и Белгипроторге разработан ряд типовых проектов картофеле- и овощехранилиц разной вместимости с активной вентиляцией. Разработаны схемы и проекты переоборудования старых хранилищ, проекты буртовых площадок с активной вентиляцией, а также типовые проекты картофеле- и овощехранилищ, предусматривающие хранение продукции в таре — контейнерах и ящиках (см. приложения 1 и 3).
Согласно большинству типовых проектов хранилища с активным вентилированием представляют собой полу- углубленные здания с центральным автопроездом. Обычно они оборудованы двумя осевыми или центробежными вентиляторами, установленными в торцах: каждый из них обслуживает половину хранилища. В навально-секционных хранилищах вентилирование может автономно осуществляться несколькими вентиляторами (от 2 до 8) в зависимости от количества секций, вида и сорта хранящейся продукции.
При активной системе вентиляции наиболее рационально подавать воздух в массу продукции по схеме снизу ■— вверх. В этом случае воздухораспределительные каналы делают подпольными и напольными с сужением, чтобы давление и скорость движения воздуха по всей сети были одинаковы. Обычно различают главный (магистральный) канал и отходящие от него в обе или одну стороны боковые воздухораздающие каналы, которые открываются в хранилище щелями в полу. Согласно строительным нормам длина магистрального канала может быть до 36, а распределительных—до 12 м. Сечение каналов рассчитывают по производительности вентиляторов так, чтобы скорость в магистральном канале не превышала 8—10, в распределительных— 4—5 м/с. Для равномерного поступления воздуха в штабель продукции распределительные каналы располагают достаточно часто — через каждые 1,2—2 м, а щели через 0,3—0,5 м. Под основанием штабеля продукции воздух, выходящий из щелей, распределяется равномерно либо при помощи приподнятого решетчатого пола, на который укладывается продукция, либо при помощи съемных решетчатых каналов. Наибольшая равномерность вентилирования насыпи достигается при использовании прямоугольных, трапециевидных и треугольных каналов, возвышающихся над плоскостью основания насыпи.
Чтобы воздух пронизывал штабель овощей и не растекался в стороны, стенки закромов или секций делают плотными до самого основания. Таким образом система активного вентилирования представляет собой цепь каналов с плотными стенками, по которым воздух не может пройти иначе, чем через штабель продукции.
Системы автоматического регулирования. Типовыми проектами в хранилищах с активным вентилированием предусмотрена комплексная система автоматического регулирования температурного режима. Можно применять следующие системы автоматического управления вентиляцией: Среда-1, рассчитанная на управление восемью вентиля-
ционными камерами, Среда-2 — четырьмя, ШАУ-АВ— одной вентиляционной камерой. Диапазон температуры, регулируемой системами Среда-1 и ШАУ-АВ, колеблется соответственно от —10 до +20 °C и от —10 до + 15 °C. Для лукохранилищ используют систему Среда-2, регулирующую температуру в диапазоне от —20 до + 60 °C.
Автоматизация активного вентилирования осуществляется с помощью измерительных преобразователей температур (ИП) *, при изменении показаний которых происходят включение и выключение вентиляторов и установка регулировочных клапанов воздуховодов в нужном положении. Температуру приточного воздуха измеряют с помощью ИП, расположенного в магистральном воздуховоде на расстоянии 2—2,5 м от вентилятора. В массе продукции температуру измеряют ИП, установленным на глубине 0,5—0,7 м от поверхности насыпи. Третья зона замера температуры располагается под перекрытием на расстоянии 0,5 м от внутренней его поверхности. Применяемый в системе Среда-1 лагометр позволяет с помощью датчиков поочередно определять температуру в 39 точках.
Заслуживает внимания Гигристор — датчик контроля относительной влажности воздуха. Фиксация с его помощью мест насыпи, в которых относительная влажность на 10 % и более превышает влажность остальной ее части, свидетельствует о наличии очагов загнивания овощей, имеющих размер не менее 0,5—1 м.
В массу продукции может подаваться воздух наружный, рециркуляционный или смесь того и другого с нужными температурно-влажностными параметрами.
Механизация процессов погрузки, выгрузки и товарной обработки картофеля и овощей в хранилищах с активным вентилированием.
Весь комплекс технологических процессов по хранению картофеля и овощей, согласно данным Гипроторга, может быть представлен в виде следующей системы: приемка продукции отделение примесей ->• сортировка и инспекция товарного состояния ->• закладка на хранение->-хранение->-предреализационная товарная обработка ->- фасовка ->• отгрузка. Рекомендовано проводить первые три операции в Местах производства.
Для разгрузки- самосвалов наиболее практичны загрузчики ТЗД-30 с подборщиками ТПК-30, а также система ленточных транспортеров СТХ-30. Выгрузку овощей из
ИП — это полупроводниковые терморегуляторы типа ПТР-2, ПТРП, ПТРТ, ПТРД, ИТД-2, ДТКМ и др., поддерживающие заданную температуру в массе продукции с точностью ±1°С.
бортовых автомашин осуществляют автомобилепогрузчи- ками ГУАР-15М и ГУАР-30. С использованием этих механизмов монтируют специальные установки для разгрузки большегрузных машин и полуприцепов. Такая установка для выгрузки картофеля и корнеплодов смонтирована, например, на базе Курганского горплодоовощторга. Помимо автомобилепогрузчиков, она включает приемный бункер с разводными трапами, питатель ленточного конвейера, роликовый конвейер для отбора земли и камней, растительных примесей и мелких клубней, инспекционный стол для сортирования клубней по качеству (а иногда и по размеру), систему ленточных транспортеров, загрузчик ТЗК-ЗО, накопительные бункеры, из которых затем картофель и овощи направляют транспортерами в навальное или закромное хранилища или же загружают в контейнеры. Контейнеры перемещают с помощью погрузчиков 4004А, ЭП-103, электроштабелеров ЭШ-181.
Для разгрузки картофеля, поступающего па базы в железнодорожных вагонах, ленинградскими специалистами ряда строительно-монтажных организаций и промышленных предприятий разработан и внедрен механизированный комплекс. Он состоит из вибрационной разгрузочной площадки, приемного бункера, системы ленточных трапспор- теров, вибрационной решетки для освобождения клубней от земли и других примесей, распределительных загрузочных бункеров и грузонесущих конвейеров.
Поступивший под разгрузку вагон с картофелем устанавливается йа вибрационной площадке, имеющей наклон 10° в сторону разгрузки. Специальным устройством автоматически открывают двери вагона и поднимают деревянный щит, закрывавший дверной проем. Затем с помощью инерционно-разгрузочной машины (ИРМ-9 или МИР-1) площадку вместе с вагоном приводят в колебательное движение, в результате чего клубни пересыпаются в приемный бункер. Оттуда системой транспортеров картофель подается на вибрационную решетку, где освобождается от примесей и поступает в распределительные загрузочные бункеры. Из них он пересыпается в контейнеры, которые доставляют грузонесущими конвейерами к месту хранения или направляют для реализации. Общая производительность комплекса 55—56 т/ч, уровень механизации труда — 85 %.
На овощных базах Москвы для выгрузки картофеля из железнодорожных вагонов используют комплекс МВ-8, состоящий из подборщика и системы конвейеров.
Общим недостатком средств механизации погрузочно- разгрузочных операций является высокая степень травми- рованности ими продукции.
Для сортировки, товарной обработки и фасовки картофеля применяют сортировальные пункты КСП-15, КПС-15Б, механизированные линии ЛРК- 1000В, ЛФКС-600, Локвуд (LPW—1041) и др.; моркови — пункт сортирования корнеплодов ПСК-6, сортировку КС-35, линии ЛРМС-600, ЛРНС-800, ЛФМП-600; лука —линии ЛРС-800, ЛРС-600, ЛРЛ-400, ПМЛ-6; капусты — УДК-30.
Для строящихся хранилищ производится комплексная поставка средств механизации и другого оборудования, в том числе по автоматическому регулированию режима хранения. Это значительно облегчает работу обслуживающего персонала по созданию оптимальных условий хранения картофеля и овощей.
ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ХРАНЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ И ОВОЩЕЙ
В ХРАНИЛИЩАХ С АКТИВНОЙ ВЕНТИЛЯЦИЕЙ
Хранение овощей в условиях активного вентилирования экономически выгодно.
В литературе сопоставлены результаты хранения картофеля тремя способами, свидетельствующие о преимуществах беззакромных хранилищ навального типа с активным вентилированием. При одном и том же сроке потери картофеля (включая естественную убыль массы) при хранении в них составили 5,3 %, в закромных хранилищах с естественным вентилированием — 12,1, а в буртах—13 %.
Следует, однако, иметь в виду, что значительный экономический эффект хранения овощей с активным вентилированием возникает только в том случае, если будут соблюдены все необходимые условия при строительстве, оборудовании и эксплуатации хранилищ. Между тем и при строительстве новых хранилищ и при эксплуатации построенных иногда имеют место типичные просчеты: отклонения от проектов, низкое качество строительно-монтажных . работ, неполная комплектация технологического и инженерного оборудования, автоматики. Не везде до конца налажена система вентиляции, не всегда правильно эксплуатируют хранилища из-за отсутствия подготовленных кадров. Все это приводит к тому, что применение метода активного вентилирования не дает должного эффекта, т. е. реальный эффект, полученный от этого прогрессивно
го метода хранения в целом по стране, гораздо ниже его возможностей.
Одной из причин значительных потерь овощей в хра- . нилищах с активным вентилированием является отпотевание наружных слоев продукции на глубину 30—40 см, которое возникает в результате образования конденсата влаги на потолочных перекрытиях (при недостаточном утеплении последних) и в верхнем более холодном слое овощей. Сконденсированная на ограждающих конструкциях хранилища влага превращается в капель, которая дополнительно увлажняет овощи поверхностного слоя насыпи. Это создает условия для интенсивного развития микробиологических заболеваний овощной продукции и приводит к быстрому выходу из строя сооружений.
Чтобы избежать образования конденсата, необходимо, чтобы температура на поверхности насыпи и внутренних ограждений превышала точку росы. Этого добиваются надежным утеплением перекрытия, а в наиболее холодных районах, например, в Сибири — подачей над продукцией теплого воздуха — на 1—2° выше, чем в насыпи. Подогрев воздуха осуществляют при помощи отопительно-рециркуляционных агрегатов с автоматическим управлением.
Второй причиной недостаточной эффективности хранения в условиях активного вентилирования может стать закладка на хранение несортированных овощей, не освобожденных от комьев земли, мелких клубней и корнеплодов, присутствие которых уменьшает скважность насыпи и мешает нормальному прохождению воздушного потока. В слабовентилируемых участках насыпи могут возникать очаги инфекции, создающие угрозу загнивания овощей во всем хранилище.
Данные УкрНИИТОП за 6 мес хранения (табл. 3) показывают, что даже в условиях активного вентилирования йз-за значительных потерь затраты на 1 т сохраненного картофеля могут увеличиваться в 3 раза и более при закладке продукции, состоящей наполовину из нестандартных клубней.
При организации хранения необходимо располагать научно обоснованными данными об оптимальном режиме и интенсивности вентилирования насыпи овощей применительно к конкретному региону. Например, при хранении картофеля в северо-восточных районах Украины рекомендовано периодическое (прерывистое) активное вентилирование по 15—30 мин при подаче воздуха 140—150 м3/ч (не менее 100 м3/ч) на 1 т при высоте насыпи 3 м. Это позволяет уменьшить естественную убыль массы с 8,6 % (при
3. Влияние исходного качества картофеля на результаты его хранения
4. Влияние интенсивности поДачи воздуха на размер потерь при хранении картофеля и моркови
Потери
Затраты на хранение, руб. на 1 т
i 2 г. u v ч
и 5
£ §с £
у Я Л
5£2
Количество воздуха, м3/т- ч
%
руб
X —« ^
О. о Л
£ ® х X V <и О X С ы У
- н с хо н-е “Я ° &
та <ц х СО Н X а
140—150 100—110 70—80
100—110 70—80 50-55
Картофель
24,7619,75
26 0221,08
32,1828,86
Морковь
23,815,55
28,720,11
31,023,90
29,30 30,79
38,94
29,95
35,51
38,29
Естественное вентилирование
10024,8135,23
7549,3462,78
5079,4396,45
Активное вентилирование
100
75
50
12,91
32,78 52,50
21,65
43,90
65,96
непрерывном вентилировании в
ЛQ ттХ0/ТЛ^
данных
УкрНИИТОП
1 счспис (табл. 4)
ВИДНО, Е
ди/0. по
какой степени
интенсивность подачи воздуха в массу овощей влияет на
их сохраняемость и затраты при длительном хранении.
Недостаточная эффективность активного вентилирования в значительной степени бывает обусловлена невозможностью создания оптимальных температурно-влажностных режимов из-за отсутствия в складах искусственного охлаждения. Это в первую очередь касается южных районов нашей страны с высокой температурой и низкой относительной влажностью воздуха в течение всего года, а также районов средней полосы в весенне-летний сезон. Поэтому при всех достоинствах активного вентилирования проблему круглогодового хранения овощей можно решить лишь при достаточном обеспечении хранилищ искусственным холодом. Это позволит в весенне-летний период понижать в хранилище температуру до минимально возможной с целью торможения ростовых процессов и предупреждения фитопатогенных заболеваний. Установлено, что в этот период накопление сахара в клубнях даже при нулевой температуре идет в 5 раз медленнее, чем в первые месяцы после уборки. Да и освободиться от избытка сахаров в этот период гораздо легче — достаточно выдержать клубни при температуре 10—20 °C в течение нескольких дней перед реализацией.
ХРАНЕНИЕ КАРТОФЕЛЯ И ОВОЩЕЙ В КОНТЕЙНЕРАХ И ДРУГОЙ ТАРЕ С ИНТЕНСИВНОЙ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИЕЙ
В качестве тары для картофеля и овощей используют мешки, ящики (на поддонах), а чаще всего контейнеры. В настоящее время в УССР транспортируют и хранят в контейнерах более 60 % картофеля и 20 % овощей. Хранилища контейнерного типа в стране составляют более 52 % общего объема новых сооружений.
По данным Госснаба СССР, использование контейнеров только при перевозках овощей и плодов позволяет сократить затраты на тару на 40 %, трудозатраты — на 48, транспортные расходы — на 58 %.
Возможность полной механизации погрузочно-разгрузочных и складских работ, ликвидация перевалок овощей в процессе погрузки и доставки их с поля к месту хранения способствуют снижению потерь и увеличению выхода стандартной продукции после хранения. Потери картофеля при длительном хранении в контейнерах не превышают 3—7 %. Экономическая эффективность хранения в таре (контейнерах или ящиках на поддонах) обусловлена еше и возможностью увеличения высоты штабелей до 5,5 м.
Успех хранения картофеля и овощей в таре обусловлен в значительной степени системой и режимом вентиляции. В неохлаждаемых хранилищах этот фактор является решающим.
В хранилищах контейнерного типа применяют около десяти различных способов раздачи воздуха. В СССР наиболее распространена серийная система вентиляции ПУ-11, использование которой, по мнению специалистов, не всегда обеспечивает необходимые технологические параметры, несмотря на значительные энергетические затраты. В связи с этим научные сотрудники Украинской сельскохозяйственной академии и УКРНИИТОП предложили новую технологию хранения картофеля в неохлаждаемых хранилищах контейнерного типа, оборудованных автоматизированными системами вентиляции и увлажнения. Разработанная ими система вентиляции базируется на использовании оборудования Климат-47 и работает без искусственного холода. Она предназначена для обеспечения оптимальных режимов хранения картофеля в контейнерах при многоярусной установке их в штабеля. Вентиляционная система може" функционировать как в ручном, так и в автоматическом режимах управления. Она включает
a
Рис. 2. Схема вентиляции в картофелехранилище: а — общеобменная; б — внутренняя.
общеобменную вытяжную и внутриобменную вентиляцию.
Общеобменная вентиляция — это система, состоящая из вытяжной и приточной подсистем (рис. 2, а, б), из которых первая обеспечивает принудительное удаление воздуха из хранилища вентиляторами ВО-7 или ВО-5, 6, а вторая основана на естественном принципе действия и может быть выполнена в виде специальных щелей, шахт, подпольных каналов с колодцами или стояков с отверстиями для поступления воздуха в хранилище. Вытяжные вентиляторы указанных типов или осевые других эффективно работают, если рассредоточены по периметру боковых ограждений хранилища в верхней его зоне, в проемах между штабелями.
Приток воздуха должен осуществляться в нижней зоне хранилища для лучшего снятия (ассимиляции) тепла, выделяемого продукцией при дыхании. Отверстия для притока воздуха рассредотачивают равномерно по периметру ограждений с таким расчетом, чтобы путь воздуха от них к отверстиям вытяжных вентиляторов был наиболее длинным и проходил через массу продукции в штабелях контейнеров. Общая площадь приточных каналов должна быть не меиее чем в три раза больше общей площади отверстий
вытяжных вентиляторов. Площадь отверстия одного вентилятора ВО-7 составляет 0,4 м2.
Регулирование параметров температуры с помощью вентиляции связано со значительными потерями массы картофеля и овощей в результате физиологических процессов— дыхания и испарения влаги из тканей, что в свою очередь ослабляет устойчивость хранимой продукции к поражению фитопатогенными заболеваниями. Применение интенсивной системы вентиляции на базе Климат-47 также снижает относительную влажность воздуха в хранилище. Поэтому необходимо дооборудование ее системой увлажнителей.
Для создания требуемой относительной влажности воздуха (90—97 % в зависимости от вида продукции) рекомендованы следующие отечественные увлажнители:
пароувлажнитель УВП-1 конструкции Института газа АН УССР (г. Киев) для охлаждения камер с положительными температурами;
электропарогенератор СПП-25 140 И1 конструкции ВНИКТИхолодпром (г. Москва) для охлаждения камер с положительными и отрицательными (не ниже — 5 °C) температурами;
дисковый трубоувлажнитель передвижной ВДУ-5 конструкции Украинской сельскохозяйственной академии предназначен для аэрозольного насыщения воздуха в не- охлаждаемом хранилище. Работает по принципу механического распыления воды центробежными силами, создаваемыми при вращении ротора. Одинаково эффективен как в сочетании с системой активной вентиляции в хранилищах навального типа, так и в хранилищах контейнерного типа с интенсивной общеобменной вытяжной и внутренней вентиляцией.
Общеобменная вытяжная и внутренняя вентиляция на основе оборудования Климат-47 при одновременном подключении системы увлажнения воздуха с помощью дисковых распылителей влаги впервые была установлена на плодоовощной базе оптово-розничного плодокомбината Днепровского района г. Киева взамен действовавшей там системы вентиляции ПУ-11. Было переоборудовано пять неохлаждаемых картофелехранилищ вместимостью по 1000 т каждое. Опыты, выполненные учеными УКРНИИТОПа и УСХА, выявили положительные особенности действия предложенной ими системы. Их сущность такова: перемешивание воздуха происходит в горизонтальном и вертикальном направлениях; потоки воздуха создается между рядами контейнеров внутри штабелей и внутри
5. Влияние способов хранения на качество картофеля (% к массе при закладке)5. Влияние способов хранения на качество картофеля (% к массе при закладке)Бородянский190,11,82,75,4287,33,32,86,4385,92,64,76,8Смачный190,04,02,33,7287,60,82,88,8385,42,44,28,0Кариеа190,10,42,66,9278,21,79,510,6376,63,49,510,6Столовый 19188,7U3,07,2282,20,97,89,1378,90,49,311,4Чаривница186,13,73,96,3285,73,23,87,3384,82,93,98,1Катюша191,02,61,86,6287,33,14,15,5383,23,84,98,1Бородянский190,11,82,75,4287,33,32,86,4385,92,64,76,8Смачный190,04,02,33,7287,60,82,88,8385,42,44,28,0Кариеа190,10,42,66,9278,21,79,510,6376,63,49,510,6Столовый 19188,7U3,07,2282,20,97,89,1378,90,49,311,4Чаривница186,13,73,96,3285,73,23,87,3384,82,93,98,1Катюша191,02,61,86,6287,33,14,15,5383,23,84,98,1Примечание: 1 — в контейнерах; 2—в закромах с активной вентиляцией;3 — в закромах с естественной вентиляцией.Примечание: 1 — в контейнерах; 2—в закромах с активной вентиляцией;3 — в закромах с естественной вентиляцией.контейнеров; температурное и влажностное поле выравнивается по всему объему хранилища; обработка воздушным потоком всех ограждений хранилища позволяет избежать образования на них конденсата.
5. Влияние способов хранения на качество картофеля (% к массе при закладке)
5. Влияние способов хранения на качество картофеля (% к массе при закладке)
Бородянский
1
90,1
1,8
2,7
5,4
2
87,3
3,3
2,8
6,4
3
85,9
2,6
4,7
6,8
Смачный
1
90,0
4,0
2,3
3,7
2
87,6
0,8
2,8
8,8
3
85,4
2,4
4,2
8,0
Кариеа
1
90,1
0,4
2,6
6,9
2
78,2
1,7
9,5
10,6
3
76,6
3,4
9,5
10,6
Столовый 19
1
88,7
U
3,0
7,2
2
82,2
0,9
7,8
9,1
3
78,9
0,4
9,3
11,4
Чаривница
1
86,1
3,7
3,9
6,3
2
85,7
3,2
3,8
7,3
3
84,8
2,9
3,9
8,1
Катюша
1
91,0
2,6
1,8
6,6
2
87,3
3,1
4,1
5,5
3
83,2
3,8
4,9
8,1
Бородянский
1
90,1
1,8
2,7
5,4
2
87,3
3,3
2,8
6,4
3
85,9
2,6
4,7
6,8
Смачный
1
90,0
4,0
2,3
3,7
2
87,6
0,8
2,8
8,8
3
85,4
2,4
4,2
8,0
Кариеа
1
90,1
0,4
2,6
6,9
2
78,2
1,7
9,5
10,6
3
76,6
3,4
9,5
10,6
Столовый 19
1
88,7
U
3,0
7,2
2
82,2
0,9
7,8
9,1
3
78,9
0,4
9,3
11,4
Чаривница
1
86,1
3,7
3,9
6,3
2
85,7
3,2
3,8
7,3
3
84,8
2,9
3,9
8,1
Катюша
1
91,0
2,6
1,8
6,6
2
87,3
3,1
4,1
5,5
3
83,2
3,8
4,9
8,1
Примечание: 1 — в контейнерах; 2—в закромах с активной вентиляцией;
3 — в закромах с естественной вентиляцией.
Примечание: 1 — в контейнерах; 2—в закромах с активной вентиляцией;
3 — в закромах с естественной вентиляцией.
Использование системы интенсивной вентиляции с увлажнением обеспечивает значительный экономический эффект по сравнению с распространенной системой вентиляции ПУ-И. Он выражается в следующем: расходы по оборудованию и эксплуатации системы вентиляции сокращаются в 1,7 раза, значительно снижаются энергозатраты, вместимость хранилищ увеличивается на 2—3 %, снижаются потери, а выход стандартной продук
ции после хранения возрастает на 3—7 %.
В табл. 5 представлены данные С. М. Майстренко, позволяющие сравнить результаты хранения картофеля в контейнерах при интенсивной общеобменной вентиляции и хранения в закромах с активной и естественной вентиляцией в течение 6,5 мес.
При хранении плодоовощной продукции в условиях высокой относительной влажности (в частности, при искусственном увлажнении воздуха) необходимо соблюдать стабильность температуры во избежание выпадения конденсата. Высокая относительная влажность воздуха провоцирует развитие фитопатогенных заболеваний продукции, особенно плесневых грибов. Поэтому хранилища, оборудованные системами увлажнения, необходимо дезинфицировать особенно тщательно с использованием таких эффективных дезинфицирующих средств, как препарат Ф-5 (оксифенолят натрия) или метасиликат натрия. Сильным дезинфицирующим и дезодорирующим действием обладает
Озон (Оз). При концентрации озона 12—20 мг/м3 и продолжительности озонирования до 10 ч микоцидный эффект составляет 93 %. При обработке камер озоном, также как и другими химическими веществами, необходимо пользоваться специальной инструкцией о правилах техники безопасности, соблюдение которых является обязательным.
Подробно технология хранения картофеля, моркови, яблок в хранилищах контейнерного типа, оборудованных автоматизированными системами вентиляции и увлажнения, дана в методических рекомендациях, подготовленных научными сотрудниками УкрНИИТОПа, УСХА, Института газа УССР и ВНИИхолодпрома.
В отличие от других овощей для успешного хранения репчатого лука и чеснока требуется пониженная относительная влажность воздуха на уровне 75±5 % и пониженная температура — от —1 до —3 °C. По мнению ученых и практиков, такой режим является оптимальным для луковых овощей.
Способы осушения воздуха в пукохранилищах
В последние годы на основе комплексного исследования было предложено несколько способов осушения воздуха в лукохранилищах. Так, Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (ЛТИХП) разработал метод осушения воздуха путем вымораживания избыточной влаги. В основе метода лежит явление выпадения влаги на охлаждающей поверхности при снижении температуры воздуха ниже точки росы в виде влаги или инея. При этом абсолютное содержание влаги в воздухе снижается, а относительная влажность возрастает, практически, до полного его насыщения. Если охлажденный воздух прогреть затем до первоначальной температуры, то его относительная влажность станет меньше исходной.
Система осушения воздуха этим методом может быть внедрена силами технических служб овощных баз в холодильных камерах с воздушной или смешанной системой охлаждения. При внедрении потребуются лишь трубчатые электронагреватели, реле температуры, магнитные пускатели, сигнальная аппаратура, т. е. легкодоступные, серийно выпускаемые узлы и детали.
Единственным и непременным условием эффективной работы системы является регулярное оттаивание охлаждающих приборов. На плодоовощных базах Ленинграда ежегодно закладывается на хранение в камеры с осуше-
воздуха:
1 — роторно-пленочные абсорбционные аппараты; 2'—воздухоохладитель; 3 — основной вентилятор; 4 — всасывающий и напорный воздуховоды; 5 — штабель продукции;
6 — батарея охлаждения; 7 — охладитель крепкого раствора абсорбента; 8 —■ бак приготовления раствора абсорбента; 9—концентратор раствора; 10 — вспомогательный вентилятор; II — насос крепкого раствора абсорбента; 12— насос слабого раствора; 13 — теплообменник растворов; 14—подогреватель слабого раствора; 16 — электрощит; 16—-щит КИП.
кием воздуха методом вымораживания влаги 3600 т лука. Экономический эффект такого хранения лука составляет от 12 до 20 руб. на 1 т продукции за сезон хранения.
УкрНИИТОП и Институт технической теплофизики АН УССР (ИТТФ АН УССР) разработали и испытали в производственных условиях абсорбционную хлористоли- тиевую установку тепловлажностной обработки воздуха в лукохранилище, позволяющую стабильно поддерживать в камере оптимальную для репчатого лука и чеснока относительную влажность воздуха (75±5 %) (рис. 3).
Принцип работы абсорбционной установки состоит в следующем: воздух из камер лукохранилища поступает в абсорберы, где, контактируя с крепким водным раствором хлористого лития (плотностью 1,22—-1,24 кг/дм3), влага, содержащаяся в воздухе, поглощается раствором. Затем осушенный воздух охлаждается в постаментном воздухоохладителе до необходимой температуры и основным вентилятором направляется в напорный воздуховод для последующей подачи в массу хранимой продукции. Обогащаясь влагой из воздуха, раствор хлористого лития становится менее концентрированным. Для восстановления абсорбционных свойств часть раствора из абсорбера постоянно поступает в узел регенерации, где восстанавливается его первоначальная концентрация, после чего он насосом снова подается в абсорбер. Операции по поддер-
жанию необходимой плотности раствора хлористого лития автоматизированы.
При использовании абсорбционной системы тепловлажностной обработки воздуха с целью его осушения расход условного топлива на создание оптимального температурно-влажностного режима на 25—30 % меньше по сравнению с методом вымораживания влаги и последующим подогревом воздуха. Преимуществом абсорбционного метода является и отсутствие цикличности в работе из-за частого оттаивания воздухоохладителей, работающих на вымораживание влаги. Следует также отметить бактерицидное и дезодорирующее действие раствора хлористого лития на воздух хранилища, способствующее снижению потерь сохраняемой продукции.
Помимо систем регулирования температурно-влажностных режимов при тарном хранении на качество лука решающее влияние оказывает глубина тары. Установлено, что слой лука в ней должен быть не более 30 см, чеснока — не более 20. Поэтому самым рациональным видом тары для луковых овощей являются ящики. Лук можно также хранить в полуконтейнерах.
ХРАНЕНИЕ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ
В ИЗМЕНЕННОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЕ
Хранение в условиях модифицированной (измененной в сравнении с обычной) и регулируемой газовой среды можно рассматривать как один из вариантов хранения с искусственным охлаждением, позволяющий в еще большей степени затормозить в плодах и овощах жизненные процессы.
Способ этот основан на хранении плодов и овощей при относительно низкой температуре (0—4 °C) в газовой среде, обедненной кислородом и обогащенной углекислым газом при повышенном или обычном содержании азота. Принципиальное отличие хранения этим методом в том, что помимо температуры и относительной влажности воздуха здесь контролируется третий фактор — состав атмосферы. При определенном составе газовой среды удается продлить срок послеуборочного созревания и отодвинуть момент перезревания плодов и овощей, а в результате этого — предупредить возникновение массовых физиологических заболеваний (особенно низкотемпературных функциональных расстройств), снизить потери за счет естествен-
ной убыли массы и инфекционных заболеваний, лучше сохранить органолептические свойства — вкус, аромат, окраску, консистенцию.
Применяют различные газовые среды, во всех случаях в их составе преобладает азот, составляя от 79 до 97 %. Содержание кислорода в газовых средах колеблется от 3 до 16 %, а углекислого газа — от 0 до И %.
Производственный опыт показал бесспорные преимущества и перспективность хранения плодов и овощей не просто в MFC, а в условиях строго контролируемого состава атмосферы, определенной температуры и влажности применительно к конкретному виду и сорту плодоовощной продукции.
Специальным постановлением Совета Министров СССР предусматривается при строительстве новых плодохранилищ не менее 20—25 % их емкости отводить под камеры сРГС.
НЕКОТОРЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ТЕОРИИ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕННОЙ АТМОСФЕРЫ
При хранении плоды и овощи «живут» за счет накопленных ими в процессе вегетации пластических и энергетических питательных веществ, в связи с чем основной принцип длительного хранения продукции такого рода сводится, прежде всего, к максимально возможному торможению расхода питательных веществ на дыхание самими объектами хранения.
Интенсивность дыхания, являясь одним из объективных показателей скорости созревания, старения и, в целом, пригодности для хранения различных видов и сортов плодов и овощей, может существенно изменяться в зависимости от условий хранения.
На возможности снизить до минимума интенсивность дыхания и основано традиционное хранение плодов и овощей в холодильниках при температуре близкой к 0°С. В таких условиях не только замедляется процесс дозревания и перезревания плодов, но и подавляется жизнедеятельность фитопатогенной микрофлоры. Однако не все плоды и овощи хорошо выдерживают низкую температуру. Это, по-видимому, связано с тем, что при низких температурах обычная концентрация кислорода в 21 % становится избыточной и приводит к активизации процессов окисления полифенолов. Внешне это проявляется в побурении плодов,
что свидетельствует о функциональных расстройствах в обмене веществ и возникновении физиологических заболеваний.
Нарушения в обмене веществ, вызванные снижением температуры хранения, могут также приводить к избыточному накоплению в тканях плодов ацетальдегида и спирта. Эти легколетучие вещества, обжигающе действуя на ткани, являются причиной побурения мякоти плодов. Исследованиями установлено, что хранение некоторых сортов яблок (например Алма-атинского зимнего) при 4 °C не вызывает побурения мякоти, тогда как при О °C за 6 мес хранения 20 % плодов того же сорта имеют побуревшую мякоть. Содержание в них ацетальдегида в 4—5 раз выше, чем при закладке на хранение.
Существует мнение, что длительное хранение плодов яблони и груши наиболее успешно протекает при температуре ниже 0 °C, но примерно на 0,5 ° выше точки замерзания. Однако, по результатам многолетних исследований, выполненных в Казахском НИИ плодоводства и виноградарства, пребывание плодов в течение 3—6 мес в таких условиях приводит к нарушению обмена веществ в плодах и развитию ряда физиологических заболеваний (низкотемпературный ожог, низкотемпературное разложение), обусловленных накоплением спирта гексанола и эфира гексилацетата.
Исследования и практический опыт показали, что сочетание преимуществ хранения плодов и овощей при низкой температуре (замедление процессов послеуборочного созревания, подавление жизнедеятельности фитопатоген- ных микроорганизмов) с действием измененной атмосферы позволяет устранить недостатки метода хранения с искусственным охлаждением в обычной газовой среде (возникновение функциональных расстройств).
Ниже рассматриваются основные положения теории хранения плодов и овощей в регулируемой газовой среде, разработанной отечественными учеными.
В послеуборочный период основным процессом, который связывает отделенные от материнского растения плоды и овощи с окружающей их средой, является дыхание.
Как же сказывается на интенсивности дыхания плодов и овощей изменение состава газовой среды?
Установлено, что интенсивность дыхания снижается как при уменьшении до определенного уровня содержания кислорода, так и при повышении концентрации углекислого газа, являющегося продуктом дыхания. Подавляющее влияние углекислого газа на жизнедеятельность плодов и
овощей проявляется при повышении его содержания в атмосфере до 3—10 % в зависимости от вида и сорта продукции. Эффективность кислорода как фактора замедления дыхания сказывается не ранее, чем при снижении его количества до 14 % при температуре 4—5 °C и до 10 % при температурах, близких к 0°С. Дальнейшее снижение содержания кислорода до 3—2 % приводит к постепенному ослаблению дыхания без нарушения дыхательного коэффициента (ДК=1). При концентрации кислорода ниже 2 % у большинства видов плодоовощного сырья наблюдается некомпенсированное выделение СО2, о чем свидетельствует резкое возрастание дыхательного коэффициента ДК>1. Это является следствием преобладания анаэробного типа дыхания, в результате которого в растительных тканях накапливаются этиловый спирт и ацетальдегид. При токсических концентрациях этих соединений начинается физиологическая мацерация тканей. По мнению большинства исследователей, наиболее эффективно снижение содержания кислорода в атмосфере хранения до 2—3 %. Для углекислого газа также существуют критические концентрации, превышение которых ведет к функциональным расстройствам в обмене веществ. Обычно содержание его не должно превышать 10 %. Заметное же подавление интенсивности дыхания большинства плодов наблюдается при концентрации 5 % СО2 и более.
В наибольшей степени дыхание плодов и овощей подавляется при одновременном понижении содержания кислорода и увеличении концентрации углекислого газа до оптимального уровня, установленного экспериментальным путем для каждого вида и сорта плодов и овощей. Жизнедеятельность последних в таких условиях снижается в 2—3 раза по сравнению с хранением в обычной атмосфере при той же температуре.
Не существует ни одного биохимического процесса в обмене веществ хранящихся плодов и овощей, на который не оказывало бы влияния изменение состава атмосферы. Например, при понижении содержания кислорода подавляется процесс биосинтеза фарнезена и продуктов его окисления, являющихся инициаторами загара плодов. Сесквитерпеновый углеводород — фарнезен— синтезируется в живых клетках эпидермиса и выделяется в кутикулу (поэтому в покровном воске его в 4—5 раз больше, чем в эпидермисе). Его накопление сопутствует созреванию и старению плодов. Это соединение имеет сопряженные двойные связи, поэтому легко образует гидроперекиси и перекиси, ответственные за побурение кожицы плодов. Гидропереки-
си фарнезена частично подвергаются дальнейшему окислению в полимеры, образующие на отдельных участках поверхности плодов воздухонепроницаемые пленки. В результате ограничения доступа кислорода в тканях под пленками создаются анаэробные условия и накапливаются продукты анаэробного обмена — спирт и ацетальдегид.
Накопление гидроперекисей фарнезена губительно для плодов еще и потому, что они могут легко окислять полифенолы и аскорбиновую кислоту. В результате необратимого окисления полифенолов в клетке накапливаются коричневоокрашенные продукты их конденсации, обусловливая побурение плодов. Исчезновение естественного антиоксиданта — аскорбиновой кислоты — усугубляет этот процесс.
Как показали исследования последних лет, проведенные в основном на примере семечковых плодов, замедление синтеза фарнезена и процесса его окисления можно успешно решить путем разработки и применения сортовых режимов хранения в РГС с пониженным содержанием О2 и повышенным количеством СО2. Бывают, однако, и исключения. Например, для такого распространенного в средней полосе сорта яблок, как Антоновка, характерным видом порчи при хранении в условиях охлаждаемых складов в обычной среде является побурение кожицы. Надежды на устранение этого физиологического заболевания при хранении в атмосфере со сниженным содержанием кислорода и повышенной концентрацией углекислого газа не оправдались— плоды «горели» еще интенсивнее. В связи с этим установилось мнение, что этот сорт для хранения в РГС не пригоден и не выносит повышенных концентраций СО2. В условиях же минимального содержания СО2 (не более 1 %) и О2 (2 %) процессы образования и окисления фарнезена в плодах Антоновки сильно угнетаются, в результате чего яблоки сохраняются на 3 мес дольше, чем на воздухе. Не выдерживают также повышенного содержания СО2 в атмосфере сорта Розмарин белый, Кальвиль снежный и Старк Ред Голд.
В настоящее время известно, что даже для плодов одного и того же сорта, но выращенных в разных почвенно-климатических условиях, оптимальные режимы хранения в РГС могут быть различны.
Действие повышенных концентраций СО2 по сравнению со снижением О2 в атмосфере хранения имеет свою специфику и состоит, прежде всего, в торможении процесса декарбоксилирования органических кислот, что в свою очередь замедляет процесс дыхания плодов. В частности
co2 подавляет активность малик-фермента (малатдегидрогеназы), катализующего реакцию декарбоксилирования. Благодаря подавлению дыхания и декарбоксилирования органических кислот в плодах лучше сохраняются углеводы, органические кислоты и другие питательные вещества. Если при хранении на воздухе за 6—7 мес сахаристость большинства зимних сортов яблок снижается на 20 % и более, то в оптимальном режиме РГС за тот же срок хранения потери сахаров не превышают 2—3 % первоначального содержания. В условиях РГС тормозится также гидролиз полисахаридов (осахаривание крахмала, гидролиз гемицеллюлоз, превращение протопектина в пектин), что отодвигает процесс размягчения плодов, способствует сохранению их структурной прочности и сочности. О том же свидетельствует более длительное сохранение зеленой окраски у плодов, поскольку в условиях РГС подавляется распад хлорофилла. Снижение активности окислительных ферментов — полифенолоксидазы и аскор- бинатоксидазы, обусловленное уменьшением концентрации О2 в газовой среде, способствует лучшему сохранению Р- и С-витаминной активности плодов, препятствуя одновременно побурению последних. При концентрациях О2 и СО2, рекомендуемых для вида и сорта плодов и овощей, в РГС наблюдается меньшее - накопление в их тканях ацетальдегида и спирта (продуктов анаэробного распада сахаров), что коррелирует с меньшим поражением плодов загаром. Но почему же при снижении кислорода в атмосфере хранилища, когда якобы создаются условия для анаэробного типа дыхания, в плодах обнаруживается меньше ацетальдегида и спирта, чем при хранении их в обычной газовой среде? Существующая теория объясняет это явление так. В растительных тканях как при обычном содержании, так и при недостатке кислорода имеют место аэробный и анаэробный типы дыхания. В условиях, когда подавляется процесс аэробного дыхания (при понижении концентрации О2 в атмосфере), тормозится и дыхание анаэробное. Что же касается ацетальдегида, то его образование зависит и от реакции декарбоксилирования, а она, как уже отмечалось, в условиях РГС подавляется.
В процессе послеуборочного созревания плодов наряду с ацетальдегидом и этиловым спиртом образуются и другие летучие соединения, участвующие в образовании аромата. Накопление избыточного количества некоторых спиртов и их ацетатных эфиров (метанол, пентанол, гексанол, октинол, пентилацетат, гексилацетат, октилацетат.) вызывает побурение кожицы на ранних этапах хранения
плодов и способствует повышению интенсивности их дыхания.
В условиях РГС снижается накопление этих спиртов и сложных эфиров, следовательно, устраняется одна из причин физиологического побурения плодов и не стимулируется интенсивность дыхания. Уменьшение количества кислорода в атмосфере хранения предупреждает еще одно низкотемпературное повреждение, связанное с накоплением в токсических дозах щавелевоуксусной кислоты. Этот процесс часто наблюдается при низких температурах хранения некоторых сортов яблок в обычной атмосфере (в результате подавления процесса восстановления щавелевоуксусной кислоты в яблочную).
Положительная роль регулируемой газовой среды в замедлении процессов послеуборочного дозревания объясняется также и влиянием газового состава на образование и биологическую активность растительного гормона этилена в плодах, который, как известно, даже в минимальных количествах (1:2000) заметно ускоряет процесс созревания, а затем и старения. Этилен воздействует и на синтез фенольных соединений. Повышая активность фенилаланин аммоний лиазы — ключевого фермента фенольного метаболизма, этилен способствует накоплению промежуточных продуктов фенольного обмена, которые могут вызвать появление неприятного привкуса или стать основой синтеза лигнина. Лигнификация ухудшает структуру растительной ткани. С этим процессом связано, например, затвердение сердцевины батата. В присутствии этилена становится жесткой также спаржа, а у моркови вследствие накопления фенольных соединений появляется горький привкус. В среде с низким содержанием кислорода сильно подавляется биосинтез этилена: вначале он до определенного количества накапливается, а затем его концентрация остается неизменной. В данном случае сам этилен выполняет роль ингибитора ферментативных реакций его образования. Повышенные концентрации СО2, являющегося, конкурентным ингибитором этилена, снижают биологическую активность последнего. Таким образом, в атмосфере с повышенным содержанием СО2 и пониженной концентрацией О2 действие этилена как стимулятора созревания плодов практически устранено или значительно ослаблено.
Вследствие общего ослабления биосинтетических процессов у плодов, хранящихся в атмосфере с пониженным содержанием кислорода, замедляется синтез кутикулярных веществ. Избыточное образование у некоторых сортов яблок и груш компонентов воскового покрытия ведет к
снижению проницаемости кутикулы для О2, СО2 и других газов. Нарушение нормального газообмена является одной из причин функциональных расстройств в плодах. Хранение в РГС позволяет регулировать и этот процесс.
Исследованиями Т. И. Новобрановой установлено, что не только повышение концентрации СО2, но и уменьшение в атмосфере О2 угнетающе действует на рост мицелия грибов Penicillium expansum и Botrytis cinerea, основных возбудителей фитопатогенных заболеваний яблок и винограда. Наиболее же эффективны комбинации состава атмосферы, основанные на совместном воздействии этих двух факторов (например, СО2— 10 %, О2— 3 %). Однако, по мнению большинства исследователей, основой метода хранения в РГС является не ингибирование фитопатогенных микроорганизмов, а такое регулирование обмена веществ, которое предотвращает возникновение функциональных расстройств в плодах и овощах и тем самым обеспечивает более высокую их устойчивость к инфекционным болезням.
При решении вопроса о широком внедрении способов хранения плодоовощной продукции в условиях измененной атмосферы нельзя не учитывать того, что некоторые виды плодов и овощей (а иногда — некоторые сорта), хорошо хранившиеся в МГС и РГС, не выдерживают резкой смены условий среды при перенесении их из хранилища в не- охлаждаемое помещение с обычной атмосферой. В течение первых же 2—3 сут плоды полностью поражаются физиологическими болезнями, чаще всего загаром.
Способность плодов и овощей сохраняться определенный срок в хорошем состоянии после хранения их тем или иным способом называют остаточным эффектом метода хранения. Этот показатель является одним из критериев пригодности вида или сорта плодов и овощей для хранения данным способом. Например, существует достаточное количество сортов винограда, хорошо и удовлетворительно сохраняющихся в условиях РГС. Однако остаточный эффект у большинства сортов исчисляется 1—3 сут, после чего грозди теряют товарный вид за счет физиологического побурения ягод. В такие сроки трудно доставить виноград к столу потребителя даже в местах его производства и хранения, не говоря уже о доставке в отдаленные центры потребления.
У яблок, пригодность которых для хранения в измененной атмосфере признана во всем мире, остаточный эффект также во многом зависит от особенностей помологического сорта. Так, по нашим данным, после 6 мес хранения яблок
й модифицированной атмосфере при температуре 0±16С, плоды Джонатана, перенесенные затем в комнату, не поражались загаром в течение 12 дней, а на плодах Ренета шампанского в тех же условиях загар начинал развиваться на 2—3 день. Характерно, что у плодов последнего сорта, хранившихся тот же срок в холодильнике с обычной атмосферой, при последующей выдержке их в комнатных условиях загар вообще не развивался, следовательно, решающим фактором явилось изменение газового состава, а не резкий перепад температуры. На основе биохимических исследований сделан вывод, что объективными причинами низкого остаточного эффекта у сорта Ренет шампанский были высокие темпы разрушения органических кислот и резкое возрастание (в 5—6 раз) содержания этилового спирта в тканях плодов при замене MFC обычной газовой средой.
Исследованиями В. А. Гудковского установлено, что на остаточный эффект хранения плодов существенно влияют температурный режим и состав газовой среды. У большинства промышленных сортов яблок наиболее высокий остаточный эффект отмечен в условиях нулевой температуры (по сравнению с хранением при 4 °C) при определенном составе газовой среды. Например, яблоки сорта Ренет Бурхардта, хранившиеся при О °C в обычной газовой среде, после перенесения их в комнату становились мучнистыми через 3—4 дня. У плодов того же сорта из камеры РГС с 5 % СО2 и 16 % Оз этот дефект появлялся на 6—7 день при последующем хранении в комнате; наибольший остаточный эффект (9—10 дней) был у плодов, хранившихся в газовой среде, содержавшей 5 % СО2 и 3 % О2.
ГАЗОВЫЕ СРЕДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ
ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ
Отдельные виды и сорта плодов и овощей сильно отличаются своей реакцией на изменение газового состава атмосферы. Поэтому для каждого вида оптимальный газовый режим должен быть выбран с учетом сорта, его физиологического состояния, предполагаемой длительности и условий хранения (температуры и влажности воздуха). В то же время эффективная эксплуатация хранилищ с РГС возможна лишь при определенной унификации режимов атмосферы применительно к биологическим особенностям объектов хранения.
Газовые смеси с суммарным содержанием СО2 и О2, равным 21 %, т. е. соответствующим балансу этих газов
в обычном воздухе, относят к нормальным, а смеси с суммарной концентрацией тех же компонентов ниже 21 % — к субнормальным.
В зависимости от соотношения активных компонентов (О2 и СО2) и азота все режимы измененной газовой среды делят на три типа:
I — нормальная атмосфера, в которой сумма концентраций СО2 и О2 равна 21 %, при этом количество СО2 колеблется в пределах от 5 до 10 % (но не выше), а О2 11— 16 %. Из сред такого типа наиболее часто используют следующие: СО2 — 5 %, О2 — 16 %, N2 — 79 %; СО2 — 9 %, О2— 12 %, N2— 79 %. Это среда однофакторная, так как ее ингибирующее действие на жизнедеятельность плодов (овощей) и поражающих их микроорганизмов основано только на повышенном содержании СО2.
II—субнормальная атмосфера, содержащая умеренные количества СО2, но значительно обедненная кислородом. Суммарное количество СО2 и О2 не превышает 10 %. Наиболее эффективны и чаще других применяются среды, содержащие 3—5 % СО2, 3—5 % О2 и 90—94 % N2. Действие такой среды на объекты хранения и поражающие их микроорганизмы двухфакторное, так как обусловлено одновременным повышением концентрации СО2 и снижением О2. Процессы старения и созревания плодов и овощей в такой среде замедляются в наибольшей степени.
III — субнормальная атмосфера с низким содержанием О2 (2—3%), почти не содержащая СО2 (не более 1 %). Применяется только для плодов и овощей, не выносящих присутствия углекислого газа в атмосфере. Эта среда подобно среде типа I является однофакторной: ее положительное действие на сохраняемость плодов и овощей объясняется только снижением концентрации О2. Газовые режимы такого типа наименее эффективны в отношении задержки послеуборочного созревания плодов.
При хранении в нормальных газовых смесях (тип I) наблюдается существенное изменение концентрации О2 и СО2 в тканях плодов в результате ухудшения условий поглощения кислорода плодами (примерно в 2—3 раза) и выделения углекислого газа (в 5—7 раз) по сравнению с хранением на воздухе. При этом соотношение между количеством поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа остается таким же, как и в условиях обычной воздушной среды, но интенсивность процесса уменьшается в результате ограниченного поступления кислорода. Накопление СО2 в тканях тормозит процесс декарбоксилирования органических кислот и выделения продуктов обмена
из клеток, что в свою очередь снижает интенсивность дыхания.
Низкие концентрации О2 в субнормальных смесях приводят к еще большему обеднению им тканей плодов и овощей, что обусловливает и более слабое накопление в тканях СО2. Однако концентрация последнего вполне достаточна для торможения процесса декарбоксилирования. А главное, из-за низкого содержания кислорода меньше образуется побочных соединений — весь кислород идет на окисление глюкозы.
Давая критическую оценку существующим типам газовых сред на основе имеющегося отечественного и зарубежного опыта хранения плодов и овощей в РГС, следует отметить, что в средах типа' I довольно часто проявляются болезни холода, а в средах типа III интенсивнее, чем это требуется при длительном хранении, протекает дозревание продукции. Поэтому на практике более широко применяют субнормальные газовые среды типа II, задерживающие дозревание и как следствие — ограничивающие развитие фитопатогенных заболеваний.
В последние годы появились работы, в которых сообщается об эффективности предварительной обработки многих видов плодов и овощей повышенными концентрациями углекислого газа порядка 10—-15 % в течение нескольких дней и даже 1—2 недель или очень высокой концентрации (до 100%) в течение нескольких часов. Кратковременный контакт плодов и овощей с углекислотой в высоких концентрациях улучшает результаты последующего хранения как в охлаждаемых (с контролируемой и обычной атмосферой), так и в неохлаждаемых хранилищах. Целесообразен такой способ предварительной обработки плодоовощной продукции и перед ее транспортированием на большие расстояния.
Использование СО2 в больших дозах, задерживая старение плодов и овощей, препятствует размягчению тканей и появлению различных физиологических болезней, снижает темпы разрушения хлорофилла, органических кислот (в том числе аскорбиновой), повышает устойчивость к фитопатогенным заболеваниям.
Разновидностью этого способа является кратковременное (от 1 до 3 дней) периодическое обогащение воздуха камеры в процессе хранения продукции 20—30 % СО2 («удар СО2») с последующим активным проветриванием в течение 5—15 дней после каждой обработки.
Описанная технология по своей эффективности соответствует хранению плодов и овощей в контролируемой атмо-
сфере. Прерывание контакта продукции с углекислым газом смягчает воздействие последнего на клеточный метаболизм. Но несмотря на периодичность контактов синтез этилена тканями замедляется даже в промежутках между газовыми «ударами».
Оптимальные режимы хранения
плодов и овощей в РГС
В настоящее время в нашей стране и за рубежом проведены широкие исследования по выбору оптимальных режимов хранения различных плодов и овощей в РГС с учетом сорта, региональных особенностей, степени зрелости, а иногда и погодных условий, от которых зависит их химический состав.
На основе исследований, выполненных в различных регионах страны, были установлены оптимальные газовые среды для многих районированных сортов семечковых и косточковых плодов, винограда, черной смородины и других ягод, а также некоторых видов овощей. Наиболее приемлемы не только субнормальные, но и нормальные газовые смеси, особенно для тех видов и сортов плодоовощного сырья, которые устойчивы к повышенным дозам СО2. Это очень важно, так как в хранилищах с РГС всегда легче поддерживать режимы с более высоким содержанием двуокиси углерода, свойственные I типу РГС.
Анализ опубликованных данных свидетельствует о различной чувствительности не только отдельных видов плодов, но разных сортов к изменению состава газов в атмосфере хранения. Так, по данным Н. В. Лысенко, при одном и том же газовом и температурно-влажностном режиме (3—5 % СО2, 15—16 % О2, температура 0—1 °C, относительная влажность воздуха 90—95 %) после 8 мес хранения выход стандартной продукции у яблок сорта Ренет шампанский составил 94,6%, Ренет Симиренко — всего 58,9%. В то же время последний сорт может прекрасно храниться при снижении в атмосфере содержания кислорода до 3%, при том же уровне СО2 и относительной влажности, но при более высокой температуре (2—4°C).
Значительно различаются рекомендации по оптимальным режимам РГС для одних и тех же сортов разных районов выращивания. Например, в Казахстане яблоки сорта Джонатан хорошо выдерживают 7—8-месячное хранение как в субнормальной (3—6% СО2 и 3% О2), так и в нормальной (5—8 % СО2 и 13—16 % О2) газовых смесях. А для плодов того же сорта, выращенных в Крыму, 40
Молдавии, Краснодарском крае и Венгрии, в качестве оптимальной рекомендована газовая среда, содержащая 5—7 о/о СО2 и 7—12 % О2.
При выборе оптимального режима газовой среды для сорта в основном учитывают выход стандартной продукции, но это не должно быть единственным критерием. Важно, чтобы были высокими и другие органолептические показатели — консистенция и окраска мякоти, ее сочность, вкус и аромат. Например, для груш сорта Вильямс рекомендовано две газовые смеси: первая (7 % СО2 и 2,5 % О2) обеспечивает минимальные потери и удлинение сроков хранения, вторая (3 % СО2 и 3,2 % О2) — лучшие вкус, структуру мякоти и вид плодов, хотя и за счет некоторого увеличения потерь.
Следует отметить, что не всегда сортовые режимы, основанные на результатах лабораторных или полупроиз- водственных испытаний, применимы к хранению производственных партий, отличающихся неоднородностью по качеству даже в пределах одного хозяйства. Поэтому при промышленном хранении плодов приходится ориентироваться на такие температурно-влажностные режимы и состав атмосферы, которые обеспечивают хорошие результаты для наибольшего числа сортов из конкретной зоны плодоводства. Требования к качеству плодов, закладываемых на хранение, должны при этом соблюдаться неукоснительно.
Согласно имеющимся данным производственного хранения, для большинства помологических сортов семечковых плодов (яблок и груш), хранящихся в РГС, наиболее эффективны следующие режимы: температура 0—1 °C, относительная влажность воздуха 90—95 % (для некоторых сортов до 97 %), субнормальные газовые среды II типа — 3-5 о/о СО2, 3-5 % О2, 92 % N2.
Характерно, что с изменением температуры хранения меняется, как правило, и оптимум соотношения О2 и СО2 в атмосфере. Выявлены уже некоторые корреляционные зависимости. Например, яблоки и груши, чувствительность которых к углекислому газу возрастает по мере понижения температуры, в условиях нулевой температуры следует хранить в атмосфере с невысоким содержанием СО2 в пределах 2—5 %.
При использовании РГС высокий уровень относительной влажности воздуха требует стабильного поддержания температурного режима. Перепады температуры, вызывая выпадение конденсата на поверхности плодов, способствуют образованию углекислотного ожога. Так, в партиях яблок Розмарин белый, хранившихся при одинаковом
6. Газовые и температурные Параметры хранений яблок в камере с РГС
Сорт
Температура хранения, °C
Содержание компонентов атмосферы, %
Продолжительность хранения.
со,
о.
N,
Ренет шампанский
0—1
2—3
5—6
92—97
7—9
4—5
5-6
2-3
3—4
4—5
3-4
4—5
15—16
До 79
7—8
Ренет Симиренко
1—2
2-3
5-6
92—97
7—8
2-3
3—4
2-3
15—16
До 79
6—7
Бойкен
0—1
2-8
5—6
92—97
7—9
5—6
5—6
3—5
3-5
4-5
15-16
До 79
7—8
Банан зимний
0-1
2—8
5—6
92—97
7—9
5-6
5—6
3—5
3-5
4—5
15—16
До 79
6—7
Голден Делишес
0—1
2—3
5—6
92—97
7—8
3—5
5-6
4—5
3—4
4—5
15-16
До 79
6—7
Старк
0—1
3—5
3-5
92
7—9
Пепин лондонский
0—1
3—5
5—6
92—97
7—9
4-5
15—16
До 79
7—8
Ред Делишес
0—1
2—3
3—5
92—97
7—9
3 ^
5-6
5—6
15-16
До 79
6—7
Джонатан
3—4
3—5
3-5
92—97
6—7
3—5
5—6
5-6
15—16
До 79
5—6
Пепин шафранный
0-1
3-5
3—5
92—94
5-6
Ренет орлеанский
0—1
3—5
3—5
92—94
5—6
составе атмосферы (СО2— 5 %, О2— 3%), но при разной относительной влажности воздуха (92—94 % и 99—100 %) потери за счет побурения кожицы на конец хранения составили 19 и 100 %. Очень чувствителен к температурному и газовому режиму хранения сорт Ренет Симиренко. При снижении температуры хранения до —1 °C содержание СО2 в атмосфере не должно превышать 5 % во избежание ожога покровных тканей яблок. Интенсивная циркуляция воздуха в хранилище («воздушная мойка») препятствует массовому развитию ожогов.
Сортовые газовые и температурные режимы хранения плодов яблони, выращиваемых на Украине (по данным
УкрНИИТОП), представлены в табл. 6. Оптимальная относительная влажность воздуха 90—95 %. Эти данные являются результатом обобщения многолетних исследований, выполненных в производственных камерах с регулируемой газовой средой.
На винограде крымских сортов показана необходимость строгого соблюдения при его хранении сортовых режимов как РГС, так и температурно-влажностных. Установлены, в частности, оптимальные соотношения активных газов при использовании РГС для сортов: Ранний ВИРа, Шабаш и Ризага — 5 % СО2 и 5 % О2; Мускат гамбургский и Асма — 8 % СО2 и 5—8 % О2; Италия — 8 % СО2 и 3 % О2. При этом для сорта Асма указанный режим РГС должен сочетаться с хранением при температуре —1 °C, а для сорта Шабаш оптимальной является температура +2°C. Для остальных сортов приемлема температура хранения в указанном диапазоне. Относительная влажность воздуха при хранении в РГС крымского винограда должна быть в пределах 87—90 %, т. е. ниже, чем в обычном холодильнике.
Согласно имеющимся данным, молдавский виноград хорошо хранится при следующих соотношениях активных газов: Алеппо — 3 % СО2 и 2—3 % О2, Шасла — 5 % СО2 и 2—3 % О2 или 5 % СО2 и 10 % О2, Мускат гамбургский и Коарна нягрэ — 8 % СО2 и 2—3 О2.
Ориентировочный режим хранения столового винограда в РГС предусматривает субнормальную среду, содержащую по 3 % СО2 и О2, температуру —1 °C, относительную влажность воздуха 95 %.
Для плодов сливы Венгерки обыкновенной и ажанской, исследованных Г. С. Гайдаем в условиях лесостепной зоны УССР, весьма эффективно хранение в контролируемой атмосфере, содержащей 5 % СО2 и 3 % О2, при температуре —2 °C. В таких условиях слива хранится в течение 100—136 дней с выходом 99—100 % стандартной продукции.
Прекрасные результаты получены В. В. Скрыпником при хранении в РГС черешни, выращиваемой в южной зоне Украины. Если при хранении в обычном холодильнике (температура. — 1±0,5°С, относительная влажность 85— 95 %) сорта Францисе, Дрогана желтая и Бигарро Оратов- ского хранились соответственно 27, 30, 33 дня с выходом 82,8—87,4 % (среднее за 5 лет), то при сочетании того же температурно-влажностного режима с субнормальной атмосферой, содержащей.по 5 % СО2 и О2, сроки хранения возрастали до трех месяцев при выходе товарной продукции 95—97 %.
Для вишни рекомендована газовая среда с высоким содержанием СО2 (5—10%) и минимальным — О2 (1— 2 %), позволяющая хранить эти плоды 15—30 дней при температуре от —0,5 до 2 °C и относительной влажности воздуха 90—95 %. Такие же результаты дает и хранение вишни в газовой смеси, содержащей 12 % СО2 и 19 % О2.
Н. М. Осокиной установлена возможность длительного хранения в РГС и таких слаболежких ягод, как черная смородина. При температуре —2 °C в атмосфере, состоящей из 11 % СО2, 10 % О2 и 79 % N2 сорт Юннат сохраняется 106—150 дней, а сорта Сандерс и Голиф— 132—170 дней. Потери массы ягод в этих условиях бывают в три раза меньше, чем в обычном холодильнике за 30—46 дней хранения.
Хранение в измененной газовой среде оказывает положительное влияние и на сохраняемость нежных ягод земляники. Исследованиями, выполненными в УкрНИИТОПе, установлено, что газовые среды с содержанием СО2 3—5 и 7—10 %, О2 10—13 и 5—6 % позволяют продлить срок хранения земляники до 20 сут (против 7 сут в контроле) при более высоком выходе стандартных ягод, органолептических и биохимических показателях их пищевой ценности.
Хранение в РГС продлевает сроки хранения и снижает потери цитрусовых плодов. Известно, что плоды этой группы закладывают на хранение в съемной стадии зрелости, когда окраска их кожицы еще не приобрела цвета, свойственного сорту. С учетом степени зрелости рекомендованы оптимальные режимы температуры хранения, уровень которых для цитрусовых плодов (особенно недозрелых) значительно выше, чем для других плодов. А относительная влажность воздуха в камерах с цитрусовыми плодами не должна быть выше 87—92 % (для лимонов 85—90 %). Особенностью газовых смесей для их хранения является отсутствие или низкое содержание углекислого газа.
Так, для мандаринов оптимальная температура хранения 4—3,5 °C, в составе атмосферы не должно быть углекислого газа, а содержание кислорода может колебаться в пределах 10—15%. Для хранения апельсинов рекомендован тот же состав атмосферы при более низкой температуре хранения, постепенно снижающейся от 3,5 до 1,1 °C. Лимоны и грейпфруты хранят при температуре соответственно 15—13 и 13—10 °C, при содержании 0—5 и 1,5— 2,5 % СО2, 3—5,5 и 3—3,5 % О2.
Возможности хранения овощей в условиях модифицированной газовой среды менее изучены. Данные о хране-
7. Ориентировочные режимы хранения овощей и картофеля в регулируемой газовой среде
Продукция
S
Зй^ 5 о ® £ “ко
Одд
Состав газовой среды, %
Срок хранения, сутки
со.
о.
N,
Морковь
0—1
85—95
10
11
79
120—150
0—1
85—95
5
16
79
120—150
0—1
85—95
3—5
2—3
92—97
150—180
Капуста кочанная
0—1
85—92
7
14
79
180
0—1
90—95
3—5
2—3
92-95
210—240
Цветная капуста
0—1
90—98
5—10
3—5
85—92
45—90
0
95
5
16
79
60
Свекла столовая
0—1
95
0
2
98
180
0
95
0—6
2—10
84—98
180
0—2
95
6—8
13—15
79
150
Лук репчатый
0
95
0—1
0,5—2
97—99,5
180-210
Чеснок
2—3
75—90
5—6
3—4
90—92
180—240
Томаты
10-13
90—95
0—5
2—3
92—98
30—45
Огурцы
1
90—95
5
5
90
25
7—10
95
5
2
93
15—25
Картофель
2—4
75—90
5—6
3—4
90—91
180—240
4
80—90
5
16
79
180—210
6—8
90—95
1
2—3
96—97
240
нии их в производственных камерах с РГС практически отсутствуют, что объясняется причинами экономического порядка. Ориентировочные параметры хранения овощей и картофеля в контролируемой атмосфере, разработанные на основе данных И. Л. Волкинда, представлены в табл. 7.
СПОСОБЫ МОДИФИКАЦИИ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ
И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ХРАНЕНИЯ
ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ В МГС И РГС
Все способы изменения состава атмосферы, в зависимости от принципа их создания, можно разделить на две группы:
пассивные (или биологические), при которых изменение состава газовой среды происходит в результате дыхания самих объектов хранения, заключенных в герметичные емкости (включая камеры хранилищ). Следовательно, к этой группе относятся методы, основанные на внутренней генерации газовой среды;
активные, основанные на искусственном создании газовых сред определенного состава, подготовленных с
помощью специального оборудования и вводимых затем в герметизированные камеры плодоовощехранилищ или другие герметичные виды тары с помещенными в них объектами хранения. Это способы, при которых используется внешняя генерация газовой среды.
Необходимо отметить, что при хранении таких «живых» объектов, как плоды и овощи, внутреннюю генерацию газовой среды полностью исключить невозможно. Это следует учитывать при использовании активных методов создания модифицированных газовых сред.
При пассивных способах модификации атмосферы желаемый состав газовой среды создается за 15—30 дней после герметизации емкости, в которую помещены плоды для хранения. Длительность выхода на режим зависит от интенсивности дыхания плодов и овощей, стадии их зрелости, температуры хранения, полноты загрузки и степени герметичности камеры или другой емкости.
Невозможность быстрого создания оптимального режима газовой среды пассивными методами несколько снижает положительный эффект воздействия МГС на качество и срок хранения продукции. Зато эта группа методов не требует специальной и сложной аппаратуры.
В случае использования активных методов модификации нужный газовый состав может быть создан сразу или в течение кратчайшего срока после герметизации емкостей с продукцией. Но применяемая для этой цели аппаратура и особенно обязательная герметизация камер требуют значительных затрат.
В настоящее время с целью создания оптимальных режимов атмосферы для хранения плодов и овощей используют специализированные хранилища с герметичными камерами, контейнеры с силиконовыми эластомерами (воздухообменниками), упаковки из синтетических селективно проницаемых материалов.
Рассмотрим применяемые в нашей стране и за рубежом способы модификации атмосферы в практике хранения плодов и овощей, начиная с простейших.
Пассивные способы генерации
газовой среды
Хранение плодов и овощей в полиэтиленовых упаковках, основанное на избирательной проницаемости полиэтилена для углекислого газа и кислорода, является одним из самых несложных. По сравнению с другими полимерными материалами (целлофан, полихлорвинил, полиамид и др.)
Рис. 4. Образование вакуума плодами через 10—15 дней после их герметизации в полиэтиленовой пленке.
полиэтилен имеет ряд преимуществ. Пленки из него эластичны, устойчивы к свету, кислотам и щелочам, легко свариваются, имеют низкую водо- и паропроницаемость, прочны и пригодны для многократного использования.
При упаковке плодов или овощей в тару из полиэтиленовой пленки в результате потребления ими кислорода и накопления выделившегося углекислого газа внутри упаковки изменяется состав атмосферы. Несмотря на то, что проницаемость пленки для СО2 в 2—5 раз выше, чем для О2, на практике скорость снижения содержания О2 лишь в редких случаях превышает в 2 раза скорость выделения СО2.
Помимо качества пленки и степени герметичности изготовленной из нее упаковки на скорость создания МГС весьма существенное влияние оказывает вид и сорт культуры, условия выращивания, стадия зрелости, а главное — температура хранения: чем она выше, тем быстрее происходит генерация атмосферы нужного состава. В зависимости от указанных факторов, в упаковках различной вместимости из полиэтиленовой пленки толщиной 30— 60 мкм может создаваться газовая среда, содержащая от 3 до 7 % СО2 и от 5 до 16 % О2. Во избежание накопления избыточного количества СО2 (до 10 % и выше) и резкого падения концентрации О2 (до 0,5—1,5 %), что имеет место при толщине пленки выше 80 мкм, а также при повышенной температуре хранения, пленочные упаковки необходимо перфорировать для регулирования газообмена.
Пленчатые упаковки (рис. 4) из полиэтилена или другого полимерного материала могут быть различной вместимости— от одного плода до нескольких центнеров. В нашей
стране для хранения плодов и овощей в МГС используют полиэтиленовые пакеты, вкладыши-мешки в стандартные ящики и контейнеры, а также крупногабаритные полиэтиленовые контейнеры, вмещающие штабель контейнеров или несколько поддонов с уложенными на них ящиками.
Пакеты с плодами укладывают прямыми рядами в стандартные ящики и хранят в камерах холодильников при температуре около О °C. В таких условиях внутри пакетов с яблоками устанавливается следующий состав атмосферы: 3—5 % СО2 и 7—10 % О2. В пакетах с грушами — 7—8 % СО2 и 9—11 % О2.
При герметичной упаковке плодов в полиэтиленовые пакеты иногда происходит прилипание пленки к поверхности плодов, как если бы из пакетов был откачан воздух. При наблюдении впервые этого явления, названного «биологическим вакуумом», было замечено, что именно в этом случае хранение плодов в МГС наиболее эффективно. Сжатие пленки объясняется следующим: за счет потребления плодами кислорода объем пакета уменьшается, в нем повышается концентрация выделенного плодами углекислого газа, возрастает парциальное давление как СО2, так и N2, что способствует их диффузии во внешнюю среду. Поступление же кислорода внутрь упаковки извне задерживается из-за более слабой проницаемости полиэтилена для этого газа. В результате уменьшения общего объема газа в пакете пленка прилипает к плодам, образуя как бы вторую кожицу, через которую в дальнейшем и осуществляются обменные процессы между плодом и внешней средой.
В Грузии предложена своеобразная модификация упаковки плодов в полиэтиленовые пакеты — Поливакстер. Сущность метода состоит в том, что плоды, упакованные в пакеты, до герметизации подвергают кратковременному прогреву при 40°C, который завершается термосваркой. При нагревании из упаковки удаляется часть воздуха, а последующая герметизация пакетов препятствует его восполнению, в результате внутри создается вакуум, и пленка плотно прижимается к поверхности плодов. Сохраняемость плодов в упаковке Поливакстер выше, чем в полиэтиленовых пакетах, герметизированных обычным способом. Например, такие слаболежкие плоды, как субтропическая хурма и персики, можно хранить в холодильнике до 150 дней. Но из-за трудоемкости и затруднений с созданием механизированной линии укладки плодов в пакеты, их термической обработки (путем погружения пакетов с плодами в горячую воду) и термосварки этот
метод пока не получил промышленного распространения.
Создавать вакуум в полиэтиленовых пакетах с плодами и овощами можно и путем откачки из них воздуха перед герметизацией. При вакуумировании на ’/2 атмосферы содержание кислорода в упаковке снижается до 10 %, на XU — до 5, на ’Д — до 4%. Имеется положительный опыт хранения в таких условиях устойчивых сортов яблок и груш, косточковых плодов, винограда, огурцов, моркови, редиса.
Характерно, что в условиях МГС груши дозревают гораздо медленнее, чем яблоки. Для того, чтобы они приобрели потребительскую зрелость, необходимо разгерметизировать упаковки и выдержать плоды в обычной атмосфере при комнатной температуре не менее 5—7 дней. Для дозревания же груш позднего сорта Деканка зимняя, помимо того, требуется присутствие в атмосфере этилена (1 : 1000).
В условиях промышленного садоводства большие удобства для хранения и перевозки представляет упаковка яблок в контейнеры с вкладышами из полиэтиленовой пленки толщиной 40—60 мкм вместимостью от 220 до 500 кг. По данным Р. Я. Ципруш, более других подходит деревянный контейнер вместимостью 220—230 кг. Используемый для него полиэтиленовый вкладыш имеет следующие габариты, мм: длина основания—1150, ширина — 760, высота вкладыша— 1700. Для удобства загрузки одна стенка контейнера делается из двух половинок, верхняя устанавливается после загрузки половины емкости контейнера.
Техника укладки плодов и условия создания внутри упаковок МГС следующие. Контейнеры доставляются непосредственно в сад и расставляются в междурядьях. На дно контейнеров кладется небольшой слой стружки, после чего контейнер выстилается полиэтиленовой пленкой или же поверх стружки размещается основание мешка- вкладыша, соответствующего по габаритам внутренним размерам контейнера. Края мешка (или полиэтиленовой пленки) завертывают так, чтобы они не мешали и не рвались при загрузке (рис. 5). Затем снятые с деревьев плоды из сборной тары (ящиков, корзин, ведер) осторожно высыпаются в контейнер с одновременным удалением больных и поврежденных. По мере заполнения контейнера плодами его разборная стенка поднимается. В открытом виде контейнеры доставляют в камеры холодильников. Для лучшего охлаждения и удаления из упаковок избытка водяных паров, накопившихся за время нахождения упа-
Рис. 5. Яблоки в контейнере с полиэтиленовым вкладышем.Рис. 5. Яблоки в контейнере с полиэтиленовым вкладышем.кованных плодов в саду и в пути, контейнеры выдерживают в камерах 5—7 дней открытыми, после чего вкладыши герметизируют, заправляя их края между внутренней поверхностью стенок контейнеров и наружной поверхностью вкладышей заполненных плодами, или заклеивают липкой лентой. В таком виде с помощью автопогрузчиков контейнеры устанавливают на постоянное место хранения штабелями высотой в 3— 8 контейнеров (в зависимости от высоты последних).
Рис. 5. Яблоки в контейнере с полиэтиленовым вкладышем.
Рис. 5. Яблоки в контейнере с полиэтиленовым вкладышем.
В течение всего периода
хранения в плодохранилищах поддерживается температура воздуха около О °C.
Внутри контейнеров при этом режиме температура будет на уровне 1 °C. Важно не допускать при хранении перепадов температуры во избежание конденсации испарившейся вла-
ги на поверхности плодов и внутренних стенках вкладыша, так как присутствие в упаковках капельно-жидкой влаги способствует развитию фитопатогенных заболеваний
плодов.плодов.Состав атмосферы внутри контейнеров с вкладышами стабилизируется при 3—5 % СО2 и 10—12 % О2. Бывают, однако, случаи, когда содержание СО2 возрастает до опасных пределов, вызывая гибель плодов. Во избежание этого вкладыш в нижней его части следует перфорировать.
плодов.
плодов.
Одним из вариантов пассивной генерации МГС является укрытие штабеля ящиков или контейнеров с плодами листами полиэтилена или чехлами из него. В США применяются специальные полиэтиленовые палатки, под которыми размещаются яблоки в обыкновенных ящиках.
В настоящее время и в отечественной практике хранения начали использовать подобные полиэтиленовые накидки.
Хранение плодов и овощей в пленчатых контейнерах с газообменным окном, первоначально разработанное во Франции Марселленом и внедренное концерном «Рон-Пуленк», отличается от ранее описанных тем, что позволяет i?e
только изменять состав атмосферы, но и контролировать соотношение в ней активных газов О2 и СО2. Из всех методов создания контролируемой атмосферы (КА, РГС) он наиболее прост и заключается в следующем.
Плоды, упакованные в стандартные ящики или деревянные контейнеры, устанавливают в разложенный на стандартном поддоне большой мягкий контейнер из прочной полиэтиленовой пленки толщиной 120—200 мкм (рис. 6). Вместимость его составляет 500—1000 кг плодов. В боковую поверхность мягкого контейнера герметично вмонтировано окно из силиконово-каучукового эластомера, имеющего почти в 200 раз большую проницаемость для газов по сравнению с полиэтиле-
яяРис. 6. Хранение плодов в пленчатых контейнерах с газообменным окном:а — установка стандартных контейнеров в пленчатый контейнер с последующей его герметизацией; б — механизация процессов штабелирования продукции, упакованной в пленчатые контейнеры.Рис. 6. Хранение плодов в пленчатых контейнерах с газообменным окном:а — установка стандартных контейнеров в пленчатый контейнер с последующей его герметизацией; б — механизация процессов штабелирования продукции, упакованной в пленчатые контейнеры.ном, используемым для пакетов и вкладышей. Углекислый газ проходит через эту пленку в 5—6 раз быстрее, чем кислород, т. е. проницаемость эластомера избирательная.
я
я
Рис. 6. Хранение плодов в пленчатых контейнерах с газообменным окном:
а — установка стандартных контейнеров в пленчатый контейнер с последующей его герметизацией; б — механизация процессов штабелирования продукции, упакованной в пленчатые контейнеры.
Рис. 6. Хранение плодов в пленчатых контейнерах с газообменным окном:
а — установка стандартных контейнеров в пленчатый контейнер с последующей его герметизацией; б — механизация процессов штабелирования продукции, упакованной в пленчатые контейнеры.
После герметизации мягкого контейнера (его верх плотно завязывают) обмен с внешней средой у плодов идет
только через силиконовое окно, так как полиэтилен указанной толщины практически не проницаем для газов. Необходимый газовый состав внутри контейнера достигается подбором размера диффузионного окна в зависимости от температуры хранения, качества плодов, степени их зрелости и биологических особенностей, прежде всего, интенсивности дыхания. В рекомендациях по использованию закупленных во Франции контейнеров указывается,
что при вместимости 500 кг яблок в контейнерах с силиконово-каучуковыми вставками площадью 0,35 м2 уже через 8—9 дней устанавливается необходимая газовая среда: 3 % О2, 5 % СО2 и 92 % N2. Однако на практике время выхода на заданный режим может достигать 24—27 сут, как это наблюдалось, например, при хранении сорта яблок Апорт алма-атинский (температура хранения 3°С). Чтобы избежать образования конденсата внутри контейнера, плоды приходится закладывать в него после предварительного охлаждения на воздухе. Хранение плодов, упакованных в контейнеры французского типа, не требует герметизации хранилищ. Плоды в них можно хранить в довольно широком диапазоне температур от 0° до 10 °C. По результатам производственных испытаний, применение пленчатых контейнеров с диффузионным окном позволяет гораздо лучше сохранить внешний вид, плотность, сочность, вкус плодов и увеличить выход стандартной продукции при длительном хранении по сравнению с упаковкой в обычные контейнеры.
По данным УкрНИИТОП, создаваемая в полиэтиленовых контейнерах с диффузионными вставками газовая среда (3—5 % СО2 и 8—10 % О2) весьма положительно сказывалась на качестве хранившихся в них яблок сортов Ренет шампанский, Банан зимний и Ренет Симиренко. После 7—7,5 мес выход стандартных плодов у них был на 25,7—10,4 % выше, а потери массы в 4—5 раз меньше по сравнению с обычным холодильным хранением. Хранение в таких же контейнерах груш также способствовало повышению выхода стандартной продукции на 4,1 —14,6 %.
В то же время авторы эксперимента отмечают, что увеличение в составе атмосферы содержания углекислоты до 10 % приводило к ухудшению результатов хранения, а для сорта Ренет Симиренко оказалось совсем не приемлемо, так как приводило к ожогам кожицы и подкожному потемнению мякоти. А плоды Розмарина белого могут поражаться и при более низких концентрациях углекислого газа. Мембраны отечественного производства на капроновой основе, импрегнированной силоксанами, также обладают свойством избирательной проницаемости. По данным А. М. Некитаева, овощи и яблоки, упакованные в газонепроницаемые контейнеры и хранившиеся в холодильных камерах 200 дней, существенно превосходили по качеству аналогичную продукцию, находившуюся в тех же камерах при свободном доступе воздуха (табл. 8).
На плодоовощных базах Ленинграда и Ленинградской области внедряются полиэтиленовые контейнеры с встав-
8. Влияние упаковки в герметичные полиэтиленовые контейнеры с окном из газоселективной мембраны [ГСМ] на качество овощей и яблок
Товарное состояние продукции. %
Картофель
Морковь
Чеснок
Яблоки
5
S ч о о * а
1
И
5 и
55
X О
55 к a
Стандарт
87,1
70,8
88,0
72,6
86,0
70,3
87,8
70,7
Нестандарт
7,2
13,1
5,9
11,6
8,6
12,7
6,7
16,5
Отход (абсолютный брак)
5,7
16,1
6,1
15,8
6,0
17,0
5,5
13,5
Убыль массы
0,5
6,7
1,0
12,5
0,4
13,8
1,0
7,8
кой из отечественной газоселективной пленки Сигма. Их вместимость от 28 до 32 стандартных яблочных ящиков. При температуре 1—2 °C и относительной влажности воздуха 90—92 % внутри таких контейнеров с яблоками через 3—4 недели хранения создается стабильная газовая среда: 2—3,6 % СО2 и 15,6—16,4 % О2. Испытываются для хранения яблок также полиэтиленовые контейнеры-накидки с окном-мембраной и другие способы создания MFC с использованием разных видов пленок и мембран.
Несмотря на целый ряд отмеченных выше преимуществ, хранение плодов в пленчатых контейнерах с газоселективными мембранами не нашло широкого распространения и, прежде всего, в связи со сложной технологией изготовления и определенными трудностями в эксплуатации. Так, во избежание механических повреждений мягкие контейнеры-мешки устанавливают в складах на некотором расстоянии друг от друга, а внутри самого мешка не более чем по 3 контейнера (деревянных) в высоту. При этом не до используется емкость хранилища. В связи с нахождением деревянной тары внутри полиэтиленового мешка дерево, поглощающее влагу из плодов, быстро изнашивается. Диффузионное окно из силиконово-каучукового эластомера может механически повреждаться. При повторном использовании контейнеров трудно создать внутри их оптимальный режим атмосферы вопреки данным технической документации, согласно которым они могут служить не менее трех лет.
С целью совершенствования процесса создания MFC биологическим путем Московским технологическим институтом мясной и молочной промышленности совместно с промышленным объединением «Пластик» предложено использовать для создания модифицированной газовой среды в контейнерах газоселективное термодиффузионное устройство (ГСТУ) из ударопрочного полистирола (труб-
чатое, двух-, четырехлопастное). В полой части ГСТУ вклеены мембраны из селективно проницаемого пленочного материала, изготовленного из силиконового полидиметилсилоксанового каучука, армированного прочной тканью. Преимущества этих устройств заключаются в том, что они могут быть использованы в контейнерах с полиэтиленовыми вкладышами любого типа и находятся непосредственно в массе продукции. Это способствует интенсификации диффузионного газообмена и конвективному отводу физиологического тепла, сокращает-более, чем в 1,7 раза температурный градиент в массе плодов, обеспечивает надежную защиту газоселективного элемента от механических повреждений и от соприкосновения с продукцией, сокращает период стабилизации газовой атмосферы более чем в 5 раз.
Производственные опыты по хранению таким путем яблок, груш, моркови, репчатого лука, чеснока, проведенные в разных зонах СССР, дали хорошие результаты. Недостаток этого варианта — необходимость повторной переупаковки продукции в местах закладки на хранение.
Хранение плодов и овощей в герметичных камерах с контролируемой атмосферой особенно надежно. Заданный состав газовой среды в этом случае может создаваться биологическим путем. Основная задача в этом случае состоит в удалении из камер избытка СО2, для чего последние оснащаются специальными поглотителями этого газа — скрубберами различной конструкции. В качестве поглощающих веществ используют растворы едких щелочей (NaOH и КОН), сухую гашеную известь (пушенку), растворы этаноламинов (моноэтиламин, диэтиламин, три- этиламин), углекислого калия и др. В процессе использования их поглощающая способность снижается, поэтому известь заменяют, а другие поглотители регенерируют (поташ— пропусканием воздуха, этаноламины — нагреванием). Для поглощения этилена и других летучих веществ в скрубберах имеются ячейки с активированным углем, обработанным бромом.
Время стабилизации состава газовой среды довольно продолжительное — от 15 до 30 сут и зависит от степени герметичности камеры, количества и стадии зрелости плодов и овощей, а также от температуры хранения. Время выхода на заданный режим атмосферы может быть сокращено до 3—4 сут, если ввести в камеру дополнительное количество азота (баллонного или жидкого) с целью вытеснения значительной части воздуха. Такой способ создания РГС является примером сочетания внутренней и внешней генерации атмосферы. При недостаточной герметич-
ЛлоЗыЛлоЗыПатучив вёЩ8~ /■ стба /Патучив вёЩ8~ /■ стба /ВентиляторВентиляторВентиль—1^_Вентиль—1^_ВзсоВ ВоздухаВзсоВ ВоздухачВвЗаьчВвЗаь\ / группа" -уI Атмосфера.J контроля,I например 02-3%LСОг- 5%\N2S2°!o\ / группа" -уI Атмосфера.J контроля,I например 02-3%LСОг- 5%\N2S2°!oВентильВентильПахучие— бешестаа— Углекислыйгаз— кислород— *- АзотрГазаобменник- доффузорПахучие— бешестаа— Углекислыйгаз— кислород— *- АзотрГазаобменник- доффузор
ЛлоЗы
ЛлоЗы
Патучив вёЩ8~ /■ стба /
Патучив вёЩ8~ /■ стба /
Вентилятор
Вентилятор
Вентиль
—1^_
Вентиль
—1^_
ВзсоВ Воздуха
ВзсоВ Воздуха
чВвЗаь
чВвЗаь
\ / группа" -у
I Атмосфера
.J контроля,
I например 02-3%
LСОг- 5%
\N2S2°!o
\ / группа" -у
I Атмосфера
.J контроля,
I например 02-3%
LСОг- 5%
\N2S2°!o
Вентиль
Вентиль
Пахучие— бешестаа— Углекислыйгаз— кислород
— *- Азот
рГазаобменник- доффузор
Пахучие— бешестаа— Углекислыйгаз— кислород
— *- Азот
рГазаобменник- доффузор
ВентиляторВентилятор^Прибор для регулирования внешнего- и Внутреннего Впадения
Вентилятор
Вентилятор
Рис. 7. Принцип работы камеры для хранения плодов в регулируемой газовой среде, оборудованной газообменником-диффузором.
ности камер только этот комбинированный способ позволяет создать нужную газовую среду и в дальнейшем поддерживать заданный ее состав периодическим введением необходимого количества азота.
Вместо скруббера в герметичных камерах могут быть использованы газообменники (диффузор Марселлена или обменник диффузор типа БАРС отечественного производства), основной частью которых является небольшая диф- фузирующая батарея мембран из силиконово-каучуковых эластомеров, образующих параллельно расположенные каналы для циркуляции через них воздуха, нагнетаемого из камеры вентиляторами. Мембраны выполнены из пористого материала (например, батиста или тонкой синтетической ткани), покрытого тонким слоем каучука (диметилполисилоксан). Благодаря селективной проницаемости пленок диффузора (более высокой для СО2 и меньшей для О2 и No) происходит обмен газов с внешней атмосферой (рис. 7). Из отсосанного из камеры воздуха во внешнюю атмосферу уходит избыток СО2, частично N2, этилен, ароматические вещества; извне в камеру поступает небольшое количество воздуха, а в его составе — О2. Цикличность этого процесса исключает возможность полного обеднения атмосферы кислородом и избыточного накопления СО2. При правильно выбранном размере диффузионной поверхности (в зависимости от количества и вида загруженных плодов и овощей, температуры и других факторов) в хпа-
нилище будет поддерживаться стабильный состав газовой среды II типа: 3 % О2 — 3—5 % СО2.
При внутренней генерации атмосферы указанными способами для ускорения ее модификации важно использовать высокую активность дыхания свежеубранных плодов. Поэтому хранение в местах производства даст более высокий эффект. На базы же промышленных центров плоды поступают не ранее чем через 2—3 недели, а нередко — через 1,5—2 месяца, поэтому эффекта от хранения в измененной газовой среде может и не быть. Плоды, достигшие потребительской зрелости, не имеет смысла закладывать на хранение в условиях РГС.
При биологической генерации заданных газовых сред в камерах важнейшим и обязательным условием является герметизация помещения.
Основной причиной проникновения воздуха через ограждающие конструкции является конвективный газообмен, возникающий из-за разницы давлений внутри и снаружи камеры. Это обусловлено включением и выключением холодильного оборудования, при котором хранящаяся в камере продукция то охлаждается, то нагревается, а также изменением барометрического давления наружной атмосферы, величины солнечной радиации и т. д. Параллельно конвективному в камерах идет и диффузионный газообмен, вызываемый разницей парциальных давлений отдельных газов внутри и вне камеры. По интенсивности конвективный газообмен в 5—10 раз выше диффузионного. Чем ниже степень герметичности, тем труднее создать газовую среду нужного состава особенно биологическим путем. Необходимо при этом учитывать следующее: если произошла разгерметизация камеры после 3—4 мес хранения плодоовощной продукции, то в дальнейшем, даже при надлежащей газоизоляции помещения, нельзя создать в нем нужного состава газовой среды биологическим путем, поскольку к этому времени плоды и овощи имеют минимальную интенсивность дыхания.
Для газоизоляции камер применяют различные способы герметизации ограждающих поверхностей — потолка, стен, пола, вводов коммуникаций по холоду, газовой среде, электроэнергии и др. Особую трудность представляет герметизация дверей и дверных проемов.
К качеству газоизоляционных материалов предъявляется целый ряд требований: устойчивость к механическим повреждениям и воздействию углекислого газа и летучих веществ, выделяемых при хранении плодами и овощами, а также безвредность по отношению к продукции. Из мате- 56
риалов, отвечающих этим требованиям, на практике используются листовая оцинкованная сталь, алюминиевая фольга на битуме, фольгоизол (в виде рулонов алюминиевой фольги, дублированной изолом — резинобитумной смесью), пенополиуретан (жесткий), панели типа «сенд- вич». Для газоизоляции соединений стен с потолком и полом, стыков отдельных листов металла или панелей, точек их крепления гвоздями к потолку и стенам, мест выхода из стен трубопроводов используют дополнительные средства герметизации. К ним относятся битумно-латексная мастика, мастика ЛСП-901, полиэфирные и эпоксидные смолы, армированные стеклотканью, самоклеющиеся ленты, герволент. Пол покрывают газонепроницаемой асфальтовой мастикой. По периметру дверных проемов и дверей прокладывают резину.
Герметичность камер в хранилищах с РГС оценивают по завершении строительно-монтажных работ, а затем ежегодно перед закладкой в них продукции и после завершения ее хранения. За показатель степени герметичности принимают скорость падения давления в камере. С этой целью в ней создают давление в 250 Па и фиксируют время, в течение которого давление упадет до 100 Па. Если снижение давления до указанного уровня произойдет не менее чем за 18 мин, камера считается пригодной для создания в ней оптимальной газовой среды биологическим путем, т. е. за счет дыхания плодов и овощей. При падении давления от 250 до 100 Па за 4—17 мин в камерах можно применять только активные методы создания газовых сред с помощью специального оборудования.
Весьма оригинально проблема герметизации хранилищ решена в Италии —путем создания «плавающих камер» внутри обычных холодильных. Идея принадлежит инженеру—доктору Ф. Бономи, сущность которой состоит в том, что вместо жесткой металлической газоизоляции стен и потолка внутри холодильной камеры устраивают вторую камеру из пластифицированной резино-полиэстерной ткани, поставляемой ФРГ. Ее потолок крепится на металлических прутьях и с помощью крючков подвешивается к стационарному потолку с соблюдением свободного пространства между ними в 60—80 см. По периметру этого внутреннего потолка на расстоянии 50—60 см от основных стен камеры герметично прикрепляются и свободно свисают стены внутренней камеры. Их нижняя кромка опущена в воду, заполняющую бетонный желоб в полу стационарной камеры. По конфигурации расположения этот желоб является проекцией периметра потолка «плавающей
Камеры». В соответствии с расположением дверного проема основной камеры устраивается из той же ткани «дверь» в стене «плавающей камеры», герметизируемая замком — молнией.
Воздушное пространство между потолками и стенами внешней и внутренней камер способствует циркуляции холодного воздуха. Благодаря большой поверхности теплообмена охлаждение воздуха во внутренней камере проходит достаточно интенсивно. При температуре омывающего воздуха О...+ 1°С температура в камере с продукцией не превышает +2 °C. Относительная влажность воздуха в этих условиях высокая — около 95 %. Несущественный перепад температур внутри и вне «плавающей камеры» ограничивает конвективный газообмен, способствуя сохранению ее герметичности.
Высокая герметичность «плавающих камер» позволяет создавать в них не только модифицированные, но и регулируемые газовые среды. В расчете на 1 м3 строительство таких хранилищ обходится примерно в 5 раз дешевле по сравнению с хранилищами, герметизируемыми традиционным способом.
Активные способы генерации газовой среды
При активной (внешней) генерации атмосферы заданного состава камеры хранилищ не требуется такой высокой степени герметичности, как при физиологическом методе создания РГС, следовательно, строительство хранилищ обходится дешевле.
Преимущество способа еще в том, что он позволяет производить периодическую, в т. ч. и частичную, загрузку и выгрузку продукции в процессе хранения без особого нарушения состава атмосферы. Применение таких камер особенно перспективно для продукции с ограниченными сроками хранения — ягод, косточковых плодов, томатов и др.
При активных методах создания и регулирования атмосферы нужного состава используют специальные газогенераторы, действующие на принципе сжигания пропана или других горючих газов (бутана, метана или их смеси)
С3Н8 4- 5 О2 -> 3 СО2 + 4 НаО + энергия.
Пропан в присутствии катализаторов горит без пламени. В процессе горения образуется смесь, состоящая из
N2, C02, остатков O2 (в пределах 2 %), паров воды и небольшого количества продуктов неполного сгорания. Состав получаемой газовой среды регулируют, изменяя количество подаваемого на горение атмосферного воздуха. В специальных очистителях и поглотителях газовую смесь освобождают от ненужных примесей, излишнего количества СО2. Смесь газов требуемого состава охлаждают и направляют в герметизированные камеры охлаждаемых хранилищ под небольшим давлением, что позволяет избежать притока в них наружного воздуха. В этих условиях отпадает необходимость высокой степени герметизации камер.
Избыток газов удаляют из камеры в атмосферу. Генераторы, в которых при сжигании газа используется наружный воздух, а образующаяся газовая смесь подается в камеру хранения, постепенно вытесняя находящийся там воздух, называются проточными или промывными. Для сжигания горючих газов можно использовать не только наружный воздух, но и газовую среду из камер хранения, циркулирующую по замкнутому контуру: камера — генератор— камера. Таким путем удается быстрее удалить избыток Ог в атмосфере камеры. Газогенераторы, работающие по этому принципу, носят название рециркуляционных.
При использовании такого генератора в камере поддерживают атмосферное давление, следовательно, при недостаточной герметичности помещения возможен приток наружного воздуха.
ВНПО Союзпромгаз и Институтом газа АН УССР было разработано несколько моделей генераторов и аппаратов очистки, успешно прошедших испытания и рекомендованных в серийное производство. С помощью генераторов можно получить продукты сгорания, содержащие всего 1—2 % Ог. Впуская такую газовую смесь (после соответствующей очистки) в камеру с плодами, можно за 12— 48 ч снизить содержание кислорода в атмосфере, до 3 % и стабильно поддерживать газовый режим II типа. Но для этого, помимо газогенераторов, камеры должны быть дополнительно оборудованы скрубберами малой поглотительной емкости для снятия избытка СОг, постепенно образующегося в процессе дыхания плодов. Кроме того, в камерах хранилищ с РГС должны быть приборы постоянного (желательно, автоматического) контроля состава газовой среды, температуры и влажности.
Примером наиболее распространенного генератора проточного типа отечественного производства является установка регулируемых газовых сред УРГС, состоящая из
генератора 2Б, аппарата очистки АО 2Б, влагоотделителя, заслонки и воздухогазопроводов. Ниже приводится техническая характеристика установки УРГС 2Б.
60—1200,1—0,80,0—14Остальные10-256,7—13,42,4—4,80,3—0,65,81,3X0,95X1,760,661,56X0,85X1,870,9160—1200,1—0,80,0—14Остальные10-256,7—13,42,4—4,80,3—0,65,81,3X0,95X1,760,661,56X0,85X1,870,91Производительность по газовой среде, м3/ч
60—120
0,1—0,80,0—14Остальные10-25
6,7—13,42,4—4,80,3—0,6
5,81,3X0,95X1,760,661,56X0,85X1,870,91
60—120
0,1—0,80,0—14Остальные10-25
6,7—13,42,4—4,80,3—0,6
5,81,3X0,95X1,760,661,56X0,85X1,870,91
Состав газовой среды, %:
кислород
углекислый газ
азот
Температура газовой среды, °C
Расход газа, м3/ч:
природного
сжиженного
Расход воды, т
Установленная мощность, кВт
Габариты генератора ГНС2Б, м
Масса ГНС2Б, т
Габариты аппарата очистки А02Б, м
Масса А02Б (с активированным углем), т
В камерах вместимостью около 100 т плодов с помощью этой установки можно создать заданный состав среды за 12—17 ч.
Генератор рециркуляционного типа состоит из блока каталитического окисления углеводородного топлива и блока очистки газовой среды от избытка углекислого газа. Его преимущество перед генераторами проточного типа состоит в том, что сжигание углеводородов происходит при температуре до 600 °C. В этих условиях теоретически исключается образование окислов азота, снижается расход топлива на единицу хранимой продукции, чему способствует еще и замкнутая рециркуляция. В расчете на 1 т продукции, за восемь месяцев хранения удельный расход топлива составляет 5 м3 природного газа или 4 кг пропана.
Недостаток способа модификации и контроля атмосферы с помощью газогенераторных установок — сравнительно высокая стоимость оборудования, значительные эксплуатационные затраты и относительная взрывоопасность.
Более простым способом активного создания газовых ! смесей заданного состава является их заводская подготов- = ка. Сжатые СОз, О2 и N2, поставляемые промышленностью в стальных баллонах, смешивают в какой-либо емкости (например, в пустом баллоне для сжатых газов) в требуемом соотношении. Полученную газовую смесь подают в камеры хранения.
Внешняя генерация газовой среды в камерах хранения может осуществляться и на основе использования жидкого азота. Степень герметизации камер при использовании этого метода модификации допустима наименьшая, хотя
в целях экономии азота это и нецелесообразно. При испарении азота объем его увеличивается более чем в 700 раз (1 л жидкого № соответствует 705 л газообразного). Камеры оборудуют системой подачи и распыления жидкого азота. В связи с тем, что температура жидкого азота —195,8° С, введение его в камеру позволяет одновременно с изменением атмосферы понизить температуру в камере и, следовательно, уменьшить затраты по искусственному охлаждению продукции. Такой способ формирования газовых сред наиболее эффективен для плодов и овощей, чувствительных к углекислому газу в концентрациях выше 0,5—1,5 %. Постоянное или периодическое введение в камеры азота должно сочетаться с постоянной работой скрубберов, поглощающих избыток СОг.
Исходя из опыта работы фруктохранилища в совхозе им. У. Джандосова Алма-Атинской области, при введении азота в камеру содержание кислорода в атмосфере снижается до 3—6 % примерно за 3 ч. Затем идет дальнейшее снижение концентрации Ог до 2,5—3,0 % и накопление СО2 до 2,5—5 % за счет дыхания плодов. Полный вывод на режим осуществляется за 5 сут.
ТЕХНОЛОГИЯ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ
В ИЗМЕНЕННОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЕ
Независимо от способа модификации и регулирования атмосферы требования к качеству плодов и овощей при закладке и основные этапы хранения их в РГС во многом идентичны.
Все затраты на хранение в РГС экономически оправданы лишь при использовании стандартной продукции. Поэтому плоды и овощи должны быть здоровыми, в строго съемной зрелости, без механических повреждений и поражения сельскохозяйственными вредителями.
В технологии хранения плодов и овощей в регулируемой газовой среде выделяют четыре периода: подготовительный (не для всех видов продукции), охлаждение, формирование и стабилизация состава атмосферы, хранение.
Подготовительный период необходим при хранении в РГС картофеля и корнеплодов. Требования к режимам температуры, влажности и составу атмосферы такие же, как и при активном вентилировании (см. табл. 2.). При навальном способе хранения в этот период необходимо обеспечить движение воздуха в насыпи. При хранении в таре строго следят за соблюдением режимов температу-
ры и влажности, оптимальных для протекания раневых реакций.
Охлаждение картофеля и корнеплодов при хранении их в РГС осуществляют в те же сроки и до того же уровня, что и при активном вентилировании. В отличие от овощей плоды следует охлаждать гораздо быстрее. На хранение в условиях РГС они должны поступать в течение .1—3 сут после сбора, а их охлаждение до оптимальной температуры должно завершаться за 18—24 ч. Охлаждение заложенной на хранение продукции до нужной температуры должно быть проведено перед закрытием камеры, поскольку быстрое снижение температуры в герметичной камере способствует созданию в ней вакуума и нарушению герметичности.
В период формирования и стабилизации состава атмосферы в герметичных камерах или внутри полимерных пленчатых упаковок доводят до оптимума содержание активных газов — Ог и СОг. Продолжительность этого периода в зависимости от способа модификации газовой среды, биологических особенностей и состояния заложенной на хранение продукции может колебаться от 1 до 24 сут и более. В некоторых случаях период охлаждения совмещают с периодом формирования и стабилизации состава газовой среды.
В период хранения основной задачей является поддержание на требуемом уровне всех параметров среды в хранилищах с РГС (или внутри упаковок). С этой целью ежедневно утром и вечером замеряются температура, относительная влажность воздуха, состав и подвижность атмосферы, давление (в герметизированных камерах). Измерение концентраций газов ведут с помощью газоанализаторов типа Орса, Норзе, ГХП-Зм, ВТИ-2. Наиболее совершенной является разработанная в СССР установка анализа состава газовой среды — САГ-1. Она смонтирована в одном шкафу и включает электрические самопишущие газоанализаторы на кислород (МКК-14) и углекислый газ (ТП-2220), побудитель расхода газа ПР-7, измеритель и регулятор расхода, газовые переключатели (ручные и автоматические), систему фильтров для очистки контролируемых сред от паров воды, масел и других веществ. По кислороду контроль состава среды осуществляется в диапазоне от 0 до 21 %, по углекислому газу —от 0 до 20% с точностью ±0,2 %. Время вывода установки на стабильные показания —• 5 мин после подключения к контролируемой .камере. С помощью одной установки можно вести контроль за составом газовых сред в шести камерах.
Колебания температуры в камерах с РГС не должны превышать 0,5 °C, с этой целью в них устанавливаются автоматические терморегуляторы. Строгое соблюдение температурного режима особо важно при использовании герметичных камер с РГС. Изменение температуры на 1 °C вызывает изменение давления на 30 мм ртутного столба, что ведет к разгерметизации помещения. Оптимальные режимы температуры, влажности и состава газовой среды при хранении различных видов плодоовощной продукции представлены в табл. 6 и 7. Циркуляция воздуха должна составлять в период охлаждения 30—40 объемов пустой камеры в час, в период хранения—15— 20 объемов.
О сохраняемости плодов судят по визуальным наблю- ” дениям, проводимым через смотровые окошки герметичных камер и по пробам плодов, периодически отбираемым через специальные люки. Такой осмотр проводится не реже чем один раз в месяц с проверкой длительности «остаточного эффекта», т. е. способности плодов и овощей сохранять высокое качество после переноса их из условий РГС в неохлаждаемые помещения с комнатной температурой и обычной атмосферой. При снижении срока проявления остаточного эффекта до 7—10 сут продукцию необходимо срочно реализовать.
. Нормально сохранившиеся в условиях РГС плоды ( яблок и груш могут оставаться в хорошем состоянии при комнатной температуре 2—3 недели.
Отдельного рассмотрения заслуживает вопрос о технике безопасности при эксплуатации хранилищ в РГС.
При работе в помещениях станции газовых сред следует пользоваться «Правилами безопасности в газовом хозяйстве». К условиям работы в камерах хранилища с РГС также предъявляются особые требования, так как в их газовой среде содержится всего 2—3 % О2 и резко повы- ! шено содержание СОг— от 3 до 12 %. Пониженные концентрации кислорода вызывают кислородное голодание, избыток же СОг в дозах 4—5 % раздражает слизистые оболочки дыхательных путей, а в концентрации 10 % и выше — приводит к сильному отравлению. В связи с этим на каждой камере должна быть вывешена табличка с надписью: «Опасно для жизни», «Вход в камеру воспрещен». Для осмотра плодов, отбора контрольных образцов, а также технического надзора разрешается входить только специально подготовленному персоналу и только в кислородных изолирующих противогазах (КИП-7, КИП-8,
РД-12, Урал-IM и др.). В противогазах перед их использованием проверяют наличие кислорода, бесперебойность его поступления в маску и органы дыхания, герметичность маски и гофрированного шланга.
Во избежание нарушения состава атмосферы в камеру входят через специальный люк, который затем прикрывают. При надобности он легко открывается изнутри. Входить в камеру разрешается только по двое. Возле люка, кроме того, должны постоянно находиться еще 2 человека, из которых один должен быть в дыхательном аппарате. Во время работы специалистов в камере с РГС связь с ними поддерживается посредством радиоаппаратуры или сигнальных устройств.
Перед вскрытием камеры с целью выгрузки плодов ее вентилируют до того момента, пока в составе атмосферы содержание кислорода составит не менее 20,8%, при полном отсутствии СО2. Срок реализации семечковых плодов после вскрытия камер с РГС не должен превышать 10 дней, а винограда — 3 дня.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ В ИЗМЕНЕННОЙ АТМОСФЕРЕ
Экономический эффект, получаемый при реализации плодов и овощей, зависит от целого ряда факторов, включая закупочные и реализационные цены, степень дифференциации последних в зависимости от времени года, издержки обращения (при заготовках, транспортировании, хранении, реализации) и, главным образом, выход стандартной продукции на разных этапах ее хранения. На сохраняемость плодоовощной продукции, в свою очередь, влияют индивидуальная устойчивость вида и сорта продукции, район ее произрастания, уровень агротехники, погодные условия сезона, своевременность и техника уборки урожая, товарная обработка и упаковка плодов и овощей, условия доставки и хранения.
Эффективность хранения плодов или овощей одного и того же сорта всегда возрастает с повышением исходного качества продукции, с уменьшением разрыва во времени между ее уборкой и закладкой на хранение, с удлинением срока хранения (если оптово-розничные цены дифференцированы по сезонам года).
Экспериментальными исследованиями и производственным опытом доказана экономическая эффективность хранения плодов и овощей в условиях МГС и РГС по сравнению с обычным холодильным хранением. Эффект
применения различных способов модификации и регулирования атмосферы значительно колеблется в связи с влиянием указанных выше факторов. В среднем же по сравнению с обычным холодильным хранением плоды и овощи в условиях модифицированной и регулируемой атмосферы сохраняются на 40—90 дней дольше при одновременном снижении естественных потерь в 1,5—3 раза и увеличении выхода стандартной продукции на 10—35 %.
Ниже рассматриваются имеющиеся данные расчета экономической эффективности хранения плодов при различных способах изменения состава атмосферы.
Согласно расчетам, выполненным В. А. Гудковским, разница в доходах от производственного хранения яблок в алма-атинском хранилище с РГС ив обычном холодильнике составила для сорта Апорт 186,45 руб./т, а для других 7 сортов — в среднем по 35 руб. на тонну плодов.
По данным А. В. Мельника, годовой экономический эффект от хранения в камерах с РГС яблок из Центральной Лесостепи УССР, рассчитанный по методике бывш. МСХ СССР и ВАСХНИЛ для фруктохранилищ с РГС вместимостью 500 т (проект 831—129) составил, в зависимости от сорта, от 35 до 154 руб./т. Установлено, что при температуре 0 °C, относительной влажности воздуха 95 %, содержании в атмосфере 3—5 % СО2 и 3 % О2, наибольший экономический эффект дает хранение менее лежких раннезимних сортов яблок Кальвиль снежный и Кортланд—131 и 154 руб./т. При закладке на хранение яблок оптимального срока сбора среднегодовой экономический эффект у сорта Кальвиль снежный возрастал до 188,2 руб./т.
Менее целесообразным оказалось применение РГС для хранения таких лежких сортов яблок, как Джонатан и особенно Делишес. Годовой экономический эффект их хранения при указанных выше режимах газовой среды не превышал 89 и 35 руб./т, а уровень рентабельности был ниже, чем при свободном доступе воздуха и том же температурно-влажностном режиме.
iЭiЭЗаслуживают внимания результаты экономической оценки хранения плодов в регулируемых газовых средах как нового технологического приема. Эти расчеты выполнены институтом Гипронисельпром и ВНПО Союзпромгаз на примере типового проекта № 813—120 холодильника с камерами РГС на 500 т. Аналогом служил типовой проект № 813—151 холодильника с обычной атмосферой, приведенный к сопоставимым условиям.
i
Э
i
Э
Установлено, что при использовании РГС удельные капитальные вложения возрастают на 18 %.
3 531
Поскольку при хранении в РГС существенно возрастает выход стандартной продукции и продлевается срок ее хранения, сопоставление новой и базовой технологии проводилось в расчете не на заложенную, а на сохраненную тонну плодов (яблок) за 5 и 7 мес. Согласно полученным данным, себестоимость 1 т яблок, хранившихся в условиях РГС, была ниже, чем в обычных холодниках, на 45,13 руб. при 5 мес хранения и на 105,1 руб.— после 7 мес. Дополнительные затраты по внедрению новой технологии перекрываются уже в первый год за счет снижения потерь.
Пользуясь Методикой определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений, рассчитывали экономический эффект от хранения яблок в РГС, сравнивая приведенные затраты по базовой и новой технологии. Средний экономический эффект составил около 74 руб./т. При использовании наиболее лежких сортов срок хранения яблок может быть продлен до 9 мес. В этом случае экономический эффект превышает 200 руб./т за счет возрастания цен в весенний период.
Рентабельность хранения плодов во французских полиэтиленовых контейнерах с силиконово-каучуковым диффузионным окном подсчитана на основе экспериментов производственного характера, проведенных в Молдавии. Прибыль от реализации яблок, хранившихся в таких контейнерах (АС = 500) при 0°С в течение 5—6 мес, в зависимости от сорта составляла от 99,8 до 124,7 руб./т, а груш — от 146,5 до 299,9 руб./т.
По данным ленинградских исследователей, экономический эффект от хранения яблок в МГС, в полиэтиленовых контейнерах' с газообменным окном из пленки Сигма отечественного производства, на 40—135 руб./т выше, чем при обычном холодильном хранении в условиях температуры 1—3 °C.
ХРАНЕНИЕ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ИНГИБИРОВАНИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ХИМИЧЕСКИЕ АНТИСЕПТИКИ, ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ, ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИХ СВОЙСТВАМ
. Химические вещества, применяемые для консервирования пищевых продуктов, по своему действию делятся на три группы: антисептики, действие которых направлено против изменений, вызываемых жизнедеятельностью микроорганизмов; вещества, предотвращающие химические изменения (например, антиокислители); вещества, предотвращающие физические изменения (например, эмульгаторы) .
Поскольку основные потери плодово-ягодного и овощного сырья обусловлены развитием фитопатогенной микрофлоры, одним из эффективных приемов угнетения возбудителей инфекционных заболеваний плодов и овощей не только в период вегетации, но и на стадии хранения, является применение антисептиков. Научные исследования и практический опыт многих стран продемонстрировали эффективность хранения плодов и овощей с применением антисептиков в условиях температуры, близкой к О °C.
Использование химических антисептиков в технологическом отношении имеет ряд положительных особенностей. Это прежде всего простота применения, а также быстрота и высокая эффективность подавления микрофлоры малыми дозами антисептика, обусловливающие экономичность методов химического антисептирования. Обработка антисептиками не требует предварительного охлаждения плодов и овощей в хранилищах с искусственным охлаждением. Ее целесообразно производить в саду или в поле сразу после сбора до или во время упаковки, а в некоторых случаях (и это оптимальный вариант) — еще до уборки урожая, то есть непосредственно на материнском растении. Обработка плодов и овощей на самых ранних этапах товародвижения обеспечивает наибольшую стандартность и устойчивость продукции при перевозке и в момент закладки на хранение даже если ее доставка производится неохлаждаемым транспортом.
Не менее важны преимущества химических антисептиков и в гигиеническом отношении, поскольку заведомо
известно, какой антисептик и в каком количестве используется. В соответствующей литературе имеются исчерпывающие сведения о токсичности и возможных последствиях при дозах, превышающих допустимые нормы. Это выгодно отличает химическое консервирование от таких физических методов обработки, как озонирование или различные виды облучения, вызывающих образование новых неизученных соединений в обработанных продуктах.
По составу химические антисептики — чаще всего кислоты, и их действие, обусловленное присутствием свободной недиссоциированной молекулы, тесно связано с кислотностью среды. Сюда входят: муравьиная, сернистая, бензойная, пропионовая, сорбиновая и борная кислоты. К консервантам, действие которых практически не зависит от pH среды, относятся производные бензойной кислоты — эфиры р-гидроксибензойной кислоты. В последние годы в разных странах, занимающихся выращиванием винограда и плодов (как в предуборочный, так и в послеуборочный периоды) применяется ряд других ингибиторов: тиабендазол, беномил, топсин, фундазол, лигран, ортофолан, мелпрекс, полипромкомби, а также антибиотики (пенициллин, стрептомицин) и сульфамиды. Применяются различные способы обработки плодов антисептиками: промывка в чанах или ваннах, опрыскивание, пропитывание химическими препаратами оберточной бумаги, прокладок или тары, окуривание парами или газами химических соединений (фумигация) и т. д. При обработке плодов и овощей газообразные вещества имеют преимущества перед жидкостями и дустами, потому что они более равномерно распределяются по обрабатываемой поверхности и могут применяться уже после упаковки и погрузки продуктов в хранилища.
В соответствии с требованиями ФАО и ВОЗ все вещества, применяемые для обработки плодов и ягод (а также любых пищевых продуктов), не должны вызывать острых и хронических отравлений при 2-летнем скармливании их животным, быть химически чистыми соединениями, так как примеси могут обладать токсическим действием. Самое важное — возможность потребления вещества, добавляемого к пищевым продуктам, в течение всей жизни, поэтому требования к чистоте и дозам должны быть даже более жесткими, чем при использовании их в качестве лекарственных средств. Эти средства могут быть применимы только в том случае, если физическими методами обработки нельзя достигнуть достаточной устойчивости продуктов в хранении. Поэтому к антисептикам, разрешенным
органами здравоохранения СССР, предъявляются еще более строгие гигиенические требования:
антисептики, разрушаясь в процессе их применения, должны давать безвредные продукты; наилучшими считаются антисептики, которые могут быть полностью удалены из консервируемого продукта при технологической или кулинарной обработке; антисептик в тех количествах, в которых он применяется, не должен обладать токсическим действием даже при длительном употреблении продукта; антисептическое вещество не должно затормаживать ферментативные процессы в желудочно-кишечном тракте и по возможности не разрушать витамины; расщепляясь в организме, антисептик не должен образовывать более токсических веществ и обладать выраженными бактерицидными или бактериостатическими свойствами и применяться в минимальных количествах, необходимых для сохранения продукта; предупреждая порчу, антисептик должен по возможности разрушать патогенные микроорганизмы, если бы они случайно имелись в продукте, и легко определяться химическими методами, что обеспечит контроль за его содержанием в пищевых продуктах.
У нас в стране из антисептиков разрешены только сернистая, сорбиновая, бензойная кислоты и их соли, а также ретарданты: гидрел, этрел и другие этиленпродуценты. В экспериментах используются некоторые другие вещества.
Анализ собственных и литературных данных (как отечественных, так и зарубежных) показывает, что из всех названных антисептиков наибольший эффект при хранении дают препараты серы — сернистый ангидрид и особенно метабисульфит калия — K2S2O5, который, будучи помещен в тару с виноградом, постепенно разлагается с образованием сернистого ангидрида (SO2), угнетающего развитие фитопатогенной микрофлоры и активность тканевых ферментов виноградной ягоды.
Сернистый ангидрид и сульфиты применяются как консервирующее и отбеливающее средство. Повсеместно разрешены к применению для продуктов переработки плодов и овощей, а в отдельных странах (Англия и Австралия) и для некоторых мясных продуктов.
Доза антисептика в 4—6 г может вызвать токсические явления — раздражение желудка и кишечного тракта. Максимально допустимая суточная доза (в пересчете на SO2), дозволенная для приема человеком, составляет: без ограничений — до 0,35 мг/кг массы тела (т. е. не более 25 мг SO2 при массе тела 70 кг), условно — 0,35—1,5 мг/кг массы тела ,
Консервирующее действие SO2 основано на подавлении развития микроорганизмов путем разрушения их ферментов, содержащих —S—S— функциональную группу. Антимикробное действие сернистой кислоты состоит в том, что ее молекулы легко диффундируют через оболочку клетки (делая ее более проницаемой) и вызывают необратимые изменения в плазме, ведущие к гибели клетки.
Практически консервирующее действие оказывает только свободная, недиссоциированная молекула сернистой кислоты, содержащаяся в сильно кислых средах (рН^З). В нейтральных или щелочных средах сульфиты подвергаются диссоциации, теряя свои антисептические свойства.
Сернистая кислота эффективна против плесеней и бактерий, поэтому применяется, прежде всего, для консервирования плодов, ягод и получаемых из них продуктов, а также желатина и бродильного уксуса. Ее, кроме того, используют для дезинфекции помещений, бочек и резервуаров. В нашей стране сернистый ангидрид (и его соли) является единственным антисептиком, разрешенным органами здравоохранения для обработки свежих плодов и овощей, предназначенных для длительного хранения или дальних перевозок.
Обработка сернистым ангидридом и его производными в зависимости от цели применения может осуществляться различными способами при помощи:
газообразной двуокиси серы, получаемой из стальных баллонов со сжиженным сернистым газом или путем сжигания комковой серы. Сжиженный сернистый ангидрид подается из баллонов в камеры хранения в следующих количествах: при закладке на хранение винограда или плодов 25 г/м3, а затем еженедельно по 2,5 г/м3, при использовании сухой серы ее расход при сжигании соответственно составляет 12,5 г/м3 и 1,25 г/м3;
6 %-кого водного раствора сернистой кислоты, а также растворов разных солей сернистой кислоты (сульфиты, нейтральные или кислые, а также пиросульфиты — метабисульфиты) в концентрациях от 0,5 до 6 %;
таблетированных метабисульфитов калия или натрия (в количестве 1,5—3,0 % к массе нетто), постепенно разлагающихся с выделением свободной двуокиси серы.
ТЕХНОЛОГИЯ ХРАНЕНИЯ СВЕЖИХ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ
С ПРИМЕНЕНИЕМ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Метабисульфит калия (таблетированный)1
Сущность метода хранения свежего винограда и некоторых плодов и овощей с применением таблетированного метабисульфита калия (МБСК) состоит в том, что фактор ингибирования микроорганизмов и ферментов — двуокись серы (SO2) образуется непосредственно в таре с продуктом в результате постепенного разложения метабисульфита калия и накапливается в количестве, достаточном для предохранения винограда от фитопатогенных заболеваний
K2S2O5 —*- K2SO3 -г SO2.метабисульфит сульфит двуокиськалия калия серы
При хранении на воздухе метабисульфиты (пиросульфиты щелочных металлов) отщепляют SO2 с поглощением кислорода и образованием сернокислых солей (сульфатов), благодаря чему эти соединения могут быть использованы не только как антисептики, но и как антиоксиданты.
Выделение малых, но постоянных порций сернистого газа способствует более лучшему сохранению внешнего вида, вкусовых и пищевых свойств винограда и плодов, чем периодическое окуривание. При расходе 20—25 г метабисульфита калия на 7—10 кг винограда концентрация сернистого ангидрида в атмосфере ящика устанавливается на уровне 0,002 % и остается практически стабильной в течение 4—6 мес (при температуре 0—2 °C). Важная особенность этого химического препарата в том, что в рекомендуемых дозах он не снижает природной устойчивости сортов к поражению фитопатогенной микрофлорой.
В состав таблеток входит 97 % метабисульфита калия категории «чистый», 1 % пищевого желатина, 1 % стеарата магния и 1 % стеариновой кислоты.
Содержание метабисульфита калия в пересчете на сернистый ангидрид не менее 50 %.
Гарантийный срок хранения таблеток в герметичной упаковке — 2 года со дня изготовления, по истечении которых они должны быть проверены на соответствие данным технических условий. Благодаря входящему в состав таблеток желатину на их поверхности образуется тонкая пленка, которая, с одной стороны, исключает непосред-
*. Рецептура и технология изготовления таблетированного KsSsOs разработаны А. И, Кочуровой, 3. В. Коробкииой н Т, Н. Михайловой.
ственный контакт продукта с реактивом (K2S2O5), с другой — задерживает отдачу таблетками сернистого газа в атмосферу и тем самым удлиняет срок их антисептического действия на виноград и плодоовощную продукцию.
Особенности метода хранения с использованием таблетированного МБСК рассмотрим на примере винограда, являющегося идеальным объектом для проявления ингибирующего действия двуокиси серы. Границы концентраций сернистого ангидрида, эффективных для подавления жизнедеятельности плесневых грибов без отрицательного влияния на органолептические свойства винограда, очень узки. В зависимости от сорта, температуры'и длительности хранения минимальная доза таблеток на 10 кг винограда—1 10 г (20 таблеток), максимальная— 30 г (60 таблеток).
Применение таблетированного метабисульфита калия не требует какой-либо специальной упаковки. При этом методе обработки может быть использована любая стандартная для винограда тара вместимостью не более 10 кг: ящики с крышками (плотные и с зазорами между дощечками), полузакрытые с поперечными или продольными планками вместо крышек, ящики-лотки любого типа. Наилучшие результаты при использовании антисептика получают при упаковке с выстиланием ящиков изнутри бумагой с выпуском свободных ее концов наружу с тем, чтобы после укладки в тару отсортированного винограда можно было укрыть его сверху свободными концами выстилочной бумаги. Бумага должна быть достаточно пористой (пригодна даже газетная). Такой способ упаковки дает наилучшие результаты при длительном хранении винограда, так как позволяет сконцентрировать вокруг ягод не только SO2, но и выделяемый при дыхании винограда углекислый газ. Совместное угнетающее действие этих двух газов на плесневые грибы, поражающие виноград, гораздо сильнее, чем одного сернистого ангидрида в той его концентрации, которая обусловлена допустимыми дозами таблеток K2S2O5.
За неимением упаковочного материала виноград после внесения таблеток в ящики может оставаться и неукрытым. Важно, чтобы таблетированный антисептик был внесен в упаковку с виноградом как можно раньше, лучше всего — в момент упаковки свежеубранного отсортированного винограда непосредственно в местах выращивания. Можно это сделать и после доставки винограда в центры потребления в случае закладки его на длительное хранение. Однако эффект от применения метабисульфита калия во втором случае будет ниже, так как за время транспор-
тирования часть ягод будет поражена фитопатогенными заболеваниями. Сортировке же и переупаковке виноград не подлежит в силу нежной консистенции ягод и хрупкости гребней, а главное — во избежание вторичного обсеменения винограда спорами плесневых грибов через руки сортировщиков.
Техника внесения таблеток в тару с виноградом такова. В соответствии со средней массой нетто винограда, обусловленной вместимостью тары, рассчитывается необходимая доза, исходя из нормы 40—60 таблеток на 10 кг винограда. Большую роль играет равномерность распределения таблеток в таре. При разбрасывании поверх гроздей часть их будет просыпаться в середину и на дно ящика, что весьма ма желательно, поскольку при этом источники образования сернистого ангидрида распределяются более равномерно. В местах скопления таблеток ягоды могут обесцветиться от избытка сернистого ангидрида. Это особенно заметно на сортах с интенсивной антоциановой окраской ягод. Обесцвеченные ягоды имеют привкус SO2. В тех же местах, куда таблетки не попали, ягоды могут поражаться грибными гнилями.
Применение таблеток МБСК значительно упрощается и дает наибольший эффект, если их подобно фармацевтическим препаратам заранее расфасовать в газопроницаемые пленки или бумагу, а затем использовать в виде вкладышей или пластин, размещаемых в таре с виноградом. При использовании для этой цели слабопроницаемых для газов материалов, например, полиэтиленовых пленок, последние перфорируют возле каждой таблетки и перфорированной стороной укладывают к винограду. По размеру пластины-вкладыши из пористой бумаги могут соответствовать внутреннему периметру ящиков, а из односторонне перфорированной полиэтиленовой пленки — должны быть небольшими (8X8 см).
При описанных способах упаковки и размещения таблетированного МБСК качество винограда сохраняется во много раз лучше, чем в тех же условиях, но без обработки антисептиком.
В табл. 9 представлены данные о влиянии таблетированного метабисульфита калия на устойчивые при хранении сорта винограда, обработанные препаратом в местах производства и хранившиеся после доставки их в Москву при температуре 0...— 1 ®С и относительной влажности 90— 95 %.
В табл. 10 приведены данные о влиянии на сохраняемость винограда сорта Шабаш срока обработки его в ме-
S. Влияние таблетированного МБСК на устойчивые при хранении сорта винограда
Ампелогра- фический сорт винограда
Место выращивания
Способ упаковки
о я X О Л К
И^
О и Ь
О
о та
Болгар
Болгария
С МБСК
182
97,0
1,5
1,5
(Карабурну)
(Плевен)
Контроль
100
62,8
18,6
18,6
Октябрьский
Ташкентская
С МБСК
171
96,1
1,7
2,2
область
Контроль
84
29,3
6,5
64,2
Шабаш
Крымская
С МБСК
148
92,7
3,6
3,7
область
Контроль
148
30,6
18,0
51,4
стах сбора (Крым) и после доставки в хранилище (Киев) таблетированным МБСК или смесью его с метабисульфитом натрия (МБСН).
Грозди упаковывали в бумажные обертки, пропитанные 1 %-ным раствором борной или сорбиновой кислот (БК и СК).
После 4 мес хранения при температуре от—0,5 до +3°С и относительной влажности 88—92 % выход стандартных гроздей в партии винограда, обработанного антисептиками во время сбора, был на 26,7—50 % выше по сравнению с контролем.
10. Влияние срока обработки различными антисептиками на сохраняемость винограда сорта Шабаш
Антисептики
Время обработки винограда антисептиками
Загнившие ягоды, %
Убыль массы, %
Органолептическая оценка (баллы) *
БК
После сбора
20,2
5,7
3,0
»
После перевозки
32,7
6,9
3,5
СК
После сбора
21,2
8,6
4,1
»
После перевозки
35,1
10,0
3,3
МБСК + МБСН**
После сбора
6,8
3,8
4,3
После перевозки
19,7
4,2
3,8
МБСК **
После сбора
4,1
3,9
4,5
После перевозки
19,2
5,0
3,9
Контроль 1
Контроль 2
Без обработки
Без обработки, отсортирован и переупако-
50,7
10,8
3,0
ван после перевозки
50,4
12,9
3,0
* Органолептические свойства оценивали
у отсортированных стандартных
гроздей по 5-балльиой
системе (средние данные
за 2 года
** Масса таблеток 0,25 %.
по отношению к массе нетто
винограда
составляла
11. Изменение качества винограда сорта Шабаш за 7 дней хранения при
19 °C (после 3 мес хранения в холодильнике)
Вариант обработки
Дата анализа
Количество винограда, %
стандартного
нестандартного (потемневшего)
ОСЫПИ
брака
С МБСК
21.XII
94,6
3,1
1,0
1,3
28.XII
91,2
3,8
3,2
1,8
Без обработки
21.XII
40,9
21,1
16,7
21,3
28.XII
16,8
29.4
20,5
33,3
Если же антисептики добавляли к винограду после доставки в пункт назначения (после его переборки), количество стандартного продукта после хранения было меньше, но все же превышало контроль на 18,3—35,7 %. Из табл. 10 видно, что наибольшее ингибирующее действие оказывал метабисульфит калия: количество загнивших ягод в винограде, упакованном по этому варианту, было в 12 раз меньше, чем в контроле. Виноград, хранившийся с таблетками МБСК, имел наилучшие вкусовые свойства и прекрасный внешний вид. Характерно, что таблетки, приготовленные из смеси равных количеств метабисульфитов калия и натрия, оказывали меньшее ингибирующее действие по сравнению с таблетками из одного МБСК.
Одним из важнейших преимуществ хранения винограда с обработкой МБСК является высокий остаточный эффект (последействие) этого способа. При перенесении из холодильника в условия комнатной температуры ягоды не темнеют и более устойчивы к плесеням. Таблетки, оставаясь в таре с виноградом до отпуска его покупателю, поддерживают постоянное содержание в атмосфере малых порций сернистого газа. В табл. 11 показано состояние винограда сорта Шабаш, хранившегося при температуре — 1...4-3 °C и относительной влажности воздуха 90—95 %, а затем перенесенного на неделю в комнатные условия’
За неделю хранения винограда в комнате (при температуре 16—18 °C) содержание стандартной продукции в партии, хранившейся с таблетированным МБСК, снизилось всего на 3,4 %, а в контрольных ящиках (без МБСК) в тех же условиях — на 24,1 %.
При постепенном понижении температуры до —1... —2 °C виноград сортов Болгар, Тайфи розовый и Октябрьский, доставленный в Москву из Узбекистана и Болгарии,
хранился на 2 мес дольше, чем при О—26С (в том и другом случае виноград хранили упакованным с МБСК). При таком режиме хранения виноград не подмерзает, так как температура внутри упаковки не опускается ниже —1,5 °C, а криоскопическая температура у ягод столовых сортов колеблется от —1,9 до —3,1 °C. Товарное же состояние и пищевая ценность винограда при температуре —1...—2 °C сохраняются гораздо лучше, чем при О °C.
Преимущества низкотемпературного режима в дальнейшем были подтверждены и для винограда, закладываемого на хранение в местах его производства — на Северном Кавказе, в Закавказье и Крыму.
Целесообразность хранения винограда, упакованного с МБСК при температуре, несколько превышающей криоскопическую, подтверждены микробиологическими исследованиями. Установлено, что при температурном режиме от —2 до О °C на ягодах винограда, упакованных с метабисульфитом калия, микрофлора уменьшается в течение первых 3—4 мес, а в условиях температуры от 0 до 2 °C и с окуриванием серой убывание микрофлоры на ягодах продолжается не более месяца или вообще не происходит.
Однако, учитывая возможность резких перепадов температуры в условиях производственного хранения, при выборе режима хранения для винограда следует руководствоваться рекомендациями Международного института холода и стандартом на виноград столовый: температура О—1 °C, относительная влажность воздуха 90—95 %.
При хранении винограда с МБСК интенсивная вентиляция в камере не желательна, так как она способствует увяданию ягод и, главное, снижению концентрации БОг и СОг вокруг них. Применение метабисульфита калия при длительном хранении винограда положительно сказывается на его пищевкусовых свойствах: ягоды содержат при реализации на 1—3 % больше сухих веществ, отличаются более высоким сахаро-кислотным коэффициентом, имеют более высокую Р и С-витаминность и лучше сохраняют фолиевую кислоту.
Содержание SO2 в ягодах винограда, обработанного МБСК, после доставки его в центры потребления в сезоны заготовок обычно не обнаруживается, а после длительного хранения — колеблется от 0 до 9 мг/кг в мытом винограде и в количестве 2—16 мг/кг — в немытом, т. е. в пределах норм, допускаемых Минздравом СССР. Применение метабисульфита калия улучшает результаты хранения винограда и в неохлаждаемых складах.
В местах выращивания были проведены опыты цо хра-
12. Результаты хранения винограда в неохлаждаемом складе
Сорт винограда
Способ хранения
S = 3s s
у X
s <8
5 * О Ж к ^ «ж
Результаты хранения, %
дарт-
Осыпь
Отход
Кишмиш белый
МБСК
10.IX.
30
96,1
0,9
2,0
Контроль
10.IX.
15
49,0
30,2
20,8
Кишмиш черный
МБСК
27.VIII.
15
98,4
0,6
1,0
Контроль
27.VIII.
15
69,1
12,3
18,6
Кишмиш черный
МБСК
4.IX.
30
95,6
1,6
2,8
Контроль
4.IX.
30
18,8
10,2
71,0
Мускат александрий- МБСК
4.IX.
35
96,9
0,6
2,5
ский
Контроль
4.IX.
35
39,5
20,5
40,0
Хусайне
МБСК
3.IX.
15
90,7
3,9
5,4
Контроль
3.IX.
15
31,4
19,3
50,3
Катта-курган
МБСК
29.IX.
20
80,9
0,8
18,3
Контроль
29.1 X.
14
0
0
100,0
Нимрапг
МБСК
1.Х.
27
94,3
2,8
2,9
Контроль
1.Х.
27
65,3
10,2
24,0
Тайфи розовый
МБСК
10.Х.
30
94,0
2,9
3,1
Контроль
10.Х.
30
69,3
15,0
15,7
Тайфи розовый
МБСК
13.XI.
65
90,5
2,3
7,2
Контроль
13.XI.
65
15,0
35,0
50,0
нению семи сортов винограда, упакованных с добавлением 0,25 % МБСК и без него в неохлаждаемых складах. За период опытов температура в хранилище постепенно снижалась от 22 °C в августе до 1,6 — в январе.
Сравнение результатов хранения (табл. 12) показывает, какими сильными антисептическими свойствами обладает метабисульфит калия. При контрольной упаковке в стандартные ящики (с крышкой) виноград не может храниться без искусственного охлаждения и 10 дней. Использование же метабисульфита калия даже в условиях жаркой осени позволяет хранить в неохлаждаемых помещениях упакованный виноград более лежких сортов до 2 мес, более слабых — в течение месяца. На результатах хранения винограда в таких неблагоприятных условиях особенно заметно сказывается индивидуальная устойчивость отдельных сортов. Только сортовыми особенностями можно объяснить неодинаковые результаты хранения сортов Кишмиш черный и Хусаине, хранившихся в одинаковых условиях один и тот же срок.
Способ хранения винограда с таблетированным метабисульфитом калия изучался в 14 научно-исследовательских институтах и вузах страны в содружестве с совхоза-
13. Сохраняемость пука репчатого при разпичных способах хранения
способ хранения
Срок хранения, ы ес
Сквирский
стандартный
нестандартный
загнив-
убыль массы
Регулируемая газовая
2
98,6
0
0
1,2
среда
4
96,4
0
1,2
2,4
6
95,1
0,1
1,7
3,1
8
92,5
1,1
2,1
4,3
Обработка таблетиро-
2
98,7
0
0
1,3
ванным МБСК
4
98,0
0
0
2,0
б
95,8
0,4
0,9
2,9
8
93,7
0,8
1,5
4,0
Озонирование
2
98,8
0
0,3
0,9
4
95,6
0
2,0
2,4
6
94,1
0
2,9
3,0
8
90,8
0,7
4,7
3,8
Контроль
2
97,3
0
0,8
1,9
4
95,1
0
1,8
3,1
6
92,6
0,6
2,9
3,9
-
87,2
2,4
4,8
5,6
ми, специализирующимися на производстве и хранении винограда. В результате исследований был установлен высокий эффект применения таблеток K2S2O5 при хранении столового винограда различных ампелографических сортов во всех основных зонах промышленного виноградарства при условии хорошего качества самого препарата и правильного его применения.
Исследования последних лег показали, что применение метабисульфата калия весьма эффективно при хранении лука, сливы, айвы, черешни.
На трех сортах лука репчатого (из Николаевской области) в производственных условиях одного из Киевских плодоовощекомбинатов проведена сравнительная оценка эффективности различных методов хранения: в регулируемой газовой среде (3—5 % СО2, 2—5 % О2), с таблетированным метабисульфитом калия (0,25 % массы лука), а также с обработкой озоном (20—25 мг/м3 дважды в неделю по одному часу). Во всех вариантах опыта (включая контроль) лук хранили при температуре —1±0,5°С и относительной влажности воздуха 80—85 %. В табл. 13 представлены полученные результаты.
Лучше всего сохранялся лук, обработанный МБСК (0,25 % массы лука). К концу хранения при этом способе выход стандартной продукции был на 5—7 % (в зависимости от сорта) выше, чем в контроле (см. табл, 13). Хране-
6 у елов иях иекуеетвенного охлаждения Д к общей массе)
Стригуновский НОСОВСКИЙ
Луганский
стан-
нестан-
загнив-
убыль
стандарт-
нестан-
загнив-
убыль
Дарт-
дарт- иый
шии
массы
ный
дартный
ший
массы
98,9
0
0
1,1
98,8
0
0
1,2
97,7
0
0,5
1,8
96,9
0
0,8
2,3
95,6
0,2
1,0
3,2
93,8
0,7
1,6
3,9
93,7
0,7
1,5
4,1
89,1
1,2
3,5
6,2
99,1
0
0
0,9
98,6
0
0
1,4
98,2
0
0
1,8
96,6
0
0,9
2,5
96,4
0,3
0,6
2,7
93,8
0,5
1,8
3,9
94,7
0,6
0,8
3,9
88,6
1,7
3,9
5,8
99,0
0
0
1,0
98,5
0
0
1,5
97,6
0
0,5
1,9
95,6
0
1,7
2,7
95,6
0
1,7
2,7
93,4
0,2
2,6
3,8
92,7
014
2,6
4,3
87,1
1,4
4,6
6,9
97,1
0
0,9
2,0
96,8
0,2
1,4
1,6
95,7
0
1,3
3,0
94,1
1,1
2,9
2,9
92,2
0,6
3,3
3,9
91,3
1,6
3,7
3,4
87,2
3,1
4,7
5,0
84,3
2,5
5,5
7,7
ние лука в условиях РГС и при обработке озоном обеспечивало увеличение выхода стандартной продукции соответственно на 5—6 % и 3—5 %.
Основной эффект обработки лука МБСК проявился в резком торможении развития фитопатогенных заболеваний. При этом способе после 8 мес хранения количество загнивших луковиц было в среднем в 3,5 раза меньше, чем в контроле. Одновременно с процессом порчи ингибировалось также прорастание, дыхание и испарение лука. В результате сумма потерь от загнивания и убыли массы у лука, обработанного МБСК, была в среднем на 42 % ниже по сравнению с потерями в контроле, т. е. потерями лука, хранившегося в условиях того же охлаждаемого хранилища, но без дополнительных факторов ингибирования микробиологических, физиологических и биохимических процессов.
При хранении лука в камере с РГС и в условиях озонирования общие потери по отношению к потерям в контроле снижались соответственно на 35 и 21 %. При этом контролируемая атмосфера способствовала снижению всех видов потерь, хотя и в небольшой степени, а положительное влияние озонирования сказалось в основном на замедлении процессов прорастания. На снижение потерь лука от загнивания озонирование не оказывало существенного влияния.
В. Г. Сергиенко и автором установлено, что действие испытанных способов хранения на луке заметно проявляется лишь после 6 и особенно 8 мес. Поэтому применение дополнительных факторов ингибирования фитопатогенных и физиологических заболеваний (РГС, МБСК, озон) экономически оправдано лишь при закладке лука на длительное хранение с реализацией не ранее апреля — мая. Следует отметить, что наиболее эффективное действие метабисульфит калия оказывает на сохраняемость полуострых сортов лука, характеризующихся пониженной лежкостыо в сравнении с сортами острой группы.
Установлен механизм действия МБСК на ростовые процессы в луке. С этой целью исследована динамика наиболее сильного ингибитора роста — абсцизовой кислоты при хранении лука-севка и лука-выборка. Установлено, что в луке, обработанном МБСК, высокая ростингибирую- щая активность, свойственная периоду покоя, сохраняется гораздо дольше, чем у необработанного лука. Подавление ростовых процессов проявляется в количестве зачатков листьев и корней, уменьшении длины листьев и корешков, а также их массы.
При высадке обработанных МБСК и необработанных луковиц в грунт разницы в развитии растений не наблюдалось. Следовательно, временное подавление прорастания луковиц метабисульфитом калия, обусловленное более высоким содержанием и продлением активности фитогормона абсцизовой кислоты, способствует сокращению потерь при хранении, но не снижает урожайности лука.
Препараты кальция
К химическим препаратам, которые могут применяться как для обработки плодов на дереве, так и после съема их перед закладкой на хранение, относятся соединения кальция.
Исследования последних лет показали, что кальций является участником многих внутриклеточных процессов. Он необходим для формирования мембран и других структурных элементов, ионы кальция стабилизируют протопектин. Реагируя с пектиновыми кислотами, они образуют пектат кальция, который, как и протопектин, повышает механическую прочность тканей. При достаточном обеспечении плодов кальцием снижается интенсивность их дыхания, замедляется синтез этилена, задерживаются процессы созревания и перезревания.
Недостаточное поступление кальция в плоды из почвы
можно восполнить внекорневым путем. При обработке плодов растворами солей кальция путем опрыскивания или посредством выдержки в растворе кальций проникает через эпидермические отверстия кожицы в ткани мякоти на различную глубину, но в основном концентрируется в поверхностных ее слоях.
Достаточное содержание в тканях кальция предохраняет плоды яблок от развития физиологических заболеваний: горькой ямчатости, пятнистости чечевичек и джоната- новой пятнистости, загара, пухлости, побурения сердечка, задерживает старение плодов в целом. Так, при содержании в яблоках кальция 90—100 мг/100 г ямчатостью поражалось 0—3 % плодов; при снижении количества кальция соответственно возрастало и количество пораженных плодов: при 80—90 мг/100 г — от 3 до 5 %; 70—80 — от 5 до 11; 60—70 —до 30; 50—60 —до 50; 40—50 —до 70; 30— 40 мг/100 г —до 100 %. С целью повышения лежкости помологические сорта, не имеющие ярко выраженной окраски, обрабатывают нитратом кальция (Ca(NO3)2), а окрашенные — хлористым кальцием (СаС12). Обычно препараты кальция растворяют совместно с фунгицидами, чтобы усилить антисептическое воздействие раствора.
В большинстве стран обработку препаратами кальция (СаС12 или Ca(No3)2) применяют в основном против трех физиологических заболеваний — горькой ямчатости, пятнистости чечевичек и джонатановой пятнистости. Появление этих заболеваний убусловлено нарушением обмена веществ, вызванного изменением соотношения трех элементов минерального питания — калия, магния и кальция — в сторону снижения содержания последнего.
Установлено, что обильное накопление кальция через ксилему в плодах происходит только на первой стадии их развития. При дальнейшем же росте происходит как бы «разбавление раствора», содержащего кальций. Аналогичное явление происходит при резком переходе от засухи к дождливой погоде или обильному искусственному орошению, в результате чего размер плодов резко увеличивается, а концентрация кальция в тканях снижается. Нарушается обмен веществ, приводящий к повышению проницаемости стенок эпидермальных клеток и последующему их растворению. В результате разрушаются и отмирают целые массивы клеток. В некротизированных тканях обнаруживается недостаток кальция и высокий уровень накопления калия и магния. При развитии ямчатости плоды имеют горький вкус, а отмирание клеток наблюдается и в тканях мякоти.
При пятнистости Джонатана пораженные места лишь
незначительно углублены в мякоть, отмерших клеток под пятнами нет. Наиболее интенсивно пятна образуются на ярко окрашенной стороне. Провоцировать это заболевание могут различные факторы, воздействующие не только в период хранения, но и в процессе вегетации, например, молодой возраст деревьев, слабая нагрузка их урожаем и связанный с этим большой размер плодов, слишком поздний сбор, высокая температура во время съема урожая и до закладки на хранение, высокая температура во время хранения и резкие ее колебания, слишком длительное хранение. Помимо Джонатана, восприимчивы к заболеванию и другие сорта с ярко-красной окраской.
Содержание кальция в плодах чаще всего повышают девяти-десятикратной предуборочной или однократной послеуборочной обработкой плодов водными растворами солей кальция. В зависимости от вида заболевания сроки и количество обработок могут быть различными. Так, при склонности сорта к горькой ямчатости первое опрыскивание рекомендуется начинать через 8—10 сут после осыпания лепестков, а остальные 5—9 обработок проводить с соответствующими интервалами в течение всей вегетации, заканчивая за несколько дней до уборки урожая. А против джонатановой пятнистости проводят всего 2—3 опрыскивания в конце вегетации с таким расчетом, чтобы последняя обработка была проведена за 2 недели до сбора плодов. Для предуборочной обработки, как правило, используют 0,6—0,8 %-ные водные растворы хлористого кальция или 1,2 %-ные азотнокислого кальция.
В ФРГ для опрыскивания яблок против ямчатости используют специальные препараты солей кальция, содержащие также фунгициды: вуксаль-11, в 6 л которого содержится 1,35 кг СаО в форме азотнокислого кальция, дюн- галь-комби-стипп с такой же концентрацией СаО, а также анти-стипп, в 16 л которого содержится 7,5 кг Са в форме хлорида кальция.
Как показали исследования, содержание кальция в яблоках после обработки повышается в пределах 3,4— 4,5 мг на 100 г плодов в зависимости от расположения нх в кроне. При хранении плодов с нижних ветвей, на которые при опрыскивании попадает максимальное количество раствора, 7,7 % их поражаются горькой ямчатостью, тогда как в партиях со средних ветвей фракция пораженных плодов возрастает до 13,4, а с верхних — до 20,4 %.
Послеуборочную обработку плодов перед закладкой на хранение проводят путем их выдержки в 2—4 %-ных водных растворах хлористого кальция. При одноминутной
экспозиции в 4 %-ном растворе содержание кальция в мякоти плодов возрастает по 6,7—10,6 мг на 100 г.
О результатах обработки можно судить по данным В. А. Гудковского, согласно которым погружение яблок сорта Заря Алатау на 30—60 с в 4 %-ный раствор хлористого кальция в 3,5 раза снижает процент плодов, пораженных горькой ямчатостью (с 21 до 6%). Аналогичная обработка груш сорта Лесная красавица тормозила развитие фитопатогенных заболеваний. После выдерживания яблок сорта Антоновка обыкновенная съемной зрелости в 4 %-ном растворе СаС12, содержащем одновременно 0,2 % сантохинона, плоды за 5—6 мес хранения при 3°С имели незначительные потери. Они не поражались загаром— функциональным расстройством, типичным для этого сорта. В плодах этой партии гораздо позже, чем обычно, наблюдались мучнистость и мацерация (распад) тканей. Срок хранения контрольной партии не превышал 2,5 мес.
Обработка плодов СаС12 под давлением обеспечивает максимальную эффективность препарата. Согласно другим сообщениям проникновению в ткани плодов кальция способствует вакуумирование.
По технологии, разработанной в Австралии, спелые яблоки погружают в раствор хлористого кальция, а над поверхностью раствора создают вакуум. Хотя вакуумная обработка обходится дороже простого погружения фруктов в раствор, сокращение потерь яблок при хранении превышает затраты на оборудование для вакуумной обработки. Обработка яблок в условиях вакуума повышает твердость тканей за счет образования пектата кальция, способствует лучшему сохранению в них хлорофилла и снижает поражение горькой пятнистостью. Некоторому увеличению скорости проникновения кальция в ткани способствует также применение поверхностно активных веществ (ПАВ).
Следует упомянуть об использовании в качестве антисептика для плодов кальция в виде его окиси, т. е. негашеной извести. На дно поливинилового пакета размером 25x50 см кладут 5 г извести, завернутой в гигроскопическую бумагу, а поверх нее виноград. В таких пакетах при температуре 5 °C он остается свежим 2,5 мес.
Синтетические антисептики
При хранении плодов, особенно цитрусовых, во многих странах применяют синтетические антисептики фунгициды: дифенил, ортофенилфенол (2-оксидифенол), беномил,
тиабендазол и др. Все эти соединения угнетают развитие плесневых грибов, поэтому их используют в производстве специальных бумажных салфеток для обертывания плодов. Готовят, например, смесь расплавленного парафина с дифенилом в соотношении 1 : 1, которой пропитывают бумагу (из расчета 30 г дифенила на 1 кг бумаги).
Иногда этой смесью пропитывают и картонные коробки, которые затем используют для укладки в них цитрусовых плодов, завернутых в антисептическую бумагу. Расход дифенила для пропитывания 1 кг картона составляет 100 г.
С аналогичной целью может быть использован и ортофенилфенол при условии высокой степени его чистоты, так как технический препарат сильно загрязнен ядовитыми веществами и имеет более выраженный неприятный запах, свойственный антисептикам этой ггуппы.
В наших опытах по хранению винограда были использованы поздние сорта винограда — Тайфи розовый и Нир- манг. Грозди завертывали в бумажные салфетки, пропитанные 0,25 и 0,5%-ными спиртовыми растворами дифенила и ортофенилфенола, упаковывали в стандартные ящики с крышками непосредственно в местах производства в день сбора (совхоз «Кибрай» Ташкентской области) и транспортировали в вагонах-ледниках в Москву, где хранили в течение 105 дней. При погрузке температура пола внутри вагона была 3—4 °C, а под потолком 5—6 °C, относительная влажность воздуха 80—85 %. В пути виноград находился 10 сут. При хранении температура в камере колебалась от 0 до 3°С, относительная влажность воздуха находилась в пределах 85—90 %.
За время транспортирования в контрольных партиях Тайфи розового было 8,1 % осыпавшихся и 4,1 % загнивших ягод. А при отработке дифенилом и ортофенилфенолом результаты получили примерно одинаковые: осыпи 0,8 и 0,6 %, гнилых ягод 0,6 и 0,5 % (первые цифры относятся к винограду в обертках, пропитанных 0,25 %-ным раствором антисептиков, вторые — 0,5%-ным). У менее, транспортабельного сорта Нимранг после перевозки в контрольной партии было 17,0 % осыпавшихся ягод и 12,5 % отходов, а в опытном варианте в соответствии с концентрациями растворов антисептиков (0,25 и 0,5 %) осыпь составляла в среднем 2,0 и 3,2 %, отходы — 2,9 и 2,4 %.
Положительное влияние эти антисептики оказывали и на результаты хранения винограда. Если в контроле за 105 дней хранения сорта Тайфи розовый было 39,6 % осыпи и 46,3 % отходов, то в партиях винограда, упакован-
кого с применением дифениловых и ортофенилфеноловых бумажных оберток (концентрация пропитывающего раствора 0,5 %), они не превышали 10,2 и 9,6 %. Для объективной оценки фунгицидного действия дифенила и ортофенилфенола приведем такие данные: в партии винограда того же сорта, обработанного метабисульфитом калия (0,25 % к массе нетто винограда), хранившегося в тех же условиях, к этому времени было всего 5,9 % осыпавшихся и лишь 3,3 % загнивших ягод.
Заслуживают внимания азотсодержащие фунгициды, которые используются для поверхностной обработки бананов и цитрусовых плодов,— тиабендазол, 2-(тиазолил-4) бензимидазол в дозах, не превышающих 3 мг/кг для бананов и 6 мг/кг для цитрусовых. Препараты из группы бензимидазолов используют и против развития серой гнили Botrytis cinerea капусты, закладываемой на длительное хранение. Обработку путем опрыскивания проводят в специальном тоннеле, включенном в технологическую линию движения капусты к месту ее складирования между очистным конвейером и транспортным узлом.
Для опрыскивания кочанов используют 50%-ный хиноин-фундазол, бенлат, тикопер или фунабен в концентрации 0,1 % с добавлением смачивающего агента при расходе рабочего раствора 4—6 л/т капусты. Такие дозы позволяют избежать неравномерности покрытия и переувлажнения кочанов. Отработанный рабочий раствор может быть использован повторно. Применение поверхностной обработки кочанов препаратами из группы бензимидазолов обеспечивает снижение потерь капусты от серой гнили при длительном хранении не менее чем на 25 %. Системный фунгицид — беномил-1 (бутилкарбомоил) -2-бензимидаз'ол- метилкарбомат во многих странах используется как для предуборочной, так и для послеуборочной обработки плодов с целью защиты их от грибных гнилей. Это соединение является основным компонентом препарата Бенлат-систем- ного фунгицида широкого действия и выпускается в виде 50 %-ного смачиващегося порошка. В растениях беномил превращается в метиловый эфир бензимидазол-2-карбами- новой кислоты (БМК), являющийся действующим началом и свободно перемещающийся по растению.
Предпосевная обработка семян лука бенлатом из ра- чета 2 г/кг существенно уменьшает первичное поражение луковиц.
В Казахстане проведены исследования по выявлению оптимальных концентраций растворов и сроков обработки плодов на примере яблок сорта Апорт и груши сортов
Лесная красавица и Талгарская красавица. Установлен высокий эффект обработки беномилом. На поверхности плодов Апорта, обработанных в процессе вегетации по разным вариантам, к моменту сбора было в 5,5—20 раз меньше грибов, чем в контроле, а через 7 мес хранения в 4,5—10 раз. Оптимальные условия обработки: концентрация беномила — 0,2 %, опрыскивание трехкратное за месяц, 2 недели и 1—2 дня до съема. При таком режиме обработки в опытных партиях яблок Апорт, хранившихся до 5 апреля, потери за счет поражения грибными гнилями были в 8 раз меньше, чем в контрольных.
Хорошие результаты дала обработка и в иные сроки, особенно двукратное опрыскивание — за 2 недели и за 1—2 дня до съема. Но даже худший вариант опрыскивания плодов беномилом, предусматривающий однократную обработку за 2 недели до сбора, обеспечивал значительное снижение потерь при хранении за счет заметного угнетения возбудителей фитопатогенных заболеваний. Исследователи отмечают важность последней предуборочной обработки, проводимой за 1—2 дня до сбора плодов. Она особенно необходима во влажные годы. Имеются сведения о результативности применения и более низких концентраций беномила, например, 0,05 и 0,03 %, причем не только в период вегетации, но и для послеуборочной обработки. Так, послеуборочная обработка 0,03 %-ным беномилом снижала пораженность яблок грибными гнилями в 2,7 раза (от 16,95 % в контроле до 6,25 % в опыте).
Хорошие результаты дает сочетание обработки плодов беномилом с последующим хранением в регулируемой газовой среде. В табл. 14 представлены данные по хранению груш, обработанных 0,03 %-ным раствором беномила, при температуре 0 °C в обычной атмосфере при температуре 0 °C и оптимальном режиме РГС.
Выдержка плодов в 0,03 %-ном беномиле позволяет снизить потери за 3,5 мес от 33,3 до 8,5 %. Ав сочетании с оптимальным режимом хранения в РГС тот же сорт, обработанный беномилом, сохраняется 7 мес. Потери от грибных болезней в этих условиях даже ниже, чем за 3,5 мес хранения обработанных беномилом плодов в обычной атмосфере — всего 8,1 %. В контроле, т. е. при хранении без дополнительных факторов ингибирования, за 7 мес груши этого сорта полностью загнивали, в РГС у необработанных беномилом плодов потери от загнивания составляли половину партии (49,9 %).
Совместное применение беномила и регулируемой газовой среды при хранении более лежкого сорта груш Тал-
14. Влияние обработки беномилом на сохраняемость груш в обычной и контролируемой атмосфере
Вариант обработки
Содержание в атмосфере
Срок
Количество плодов, ПО-
со2
О,
хранения, мес
раженных гнилями, %
Лесная красавица
Без обработки
0
21
3,5
33,3
Обработанные беномилом
0
21
3,5
8,5
Без обработки
0
21
7,0
100
Обработанные беномилом
0
21
7,0
36,4
Без обработки
3
3
7
49,9
Обработанные беномилом
3
3
7
8,1
Талгарская красавица
Без обработки
0
21
3.5
6,1
Обработанные беномилом
0
21 '
3,5
1,7
Без обработки
0
21
7
48,2
Обработанные беномилом
0
21
7
22,0
Без обработки
3
3
7
17,9
Обработанные беномилом
3
3
7
4,6
гарская красавица дало еще лучшие результаты. В этом варианте после семи месяцев хранения потери не превышали 4,6 %.
С помощью беномила удалось продлить срок хранения различных сортов персика при температуре 0—1 °C до 40— 50 дней. Для этого перед закладкой на хранение плоды погружали на 1 минуту в 0,18 %-ную суспензию беномила. После указанного срока хранения в мякоти персиков наблюдалось побурение.
Выявлено положительное влияние на результаты хранения мандаринов контактных фунгицидов Текто (фирма «Сиба Гейги», Швейцария) и Ботран (фирма «Апджон», США), которые широко используются в зарубежных странах при храпении цитрусовых плодов. Результаты обработки мандаринов этими препаратами и последующего их хранения в обычной и контролируемой атмосферах также показали целесообразность сочетания химической обработки и регулируемой газовой среды.
По данным Т. И. Новобрановой, для снижения потерь плодов от грибных гнилей можно успешно использовать топсин в 0,1 %-ной концентрации для предуборочной обработки и 0,03—0,05 %-ной—для обработки снятых плодов перед закладкой на хранение.
Как показали исследования, послеуборочная обработка беномилом и другими фунгицидами позволяет определенное время сохранять и плоды, имеющие механические повреждения, которые для обычного хранения практически непригодны.
К эффективным жидким препаратам, улучшающим сохраняемость плодов, относится Пролонг, разработанный кампанией «Tale Chemicals» (Великобритания). В отличие от синтетических препаратов, он представляет собой смесь природных соединений сложных эфиров жирных кислот и полисахаридов. Все входящие в раствор компоненты допущены в странах ЕЭС для использования в качестве пищевых добавок. Применяют этот препарат для обработки бананов, яблок, груш, слив, манго и других плодов с плотной кожицей, предназначенных для дальних перевозок. Использование Пролонга для предуборочной обработки способствует увеличению урожая и улучшению его качества. Плоды из стран Африки, Азии и Южной Америки, обработанные Пролонгом, сохраняют хороший товарный вид на 2—3 недели дольше, чем необработанные, а отходы при перевозке снижаются на 30 %. Ведется работа по дальнейшему совершенствованию состава этого препарата и по изучению возможности расширения ассортимента фруктов и овощей, которые можно им обрабатывать.
Восковые покрытия
Наряду с описанными способами применения фунгицидов с целью повышения лежкости плодов и овощей существует еще одно средство воздействия на устойчивость плодов в хранении. Это нанесение покрытий. Такую обработку применяют при условии дальнейшего хранения плодов в холодильнике. Покрытие плодов воском позволяет снизить потери массы за счет испарения воды, замедлить созревание и развитие грибных болезней при хранении, предохранить от низкотемпературных физиологических повреждений.
К числу препаратов, применяемых на практике, относится созданный в ГДР протексан. Он состоит из сублимированного парафина, эмульсионной смеси восков и (в качестве дезинфицирующего средства) сорбиновой кислоты. Для обработки плодов используют • водную эмульсию с различным соотношением протексана и воды — от 1 : 6 до 1:3. На рис. 8 показано влияние обработки протексаном различной концентрации на уровень потерь от естественной убыли массы и загнивания.
О том, что воскование яблок перед хранением весьма эффективно для предохранения плодов от увядания и перезревания, свидетельствует и отечественный опыт.
| В Казахстане разработан ) препарат глэс для послеубо- ( рочной обработки плодов. Его 1 получают из доступного пи- | щевого сырья, он имеет воско- I образную консистенцию, раст- । ворим в воде и масле, неток- I сичен, хорошо совмещается с I фунгицидами и антиоксиданта- I ми, что увеличивает его цен- I ность как универсального сред- I ства для повышения устойчи- I вости плодов в хранении.
I Технология обработки яб- | лок глэсом состоит в следую- I щем. Плоды съемной зрелости
аа«3 g 11§«3 g 11§контроль 1:з1:6контроль 1:з1:6Протекоан:6о5аПротекоан:6о5аРис. 8. Потери при хранении в течение 150 дней после применения протексана (сорт Кли- вия):1 — грибные болезни; 2 — естественная убыль массы.Рис. 8. Потери при хранении в течение 150 дней после применения протексана (сорт Кли- вия):1 — грибные болезни; 2 — естественная убыль массы.погружают на 5—10погружают на 5—10ВВ2,5%-ный водный раствор препарата, затем просушивают в течение 3—5 ч и упаковывают стандартным методом. Хранят в холодильнике при оптимальных режимах, а в случае от-
а
а
«3 g 11
§
«3 g 11
§
контроль 1:з1:6
контроль 1:з1:6
Протекоан:6о5а
Протекоан:6о5а
Рис. 8. Потери при хранении в течение 150 дней после применения протексана (сорт Кли- вия):
1 — грибные болезни; 2 — естественная убыль массы.
Рис. 8. Потери при хранении в течение 150 дней после применения протексана (сорт Кли- вия):
1 — грибные болезни; 2 — естественная убыль массы.
погружают на 5—10
погружают на 5—10
В
В
сутствия рекомендаций по сортовым режимам — при температуре от 0,5 до 1 °C и относительной влажности воздуха 85—95 %. Наиболее эффективен глэс при хранении сортов яблок, поражающихся в холодильниках мягким ожогом (Soft Scald) и склонных к увяданию, а также для обработки бананов и огурцов, предназначенных для дальних перевозок (до 2 недель). Расход препарата около 1 % к массе нетто обрабатываемой партии. Хранение плодов с нанесенными на них восковыми покрытиями в модифицированной и регулируемой газовых средах не оказывает существенного влияния на выход стандартной продукции.
Внедрение такого технологического приема, как воскование плодов, сдерживается прежде всего трудностью добиться равномерного смачивания поверхности плодов препаратами. Попытка обрабатывать плоды уже после закладки их в контейнеры не увенчалась успехом из-за большого увеличения потребности в автопогрузчиках. Поэтому
за рубежом покрывают плоды восками, в частности Про- тексаном, непосредственно на доставляющих их транспортных средствах. Авторы глэса рекомендуют обрабатывать им плоды одновременно с механизированной калибровкой и упаковкой.
В отечественной практике применяют способ хранения чеснока, покрытого тонкой пленкой парафина, при температуре — 1...—3°С. Эффект обработки достигается в результате обеззараживания поверхности луковиц чеснока в процессе парафинирования и предохранения от повторного микробного обсеменения за счет нанесения тонкой парафинированной пленки, покрывающей всю головку чеснока. При таком покрытии замедляется, а в некоторых случаях и полностью прекращается процесс испарения. Изменяется внутритканевая газовая среда в связи с накоплением дву- окисл углерода, что приводит к снижению затрат питательных веществ на дыхание. Все это обеспечивает высокую сохраняемость чеснока в течение 7—9 мес при минимальной естественной убыли массы.
Подготовка чеснока к хранению этим способом состоит в следующем. Чеснок, отвечающий по качеству требованиям стандарта, хорошо просушивают и упаковывают в хлопчатобумажные или полиэтиленовые сетки массой по 5— 10—20 кг. В специальной емкости разогревают парафин до температуры плавления (но не кипения) и погружают в него сетки с чесноком на 1—2 мин. Избытку парафина дают стечь, а чеснок подсушивают несколько минут до полного затвердения парафиновой пленки. Сетки с парафинированным чесноком укладывают в ящики или невысокие контейнеры, которые размещаются в хранилищах по общепринятым схемам. Расход парафина на 1 т чеснока 110—120 кг.
Институтом химии Академии наук Казахской ССР модифицирован состав покрытия для чеснока: с целью придания пленке пластичности и способности прочнее удерживаться на головках предложено добавлять к парафину 3 % моноглицерида. Экономический эффект от покрытия чеснока таким составом в расчете на 1 т 160—180 руб.
Этиленпродуцирующие препараты
Одним из перспективных способов сокращения потерь картофеля и овощей является применение синтетических регуляторов роста, открывающее новые возможности управления качеством объектов хранения за счет регулирования длительности периода их покоя и повышения ?0
устойчивости к фитопатогенным заболеваниям. В последние годы действие ростингибирующих веществ на сохраняемость сочного растительного сырья изучалось по инициативе Института биохимии им. акад. А. Н. Баха АН СССР многими научными коллективами нашей страны. Особое внимание уделено таким препаратам, как этрел, гидрел, дигидрел и кампазан, являющимся производными p-хлорэтилфосфоновой кислоты и выделяющим при разложении фитогармон этилен. В свою очередь этилен индуцирует образование другого природного фитогормона — абсцизовой кислоты, которая не только ингибирует ростовые процессы, но и обладает фунгитоксическим действием. Благодаря этому клубни, корнеплоды, луковицы, обработанные этиленпродуцирующими препаратами, имеют более длительный период покоя и сохраняют устойчивость к фитопатогенным заболеваниям. Установлено, что при такой обработке ингибируются ростовые процессы лишь в находящихся в покое меристематических тканях, тогда как паренхимные ткани овощей остаются деятельными, о чем свидетельствует интенсивное образование в них защитных веществ — фитоалексинов.
В СССР из этиленпродуцентов в промышленных масштабах вырабатывают регулятор роста гидрел (бис-кислая 2-хлорэтилфосфоновая соль гидрозиния), который относится к группе ретардантов. Действующее его начало — этилен выделяется при разложении гидрела, если pH не превышает 4,1.
Утвержденный норматив допустимого содержания гидрела в продуктах питания (картофеле, овощах, бахчевых, фруктах) —0,15 мг/кг. Предельно допустимые концентрации в воде водоемов — 0,02 мг/дм3, в воздухе рабочей зоны — 1,0 мг/м3.
В зависимости от объекта хранения гидрел может быть использован в виде водного раствора различной концентрации: для лука—1 %, картофеля — 0,5, корнеплодов — 0,25 — 0,5, винограда — 0,03 — 0,05 %. Рекомендуемые концентрации должны строго выдерживаться. Препарат выпускается в виде 40 %-ного раствора. Для обработки, например, лука на 1 га необходимо 550 см3 промышленного раствора, а для приготовления рабочего раствора 1 %-ной концентрации по действующему веществу пользуются следующим расчетом: 250 см3 40 %-ного раствора гидре- ла-рвода до 10 дм3. Полученный раствор следует тщательно перемешать.
Промышленный препарат хранят в полиэтиленовых бутылях емкостью 1, 3, 10, 20 дм3 или полиэтиленовых кани-
страх емкостью 5, 10 и 20 дм3, в закрытых складских помещениях при температуре не ниже 10 °C и не выше 30 °C.
Рассмотрим особенности обработки гидрелом и ее результаты применительно к отдельным культурам. Для повышения лежкости лука репчатого предпочтительно предуборочное опрыскивание, которое проводят в момент усыхания 15—20 % пера лука — примерно за две недели до уборки луковиц. Обработка однократная. Ее проводят в безветренные нежаркие дни, в ранние утренние или вечерние часы с помощью обычного тракторного опрыскивателя ОВХ-14, стремясь к равномерному нанесению раствора на растения и соблюдая необходимые меры предосторожности в соответствии с санитарными правилами по хранению, транспортировке и применению пестицидов (ядохимикатов) в сельском хозяйстве. Как и при использовании любых других фунгицидов, обработку гидрелом целесообразно проводить только тех партий лука, которые предназначены для длительного хранения с реализацией в весенне-летний период. В любом случае перед закладкой на хранение лук следует перебрать и просушить обычным способом. У полуострого сорта Джонсон 4 и острого сорта Стригу- новский косовский при доуборочной обработке 1 %-ным раствором гидрела период вынужденного покоя продлевался соответственно на 2 и 3 мес, а выход стандартного лука после 7 мес хранения был на 30 % больше, чем в контроле. Экономический эффект от применения гидрела составляет 27,17 руб. на 1 т.
Для обработки картофеля испытаны различные кон- ценцентрации гидрела, дигидрела и кампозана: 0,005 %, 0,01, 0,025, 0,05, 0,1, 0,3, 0,5, 0,7 и 1,0 %. Установлено, что положительное влияние оказывают препараты в концентрации 0,3 %, 0,5 и 0,7 %. Оптимальная доза гидрела — 0,5 % была определена в 1980 г Институтом биохимии им. акад. Баха АН СССР и ВНИИЭТсистем. Расход препарата для обработки картофеля 2—2,5 л/т.
Согласно технологии картофель перед закладкой на хранение обрабатывают этиленпродуцентами в виде водных 0,5 %-ных растворов. Опрыскивание производят с помощью установки типа РЖП (распылитель жидкости передвижной) через форсунки, размещенные над движущейся лентой транспортера сортировочной машины МПК-2 или другой марки. Чтобы обеспечить равномерную обработку препаратом, картофель должен поступать на транспортер слоем не более чем в 1—2 клубня. Партии картофеля после обработки этиленпродуцентами необходимо просушить с помощью вентиляции в течение 2—3 сут, 92
15. Изменение качества картофеля сорта Дружный, обработанного эти- ленпродуцентами, при длительном хранении, %
Препарат и его концентрация
Время анализов
2
6 §
6
В том числе
о
<3
О И
S §
2
I”
к 2
s я у S
2 2 и
Гидрел 0,5
Январь
95,97
4,03
0
1,64
0,96
1,43
Март
92,74
7,25
0,83
3,17
1,00
2,26
Май
83,60
16,40
3,81
4,24
1,31
7,04
Гидрел 0,5 **
Май
71,37
28,64
3,65
10,13
6,35
8,51
Дигидрел 0,5
Январь
96,05
3,95
0
1,75
0,89
1,30
Март
93,00
7,00
1,00
2,99
1,01
2,00
Май
84,44
15,56
3,55
3,83
1,09
7,09
Кампозан 0,5
Январь
96,02
3,98
0
1,40
1,08
1,50
Март
91,15
8,85
0,90
3,08
2,29
2,58
Май
83,32
16,68
4,03
3,89
1,42
7,34
М-1
Май
75,12
24,88
3,64
8,87
4,83
7,54
Контроль
Январь
94,25
5,75
0
2,76
1,34
1,65
Март
88,13
11,87
2,05
4,69
2,14
2,99
Май
68,87
31,13
6,81
7,82
8,56
7,94
* Технический брак — Уз клубня поражено болезнью; абсолютный брак — белее ’/з клубня поражено болезнью.
** Клубни картофеля не обсушены после обработки препаратом.
после чего заложить на хранение. Хранить его можно в картофелехранилищах любого типа: контейнерных, закромных, навальных, с искусственным охлаждением и без него, соблюдая по возможности оптимальный сортовой режим.
В табл. 15 обобщены результаты хранения картофеля, обработанного различными этиленпродуцентами в концентрации 0,5 %, в зависимости от сроков хранения. Для сравнения в таблицу включены одновременно полученные данные о влиянии на сохраняемость картофеля препарата М-1 (метилового эфира а-нафтилуксусной кислоты), широко применяемого в СССР для предупреждения прорастания клубней.
Эти данные получены при хранении картофеля среднераннего элитного районированного сорта Дружный, выращенного в НИИ картофельного хозяйства. Сорт имеет короткий период физиологического покоя. Это позволяет более точно определить степень тормозящего влияния препаратов на прорастание клубней.
Существенной особенностью опытного хранения было
также и то, что оно проводилось в условиях неохлаждае- мого хранилища с принудительной вентиляцией при температуре, колебавшейся в зимние месяцы от 2 до 4 °C и постепенно повышавшейся к концу мая до 16 °C. Относительная влажность воздуха 90—95 %. Картофель хранился в контейнерах вместимостью 450 кг. Обработку и закладку его на хранение проводили в ноябре. Как в опыте, так и в контроле на хранение закладывали только стандартные клубни.
Судя по выходу стандартных клубней, хранившихся до мая включительно, ростингибирующее действие трех эти- ленпродуцирующих препаратов проявляется весьма заметно, несмотря на то, что хранение проходило в хранилищах с нерегулируемой температурой. Разница в выходе стандартных клубней между обработанными и необработанными партиями составляла 14,4—15,6 %. Лучший товарный вид имел картофель, обработанный дигидрелом.
Анализ данных табл. 15 показывает, что наибольшее снижение потерь картофеля при использовании гидрела, дигидрела и кампозана происходило за счет фракций отхода (технического и абсолютного) в результате сокращения заболеваемости клубней. Это подтверждается результатами исследования фитоалексииной активности: у клубней из опытных партий она была в 3,6 раза выше, .чем у необработанного картофеля.
Препарат М-1 улучшал результаты хранения в гораздо меньшей степени. Его действие проявлялось в основном в торможении прорастания клубней без существенного подавления фитопатогенных заболеваний. В результате разница в выходе стандартных клубней между этим вариантом хранения картофеля и контрольным не превышала 8,2 %. Обработка этиленпродуцентами высокоэффективна лишь при условии быстрой просушки картофеля после обработки препаратами, При закладке же картофеля, не просушенного после опрыскивания, разница в выходе стандартных клубней между обработанной и необработанной продукцией снижается до 2,5 %. Это подтверждается и результатами исследований, выполненных в Донецке в производственных условиях как в контейнерном, так и закромном картофелехранилищах.
С учетом этой особенности обработку этиленпродуцентами целесообразно проводить только в хранилищах, оборудованных принудительной, а лучше—активной вентиляцией, с помощью которой клубни можно обсушить сразу после обработки водными растворами препаратов за двое-трое суток.
Л. В. Назаренко установлено, что обработка картофеля гидрелом, дигидрелом и кампозаном не снижает его пищевой ценности. Из-за меньшей интенсивности дыхания в клубнях к концу хранения содержится на 0,56—1,20 % больше крахмала — основного питательного вещества клубней. О снижении в клубнях ростовых процессов под влиянием этиленпродуцентов Свидетельствует и более низкое содержание в них соланина, которого накапливалось в 1,58—1,81 раза меньше, чем в необработанном картофеле, хранившемся в тех же условиях. Ткани обработанных клубней имеют хороший тургор, что коррелирует с более высоким содержанием связанной воды (на 2,3—3,76 %) по сравнению с контролем, клубни которого заметно увядали.
Картофель, обработанный гидрелом, дигидрелом и кампозаном, имеет хороший вкус без каких-либо посторонних привкусов и запахов. Мякоть сырого и вареного картофеля темнеет менее интенсивно и гораздо медленнее, чем у необработанных клубней, что имеет большое значение в кулинарии, производстве чипсов и полуфабрикатов.
Остаточное содержание этиленсодержащих препаратов после 30 дней хранения в сыром картофеле с кожицей составляет 0,21 мг/кг, без кожицы — 0,08 мг/кг. Через 60 дней хранения препарат в клубнях практически отсутствует. Поскольку картофель употребляется в пищу без кожицы, его реализация при необходимости может быть начата после месячного хранения. Но вряд ли целесообразно обрабатывать ростингибирующими препаратами картофель, предназначенный для быстрой реализации. При длительном хранении экономический эффект от применения гидре- ла для послеуборочной обработки картофеля составляет 15,88 руб./т.
Во ВНИИКОПе изучали влияние гидрела на сохраняемость корнеплодов семейства зонтичных — моркови и пряных овощей: сельдерея, петрушки, пастернака. Для сравнения на тех же объектах испытывали действие другого препарата — натриевой соли гидрозида малеиновой кислоты (ГМК-Na). Известно, что ГМК-Na, подавляя образование нуклеиновых кислот и задерживая деление и растяжение клеток в точках роста, оказывает сильное ро- стингибирующее действие. Исследовано действие 0,25 и 0,5 %-ных водных растворов гидрела и ГМК-Na на мытых и немытых корнеплодах.
Корнеплоды, просушенные на воздухе после обработки, упаковывали в мешки из полиэтиленовой пленки толщиной 200 мкм вместимостью 25 кг и хранили в холодильной ка-
16. Влияние обработки химическими препаратами на сохраняемость корнеплодов
Вариант опыта
я О
Я К w
Количество пораженных корнеплодов, %, после хранения (сут)
8 §
<5
30
60
90
120
130
Сельдерей
Корнеплоды немытые Без обработки (контроль)
0
3
8
13
18
3,5
С обработкой растворами: ГМК-Na
0,25
0
0
0
5
5
1,2
-
то же
0,5
0
4
8
16
16
3,0
гидрела
0,25
0
0
0
0
0
0
то же
0,5
0
0
0
5
5
1,0
Корнеплоды мытые Без обработки (контроль)
—
0
3
3
3
3
0,9
С обработкой растворами: ГМК-Na
0,5
0
0
0
0
0
0
гидрела
0,5
0
0
0
0
0
0
Морковь
Корнеплоды немытые
Без обработки (контроль)
С обработкой растворами: ГМК-Na
0,25
0
4
0
12
0
12
8
16
10
4,1
2,0
то же
0,5
0
7,5
12,5
12,5
12,5
2,6
гидрела
0,25
0
2,5
2,5
5
12
2,0
то же
0,5
0
2,5
2,5
5
5
0,6
Корнеплоды мытые Без обработки (контроль)
—
0
0
0
0
5
1,0
С обработкой растворами: ГМК-Na
0,5
0
5
5
12
12
1,3
гидрела
0,5
0
0
0
0
7
1,0
мере. В течение первого месяца температуру в ней снижали с 4,5 до 1 °C, а затем поддерживали на этом уровне.
В табл. 16 на примере моркови и сельдерея показана эффективность обработки корнеплодов препаратами против склеротинии — основного возбудителя заболеваний этих овощей. К пораженным болезнью относили корнеплоды с любой степенью ее развития, включая первые признаки. Поэтому отдельно приводятся сведения по количеству отходов.
Из табл. 16 видно, что по фунгицидному воздействию гидрел превосходит ГМК-Na и наибольший эффект от обоих препаратов получен при обработке ими мытых корнеплодов. Это объясняется снижением общей микробной обсемененности в процессе мойки за счет удаления с по- 96
I
верхности корнеплодов земли, являющейся основным источником заражения склеротинией.
Во многих случаях 0,25 %-ная концентрация ГМК-Na оказывалась более фунгитоксичной по сравнению с раствором 0,5 %-ной концентрации. Отмеченные закономерности наблюдались и при хранении обработанных антиростовыми веществами петрушки и пастернака.
Что касается влияния препаратов на ростовые процессы, то оно проявлялось после пробуждения почек, которое во всех вариантах, включая контроль, начиналось в одно и то же время — в феврале. Но затем в контроле почки прорастали, ростки увеличивались, а в опытных вариантах прорастали лишь некоторые почки, рост и развитие ростков были замедленными. Через 6 мес хранения в контрольных партиях немытых овощей количество корнеплодов с ростками свыше 5 мм было от 16 и 21 % У пастернака и петрушки, до 23—26 % у моркови и сельдерея.
Почти во всех вариантах опыта независимо от обработки мытые овощи прорастали менее интенсивно, чем немытые. Эта тенденция отчетливо проявлялась даже в контроле. Разница в количестве проросших немытых и мытых корнеплодов составляла у сельдерея—3 %, пастернака— 4, петрушки — 7, моркови—13 %. Если учесть, что мытые корнеплоды в меньшей степени поражаются и фи- топатогенными заболеваниями, то мойку с последующим просушиванием и упаковкой в полиэтиленовые мешки следует рекомендовать производству как эффективный способ снижения потерь моркови и пряных корнеплодов.
Установлено, что обработка ростингибирующими препаратами снижает интенсивность дыхания* корнеплодов в течение всего срока хранения. В весенние месяцы, когда наблюдается активизация дыхательного газообмена, у обработанных гидрелом и ГМК-Na корнеплодов интенсивность дыхания была в 1,5—2 раза ниже, чем у необработанных. Это способствовало лучшему сохранению питательной и вкусовой ценности корнеплодов.
Дополнительно проведенные микробиологические и биохимические исследования показали, что гидрел и ГМК-Na, подавляя развитие фитопатогенной микрофлоры и задерживая прорастание корнеплодов, не ослабляют, а повышают их естественную -устойчивость в период хранения.
В последние годы этиленпродуценты этрел и гидрел начали применять для регулирования сроков созревания косточковых плодов, ягод, плодовых овощей (в основном, томатов). Обработка этими препаратами обеспечивает дружное поспевание до 80—90 % плодов на растении, что
является необходимым условием для однократной механизированной уборки.
В Молдавии этот технологический прием был испытан на винограде столовых сортов. Известно, что поздние столовые сорта винограда, используемые для длительного хранения, часто не успевают вызревать, поэтому поступают в хранилище с низкой сахаристостью, пониженными показателями механических свойств гроздей и ягод, т. е. со слабой потенциальной лежкостью. Это в свою очередь приводит к большим потерям при хранении. В связи с этим была проведена работа по определению эффективности предуборочной обработки эталенпродуцентами — этрелом и гидрелом столовых сортов винограда Молдова и Коарна нягре, установлены оптимальные дозы и сроки обработки кустов, определены возможные сроки хранения урожая.
В процессе двухлетних рекогносцировочных опытов, проведенных В. А. Цуцуком, было испытано действие одно- и двукратных опрыскиваний кустов винограда растворами этрела и гидрела в концентрациях от 0,01 до 0,08 %. Было выяснено, что в концентрации до 0,03 % препараты не оказывают влияния на сроки созревания и качество винограда. При концентрациях выше 0,05 % наблюдается ускоренное накопление питательных веществ в ягодах. Однако этот положительный эффект сопровождается снижением прочности прикрепления ягод к плодоножкам, а следовательно, их повышенной осыпаемостью.
Как для этрела, так и для гидрела оптимальными были признаны концентрации 0,03—0,05 % и однократное опрыскивание в момент накопления в ягодах 7—8 % сухих веществ.
После обработки этиленпродуцирующими веществами в ягодах винограда наблюдалось эндогенное выделение этилена, особенно интенсивное в первые 4—8 сут, но уже в конце второй недели количество этилена, выделяемого ягодами на обработанных препаратами кустах, почти не отличается от контроля. К этому времени остаточное количество этиленпродуцентов составляет 0,01—0,035 мг/кг при допустимых нормах 0,15 мг/кг.
В течение 4—8 сут после обработки винограда этрелом и гидрелом повышается интенсивность дыхания ягод, увеличивается общее содержание спиртов (при обработке этрелом), возрастает содержание терпеноидов, обладающих фунгицидным действием. Особенно четко обработка этрелом и гидрелом сказывается на темпах сахаронакопле- ния: в первые 8—10 сут они в 5—7 раз выше, чем в кон-
17. Влияние обработки этиленпродуцентами на сохраняемость винограда в обычной и контролируемой атмосфере, %
Вариант обработки
Убыль массы
Стандартный виноград
Нестандартный виноград
Всего
I сорт
П сорт
СДВ
Контроль
9,2
61,9
44,2
17,7
28,9
Гидрел — 0,03 %
9,3
84,2
72,4
11,8
6,5
Гидрел — 0,05 %
9,4
84,0
71,3
12,7
6,6
Этрел — 0,03 %
9,3
83,9
69,7
14,2
6,8
Этрел — 0,05 %
9,2
84,5
69,6
14,9
6,3
РГС
Контроль
1,5
98,5
98,5
Гидрел — 0,03 %
1,6
98,4
98,4
—
Гидрел — 0,05 %
1,6
98,4
98,4
—
Этрел — 0,03 %
1,5
98,5
98,5
—
Этрел — 0,05 %
1,5
98,5
98,5
—
—
троле, а затем снижаются до обычных. Если принять за базовую кондицию сахара 12 %, предусмотренных ГОСТом 25896—83 в качестве минимума для заготовляемого винограда Молдавии, то обработка этиленпродуцентами в концентрации 0,03—0,05 % обеспечивает этот уровень сахаристости на 6—10 дней раньше, чем в контроле.
Характерным для обработанного винограда являлось и количественное увеличение полифенолов, что внешне проявлялось в более раннем формировании интенсивной окраски ягод независимо от их расположения в грозди. У обработанного винограда быстрее, чем в контроле, снижались титруемая кислотность и содержание протопектина. Соответственно механическая прочность ягод в опытных вариантах выращивания винограда была меньше, чем в контрольных, что коррелировало с повышенным количеством осыпи у винограда, обработанного этиленпродуцентами. Но этот недостаток компенсировался более высоким выходом гроздей I сорта — на 14—20 % больше по сравнению с контролем.
Заслуживают внимания результаты исследования леж- кости винограда, обработанного этрелом и гидрелом. Его хранили при температуре 0±1°С как в условиях свободного доступа воздуха (СДВ), так и в РГС. Относительная влажность в хранилище с СДВ колебалась в пределах 85—90 %, а в РГС — 95—98 %. Газовый режим создавался пассивным методом за счет дыхательного газообмена с последующим скруббированием избытка СОг до 8 %-ного
содержания его в атмосфере. Количество кислорода колебалось в пределах 2—3 %. В табл. 17 представлены сведения о качестве винограда сорта Молдова после 130 сут его хранения.
В хранилище с обычной атмосферой при одинаковом уровне естественной убыли массы у винограда, обработанного в период вегетации этиленпродуцентами, выход стандартных гроздей к концу хранения был на 22—22,6 % выше, чем у необработанного. При этом выход винограда первого товарного сорта в опытных партиях был вдвое выше по сравнению с контрольными. Образование фракции II сорта в основном было обусловлено появлением осыпи и соответственно изреженных гроздей. Ягоды этой фракции по вкусу, окраске, консистенции и питательной ценности не уступают ягодам первого товарного сорта. Нестандартный виноград был представлен ягодами с функциональными расстройствами и микологическим поражением.
В условиях РГС одинаково успешно сохранялись как опытные, так и контрольные партии винограда. Во всех вариантах выход стандартных гроздей (причем только первого товарного сорта) превышал 98 % при минимальных естественных потерях—1,5—1,6 %. Потерь от физиологических или фитопатогенных заболеваний не было.
Испытывающийся режим РГС оказывал преимущественное влияние на сохраняемость винограда. Следовательно, при обеспеченности хранилищами с РГС виноград можно хранить без каких-либо дополнительных обработок химическими средствами. Но поскольку абсолютное большинство хозяйств такими хранилищами не располагает, обработку виноградников в указанные сроки этиленпро- дуцирующими веществами можно рассматривать как один из весьма эффективных приемов повышения лежкости винограда на основе улучшения его исходных товарных свойств.
Йодсодержащие антисептики (йодофоры)
В литературе имеются данные о возможности использования йодполимерных соединений — йодкрахмала, ИКМ (йодкрахмала модифицированного), йодинола для обработки ими плодов и овощей с целью повышения устойчивости их в хранении.
Полисахариды крахмала, являясь носителями молекулярного йода, предназначены главным образом для использования в пищевой промышленности. Препарат ИКМ
(йодкрахмал модифицированный) представляет собой водный раствор комплексных соединений молекулярного йода с полисахаридами крахмала практически без запаха йода: pH 2,0—2,5. Он нетоксичен, нелетуч.
Благодаря выраженным антимикробным свойствам при технологической обработке используются разбавленные растворы ИКМ с концентрацией молекулярного йода 25— 30 мг/дм3. Для испытаний препарата в промышленных условиях получено разрешение Министерства здравоохранения МССР.
В совместных исследованиях, выполненных в Одесском технологическом институте пищевой промышленности и Кишиневском политехническом институте, были апробированы в лабораторных условиях препараты ИКМ для обработки черешни, вишни, абрикоса, сливы, винограда, томатов. Использовались рабочие растворы ИКМ, содержащие от 25 до 600 мг/дм3 молекулярного йода.
Обработку проводили путем погружения образцов плодов массой в 1—2 кг в рабочий раствор на 1—3 мин. После извлечения из раствора плоды на одну минуту помещали на сетку для стекания избытка раствора и упаковывали в деревянные ящики. Контроль (необработанные антисептиком плоды) и опытные образцы хранили в не- охлаждаемом помещении с нерегулируемой температурой, колебавшейся от 20 до 25 °C при относительной влажности 80—95 %.
Микробиологические исследования подтвердили высокий стерилизующий эффект йодсодержащего препарата: микробиальная обсемененность 1 г плодов в результате обработки снижалась на 99,8—99,9 % по сравнению с контролем, а в некоторых вариантах микрофлора полностью отмирала. Несмотря на такое асептическое исходное состояние опытных плодов, даже краткосрочное их хранение (1—4 сут) приводило к значительному микробиологическому поражению плодов — до 16 %, томатов — до 23 %. И хотя по отношению к контролю потери в опытных образцах были в 1,8—3,8 раза меньше, полученные результаты нельзя считать положительными.
Опыты по транспортированию и хранению винограда, обработанного перед упаковкой йодкрахмалом (не модифицированным), не дали ожидаемых результатов даже при коротком периоде транспортирования из Крымской области в Киев, несмотря на использование транспортабельных сортов Шабаш, Асма и Ташлы. Еще менее эффективным было их хранение при температуре —0,5...—3°С и относительной влажности воздуха 88—92 %. К январю в ва-
18. Влияние обработки йодкрахмалом на качество лука при хранении, %
Вариант обработки
Концентрация препарата, % к массе лука
Стандарт-
продукция
Частично загнивший лук
Абсолютный брак
Проросшие луковицы
Распыление
Лук УССР
0,0592,1
3,9
2,8
2,1
0,10
89,4
4,0
3,0
3,6
»
0,25
87,6
8,4
1,2
2,8
»
0,50
88,1
8,5
1,4
2,0
Узелки
0,50
84,3
12,7
0,6
2,4
Распыление
1,00
85,0
14,6
Нет
0,4
Контроль
—
68,5
19,9
5,5
6,5
Распыление
Лук УзССР
0,0595,9
2,3
Нет
1,8
»
0,10
93,8
4,2
0,5
1,5
»
0,25
88,5
6,2
0,3
5,0
»
0,50
88,0
9,1
0,5
2,4
Узелки
0,50
93,7
3,3
0,7
2,3
Распыление
0,75
90,1
4,0
0,9
5,0
»
1,00
90,0
9,0
0,6
0,4
Контроль
—
66,3
10,5
0,6
22,6
риантах с обработкой сухим йодкрахмалом сохранялось в зависимости от сорта 36,2—78,6 % стандартного винограда, а абсолютный брак составлял 16,8—31 % (против 5,2—8,9 % в контроле). Виноград же, обработанный до упаковки 1 %-ной водной суспензией йодкрахмала, к этому времени практически не содержал стандартных гроздей, а количество брака в виде больших гнезд полностью загнивших гроздей достигало 49—69,2 %.
Аналогичные результаты были получены 3. В. Короб- киной и Ы. Я. Орловой при обработке сливы йодкрахмалом сухим и мокрым способом.
В опытах производственного характера, выполненных по заданию Главплодоовощторга Министерства торговли УССР, была изучена возможность и целесообразность хранения в неохлаждаемых и охлаждаемых складах трех видов овощей — капусты белокочанной, чеснока и лука репчатого с применением йодкрахмала.
Лишь для лука репчатого обработка этим препаратом дала положительные результаты, причем только при хранении в охлаждаемой камере (температура 0...— 1 °C).
В табл. 18 показаны варианты обработки и товарное
состояние производственных партий лука репчатого, выращенного на Украине, а также доставленного в сезон заготовки в Киев из Узбекистана после трех месяцев хранения в холодильнике.
Лук, как и чеснок, в отличие от винограда, сливы и капусты обрабатывали только сухим йодкрахмалом. Для сравнения в одном из вариантов вместо распыления йод- крахмал в марлевых узелках размещали в разных местах ящиков с луком.
В условиях охлаждаемого склада обработка йодкрахмалом, особенно минимальными дозами, обеспечивала увеличение выхода стандартной продукции на 15,8—29,6 % У лука, выращенного на Украине, и на 1,7—9,6 % У лука из Узбекистана. Абсолютное же содержание стандартных луковиц после хранения было значительно выше в луке, поступившем из УзССР, причем в каждом из сопоставимых вариантов обработки. На примере этого лука особенно наглядно проявилось ростингибирующее действие йодкрах- мала, а в партиях менее устойчивого к инфекционным болезням украинского лука сильнее сказалось антисептическое действие препарата.
Способ размещения йодкрахмала в массе лука (распылением или узелками с препаратом) достоверного влияния на сохраняемость лука не оказывал. Необходимо, однако, отметить, что луковицы, непосредственно контактировавшие с частицами йодкрахмального порошка, имели точечные следы некроза не только на кроющих, но иногда и на периферических мясистых чешуях.
Обработка йодкрахмалом в зависимости от дозы реактива оказывала различное влияние на изменение химического состава лука в процессе хранения. При минимальных дозах препарата содержание влаги в луке опытных партий было выше, а количество сухих веществ — ниже, чем в контроле; с повышением же доз антисептика влажность понижалась, соответственно возрастало содержание сухого вещества. На уровень С-витаминной активности украинского лука обработка йодкрахмалом влияния не оказывала. В динамике редуцирующих сахаров, сахарозы и титруемых кислот не было установлено какой-либо закономерности.
В обработанном луке Узбекистана окислительные и гидролитические процессы протекали гораздо интенсивнее. В результате больше, чем в контроле, было содержание растворимых сухих веществ, а в их составе меньше сахарозы и больше редуцирующих сахаров. По содержанию
аскорбиновой кислоты опытные партии уступали контрольным.
Естественная убыль массы в опытных партиях украинского лука в зависимости от количества добавленного йод- крахмала за три месяца хранения составила от 1,1 до 2,87 % против 3,1 % в контроле. В контрольных партиях узбекского лука естественная убыль за тот же срок не превышала 2,1 %, а в обработанных колебалась от 0,98 до 2,84 %. Характерно, что независимо от района выращивания максимальные естественные потери у лука были при 1%-ном добавлении йодкрахмала.
На наш взгляд, возрастание убыли массы при высоких дозах йодкрахмала объясняется частичным нарушением спиральной структуры крахмала и высвобождением йода из комплексного высокополимерного соединения. Свободный йод, как известно, обладает сильным окислительным действием, обусловливающим некротические реакции —■ ожог тканей. В результате некроза в поверхностных че- шуях образуются многочисленные мелкие отверстия, что способствует интенсивному испарению влаги из сочных чешуи.
Подводя итог приведенным разноречивым материалам об антисептическом действии йодофоров, в частности модифицированного и немодифицированного йодкрахмалов, и возможности их применения в практике хранения плодов и овощей необходимо, прежде всего, разобраться в принципиальной сущности этих противоречий. Анализ рассматриваемых фактов свидетельствует о сильном первоначальном стерилизующем действии йодофоров, которые, как правило, не проявляются при дальнейшем хранении, в результате чего потери у обработанной этими препаратами продукции бывают иногда больше, чем у необработанной.
Наблюдения показывают, что из йодсодержащих полимеров йод довольно легко сублимирует. Например, через 1—2 мес после выработки верхние слои йодкрахмала, хранящегося в мешках из полиэтилена, теряя синюю окраску, приобретают цвет натурального крахмала, что свидетельствует о выделении йода из комплексного полимерного соединения.
Обработанные водными растворами йодкрахмала плоды и овощи имеют огромную суммарную поверхность, хранятся они в открытой таре. Следовательно, создаются оптимальные условия для сублимации йода из йодофора. После того как активное начало препарата — йод улетучивается, на поверхности плодов остается увлажненный крахмал, то есть прекрасный питательный субстрат для развития мик-
роорганизмов, которые без ограничения попадают на открытые плоды или овощи из воздуха хранилища. В результате возникают гнездовые загнивания, начинается массовая порча плодов и овощей.
То что в опытах по хранению лука были получены хорошие результаты от применения йодкрахмала, объясняется прежде всего тем, что применялся сухой препарат (порошкообразный) и тем, что сухие кроющие чешуи защитили сочную внутреннюю часть луковиц от повторного обсеменения микроорганизмами.
О том, как действенна защита от повторного микробного поражения, свидетельствуют результаты применения йодированных бумажных оберток для винограда *. В них завертывали по 1—2 грозди свежеубранного винограда сортов Тайфи розовый и Нимранг. Полученные пакеты с виноградом (8—10 шт.) укладывали в два ряда по длине ящика, выложенного изнутри бумагой, свободными концами которой пакеты укрывали и сверху. Ящики закрывали крышками и забивали. Из Ташкентской области виноград доставляли в Москву вагонами-ледниками в течение 10 сут.
По прибытии в Москву количество загнивших ягод у транспортабельного сорта Тайфи розовый не превышало 1,4 %, несмотря на то, что до погрузки в вагон-ледник виноград находился 4 сут на открытой платформе пакгауза при дневной температуре в тени свыше 40 °C.
Виноград, поступивший в Москву, без дополнительной сортировки оставляли для хранения при температуре 0—3 °C и относительной влажности воздуха 85—90 %. В табл. 19 представлены данные о качестве винограда через 60 и 105 дней хранения. Для сравнения в таблицу, помимо контрольных, включены данные о хранении в тех же условиях винограда, упакованного аналогично — в пакетах из той же, но не обработанной бумаги с добавлением внутрь каждого пакета по 1,5—2 г МБСК.
По результатам хранения в указанные сроки упаковка винограда в йодированные салфетки лишь немногим уступала упаковке с метабисульфитом калия, которая по общему признанию наиболее приемлема и эффективна при хранении винограда. В контроле к этому времени практически не оставалось стандартного винограда.
Следующая экспертиза, проведенная через 135 дней с
1 В опытах использовали салфетки из фруктовой бумаги размером 45x45 см, пропитанные раствором, содержащим 12,7 г йода, 10 г йодистого калия, 800 г спирта этилового, 200 г воды, а затем просушенные на воздухе.
19. Влияние способа упаковки на сохраняемость винограда
Способ упаковки и вид использованного антисептика
Тайфи розовый
Нимранг
после 60 дней хранения
после
105 дней хранения
после 60 дней хранения
после
105 дней хранения
w 2 а о
2 к
я = £ а
с
” 3
§
Я
« 2
= 5
3 К
Е а
с
” 3 = о 3 ® S " £ а
3
Бумажные пакеты из йо
дированных салфеток2,33,24,07,18,16,210,27,6
Бумажные пакеты с
МБСК3,21,33,35,95,63,08,94,1
Бумажные пакеты без об
работки (контроль 1)22,925,046,339,646,030,059,037,0
Без упаковочных мате
риалов (контроль 2)36,030,050,042,646,032,065,035,0
момента закладки винограда на хранение, показала, что йод из салфеток, в которые были завернуты грозди, полностью сублимировал (они из рыже-коричневых стали белыми) и состояние винограда резко ухудшилось. Фракция гнилых и загнивших ягод возросла до 30,6 %, а осыпь — до 20,8 % (данные по сорту Тайфи розовый). В партии же винограда того же сорта, упакованного с М.БСК, количество отходов и осыпи было по-прежнему невысоким и составляло соответственно 4,3 и 6,2 %.
Таким образом, обобщение и анализ имеющихся литературных данных и результатов собственных исследований показывает, что в настоящее время еще не разработана технология хранения плодов и овощей с использованием йодсодержащих антисептиков, которую можно было бы рекомендовать производству. Но поскольку работы в этом направлении в нашей стране продолжаются, разработчикам такой технологии следовало бы учесть некоторые требования, вытекающие из анализа результатов уже выполненных работ.
Пригодный для обработки плодов и овощей йодсодержащий препарат должен обладать выраженным пролонгированным действием, поскольку обработка химическими средствами оправдана лишь при обеспечении длительного хранения продукции с минимальными потерями.
В качестве носителя йода в полимерном соединении не-
целесообразно использовать пищевой продукт как из экономических соображений, так и с позиции микробиологии. Существует специальное постановление Совета Министров СССР, запрещающее использование пищевых продуктов, и в частности крахмала, для технических целей.
Желательно, чтобы при обработке плодов и овощей не происходило их увлажнения, так как оно провоцирует микробиологические заболевания. И, наконец, обработанный йодофорами продукт должен быть огражден от вторичного обсеменения микрофлорой. При этом его упаковка должна обеспечивать необходимый газообмен во избежание гибели «живого» объекта хранения от анаэробного удушья.
* * *
Помимо описанных методов обработки плодов и овощей антисептиками заслуживают внимания результаты исследований по применению обработки овощного сырья водным раствором соляной кислоты (pH 2,0—2,5), вермикулитом и меловой суспензией.
Способ обработки картофеля водным раствором соляной кислоты основан на том, что ионы гидрония НзО+, в виде которых водородный ион находится в водном растворе соляной кислоты, являются сильнейшим ядом для многих грибов и бактерий. Однако трехлетняя проверка предложенного способа обработки, проведенная УкрНИИТОПом в производственных условиях на сортированном и несортированном картофеле при хранении его в контейнерах, к сожалению, не дала подтверждения эффективности обработки клубней этим способом.
Испытано действие раствора соляной кислоты в рекомендуемых концентрациях для картофеля с глубокими механическими повреждениями, в том числе для раздавленных клубней. С этой целью использовались емкости из некорродирующего материала, в которые закладывали мытые механически поврежденные клубни и заливали раствором соляной кислоты, после чего емкость закрывали. В таких условиях картофель сохранялся в неохлаждаемом хранилище без порчи в течение 6—8 мес.
Учитывая большой удельный вес поврежденных клубней при механизированной уборке картофеля, их непригодность для хранения обычными методами и невозможность единовременной переработки или использования на корм скоту, такой способ хранения некондиционного сырья является весьма перспективным. Особенно экономичным было бы внедрение этого способа хранения в местах производства, чтобы исключить двукратную перевозку техппче-
ского брака — из хозяйств в центры потребления и обратно на корм скоту.
Ленинградский институт советской торговли имени Ф. Энгельса совместно с Полярно-альпийским ботаническим садом-институтом Кольского филиала АН СССР предложили в качестве консерванта для длительного хранения картофеля и овощей вермикулит взамен сыпучих упаковочных материалов, бумажных оберток, картонных прокладок.
Вермикулит — это минерал из группы гидрослюд, обладает способностью многократно увеличиваться в объеме (вспучиваться) при обжиге в интервале температур от 400 до 1100 °C. При этом он приобретает объемную массу 75— 200 кг/м3. Консервант не окисляется и не гниет, обладает способностью к высокому влагопоглощению (более 350 %), имеет щелочную реакцию (pH водной вытяжки 9,9). Советский Союз располагает большими запасами этого минерала.
Применение вермикулита в качестве упаковочного материала значительно улучшает хранение картофеля, моркови и других овощей. Это объясняется прежде всего его влагопоглощающими свойствами, благодаря которым на поверхности объектов хранения никогда не бывает капельно-жидкой влаги. На сухой тургесцентной поверхности не происходит развития грибных гнилей и бактериозов. Размножению грибов препятствует также щелочная реакция консерванта. Вермикулит, обладая адсорбционными свойствами, способствует удалению из окружающей овощи атмосферы ацетальдегида, этилового спирта и других продуктов анаэробного дыхания. Этим предупреждаются функциональные расстройства (физиологические болезни) картофеля и овощей. Сыпучесть и легкость проникновения вермикулита между отдельными экземплярами овощей ограничивает контакт между больными и здоровыми клубнями или корнеплодами, следовательно, исключается гнездовое загнивание продукции. Этот сыпучий минерал может играть роль носителя фунгицидов и бактерицидов, а также поддерживать нужную концентрацию влаги в атмосфере.
Согласно имеющимся данным Жаровой, Кузнецова и др., длительное хранение картофеля и овощей в вермикулите марки 150 позволяет увеличить выход стандартной продукции на 3,9—14,6 % при одновременном снижении естественной убыли массы на 2,5—12,8 %.
Применение вермикулита эффективно при хранении овощей в засеках, ящиках и контейнерах, предварительно
застеленных бумагой. В последнем случае используют вермикулит марок 150 и 200. Перед засыпкой вермикулитом картофель и овощи необходимо перебрать. Применение этого консерванта целесообразно не только при осенней закладке овощей па хранение, но и перед выходом их из состояния покоя в феврале—марте.
Консервант засыпают в насыпь засека или тару с картофелем или овощами сверху. Благодаря текучести он равномерно распределяется между экземплярами продукции. При хранении овощей в засеках с естественной вентиляцией расход вермикулита марки 200 составляет 2,5—3 % от массы картофеля или овощей. Если же их хранят в таре, потребность в минерале возрастает до 5—10 % к массе сохраняемой продукции.
Прибыль от хранения овощей и картофеля с засыпкой их вермикулитом составляет 7—15 руб./т.
В последние годы в практике хранения моркови все чаще возвращаются к способу предварительной обработки корнеплодов — мелованию. Давно известно, что послеуборочная обработка моркови водной суспензией мела создает на поверхности корнеплодов щелочную среду, которая отрицательно влияет на развитие грибных заболеваний. Новым является то, что создаются, наконец, реальные условия для внедрения этого способа в производство. Так, институтом «Рязаньгипроводхоз» разработана и внедрена в совхозе «Московский» Рязанской области технологическая линия мелования моркови, включающая приемный бункер, поперечный транспортер, гидролоток (350— 300 мм), прутковый транспортер, ротор, транспортер-загрузчик ТЗК-30. Вымытые водой в гидролотке корнеплоды транспортируются потоком воды на прутковый транспортер, где поврежденные экземпляры выбраковываются. Затем они транспортируются по второму участку гидролотка в установку для мелования, попадают в суспензию мела и направляются в приемный бункер транспортера-загрузчика для заполнения контейнеров и отправки в хранилище. Для приготовления раствора проектом предусмотрен приямок размером 4500X2500 мм из монолитного железобетона (бетон М150). Установка работает 2 месяца в году по 8 часов в сутки, суточное водопотребление 300 м3, напор на вводе 10-90 кПа. Стоки от промывки и гидротранспортировки моркови попадают в колодцы и направляются для очистки в пруд-отстойник.
На Курском заводе тракторных запасных частей разработан меловальный агрегат более сложной конструкции,
20. Влияние условий и сроков хранения на убыль массы яблок20. Влияние условий и сроков хранения на убыль массы яблокДлитель- ность хранения, сутДлитель- ность хранения, сутТипы камер хранилищаТипы камер хранилищаУбыль массы, %Убыль массы, %нии, на 40—50 % ниже, чем в холодильных камерах с обычным давлением. Частичный вакуум приводит к снижению в атмосфере содержания кислорода. Например, если давление снижается до 0,1 атм., то и содержание кислорода вместо обычных 21 % падает до 2,1 %. При этом интенсивность дыха-
20. Влияние условий и сроков хранения на убыль массы яблок
20. Влияние условий и сроков хранения на убыль массы яблок
Длитель- ность хранения, сут
Длитель- ность хранения, сут
Типы камер хранилища
Типы камер хранилища
Убыль массы, %
Убыль массы, %
ния снижается примерно на 582,4—060 %. Эти факторы тормозят
783,5—0,1процессы созревания и старе-
hq11°49пония плодов и овощей: дольше
°’сохраняется их твердость, мед-
леннее разрушаются крахмал и хлородилл, полнее сохраняются питательные вещества — сахара, органические кислоты, аскорбиновая кислота. Мякоть плодов не темнеет, так как практически полностью устраняются физиологические заболевания. А в связи с постоянной откачкой воздуха в среде хранения уменьшается общая микробная обсеменен- ность, в результате снижается поражение плодов и овощей грибными гнилями и бактериозами. Пониженное давление ограничивает размеры естественной убыли массы плодов и овощей (табл. 20).
Эксперимент, проведенный в Швейцарии по хранению шести сортов яблок при температуре 2 °C, относительной влажности воздуха 92 %, концентрации кислорода 2—3 %, двуокиси углерода 3 % и стабильных гипобарических условиях, дал гораздо лучшие результаты по сравнению с хранением без регулируемого давления. Плоды после гипобарического хранения характеризовались более высокими
пинетрометрическими показателями, менее выраженным желтым цветом, более высокой кислотностью, сочной и хрустящей мякотью. Их дегустационная оценка в целом превышала оценку яблок контрольного образца.
Практические выводы зарубежных исследователей по результатам работ в области гипобарического хранения сводились к следующим: давление газа в хранилище можно быстро понизить и легко регулировать; по завершении хранения в камеры хранилища можно сразу же входить; во избежание чрезмерного высушивания плодоовощного сырья необходимо соответствующее увлажнение воздуха; основную техническую трудность составляет поддержание высокой влажности в камерах хранения с пониженным.
давлением; биологическая проблема состоит в улетучивании и замедленном образовании ароматических веществ у плодов, хранящихся при пониженном давлении.
Однако в дальнейшем были выявлены дополнительные трудности технического плана, касающиеся хранилищ производственного назначения для большого количества сырья.
Это определило более ограниченное использование вакуумной обработки. Ее начали применять лишь для ускорения охлаждения плодов и овощей при закладке на хранение в холодильных камерах. Этот технологический прием основан на том, что при низком остаточном давлении влага па поверхности плодов и овощей и частично в клетках периферических тканей вскипает, за счет чего продукт быстро охлаждается и лучше хранится.
Доказана неадекватность воздействия различных режимов вакуумной обработки на газообмен и скорость биохимических процессов в плодах и овощах. Так, при мягком вакуумировании наблюдается торможение созревания плодоовощного сырья. И, наоборот, многократная резкая вакуумная обработка ускоряет биохимические процессы, причем главным средством ускорения является сброс вакуума — переход от низкого остаточного атмосферного давления к более высокому. Сброс, как правило, вызывает микротравмирование тканей, а это, в свою очередь, стимулирует протекание реакций раневого биосинтеза, ускоряет созревание.
Таким образом, основным действующим фактором режима обработки, вызывающим ускорение дозревания, является число сбросов вакуума и ингибирующим его — снижение остаточного давления.
С учетом требований практики Ю. Г. Скориковой предложены дифференцированные режимы вакуумной обработки для семечковых, косточковых плодов и томатов. Применение одних режимов задерживает перезревание зрелых плодов, обработка же при других режимах (в случае поступления на переработку или для быстрой реализации недозрелого сырья) ускоряет процесс созревания. Например, при закладке на длительное хранение яблок, убранных в съемной стадии зрелости, рекомендован оптимальный режим вакуумной обработки, задерживающий их созревание: остаточное давление — не ниже 60 кПа, число сбросов — 2, выдержка под вакуумом — 2— 5 мин. При быстром использовании недозрелых плодов применяют вакуум—инфильтрацию в ткани сырья газов — стимуляторов созрсга-
ния в момент сброса вакуума. Хорошие результаты дает инфильтрация этиленом.
Как ингибирование созревания мягкой вакуум-обработ- кой (однократной при числе сбросов до 3, остаточном давлении— до 80 кПа), так и ускорение этого процесса (при более жестком вакуумном воздействии, особенно с инфильтрацией в ткани стимуляторов созревания) дает высокий эффект для плодов, чувствительных к изменению газового состава среды — яблок, слив, томатов.
Оптимальный режим вакуумной обработки для дозревания яблок, снятых не раньше, чем за 15 сут до созревания на дереве, характеризуется следующими данными: 3—2-кратная подача газа в камеру при сбросе давления от 80 до 100 кПа, содержание этилена в инфильтруемой смеси 0,1 %.
Использование вакуумной обработки наиболее перспективно для выравнивания качества у неоднородных по степени зрелости плодов механизированной уборки, поступающих для переработки на консервные предприятия. Известно, что одноразовую механизированную уборку яблок, слив, томатов начинают, когда 60—80 % урожая приобретает оптимальную зрелость. К этому времени некоторая часть плодов успевает перезреть, но намного больше остается недозрелыми. Включение процесса вакуум-инфильтрации в технологический процесс переработки недозрелых плодов с целью доведения их до кондиции по содержанию сухого вещества и органолептическим свойствам является одним из условий безотходной технологии переработки яблок, сливы, томатов.
Хранение овощей с периодическим гидроорошением
Гидроорошение — эффективный прием физического воздействия при кратковременном хранении сырья до переработки. Он применим к овощам с тонким пористым эпидермисом, через который по всей суммарной поверхности сырья идет интенсивный обмен с внешней средой. К таким овощам относятся зеленные овощи, морковь, огурцы, кабачки и др. Из-за активно протекающей транспирации влаги такие овощи быстро теряют тургор и присущую им иммунность. Периодическое орошение овощей в течение всего срока хранения, обеспечивающее относительную влажность воздуха на уровне, близком к 100 %, способствует снижению потерь и сохранению пищевой ценности сырья. В отличие от однократного гидроохлаждения (доставка
21. Влияние гидроорошения на качество огурцов при кратковременном хранении
Способ хранения
j 5 5 = О 1* о S
Крупные огурцы (зеленцы)
Мелкие
огурцы (корнишоны)
ч 3
3 У >>5
ь*
S з 3 о ^3
X
с. XD
Температура
4-5 °(
При обычных условиях (контроль)
14
3,7
4,0
3,1
22,1
21
6.2
10,0
9,4
53,0
28
11,8
33,1
—
—
То же, но при 100 %-ной относитель-
14
0,8
0
2,1
9,4
ной влажности воздуха
28
4,7
33,0
8,4
50,0
При периодическом орошении
14
0,7
4,7
0,2
20,0
21
+ U
14,2
+2,4
33,1
28
+2,6
20,5
+ 1.4
45,0
Температура
8—10°
С
При обычных условиях (контроль)
14
4,5
0
4,8
5,5
21
9,5
4,1
9,5
7,7
28
14,0
10,5
10,5
12,0
То же,-но при 100 %-ной относитель-
14
1,6
15,9
2,5
20,0
ной влажности воздуха
28
7,1
40,1
9,2
35,0
При периодическом орошении
14
+0,16
0,8
+1,8
2,4
21
3,2
1,1
+0,1
3,6
28
3,2
4,3
+2,0
11,1
томатов, зеленого горошка, вишни в цистернах с охлажденной водой) периодическое орошение ведется ограниченным количеством воды, необходимым лишь для предотвращения усушки, снятия тепла дыхания, смыва микроорганизмов. Доказаны преимущества этого метода не только в сравнении с хранением в обычных условиях воздушной среды (при относительной влажности 80—90 %), но и с хранением при постоянной 100 %-ной влажности воздуха. Эффект орошения обусловлен замедлением роста микрофлоры на поверхности овощей в промежутках между водными обработками и снижением ее количества за счет смыва при каждом повторном орошении, тогда как при хранении без орошения обсемененность микробами непрерывно растет.
С учетом биологических свойств отдельных видов овощей, изменения микробной обсемененности и температуры обработки предложены оптимальные режимы хранения с орошением водой для моркови, огурцов и кабачков. При
хранении, например, огурцов рекомендуется соблюдать следующий режим: в первые 3 сут после закладки на хранение — ежедневное орошение, причем преимущественно двухразовое по 15—28 мин, в последующие дни после установления оптимального температурного режима внутри массы сырья и смыва большей части загрязнений огурцы орошают через 1—2 сут. К концу хранения обработку водой снова учащают. Для снижения обсемененности микробами в используемую для орошения воду можно добавлять хлорную известь (активность хлора 88 мг/л) или другие допущенные органами здравоохранения антисептики, не имеющие запаха.
Очень важна температура орошающей воды. Так, например, использование воды температурой 0—2 °C для орошения огурцов дало отрицательные результаты, при повышении температуры воды до 4—5 °C орошение оказывало едва заметное положительное влияние. Обработка водой температурой 8—10°C способствовала сохранению огурцов в наибольшей степени (табл. 21). При такой температуре полностью исключалось поражение огурцов физиологическими заболеваниями, в частности не наблюдалось появление стекловидных пятен.
Облучение плодов и овощей
Целесообразность применения различных видов облучения при хранении пищевых продуктов изучается во всем мире уже не одно десятилетие. Однако из-за целого ряда объективных причин масштаб выхода в производство результатов исследования невелик.
Известно достаточно сильное бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей, основанное на том, что синий свет поглощается белками и нуклеиновыми кислотами бактериальной клетки и вызывает в ней губительные мутации. Недостатком УФ лучей является слабая проникающая способность, а также стимулирование окислительных реакций, приводящих к прогорканию жиров, снижению содержания аскорбиновой кислоты, обесцвечиванию или изменению окраски продуктов и другим нежелательным явлениям.
В камерах хранения плодов и овощей ультрафиолетовые лучи успешно применяют против летучих спор на выходе воздуха из испарителя. При этом образуется озон, обладающий сильным бактерицидным действием при относительной влажности воздуха выше 60 %.
Г. Г. Кдреушвили на основе облучения УФ лучей был
разработан способ предохранения плодов яблок от загара. Например, для яблок сорта Розмарин белый, у которых сильное поражение загаром может проявляться с конца декабря — начала января (особенно при перемещении плодов из холодильных камер в помещение с высокой нерегулируемой температурой), оптимальный режим обработки УФ светом следующий: облучение участком спектра длиной волны от 350 до 500 нм, с максимумом излучения 410 нм, освещенностью 20—25 люкс и экспозицией 50— 60 с.
Облучение плодов синим светом, ограничивая развитие загара, т. е. физиологического заболевания, не снижает устойчивости плодов к фитопатогенным заболеваниям. Дегустационная оценка у облученных УФ лучами плодов или одинаковая с контрольными или на 0,1—0,4 балла выше (по 5-балльной шкале).
Большие надежды в свое время возлагались на облучение продуктов питания и, в частности, плодов и овощей гамма-лучами, испускаемыми возбужденными ядрами таких изотопов, как кобальт-60 (период полураспада около 5 лет) и цезий-137 (период полураспада около 30 лет).
В СССР исследования по разработке технологических режимов радиационного облучения в наибольших масштабах проводились во ВНИИ консервной и овощесушильной промышленности, ВНИИ зерна и Институте питания АМН СССР. Накопленный опыт показал, что по силе рост- ингибирующего действия на картофель и овощи гамма-излучение превосходит все антиростовые химические препараты. Но если для предотвращения или замедления прорастания требуются относительно малые дозы облучения (6—12 крад), то для подавления жизнедеятельности фито- патогенной микрофлоры дозы возрастают до 1000 крад и выше. Применять такое сильное облучение не имеет смысла, так как даже при дозах выше 200—300 крад (в зависимости от вида плодоовощного сырья) наблюдается размягчение тканей, изменение нормальной окраски, ухудшение вкуса, усиленное сокоотделение и появление специфического запаха облученных продуктов. Самое же существенное последствие радуризации (даже меньшими дозами) — ослабление сопротивляемости плодов и овощей к инфекционным заболеваниям. И чем выше доза облучения, тем значительнее потери от грибных и бактериальных гнилей.
Одна из гипотез объясняет ростингибирующее воздействие радиационного облучения нарушениями в энергетическом обмене и как следствие этого снижением способности к синтезу растительной ткани. По той же причине
ослабляется устойчивость облученного плодоовощного сырья к фитопатогенным заболеваниям. Этому способствует вызванный облучением частичный распад полисахаридов — целлюлозы и веществ пектинового комплекса, обусловливающих структурную прочность плодовых тканей до облучения. Внешним проявлением этого распада является размягчение облученных плодов и овощей.
С помощью цитоморфологического анализа живых клеток тканей картофеля С. С. Сванидзе установлено, что при облучении клубней дозами 5 крад в клетках не происходит глубоких изменений. При обработке дозами 10 и 15 крад в некоторых клетках образуются пузыревидные ядра, механизм образования которых обусловлен исчезновением мембран ядер и появлением новых их форм в виде пузыревидных вакуолей. При увеличении дозы облучения до 20 крад в большинстве клеток не обнаруживались ни ядра, ни цитоплазматические включения. Это происходило в результате разрыва внутренних и поверхностных мембран клетки. Дозы в 25 и 30 крад вызывают полное разрушение клеток.
При обработке повышенными дозами гамма-лучей в значительной степени разрушаются аминокислоты облучаемой продукции (метионин, цистеин, гистидин, аргинин, тирозин) и витамины группы В. При хранении облученных плодов и овощей интенсивнее разрушаются каротин и аскорбиновая кислота, увеличивается содержание сахара.
В СССР и за рубежом облучение низкими дозами гамма-лучей нашло практическое применение для обработки картофеля против прорастания. В некоторых случаях вместо гамма-лучей в дозе до 10 крад используют облучение клубней пучком ускоренных электронов, которые в дозе 20—30 крад тоже замедляют прорастание картофеля. Ускоренные электроны относятся к типу мягкого облучения. По данным НИИ картофельного хозяйства, они в меньшей степени снижают устойчивость картофеля к возбудителям болезней в процессе хранения.
В некоторых странах радиационное облучение применяют для плодов с коротким сроком хранения — земляники, малины, черешни, вишни, абрикосов, персиков, красных томатов и др. Это позволяет отодвинуть срок их реализации на 7—14 дней. Если к примеру красные томаты при температуре 8—10 °C хранятся не более недели, то после облучения они сохраняют исходное качество до трех недель. Свежие ягоды земляники при оптимальном температурно-влажностном режиме можно хранить 4—5 дней.
Облучение ягод при закладке на хранение продлевает их сохраняемость на 6—7 дней.
Хороший результат дает гамма-облучение бананов дозами в 150 крад и выше при условии хорошей вентиляции. Улучшаются их окраска, аромат, консистенция. При том же режиме облучения, но проведенном в невентили- руемых камерах малой вместимости, происходит растрескивание и обесцвечивание кожуры, а в отдельных случаях задерживается полное созревание плодов.
Более 25 лет ведутся исследования по применению радиационного облучения для продления сроков хранения свежих плодов и овощей в итальянском Центре ядерных исследований Национального комитета ядерной энергии (сельскохозяйственная прикладная лаборатория). Специалисты, изучающие эту проблему, считают допустимой для обработки пищевых продуктов дозу радиации, не превышающую 300 крад. При облучении более высокими дозами возможно индуцирование радиации, следовательно, обработанные продукты становятся опасными для здоровья.
Специалистами Национального института питания в Риме установлено, что доза радиации в 300 крад является стерилизующей только для трех видов грибов, поражающих плоды: Botrytis cinerea, Monilia fructigenum, Penicil- lium italicum. Для других же возбудителей фитопато- генных заболевании плодов и овощей стерилизующие дозы намного выше 300 крад, то есть значительно превосходят допустимые дозы радиации. Так, для лимонов стерилизующая доза против грибов Aspergillus citi u Ре- nicillium deqitatum колеблется от 500 до 1000 крад. Опасный же порог облучения лимонов лежит в пределах 200— 300 крад. Стерилизующая доза облучения для основного возбудителя садовой землянки Rhizopus составляет 500 крад, а опасная доза — 300 крад.
В связи с этим даже в исследовательских целях апробируются не стерилизующие, а ретардантные дозы облучения, то есть замедляющие развитие микроорганизмов. В некоторых случаях это дает желательный эффект. Например, груши сорта Пасс Крассам, обработанные дозой 300 крад, хранились 9 мес при температуре 3 °C. После выгрузки из холодильника у обработанных радиацией груш проявился высокий остаточный эффект. Они хранились на 2 недели дольше необлученных плодов, находившихся в тех же условиях. Виноград, облученный оптимальной для него дозой— 200 крад, при температуре 5 °C и относительной влажности воздуха 80 % хранится не более 2 мес, после чего начинается интенсивное загнивание ягод.
При объективной оценке этого метода обработки следует учесть выводы, сделанные во ВНИИКОП. На основе многолетних исследований учеными этого института установлено, что сразу после обработки гамма-лучами яблок, апельсинов, косточковых плодов, ягод, томатов и огурцов дозами порядка 300 крад микробная обсемененность плодов резко снижается, а внешний вид, консистенция, вкус и запах не изменяются. Но в результате реактивации количество микроорганизмов в короткий срок восстанавливается. Ко времени восстановления микрофлоры ткани плодов уже ослаблены облучением, поэтому размеры порчи от заболеваний инфекционного характера чаще всего оказываются даже большими, чем у необлученных плодов.
Вопрос о массовом применении облучения для удлинения сроков хранения пищевых продуктов еще окончательно не решен и требует дополнительных токсикологических исследований.
ЗАМОРОЖЕННЫЕ ПЛОДЫ И ОВОЩИ
В условиях снижения сохраняемости свежих плодов и овощей, обусловленного изменением условий выращивания, механизацией процессов уборки и товарной обработки, одним из направлений в борьбе с потерями урожая является хранение его значительной части в замороженном виде. Наилучшую сохраняемость исходных свойств плодоовощного сырья обеспечивает быстрое замораживание.
К быстрозамороженным относятся плоды и овощи, получаемые со скоростью движения фронта замерзания 5— 20 см/ч (вместо 1—5 см/ч при обычном замораживании), которая обеспечивает быстрое прохождение зоны максимального образования кристаллов льда, т. е. той температурной области, которая у большинства продуктов лежит в пределах от —1 до —5 °C. Обязательными условиями получения быстрозамороженной продукции является завершение замораживания при температуре —18 °C и поддержание в процессе хранения и транспортирования температуры продукта на том же или более низком уровне при минимально допустимых ее колебаниях.
Питательная ценность замороженных плодов и овощей близка к исходному сырью. Витаминов и других биологически ценных веществ в них меньше, чем в свежих, но, как правило, больше, чем в тепличных или консервированных при высоких температурах. Их сохраняемость в замороженных плодах и овощах достигает 75—80 % по отноше-
ййю к исходному содержанию. Особенно высокая стабильность наблюдается в содержании дефицитных витаминов группы В: после 6—8 мес хранения замороженных овощей и бахчевых в них остается 78,3—99,5 % этих биологически активных соединений.
Замораживание экономически более выгодно по сравнению с обычным консервированием, поскольку процессы по подготовке и замораживанию пищевого сырья менее трудоемки и происходят при меньшем удельном расходе энергии. Так, на 1 кг продукции при замораживании затрачивается 0,09 квт/ч, в то время как при стерилизации — 0,3 квт/ч, а пастеризации — 0,23 квт/ч. Наибольшую же экономию обеспечивает применение прогрессивной и дешевой бумажной, картонной и полимерной тары вместо металлических и стеклянных консервных банок, благодаря чему даже с учетом затрат на полугодовое хранение в условиях искусственного охлаждения замороженные плоды и овощи остаются менее энергоемкими, чем консервированные стерилизацией.
Важным преимуществом замораживания является возможность создавать самые разнообразные многокомпонентные плодово-ягодные и овощные смеси из замороженного сырья разных сроков созревания в любое время года. За счет этого можно обогатить пищевые рационы населения витаминами, микроэлементами и другими биологически активными веществами в зимне-весенний период, когда ассортимент и количество потребляемых свежих плодов и овощей минимальны.
Развитие производства замороженных продуктов играет также важную социальную роль, поскольку продукцию этой отрасли отличает высокая степень готовности, сводящая к минимуму затраты времени на приготовление пищи в домашних условиях, а также в сети общественного питания. При соответствующем развитии холодильного транспорта замороженные плоды и овощи могут быть доставлены в любой район страны без потерь и в самом широком ассортименте. Все это позволяет считать замораживание прогрессивным и перспективным методом консервирования и хранения. Однако объективная оценка любого метода требует знания и его недостатков. Основной недостаток низкотемпературной обработки плодов и овощей обусловлен тем же фактором, что и ее эффективность, т. е. превращением воды в лед, которое вызывает комплекс физических, химических и биохимических изменений, отрицательно влияющих на качество продукта, особенно после его размораживания. Чтобы свести к минимуму влияние
таких реакций на качество, для каждого продукта следует выбирать определенные способы предварительной подготовки, упаковки, применять оптимальные режимы замораживания и хранения. Это особенно важно в связи с тем, что ни подготовка продуктов к замораживанию, ни сам процесс замораживания не делают их стернальными, а после дефростации они портятся даже быстрее, чем свежие. Поэтому дефростированные пищевые продукты следует возможно скорее употребить в пищу.
Но все эти проблемы успешно решаются в ходе совершенствования технологии замораживания, упаковки, хранения и использования замороженных продуктов.
СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА
ЗАМОРОЖЕННЫХ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ
Рост производства и потребления замороженных продуктов обусловлен расширением сферы их применения. Если раньше замороженные продукты и готовые блюда в основном использовали в больших заводских столовых, больницах, то за последние годы возрастает доля этой продукции, реализуемой через розничную сеть. Наличие у покупателей бытовых низкотемпературных холодильников и ларей, а также двухкамерных холодильников с отделением для хранения продуктов при температуре не выше —18 °C способствует повышению спроса и реализации продуктов.
Ассортимент замороженных продуктов, выпускаемых промышленностью различных стран для реализации через розничную сеть, весьма разнообразен. Только 10 % используется для дальнейшей переработки на консервных предприятиях, как правило, для производства концентратов. В составе замораживаемых овощей в Англии преобладает зеленый горошек (67 %), а в Швейцарии — шпинат (80 %).
В США наряду с овощами (включая картофель) замораживают разнообразный ассортимент плодов и ягод, наборы овощной зелени, салаты, винегреты, концентраты фруктовых соков, фруктовые безалкогольные напитки. Очень популярны замороженные концентраты фруктовых соков (для приготовления напитков их растворяют водой в пропорции 1:4).
Во всех странах мира наблюдается развитие производства замороженных готовых блюд, которые перед непосредственным потреблением необходимо лишь разморозить и подогреть. Ассортимент готовых блюд очень широк — от супов и многокомпонентных блюд до десерта, зачастую
во флюидизационно-конвей-во флюидизационно-конвей-Рис. 9. Схема процесса замораживанияРис. 9. Схема процесса замораживанияеС16К2-6еС16К2-6ерном туннельном аппарате:1—температура в центре продукта; 2— температура поверхности продукта; 3—температура охлаждающей средь! над слоем продукта; 4 — средняя температура охлаждающей среды; 5 — температура охлаждающей среды под ситом (зоны А — охлаждение; зоны Б — замораживание, зоны С — домораживание).ерном туннельном аппарате:1—температура в центре продукта; 2— температура поверхности продукта; 3—температура охлаждающей средь! над слоем продукта; 4 — средняя температура охлаждающей среды; 5 — температура охлаждающей среды под ситом (зоны А — охлаждение; зоны Б — замораживание, зоны С — домораживание).
во флюидизационно-конвей-
во флюидизационно-конвей-
Рис. 9. Схема процесса замораживания
Рис. 9. Схема процесса замораживания
еС
16
К
2
-6
еС
16
К
2
-6
ерном туннельном аппарате:
1—температура в центре продукта; 2— температура поверхности продукта; 3—температура охлаждающей средь! над слоем продукта; 4 — средняя температура охлаждающей среды; 5 — температура охлаждающей среды под ситом (зоны А — охлаждение; зоны Б — замораживание, зоны С — домораживание).
ерном туннельном аппарате:
1—температура в центре продукта; 2— температура поверхности продукта; 3—температура охлаждающей средь! над слоем продукта; 4 — средняя температура охлаждающей среды; 5 — температура охлаждающей среды под ситом (зоны А — охлаждение; зоны Б — замораживание, зоны С — домораживание).
весьма изысканного. Спрос населения на такие продукты за последнее десятилетие возрос в 4,8 раза.
В СССР создано мощное многоотраслевое холодильное хозяйство. По абсолютному размеру холодильные емкости СССР занимают второе место после США. Однако производство быстрозамороженных плодоовощных продуктов в нашей стране развито пока недостаточно. Оно не достигло желательного уровня ни по объемам производства, ни по его оснащенности. К началу одиннадцатой пятилетки было около 70 низкотемпературных холодильников общей вместимостью 61 тыс. т единовременного хранения замороженной продукции. Но из-за низкого уровня материально- технического оснащения скороморозильного производства, необеспеченности сырьем и некоторых других причин фактический объем производства замороженных плодов и овощей был гораздо меньше.
Разработанные в стране скороморозильные аппараты флюидизационного типа производительностью до 3 т/ч с замораживанием в непрерывном потоке в значительной мере удовлетворяют современным требованиям (рис. 9, 10). С 1984 года на Капсукском заводе Минлегпищепрома начат серийный выпуск фасовочно-упаковочного оборудования. К этому времени в отрасли уже действовал
Рис. 10. Схема подвижного дна флюидизационного желоба туннельного аппарата:
1— механизм для сообщения дну желоба колебательного движения; 2 —■ дно желоба, совершающее колебательное движение.
несколько фасовочных аппаратов отечественного и зарубежного производства.
В МолдНИИПП, являющемся головным институтом по проблеме быстрого замораживания плодов и овощей, разработаны и утверждены исходные требования на комплектные линии производительностью 2—3 т/ч производства быстрозамороженных плодов и овощей, а также готовых обеденных блюд и полуфабрикатов. Такие линии обеспечат поточность и непрерывность производства, а также комплексную механизацию процессов от подготовки сырья до фасовки и упаковки готовой продукции.
Многолетняя практика работы большого числа консервных заводов подтвердила необходимость и экономическую целесообразность использования низкотемпературных холодильников для заготовки замороженных плодов и овощей в виде полуфабрикатов с целью загрузки мощностей предприятий в межсезонный период. Но наряду с такой переработкой в последние годы отрасль приступила к производству быстрозамороженной плодоовощной продукции для общественного питания и реализации населению через розничную торговую сеть. Заметно увеличился объем производства и расширился ассортимент быстрозамороженных, готовых к употреблению блюд и полуфабрикатов. Холодильные предприятия страны вырабатывают около 70 наименований замороженных обеденных блюд. Кроме того, налаживается выпуск диетических блюд и завтраков для школьников.
Развитие рассматриваемого производства немыслимо без создания единой холодильной цепн. В настоящее время она прервана на стадии оптовой и розничной торговли: отсутствуют распределительные холодильники и специально оборудованные торговые помещения, не хватает рефрижераторного транспорта. Поэтому специалисты предлага-
ют комплексное решение проблемы производства и реализации быстрозамороженных плодовых и овощных продуктов, позволяющее сформировать новую, специализированную как в производственном, так и в организационном отношении отрасль пищевой индустрии Агропрома. Эта отрасль должна представлять собой взаимоувязанную систему, состоящую из холодильных предприятий разного типа и назначения; сельскохозяйственных предприятий, специализированных на выращивании плодоовощного сырья; охлаждаемых плодо- и овощехранилищ; цехов замораживания плодов и овощей (в том числе товарных); цехов по производству быстрозамороженных готовых блюд и полуфабрикатов; специализированных фирменных магазинов, оснащенных низкотемпературным торговым оборудованием; рефрижераторного транспорта для доставки замороженных продуктов на предприятия торговли и общественного питания по согласованному графику.
Одновременно в стране начато изучение перспектив спроса населения на замороженные плоды и овощи и продукты из них.
При первом исследовании в этой области, выполненном на Украине 3. В. Коробкиной и другими, изучение спроса проводилось на основе выставок-продаж, организованных в Киеве и Одессе, а также дегустации кулинарных изделий, приготовленных из замороженных плодов и овощей. В дегустациях, организованных Киевским торгово-экономическим институтом, помимо покупателей, участвовали специалисты пищевой промышленности, торговли, потребкооперации, сельского хозяйства. Была выделена группа плодов и овощей, пользующихся наибольшим спросом: земляника, черная смородина, вишня, абрикосы, цветная капуста, перец, кабачки и зеленый горошек. Повышенный спрос на эти виды плодов и овощей объясняется высоким содержанием витаминов у большинства из них. Явно отрицательно покупатели отнеслись к замороженным яблокам, картофелю, моркови и луку репчатому: 86—100 % опрошенных привыкли и предпочитают употреблять эти продукты в свежем виде и считают нецелесообразным их замораживание. Отсутствие спроса на указанные виды замороженных плодов и овощей объясняется в основном хорошей обеспеченностью рынка Киева и Одессы свежими яблоками, картофелем, морковью и луком.
При анализе результатов изучения спроса на различные смеси сухого замораживания (компоты ассорти) было выяснено, что они пользуются неизменным спросом у 92 % опрощенных покупателей, при этом абсолютное н.х болг-
шинство предпочитает многокомпонентные смеси, в которых наибольший удельный вес занимают плоды-красители, являющиеся, кроме того, богатым источником витаминов С и Р (черная смородина, земляника, вишня, темноплодная черешня) и ароматичные плоды абрикосов и персиков.
Очень высокую оценку получили вторые и третьи блюда из замороженных овощей и плодов. Покупатели отметили более высокие их потребительские свойства по сравнению с обеденными консервами или с блюдами, приготовленными из концентратов.
В 1982 г. было завершено исследование перспектив развития спроса населения на быстрозамороженные продукты, в целом по СССР на период до 1990 г. Для выявления его тенденций были проведены социологические обследования.
По разработанной программе были опрошены 2 тысячи московских семей, проживающих в районах расположения магазинов «Морозко» и проинтервьюированы 480 покупателей. Установлено, что спрос на быстрозамороженные плоды и овощи достаточно устойчив и имеет тенденции к росту. Зимой услугами специализированных магазинов «Морозко» пользуется 97 % опрошенных семей, весной — 91,6, в третьем квартале года — лишь 37 %.
Из быстрозамороженной плодоовощной продукции готовят гарниры ко вторым блюдам (70 % семей), закуски (8%), салаты (14%), первые блюда (69%), компоты (66 %). Плоды, кроме того, употребляют в размороженном виде на десерт 60 % опрошенных, а в каждой третьей семье из замороженных плодов варят варенье.
Расчеты по результатам этого исследования, скорректированные его авторами с учетом отдаленного местожительства значительной части населения от специализированных магазинов «Морозко», показывают, что в 1990 г. спрос на быстрозамороженные плоды, овощи и полуфабрикаты составит минимально 325 тыс. т (исходя из сложившихся фактических покупок), максимально — около 2 млн. т (исходя из желаемых покупок). Структура спроса в 1990 г. представляется следующей: плоды — 24 %, ягоды— 23, овощи — 25, полуфабрикаты — 28 %, что в целом не противоречит сложившимся пропорциям и тенденциям в мировом производстве быстрозамороженных продуктов.
Чтобы прогнозируемое потребление быстрозамороженных плодоовощных продуктов стало реальным, необходимо, наряду с увеличением масштабов их производства, оптимизацией ассортимента и соответствующим развитием всей инфраструктуры скороморозильной отрасли, целена-
правленное формирование спроса на эту продукцию путем научно обоснованной рекламы и публикации специальной литературы в широкой печати.
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КАЧЕСТВО ЗАМОРОЖЕННЫХ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ
Качество замороженных плодов и овощей зависит от целого ряда факторов, которые по происхождению и характеру их воздействия на готовый продукт, поступающий в реализацию, могут быть объединены в следующие группы: виды и качество плодоовощного сырья; организация и сроки доставки сырья на предприятие; технологические приемы подготовки сырья к замораживанию; способы, технические средства и режимы замораживания плодов и овощей, а также плодоовощных полуфабрикатов и готовых блюд из них; температурный режим хранения и его стабильность; технический уровень работ по расфасовке и упаковке замороженных плодов, овощей и продуктов из них; обеспеченность холодильника (или холодильного цеха плодоперерабатывающего предприятия) низкотемпературным автотранспортом для поставки замороженной продукции в розничную сеть; обеспеченность розничного предприятия низкотемпературным оборудованием для хранения 1—2-дневного запаса замороженных плодов и овощей.
Рассмотрим лишь некоторые из перечисленных аспектов формирования и стабилизации качества замороженных плодов и овощей в процессе производства и хранения.
Сырье для замораживания
Пригодность плодоовощного сырья для замораживания определяется прежде всего свойствами вида и сорта плодов и овощей, т. е. их генетически обусловленными особенностями. Проведенные во многих странах многочисленные исследования сырья на пригодность для замораживания показали, что для некоторых продуктов растительного происхождения этот фактор имеет решающее значение. Например, из такого вида овощей, как огурцы, не удалось еще никому получить замороженного продукта высокого качества, главным образом из-за явно выраженного ухудшения консистенции после размораживания. А замораживание брюссельской капусты и шпината независимо от сорта дает готовый продукт высокого качества. Совершенно непригодна для замораживания и белая смородина из-за неблагоприятного изменения внешнего вида, в то же
время из красной и особенно черной смородины получают высококачественную замороженную продукцию.
У большинства плодовых и овощных культур в пределах вида наблюдается явно выраженное влияние сорта на изменение качества при замораживании. К таким культурам относятся зеленый горошек, картофель, томаты, дыни, ягоды, косточковые и семечковые плоды. Весьма значительные сортовые колебания обнаружены в землянике, малине, а также в черной и красной смородине.
Данные табл. 22, в которой представлены результаты исследования качества десяти сортов черной смородины 22. Влияние сортовых особенностей на качество замороженной смородины
Сорт смородины
Содержание в ягодах (на сырую массу) *
№ та Я4? Сю
Bg ЬЗз L 8
3"
CQ X к &S?
3
Я я
X
>» . о.
55
п я
я
и
= о
Is 1
g = i я X “ = я в 8 S к® в о н
я" ^ -
Алтайская десертная
19,9
7,2
3,17
1,48
160,8
397,2
4,4
Белорусская сладкая
20,3
22,0
6,6
12.3
3,05
2,43
1,30
1,60
142,5
213,8
281,8
305,0
4,7
Выставочная
22,0
20,4
10,3
7,3
2,44
2,89
0,96
1,42
213.2
88.8
366,1
324,8
4,6
Голубка
20,3
19,8
7,4
9,4
2,92
2,17
0,88
U1
88,9
134,5
263.1
348,1
354,2
314,1
Тз"
5,0
4,8
4,8
Ленинградский вели- кан
19,4
21,9
9,6
8,6
2,25
2,23
1,03
1,55
121,2
177,3
Минай Шмырев
Память Мичурина
21,9 20,0 19,9
20.9
8,6
9,3
9,6
9,4
2,23
2,22
2.33
2,60
0^95
1,07
1,07
1,36
174,5
211,5
210,9 79,6
302,1
388,9
367.1
416.5
4,5
4,5
4,3
4.8
Память Жучкова
20,1
22,6
8,6
8,0
2,63
2,73
1,17
1,38
71,1 371,8" 08.1 484,6
4J 50
Сандерс
21,5
20,8
8,1
8,9
2,59
2,46
1,00
1,45
14.2 361,9
93.4 305 9
Тб" 4,0 3,8 5,0
Черная Лисавенко
20.0
20.8
8,32,56
8,62,58
1.4380,2306,8 "
0,89151,7 403.5
8,82,55 0,49 150,5 403,5 "
4^8*
® числителе приведены данные замороженным (после хранения).
по свежим г
годам,
в знаменателе
— по
украинской репродукции, замороженной при —30 ®С и хранившейся 8 мес при температуре—18 °C, иллюстрируют зависимость качества готовой продукции от индивидуальных особенностей помологического сорта.
В наибольшей степени влияние сорта сказалось на важнейших показателях потребительской ценности замороженных ягод — содержании сахаров, С-витаминной активности и дегустационной оценке. Характерно, что разница в значениях балльной оценки органолептических свойств исследованных сортов в свежем виде была такой же, как и замороженных (1 балл) при сохранении вполне достоверной зависимости между оценкой сорта до и после замораживания.
Не у всех, однако, видов плодов и овощей существует такая тесная связь между качеством сорта в свежем и замороженном виде. Например, при испытании тринадцати сортов крыжовника, замороженного и хранившегося в течение года в тех же условиях, что и черная смородина, разница в оценке по 5-балльной системе между лучшим и худшим сортом у свежих ягод составляла 0,9 балла (при оценке сортов от 4,0 до 4,9 балла), а после замораживания заметно сглаживалась и составляла всего 0,4 балла за счет значительного ухудшения органолептических показателей у сортов, высоко оцениваемых в свежем виде. Например, сорт крыжовника Донецкий первенец, имевший в свежем виде максимальную дегустационную оценку 4,9 балла, после замораживания оказался в числе сортов с минимальной оценкой 4,0 балла. Лишь два сорта крыжовника из шести, оцененных в свежем виде выше 4,5 балла, проявили наибольшую технологическую пригодность для низкотемпературной обработки: Северный виноград и Русский. Их оценка в замороженном виде 4,4 балла. В то же время, по данным Е. П. Сениной и Л. П. Рыбалова, некоторые из сортов (Мичуринец, Смена, Пионер, Кор- сунь-Шевченковский), имевшие в свежем виде оценки минимальные (от 4 до 4,3 балла), были признаны пригодными для замораживания.
К признакам, обусловливающим пригодность сортов плодоовощного сырья для замораживания, относятся следующие: минимальное изменение после замораживания влагоудерживающей способности растительной ткани по показателю влагоотдачи; структурная прочность тканей плодов и овощей, их устойчивость к растрескиванию и соответственно повышенное содержание клетчатки, гемицеллюлоз и пектиновых веществ, обеспечивающих относительную стабильность консистенции мякоти и целостность
покровных тканей замороженной и размороженной продукции; высокое содержание сухих веществ (в том числе сахаров) и биологически активных компонентов—антоцианов, каротина и аскорбиновой кислоты. Антоцианы, как известно, обладают Р-витаминной активностью, поэтому вместе с каротином и аскорбиновой кислотой определяют витаминную ценность сырья и готовой продукции. Важно, что все три соединения способствуют получению замороженных продуктов хорошего внешнего вида. Так, за счет антоцианов сорта черной и красной черешни, фиолетовые сливы-венгерки, черные сорта винограда по внешнему виду после замораживания намного превосходят сорта тех же культур со светлоокрашенной кожицей. Сорта абрикосов и персиков, имеющих ярко-желтую или оранжевую мякоть из-за высокого содержания каротина, гораздо лучше сохраняют свою натуральную окраску, чем беломясые сорта. При высоком содержании аскорбиновой кислоты тормозятся процессы окисления катехинов в флабофены, а следовательно, замедляется побурение замороженных плодов и овощей. Таким образом, в проблеме качества замороженных плодов и овощей выбор наилучших сортов из имеющегося сортимента или создание новых с благоприятными свойствами является непременным условием.
Анализ результатов изучения сортопригодности различных видов плодов и овощей к замораживанию показал, что сорта, хорошо переносящие холодильную обработку, сохраняют это свойство в любом районе выращивания (относительно других сортов).
Для замораживания рекомендованы следующие сорта плодов и овощей.
Земляника — Веденспилс-7, Кембридж-Фаворит, Зенга-Зенгана, Покахонтас, Редгаунтлет, Горелла, Сан- райс, Аэлита, Ароматная, Иосиф Магомет, Коралловая 100, Красавица Загорья, Муто, Мелитопольская урожайная, Народная, Обильная, Поздняя из Загорья, Победа, Ранняя Мосвира, Ремонтантная Киевская, Рубиновая, Техническая, Чернобривая, Чудо Кетена, Кульвер и др.
Черная смородина — Юннат, Голубка, Голиаф, Боскопский великан, Лия плодородная, Память Мичурина, Память Жучкова, Черная Лисавенко, Неаполитанская, Победа, Кент, Лакстона, Приморский чемпион, Ленинградский великан, Белорусская сладкая, Минай Шмырев и др.
Крыжовник — Русский, Северный виноград, Пионер, Смена, Мичуринец, Корсунь-Шевченковский, Авенариус, Английский желтый, Английский зеленый, Финик, Черный негус, Бразильский, Карри, Мысовский 37 и др.
Малина — Вислуха, Волжанка, Мальборо, Новость Кузьмина, Прогресс, Усанка, Кутберт, Мелитопольская красная, Новокитаевская, Смена, Урожайная, Стандарт и др.
Виноград — Кара Калтак, Кара джанджал, Оли Коки, Ризамат, Паркентский розовый, Мускат гамбургский, Коарна нягре, Молдова, Крымский черный, Кишмиш черный, Изабелла, Мускат александрийский, Мускат розовый, Нимранг и др.
Абрикосы — Краснощекий, Юбилейный Навои, Суб- хони, Хурмаи, Курсадык, Рухи джуанои комсомольский, Красный партизан, Луизе, Еревани (Шалах), Консервный поздний.
Персики — Эльберта, Фархад, Золотой Юбилей, Зафрани, Рочестер, Ватан, Хидистовский поздний желтый; нектарины — Лола, Обильный, Золотистый, Нектарин желтый и др.
Слива — Венгерка итальянская, Венгерка Ажанская, Венгерка домашняя, Венгерка Мускатная, Анна Шпет, Венгерка Вангенгейма, Виктория, Венгерка фиолетовая, Ренклод Альтана, Ренклод фиолетовый.
Вишня — Гриот Лигеля, Шпанка черная, Подбельская, Ширпотреб черная, Владимирская, Анадольская, Лотовая, Гриот Остгеймский и др.
Черешня — Чорная Гоше, Горная черная, Наполеон черный, Бигарро Оратовского, Молдавская черная, Одесская черная, Французская черная, Черная Найта, Мелитопольская черная, Черный орел, Крюгера черная и др.
Айва — Изобильная, Консервная, Ароматная, Мягкоплодная, Нон беги, Берецкий, Оранжевая, Урожайная, Зимовка и др.
Груша — Лесная красавица, Бере Арданпон, Отечественная, Вильямс, Дойене, Бере Боек, Бере Александр, Любимица Клаппа, Сен Жермен и др.
Яблоки — Антоновка, Розмарин белый, Кальвиль белый летний, Кальвиль белый зимний, Штрейфлинг, Слава победителям, Анис полосатый и др.
Зеленый горошек — Превосходный 240, Овощной 76.
Овощной перец — Мясистый 7, Колокольчик808, Заволжский 55, Юбилейный 307, Восток 308, Консервный круглый.
Т о м а т ы — Сан-Марцано, Машинный-1, Консервный штамбовый.
Б а к л а ж а н ы — Симферопольский 105, Универсал 6.
Цветная капуста — Московская консервная, Снежный шар, Гаагская, Отечественная, Урожайная.
овощей степениовощей степениВторым фактором формирования высокого потребительского достоинства замороженных плодов и является правильное определение оптимальной зрелости сырья для переработки.
овощей степени
овощей степени
Овощи, предназначенные для замораживания, убирают в менее зрелом состоянии, чем для других видов переработки (на 1—2 дня раньше, чем при консервировании). А оптимальная степень зрелости плодов соответствует их потребительской стадии созревания, так как замораживание полностью приостанавливает процесс послеуборочного дозревания.
При определении оптимального срока сбора важно учитывать период максимального накопления витаминов. По нашим данным, абрикосы, персики, черешня и земляника относятся к числу культур, у которых накопление витаминов идет параллельно процессу созревания. В плодах апельсинов и унаби (китайского финика) по мере созревания С-витаминность снижается. У яблок и черной смородины количество аскорбиновой кислоты (на 100 г) при созревании возрастает, но незадолго до наступления съемной зрелости снижается, а в расчете на один плод (для смородины — на 100 ягод) возрастает вплоть до момента отделения его от материнского растения.
Одним из существенных критериев пригодности сорта плодов и овощей для замораживания является его дружное созревание, позволяющее производить однократную машинную уборку урожая.
Установлено, что замороженные продукты из свежеуб- ранных овощей и плодов имеют более высокое качество, чем при переработке их после хранения, даже в случае хорошей сохраняемости в свежем виде.
На качество плодоовощного сырья влияют также экологический и агротехнический факторы. Известно, что в южных районах плоды и овощи более сахаристы, у них более плотная мякоть и прочнее покровные ткани по сравнению с теми же видами плодоовощей из северных районов.
Утвердилось мнение, что с продвижением плодово-ягодных культур с северо-запада на юг и восток С-витаминность их плодов снижается. Анализ многолетних собственных и литературных данных свидетельствует о том, что указанная закономерность распространяется только на яблоню, шиповник и смородину. А плоды груш, айвы, абрикосов, персиков, черешни, земляники накапливают боль-
ше аскорбиновой кислоты в южных и юго-восточных районах. В другой группе культур (вишня, слива) плоды сохраняют примерно одинаковый уровень витамина С в различных эколого-географических условиях.
На Р-витаминность плодов и овощей район выращивания существенно не влияет, а по содержанию каротина большую ценность представляют плоды и овощи из южных и юго-восточных районов.
Высота места обитания растений сильно влияет на ви- таминность плодов. В плодах яблони, груши, айвы, абрикосов, вишни и особенно смородины содержание витаминов возрастает с повышением над уровнем моря. Но и здесь имеются исключения: у слив отмечена обратная зависимость между высотой произрастания и С-витаминной активностью. Не выяснено влияние этого фактора на плоды черешни и земляники.
Витаминность многих плодов определяется также погодными условиями года: теплое лето благоприятно для накопления аскорбиновой кислоты в плодах персиков, земляники, малины. Яблоки, черешни и смородина более активно накапливают ее в холодное дождливое лето.
На примере шпината установлено, что при выращивании на песчаных почвах содержание минеральных веществ увеличивается, при введении в почвы повышенных азотных удобрений возрастает содержание нитратов в листьях.
В технологической практике большое значение имеет организация и техника уборки урожая, а также условия и сроки доставки плодоовощного сырья на переработку. Машинная уборка плодов и овощей вызывает обычно более значительные потери и повреждения, чем ручная. В процессе транспортирования выход стандартного сырья дополнительно снижается за счет механических повреждений. Весьма отрицательно сказывается на качестве доставленных плодов и овощей задержка их переработки даже на несколько часов. Потери витамина С за время транспортировки и кратковременного хранения сырья часто превышают потери при переработке. Кроме того, хранение сырья перед переработкой сопровождается значительными потерями массы. Деформация и потери в результате неправильного обращения с плодами и овощами чаще всего являются необратимыми.
Предварительная обработка„
как фактор формирования потребительских свойств
замороженных плодов и овощей
Подготовка сырья к замораживанию. Плоды и овощи, предназначенные для замораживания, подвергают предварительной подготовке, характер и продолжительность которой определяется видом сырья и требованиями к готовому продукту.
Основные этапы подготовки — это сортировка, калибровка, очистка (а в некоторых случаях измельчение), ополаскивание или мойка, бланширование или другие способы обработки, направленные на стабилизацию исходных органолептических свойств и питательной ценности сырья.
Сортировку производят для получения однородного по качеству сырья. В мировой практике наблюдается тенденция к исключению этого этапа технологического процесса (если невозможна его механизация и автоматизация) за счет повышения требований к качеству и однородности по степени зрелости поступающего на переработку плодоовощного сырья. Сортировка по степени зрелости, цвету и структуре очень важна, так как нельзя допустить для замораживания перезрелое сырье. Известны сортировочные машины на фотоэлементах, которые сортируют сырье по цвету. Зеленый горошек сортируется по плотности.
Калибровка плодов и овощей проводится с целью фракционирования разнокалиберного сырья на однородные размерные группы. Однородность сырья по размеру — одно из важнейших условий успешной технологической его переработки. Калибровочные устройства обычно входят в линию предварительной обработки овощей. А плоды, особенно нежные ягоды, калибруют, как правило, в замороженном виде во избежание их механических повреждений и деформации. Замечено, что применение горизонтальных калибровочных устройств с круглыми отверстиями более эффективно в сравнении с барабанными, при использовании которых наблюдаются значительные повреждения продукта. Количество поврежденных плодов зависит также и от материала, из которого изготовлен калибрующий узел: лучшие результаты получены при замене металла вини- дуром.
Очистка — это процесс удаления из сырья несъедобных и малоценных частей, а также случайных органических загрязнений (безвредных посторонних тел). Удельный вес такого рода отходов может быть весьма значительным и 134
зависит от вида сырья: 55—75 % для зеленого горошка, 40—50 — сельдерея; 30—45 — цветной капусты и шпината, 20—40 — огурцов и моркови, 15—30 — фасоли, 10—12 — земляники, 2,5—5 % для смородины, вишни, слив. В состав отходов при очистке плодов и овощей входят кожица с оставшимися на ней слоями мякоти, косточка, семенное гнездо, основание листьев, стеблей, чашелистики, створки бобов (у зеленого горошка) и т. д.
Покровные ткани овощей удаляют механическими, термическими или химическими способами, комбинируя их применительно к конкретному виду сырья. Чаще всего применяют корундовый, химический (щелочной) и термический методы очистки. При удалении кожицы с сырья, обладающего твердой плодовой мякотью (корнеплодов, картофеля), как правило, пользуются фрикционными очистительными машинами. У них внутренняя поверхность вращающейся с большой скоростью цилиндро-конической емкости покрыта наждаком также, как и поверхность нижнего круга (дна). Вследствие возникновения центробежной силы овощи отбрасываются к стенкам машины или падают на круг, при этом кожица с них счищается. Одновременно во внутрь машины поступает вода, которая выносит в выходной канал частички кожицы, смывая их не только с поверхности овощей, но и с наждачной поверхности машины.
Фрикционные машины бывают непрерывного и периодического действия. Как правило, их применение сочетается с доочисткой сырья вручную.
Для очистки фруктов с прочной кожицей (груш, персиков) и некоторых овощей (например, моркови) эффективна химическая обработка на машинах непрерывного действия. Ее сущность заключается в кратковременном (3— 5 мин) воздействии на сырье щелочного раствора различной концентрации (от 3 до 18 % в зависимости от вида сырья) при температуре 95—100 °C с последующим немедленным обмыванием его сильными струями воды и нейтрализацией в 2 %-ном растворе винной кислоты.
В последние годы вновь получила признание термическая обработка, при которой сырье за 10—60 с пропускают через печь с температурой 1200 °C, после чего сморщенная и обугленная кожица смывается водой. Разновидностью этого способа является паровая обработка сырья под высоким давлением (0,8—1 мПа) в закрытом автоклаве. После определенной экспозиции давление резко снижают путем подвода холодной воды, отчего кожица на плодах или овощах растрескивается и смывается водой.
Иногда 2—3 минутную обработку овощей в растворе щелочи дополняют 2—3 минутной обработкой инфракрасными лучами, после чего удаляют кожицу с помощью роликов с резиновыми выступами. При этом исключается загрязнение сточных вод щелочью и отходами.
Большую часть плодов, предназначенных для замораживания, от кожицы не освобождают. Там, где это возможно, их очищают в замороженном состоянии на фрикционных машинах, удаляя затем плоды с дефектами в процессе сортировки на транспортерах или столах. Для очистки мелких ягод применяют механические устройства, действие которых основано на провеивании, просеивании или на использовании гравитации.
У плодов вишни и черешни, поступающих на замораживание, должна быть удалена плодоножка. В СССР выпускается линейная машина для отрыва плодоножек производительностью 750 кг/ч. Мякоть ягод более нежна, а плодоножки короче и менее тверды, поэтому, несмотря на трудоемкость, удаление плодоножек у ягодного сырья производится в большинстве случаев вручную. Для обработки земляники создано специальное оборудование. В машине «Тотал» (Италия) плодоножки вишни, сливы и других плодов удаляются на роликовом транспортере, состоящем из вращающихся валиков. Производительность машины 1500 кг вишни в час. Для освобождения зеленого горошка из створок бобов используют лущильный аппарат.
В некоторых случаях при замораживании косточковых плодов удаляют косточки. Эта операция механизирована. Большинство машин выполняют эту операцию при принципу «выкалывания» косточки из мякоти. Из загрузочного бункера плоды (вишня, черешня, слива) подают в углубления рабочего покрытия транспортера или цилиндра. С помощью опускающегося выталкивателя косточки выталкиваются из плодов и попадают или на нижнюю ленту транспортера или внутрь цилиндра, откуда затем удаляются.
Применяются также машины, действующие по принципу разделения плода (например, при удалении косточек из персиков).
При изготовлении замороженных плодовых пюре косточки удаляют из проваренных фруктов, используя протирочные машины. Мякоть разваренного сырья пробивается ударной планкой сквозь перфорированное покрытие такой машины, а остающиеся косточки удаляются через боковую воронку.
Если вырабатываются овощные наборы для первых, вторых блюд и гарниров, а также если предполагается замораживание в псевдоожиженном слое (во флюидизацион-
ном аппарате), то необходимо измельчение овощного сырья.
Для нарезания овощей ломтиками можно использовать аппараты МУ-100 или МРО-400-1000.
Степень измельчения растительного сырья может быть различной. Так, мороженный шпинат выпускают в виде целых листьев (с определенной степенью механических повреждений), нарезанных и в пюреобразном виде. Мороженую морковь — целую, нарезанную вдоль на половинки и четвертинки, нарезанную на куски, ломтики, кубики. Капусту белокочанную замораживают в нарезанном (кочан разрезан вертикально на 4 и более частей) или измельченном виде. Бобы фасоли нарезают поперек на дольки по 2—3 см или вдоль на тонкие длинные полоски. Огурцы для замораживания (с кожицей и без нее) режут пластами толщиной 2—4 см, картофель — в виде полосок сечением 10—15 мм, длиной 50—60 мм. Плоды измельчают только крупные и лишь при замораживании их с сахаром или в сахарных сиропах. Яблоки, груши и крупные персики делят на сегменты, мелкие персики, сливы, абрикосы, а ; иногда и землянику — на две дольки.
Мойку или ополаскивание сырья проводят для удаления поверхностных загрязнений минерального происхождения, которые помимо ухудшения сенсорных свойств, обусловливают повышенную микробную обсемененность продукта. При сильном загрязнении (выше 0,03 % массы) сырье не перерабатывают. Тщательная мойка плодоовощного сырья, предназначенного для замораживания, более важ- : на, чем на предприятиях консервной промышленности, так как микрофлора при замораживании полностью не уничтожается и после размораживания может вызвать быструю порчу продукта.
Немытые фрукты сильно обсеменены микроорганизмами. В расчете на 1 г продуктов количество вегетативных клеток и спор составляет 104—108. В овощах за счет почвенной микрофлоры микробная обсемененность еще выше. Мойка позволяет ее существенно уменьшить. Так, в мытых сливах количество бактерий уменьшалось на 54 %, дрожжей — на 51 и плесеней — на 36 % по сравнению с г плодами до мойки.
’ Плоды и овощи, поступившие на замораживание, моют ' чистой проточной холодной водой, имеющей температуру ; не выше 5 °C и удовлетворяющей всем требованиям, г предъявляемым к питьевой воде. Расход воды составляет 2,5—5 кг на 1 кг сырья. Моечные машины должны обеспечивать хорошее качество мойки сырья, не допуская его
механических повреждений. Большая часть таких машин является непрерывно действующей.
Для мойки плодов можно применять конвейерные моечные машины с душевым устройством для ополаскивания, душевые встряхивающие и вентиляционные моечные машины; для зеленого горошка — желобчатые, ванного типа, флотационные; для овощей — барабанные, лопастные и элеваторные, вибрационные и вентиляторные.
Эффективность мойки повышается, если сырье, в частности овощи, предварительно замачивают на 2—3 ч в холодной воде.
После мойки и ополаскивания на плодах и овощах остается некоторое количество адсорбированной воды, которая в зависимости от способа замораживания может играть положительную или отрицательную роль. Так, при замораживании в кипящем слое мелких плодов или нарезанных овощей на их поверхности за счет адсорбированной воды образуется тонкий слой ледяной глазури, предохраняющей продукт от усушки и изменений окислительного характера. При избытке адсорбированной воды и замораживании в плотном слое происходит смерзание продукта в комья. Поэтому в большинстве технологических схем подготовки сырья к замораживанию предусмотрено подсушивание его после мойки. Эту операцию обычно осуществляют на ажурных лентах для стекания воды или специальных транспортерах, оснащенных вентиляторами для принудительной циркуляции воздуха. В линии производства шпината применяют специальные отжимные устройства для удаления избытка воды из листьев.
Операции по стабилизации окраски и укреплению тканей плодоовощного сырья. При оценке качества замороженных плодов и овощей после их дефростации важнейшими показателями считают окраску и структуру мякоти. Чтобы получить замороженный продукт, сохраняющий высокие исходные свойства сырья после длительного хранения и последующей дефростации, его подвергают специальной обработке с целью стабилизации органолептических свойств (окраски, консистенции, вкуса и аромата) и пищевой, главным образом витаминной ценности. Характер таких операций не одинаков для различных видов плодоовощного сырья.
Для большинства овощей и некоторых плодов применяют бланширование, которое рассматривают как основное условие сохранения высокого качества замороженных продуктов при их продолжительном хранении. Следует, однако, отметить, что единого мнения о целесообразности блан- 138
ширования овощей не существует. Положительное действие этой операции состоит, прежде всего, в том, что в результате кратковременного прогрева сырья при 80—100 °C в воде или насыщенном паре инактивируются тканевые ферменты. Это способствует сохранению натуральной окраски плодов и овощей и предупреждает появление несвойственных им привкусов при длительном хранении. Не менее важно и то, что при бланшировании удаляется воздух из межклеточных пространств, в результате чего на 10—20 % уменьшается объем сырья, снижается активность внутритканевых окислительных процессов, частично уничтожается вегетативная микрофлора. Овощи доводятся до состояния кулинарной полуготовности.
Недостатком этого процесса являются значительные потери растворимых в воде питательных веществ, которые при бланшировании в воде в зависимости от сорта сырья и параметров процесса составляют 3—9 % для неизмель- ченного и 8—26 % для измельченного сырья, при бланшировании паром — соответственно 4 и 10 %. В сумме потерь на долю белков приходится (в % от исходного содержания) 2—8, сахара—10—21, минеральных веществ — 8— 16, витамина С — 39—50 и более (чем выше исходная С-витаминность, тем выше процент потерь). Потери витаминов группы В и остальных водорастворимых компонентов не превышают 10 %.
Экстракция в бланшировочную воду сухих веществ в совокупности с потерями тканевой воды обусловливает значительные потери массы сырья. Следует,, однако, учитывать, что суммарные потери растворимых компонентов при бланшировании, замораживании и кулинарной обработке иногда не превышают потерь при подготовке и кулинарной обработке свежих овощей. Этого нельзя сказать о потере водорастворимых витаминов: витаминность готовых блюд из замороженных овощей, прошедших водную бланшировку, всегда значительно ниже, чем при использовании свежих.
При бланшировании паром потери питательных веществ менее значительны, но этот метод имеет ряд недостатков. Главные из них: трудность получения сырья с одинаковой степенью инактивирования тканевых ферментов, а следовательно — неоднородность готового продукта по качеству и сохраняемости; невозможность применения средств, улучшающих качество бланшируемого сырья — органических кислот, антиокислителей (аскорбиновой или сернистой кислот), растворов солей—стабилизаторов
консистенции; увеличение на 30—50 % времени бланширования.
Отмеченными недостатками не страдают методы бланширования с помощью микроволновой энергии и инфракрасных лучей, позволяющие почти мгновенно прогревать сырье по всей его толщине. При использовании таких бланширователей не происходит выщелачивания питательных веществ, так как сырье почти не выделяет отходящей жидкости; сохраняются его натуральные аромат, вкус и консистенция. Преимущества этих способов бланширования заключаются и в меньшем загрязнении окружающей среды бланшировочными водами. Однако использование в производственных условиях таких аппаратов пока не на- лажено.
В промышленности для бланширования используют бланширователь БК, в котором можно производить бланширование водой, паром или одновременно водой и паром. В США разработан аппарат для быстрого бланширования плодов паром, состоящий из системы движущихся с разной скоростью конвейеров, которые проходят через секции нагревания, выдерживания и охлаждения. Использование этого аппарата позволяет сократить процесс бланширования с 2—4 мин до 30 с и уменьшить потери сухих веществ.
После бланширования сырье имеет высокую внутреннюю температуру. Температурный диапазон между 10 и 50 °C является критическим для качества продуктов (высокая активность развития микрофлоры, интенсивное изменение окраски, значительные потери питательных веществ, особенно витаминов, ухудшение аромата). Поэтому сразу после тепловой обработки плоды и овощи должны быть максимально быстро охлаждены ниже 10 °C холодным воздухом или орошением холодной водой. Воздушное охлаждение предпочтительнее, так как способствует одновременно подсушиванию (удалению избытка адсорбированной влаги), что в свою очередь обеспечивает сыпучесть замороженного продукта, исключая смерзание его в комья или монолит.
Согласно действующим технологическим инструкциям, ягоды и отдельные виды плодов (вишня, черешня, слива и др.) перед замораживанием не бланшируют. Из овощей не подвергают бланшированию огурцы, помидоры, кабачки, баклажаны, ревень, а также овощи с интенсивным ароматом или низкой ферментативной активностью (лук, красный перец, укроп, петрушку).
Для сохранения структуры, формы и натуральной окраски плодов и ягод вместо бланширования применяют ино-
гда другие приемы предварительной обработки сырья. Чаще всего выдерживают плоды и овощи в растворах, образующих нерастворимые комплесные соединения с веществами продукта, обладающих антиокислительной или водоотнимающей способностью.
В качестве веществ для приготовления таких растворов используют: хлористый кальций (хлористый кальций с лимонной кислотой), гашеную известь, аскорбиновую кислоту, лимонную кислоту, поваренную соль, сахарозу в сочетании с лимонной и аскорбиновой кислотами. Вместо растворов солей для той же цели лучше применять разбавленные водные вытяжки из коры дуба и другого растительного сырья, богатого дубильными веществами (травы зверобоя, коры березы).
Для сохранения натурального цвета светлоокрашенных плодов (черешни, абрикосы, персики) применяют также кратковременную выдержку плодов в слабых растворах солей сернистой кислоты
Помимо стабилизирующего воздействия на органолептические свойства обработка плодов и овощей путем погружения их на 2—3 мин в 1 %-ные водные растворы указанных веществ обеспечивает лучшую сохранность в замороженной и размороженной продукции витаминов С (табл. 23) и Р.
Так, например, в ягодах земляники, выдержанных перед замораживанием 3 мин в 1 %-ной водной вытяжке из коры дуба, сохраняется после замораживания и пятимесячного хранения около 60 % исходного содержания витамина С, а в ягодах, не подвергавшихся предварительной обработке, в тех же условиях сохраняется только 32 % аскорбиновой кислоты, т. е. наполовину меньше. Еще эффективнее по стабилизующему воздействию 2—3-минутная обработка растительного сырья в 0,5—0,75 %-ном водном растворе бисульфита натрия или калия. В ягодах замороженной земляники поздних сортов такая обработка позволяет сохранить в течение 5 мес не менее 70 % исходного содержания витамина С.
По силе стабилизирующего действия на аскорбиновую кислоту при длительном хранении замороженной земляни-
1 Для приготовления 1%-ной водной вытяжки из коры дуба 1 кг измельченной коры кипятят в 10 л воды в течение 30 мин, фильтруют через двойной слой марли, после чего фильтрат разбавляют водой до 100 литров. Раствор бисульфита натрия готовят в деревянных бочках, покрытых изнутри парафином, в эмалированной посуде или емкостях из нержавеющей стали. Для приготовления 0,75%-ного раствора 570 г химически чистого бисульфита натрия растворяют в 76 л воды.
>1. Влияние предварительной обработки ягод на С-витаминную актив* ность замороженной земляники
Варианты обработки
Я S S
S
S о
еъ
s 2
§45
R.o
Содержание витамина С *
после замораживания
после 4—5 мес хранения
a u s2
v К Д
^o 2
bS
о 2
M s 3
^eO 3
Контроль (безобработки)—3,542,354,625,533,7
%-ной вытяжкой из коры дуба14,555,072,635,246,6
То же34,854,271,744,557,5
%-ной вытяжкой нз коры березы14,058,677,638,450,7
,5 %-ной вытяжкой из травы зверобоя14,252,569,433,844,7
%-нымнастоем зеленого чая 34,544,759,137,649,7
0,6 %-ным раствором метабисульфитакалия14,572,395,549,865,7
То же34,369,892,351,568,1
1 %-ным раствором хлористого кальция34,643,257,131,641,8
1 %-ным раствором алюмокалиевых квасцов13,252,270,037,649,7
* Дегустационная оценка свежнх ягод до замораживания — 5 баллов, среднее содержание в них витамина С — 75,6 мг на 100 г (сорта Коралловая 100, Веденспнлс 7, Зенга-Зенгана).
ки испытанные вещества можно расположить в следующем порядке: метабисульфит натрия или калия, вытяжки из коры дуба и березы, алюмокалиевые квасцы, настой зеленого чая, вытяжка из травы зверобоя, раствор хлористого кальция. Следует, однако, отметить, что выдерживание в растворе алюмокалиевых квасцов снижает качество ягод, придавая им посторонний неприятный привкус.
Вопрос о характере подготовки растительного сырья к замораживанию должен решаться индивидуально для каждого вида плодов и овощей. Так, для абрикосов, персиков, желтых сортов черешни и сливы, а также других светлоокрашенных плодов, можно применять обработку слабыми растворами солей сернистой кислоты, позволяющую предупредить потемнение плодов при замораживании, хранении и особенно размораживании и сохранить высокую их С-витаминность. Ягоды земляники, которые чаще всего используются на десерт в дефростированном виде (без до-
полнительной термической обработки), лучше выдерживать в водной вытяжке из дубовой коры. А ягоды черной смородины, плоды вишни, темноплодные сорта черешни и сливы выдерживают замораживание и без предварительной обработки.
Операцию по укреплению тканей плодов и овощей и сохранению их цвета наиболее удобно проводить в суль- фитационных апаратах типа МСК-1- Это барабан из 12 секций (карманов) емкостью 15—16 кг каждая. Барабан наполовину погружен в сульфитирующий или другой стабилизирующий раствор и при вращении его каждая секция может находиться в растворе заданное время (1— 5 и более минут). Для некоторых овощей перспективным способом предварительной обработки перед замораживанием является высокотемпературное подсушивание взамен бланширования. Все оборудование, предназначенное для предварительной подготовки сырья, должно по пропускной способности соответствовать производительности морозильной установки.
Наиболее высокое качество замороженной продукции обеспечивается при минимальном времени, затрачиваемом на доставку и предварительную обработку сырья. На передовых холодильных предприятиях мира собранное сырье поступает на обработку не позднее чем через 1,5 ч после сбора, поэтому на предприятии даже не предусмотрены складские помещения для хранения сырья.
Обработка сырья
в осмотических растворах сахарозы с целью повышения пищевкусовой и биологической ценности замороженных плодов
В качестве одной из важнейших предпосылок развития производства и потребления замороженных плодов и овощей является возможность обогащения за счет них витаминами пищевых рационов в зимние и весенние месяцы, то есть в период дефицита этих биологически ценных компонентов в нашем питании.
Наиболее дефицитна аскорбиновая кислота. Ее уровень в крови обследованных в различных районах страны школьников и работников различных предприятий в 2— 3 раза ниже нормы. По обобщенным результатам исследо-
вания, дефицит витамина С у разных групп населения зимой и весной достигает 50—70 %, витамина А — 20—70 %. Об аналогичном положении свидетельствуют и данные французских и швейцарских ученых, установивших, что даже в самом лучшем пищевом рационе не хватает 20 % витаминов.
Исходя из рассмотренных проблем, была разработана технология предварительной обработки сырья и предложен ассортимент плодов десертных быстрозамороженных повышенной пищевой и биологической ценности, сохраняющих высокие показатели органолептических и физико-химических (в частности витаминных) свойств в размороженном виде.
Сущность предложенного метода обработки состоит в частичном предварительном осмотическом обезвоживании освобожденного от несъедобных частей нарезанного дольками плодового сырья в концентрированных растворах сахарозы с добавлением в них антиокислителя — аскорбиновой кислоты. Остающийся после выдержки плодов сироп может быть использован с той же целью повторно после соответствующей корректировки по содержанию сахарозы и аскорбиновой кислоты или применен для выработки плодов и ягод, замороженных в сиропах. Использование сиропа по второму варианту позволяет получить одновременно два вида замороженной продукции повышенной биологической ценности с гарантированным содержанием витаминов С и Р даже из плодового сырья с низкой исходной С-витаминностью. Этот же сироп можно использовать при получении безалкогольных напитков в качестве ценного компонента, обогащающего их дефицитными витаминами и естественными для плодов красящими, ароматическими и минеральными веществами.
Метод обработки сырья в осмотических растворах сахарозы апробирован на многих видах плодов и ягод. Наилучшие результаты получены при обработке яблок, груши, айвы, сливы, абрикоса и персика. Обработка мелкоплодных видов сырья — черешни и вишни — менее эффективна, а ягод винограда, смородины, садовой и лесной земляники, крыжовника и других — нецелесообразна. Следует, однако, подчеркнуть, что из большинства мелкоплодных видов плодового сырья можно и без предварительной обработки при соответствующем подборе сортов получить замороженную продукцию, сохраняющую десертные свойства в размороженном виде. Плоды же яблони, груши, айвы, абрикоса, персика, сливы светлоокрашенных сортов, замороженные без стабилизирующей обработки, в разморожен-
ном виде теряют свои ценные потребительские свойства. Обработка этих плодов, согласно действующей технологической инструкции, в водном 3,5—4 %-ном растворе аскорбиновой кислоты с добавлением 0,1—0,15 %-ной поваренной соли способствует сохранению натуральной окраски и обогащает плоды витамином С, но их вкусовые свойства и консистенция после размораживания оцениваются как неудовлетворительные. Из-за обильного отделения сока резко снижается и пищевая ценность.
Общая технологическая схема получения новых видов замороженных плодов включает следующие операции: сортировку сырья по качеству; взвешивание отобранных стандартных плодов; мойку в проточной воде; освобождение от несъедобных частей; нарезание на дольки крупных плодов и на половинки — мелких; одновременное приготовление сиропа; выдержку плодов в сиропе; изъятие плодов из сиропа с последующей выдержкой их на ситах для стекания избытка сиропа; замораживание плодов россыпью в открытых лотках при температуре —24 °C и ниже; упаковку замороженных плодов в пакеты из полиэтиленовой пленки толщиной 50—60 мкм вместимостью до 1 кг; укладку пакетов с замороженными плодами в картонные коробки вместимостью 24—25 кг; хранение при температуре — 18... —24 °C.
Установлено, что степень и скорость обезвоживания сырья в растворах сахарозы зависит от вида плодов. Для яблок и абрикоса определяющим фактором является время выдержки, для айвы, сливы и персика — концентрация сиропа, для груш — соотношение плодов и сиропа. Увеличение времени выдержки плодов в сиропе усиливает их влагоотдачу, а изменение соотношения плодов и сиропа в сторону увеличения последнего (1:2 вместо 1:1) активизирует процесс диффузии сахарозы в плоды из сиропа, что приводит к увеличению затрат сахара.
Обезвоживание наиболее эффективно при использовании в качестве сырья плодов персика, так как достигается при минимальных затратах сахара.
При одной и той же концентрации в сиропе аскорбиновой кислоты С-витаминность полуфабриката и готовой замороженной продукции колеблется в значительном диапазоне и зависит от вида плодов. Наиболее высокое поглощение витамина С из раствора характерно для плодов персика, айвы, абрикоса, а самое низкое — для сливы ренклода.
2%-ная концентрация аскорбиновой кислоты в сиропе для всех плодов, кроме персиков, является вполне доста-
24. Оптимальные режимы предварительной обработки плодов
Плоды
Концентрация сахарозы в сиропе, %
Концентрация аскорбиновой кислоты в сиропе, %
Соотношение плодов и сиропа по массе
Время выдержки в сиропе, ч
Айва потребительской зрелости
70
2
1:1,5
22—24
Груша потребительской зрелости
70
2
1:1
12—14
Груша технической зрелости
70
2
1:1
18—20
Яблоки потребительской зрелости
70
2
1:1
12—14
Яблоки технической зрелости
70-75
2
1:1
18—20
Абрикосы технической зрелости
70
2
1:1
12—14
Персики технической зрелости
70
3
1:1
16—18
Слива-венгерка
70
2
1:1
16—18
Слива-ренклод
70
2
1:1
22—24
точной для предупреждения в тканях окислительных процессов и повышения биологической ценности плодов. Персики обладают наиболее высокой полифенолоксидазной активностью, поэтому целесообразно в обезвоживающем растворе повысить концентрацию аскорбиновой кислоты до 3 %. Целесообразное время выдержки плодов в сиропе определяется особенностями строения тканей различных видов плодов. Для плодов зрелых, особенно с рыхлой консистенцией, требуется меньше времени для частичного обезвоживания их в растворе сахарозы.
При выдержке плодов в растворе менее 12 ч не происходит достаточного их обезвоживания, обогащения сахаром и аскорбиновой кислотой. Пребывание плодов в сиропе более 24 ч нецелесообразно, так как вследствие чрезмерного обезвоживания ухудшается их внешний вид, при этом зрелые плоды деформируются, а плоды технической стадии зрелости приобретают вязкую консистенцию.
Концентрация сахарозы в сиропе не должна быть менее 70 % во избежание ослабления осмотического воздействия на плоды. Приготовление сиропов, содержащих выше 75 % сахарозы, затруднительно в технологическом отношении и экономически невыгодно. Кроме того, их применение отрицательно сказывается на внешнем виде и консистенции плодов.
В результате проведенного комплексного исследования с учетом показателей экономичности процессов рекомендованы следующие оптимальные режимы предварительной обработки (табл. 24).
В табл. 25 представлены средние многолетние данные о
15. Влияние предварительной обработки на пищевую ценность и дегустационную оценку быстрозамороженных пподов
Виды ПЛОДОВ
Режим предварительной обработки
1 СУ
X О
>>с
§ ° е
85s
1 и
1 о
о ч
а Я
5
Массовая доля
ч
о 5 к ч
1 g
0 3
ч
tio
концентрация аскорбиновой кислоты в сиропе, %
5 8
В О ел Я с
° о
5 =
3
я ”
5 и
* §
мг на 100 г продукта
Айва
Опыт
Контроль 1
Контроль 2
2
4+0,1 % NaCl Без обработки
2424,9
0,5 10,3
—Н,1
17,45
8,16
9,23
0,81
0,67
0,65
25-,6 443
251,3 219
16,5 228
4,5
4,0
3,3
Опыт
2
Яблоки
2023,9
16,8
0,92
171,7 130
4,2
Контроль 1
4+0,1 % NaCl
0,5 11,0
7,4
0,90
83,5 83,8
2,9
Контроль 2
Без обработки
—10,0
6,5
0,90
9,1 20,0
2,0
Опыт
2
Груша
1825,7
17,51
0,33
132,1 270
4,6
Контроль 1
4+0,1 % NaCl
0,5 10,9
6,50
0,37
97,9 161
3,0
Контроль 2
Без обработки
—9,0
6,53
0,13
2,1 30
2,0
Опыт
2
Абрикос
1428,7
16,12
1,89
209,3 166
4,5
Контроль 1
4+0,1 % NaCl
0,5 13,0
9,03
1,21
120,7 60
3,3
Контроль 2
Без обработки
—13,6
9,00
1,35
4,8 62
3,1
Опыт
3
Персик
1624,2
16,49
0,73
310,5 333
4,6
Контроль 1
4+0,1 % NaCl
0,5 14,9
8,42
0,76
141,0 147
3,3
Контроль 2
Без обработки
—14,0
8,42
0,63
3,2 83
2,8
Опыт
2
Слива-венгерка
1822,712,48
1,80
139,6 187
4,2
Контроль 1
4+0,1 % NaCl
0,5 13,2
11,19
1,79
126,2 73
2,7
Контроль 2
Без обработки
—12,0
5,20
1,39
3,4 42
2,1
Опыт
2
Слива-ренклод
2417,5
13,11
0,61
98,6 122 1
4,4
Контроль 1
4+0,1 % NaCl
0,5 10,9
7,20
0,63
85,3 105
3,5
Контроль 2
Без обработки
—10,4
7,34
0,55
12,6 62
2,6
качестве нового вида продукта — плодов десертных быстрозамороженных (опыт), выработанных по оптимальным режимам, после 9 мес хранения в сопоставлении с замороженной продукцией из того же сырья, выработанной согласно действующей инструкции: контроль 1 — семечковые плоды, освобожденные от кожицы, нарезанные дольками, а косточковые — половинками, выдержанные полчаса в 4 %-ном растворе аскорбиновой кислоты с добавлением в него 0,1 %-ной поваренной соли; контроль 2— целые плоды, замороженные без какой-либо предварительной обработки.
Метод обработки плодов перед замораживанием путем выдержки освобожденного от несъедобных частей сырья в концентрированных растворах сахарозы с добавлением аскорбиновой кислоты обеспечивает получение замороженного продукта с высокими потребительскими свойствами, сохраняющимися и после размораживания не менее чем в течение 12 ч. Обработка плодов предлагаемым методом обеспечивает повышение сухого вещества в плодах на 5—■ 15 % и более, С-витаминную активность — не менее чем в 10 раз, количество P-активных веществ — на уровне или выше их содержания в свежих плодах, способствует сохранению натуральной окраски у размороженных плодов не менее 12 часов, исключает или сводит до минимума отделение сока из размороженной продукции, сохраняет структуру тканей и улучшает вкусовые свойства плодов за счет оптимизации сахаро-кислотного коэффициента.
Органолептические свойства замороженных плодов, выработанных с предварительной выдержкой сырья в осмотических растворах сахарозы с аскорбиновой кислотой по оптимальным вариантам, оценивается в 4,2—5 баллов (по 5-балльной шкале), что в некоторых случаях превосходит дегустационную оценку свежего исходного сырья. Соблюдение стабильной температуры хранения как при —24 °C, так и при —18 обеспечивает высокое качество нового вида замороженных плодов как по органолептическим, так и по физико-химическим показателям в течение 12—18 мес. При неоднократном повышении температурного режима хранения показатели органолептических свойств, а также С- и Р-витаминность нового вида замороженной продукции снижаются, но остаются все же более высокими, чем у плодов, замороженных по действующей технологической инструкции.
По общей микробной обсемененности, количеству плесневых грибов и дрожжей в 1 г продукта, отсутствию бактерий кишечной палочки и патогенных микроорганизмов но- 148
вый вид продукта соответствует требованиям ОСТ 111— 19—84 на замороженные «Блюда и полуфабрикаты десертные».
Плоды десертные быстрозамороженные являются продуктами с гарантированным содержанием аскорбиновой кислоты. Они могут использоваться в размороженном виде как готовый продукт, а также для приготовления фруктовых салатов и начинок для пирогов. Производство такой продукции позволит обогатить витаминами С и Р пищевой рацион населения в зимние и весенние месяцы — период наибольшего их дефицита. Расчетный экономический эффект при выработке нового вида плодов десертных быстрозамороженных составляет 90 руб. на 1 т готовой продукции.
Высококачественные продукты можно получить при замораживании С- и Р-витаминного сырья — черной смородины, земляники, персиков в сахарном сиропе. При таком способе лучше, чем при сухом замораживании, сохраняются биологически активные вещества, окраска, консистенция, вкус и аромат. Органолептическая оценка по 5-балльной шкале плодов и ягод, замороженных в сиропе, на 1 —1,5 балла выше, чем замороженных россыпью в сухом виде. Сироп с концентрацией сахара 25—50 % практически одинаково сохраняет компоненты химического состава замороженных плодов и ягод. Повышению биологической ценности таких продуктов способствует добавление к сиропу аскорбиновой кислоты. В качестве оптимальной при замораживании земляники и сливы можно рекомендовать концентрацию сахара в сиропе 30 %, персиков — 35, черной смородины — 40 %. Аскорбиновую кислоту целесообразно добавлять к сиропам лишь при замораживании в них светлоокрашенных видов и сортов сырья с низкой С-витаминностью: груши, яблок, абрикосов, желтых и розовых сортов черешни, белых и розовых сортов винограда в количестве до 1 г на 1 кг сиропа.
Хорошие результаты получены Э. Л. Дженеевой при замораживании целых плодов или долек в пульпе из того же вида сырья с добавлением сахара из расчета, чтобы его содержание в готовом продукте, включая собственный, было на уровне 25 %. Такой способ переработки можно рассматривать как безотходную технологию, поскольку он позволяет использовать механически поврежденное сырье.
Высокую оценку специалистов получает замороженная полностью измельченная плодово-ягодная продукция из земляники, малины, черной смородины, вишни, сливы, чер-
ноплодной рябины, облепихи, летних сортов яблок и других плодов и ягод с добавлением 19—20 % сахара.
Разработаны также рецептуры измельченной замороженной продукции, основу которой (70 % и более) составляют яблоки, а земляника, вишня, малина, облепиха, черпая смородина используются как обогащающие биологически ценными веществами добавки. Рецептуры разработаны таким образом, что 100 г продукта содержат витамина С не менее 50 мг, P-активных веществ — не менее 80 мг, что позволяет восполнять суточную потребность человека в этих витаминах. Все виды измельченной продукции после замораживания, длительного хранения и последующего размораживания имеют цвет, вкус и аромат, присущие свежим плодам и ягодам, из которых они изготовлены.
Ввиду высокой биологической ценности и вкусовых достоинств такие продукты рекомендованы в качестве десертных и профилактических для восполнения витаминных ресурсов организма.
Замораживание плодов и овощей
Из замораживающих устройств, применяемых для холодильной обработки плодов, до недавнего времени были наиболее распространены туннельные (классические) морозилки с принудительной циркуляцией воздуха и скороморозильные аппараты периодического действия (СА), а также непрерывно действующие агрегаты интенсивного воздушного охлаждения (скороморозильный аппарат ГКА-2). На консервных заводах с целью создания запасов сырья для работы в межсезонный период плоды и овощи замораживали в морозильных камерах с интенсивным движением воздуха и без него.
Замораживание пищевых продуктов в этих видах морозильных устройств производится при температуре от —18 до —26 °C. Длительность процесса замораживания в скороморозильных аппаратах 2—6 ч, в камерах — 12—24 ч и более. Операции по загрузке, выгрузке, фасовке и упаковке проводятся вручную. Все это сдерживает развитие производства замороженных плодов и овощей.
В настоящее время в СССР освоен прогрессивный флю- идизационный метод замораживания (в псевдоожиженном слое), позволяющий замораживать плодоовощное сырье за 6—40 мин при температуре охлаждающего воздуха —30 °C (в промышленных условиях) и скорости его движения 2— 3 м/с. Одновременно исследуются возможности криоген-
ной обработки плодов и овощей в жидком азоте, жидком воздухе и жидком фреоне.
Флюидизацией называют процесс, при котором в слой сыпучих материалов, находящихся на горизонтальном сите, направляют поток воздуха со скоростью, обусловливающей явление «кипения», при этом продукт по ряду свойств ведет себя как жидкость. Например, если подать в флюидизационный желоб дополнительную дозу продукта, то уровень его по всей поверхности выравнивается; легкие частицы с меньшей плотностью или меньших размеров располагаются наверху взвешенного слоя, а более крупные (тяжелые) внизу и т. д. Особенностью процесса флюи- дизационного замораживания является интенсивность его протекания при сравнительно простом устройстве аппаратов. Особенно хорошие результаты при этом методе дает замораживание сырья относительно небольших размеров (зеленый горошек, земляника, смородина, малина, вишня, нарезанные овощи). Продукт замораживается и одновременно продвигается той же воздушной струей, которая вызывает флюидизацию (в наклонном желобе), или при помощи механического конвейера. Поверхность всех частиц продукта полностью открыта потоку воздуха, благодаря чему процесс замораживания ускоряется до 25—40 мм/ч и более.
Существенным в работе флюидизационных аппаратов является предотвращение слипания отдельных частиц в комки, затрудняющего процесс замораживания и снижающего качество готового продукта. В комках отдельные частицы продукта внутри не полностью замораживаются и при последующем разрушении комков повреждаются. Во избежание этого продукты замораживают на двух лентах. На первой ленте, называемой лентой подмораживания, сырье подмораживают поверхностно, на поверхности частиц образуется тонкая глазурь. Твердая поверхностная оболочка плодов или ломтиков овощей препятствует их слипанию. На второй ленте (ленте домораживания) происходит полное замораживание продукта до заданной температуры в центре плодов (обычно до —20 °C). Толщина слоя на первой лейте обычно в 2—3 раза меньше, чем на второй. Например, при замораживании клубники толщина слоя продукта на первой лепте 30—50 мм (1—2 слоя ягод), на второй 100—150 мм (4—6 слоев ягод). Соответственно скорректирована и скорость движения лент.
Так как с самого начала замораживания продукт защищен поверхностным тонким слоем ледяной глазури, значительно снижаются потери от усушки, лучше сохраняется
26. Влияние условий замораживания на сохраняемость витаминов в зеленом горошке при длительном хранении
Сорта овощного гороха
Способ и температура замораживания
Содержание витаминов, мг на 100 г
С
В,
в.
РР
Кубанец 1126
Свежий
13,2
0,29
0,19
1,95
Овощной 76
»
21,3
0,30
0,19
2,05
Ранний грибовский 11
»
19,4
0,30
0,20
1,93
Ранний 301
»
13,5
0,35
0,20
2,00
Превосходный 240
»
21,9
0,30
0,18
2,20
Восход
»
12,3
0,30
0,18
1,87
Замороженный после 10 мес хранения
Кубанец 1126
В морозильной камере, t —24 °C
4,7
0,20
0,14
1,12
Овощной 76
То же
12,3
0,24
0,17
1,45
Ранний грибовский 11
»
14,5
0,22
0,16
1,54
Ранний 301
»
5,1
0,28
0,16
1,04
Превосходный 240
»
15,7
0,26
0,16
1,63
Восход
»
3,5
0,22
0,14
1,37
Кубанец 1126
Во флюидизацион- ном аппарате, t —35 °C
7,2
0,22
0,13
1,44
Овощной 76
То же
15,6
0,25
0,15
1,56
Ранний грибовский 11
»
15,9
0,24
0,16
1,52
Ранний 301
»
8,3
0,30
0,18
1,67
Превосходный 240
»
18,7
0,27
0,17
1,87
Восход
»
6,0
0,26
0,14
1,45
качество готовой продукции (даже в сравнении с замораживанием в жидком азоте). В частности, при флюидиза- ционном замораживании ягоды имеют лучшую гистологическую структуру, меньше снижается влагоудерживающая способность их тканей, а следовательно, уменьшается вытекание сока при размораживании, более стабильно сохраняются пигменты и витамины, минимально изменяется аромат, так как потеря легколетучих ароматических веществ примерно в 6 раз меньше, чем при обычном воздушном замораживании. Замораживание во флюидизацион- ном аппарате обеспечивает лучшую сохранность аскорбиновой кислоты, витаминов Bi и РР (табл. 26). Важно, что продукция флюидизационного метода замораживания не теряет до конца своей сыпучести. Это позволяет механизировать процессы ее расфасовки и упаковки.
Благодаря высокой скорости замораживания (2—3 т/ч) этот тип аппаратов, по мнению специалистов, постепенно вытеснит классические тоннельные и контактные морозил-
ки, применявшиеся до последнего времени для холодильной обработки косточковых плодов, ягод, нарезанных на кубики овощей, бобовых, гарнирного картофеля и пр. Поскольку в последних конструкциях флюидизационных аппаратов отечественного производства замораживание растительного сырья можно производить не только в кипящем, но и плотном слое, стало возможным замораживать в них и целое, неизмельченное плодоовощное сырье (сливы, абрикосы, персики, томаты, перец и др.).
Для замораживания плодов и овощей методом флюидизации (в псевдоожиженном и плотном слое) наиболее подходящим является скороморозильный аппарат конструкции Молдавского НИИ пищевой промышленности, превосходящий по некоторым показателям зарубежные образцы флюидизационных аппаратов. Его габаритные размеры 4x6X12 м, производительность 2,5—8 т/ч. Замораживание и переохлаждение продукта во флюидизационных аппаратах осуществяется воздухоохладителями, работающими с температурой кипения —40 °C и обеспечивающими температуру воздуха в камере —33 °C. При прохождении через слой продукта (предварительно охлажденного до 3°С) нагнетаемый воздух нагревается примерно на 6 °C. Следовательно, замораживание продукта происходит в диапазоне температур —27...—33 °C, чаще всего при —30 °C.
Заслуживает внимания аппарат непрерывного действия флюидизационного типа ФГФ-80 (ГДР). Высокая производительность установки (до 3 т/ч по зеленому горошку) обеспечивается системой интенсивной подачи охлажденного воздуха к замороженному продукту, находящемуся на перфорированной сетке. Применение пневматической системы транспортировки продукта внутри тоннеля позволяет избежать его механического повреждения. Морозильное оборудование ФГФ-80 можно комплектовать с автоматическими или полуавтоматическими дозаторами, с фасовочно-упаковочными автоматами. Установка может быть использована для замораживания большого ассортимента плодоовощной продукции в свежем, бланшированном и даже протертом виде, так как позволяет замораживать не только в кипящем слое (для свежих плодов и овощей мелкого размера), но и на лотках, поддонах и в специальных пластмассовых ящиках. Продолжительность замораживания составляет в среднем 12—15 мин при температуре испарителя 40 °C. В качестве хладогента используют жидкий аммиак.
Для замораживания предварительно упакованных плодов и овощей используют конвейерные универсальные или туннельные морозильные аппараты.
Еще совсем недавно считалось, что на качество замороженных продуктов решающее влияние оказывает режим и метод замораживания. В связи с этим все методы делили в зависимости от средних скоростей замораживания w (в м/ч) на 4 группы:
Медленное замораживаниеw < 0,01
Замораживание со средней скоростью w = 0,01—0,05Быстрое замораживаниеw = 0,05—0,10
Сверхбыстрое замораживаниеw > 0,10
По результатам микроскопирования было установлено, что при быстром замораживании за счет образования более мелких кристаллов льда меньше повреждаются ткани, чем при медленном: Более поздние исследования показали, что даже при быстром замораживании, когда размер кристаллов воды не превышает 11X25X30 мкм, значительная часть клеток растительных тканей, имеющих у плодов в среднем размер около 15 мкм, прокалывается образующимися кристаллами, что способствует вытеканию сока при размораживании плодов. При медленном же замораживании механические повреждения тканей гораздо существеннее за счет образования крупных кристаллов размером от 200 до 800 мкм.
На примере земляники сорта Зенга-Зенгана было установлено, что наиболее высокую оценку получал продукт, замороженный при скорости 0,015 м/ч, и дальнейшее увеличение скорости в основном не имеет существенного значения. Выраженное ухудшение качества наблюдается при скорости замораживания w = 0,006 м/ч.
Но в связи с обнаруженным явлением рекристаллизации оказалось, что в процессе хранения продуктов в замороженном виде практически полностью устраняются различия в качестве продуктов, полученных при различной скорости замораживания.
Раньше предполагали, что замороженный продукт стабилен и не подвержен структурным изменениям вплоть до оттаивания льда. Однако гистологические исследования последних лет позволили обнаружить ряд видоизмененных форм кристаллической структуры: даже в продуктах, полученных при сверхбыстром замораживании, по мере повышения температуры размер кристаллов увеличивается, а затем они постепенно объединяются в монолитные пластины льда. Вначале при низких температурах этот процесс
протекает замедленно (рекристаллизация медленным шагом), а по мере приближения к криоскопической точке наблюдается очень быстрый рост кристаллов за счет уменьшения количества малых (рекристаллизация перед оттаиванием).
Таким образом, под рекристаллизацией понимают процесс непрерывного роста кристаллов в результате миграции частиц воды от малых кристаллов к большим. Это объясняется тем, что на поверхности малых кристаллов давление водяных паров больше, чем у крупных. Вторая причина в том, что при колебаниях температуры в момент ее даже незначительного повышения вначале плавятся мелкие кристаллы, и оттаявшая вода при повторном понижении температуры намораживается вокруг больших кристаллов.
Снижение температуры хранения и ограничение ее колебаний замедляют процесс рекристаллизации. Установлено, что при низкой температуре, например при —25 °C, разница давлений водяных паров над крупными и мелкими кристаллами в 4 раза меньше, чем при температуре —10 °C. Но полное торможение рекристаллизации наблюдают при температуре —65 °C и ниже.
В связи с открытием явления рекристаллизации выяснилась ведущая роль индивидуальных особенностей вида и сорта плодов и овощей, также как и методов предварительной подготовки в стабильности их качества при длительном хранении в замороженном виде.
Упаковка и хранение
замороженных плодов и овощей
Для сохранения высокого качества замороженных продуктов при длительном хранении, помимо воздействия низкой температуры, необходимо всестороннее и эффективное предохранение от вредного воздействия факторов внешней среды: атмосферного кислорода, запыления и загрязнения, посторонних запахов, микробиального обсеменения. Необходимо также максимально ограничивать усушку продукта, потерю аромата. Все эти многообразные функции должна выполнять упаковка товара.
Замороженные россыпью плоды и овощи из флюиди- зационного или другого морозильного аппарата поступают на фасовку и упаковку. В настоящее время замороженную товарную продукцию на консервных заводах фасуют в картонные короба № 9 вместимостью по 20—25 кг с вклады-
шами из полиэтиленовой пленки толщиной 60—100 мкм, а также в полиэтиленовые мешки.
Из-за ярко выраженной сезонности и нехватки рабочих во время массового поступления сырья замороженную продукцию в этот период фасуют также в крупные упаковки (стоечные поддоны) с тем, чтобы в межсезонный период осуществить ее перефасовку в потребительскую тару. При переупаковке, которую обычно производят в помещениях с температурой выше 0°С, очень важна скорость, с которой она осуществляется. Например, на холодильнике шведской фирмы «Фригоскандия» продукт перефасовыва- ется и упаковывается на автоматических упаковочных машинах за 10 мин, после чего снова возвращается в камеру хранения.
Несмотря на то, что в упаковочном цехе температура поддерживается на уровне 5—10 °C, повышения температуры самого продукта за такой короткий срок не наблюдается.
Если расфасовка и упаковка продукта предшествует замораживанию, а также если сразу после замораживания россыпью имеется возможность произвести его расфасовку и упаковку, то для этих операций при производстве замороженного зеленого горошка используют комплекс фасовочно-укупорочного оборудования марки М1-АКВ. Он выполняет следующие операции: разматывание полиэтиленовой пленки из рулона; формование рукава из полиэтиленовой ленты; сваривание с помощью горячего воздуха продольного шва специальным устройством, поперечного шва на нижнем конце рукава перед подачей продукта и поперечного шва на верхнем конце упаковочной единицы; объемное дозирование предварительно замороженного продукта; подачу дозы в рукав; отделение упаковочной единицы от рукава; подачу ее к весовому устройству, взвешивание и выдачу чека, в котором указаны цена за 1 кг продукта, дата и т. д.
Комплекс обслуживают 4 человека.
Прошел межведомственные испытания аналогичный автомат для фасовки ягод (смородина черная и красная, крыжовник), который можно использовать также и для зеленого горошка.
Принят к серийному производству Минлегпищемашем автомат для фасовки крупных косточковых плодов (слива, абрикосы, персики диаметром до 70 мм).
Отдельные предприятия оборудованы автоматами фирм «Хассия» (ФРГ), «Экспрессо» (Италия) и др.
Согласно данным нашего исследования, наилучшими
упаковочными материалами для замороженных плодов и овощей являются пленки из следующих отечественных полимерных материалов: полиэтилена (толщина пленки 40— 60 мк), полиэтилена-целлофана (ПЦ 2) и сарана (повиде- на). Хранение замороженных плодов и овощей в полукилограммовых и килограммовых пакетах из указанных материалов, а также в пачках из ламинированного картона той же вместимости, уложенных в ящики из гофрированного картона вместимостью до 15 кг, внутренняя поверхность которых выложена подпергаментом, обеспечивают минимальную естественную убыль массы продукта (не более 1 % за 8—9 мес хранения при температуре —18... —24 °C), стабильность в содержании пищевых и биологически активных веществ.
Вместо подпергамента с успехом используются вкладыши из полиэтиленовой пленки.
Для расфасовки замороженных плодов, ягод и овощей в потребительскую тару непосредственно перед реализацией можно использовать картонные коробки массой 0,5— 1 кг, выложенные изнутри целлофаном, и пакеты из целлофана.
При хранении в замороженных плодах и овощах непрерывно происходят микробиологические, химические, биохимические и физические процессы, интенсивность которых зависит от уровня температуры и вида упаковки. Известно, что при температуре —10 °C прекращается развитие микроорганизмов, однако при таком температурном режиме довольно быстро снижается качество продукта за счет реакций химического, биохимического и физического характера.
Многочисленные исследования и практический опыт показывают, что длительное хранение плодов и овощей целесообразно осуществлять при температуре —25°... —30 °C. В некоторых странах замороженные плоды и овощи принято хранить именно в этом диапазоне температур, обеспечивающем стабильность состава и качества.
В СССР и большинстве стран мира замороженные плоды и овощи хранят при температуре —24 °C более 6 мес и — 18 °C при более кратковременном хранении. Согласно результатам наших исследований, при любых сроках хранения качество замороженных плодов и овощей, хранившихся при —24 °C, лучше, чем при —18 °C.
Колебания температуры воздуха в холодильной камере допустимы лишь кратковременные (не более суток) в пределах ± 1 °C.
Для качества замороженных продуктов важно, чтобы в
процессе продвижения от производства к потребителю температура их поддерживалась на достаточно низком уровне (ориентировочно —18 °C), что достижимо лишь при создании непрерывной холодильной цепи между холодильным и торговым предприятиями.
Наиболее слабыми звеньями в этой цепи являются организация погрузочно-разгрузочных работ и транспортирование. Установлено, что в течение 1 ч, затрачиваемого на погрузочно-разгрузочные операции на открытой платформе при +15 °C, температура замороженных овощей повышается на 10° (от —25° до—15°C). Если на протяжении всего цикла распределения температура в продукте должна сохраняться на уровне —18 °C, то время перегрузки при + 15 °C не должно превышать получаса. Поэтому так важна более низкая начальная температура замороженного продукта.
Другим положительным аспектом низкотемпературного хранения является то, что имеющая низкую исходную температуру замороженная продукция может доставляться на небольшое расстояние изотермическим транспортом без дополнительного охлаждения.
Изменения, происходящие во время хранения замороженных плодов и овощей, являются продолжением изменений, наблюдаемых при замораживании, поэтому их обычно рассматривают в совокупности.
Основные из них следующие:
усушка, происходящая в результате поверхностного испарения до остаточной влажности 25—35 % (у овощей усушка всегда выше, чем у плодов) и ожог — особая форма местного очень сильного обезвоживания замороженных продуктов;
рекристаллизация воды, вызывающая дополнительные повреждения тканей и ослабление консистенции размороженных плодов и овощей;
снижение редуцирующих веществ, в том числе аскорбиновой кислоты в результате ферментативных реакций (каталаза и пероксидаза сохраняют активность при —15... —17°C, инвертаза — до —40°C);
превращение хлорофилла в феофитин и другие соединения, проявляющееся в уменьшении интенсивности зеленой окраски и появлении новых ее оттенков (голубоватозеленого, зелено-желтого, серо-зеленого, коричневого);
ферментативное и химическое окисление соединений по- лифенольной природы, обусловливающее побурение кожицы и мякоти плодов и овощей;
потеря аромата в связи с сублимационным испарением
влаги с поверхности замороженных продуктов, а также в результате ферментативного распада ароматических эфиров.
Высокое качество и пригодность для замораживания исходного сырья, правильная его предварительная обработка, замораживание при температуре ниже —30 и хранение при температуре ниже —20 °C, герметичная упаковка, а также изолирование путем замораживания плодов в сахарном сиропе или плодово-ягодной пульпе, а овощей — в слабом растворе соли является тем комплексом мер, которые сводят к минимуму указанные изменения при замораживании и хранении.
g ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
нилищем для государственного сортоиспытательнилищем для государственного сортоиспытательного участканого участка
нилищем для государственного сортоиспытатель
нилищем для государственного сортоиспытатель
ного участка
ного участка
Общесоюзный перечень картофелехранилищ для строительства в двенадцатой пятилетке
Наименование и краткая характеристика
Обозначение проекта
S S
S 03
Сметная стоимость, тыс. руб.
Разработчик
общая
оборудования
на 1 т, руб.
Картофелехранилище контейнерного типа
813-176
2000
459,3
188,4
229,6
Эстгипросельстрой
Картофелехранилище неохлаждаемое
703-1-4,85
3000
644,13
321,91
214,7
Белгипроторг
Холодильник для хранения картофеля
701-4-129,85
2000
552,65
264,49
276,3
То же
701-4-124,84
1000
295,33
124,94
295,3
»
»
701-4-125,84
1500
394,31
174,63
262,9
>
>
701-4-112,83
3000
811,03
408,65
270,3
Укргипроторг
Картофелехранилище (холодильник)
813-2-14,85
3000
504,6
170,5
168,2
Гипронисельпром
Картофелехранилище (холодильник) из легких металлических конструкций
813-2-12,84
3000
600,6
173,0
100,1
>
Хранилище семенного картофеля из легких металлических конструкций
813-2-15,85
1000
179,7
34,9
179,7
>
Картофелехранилище для государственного сор-
813-141
100
56,8
13,0
56,9
»
тоиспытательного участка
Секционное хранилище семенного картофеля
813-2-6
3000
235,0
43,5
78,3
Гнпронисельпром, Главсельстройпроект
То же
813-163
2000
204,3
36,1
102,1
Гипронисельпром
>
813-2-5
1000
136,6
26,2
136,6
Гнпронисельпром, Главсельстройпроект
Картофелехранилище контейнерного типа
813-178
2000
509,3
214.4
254,6
Эстгипросельстрой
Картофелесортировальиый пункт производительностью 30 т/ч на оборудовании ГДР
814-2-1
30
267,2
169,3
Гипронисельпром
Сортировальный пункт для послеуборочной доработки и предпосадочной подготовки картофеля производительностью 25 т/ч
814-1-6,85
25
154,7
64,8
>
— Холодильник для хранения картофеля для юж- 704-4-87С — вых районов— Холодильник для хранения картофеля для юж- 704-4-87С — вых районов500171,4470,71342,9 Ленинградский филиалГипроторга500171,4470,71342,9 Ленинградский филиалГипроторга
— Холодильник для хранения картофеля для юж- 704-4-87С — вых районов
— Холодильник для хранения картофеля для юж- 704-4-87С — вых районов
500171,4470,71342,9 Ленинградский филиал
Гипроторга
500171,4470,71342,9 Ленинградский филиал
Гипроторга
♦и
Приложение 2
Общесоюзный перечень типовых проектов фруктохранилищ для строительства в двенадцатой пятилетке
bs™6
Сметная стоимость, тыс. руб.
Наименование и краткая характеристикаОбозначениеВместимостьРазработчик
проекта_.г
_обору- на 1 т,
общая дования руб.
Холодильник для фруктов с цехом товар- 813-3-410 0003813,7 2359,6381,4 Гипроиисельпром
ной обработки мощностью 13 т в сезон
Холодильник для фруктов с цехом товар- 813-18450001966,61211,9393,3>
нон обработки мощностью 6500 т в сезон
Холодильник для фруктов с цехом товар- 813-3-6с30001336,7754,3445,6>
ной обработки производительностью 5000 т
Холодильник дляфруктов на базе холо- 813-3-10,8420001046,3597,5523,1>
дильиой установки ХИФ-32
То же813-3-9,841000574,3321,7574,3>
Холодильник для фруктов иа базе холо- 813-3-5500317,5179,3635,0 Гипроиисельпром,
.дильной установки ХИФ-32Главсельстрой-
проект из легких металлиле- 813-3-11,8510 000544,3319,554,4 Гипроиисельпром,
ских конструкцийГипропромтеплица
Холодильник для фруктов с РГС813-3-1500273,4188,5546,8 Гипроиисельпром
Холодильник с цехом замораживания пло- 701-4-70300327,2186,7109,1»
дов и ягод
Холодильник для фруктов или винограда 813-3-21000524,8371,9524,8»
вместимостью 650 т с РГС
Холодильник для хранения фруктов701-4-121,841500 с возмож- 669,79 252,95446,5 Укргипроторг
иостью расширения до 2000
То же701-4-116,83500 с возмож- 389,35 163,66787,7*
-иостыо расширения
до 1000 т в контейнерах
Фруктохранилище с цехом товарной обра- 813-3-330001024,3467,1341,4 Гипроиисельпром
ботки производительностью 5000 т плодов в сезон
/ Гарный комплекс для фруктохранилищ 817-1641500, 2000, 300092,06,061,3 Гипроиисельпром,
.46,0 Главсельстрой-
30,7 проект
1
Общесоюзный перечень типовых проектов овощехранилищ и плодоовощных баз для строительства в двенадцатой пятилетке
Наименование*и краткая характеристика
Обозначение проекта
Вместимость
Сметная стоимость, тыс. руб.
Разработчик
общая
оборудования
на 1 т, руб.
К о р н е п л о
д ы и капуста
Корнеплодохранилище для животноводческих ферм
813-164
4000
206,4
16,2
516,0
Гипронисельпром
Комбинированное хранилище для маточных корнеплодов
813-2-3
1000
362,2
207,9
362,2
>
Хранилище маточных кормовых корнеплодов
813-2-2
2000
252,2
45,4
126,1
»
Хранилище кормовых корнеплодов для животноводческих ферм
813-8-1
64,8
8,6
»
Овощехранилище для госсортоучастков
813-140
50
58,9
12,1
117,8
>
Приемно-сдаточный пункт капусты и корнеплодов производительностью 50 т/ ч
814-1-5,84
50
268,3
131,2
536,6
>
Секционное хранилище продовольственной моркови
813-2-13,84
500
226,7
106,1
453,4
>
Овощехранилище (с охлаждением) из легких металлических конструкций
813-2-16,85
3000
945,6
238.1
315,2
Гипронисельпром, Гипропромтеплица
Холодильник для хранения овощей в контейнерах
701-4-120,84
500
331,27
136,1
661,5
Укргипроторг
Холодильник для хранения капусты в 701-4-126,85
500 с возможностью
328,84
133,9
657,7
»
контейнерах
То же
701-4-90
расширения до 1000
2000 с возмож
636,12
314,78
318.1
>
»
701-4-109
ностью расширения до 4000
1500
568,4
278,29
378,9
>
Холодильник маточной капусты
813-171
2000
429,7
258,2
214,8
Г ипронисельпром
Секционное хранилище продовольственной
813-2-4
1000
177,6
21,5
177,6
к а пусты
Хранилище маточной капусты
813-2-2
2000
429,7
258,2
214,8
Хранилище для хранения в контейнерах
701-4-93
1000
421,89
144,57
421,9
Укргипроторг
корнеплодов с цехом фасовки (с вариантом хранения капусты и лука)
Корнеплодохранилище с помещениями для
813-154
2000
143,0
13,2
71,5
Гипронисельпром
мойки и резки
Механизированное корнеплодохранилище
813-2-17,85
1000
81,1
16,6
81,1
Белгипросельхоз
Секционное хранилище для лука-севка,
Лу 813-2-8
к, чеснок
1500
318,9
79,1
212,6
Гипронисельпром
лука-выборка или лука-матки Хранилище для лука-севка
813-153
500
108,5
19,1
217,0
То же
Холодильник для хранения лука
701-4-108
3000
1244,33
510,78
414,8
Ленинградский фи
То же
701-4-89
2000
775,45
305,56
387,7
лиал Гипроторга То же
»
701-4-88
250
131,73
45,76
526,9
701-4-127,85
500
327,74
106,75
655,5
701-4-117,83
2000
823,24
337,40
411,6
»
701-4-128,85
1000
533,97
195,89
533,9
Хранилище семенного чеснока яровых сор
813-162
100
71,6
19,8
716,0
Гипронисельпром
тов
База плодоовощная
7ОЗ-1-Зс,84
5000
2207,7
942,7
441,5
Укргипроторг
База плодоовощная
703-3-6,84
5000
2184,44
942,92
436,9
Плодоовощная база с переработкой овощей
703-03-3,83
10 000
3856,47
1797,19
385,6
База плодоовощная
703-3-1
2000
1120,51
358,17
560,3
»
703-3-5,84
2000
1005,79
404,73
502,9
»
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Классификация прогрессивных методов хранения свежих плодов и овощей5
Хранение картофеля и овощей в условиях активного вентилирования6
Теоретическое обоснование метода и основные положения технологии хранения картофеля и овощей с активным вентилированием7
Проблемы повышения эффективности хранения картофеля и овощей в хранилищах с активной вентиляцией20
Хранение картофеля и овощей в контейнерах и другой таре с интенсивной общеобменной вентиляцией23
Способы осушения воздуха в лукохранилищах27
Хранение плодов и овощей в измеиеииой газовой среде29
Некоторые биологические аспекты теории хранения плодов и овощей в условиях измененной атмосферы30
Газовые среды, используемые для хранения плодов и овощей 37
Оптимальные режимы хранения плодов и овощей в РГС 40
Способы модификации газовой среды и основные положения технологии хранения плодов и овощей в МГС и РГС45
Пассивные способы генерации газовой среды46
Активные способы генерации газовой среды58
Технология хранения плодов и овощей в измененной газовой среде61
Экономическая эффективность хранения плодов и овощей в измененной атмосфере64
6767Хранение плодов и овощей с применением химических и физических факторов ингибирования микробиологических и физиологических процессов
67
67
Химические антисептики, особенности применения, гигиенические
требования к их свойствам67
Технология хранения свежих плодов и овощей с применением химических веществ71
Метабисульфит калия (таблетированный)71
Препараты кальция80
Синтетические антисептики83
Восковые покрытия88
Этнленпродуцирующне препараты90
Иодсодержащие антисептики (йодофоры)100
Хранение, плодов и овощей с применением дополнительных физических приемов стабилизации качестваПО
Хранение плодов и овощей при пониженном давлении Ш
Хранение овощей с периодическим гидроорошеннемП4
Облучение плодов и овощей116
Замороженные плоды и овощи120
Состояние н перспективы производства замороженных плодов и овощей]22
Факторы, влияющие на качество замороженных плодов и овощей 127
Сырье для замораживания127
Предварительная обработка как фактор формирования потребительских свойств замороженных плодов н овощей 134
Обработка сырья в осмотических растворах сахарозы с целью повышения пищевкусовой н биологической ценности замороженных плодов 1143
Замораживание плодов иовощей150
Упаковка н хранение замороженных плодов н овощей155
Приложения160
Э.В.НОРОВНИНА
ПРОГРЕССИВНЫЕ
плодовплодовИ ОВОШЕИИ ОВОШЕИМЕТОПЫХРАНЕНИЯ
плодов
плодов
И ОВОШЕИ
И ОВОШЕИ
КИЕВ -УРОЖАИ- !ВВВ
ББК 36.91—9
К68
Рецензенты: канд. с.-х. наук Н. В. Лысенко, канд. биол. наук Б. Д. Игнатьев
Коробкина 3. В.
К 68 Прогрессивные методы хранения плодов и овощей.— К.: Урожай, 1989,— 168 с.— ISBN 5—337—00404—2
Рассмотрены современные методы хранения плодов и овощей: в условиях активного вентилирования, в контейнерах, в условиях искусственного охлаждения. Большое внимание уделено замораживанию плодов и овощей, обеспечивающему максимальное сохранение качества плодоовощной продукции длительного срока.
3707020000—014КМ204(04)—89,3?—893707020000—014КМ204(04)—89,3?—89ISBN 5-337-00404-2ISBN 5-337-00404-2Рассчитана на инженерно-технических работников АПК.
3707020000—014
КМ204(04)—89,3?—89
3707020000—014
КМ204(04)—89,3?—89
ISBN 5-337-00404-2
ISBN 5-337-00404-2
ББК 36.91—9
© Издательство «Урожай», 1989