Актуальность темы работы в том, что фрукты и овощи являются очень ценными продуктами питания, поскольку содержат ничем не заменимый комплекс витаминов, энзимов и других биологически активных веществ, необходимых для поддержания здоровья человека. В стране ежегодно производится около 4 млн. т фруктов и овощей. Однако потери при хранении этой продукции составляют более 30%. В результате в зимне-весенний период более 50% фруктов и овощей поставляется из-за рубежа. Таким образом, по этим ценным продуктам питания, необходимым для сохранения здоровья человека, страна испытывает высокую зависимость от импорта.
В связи с этим одной из наиболее важных задач является задача разработки новых технологий хранения и переработки урожая, при которых потери урожая были бы сведены к минимуму. При этом внешний вид и полезные свойства продуктов, находящихся на длительном хранении, сохранялись бы в естественном и неизменном виде на протяжении всего срока хранения. Успех хранения плодоовощной продукции зависит от того, какие условия будут созданы для хранения. Созданием оптимальных условий хранения можно повысить лёжкость плодов и овощей и, наоборот, при нарушении режима хранения можно полностью потерять лежкую продукцию.
Предметом исследования является товароведческий процесс хранения свежих плодов и организация фруктохранилищ. Объектом исследования выделена технология хранения свежих фруктов.
Цель работы — анализ процесса хранения свежих плодов в целях обеспечения их потребительских свойств. В соответствии с поставленной целью сформулированы
- Характеристика технологии хранения фруктов;
- Описание организации фруктохранилищ;
- Обзор прогрессивных методов хранения фруктов.
Большинство из овощей, фруктов и ягод — скоропортящиеся. Но поскольку выращивание их, в отличие от мяса и молока, является сезонным, возникает проблема хранения.
Существует множество способов хранения свежих овощей, фруктов и ягод: в обычных охлаждаемых хранилищах, хранилищах с регулируемой газовой средой, для некоторых овощей используют бурты и т. д.
Известно, что убранный урожай не умирает, а живет, подготавливая себя к дальнейшему воспроизводству. Жизнь собранных продуктов возможна благодаря энергии, образуемой при дыхании. Основным, но не единственным субстратом для дыхания являются сахара, главным образом, глюкоза и фруктоза. Ферментные системы, необходимые для дыхания, в собранном урожае полностью сохранились. Они и превращают сахара с выделением СО2, воды и большого количества тепла. После окончания созревания интенсивность дыхания снижается, что в конечном счете ведет к разложению плода. Что касается выделения тепла различными овощами, фруктами и ягодами во время хранения — чем выше температура хранения, тем больше выделяется тепла.
Технология хранения томатов
... особенности хранения томатов. Ведь именно в этот период происходит дозревание плодов, потеря полезных веществ. В задачи курсовой входит разработка оптимальной технологии хранения, с целью получения плодов с ... не овощи, а фрукты. В русской сельскохозяйственной литературе, как и в обиходном языке, помидоры (плоды томатов) рассматриваются как овощи. В пищу употребляют зрелые и недозрелые плоды томата. ...
Чтобы снизить дыхание растений, существует несколько способов, например, снижение температуры. Известно, что скорости большинства химических и биохимических реакций уменьшаются при снижении температуры, но снизить температуру ниже 0 °С опасно, так как образовавшиеся при этом кристаллы льда могут разрушить клеточные стенки и продукт просто погибнет. Впрочем, клеточный сок в большинстве случаев достаточно концентрирован и поэтому температуру до -1 °С почти все овощи и фрукты выдерживают.
Опыт показывает, что большинство овощей и фруктов хорошо хранятся при температуре, близкой к 0 °С, но одновременно исследования показали, что даже при этой низкой температуре дыхание лишь замедляется, но не прекращается. И при этом выделяется тепло. Поэтому, если оно не удаляется, то происходит саморазогревание, т. е. постепенное повышение температуры, которое, в свою очередь, интенсифицирует дыхание. При этом энергии выделяется еще больше. Этилен повышает концентрацию углекислого газа. Результат — дыхание снижается в несколько раз.
Наиболее распространенная искусственная газовая смесь, состоящая из 2-3 % 02, 3-5 % С02 и 93 % N2 при относительной влажности 90-95 %, позволяет длительно хранить почти все овощи и фрукты. Эти параметры немного изменяются в зависимости от вида продукции.
Это общие принципы хранения овощей, фруктов, ягод. На практике же способов хранения значительно больше. Для хранения некоторых фруктов (например, яблок) их поверхность покрывают парафиновым слоем. Или, наоборот, помещают эти же яблоки в герметические мелкие полиэтиленовые пакеты (благодаря большой поверхности пакетов тепло быстро отводится, а образовавшийся внутри пакета углекислый газ препятствует дыханию).
Есть и другие способы, которые учитывают не только снижение дыхания, но и подавление вредных микроорганизмов. В основном подвергаются атаке бактериями, плесневыми грибами, дрожжами поврежденные продукты. Поэтому так важна предварительная отбраковка сырья от некачественной продукции. Периодическая переборка полезна и во время хранения. Для предохранения от микробиологической порчи используют различные антисептики (S02, дифенилы, производные азотистых гетероциклов и т. д.), антибиотики (низин), подбираемые индивидуально к определенному виду продукта.
Многие овощи и фрукты для приобретения высоких органолептических свойств должны созреть. Известны зимние сорта яблок, груш, айвы, хурмы, которые достигают наивысшего качества только после определенного периода хранения. Происходит распад сахаров при дыхании. При этом спирт образуется путем восстановления ацетальдегида. Действительно, при хранении фруктов обнаружены заметные количества этанола и ацетальдегида. Аналогичные данные имеются по фруктам и ягодам, в которых накапливаться до 0,5 % этанола. Избыток этанола приводит к разрушению плодов и ягод.
При хранении происходит также окислительное разрушение органических кислот, в первую очередь яблочной. В результате общая кислотность падает и вкус овощей и фруктов становится «плоским». Несколько сложнее наблюдаются превращения углеводов у картофеля. При его хранении происходит ферментативный распад крахмала по фосфорилазному или амилазному пути. Схемы ферментативного распада крахмала аналогичны фосфоролизу и амилолизу гликогена у рыб. Образующаяся в результате распада крахмала глюкоза расходуется на дыхание. Если по каким-либо причинам система дыхания разрушена или ослаблена, например, подмораживанием до низких отрицательных температур, то глюкоза накапливается.
Переработка плодов и овощей
... длительное время. 5. Замораживание плодов и овощей происходит в морозильных камерах при температуре от -25 до -50. Это один из лучших способов переработки, позволяющий сохранить почти без ... питания. Производительность, г/час 10000. 5800 Малогабаритная сушильная установка МСУ Для сушки - овощей, фруктов, грибов, ягод, лекарственных растений. Мощность 11,5 кВт. Габаритные размеры, мм 3322х1850х1800. ...
Для многих зимних видов фруктов важное значение имеет превращение пектина. При их хранении происходит постепенное разрушение вторичной структуры пектина, который придает фруктам «твердость». В результате водоудерживающая способность снижается и пектин переходит в основном в растворимую форму. Вкус продукта при этом улучшается. Отрицательным процессом, происходящим при хранении и снижающим пищевую ценность, является самопроизвольное разрушение витаминов, особенно наиболее лабильного — витамина С. Этот процесс довольно интенсивно начинается сразу после сбора урожая и продолжается весь период хранения. Поэтому в картофеле весной содержится менее 5 мг % витамина С (после сбора урожая 30 мг %), а в яблоках — менее 1 мг % (яблоки зимние после сбора — 16 мг %).
Лишь капуста при хранении мало теряет витамина С: весной в ней остается до 30 мг % против 45 мг % после сбора урожая.
Сохраняемость плодов и овощей в значительной степени зависит от режима хранения. При закладке их на храпение следует создать такие условия, при которых задерживаются процесс дыхания, дозревание, а по мере необходимости исключается и процесс испарения влаги. Основным средством регулирования данных процессов при хранении является температура. Все виды и сорта плодоовощной продукции по-разному реагируют на температуру окружающей среды. Поэтому выбор оптимальной температуры при хранении плодов и овощей, а также относительная влажность воздуха и его состав имеют первостепенное значение.
При высокой температуре плоды и овощи усиленно дышат. При этом наблюдается большой расход питательных веществ, органических запасных веществ, находящихся в плодах и овощах. С усилением гидролитических процессов укорачивается лежкость плодов. От температурного фактора также зависит испарение воды. Чем выше температура, тем больше потеря влаги. Поэтому при закладке на хранение Продукции нужно снижать температуру (снижение температуры на 10°С уменьшает скорость дыхания примерно в 2 раза).
Однако низкие температуры могут вызвать переохлаждение, подмерзание, что приводит к физиологическим заболеваниям, нарушению структуры тканей, потере веса и усилению развития различных заболеваний.
Оптимальная температура хранения ограничивается крпоскопической и критической температурами. Криоокопической называют температуру замерзания плодов и овощей, а критической — ту, при которой нарушается обмен веществ, возникают физиологические заболевания. Для подавления жизнедеятельности различных микроорганизмов, замедления дыхания плодов и овощей надо хранить плоды и овощи при температуре, близкой к точке замерзания, но исключающей даже легкое подмораживание. Для этого важно знать пределы чувствительности плодов и овощей к низким температурам. В институте народного хозяйства им. Г. В. Плеханова проводили работы по хранению яблок при температурах ниже криоскопической ( — 3, — 5°С), доказывали эффективность их хранения. Однако на практике невозможно строго поддерживать температуру в одном и том же интервале, а замораживание плодов вызывает необратимые изменения в структуре яблок.
Для большинства плодов и овощей оптимальная температура примерно на 0,5°С выше их точки замерзания. Однако целый ряд плодов и овощей должен храниться при более высокой температуре (картофель, томаты, огурцы, цитрусовые, бананы, ананасы, дыни и др.).
Реакция плодов и овощей на температуру нередко зависит от почвенно-климатических условий, агротехнических мероприятий, поэтому оптимальный режим нужно указывать только с учетом условий выращивания и района произрастания. По этой причине нельзя называть конкретные сроки хранения. Для некоторых плодов режим хранения должен устанавливаться с учетом необходимости после хранения дозревания (груши, яблоки и др.).
Особенно сильно оптимальная температура зависит от сортовых особенностей плодов и овощей. В первую очередь это относится к яблокам.
На оптимальную температуру хранения влияет также степень созревания плодов. В потребительской степени зрелости применяются минимальные температуры, а не полностью вызревшие требуют более повышенных температур хранения с целью завершения послеуборочного дозревания. Например, томаты бурые, хранившиеся при 4 — 5°С, теряют затем способность к дозреванию даже при наличии оптимального режима в дальнейшем. Аналогичное положение происходит с некоторыми сортами яблок (Джонатан, Ренет Симиренко).
Если они долго хранились при 0°С, то теряют способность к дозреванию и быстро поражаются физиологическими заболеваниями.
температура хранение фрукт овощ
Есть несколько основных способов хранения плодоовощной продукции в свежем виде. Первый, простейший — хранение плодов в неохлаждаемом хранилище (овощехранилища).
Хотя этот способ и наиболее доступный, он часто не дает положительного результата: плоды сохраняются значительно меньший срок по сравнению с хранением в обычных холодильниках или в холодильниках с регулированной газовой средой (РГС).
Хранение же плодов в обычной холодильной камере имеет ряд значительных преимуществ, в основном благодаря возможности более быстрого охлаждения продукции в камере. Камера хранения может иметь автономное или общее (централизованное) охлаждение.
Для поддержания равномерной температуры во всей камере, охладительные элементы — воздухоохладительные батареи вместе с вентиляторами для перемешивания воздуха — размещают на стенах камеры. В каждой камере должны быть градусник и приборы для измерения влажности, показание которых нужно проверять каждые 1-2 дня.
Хотя строительство холодильника — довольно дорогое «удовольствие», и его содержание обходится дорого, затраты возвращаются очень быстро. Цены на яблоки или груши после 3-6 месяцев хранения возрастают в 2- 3 раза в сравнении с ценами после сбора.
На так давно охлаждение было единственным способом хранения фруктов. Потом появилась комбинация охлаждения и ограниченного газового контроля в камере, эта система называлась РГС (регулированная газовая среда).
В холодильниках с РГС можно контролировать процентный состав кислорода, углекислого газа. После заполнения камеры продукцией постепенно изменяется состав атмосферы в камере: снижается процент кислорода и повышается углекислого газа. В нормальной атмосфере наличие углекислого газа доходит до 0,03%, кислорода — до 21%.
В камере, заполненной плодами, количество углекислого газа достигает нескольких процентов. Его количество должно быть контролируемой, поскольку высокая концентрация может повредить продукции. Оптимальная концентрация — 5% СО2 и 3% О2, хотя некоторые сорта лучше сохраняются при СО2 около 0% и О2 — 2,5%.
При излишке углекислого газа часть его удаляют химическим способом с помощью извести или активированного угля. Если процент СО2 упал ниже допустимого уровня, в камеру впускают немного свежего воздуха. В холодильнике с РГС дополнительно нужно контролировать процентный состав атмосферы. Развитие техники для хранения плодов сделало контроль и регулирования всех процессов, которые происходят в камерах, автоматическим.
Свежие продукты в период вегетации дышат (используют O2, вырабатывают CO2), выделяют тепло, в них происходит активный обмен веществ. Сначала они содержат много воды. Когда они быстро теряют ее (потеют), то морщатся, снижается их качество. Вдобавок, продукты, которые сохраняются, могут быть инфицированы микроорганизмами или насекомыми, что чревато порчей и снижением пищевой ценности.
Таблица 1
Нормативы «дыхания» продуктов
|
Температура |
Биологическая активность |
Уровень порчи |
Период хранения |
|
10°C |
1x |
1x |
30 дней |
|
20°C |
3x |
3x |
10 дней |
|
30°C |
9x |
9x |
3,3 дней |
|
40°C |
27x |
27x |
1,1 дней |
Примечание: с увеличением температуры на каждые 10°C биологическая активность (дыхание) возрастает в 2- 4 раза
Во избежание гибели собранного урожая, необходимо неизменно придерживаться технологий. Предыдущее охлаждение продуктов — это важнейшая технологическая операция по обеспечению дальнейшего качественного хранения.
- Как быстро необходимо осуществлять предварительное охлаждение
От 1 до 3 часов после сбора:
- Идеально для скоропортящихся продуктов — земляника, виноград
Менее чем через 24 часа:
- Идеально для нескоропортящихся продуктов — яблоки, некоторые виды косточковых фруктов
Медленное охлаждение или без предыдущего охлаждения:
- Идеально для таких продуктов, как цитрусовые, бананы, а также картофель, лук, чеснок.
Для наиболее успешного хранения собранных продуктов следует внедрять так называемую «холодильную цепь» — инфраструктуру холодильных объектов, которая действует как единое целое от поля до потребителя.
Ее начальные звенья — это помещение для предыдущего охлаждения по соседству с производством (полем, садом).
Также необходимо создание малых и средних холодильных хранилищ в удобно расположенных местах (зоны производства, распределительные пункты, рынки).
Естественно, нужно обеспечить специальные транспортные единицы (рефрижераторные), особенно для экспорта продуктов.
Для правильной эксплуатации холодильного склада главное — температурный контроль. Он предполагает постоянное наблюдение за температурой в камерах хранения. Для этого необходимы:
- разные места установки измерительных приборов в камере;
- температура фруктов, которые находятся на максимальном расстоянии от испарительных батарей;
- звуковые системы предупреждения против неконтролируемого снижения температуры в камерах хранения;
- постоянная регистрация и учет температуры в камерах хранения.
Выполнение этих правил удлиняет сроки хранения плодоовощной продукции и обеспечивает добавленную стоимость сохраненным продуктам.
Не менее важной является величина воздушного потока. Она
осуществляет постоянное снятие тепла с поверхности продуктов;
- обеспечивает однородную низкую температуру;
- устраняет образование тепловых пятен в камере;
- устраняет производство и накопление газов в камере хранения.
Потеря воды продуктами происходит из-за низкого относительного уровня влажности и высокой температуры сохраняемых продуктов, из-за чего происходит потеря веса, увядание, смягчение, снижение качества, в конце концов — снижение стоимости. Для контроля влажности следует обратиться к таким шагам:
Рекомендованный уровень влажности:
- 90- 95% RH (яблоки и виноград);
- температура испарителя -1°C, а температура в камере хранения 0°C
Наблюдение за уровнем влажности:
- влажностные сенсоры;
- подвешенный психрометр
Поддержка высокого уровня влажности:
- уменьшение разности между температурой воздуха на выходе из теплообменника и температурой воздуха в камере хранения;
- использование испарительной теплообменной батареи с большой площадью теплообмена
Деревянные контейнеры впитывают воду, поэтому перед эксплуатацией их следует полить холодной водой.
Особая проблема всех хранилищ — газ ЭТИЛЕН (C2H4).
Это бесцветный газ, который вырабатывается всеми растениями и другими организмами. Он выступает как катализатор созревания и старения фруктов. Действует в малых концентрациях, однако вырабатывается в минимальных количествах и меньше действует на продукты, которые сохраняются при низких температурах.
Отрицательные результаты влияния этилена на продукты:
- ускоренное созревание и старение вызывает сокращение периода хранения после сбора;
- изменение цвета — пожелтение и потеря качества;
- размягчение продуктов.
Контроль этилена может быть физическим (вентиляция помещений) и химическим, для чего применяют хранилище с контролируемой атмосферой (СА), приостановление процесса производства этилена охлаждением, нейтрализация влияния этилена с помощью этиленовых поглотителей 1-MCP (Smart Fresh).
Для предотвращения развития грибковых заболеваний плодово-ягодного продукта применяется фумигация. Она очень действенная в комбинации с быстрым охлаждением.
- Правила выполнения фумигации:
- первичная фумигация на протяжении 12 часов после сбора урожая;
100 частиц на миллион частиц объема/час;
- фумигация во время охлаждения воздушным потоком оказывает содействие прямому контакту с гроздьями винограда;
- повторять фумигацию в камере каждые 7-10 дней.
Во время транспортирования и реализации можно использовать подушки из перфорированного полиэтилена, который генерирует сернистый ангидрид SO2.
Еще одним действенным способом обработки и хранения плодово-ягодной продукции является озонирование. Озон эффективно разрушает плесень и токсины и обеспечивает нейтрализацию насекомых.
На поверхности овощей содержится 105-107 видов микроорганизмов (кишечная палочка, сапрофиты, протей, кокки, сарцины, актиномицеты, плесневые грибы, дрожжи и др.), которые приводят к быстрой порче продуктов и образованию в них токсинов. Обеззараживание озоном позволяет значительно повысить эффективность дезинфекции.
На данное время наилучшие результаты хранения достигаются с помощью системы контролируемой атмосферы (СА) и атмосферы с низким содержимым кислорода (ULO (Ultra Low Oxygen).
Современная система СА/ULO позволяет достигать желаемых газовых концентраций, что позволяет добиваться очень продолжительных сроков хранения без потерь качества плодов.
Положительные аспекты хранения плодоовощной продукции в СА/ULO:
- уменьшает биохимическую активность плодов;
- притормаживает созревание и старение;
- мониторинг производства и влияния этилена;
- мониторинг разных физиологических изменений;
- уменьшает процесс механических воздействий;
- поддерживает качество и срок хранения.
Обычная атмосфера содержит:
- 20- 21% O2
- 0,03% CO2
- 78- 79% N2
Контролируемая атмосфера (CA/ULO)
- сниженное содержание O2 — до 0,9- 3%
- увеличенное содержание CO2 — до 0,5- 5%
- увеличенное содержание N2 — до 95- 98%.
Таблица 2.
Сроки хранения фруктов в обычном холодильном складе и в хладохранилищах с CA/ULO
|
Плоды |
При обычном составе среды |
В регулируемой газовой среде |
|
Яблоки (Голден Делишес) |
5 мес. |
8 мес. |
|
Груши (Вильямс) |
2 мес. |
5 мес. |
|
Виноград |
3 мес. |
6 мес. |
|
Персики |
5 недель |
10 недель |
|
Вишня |
10 дней |
|
|
Черная смородина |
7 дней |
42 дня |
|
Земляника |
5 дней |
30 дней |
Хранение фруктов имеет большое значение для экономики плодоводческих хозяйств, поскольку позволяет реализовывать продукцию по более выгодным ценам.
В настоящее время в плодоводческих хозяйствах нашей страны в основном используется обычное холодильное хранение. Значительно более эффективной является технология хранения продукции в регулируемой атмосфере (РА).
Ее суть заключается в том, что плоды хранят в герметичных холодильных камерах с пониженной концентрацией кислорода (1,0-2,5 %) и повышенной концентрацией СО2 (1 — 2 %).
Такие условия значительно замедляют метаболические процессы, протекающие в плодах, что обеспечивает продление сроков хранения и лучшую сохранность их исходного качества. Создание и поддержание нужных соотношений компонентов атмосферы обеспечивается с помощью герметичности камеры и технологического оборудования — генератора азота, адсорбера углекислого газа.
Развитие технологии РА привело к созданию ряда ее разновидностей: регулируемая атмосфера с ультранизким содержанием кислорода (0,8-1,2 %); динамическая регулируемая атмосфера (ступенчатое снижение концентрации кислорода до заданного уровня); адаптивная регулируемая атмосфера (поддержание концентрации кислорода на минимально допустимом для сорта уровне на основе контроля метаболических процессов, протекающих в плодах в период хранения).
Существующие технологии хранения плодов не обеспечивают гарантированную их защиту от поражения многими физиологическими заболеваниями, сохранение их качества (свежесть, хрустящая консистенция, питательная ценность) при хранении и на этапе доведения до потребителя.
Основной причиной снижения качества и развития многих заболеваний плодов при хранении является избыточное накопление этилена. Этилен — основной гормон созревания; он синтезируется плодами и овощами, активизирует их созревание, перезревание, преждевременное старение, развитие многих физиологических заболеваний плодов яблони и груши (загар, мокрый ожог, распад от старения, побурение сердцевины, внутреннее побурение, маслянистость кожицы и др.).
Участие этилена в регуляции роста растений было открыто русским ученым Д.Н. Нелюбовым в Санкт-Петербургском государственном университете еще в 1901 году.
Физиологической основой хранения плодов является эффективное ингибирование биосинтеза этилена и его биологического действия. Эти фундаментальные знания позволили разработать эффективную систему хранения плодов в регулируемой атмосфере (РА).
Основные преимущества этого метода хранения: интенсивное замедление процессов послеуборочного созревания и старения, что позволяет хранить плоды многих зимних сортов в течение 8-11 месяцев, т.е. до нового урожая; возможность хранения плодов осенних и осенне-зимних сортов в течение 4-6 месяцев; сохранение исходного качества плодов (твердость, сочность, питательная ценность).
Однако и эта технология хранения имеет существенные недостатки: высокие единовременные капитальные затраты на строительство фруктохранилища с РА (16-18 руб. на кг плодов); окупаемость затрат обеспечивается только через 2-3 года при закладке высококачественных плодов; значительные затраты на реконструкцию обычных фруктохранилищ (6-8 руб. на кг плодов) при установке генератора азота и аппарата очистки; не гарантируется защита плодов от загара без обработки антиоксидантами, чаще наблюдается усиление развития этого заболевания; при существенных отклонениях от рекомендуемых условий хранения (несвоевременное создание рекомендуемой атмосферы и температуры, значительные колебания факторов хранения) качество плодов снижается из-за преждевременного развития физиологических и грибных болезней. Кроме того, после выгрузки плодов из камер с РА при доведении до потребителя сохраняется значительная доля риска снижения их качества — быстрое перезревание, потеря твёрдости, сочности и вкуса, поражение различными заболеваниями. Это происходит из-за резкой смены атмосферы с низким уровнем кислорода (1,5 — 2,0%) на обычную атмосферу (ОА), содержащую высокий уровень кислорода (21%), что стимулирует биосинтез этилена.
Учёные разных стран мира постоянно ведут поиск новых более надёжных методов ингибирования этилена на стадии хранения и доведения до потребителя.
В первой половине 90-х годов ХХ века было установлено, что эффективными ингибиторами действия этилена являются циклопропен и его алкильные производные. Обработка плодов газообразными производными циклопропена в ничтожно низких концентрациях (0,2 — 2,0 ppm) приводит к выключению механизма их созревания и практически полностью предотвращает потери плодоовощной продукции при ее последующей транспортировке и хранении.
В 2005 году началось промышленное производство и применение препарата Фитомаг (Россия), генерирующего 1-метилциклопропен. Это соединение было синтезировано учеными Российского Химико-Технологического Университета им. Д. И. Менделеева
Комплексные исследования, проведённые во Всероссийском НИИ садоводства им. И.В. Мичурина, подтвердили, что препарат «Фитомаг» эффективно ингибирует биосинтез этилена и обеспечивает защиту многих видов плодов от преждевременного их созревания, старения, поражения физиологическими и грибными болезнями, продление сроков хранения и гарантирует максимальное сохранение исходного качества не только при хранении, но и на этапе доведения до потребителя.
Механизм действия активного компонента состоит в следующем: 1-метилциклопропен прочно присоединяется к рецепторам этилена на клеточной мембране, т.е. занимает его место, поэтому этилен уже не способен присоединиться к рецепторам и образовывать активные комплексы. В этом случае предотвращается действие этилена не только выделяемого плодами и овощами (эндогенного), но и экзогенного, биологического и небиологического происхождения.
Проведённые исследования и производственная проверка подтвердили, что использование препарата «Фитомаг» наиболее эффективно при обработке климактерических плодов (яблоки, груши, слива, алыча, абрикос, персик, нектарины, бананы, хурма, кабачки, капуста, томаты, огурцы, арбузы, дыни, зеленые культуры и др.)
Суть новой технологии состоит в обработке плодов газообразным ингибитором этилена «Фитомаг» в крайне низких концентрациях (0,5 — 1 ppm).
Обработку проводят в герметичных камерах в течение суток, используя портативные генераторы ингибитора биосинтеза этилена.
После обработки плоды и овощи приобретают эффективную защиту от отрицательного действия как эндогенного, так и экзогенного этилена и способны длительное время храниться и транспортироваться без потери их качества.
Одновременно возможна обработка любого количества продукции. Данная технология освоена и показала высокую эффективность в Агрофирме ЗАО «Сад-Гигант» Краснодарского края, ЗАО «15 лет Октября» , СХПК «Агроном» Липецкой области и других. На примере многих сортов (Ренет Симиренко, Голден Делишес, Гала, Ред Чив, Гранни Смит, Бреберн, Старкримсон, Флорина, Антоновка обыкновенная, Айдаред, Лобо и др.) показана высокая эффективность препарата.
В применяемых концентрациях препарат безопасен для здоровья человека и окружающей среды, на его применение имеется разрешение Роспотребнадзора. В настоящее время препарат проходит регистрацию в других странах СНГ. Например, на территории Украины и Республики Молдова применением препарата и полным сопровождением процесса обработки плодов занимается ООО «Фито-Маг-Украина».
Практическое освоение новой технологии позволило выявить основные преимущества использования препарата «Фитомаг»:
- резко снижается или исключается развитие многих физиологических заболеваний плодов (загар, мокрый ожог, распад от старения, внутреннее побурение тканей, побурение сердцевины, побурение и маслянистость кожицы от старения, побурение и разложение тканей от механических повреждений), снижаются потери от грибных гнилей и естественной убыли плодов при хранении в ОА и РА;
- надёжно сохраняется твёрдость, сочность, свежесть, хрустящая консистенция, вкус плодов в период хранения в ОА и РА и доведения до потребителя при разрыве холодильной цепи (товарная обработка, транспортировка, реализация), так как «Фитомаг» присоединяясь к акцепторам этилена плодов, контролирует биосинтез этилена и его отрицательное действие и после выгрузки плодов из камер на стадии доведения до потребителя;
- качество плодов многих поздне-осенних и зимних сортов яблок при хранении в ОА в течение 4-5 месяцев не ниже, чем при хранении в РА, что значительно повышает эффективность хранения плодов в ОА и продлеваются сроки хранения и надёжно сохраняется их качество, снижаются объёмы хранения в РА;
- снижается отрицательное действие стрессовых условий хранения плодов (несвоевременное создание рекомендуемой температуры и состава атмосферы, значительные колебания этих параметров), что исключает или резко снижает риск поражения плодов многими заболеваниями;
- при запаздывании с созданием рекомендуемой РА в камерах на 2-3 недели качество плодов было эквивалентно качеству плодов, хранившихся в камерах, в которых рекомендуемые условия были созданы своевременно, что позволяет повысить эффективность хранения плодов в камерах с РА без использования генератора азота;
- эффективен при транспортировке климактерических плодов автомобильным, железнодорожным и водным транспортом.
Действие препарата аналогично природным веществам, что гарантирует безвредность для обрабатываемых продуктов, человека и окружающей среды.
Максимальная эффективность новой технологии хранения плодов достигается при её комплексном освоении:
- формировании однородных и лёжкоспособных партий с учётом почвенных, погодных и агротехнических условий, сортовых особенностей, возраста, конструкции насаждений, урожайности, сроков съёма;
- выборе способа, условий и сроков хранения с учётом лёжкоспособности партий, сорта, технических возможностей хранилищ.
Технологии хранения плодовой продукции в регулируемой атмосфере более высокого уровня могут быть реализованы только с использованием автоматической системы управления технологическим процессом (АСУ).
Централизованная автоматическая система управления работой оборудования для создания и поддержания регулируемой атмосферы в камерах фруктохранилища предназначена решать следующие основные задачи:
- периодически проводить анализ атмосферы заданных камер на основе измерения в них концентраций О2 и СО2;
- в соответствии с результатом обработки данных газового анализа осуществлять управление работой генератора азота и адсорбера углекислого газа
- осуществлять визуализацию параметров газового состава камер фруктохранилища и работы оборудования на мониторе компьютера и их архивацию;
- в случае аварийных ситуаций останавливать работу оборудования и сигнализировать оператору об аварии и ее причине;
- периодически проводить автоматическую корректировку показаний газоанализаторов.
В общем виде состав АСУ включает 3 основных компонента: логический блок, блок газового анализа, блок оперативного управления и мониторинга (Рис.1.).
Рис.1. Принципиальная схема функционирования АСУ.
Логический блок представляет собой комплекс модулей, обеспечивающих логику управления технологическим процессом.
Для автоматизации работы технологического оборудования оптимальным по техническим характеристикам и стоимостному фактору прибором является программируемый логический контроллер (ПЛК) модульного типа. ПЛК представляет собой блок, имеющий определенный набор входов и выходов для подключения датчиков и исполнительных механизмов. Логика управления описывается программно на основе микрокомпьютерного ядра. Модульность построения позволяет наращивать систему при увеличении количества управляемых объектов (камер, единиц технологического оборудования и контрольно-измерительных приборов).
Логика управления технологическим процессом может быть основана на различных принципах. Например, жесткое регулирование — включение или выключение соответствующего оборудования напрямую зависит от концентрации контролируемого параметра на момент его измерения в каждой камере. А именно, после включения, оборудование, продолжает работать до того момента, когда во время очередного газового анализа в камере значения контролируемого параметра не изменятся до уровня уставки. Другой вариант управления — пропорциональное регулирование — предполагает расчет рассогласования значения контролируемого параметра и уставки. Оборудование работает на камеру в течение времени, которое пропорционально этому рассогласованию.
Разработка алгоритмов управления осуществляется методом визуального прикладного проектирования при помощи специализированных программных комплексов. В настоящее время одним из самых мощных, функционально полных инструментов программирования ПЛК стандарта МЭК 61131-3 (Международной электротехнической комиссии) является комплекс CoDeSys фирмы 3S (Smart Software Solutions).
Блок газового анализа обеспечивает измерение контролируемых параметров атмосферы камер фруктохранилища. Он включает: систему забора, транспортирования и подготовки газовой пробы; газоанализаторы для измерения концентрации кислорода и углекислого газа.
Концентрация кислорода является самым ответственным параметром РА особенно для технологий высокого уровня — ULO, и поэтому необходимо обратить особое внимание на точность его измерения. Наиболее приемлемым для требований РА являются газоанализаторы, основанные на парамагнитных свойствах О2. Этот способ имеет хорошую избирательность к кислороду и обеспечивает высокую точность измерения (абсолютная погрешность не более 0,1%).
Газоанализаторы с электрохимическими ячейками проще в конструктивном исполнении и значительно дешевле парамагнитных. В связи с этим такие приборы имеют наибольшее распространение, хотя и уступают парамагнитным в точности и долговечности (абсолютная погрешность — около 0,2%, срок службы измерительных ячеек — 3-5 лет).
Для измерения концентрации СО2 наиболее приемлемыми являются газоанализаторы, основанные на свойствах этого газа поглощать ИК излучение определенной длины волны. Они обладают достаточно высокой точностью (абсолютная погрешность измерения около 0,2%) и не чувствительны к другим сопутствующим газам. Газоанализаторы, реализующие термокон-дуктометрический принцип измерения, значительно дешевле инфракрасных, однако они менее точны и на их показания влияют пары воды и концентрация О2.
Блок оперативного управления и мониторинга представляет собой персональный компьютер, оснащенный специальным программным обеспечением. Диспетчерское управление и мониторинг технологических параметров осуществляется с помощью программного обеспечения, реализующего человеко-машинный интерфейс. Это различные SCADA-системы — системы сбора данных и оперативного диспетчерского управления.
SCADA-система предоставляет оператору удобный интерфейс для контроля за технологическим процессом. Оператор может вводить значения уставок контролируемых параметров, осуществлять внеочередные анализы газового состава камер и калибровки газоанализаторов, принудительно включать и выключать технологическое оборудование для работы на конкретные камеры.
Оператор имеет возможность не только наблюдать за параметрами газового состава в камерах и работой оборудования в режиме реального времени, но и обращаться к архиву данных. Данные архивируются в двух вариантах: в форме тренда (графическое представление данных) и в форме рапорта для печати (табличное представление данных).
Помимо контроля концентраций О2 и СО2 в камерах фруктохранилища, АСУ может обеспечивать мониторинг и архивацию других параметров технологического процесса, например, температуры и влажности воздуха, содержание этилена и т.д.
Кроме управления режимами хранения система обеспечивает контроль за работой основных технологических единиц оборудования, генератора азота и адсорберов, информировать об отклонении от оптимальных режимов функционирования, а также отключать соответствующее оборудование при аварийных ситуациях.
АСУ осуществляет подсчет суммарного времени работы оборудования и по истечении установленного периода сигнализирует о необходимости проведения очередного технического обслуживания.
Информационная коммуникация всех блоков АСУ осуществляется по шине данных.
Автоматизация работы оборудования РА является актуальным направлением совершенствования технической базы для длительного хранения плодовой продукции. АСУ позволяет исключить влияние человеческого фактора при создании и поддержании режимов хранения и реализовывать прогрессивные технологии хранения плодовой продукции в регулируемой атмосфере.
Подведём итоги работы.
Растительная пища играет важную роль в жизни человека. Плоды и овощи являются источником углеводов, минеральных солей и витаминов, особенно витамина С. Большое значение в питании имеют различные вкусовые и ароматические вещества, содержащиеся в плодах и овощах. Они значительно улучшают вкус пищи, что способствует лучшему её усвоению.
Большинство плодов и овощей не может долго сохраняться в свежем виде. Портятся они в результате воздействия на них ферментов и микробов. Длительное хранение плодов и овощей возможно только с помощью сушки. В то же время при сушки в большей или меньшей степени изменяются исходные свойства свежего сырья, вследствие чего продукты переработки овощей приобретают новые свойства. Изменяются органолептические свойства и пищевая ценность как за счёт частичного разрушения веществ сырья, так и применяемых добавок (кислот, специй и др.) а так же образования новых (кислот и др.).
Ассортимент переработанных овощей обширен и постоянно изменяется. Совершенствование ассортимента будет происходить путём увеличения доли сушёных плодов и овощей и овощей сублимационной сушки.
Основной причиной таких высоких потерь в нашей стране является то, что применяется устаревшая технология обычного холодильного хранения. Она не обеспечивает длительного сохранения продукции, а потери в отдельных случаях достигают 40%. Кроме того, сохранившаяся часть продукции имеет низкие пищевые качества и товарный вид.
Наилучшее сохранение качества плодов с минимальными потерями может обеспечить только технология хранения в регулируемой атмосфере (РА).
Следует отметить, что в нашей стране для названия этой технологии все еще используются неудачно введенный ранее термин «регулируемая газовая среда» и его аббревиатура — РГС. Термин «регулируемая атмосфера» больше соответствует сути технологии, поскольку в камере поддерживается тот же состав газов, что и в атмосфере (N2, O2 и CO2), только изменено их соотношение. Так, концентрация О2 в отличие от обычной атмосферы снижается с 21 до 1-2,5%, а концентрация СО2 до 1-3,5%.
Понижение в холодильной камере концентрации О2 и повышение СО2 приводит к значительному замедлению всех метаболических процессов, протекающих в плодах. В результате на 2-3 месяца продлеваются сроки их хранения, в 2-3 раза снижаются потери и максимально сохраняются их вкусовые и пищевые свойства. Яблоки и груши можно хранить до следующего урожая. В странах с развитым садоводством (Италия, Голландия, Бельгия, Германия, Англия, США и др.) практически весь коммерческий урожай яблок и груш, предназначенных для потребления в свежем виде, хранится в РА.
1. ГОСТ 4295-83. Фрукты и овощи свежие. Отбор проб.
- Брозовский Д.Ж., Борисенко Т.М., Качалова М.С. Основы товароведения промышленных и продовольственных товаров — М.: 2008 — 454 с.
- Джафаров А.Ф.
Товароведение плодов и овощей. — М.: Экономика, 2004. — 576 с.
- Микулович Л.С. Товароведение продовольственных товаров. — Минск: БГЭУ, 2008 — 178 с.
- Николаева М.А.
Товароведение потребительских товаров М.: Инфра-М, 2003 — 283 с.
- Николаева М.А. Товароведение плодов и овощей — М.: Экономика, 2006 -352 с.
- Петров И.В.
Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования /Под. Ред. проф. В.П. Дьяконова. — М.: СОЛОН-Пресс, 2004. — 256 с.
- Теплов В.И., Сероштан М. В., Боряев В. Е., Панасенко В. А. Коммерческое товароведение. М.: Дашков, 2004 — 620 с.
- Широков Е.П.
Технология хранения и переработки овощей с основами стандартизации. — М.: Агропромиздат, 2008 -280 с.
