Способ хранения плодоовощной и растениеводческой продукции - RU2325811C2

Описание

Изобретение относится к технологии сохранения урожая плодоовощной и растениеводческой продукции - ягод, фруктов, овощей, зелени петрушки, укропа и др. в модифицированной газовой среде (МГС), позволяющей обеспечить ее надежную сохранность не только при длительном хранении, но и при транспортировке.

Известно, что неоправданные потери плодоовощной и растениеводческой продукции (до 50% от общего количества) в значительной мере обусловлены несовершенством многих стадий цепочки поле - потребитель. При этом хранение и транспортировка одни из важнейших звеньев в этой цепочке.

Известен способ хранения урожая плодоовощной и растениеводческой продукции, предусматривающий обработку (выдержку) урожая перед закладкой на хранение газообразным 1-метилциклопропеном (МЦП). Обработка урожая МЦП замедляет ферментативные процессы послеуборочного созревания и старения растений и плодов, а также развитие многих физиологических заболеваний (загар, распад от старения, мокрый ожог, маслянистость кожицы и др.) и грибных гнилей.

Так как МЦП при нормальных условиях представляет собой газообразное нестабильное вещество, склонное к реакциям окисления, полимеризации и другим превращениям, его применяют в виде препаратов, представляющих собой продукты сорбции МЦП различными твердыми веществами (US 6313068, RU 2267272). Выпуск газообразного МЦП из препарата осуществляют путем его контакта с водой, например, за счет его погружения в воду. Урожай плодоовощной и растениеводческой продукции помещают в герметичные камеры, контейнеры или хранилища, в которых в небольшой емкости (или нескольких емкостях) осуществляют контакт препарата с водой. Результатом данной операции является высвобождение газообразного МЦП из препарата в объем камеры, в котором находятся плоды овощей и фруктов, растений и др., где и происходит непосредственный контакт газообразного МЦП с плодами и растениями.

Основным недостатком данного способа является относительно невысокое время хранения обработанных плодов, особенно скоропортящихся (огурцы, томаты, зеленые культуры и др.). В связи с этим, для увеличения срока хранения плодов на практике, после обработки МЦП требуется создание специальных условий - регулируемой атмосферы и определенной, обычно пониженной, температуры. В большинстве случаев при транспортировке и хранении небольших партий плодов такое требование экономически не выгодно, а в некоторых случаях практически невыполнимо.

Другим способом хранения урожая плодоовощной и растениеводческой продукции является ее хранение в модифицированной газовой среде (МГС), создаваемой за счет жизнедеятельности плодоовощной и растениеводческой продукции и селективной газопроницаемости полимерных материалов, в которые эту продукцию упаковывают. Данный способ предпочтительно используют для хранения относительно небольших объемов плодоовощной и растениеводческой продукции, в частности, при ее транспортировке потребителю (Полимерные пленки для выращивания и хранения плодов и овощей. Под ред. С.В.Генеля и В.Е.Гуля. М., Химия, 1985).

Так, известен способ хранения плодоовощной и растениеводческой продукции в МГС, упакованной в материал, имеющий определенное количество микроотверстий, исключающих или уменьшающих накопление влаги внутри пакета, результатом которого является пониженный рост бактерий и плесени, размягчение плодов и, как следствие, увеличение срока их хранения (US 5492705).

Недостатком данного способа является невысокий срок хранения (7 дней при 10°С), после которого наблюдается снижение товарного качества продукции.

Известен способ хранения фруктов и овощей в МГС с использованием пластикового упаковочного материала толщиной до 500 микрон, имеющего проходимость к водному пару, превышающему приблизительно 1,5 г мм/м² в день при 38°С и относительной влажности на 85-90%. Отмечается, что использование такого материала позволяет хранить продукты в атмосфере, которая включает приблизительно 4-20% О₂, 0,5%-17% СО₂ и имеет относительную влажность 85-100%. В качестве пластикового упаковочного материала предпочтительно используют пленки из полиамидов (найлон 6 и найлон 66) толщиной 15-150 микрон, имеющего микороперфорации. Предпочтительно используют пластиковый материал, имеющий микроперфорации - отверстия диаметром 0,3 мм диаметром и плотность приблизительно до 1000 отверстий на квадратный метр материала (US 6190710).

Недостатком способа является относительно непродолжительный срок хранения фруктов и овощей. При этом в процессе хранения необходимо поддерживать температуру ниже температуры окружающей среды. Так, при хранении кабачков в течение 21 дней при 10°С начинается процесс порчи (2% от общего количества плодов). Аналогичное снижение качества наблюдается при хранении:

- зеленых бобов при 5°С в течение 5 дней и при 20°С в течение 3 дней;

- огурцов при 8°С в течение 6 дней и при 20°С в течение 3 дней;

- бананов при 14°С в течение 45 дней;

- земляники при 1°С в течение 15 дней;

- дыни при 7 и 11°С в течение 12 дней;

- брокколи при 0-1°С в течение 9 дней и дополнительно 4 дня при 4°С.

Известен способ хранения фруктов и овощей в МГС с применением упаковочного материала, имеющего определенный размер и число микроперфораций, обеспечивающих поддержание на заданном уровне концентраций паров воды, O₂ и CO₂ (US 6730874).

Отмечается, что при хранение брокколи в течение двух недель в полиэтиленовых пакетах размером 25,4 см на 40,6 см и толщиной 50 микрон, имеющих 36 микроперфораций со средним размером 150 микрон, при 5°С продукция не меняла свое товарное качество (пример 1).

Аналогичное наблюдалось при хранении вишни при 1,1°С 8 недель в мешках, имеющих вставку из пленки толщиной 100 микрон и размером 125×102 см (общее количество микроперфораций - 646, размер - 300 микрон), а также шпината при 5°С в течение 14 дней (36 микроперфораций, средним диаметром 150 микрон на площади 6,45 см²).

Основным недостатком данного способа является необходимость использования пониженных температур при хранении и непродолжительные сроки хранения.

Задачей предлагаемого способа является увеличение сроков хранения плодоовощной и растениеводческой продукции.

Данная задача решается способом хранения урожая плодоовощной и растениеводческой продукции при пониженной температуре в модифицированной газовой среде, создаваемой за счет жизнедеятельности плодоовощной и растениеводческой продукции, упакованной в газопроницаемые полимерные материалы, включающего выдержку плодоовощной и растениеводческой продукции перед закладкой на хранение в атмосфере, содержащей газообразный МЦП.

Использование такого способа позволяет резко увеличить сроки хранения плодоовощной и растениеводческой продукции, которые существенно превышают даже сумму сроков хранения плодоовощной и растениеводческой продукции при использовании по отдельности индивидуальных способов - обработку МЦП и хранение в МГС. Т.е. при использовании одного известного приема совместно с другим наблюдается усиливающий эффект, приводящий к значительному увеличению сроков хранения.

Следующие примеры иллюстрируют способ.

Создание модифицированной газовой среды достигается за счет жизнедеятельности плодоовощной и растениеводческой продукции при их упаковке в газопроницаемые полимерные материалы (пленки). Для иллюстрации способа в качестве газопроницаемых полимерных материалов используют полимерные пленки по патентам US 6190710 и US 6730874.

В качестве источника МЦП используют препарат «Фитомаг», полученный по патенту RU 2267272, содержащего 0,5-2 мас.% МЦП.

Выдержку урожая плодоовощной и растениеводческой продукции в атмосфере, содержащей газообразный МЦП, осуществляли в герметичных камерах, в которых в небольшой емкости осуществляли контакт препарата с водой. В результате контакта препарата с водой происходило высвобождение газообразного МЦП из препарата в объем камеры и создание определенной концентрации МЦП в атмосфере камеры, в которой и происходил непосредственный контакт газообразного МЦП с плодоовощной и растениеводческой продукцией - плодами овощей и фруктов и растениями.

Концентрацию МЦП в объеме камеры измеряли методом газохроматографического анализа (Газовый хроматограф «КРИСТАЛЛ ЛЮКС-4000». Капиллярная колонка OV - 101, ⌀=0,3 мм, L=50 м; Пламенно-ионизационный детектор; Температура испарителя - 130°С; Температура колонки - 270°С; Температура детектора - 270°С; Расход водорода, 28 см³/мин; Расход воздуха, 500 см³/мин). Для этого отбирали пробы газа из камеры и вводили их в хроматограф.

Для иллюстрации способа концентрация МЦП при выдержке плодоовощной и растениеводческой продукции в атмосфере камеры составляла 100-2000 ppb.

Данный способ использовали для увеличения сроков хранения различной плодоовощной и растениеводческой продукции.

В каждом примере урожай плодоовощной и растениеводческой продукции (томаты, огурцы, перец сладкий, слива, хурма, зелень петрушки, укропа, мяты, кориандра, лука) делили на тринадцать одинаковых частей (партий) и хранили их различными способами.

Партию 1 не выдерживали в атмосфере, содержащей МЦП, и не упаковывали в газопроницаемую пленку, а просто хранили в обычной атмосфере (сравнительные условия).

Партию 2 не выдерживали в атмосфере, содержащей МЦП, но упаковывали в газопроницаемую пленку и хранили в обычной атмосфере (сравнительные условия).

Партии 3-5 выдерживали в течение 12-24 часов в атмосфере, содержащей 500-1000 ppb, но при этом, не упаковывая в пленку, хранили в обычной атмосфере (сравнительные условия).

Партии 6-7 выдерживали в атмосфере, содержащей МЦП, в течение 8 и 60 часов соответственно и хранили в упакованном в пленку виде (сравнительные условия).

Партии 8-12 выдерживали в течение 12-48 часов в атмосфере, содержащей 100-2000 ppb МЦП, упаковывали в газопроницаемую пленку и хранили в обычной атмосфере (заявленные условия хранения).

Партию 13 упаковывали в газопроницаемую пленку, в упакованном виде помещали в контейнер, в атмосфере которого создавали концентрацию МЦП, равную 1000 ppb, и после этого хранили в упакованном виде в обычной атмосфере (заявленные условия хранения).

Срок хранения плодоовощной и растениеводческой продукции оценивали по общепринятым стандартам при выходе высококачественной продукции не менее 90%.

Следующие примеры иллюстрируют способ.

Примеры 1-8 иллюстрируют способ при предварительной выдержке плодоовощной и растениеводческой продукции в атмосфере, содержащей МЦП, и последующем ее хранении в газопроницаемой полимерной пленке по патенту US 6190710 при относительной влажности 85%.

Примеры 9-13 иллюстрируют способ при предварительной выдержке плодоовощной и растениеводческой продукции в атмосфере, содержащей МЦП, и последующем ее хранении в газопроницаемой полимерной пленке по патенту US 6730874 при относительной влажности 75%.

Пример 1, иллюстрирующий способ хранения томатов сорта «Фараон» степени зрелости Красный.

Свежесобранный урожай томатов делили на тринадцать одинаковых партий.

Плоды первой партии (партия 1) хранили в сравнительных условиях. Для этого плоды томатов помещали в контейнер с обычной атмосферой и хранили ее при пониженной температуре 11°С. Срок хранения данной партии плодов при таких условиях составил 10 дней.

Плоды второй партии (партия 2) хранили в сравнительных условиях. При этом плоды упаковывали в газопроницаемую пленку (по патенту US 6190710, Марка «Xtend» пакеты, 25×40 см), помещали в контейнер с обычной атмосферой и хранили при пониженной температуре 10°С. Срок хранения данной партии плодов при таких условиях составил 14 дней.

Плоды третьей партии (партия 3) хранили в сравнительных условиях. Плоды помещали в контейнер, в атмосфере которого создавали концентрацию МЦП, равную 500 ppb, и выдерживали плоды в данной атмосфере в течение 24 час. После чего контейнер заполняли обычной атмосферой, в которой хранили данную партию при пониженной температуре 10°С. Срок хранения данной партии плодов при таких условиях составил 11 дней.

Плоды четвертой партии (партия 4) хранили в сравнительных условиях. Плоды помещали в контейнер, в атмосфере которого создавали концентрацию МЦП, равную 750 ppb, и выдерживали плоды в данной атмосфере в течение 18 час. После чего контейнер заполняли обычной атмосферой, в которой хранили данную партию при пониженной температуре 10°С. Срок хранения данной партии плодов при таких условиях составил 12 дней.

Плоды пятой партии (партия 5) хранили в сравнительных условиях. Плоды помещали в контейнер, в атмосфере которого создавали концентрацию МЦП, равную 1000 ppb, и выдерживали плоды в данной атмосфере в течение 12 час. После чего контейнер заполняли обычной атмосферой, в которой хранили при пониженной температуре 10°С. Срок хранения данной партии плодов при таких условиях составил 12 дней (сравнительные условия).

Плоды шестой партии (партия 6) хранили в сравнительных условиях. Плоды помещали в контейнер, в атмосфере которого создавали концентрацию МЦП, равную 1000 ppb, и выдерживали плоды в данной атмосфере всего 8 часов (т.е. менее 12 часов, вне заявленных условий). После чего плоды упаковывали в газопроницаемую пленку (по патенту US 6190710, Марка «Xtend», пакеты 25×40 см) и хранили при пониженной температуре 10°С. Срок хранения при таких условиях составил 14 дней и не превысил срок хранения партии 2, упакованной в пленку продукции, но без выдержки ее в атмосфере МЦП (сравнительные условия).

Плоды седьмой партии (партия 7) хранили в сравнительных условиях. Плоды помещали в контейнер, в атмосфере которого создавали концентрацию МЦП, равную 500 ppb, и выдерживали плоды в данной атмосфере 60 часов (т.е. более 48 часов, вне заявленных условий). После выдержки плоды упаковывали в газопроницаемую пленку (по патенту US 6190710, Марка «Xtend», пакеты 25×40 см) и хранили при пониженной температуре 10°С. Срок хранения при таких условиях составил 26 дней.

Плоды партии 8 хранили в условиях заявленного способа. Плоды помещали в контейнер, в атмосфере которого создавали концентрацию МЦП, равную 100 ppb, и выдерживали плоды в данной атмосфере 48 часов. После чего плоды упаковывали в газопроницаемую пленку (по патенту US 6190710, Марка «Xtend», пакеты 25×40 см) и хранили при пониженной температуре 10°С. Срок хранения при таких условиях составил 17 дней, что выше срока хранения аналогичной продукции без выдержки ее в атмосфере, содержащей МЦП (см. условия хранения партии 2).

Плоды партии 9 хранили в условиях заявленного способа. Плоды помещали в контейнер, в атмосфере которого создавали концентрацию МЦП, равную 2000 ppb, и выдерживали плоды в данной атмосфере 12 часов. После чего плоды упаковывали в газопроницаемую пленку (по патенту US 6190710, Марка «Xtend», пакеты 25×40 см) и хранили данную партию при пониженной температуре 10°С. Срок хранения при таких условиях составил 32 дня. Срок хранения данной партии такой же, что и при выдержке аналогичной продукции в течение 12 часов в атмосфере, содержащей 1000 ppb МЦП.

Плоды партии 10 хранили в условиях заявленного способа. Плоды помещали в контейнер, в атмосфере которого создавали концентрацию МЦП, равную 500 ppb, и выдерживали плоды в данной атмосфере в течение 24 час. После чего плоды упаковывали в газопроницаемую пленку (по патенту US 6190710, Марка «Xtend», пакеты 25×40 см) и хранили при пониженной температуре 10°С. Срок хранения при таких условиях составил 26 дней.

Плоды партии 11 хранили в условиях заявленного способа. Плоды помещали в контейнер, в атмосфере которого создавали концентрацию МЦП, равную 750 ppb, и выдерживали плоды в данной атмосфере в течение 18 час. После чего плоды упаковывали в газопроницаемую пленку (по патенту US 6190710, Марка «Xtend», пакеты 25×40 см) и хранили при пониженной температуре 10°С. Срок хранения при таких условиях составил 27 дней.

Плоды партии 12 хранили в условиях заявленного способа. Партию 12 помещали в контейнер, в атмосфере которого создавали концентрацию МЦП, равную 1000 ppb, и выдерживали плоды в данной атмосфере в течение 24 час. После чего плоды упаковывали в газопроницаемую пленку (по патенту US 6190710, Марка «Xtend», пакеты 25×40 см) и хранили при пониженной температуре 10°С. Срок хранения плодов при таких условиях составил 32 дня.

Плоды партии 13 хранили в условиях заявленного способа. Партию 13 упаковывали в газопроницаемую пленку (по патенту US 6190710, Марка «Xtend», пакеты 25×40 см), помещали в контейнер, в атмосфере которого создавали концентрацию МЦП, равную 1000 ppb, и выдерживали плоды в данной атмосфере в течение 48 час. После чего контейнер заполняли обычной атмосферой и хранили данную партию, в упакованном в пленку виде, при пониженной температуре 10°С. Срок хранения при таких условиях составил 25 дней.

Результаты данного примера 1 в условиях известных способов хранения (сравнительные условия) и в условиях заявленного способа свидетельствуют о том, что совместное использование двух приемов (обработка МЦП в течение 12-48 часов и хранение в МГС) позволяет существенно увеличить срок хранения плодов томатов. При этом срок хранения томатов превышает даже суммарный срок хранения томатов при использовании каждого из известных способов в отдельности.

Так, срок хранения томатов (партия 2) без обработки МЦП, но при хранении в упакованном в пленку виде, составил 14 дней. Срок хранения томатов (партия 5), выдержанных в атмосфере МЦП (1000 ppb) в течение 24 часов, но без упаковки в газопроницаемую пленку, составил 12 дней.

В то же время выдержка плодов (партия 12) в атмосфере МЦП (1000 ppb) в течение 24 часов и последующая их упаковка в газопроницаемую пленку позволила увеличить срок хранения до 32 дней.

Таким образом, суммарный срок хранения при использовании каждого приема в отдельности составляет 26 дней. При использовании заявленного способа - 32 дня.

Аналогичное имеет место при сравнении результатов хранения партий 2, 4 и 11, а также партий 2, 3 и 10. Данные результаты приведены в таблице 1 (пример 1).

При выдержке плодов томатов партии 6 в атмосфере МЦП (концентрация МЦП 1000 ppb) в течение 8 часов (т.е. менее 12 часов) с последующим их хранением в упакованном в пленку виде срок хранения томатов составил 14 дней и не превысил срок хранения аналогичной, упакованной в пленку, продукции без выдержки ее в атмосфере МЦП (см. условия и результаты хранения партии 2 и 6). При этом было установлено, что продукция в отдельных пакетах еще имеет очень хороший товарный вид, а в ряде пакетов полностью потеряла свое качество. Это свидетельствует о том, что при выдержке плодов в атмосфере МЦП менее 12 часов не достигается поставленная цель - увеличение сроков хранения плодоовощной и растениеводческой продукции.

Выдержка плодов томатов партии 7 в атмосфере МЦП (концентрация МЦП 500 ppb) в течение 60 часов (т.е. более 48 часов) и последующее хранение плодов в упакованном в пленку виде показали, что срок хранения в таких условиях составил 26 дней, т.е. такой же, что и при выдержке партии 10 в атмосфере МЦП (концентрация МЦП 500 ppb) в течение 24 часов (см. условия и сроки хранения партий 7 и 10). Это свидетельствует о том, что выдержка плодов свыше 48 часов нецелесообразна.

При выдержке плодов партии 9 в атмосфере, содержащей 2000 ppb МЦП, в течение 12 часов срок хранения составил 26 дней, т.е. практически такой же, что и при выдержке плодов партии 10 в аналогичных условиях в течение 24 часов. Это означает, что увеличение концентрации МЦП в атмосфере свыше 1000 ppb уже практически не оказывает влияния на срок хранения плодоовощной и растениеводческой продукции.

Выдержка плодов партии 8 в атмосфере, содержащей концентрацию 100 ppb МЦП, и последующее хранение данной продукции в упакованном в пленку виде также приводит к увеличению срока хранения плодов до 17 дней, по сравнению со сроком хранения аналогичной продукции, не выдержанной в атмосфере, содержащей МЦП, а просто хранимой в упакованном в пленку виде продукции - 14 дней (см. условия и сроки хранения партий 2 и 8). Обработку при более низких концентрациях МЦП не проводили, т.к. нижний предел чувствительности метода хроматографического анализа при определении концентрации МЦП не превышал 50-70 ppm. Это свидетельствует о том, что выдержка плодов в атмосфере, содержащей даже небольшое количество МЦП, также приводит к увеличению срока хранения плодоовощной и растениеводческой продукции.

Аналогично примеру 1 были выполнены другие примеры 2-13, иллюстрирующие способ при хранении других видов плодоовощной и растениеводческой продукции. Результаты приведены в таблицах 1 и 2.

Из сравнения сроков хранения партий 1-7 и 8-13 плодоовощной и растениеводческой продукции, приведенных в таблице 1 (примеры 1-8) и таблице 2 (примеры 9-13), видно, что выдержка плодоовощной и растениеводческой продукции в атмосфере, содержащей практически любую концентрацию МЦП, в течение 12-48 часов, и последующее хранение продукции в модифицированной газовой среде (в частности, в упакованном в газопроницаемые пакеты виде), позволяет значительно увеличить срок хранения плодоовощной и растениеводческой продукции, который (срок хранения) в более чем в 2 раза превышает срок хранения аналогичной продукции в МГС (не выдержанной в атмосфере МЦП) и более чем в 1,5 раза - срок хранения плодоовощной и растениеводческой продукции, выдержанной в атмосфере МЦП, но не упакованной в полимерную пленку.

Данный способ не ограничивается приведенными примерами. Аналогичные результаты наблюдаются при обработке МЦП других овощей и фруктов (бананов, дыни, киви, манго, грибов и др.) и последующим их хранением в МГС (упакованных в газопроницаемые пленки аналогичного типа).

В качестве источника МЦП могут быть использованы другие препараты, содержащие МЦП, а также газообразный МЦП, полученный сразу после синтеза, например по патенту RU 2267477.

Реферат

Изобретение относится к технологии хранения плодоовощной и растениеводческой продукции в модифицированной газовой среде. Перед закладкой на хранение продукции ее выдерживают в течение 12-48 час в атмосфере, содержащей 1-метилциклопропен. После этого продукцию хранят в упакованном в газопроницаемые полимерные материалы виде при пониженной температуре. Использование изобретения позволит увеличить срок хранения плодоовощной и растениеводческой продукции. 2 табл.

Формула