Способ органического производства и увеличения продолжительности хранения ягод земляники садовой - RU2662988C2

Описание

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению ягод земляники садовой органическим способом с увеличенным сроком хранения.

Земляника садовая относится к наиболее значимым ягодным культурам. В настоящее время она культивируется практически во всем мире - странах Европы, Азии, Австралии, Америки, Африки. Широкое распространение земляники садовой связано с рядом ее бесспорных преимуществ в сравнении с другими ягодными культурами. Ценность земляники обусловливается ее скороплодностью, высокими вкусовыми качествами, привлекательным видом, а также богатым биохимическим составом, питательностью и лечебными свойствами. Ягоды земляники садовой являются важнейшими источниками биологически активных веществ, однако большинство сортов этой культуры отличается высоким содержанием свободной и слабосвязанной воды, неустойчиво к инфекционным заболеваниям и непригодно к длительному хранению в свежем виде [2, 3, 18].

В настоящее время возрастает интерес к применению технологий экологического земледелия. Спрос потребителей на биологически безопасные продукты в развитых странах неуклонно растет. При производстве биологически полноценных и безопасных продуктов не допускается применение химических пестицидов, синтетических регуляторов роста, использование организмов, полученных методом генетической инженерии, поэтому все больший интерес приобретают биологические средства защиты растений. Правительством Российской Федерации отмечено, что создание и применение биологических средств защиты растений отнесено к приоритетным направлениям развития науки [9].

Биологические препараты, действующим началом которых являются микроорганизмы или продукты их жизнедеятельности, прочно входят в практику защиты растений. Применение биопрепаратов, как и химических средств защиты растений, строго регламентировано в отношении используемых объектов и сельскохозяйственных культур, норм расхода препарата, сроков обработок и других параметров. Современный ассортимент биопрепаратов, к числу которых относятся Планриз, Агат-25К, Псевдобактерин, Фитоспорин и др., позволяет осуществлять защиту сельскохозяйственных культур от наиболее опасных заболеваний [9].

Известен способ снижения поражаемости серой гнилью ягод земляники, заключающийся в однократной обработке растений, путем опрыскивания и полива, с нормой расхода 100 мл на 1 куст через 10 дней после посадки растений микробным препаратом, представляющим собой суспензию равного сочетания штаммов бактерий Bacillus subtilis ТНП-3 и Bacillus subtilis ТНП-5 в концентрации 1⋅10⁹ КОЕ/мл, суспензированных в 1%-ном растворе глюкозы [15]. Использование данного способа снижает заболеваемость ягод земляники серой гнилью, однако нет данных о влиянии обработки на продолжительность хранения ягод.

Известен биопрепарат на основе живых клеток и спор эндофитной бактерии Bacillus subtilis ВКМ В-2218 Д для защиты растений от грибных и бактериальных инфекций [13], использование которого позволяет снизить заболеваемость ягод земляники серой гнилью, однако данные о влиянии обработки на продолжительность хранения ягод также отсутствуют.

Известен биопрепарат «Фитоспорин» для защиты растений от болезней, основу которого составляет штамм бактерий Bacillus subtilis ВНИИСХМ 128, обладающий высокой активностью в отношении фитопатогенных бактерий и грибов, что позволяет использовать его для защиты ягод земляники от серой гнили [12].

Имеются результаты многолетних исследований влияния обработок по вегетации препаратами Фитоспорин-М, Планриз, Алирин-Б, Эупарен на поражаемость ягод серой гнилью и на длительность хранения ягод земляники садовой, полученные в Северо-Кавказском НИИ садоводства и виноградарства, под руководством д.с-х.н. Причко Т.Г. и к.б.н. Подгорной М.Е.: при обработке биопрепаратом Алирин-Б процент пораженных ягод составил 9,81%, пораженность ягод при 3- и 4-кратной обработке Фитоспорином-М, при норме расхода препарата 1 л/га, снизилась в 3 раза по сравнению с необработанным вариантом (с 16,7% до 5,3%); биологическая эффективность в борьбе с серой гнилью при трехкратной обработке Фитоспорином-М дозой 1,5 л/га составила 63,0%, биологическая эффективность биопрепарата Планриз была в 2,3 раза ниже и составила всего 26,8%, а химического фунгицида Эупарен почти в 2 раза ниже и составила 33,8%; биологическая эффективность Алирина-Б при хранении через пять суток составила 0%, а при 10-дневном хранении ягод наибольший выход здоровых непораженных ягод был при трех- и четырехкратной обработке земляники по вегетации Фитоспорином-М в дозе 1 л/га; наибольшая биологическая эффективность при 3- и 4-кратной обработке Фитоспорином-М (1 л/га) составила 68,3-69,5%, что практически в 30 раз выше, чем при обработке Планризом. Обработка химическим фунгицидом Эупарен не имеет биологической эффективности при хранении ягод земляники [16].

Имеются результаты использования биопрепаратов Алирин-Б и Глиокладин-Ж на различных культурах, обеспечивающие высокий уровень защиты от грибных болезней и показывающие биологическую эффективность их применения [1, 4-8, 11, 19-21].

Известен способ хранения растительных сельскохозяйственных продуктов и продуктов их переработки, включающий обработку продуктов водным раствором, содержащим комплексы активных веществ, которую проводят путем распыления непосредственно на пищевые продукты, с последующим их подсушиванием и хранением при температуре около криоскопической в холодильной камере или хранилище. Из примера 2 данного изобретения известно, что срок хранения ягод земляники при температуре минус 0,92°С составил 12 дней [14]. Однако использование данного способа включает обработку многокомпонентным раствором, изготовление которого является трудоемким.

Опыт применения хитозана в качестве действующего вещества в средствах защиты растений показал его высокую эффективность для стимулирования роста и индукции болезнеустойчивости многих сельскохозяйственных культур. Хитозановые препараты позволяют повышать урожайность зерновых, технических, овощных и других культур, увеличивают выход кондиционной плодоовощной продукции при зимнем хранении. В настоящее время выпускаются хитозансодержащие препараты, к числу которых относятся порошкообразные препараты «Нарцисс» и «Фитохит», а также жидкий препарат серии «АгроХит», отличающихся высокой эффективностью при полной экологической безопасности для окружающей среды и человека. Имеются сведения о положительных результатах использования средств защиты растений на основе хитозана по однолетним культурам - картофелю и огурцам, заключающихся в повышении урожайности и увеличении биологической эффективности, а также уменьшении вредоносности заболеваний растений [10].

Одним из актуальных направлений исследований, направленных на сохранение свежести и продление срока годности ягод, в частности земляники, является создание так называемых «пищевых» полимерных покрытий на их поверхности. Покрытие ягод пленкой из хитозана снижает интенсивность их дыхания, изменяет концентрации эндогенных газов - этилена, углекислого газа и кислорода, подавляет рост широкого спектра грибов [25, 26, 30]. В зарубежной научной литературе имеются сведения об эффективности использования покрытий из хитозана для продления сроков хранения томатов, перца, огурцов, манго, бананов [22, 24, 28, 30]. Отдельными авторами также изучалась возможность создания полимерного покрытия на основе хитозана для увеличения срока годности продуктов питания, в частности земляники [17]. Для этого ими был использован порошок хитозана производства ЗАО «Биопрогресс» со средневязкостной молекулярной массой, который растворяли в аскорбиновой, молочной, янтарной и лимонной кислотах. Наилучший результат был получен при обработке раствором хитозана в молочной кислоте [17]. Зарубежными авторами была изучена возможность создания «съедобного состава покрытия» на землянике путем растворения 1% или 1,5% хитозана высокой молекулярной массы в 0,5% уксусной кислоте [27]. Другие варианты опыта дополнительно содержали в растворе глюконат кальция по 0,5% или 0,75% [23, 27, 31].

Задачей изобретения является разработка способа органического производства и снижения заболеваемости ягод земляники садовой серой гнилью в процессе выращивания и хранения, вызываемого грибом Botrytis cinerea Pers., позволяющего повысить товарное качество ягод и увеличить продолжительность их хранения.

Технический результат достигается тем, что проводят трехкратную обработку растений земляники садовой водными растворами биопрепаратов Фитоспорина-М (Действующее вещество: Bacillus subtilis 26 Д, Титр 10⁹/г) концентрацией 0,1%-ный раствор или 0,05%-ным раствором Алирина-Б (Действующее вещество: полезная почвенная микрофлора - Bacillus subtilis ВИЗР-10, титр 10⁹ КОЕ/г) или 0,03%-ным раствором Глиокладина-Ж (Действующее вещество: Trichoderma harzianum, штамм 18-ВИЗР, титр 10⁹КОЕ/г) или 1,5%-ным раствором водорастворимого низкомолекулярного Хитозана (Действующее вещество: Хитозан 90% DAC водорастворимый низкомолекулярный, полученный из хитина морских беспозвоночных. Производитель Shanghai Medicines & Health Import & Export Corporation. Китай) в процессе выращивания, с интервалом в 7-10 дней: при выдвижении цветоносов; во время массового цветения; в конце цветения, начале формирования ягод; с нормой расхода биопрепарата 500 л/га; обязательно выдерживают сроки, нормы расхода и концентрацию рабочего раствора, при этом после сбора созревшие ягоды обрабатывают 1%-ным водным раствором хитозана путем погружения ягод в раствор на 3-5 минут, после чего дают стечь остаткам раствора, ягоды охлаждают и хранят при температуре от 0 до +1°С.

Указанный способ органического производства и продления сроков реализации ягод земляники садовой достигается при использовании нужной концентрации выбранного биопрепарата и последующей обработкой ягод перед хранением.

Авторами изобретения в процессе многолетних исследований установлено, что использование указанного способа гарантированно предупреждает поражаемость ягод земляники серой гнилью и увеличивает срок хранения ягод до 10 дней и более, сохраняя при этом их исходное товарное качество, даже для ягод, выращенных в неблагоприятных условиях холодным дождливым летом.

Пример 1.

Трехкратная обработка растений земляники 0,1%-ным раствором Фитоспорина-М снижает поражаемость ягод серой гнилью до уровня 1,8% при заболеваемости 5,3% в контроле, т.е. при полном отсутствии обработок; способствует увеличению средней массы ягод на 0,2 г и урожайности на 2,2 т/га; увеличивает выход товарных ягод на 3,8%. Создание «пищевого» покрытия из хитозана осуществляется погружением созревших снятых здоровых ягод в 1%-ный водный раствор хитозана на 3-5 минут с последующим стеканием раствора, охлаждением до температуры дальнейшего холодильного хранения 0°…+1°С. Срок хранения ягод при температуре от 0 до +1°С и относительной влажности воздуха 85-90% составил 12 дней (по ГОСТ Р 50520-93 от 3 до 8 дней), что превышает период хранения по ГОСТу. При этом исследование качества ягод показало, что сохранятся их товарное качество и отсутствуют грибковые болезни, вызванные микроорганизмами Botrytis cinerea (серая гниль) и Rhizopus sp. (серая плесень).

Пример 2.

Трехкратная обработка растений земляники 1,5%-ным раствором хитозана снижает поражаемость ягод серой гнилью до уровня 1,2% при заболеваемости 5,3% в контроле, т.е. при полном отсутствии обработок; способствует увеличению средней массы ягод на 0,54 г и урожайности на 2,6 т/га; увеличивает выход товарных ягод на 4,6%. Создание «пищевого» покрытия из хитозана осуществляется погружением созревших снятых здоровых ягод в 1%-ный водный раствор хитозана на 3-5 минут с последующим стеканием раствора, охлаждением до температуры дальнейшего холодильного хранения 0°…+1°С. Срок хранения ягод при температуре от 0 до +1°С и относительной влажности воздуха 85-90% составил 14 дней (по ГОСТ Р 50520-93 от 3 до 8 дней), что превышает период хранения по ГОСТу. При этом исследование качества ягод показало, что сохранятся их товарное качество и отсутствуют грибковые болезни, вызванные микроорганизмами Botrytis cinerea (серая гниль) и Rhizopus sp. (серая плесень).

Пример 3.

Трехкратная обработка растений земляники 0,05%-ным раствором Алирина снижает поражаемость ягод серой гнилью до уровня 3% при заболеваемости 5,3% в контроле, т.е. при полном отсутствии обработок; способствует увеличению средней массы ягод на 0,72 г и урожайности на 2,1 т/га; увеличивает выход товарных ягод на 2,9%. Создание «пищевого» покрытия из хитозана осуществляется погружением созревших снятых здоровых ягод в 1%-ный водный раствор хитозана на 3-5 минут с последующим стеканием раствора, охлаждением до температуры дальнейшего холодильного хранения 0°…+1°С. Срок хранения ягод при температуре от 0 до +1°С и относительной влажности воздуха 85-90% составил 14 дней (по ГОСТ Р 50520-93 от 3 до 8 дней), что превышает период хранения по ГОСТу. При этом исследование качества ягод показало, что сохранятся их товарное качество и отсутствуют грибковые болезни, вызванные микроорганизмами Botrytis cinerea (серая гниль) и Rhizopus sp. (серая плесень).

Пример 4.

Трехкратная обработка растений земляники 0,03%-ным раствором Глиокладина снижает поражаемость ягод серой гнилью до уровня 1,8% при заболеваемости 3,5% в контроле, т.е. при полном отсутствии обработок; способствует увеличению средней массы ягод на 0,3 г и урожайности на 1,6 т/га; увеличивает выход товарных ягод на 2,3%. Создание «пищевого» покрытия из хитозана осуществляется погружением созревших снятых здоровых ягод в 1%-ный водный раствор хитозана на 3-5 минут с последующим стеканием раствора, охлаждением до температуры дальнейшего холодильного хранения 0°…+1°С. Срок хранения ягод при температуре от 0 до +1°С и относительной влажности воздуха 85-90% составил 11 дней (по ГОСТ Р 50520-93 от 3 до 8 дней), что превышает период хранения по ГОСТу. При этом исследование качества ягод показало, что сохранятся их товарное качество и отсутствуют грибковые болезни, вызванные микроорганизмами Botrytis cinerea (серая гниль) и Rhizopus sp. (серая плесень).

Проведенные примеры наглядно подтверждают, что при реализации заявленного способа возможно получение вышеуказанного технического результата.

Источники информации:

1. Байрамбеков Ш.Б. Биопрепараты против альтернариоза картофеля / Ш.Б. Байрабеков, О.Г. Корнева // Защита и карантин растений. - 2009. - №8. - С. 30-31.

2. Германова М.Г. Сорта земляники пригодные для заморозки // М.Г. Германова, Т.Г. Причко // Актуальные проблемы садоводства России и пути их решения: материалы науч. - практ. конф., Орел 13-15 июля 2007 г., / ВНИИСПК им. Мичурина РАСХН; редкол.: М.Н. Кузнецов [и др.]. - Орел: Изд-во ВНИИСПК, 2007. - С. 174-176.

3. ГОСТ Р 50520-93 Земляника. Руководство по хранению в холодильных камерах. - Москва: Изд-во Стандартов. - 5 с.

4. Доброхотов С.А. На пути к экологическому земледелию / С.А. Доброхотов, А.И. Анисимов, Н.А. Белякова, Л.Г. Максимова, Г.О. Орлова // Защита и карантин растений. - 2011. - №12. - С. 19-22.

5. Захарченко В.А. Биотехнологии и защита растений / В.А. Захарченко // Защита и карантин растений. - 2015. - №11. - С. 3-6.

6. Касимова Р.И. Индукция защитного ответа в растениях пшеницы под воздействием хитоолигосахаридов и Глиокладина при инфицировании Bipolaris Sorokiniana / Р.И. Касимова, А.Р. Ахатова, Р.И. Ибрагимов, Л.Г. Яруллина // Вестник Башкирского университета. - 2013. - Т. 18. №3. - С. 713-715.

7. Козлова Е.А. Расширение спектра биологических препаратов против американской мучнистой росы на черной смородине / Е.А. Козлова // Современное садоводство. - 2010. - №2. - С. 44-48.

8. Логачев В.В. Новые биологически активные препараты / В.В. Логачев, М.М. Анисимов, Е.В. Золотарева, О.В. Федотова, В.И. Заостровных, Т.Ф. Трофимова. А.П. Ващенко // Защита и карантин растений. - 2010. - №6. - С. 36-37.

9. Методические рекомендации по применению биологических средств защиты растений и микробиологических удобрений в растениеводстве и методика выполнения целевого индикатора Государственной Программы «Рост применения биологических средств защиты растений и микробиологических удобрений в растениеводстве с 27,1 до 32,2%». - Волгоград, 2013 г. - 119 стр.

10. Немцов С.В. Комплексная технология хитина и хитозана из панциря ракообразных (монография) / С.В. Немцов. - М: Изд-во ВНИРО, 2006. - 134 с.

11. Пакина Е.Н. Сравнительная оценка влияния биологических и химического препаратов на развитие всходов капусты / Е.Н. Пакина, Т.А. Сысолятина, К.В. Слободянюк // Вестник РУДН. Серия «Агрономия и животноводство». - 2011. - №1. - С. 28-32.

12. Патент 2099947 РФ, МПК A01N 63/00, C12N 1/20. Биопрепарат Фитоспорин для защиты растений от болезней / В.В. Смирнов, И.Б. Скорокулова, Т.Г. Бережницкая, Ваньянц Г.М, Менликиев М.Я., Недорезков В.Д., Минеев М.И., Вахитов В.А., Байгузина Ф.А. - 96121980/13: заявл. 15.11.1996; опубл. 27.12.1997. Бюл. №16. - 4 стр.

13. Патент 2201678 РФ, МПК A01N 63/00, C12N 1/20. Биопрепарат для защиты растений от грибных и бактериальных болезней / Байгузина Ф.А., Кузнецова Т.Н., Захарова Р.Ш., Алсынхаев М.М., Кулагин В.Ф.; заявитель и патентообладатели: Байгузина Ф.А., Кузнецова Т.Н., Захарова Р.Ш., Алсынхаев М.М., Кулагин В.Ф. - 2001104332/13: заявл. 19.02.2001; опубл. 10.04.2003 Бюл. №10. - 5 стр.

14. Патент 2362295 РФ, МПК A01F 25/00. Способ хранения растительных сельскохозяйственных продуктов и продуктов их переработки / Белозеров Г.А., Волкова Г.С., Галкина Г.В., Грызунов А.А., Илларионова В.И., Каухчешвили Н.Э., Кускова Е.В., Мучкин Е.В. - 2007148134/12: заявл. 26.12.2007; опубл. 27.07.2009 Бюл. №21. - 6 стр.

15. Патент 2460300 РФ, МПК A01N 63/00, C12N 1/20. Способ снижения поражаемости серой гнилью ягод земляники / Васильева Е.П., Сорокопудов В.Н., Неустроев М.П., Тарабукина Н.П., Парникова С.И., Эверестова У.К., Протопопова А.В.; заявитель и патентообладатель ГНУ Якутский НИИ сельского хозяйства Россельхозакадемии. - 2011113880/10: заявл. 08.04.2011; опубл. 10.09.2012 Бюл. №5. - 5 стр.

16. Причко Т.Г. АВЗ-технология на землянике / Т.Г. Причко, М.Е. Подгорная. - Краснодар. - 2009 г. - 22 с.

17. Слинькова Я.Р. Создание полимерного покрытия на основе хитозана для увеличения срока годности продуктов питания / Я.Р. Слинькова, О.Н. Малинкина, А.Б. Шиповская // Саратовский Государственный университет им. Н.Г. Чернышевского (стендовый доклад), 2013 г. - 4 с.

18. Филатова Т.А. Химико-технологические показатели пригодности сортов ягод земляники садовой к замораживанию и хранению: Дис. … канд. техн. наук: 05.18.04. - СПб., 2005 - 172 с.

19. Фомина Н.В. Оценка влияния биологических препаратов на биометрические показатели сеянцев хвойных / Н.В. Фомина // Вестник КрасГАУ. - 2014. - №5. - 153-158.

20. Холод Н.А. Болезни земляники на юге России / Н.А. Холод // Защита и карантин растений. - 2013. - №10. - С. 28-30.

21. Штерншис М.В. Тенденции развития биотехнологии микробных средств защиты растений в России / М.В. Штерншис // Вестник Томского государственного университета. Биология. - 2012. - №2(18). - С. 92-100.

22. Bautista-Banos, S. Chitosan as a potential natural compound to control pre and postharvest diseases of horticultural commodities / S. Bautista-Banos, A.N. Hernandez-Lauzardo, M.G. Velazquez-del Vallea, M. Hernandez-Lopez, E. Ait Barka, E. Bosquez-Molinac, C.L. Wilsond // Crop Protection. - 2006 (25). p. - 108-118.

23. El Ghaouth, A. Antifungal activity of chitosan on two post-harvest pathogens of strawberry fruits / El A. Ghaouth, J. Ami, J. Grenier & A. Asselin // Phytopatholog. - 1992 (82). - p. 398-402.

24. El Ghaouth, A. Use of chitosan coating to reduce water-loss and maintain quality of cucumber and bell pepper fruits / El Ghaouth, A., Ami, J., Ponnampalam, R, & Boulet, M. //Food Processing and Preservation. - 1991 (15). - p. 359-368.

25. Devlieghere, F. Chitosan: antimicrobial activity, interactions with food components and applicability as a coating on fruit and vegetables / Devlieghere F., Vermeulen A., Debevere J. // Food Microbiol. 2004. V.21. P. 703-714.

26. Hernandez-Munoz, P. Effect of calcium dips and chitosan coatings on postharvest life of strawberries (Fragaria × ananassa) / P. Hernandez-Munoz, E. Almenar, M.J. Ocio, R. Gavara // Postharvest Biol. Technol. 2006. V. 39. P. 247-253.

27. Hernandez-Munoz, P. Effect of chitosan coating combined with postharvest calcium treatment on strawberry (Fragaria × ananassa) quality during refrigerated storage / P. Hernandez-Munoz, E. Almenar, V. Del Valle, D. Velez, R. Gavar // Food Chemistry. - (108) 2008. - p. 428-435.

28. Jiang, Y.M. Effects of chitosan coating on postharvest life and quality of longan fruit / Y.M. Jiang & Y.B. Li // Food Chemistry, - 2001 (73). - p. 139-143.

29. Kittur, F. Polysaccharide-based composite coating formulations for shelf-life extension of fresh banana and mango / F.S. Kittur, N. Saroja & R.N. Habibunnisa Tharanathan // European Food Research and Technology. - 2001 (213). - p. 306-311.

30. No, H.K. Application of Chitosan for Improvement of Quality and Shelf Life of Foods / H.K. No, S.P. Meyers, W. Prinyawiwatkul, Z. Xu // Journal of Food Science. 2007. V. 72. №5. P. 87-100.

31. Ribeiro, C. Optimization of edible coating composition to retard strawberry fruit senescence / C. Ribeiro, A.A. Vicente, J.A. Teixeira & C. Miranda // Postharvest Biology & Technology. - 2007 (44). - p.63-70.

Реферат

Изобретение относится к биотехнологии. Предлагаемый способ предусматривает трехкратную обработку растений земляники садовой водными растворами биопрепаратов в процессе выращивания, с интервалом в 7-10 дней: при выдвижении цветоносов; во время массового цветения; в конце цветения, начале формирования ягод. При этом в качестве биопрепаратов используют 0,1%-ный раствор Фитоспорина-М, или 0,05%-ный раствор Алирина-Б, или 0,03%-ный раствор Глиокладина-Ж, или 1,5%-ный раствор водорастворимого низкомолекулярного Хитозана. Обработку проводят путем опрыскивания растений земляники рабочим раствором, при норме расхода 500 л/га. Созревшие собранные ягоды земляники садовой обрабатывают 1%-ным водным раствором Хитозана путем погружения ягод в раствор на 3-5 минут, после чего дают стечь остаткам раствора. Ягоды охлаждают и хранят при температуре от 0 до +1°С. Изобретение позволяет снизить заболеваемость ягод серой гнилью при выращивании и хранении и увеличить срок хранения ягод до 10 дней и более, сохраняя при этом их товарное качество. 1 табл., 4 пр.

Формула