1. Характеристика картофеля, овощей и плодов как объектов хранения

Особенности химического состава картофеля, овощей и плодов. 

Картофель, овощи и плоды заметно отличаются по химическому составу от зерна и семян – продукции с высокой концентрацией сухих веществ, низкой влажностью и большой энергетической ценностью.

Плоды и овощи – это продукция сочная, с большим содержанием воды (60–95 %). В связи с этим энергетическая ценность этой группы продукции невелика: калорийность их колеблется от 45 кДж в 100 г (у огурца) до 350 кДж (у картофеля). Исключение составляют, например, финики, грецкие орехи, имеющие высокую калорийность. Однако, несмотря на это, картофель, овощи и плоды играют огромную роль в питании человека, так как содержат очень ценные биологически активные вещества и обладают диетическими и лечебными свойствами.

Основную массу сухих веществ в овощах и плодах составляют углеводы. Но если в зерне и семенах углеводы в основном представлены полисахаридами (крахмал), то в созревших плодах – это простые сахара (глюкоза, сахароза, фруктоза), придающие им сладкий вкус. Исключение составляет картофель, в клубнях которого накапливается крахмал. Важное значение в пищеварении человека имеют пектиновые вещества и клетчатка овощей и плодов. Источниками белков и жиров сочные продукты не являются. Следует отметить защитную функцию такого жироподобного вещества, как воск, синтезирующийся на покровных тканях овощей и плодов.

Плоды и овощи богаты минеральными веществами, которые находятся в легкоусвояемой форме и играют важную физиологическую роль в обмене веществ. Зольные элементы овощей и плодов имеют щелочной характер, что важно для нормализации кислотно-щелочного равновесия в организме человека.

В состав овощей и плодов входят органические кислоты, в свободном состоянии или в виде солей. Они влияют на вкусовые свойства, участвуют в процессе дыхания, в организме человека возбуждают деятельность пищеварительных желез и способствуют хорошему усвоению пищи. Высокое содержание органических кислот повышает лежкость овощей и плодов и устойчивость их к заболеваниям. Наиболее распространенными являются яблочная, лимонная, винная кислоты.

Плоды и овощи – важный источник витаминов, а в отношении витаминов С (аскорбиновая кислота), Р (рутин), В₉ (фолиевая кислота) – даже единственный. Витамины в свежих плодах находятся в активном и быстро усвояемом состоянии. Их недостаток вызывает авитаминоз.

В состав овощей и плодов в небольшом количестве входят такие ценные химические соединения, как дубильные вещества, эфирные масла, которые влияют на вкус и аромат, обладают лечебным, антисептическим действием. Пигменты разных видов обусловливают характерную окраску овощей и плодов.

Характеристика показателей качества овощей и плодов.

Овощи и плоды – продукты многоцелевого использования, поэтому их качество нормируется с учетом дальнейшего целевого назначения. Например, предъявляются различные требования к огурцам для использования в свежем виде, для соления и для цельноплодного консервирования.

Овощи и плоды характеризуются высокой степенью разнокачественности. Следовательно, их качество дифференцируют по товарным сортам и категориям. Установление одного уровня требований недопустимо. В стандартах на плоды и овощи широко применяются допуски – допустимые отклонения от требований стандарта (по содержанию всякого рода дефектной продукции). На продукцию, которая утратила свою доброкачественность, приобрела токсические свойства и не может использоваться на пищевые цели, установлены запретительные нормы.

Плоды и ягоды – продукты скоропортящиеся и сохраняют свою свежесть ограниченный период времени. В связи с этим стандарты допускают незначительное снижение уровня требований к ним в местах назначения (реализации), по сравнению с местами заготовки (выращивания), если это не приводит к существенному ухудшению потребительских свойств.

Определение качества любого вида овощей, плодов и ягод начинают с оценки внешнего вида. Несмотря на большое разнообразие продуктов в стандартах устанавливается единый уровень требований по данным показателям. По внешнему виду овощи и плоды должны быть свежими, целыми, чистыми, здоровыми, вызревшими, но не перезрелыми, типичной для ботанического сорта формы и окраски, не проросшими, не увядшими, без механических повреждений, повреждений вредителями и поражения болезнями. Содержание дефектных по внешнему виду плодов ограничивается допусками. Стандартами не допускается содержание явно недоброкачественной продукции: загнившей, заплесневевшей, запаренной, подмороженной.

Плоды и овощи высокого качества реализуются по более высоким ценам, что позволяет сельскохозяйственным предприятиям всех форм собственности, занимающимся их выращиванием, получать больший размер прибыли.

2. Лежкость картофеля, овощей и плодов

Картофель, овощи, плоды и ягоды объединяются в группу сочных продуктов, так как содержат много воды: от 60 % (в чесноке) до 96 % (в огурце). Исключение составляют орехоплодные и бобовые культуры. Содержание большого количества воды является главной причиной, затрудняющей организацию хранения сочных продуктов.

Подавляющая часть воды (около 80 %) находится в свободной подвижной форме, что способствует усиленному обмену веществ в клетках и тканях, активному развитию микроорганизмов, приводящему к быстрому старению и порче овощей и плодов. Чтобы понизить интенсивность биологических процессов, их хранят при температуре, близкой к 0 °С, т. е. в условиях психроанабиоза.

Высокое содержание воды вызывает необходимость хранения плодоовощной продукции при повышенной относительной влажности воздуха (85−98 %), чтобы предупредить испарение влаги и потерю тургора, способствующих увяданию и убыли массы. В увядших овощах и плодах снижается естественный иммунитет, и они подвергаются порче вследствие развития микроорганизмов.

Овощи и плоды – живые объекты, поэтому результаты их хранения обусловлены в первую очередь их биологическими особенностями. Способность плодов и овощей сохраняться длительное время без значительных потерь массы, порчи от микробиологических и физиологических заболеваний, ухудшения товарных, пищевых и семенных качеств определяется понятием «лежкость». Количественно она может быть выражена максимальным сроком хранения при оптимальных условиях.

Сохраняемость – проявление лежкости в конкретных условиях хранения.

Поэтому плодоовощную продукцию по характеристике лежкости можно разделить на две большие группы:

• пригодную к длительному хранению (сроком свыше 20 дн. и до нескольких месяцев) и обладающую хорошей лежкостью: картофель, двулетние овощи (капуста, корнеплоды, лук, чеснок), плоды семечковых культур (яблоки, груши);
• не пригодную к длительному хранению и имеющую очень низкую лежкость: плоды косточковых культур, ягоды, плодовые и зеленные овощи.

Повышенная лежкость картофеля и некоторых двулетних овощей определяется главным образом продолжительностью периода глубокого физиологического покоя, в течение которого происходит подготовка растений к репродуктивному этапу развития, т. е. завершается дифференциация генеративных почек и конусов нарастания. В период покоя все ростовые процессы замедлены.

Лежкость плодов семечковых культур обусловлена длительностью периода послеуборочного дозревания, связанного с окончательным формированием семян и околоплодника. Они убираются в период технической (съемной) зрелости, а при хранении приобретают потребительскую (съедобную) зрелость. В это время происходит улучшение пищевых свойств: вкуса, аромата, консистенции.

Сохраняемость листовых овощей, ягод и большей части косточковых плодов минимальна, и сроки их хранения почти целиком зависят от внешних условий, а также от сортовых особенностей, степени зрелости и условий выращивания.

3. Физические свойства картофеля, плодов и овощей и их значение при доработке и хранении

Сохранность плодов, овощей и картофеля в значительной степени определяется следующими физическими свойствами: теплофизическими и сорбционными, сыпучестью, самосортированием, скважистостью, механической прочностью, подверженностью замерзанию. Они регулируют интенсивность физиологических, биохимических и микробиологических процессов, протекающих в продукции при ее обработке и хранении.

Сыпучесть – это способность продукции самопроизвольно перемещаться относительно какой-либо наклонной поверхности или по отдельным экземплярам продукции (кочан по кочану, корнеплод по корнеплоду и т. п.).

Продукция, имеющая гладкую поверхность и округлую форму (вишня, абрикос, слива, персик), обладает большей сыпучестью. Примеси снижают сыпучесть. Травмированная продукция менее сыпуча. На сыпучесть влияет характер материала, состояние поверхности, по которой перемещается продукция.

Сыпучесть определяется углом трения и углом естественного откоса или ската. При загрузке хранилищ картофель и овощи через люки скатываются по наклонной поверхности только в том случае, если угол наклона ее более 40−50°, т. е. превышает угол трения.

Если картофель и овощи перемещают по транспортерной ленте, то ее устанавливают так, чтобы угол наклона был меньше угла трения. В противном случае они скатываются с транспортера в обратном направлении.

Угол естественного откоса (ската) у сочной продукции находится в пределах 40–45°, его учитывают при размещении продукции насыпью в хранилище, при устройстве буртов. Чем меньше указанные углы, тем выше сыпучесть продукции.

Самосортирование – это неравномерное распределение компонентов массы продукции по отдельным участкам насыпи. Самосортированию способствует неоднородность продукции, ее разная сыпучесть. Оно наблюдается при перевозке продукции, передвижении ее по транспортерам, засыпке на хранение и в процессе выгрузки. Так, при механической загрузке хранилищ картофелем и овощами более крупные, с большей удельной массой экземпляры распределяются вблизи места падения, а мелкие, легкие отбрасываются к стенам хранилища, скатываются к основанию насыпи.

Создаются участки насыпи с более мелкими, травмированными экземплярами, с большим содержанием легковесных примесей, а следовательно, с меньшей скважистостью и низким содержанием воздуха. Здесь активнее протекают физиологические и микробиологические процессы, появляются предпосылки возникновения самосогревания и задыхания продукции. Чтобы избежать самосортирования, на хранение следует закладывать продукцию, прошедшую сортирование и калибрование по форме и размерам, а также очищенную от примесей.

Скважистость – это отношение межклубневых, межкочанных и подобных пространств (пор, скважин) к общему объему, занятому продукцией. Иначе говоря, это объем промежутков между экземплярами в 1 м³ штабеля продукции, заполненных воздухом. Благодаря скважистости создается запас воздуха для жизнедеятельности продукции, идет тепло- и влагообмен в хранящейся продукции за счет воздухообмена, можно проводить активное вентилирование продукции, вводить в нее газ или пары различных отравляющих веществ для дезинсекции или дезинфекции.

Скважистость зависит от размера, формы, характера поверхности продукции, высоты загрузки, наличия в ней примесей. Так, скважистость в партии картофеля без примесей составляет 42–45 %, столовой свеклы – 50–55, моркови – 51–53 %. Чем больше скважистость, тем меньше объемная масса продукции. В итоге при большей скважистости и, соответственно, меньшей объемной массе продукции необходим больший объем хранилищ для ее размещения.

Присутствие воздуха, перемещающегося по скважинам, способствует передаче тепла конвекцией и перемещению влаги в виде пара в межклубневых, межкочанных пространствах. Высота загрузки хранилищ зависит от вида продукции, формы, размеров, особенностей поверхности, наличия примесей. Скважистость с увеличением высоты загрузки уменьшается. Присутствие в продукции почвы, листьев и других примесей резко снижает скважистость и увеличивает сопротивление потоку воздуха при активном вентилировании. Для большинства овощей скважистость находится на уровне 45−55 %.

Сорбционные свойства (испарение и отпотевание). Сорбция – способность плодоовощной продукции поглощать из окружающей среды пары воды и газы. Она свойственна клубням, плодам, ягодам, луковицам. Сорбция молекул газов приводит к возникновению посторонних запахов в массе продукции при хранении. Поэтому нельзя хранить плоды с сильным ароматом (апельсины, лимоны, мандарины) с другими плодами, овощи с резким запахом (лук, чеснок, хрен) с другими овощами.

В практике хранения сочной продукции чаще встречается десорбция (испарение) водяных паров. Большие размеры клеток и межклеточников, высокое содержание воды в свободном состоянии, незначительная толщина верхнего кутинизированного слоя клеток, слабая водоудерживающая способность цитоплазмы (из-за малого содержания белков и других коллоидов), большая удельная поверхность (поверхность, приходящаяся на 1 г продукции) способствуют быстрому испарению влаги и увяданию плодов и овощей при низкой влажности и повышенной температуре воздуха в хранилищах или в окружающей среде.

Размер потерь воды у сочной продукции зависит от ее физического состояния. Влага теряется через кожицу, чечевички, ростки, порезы, ссадины, поврежденные болезнями и вредителями ткани. Особенно много воды теряют порезанные, раздавленные овощи и плоды. Незрелые клубни картофеля испаряют больше влаги, чем зрелые, так как поверхность у них более проницаемая. Зрелые клубни теряют много влаги только сразу после уборки.

Масса клубней, плодов и овощей при транспортировании и хранении уменьшается главным образом в результате испарения влаги. При одинаковых внешних условиях интенсивность испарения тем выше, чем больше удельная поверхность объектов. Поэтому из мелких клубней, плодов и овощей одного и того же вида и сорта при прочих равных условиях влаги испаряется больше, чем из крупных.

Чем больше дефицит влажности, т. е. суше воздух, больше скорость его движения, тем быстрее теряется влага, снижается качество сочной продукции при хранении. Для основных видов плодов и овощей в хранилищах поддерживают влажность воздуха 90−95 %, для листовых овощей и пучковой продукции – 96−98 %. Исключение составляют репчатый лук, тыква и кабачки-цуккини, они лучше сохраняются при влажности воздуха 70−75 %.

Сорбционные свойства могут способствовать отпотеванию продукции, которое может происходить при высокой относительной влажности воздуха в хранилище. Отпотевание происходит также при незначительном снижении температуры, если в хранилище поддерживается высокая влажность воздуха и пониженная температура. Если охлажденную продукцию сразу переместить из холодильника в теплое помещение, может также произойти отпотевание. Оно происходит при разности температур по участкам насыпи продукции, а также в массе продукции и окружающем воздухе.

При наличии капельножидкой влаги создаются благоприятные условия для внедрения спор фитопатогенов в ткани продукции через устьица и микроповреждения. И как следствие, идет плесневение и гниение продукции, появляются бактериозы. На сухой и здоровой поверхности овощей и плодов споры фитопатогенов лишены возможности прорастать и развиваться. Поэтому борьба с отпотеванием является первоочередной задачей во время хранения.

Для предупреждения отпотевания объектов хранения и их порчи применяют активное вентилирование. При отсутствии установок продукцию укрывают стружками, рогожами, соломой и другими теплоизоляционными материалами, обладающими большой гигроскопичностью. Конденсационную влагу, оседающую на укрытии, удаляют вместе с ним.

Подверженность замерзанию. При замерзании плодов и овощей сначала идет понижение температуры замораживаемого объекта на несколько градусов ниже нуля. При дальнейшем понижении температуры внутри клеток образуются кристаллы льда. Они быстро растут, выделяя теплоту, что ведет к повышению температуры. Она останавливается на некотором уровне ниже нуля. Это и есть температура замерзания плодов и овощей.

Так, температура замерзания находится в пределах:

• −1,3…−0,6 °С для картофеля;
• −1 °С – для моркови и капусты белокочанной поздней;
• −1,6…−0,9 °С – для свеклы;
• −1,8 °С – для лука репчатого острого;
• −1,5 °С – для лука полуострого и сладкого;
• −2,6…−1 °С – для чеснока;
• −0,7 °С – для томатов бурых и красных;
• −1…−0,5 °С – для огурцов;
• −2…−1,5 °С – для яблок летних и осенних сортов;
• −1,8 °С – для груш;
• −2,5…−1,7 °С – для вишни и черешни.

Причем разные части объекта замерзают при разных температурах. Так, наружные зеленые листья кочана белокочанной капусты даже при воздействии температуры −5…−7 °С «отходят».

Самой чувствительной является верхушечная почка, которая замерзает при температуре −0,8…−1,1 °С. Кочерыга капусты замерзает при температуре −1,5…−1,8 °С, а белые листья – при −2…−4 °С.

При подмораживании овощи и плоды темнеют и изменяют вкус. Гидролитические ферменты разрушают сложные вещества (крахмал,

гликозиды) до более простых сахаров. По этой причине брусника, рябина, дикие яблоки, картофель становятся сладкими. Кроме того, плоды становятся мягче, так как протопектин после оттаивания гидролизуется до растворимого пектина. Замороженные яблоки после оттаивания буреют из-за окисления дубильных веществ до флобафенов.

Плоды и овощи, хранящиеся россыпью или в мелкой таре, охлаждаются значительно быстрее, чем при хранении толстым слоем или в крупной таре. Охлаждается продукция быстро, в течение 2 сут. Отепляют овощи и плоды после хранения при отрицательных и низких положительных температурах обязательно постепенно, за 5−30 сут. Это необходимо для того, чтобы избежать физиологических расстройств (потемнения мякоти плода). Отепление проводят атмосферным воздухом и считают законченным, когда температура продукции становится лишь на 4−5 °С ниже дневной температуры атмосферного воздуха.

Таким образом, в основном овощи и плоды замерзают в пределах температуры от −0,5 (огурцы, томаты) до −3 °С (свекла, морковь и др.), что крайне ограничивает возможность сохранения продукции в свежем виде. Нельзя допускать случайного подмораживания продукции, так как при этом происходит резкое снижение ее качества.

Теплофизические свойства. К теплофизическим свойствам сочной продукции относят теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность и термовлагопроводность. Они определяют температуру в массе продукции при ее хранении и скорость охлаждения продукции естественным путем или при активном вентилировании. Тепло в массе продукции передается путем кондукции (при соприкосновении плодов и клубней друг с другом) и конвекции (через воздух скважин).

Овощи, плоды и картофель обладают плохой тепло- и температуропроводностью. Они очень медленно охлаждаются и также медленно нагреваются. Интенсивность данных процессов замедляется также вследствие высокой скважистости хранимых объектов, так как воздух – плохой проводник тепла.

Теплоемкость характеризуется количеством тепла, необходимого для нагрева 1 кг продукции на 1 °С. Она выражается в ккал/(кг ∙ °С), или в кДж/(кг ∙ °С). С учетом того, что сочная продукция содержит большое количество воды, а скважины между отдельными экземплярами продукции заполнены воздухом, необходимо знать, что воздух имеет теплоемкость, равную 1,27 кДж/(кг ∙ °С); вода – 4,19 кДж/(кг ∙ °С). Сочная продукция по величине этого показателя занимает среднее положение между воздухом и водой. Так, теплоемкость картофеля равна 3,52; капусты – 3,98; огурцов – 4,06 кДж/(кг ∙ °С).

Теплопроводность – это способность продукции проводить тепло от более нагретых к менее нагретым участкам. Сочная продукция имеет низкий коэффициент теплопроводности: 0,34–0,52 кДж/(м ∙ ч ∙ °С). Для сравнения у меди он равен 1190–1430 кДж/(м ∙ ч ∙ °С).

Температуропроводность характеризует скорость нагрева или охлаждения продукции. Коэффициент температуропроводности для сочной продукции также низок. Для примера температуропроводность картофеля, капусты и свеклы находится в пределах 12,24 ∙ 10⁻⁸– 18,04 ∙ 10⁻⁸ м²/с. В связи с низкими величинами коэффициента температуропроводности плодоовощная продукция может сравнительно долго сохранять свою температуру на одном уровне, характеризуется большой тепловой инерцией.

Термовлагопроводность – это перемещение парообразной влаги в направлении потоков тепла. Движение идет от более нагретых к менее нагретым участкам. При этом происходит конденсация водяных паров в отдельных слоях насыпи и усиливаются физиологические и микробиологические процессы. Термовлагопроводность является основой пластового самосогревания.

Из-за низких тепло- и температуропроводности сочная продукция при хранении очень медленно охлаждается и нагревается. Если на хранение заложена продукция в охлажденном состоянии, то низкая ее температура сохраняется и в теплое время года.

Вследствие плохой тепло- и температуропроводности плодоовощной продукции тепло, выделяемое всеми живыми компонентами массы овощей, плодов и картофеля, аккумулируется в ней, при этом активизируется микрофлора и возникает самосогревание, приводящее к частичной или полной потере качества продукции. Теплофизические свойства овощей, плодов и картофеля учитывают при хранении в условиях активного вентилирования для расчета параметров хранилищ и скорости охлаждения продукции. Хранение овощей, плодов и картофеля с учетом их физических свойств позволяет значительно сократить потери и сохранить качество продукции.

Механическая прочность характеризуется удельным сопротивлением клубней, корнеплодов, кочанов, плодов вдавливанию штампа площадью 1 см² (кг/см²) и усилием на раздавливание между двумя пластинами. Так, у картофеля удельное сопротивление колеблется в пределах 17–25 кг/см², усилие на раздавливание составляет 30–98 кг. Прочность продукции зависит от ее структуры, размера и массы.

На механическую прочность картофеля, овощей и плодов влияют также условия выращивания, уборки, доработки. Например, большую роль играет температура клубней картофеля во время уборки и сортировки. Более высокая повреждаемость клубней картофеля наблюдается при уборке и доработке при температуре ниже 10−12 °С. Снижение температуры на 1 °С увеличивает травмированность на 9–10 %. Это объясняется тем, что при понижении температуры накапливаются сахара и ткани клубней становятся менее эластичными. Крупные клубни травмируются сильнее, чем средние и мелкие. Клубни округлой формы имеют большую прочность.

Плодоовощная продукция, имеющая более прочные покровные ткани, повреждается меньше. Например, свекла прочнее, чем морковь, репа, редис.

Трещины на картофеле и овощах появляются при ударах о конструкции машин во время уборки и сортирования или при падении с большой высоты в период загрузки. Иногда трещины у клубней и корнеплодов возникают во время вегетации из-за неравномерности роста, что не связано с механическими повреждениями.

Снижению механических повреждений способствуют: применение специализированных транспортных средств; использование транспортеров, выгрузной конец которых меняет высоту по мере накопления емкости, и вставных полос из прорезиненного полотна, гасящих удар; покрытие лопастей, прутков сортировальных машин слоем резины или пластмассы, смягчающих удары.

4. Физиологические процессы, происходящие в картофеле, овощах и плодах при хранении

В плодоовощной продукции при хранении проходят сложные физиологические и биохимические процессы, которые оказывают существенное влияние на ее сохранность и качество.

Дыхание – это окислительный, с участием кислорода распад органических питательных веществ, сопровождающийся образованием химически активных метаболитов и освобождением энергии.

Наиболее типичные исходные вещества, используемые при дыхании гексозы (глюкоза и фруктоза). В плодах и овощах преобладают глюкоза (виноградный сахар), фруктоза (плодовый сахар) и сахароза (свекловичный сахар).

Прямому окислительному распаду могут подвергаться белки, жиры и другие соединения без предварительного превращения в углеводы.

Процесс аэробного дыхания происходит при свободном доступе кислорода, и, если окисление идет до конечных продуктов, выражается следующим уравнением:

Это уравнение характеризует лишь начальный и конечный этапы процесса. В действительности дыхание представляет собой длинную цепь окислительно-восстановительных процессов. Дыхание – это процесс не только распада, но и новообразования веществ.

При отсутствии кислорода в воздухе продукция поддерживает жизнедеятельность за счет анаэробного дыхания. Его называют также брожением. При анаэробном дыхании (брожении) идет накопление недоокисленных продуктов, таких как этиловый спирт, уксусный альдегид, уксусная и молочная кислоты. Это в конечном счете приводит к физиологическим расстройствам в виде различного рода потемнений, пятен, некрозов.

Анаэробное дыхание можно выразить рядом уравнений. Например:

О типе дыхания можно судить по величине дыхательного коэффициента (ДК). Он показывает отношение при дыхании объемов СО₂ к О₂. Если ДК = 1, то в продукции протекает аэробное дыхание. При анаэробном дыхании ДК > 1.

Следствием дыхания является потеря массы сухих веществ продукции, повышение относительной влажности воздуха в массе продукции, изменение газового состава воздуха, выделение тепла. Уменьшение массы продукции в процессе хранения вследствие дыхания включается в естественную убыль продукции, которая нормируется для каждого ее вида в зависимости от срока и способов хранения.

Например, при хранении моркови до 6 мес теряется на дыхание 2,1 % органических веществ, при хранении картофеля до 8 мес – только 0,74 %. За 1 ч 1 кг моркови выделяет 17,3, а картофеля – 10,1 мг СО₂. Если поступление О₂ к продукции ограничено, то кислород постепенно расходуется на дыхание, а накапливается СО₂.

При дыхании выделяется большое количество тепла. Так, 1 т плодоовощной продукции за 1 сут выделяет от 1008 до 3780 кДж тепла. Причем количество выделившейся энергии зависит от вида продукции и сезона хранения. Наибольшее количество тепла образуется при дыхании капусты, у моркови и лука этот показатель несколько ниже, а на последнем месте – картофель. У этих видов продукции больше тепла выделяется осенью, зимой в период покоя – меньше, чем осенью, весной идет возрастание.

Овощи, картофель и плоды при дыхании и испарении выделяют также значительное количество влаги (170–800 г/(т ∙ сут)).

Испарение и интенсивность дыхания зависят от рода, вида, разновидности, сорта, степени зрелости, наличия механических повреждений, условий окружающей среды (температуры, относительной влажности и газового состава воздуха).

Например, у яблок сорта Кальвиль интенсивность дыхания на 20 % выше, чем сорта Ренет Симиренко. Ткани кожуры цитрусовых дышат в 8–10 раз интенсивнее по сравнению с мякотью.

Выделяемые при дыхании тепло, влага и диоксид углерода следует рассматривать как суммарный результат жизнедеятельности клубней, корнеплодов, кочанов, плодов и находящихся на них микроорганизмов. На интенсивность дыхания влияют многие причины. У плодов и овощей наиболее интенсивное дыхание отмечается в первые дни после уборки, что связано с их реакцией на отделение от материнского растения. Многие факторы абиотической среды, в первую очередь температура, влияют на интенсивность дыхания.

С повышением температуры отмечается увеличение интенсивности дыхания. Однако при этом не наблюдается прямо пропорциональной зависимости.

Колебания температуры в процессе хранения также влияют на интенсивность дыхания, чаще всего усиливая его. Влажность воздуха косвенно влияет на интенсивность биохимических процессов, в том числе и на газообмен при дыхании. Пониженная влажность воздуха в картофеле-, овоще- и плодохранилищах приводит к увяданию заложенной продукции, потере клетками ткани тургора и увеличению интенсивности дыхания.

Существенно отражается на интенсивности дыхания состав воздуха. Снижение содержания кислорода и увеличение количества диоксида углерода подавляет дыхание в клетках тканей плодов и овощей, замедляет процесс старения и увеличивает срок их хранения.

С дыханием тесно связаны лежкость и устойчивость к болезням хранящихся овощей, плодов и картофеля. Наблюдается взаимосвязь дыхания и раневых реакций у картофеля и корнеплодов. Дозревание истарение плодов, период покоя и начало прорастания клубней, луковиц, корнеплодов и кочанов также связаны с процессом дыхания.

Период покоя и способы предупреждения прорастания клубней и корнеплодов. Покой – определенный период в жизненном цикле растений, во время которого сильно понижена интенсивность многих физиологических процессов и отсутствует видимый рост. В период покоя под действием природных ингибиторов роста (веществ фенольной (кофейная кислота и скополетин) и терпеноидной (абсцизовая кислота) природы) блокируются некоторые биохимические процессы.

У картофеля в покое находятся только меристематические ткани (глазки). Запасающие же ткани в период покоя обладают более высокой потенциальной способностью активизировать биохимические процессы в ответ на механические повреждения или инфекцию. Вследствие этого свежеубранные клубни активнее образуют раневую перидерму и обладают более высокой устойчивостью к фитопатогенным микроорганизмам по сравнению с клубнями после хранения, когда период покоя закончен. Началом периода покоя считают время, когда клубни прекращают рост в длину.

Во время хранения баланс ростовых веществ изменяется. Выход из состояния покоя можно объяснить снижением ингибиторов роста или увеличением стимуляторов роста либо обеими причинами.

Состояние покоя клубней и переход к росту коррелируют с содержанием абсцизовой кислоты. Наиболее высокое содержание ее в клубнях наблюдается в период покоя. Ко времени окончания покоя наличие кислоты в точках роста и кожуре уменьшается в 5−10 раз. Абсцизовая кислота высокой концентрации способна подавлять рост клеток новых тканей. При снижении ее количества весной ростингибирующее действие ослабевает.

Температура хранения – важнейший фактор, от которого зависит продолжительность периода покоя. Если при хранении картофеля поддерживают температуру 6 °С, то период покоя клубней позднеспелых сортов заканчивается в январе, среднеспелых – в декабре. При температуре 4 °С период покоя картофеля обоих сортов длится до февраля, при 2 °С – до марта.

Потери в результате прорастания можно предупредить предуборочным опрыскиванием ботвы картофеля, свеклы, моркови, лука натриевой солью гидразида малеиновой кислоты (ГМК-Na), которая подавляет развитие ростков в верхушечной части клубня, предупреждает израстание корнеплодов и луковиц.

Одним из перспективных способов сокращения потерь картофеля и овощей является применение синтетических регуляторов роста. Благодаря этому клубни, корнеплоды, луковицы, имеют более длительный период покоя и сохраняют устойчивость к фитопатогенным заболеваниям.

Раневые реакции. На свежеубранных клубнях картофеля, корнеплодах моркови и свеклы механические неглубокие повреждения довольно быстро зарубцовываются, и на месте повреждения образуется раневая перидерма.

В зоне поражения образуется суберин (жироподобное вещество), который пропитывает оболочки верхних рядов клеток, расположенных под повреждением. Главная роль суберина – защищать пораженные участки от излишней потери воды, а также от проникновения микробов внутрь продуктов.

Под слоем клеток, пропитанных суберином, формируется многослойная (5–6 слоев) раневая перидерма. Она является механическим защитным барьером. Кроме того, в зоне поражения образуются кофейная, хлорогеновая кислоты – вещества полифенольной природы фунгитоксического действия.

После соприкосновения с паразитом или с выделенными им ферментами и другими соединениями в клубнях, корнеплодах образуются фитоалексины (ришитин и любимин). Они также обладают высокой фунгитоксичностью. При заживлении повреждений появляется не только механический, но и химический барьер. В зоне поражения образуются антибиотические вещества, способные подавить развитие микроорганизмов.

На клубнях картофеля лучше всего раневая перидерма образуется при температуре в его массе 18−20 °С, относительной влажности воздуха около 95 % и свободном доступе кислорода. Она формируется плохо, если температура ниже 10 °С, относительная влажность воздуха менее 80 %, а содержание кислорода в воздухе ниже 10 %. Многослойная раневая перидерма формируется через пять – семь дней.

Раневые реакции у корнеплодов моркови проходят в течение десяти дней при температуре 10−12 °С и влажности воздуха 90–95 %. При таких же условиях идут раневые реакции у корнеплодов свеклы.

По мере хранения способность клубней продуцировать фитоалексины падает, что снижает их устойчивость к болезням.

Созревание. Наибольшей пищевой и вкусовой ценностью плоды и овощи обладают при определенной степени созревания. Дальнейшее хранение их в свежем виде приводит к старению и ухудшению качества. У большинства плодов и овощей различают следующие степени зрелости: съемную, техническую (или технологическую), потребительскую, биологическую.

При съемной степени зрелости плоды и овощи, вполне развившиеся и сформировавшиеся, способны после уборки дозреть и достигнуть потребительской зрелости; они готовы к съему, упаковке, отправке на дальнее расстояние и закладке на хранение. При технической степени зрелости они достигают оптимальных технологических свойств для переработки на определенные продукты; эта степень характеризует готовность продукции для технологической переработки. При потребительской степени зрелости овощи и плоды достигают наиболее высокого качества по внешнему виду, вкусу и консистенции мякоти, они пригодны для использования в свежем виде и переработке.

Таким образом, один из самых важных моментов уборки урожая – правильное определение степени зрелости плодов и овощей. Преждевременный или, напротив, слишком поздний сбор может существенно ухудшить качество продукции и снизить ее устойчивость к условиям хранения.

Старение – процесс жизнедеятельности клубней, луковиц, корнеплодов, кочанов и др., связанный с нарушением обмена веществ в клетках и приводящий к необратимым изменениям. Происходит ухудшение вкуса, цвета, запаха, пищевых свойств, наблюдается снижение содержания витаминов и других веществ, снижается устойчивость к фитопатогенным микроорганизмам, наблюдаются мутационные изменения. В результате образования альдегидов, спиртов, янтарной кислоты идет побурение мякоти плодов и овощей. Перезревшие старые овощи и плоды не могут храниться.

Изменение окраски возникает в результате разрушения хлорофилла, синтеза каротиноидов и пигментированных фенольных соединений, таких как антоцианы (синие, красные). Каротиноиды могут синтезироваться в темноте, но не при отсутствии кислорода. Кислород, этилен и повышенная температура стимулируют данный процесс.

Изменение консистенции. Прочность структуры плодов в процессе созревания и хранения уменьшается. У всех плодов по мере созревания часто усиливается аромат, изменяется окраска, улучшается вкус, они становятся более мягкими. Соответственно, возрастает содержание растворимых пектиновых веществ вследствие гидролиза протопектина и других полисахаридов, скрепляющих клеточные стенки ткани плода.

Предварительное охлаждение способствует сохранению энергетических запасов растительных тканей, необходимых для прохождения биологических процессов, в том числе связанных с образованием защитных веществ против возбудителей болезней.

5. Влияние микроорганизмов на сохранность картофеля, овощей и плодов

Основная причина порчи плодоовощной продукции при хранении – это активное развитие микроорганизмов. Загнивание плодов и овощей при хранении могут вызывать свыше 150 видов грибов. Подавляющая их часть заражает плоды и овощи еще на материнском растении и продолжает развиваться во время хранения. Типичным примером является фитофтороз. Вместе с тем известны фитопатогенные микроорганизмы, поражающие плоды и овощи только в период хранения. Например, грибы рода Penicillium.

Наиболее распространенные фитопатогенные микроорганизмы, поражающие овощи, плоды и картофель во время уборки, транспортирования и хранения, вызывают следующие болезни:

• микозы (плодовая, голубая, зеленая, серая, розовая гнили, фомоз, фитофтороз, серая плесень, черная плесень);
• бактериозы (слизистый бактериоз, мокрая гниль, мокрая бактериальная гниль картофеля);
• вирусные поражения.

Бактериальные заболевания встречаются реже. По способности проникать в растения все паразитные грибы можно подразделить на 2 группы.

К первой группе (так называемым раневым паразитам) относят грибы, способные проникать лишь через поврежденные ткани; здоровые покровные ткани растений для них являются практически непреодолимым барьером. К их числу относятся грибы рода Fusarium, Penicillium, в некоторой мере Botrutis. В настоящее время они являются основным источником потерь при хранении.

Вторую группу составляют микроорганизмы, располагающие специальным морфологическим аппаратом для разрушения покровных тканей растений. К их числу относятся паразиты, поражающие плоды и овощи еще на материнском растении, – возбудители фитофтороза, антракноза и др. Данная группа микроорганизмов осуществляет свою разрушительную деятельность обычно с помощью выделяемых ими веществ – токсинов.

Кроме токсинов микроорганизмы выделяют также ферменты, причем в некоторых случаях эти ферменты являются составной частью токсинов. При этом большую роль играют пектолитические ферменты. С их помощью микроорганизмы вызывают размягчение растительных тканей.

Однако не следует считать сочные растительные объекты пассивной питательной средой для патогенных микроорганизмов. Болезненный процесс – это не только повреждение организма, но и борьба его за восстановление нормы.

Различают два вида иммунитета растений: видовой, или неспецифический, и сортовой, или специфический.

Наиболее распространен неспецифический иммунитет. Благодаря ему целые роды и виды растений совсем не подвергаются определенным заболеваниям. Например, картофель не поражается серой гнилью, капуста – картофельной гнилью и т. д.

Специфический иммунитет определяет устойчивость отдельных сортов внутри вида к тем паразитам, которые в процессе эволюции приспособились к развитию именно на этих видах растений. В явлении специфического иммунитета решающее значение имеют защитные реакции, возникающие в клетках растения-хозяина в ответ на проникновение в них патогенных микроорганизмов. Более устойчивые к болезням сорта растений способны прижизненно вырабатывать ингибиторы паразитов. Их образование в растительной клетке индуцируется паразитом, и они же вызывают его гибель. В этом заключается смысл защитной реакции растений на вмешательство паразитов.

Универсальной, неспецифической ответной реакцией на инфицирование фитопатогенами является возрастание в растительных тканях дыхания и усиление энергетического обмена, цель которого обеспечить энергией и пластическими материалами ответные защитные реакции растений. К числу защитных приспособлений растений относятся и разнообразные механические барьеры на пути проникновения инфекции – наличие на поверхности плодов и овощей волосков, воскового налета и т. д.

Активное развитие микроорганизмов на овощах, плодах и картофеле часто сопровождается большим выделением тепла, скапливающегося в результате плохой тепло- и температуропроводности. В зависимости от вида продукции, способа и условий хранения иногда самосогревание развивается слабо, малозаметно, в других случаях протекает сильно и быстро. Начавшийся процесс самосогревания сам по себе не останавливается до его завершения.

Только срочное охлаждение способом активного вентилирования или переборки и последующая реализация позволяют спасти часть продукции от порчи. Самосогревание начинается локально или сразу охватывает большие насыпи. Локальное самосогревание при отсутствии наблюдения и мероприятий, направленных на ликвидацию очага, переходит в сплошное.

Если овощи и картофель рассредоточены и хранятся в ящиках или контейнерах, то типичной картины самосогревания обычно не наблюдается, а происходит порча пораженной болезнями продукции без значительного повышения температуры. Представление о лежкости овощей, плодов, ягод и картофеля получают по скорости тепловыделения в процессе дыхания. Чем она выше, тем ниже лежкость продукции. Для длительного хранения непригодны малина, груши летних сортов, вишня и персики.

Разработан электрофизический способ защиты овощей и плодов от возбудителей болезней при хранении. Он основан на повышении естественного иммунитета самих растительных тканей с помощью химически нейтрального индуктора микротоков. Пропускание слабого электрического тока через массу овощей и плодов получило название микротоковой стабилизации (МКТС).

6. Влияние насекомых, клещей, нематод на сохранность плодоовощной продукции

Вредители сельскохозяйственных культур (насекомые, нематоды, паукообразные) влияют на сохранность заложенной в хранилище продукции. Овощи и плоды, поврежденные в поле, теряют естественный иммунитет и в местах ходов личинок, гусениц легко поражаются микроорганизмами.

Насекомые. Личинки миндального и яблоневого семяеда зимуют в семенах поврежденных плодов: миндаля, алычи, терна, яблок, груш. Гусеницы яблоневой, грушевой, сливовой плодожорки повреждают плоды, загрязняют их, резко снижая товарную ценность. Гусеницы второго поколения яблоневой плодожорки остаются в плодах во время сбора урожая и хранения. Личинки вишневой мухи повреждают косточковые плоды.

Снижают товарные качества овощей капустная весенняя и летняя мухи. Летняя муха повреждает капусту цветную и белокочанную, все корнеплоды семейства капустных. Личинки пронизывают корнеплоды ходами, способствуя их загниванию в период хранения. Такие же повреждения вызывают и личинки морковной и луковой мух.

Гусеницы капустной совки проникают внутрь кочана, проделывают глубокие ходы и загрязняют продукцию, ухудшая ее сохранность. Личинки щелкуна-проволочника повреждают картофель, морковь, репу, редьку, редис и др. Они проникают внутрь клубней и корнеплодов, пробуравливают ходы, загрязняют их, способствуют загниванию продукции при хранении.

Нематоды. Источниками заражения овощей нематодами служат семенной материал, почва, хранилище, зараженные овощи, инвентарь, оборудование, территория вокруг складов и земельный участок для полевого хранения. В месте поражения овощи разрыхляются, клетки темнеют, отмирают, начинается загнивание.

Овощи, пораженные в сильной степени, относят к техническому браку, при поражении более ¹/₃ поверхности – к отходам.

Борьбу с фитонематодами вести очень трудно, так как они малы по размерам, интенсивно размножаются и хорошо приспосабливаются к неблагоприятным условиям внешней среды, устойчивы к химическим воздействиям. Только комплекс профилактических мероприятий (улучшение организации заготовки, упаковывания, транспортирования; сортирование и калибрование; обсушивание; удаление почвы; выдерживание лечебного периода для заживления механических повреждений; закладка только доброкачественной продукции; своевременная подготовка хранилищ, тары, инвентаря, оборудования), хранение продукции в современных типовых хранилищах (с регулированием режима) обеспечивают сокращение потерь от этих вредителей. На некоторые виды продукции положительно влияет прогревание (например, лука и чеснока) при температуре 45−55 °С в течение 15 мин.

Клещи. Так же, как и нематоды, встречаются повсюду. Вместе с овощами и плодами они попадают в хранилище. Лук и чеснок поражаются тюльпанным, или чесночным, клещом. Проникнув через чешуи лука-севка или лука-репки в поле, он наносит основной вред (усыхание луковиц) в период хранения. В хранилищах клещи обитают на луке, картофеле, загнивших корнеплодах моркови, свеклы, луковицах цветочных растений. Особенно сильно повреждают они донце луковицы, проникая внутрь ее и поселяясь между чешуями.

К профилактическим мерам борьбы с клещами относят: правильный севооборот, высадку здорового посадочного материала, удаление с поля загнивающих овощей, дезинсекцию хранилищ, правильную подготовку продукции к хранению (например, просушку лука перед закладкой в хранилище).

Основными путями сокращения потерь растительной сочной продукции при хранении являются своевременная борьба с нематодами, клещами и насекомыми в полевых условиях и закладка на хранение здоровой продукции.

7. Оптимальные условия и режимы хранения плодоовощной продукции

Сохраняемость плодов, овощей и картофеля зависит не только от природной сортовой лежкости, но и от условий хранения. Поэтому при определении условий хранения необходимо выполнять следующие требования:

1. снизить интенсивность биохимических процессов обмена веществ до минимального уровня, но не настолько, чтобы вызвать физиологические расстройства, а при хранении маточников – нарушить процесс дифференциации точек роста;
2. максимально ограничить испарение влаги объектами хранения;
3. устранить развитие фитопатогенных микроорганизмов.

Основными внешними факторами, влияющими на успех хранения плодоовощной продукции, являются температура, влажность и состав газовой среды. Кроме того, в практике хранения используют обработку хранящихся объектов физиологически активными веществами росторегулирующего характера и различного рода облучения.

Температура – это основной фактор среды, при помощи которого регулируют уровень жизнедеятельности продукции. Повышение температуры вызывает увеличение интенсивности основных процессов обмена веществ.

Понижением температуры при хранении плодоовощной продукции можно добиться:

1. снижения интенсивности биохимических процессов;
2. ограничения развития фитопатогенных микроорганизмов.

Поэтому строительство хранилищ с искусственным охлаждением является одним из главных путей решения проблемы длительного хранения. При снижении температуры на 10 °С скорость биохимических реакций уменьшается в 2 раза. Однако пределы такого понижения температуры ограничены.

Нельзя допускать подмораживания продукции, при котором нарушается структура тканей, клетки деформируются и разрываются кристалликами льда. После оттаивания подмороженных плодов и овощей из них вытекает сок и они легко поражаются фитопатогенными микроорганизмами.

Выбор температуры для длительного хранения в первую очередь зависит от вида плодов и овощей. Все плоды и овощи по отношению к температуре можно подразделить на 3 группы:

• хорошо сохраняющиеся при температуре ниже 0 °С (несколько выше или даже ниже точки замерзания) – лук, чеснок, капуста (кроме маточников);
• хорошо сохраняющиеся при температуре, близкой к 0 °С или несколько выше ее. Сюда входит большая часть видов плодов и овощей;
• хорошо сохраняющиеся лишь при температуре 2−10 °С и даже выше – картофель, томаты, цитрусовые, некоторые сорта яблок, груши, бананы.

Выбор температуры хранения также зависит:

1. от степени физиологической зрелости во время уборки. Если плоды и овощи убраны зрелыми, то температура устанавливается минимальная, недозрелыми – повышенная для данного вида и сорта. Если хранить недозрелые плоды при пониженной температуре, то они теряют способность к послеуборочному дозреванию (томаты бурые после воздействия температуры 4−5 °С не дозревают);
2. цели использования продукции после хранения. Если яблоки планируют реализовывать в начале периода хранения, то для ускорения послеуборочного дозревания устанавливают повышенную температуру. При хранении маточников важно не столько снизить потери, сколько подготовить почки к хорошему развитию в сезон вегетации, т. е. к образованию хорошего урожая семян (поэтому маточники капусты хранят при температуре 1 °С). Картофель для получения чипсов хранят при температуре 10−15 °С за 2−3 нед до переработки;
3. темпа охлаждения при хранении плодов и овощей в холодильнике. Общее правило – постепенное охлаждение (5−30 дн.). Темп отепления продукции также должен быть постепенным.

Влажность воздуха – фактор, от которого зависят испарение влаги хранящимися объектами (потери массы и товарного качества) и выпадение капельножидкой влаги (отпотевание), способствующее развитию фитопатогенных микроорганизмов. Она также влияет на биохимические процессы обмена веществ. В технологии хранения влажность выражается как относительная влажность воздуха (в процентах полного насыщения среды водяными парами).

Интенсивность испарения зависит:

1. от особенностей плодов и овощей. Так, луковицы репчатого лука покрыты сухими чешуйками и защищены от испарения, поэтому влажность при хранении должна быть в пределах 70−75 % для предотвращения сильного развития шейковой гнили. Сорта яблок, различающиеся толщиной воскового слоя на кожице, по-разному теряют влагу. Яблоки сорта Уэлси склонны к увяданию, а сорта Славянка (мощный восковой налет) сохраняются в более сухой атмосфере. Зеленные овощи и ягоды легко теряют влагу, для их сохранения необходима влажность 75−100 %;
2. поверхности испарения (для зеленных). В условиях нахождения на открытом воздухе листовой и кочанный салаты увядают в течение 1−3 ч;
3. скорости удаления пара от объекта (скорости движения воздуха). Сухой воздух резко увеличивает испарение. При высоком насыщении воздуха парами скорость его потока практически не увеличивает испарение влаги картофелем, грубыми корнеплодами, луком. Их хранение при активном вентилировании, усиленном движении потока воздуха вокруг каждого экземпляра уменьшает общие потери;
4. дефицита влажности над поверхностью испарения. Чем он больше, тем суше среда. Поэтому при хранении стараются поддерживать высокую относительную влажность воздуха. Для большинства видов и сортов она принята в пределах 90−95 %. Для чувствительных видов (зеленные овощи, листовые разновидности капусты, сорта яблок с тонкой кожицей, нежные корнеплоды: редис, морковь) желательно поддерживать влажность воздуха на уровне 96−98 %. Для лука, тыквы, цитрусовых ее можно снижать до 80 % и ниже.

Состав газовой среды влияет на биохимические процессы хранящихся плодов и овощей, а значит, и на потери качества. В первую очередь от состава газовой среды зависят окислительно-восстановительные процессы, в основном интенсивность дыхания.

Повышенная концентрация СО₂ и пониженная О₂ (по сравнению с нормальной атмосферой) уменьшает потери, задерживает наступление климактерического подъема дыхания, т. е. замедляет послеуборочное дозревание. Для устойчивых сортов оптимальное соотношение концентраций СО₂:О₂ равно 7−9 % к 14−12 %. Для многих сортов яблок, не устойчивых к высокой концентрации СО₂, ее ограничивают до 5−3 %, снижая О₂ до 3 %.

Положительное воздействие повышенных концентраций углекислого газа на продукцию при хранении заключается в следующем:

• снижение интенсивности дыхания, теплообмена, замедление процессов дозревания, продление сроков хранения;
• замедление распада хлорофилла;
• сохранение уровня общей кислотности и содержания отдельных кислот.

Отрицательное воздействие повышенного содержания СО₂ на хранимую продукцию заключается в следующем:

• повышенная чувствительность к низкотемпературным повреждениям;
• усиление побурения мякоти;
• возникновение специфических ожогов;
• образование пустот;
• ухудшение вкуса.

Для успешного хранения плодоовощной продукции необходимо учитывать следующие абиотические факторы: температуру продукции и окружающей среды, влажность воздуха окружающей среды, доступ воздуха и его газовый состав в массе продукции и в окружающей среде. Таким образом, под режимом хранения овощей и плодов понимают оптимальное сочетание условий внешней среды, обеспечивающих их максимальную сохраняемость. Для плодоовощной продукции применяют в основном два режима хранения:

• в охлажденном состоянии (в условиях термоанабиоза в модификации психроанабиоза);
• охлажденном состоянии в РГС (регулируемой газовой среде) или МГС (модифицированной газовой среде), т. е. в условиях сочетания термоанабиоза с аноксианабиозом.

Выбор режима хранения определяется экономической и технологической целесообразностью. Для создания второго режима хранения необходимы более высокие затраты, однако они компенсируются его высокой технологической эффективностью.

Основы режима хранения в охлажденном состоянии. При пониженных температурах, близких к 0 °С, ослабевает или подавляется жизнедеятельность всех компонентов, входящих в состав продукции. При этом снижается интенсивность дыхания живых клеток и процессов гидролиза в тканях плодов и овощей; задерживается активное развитие микроорганизмов; значительно увеличивается или приостанавливается продолжительность цикла развития нематод, клещей и насекомых.

Оптимальная температура хранения значительно колеблется в зависимости от физиологического состояния (завершены или нет процессы созревания), вида продукта, условий и техники уборки. На результаты хранения влияет поврежденность продукции микроорганизмами и вредителями. Необходимо защитить плоды и овощи от переохлаждения (промораживания и замерзания), поэтому минимальные пределы температуры должны быть не ниже –1…−3 °С. Для того чтобы не активизировались различные физиологические процессы, нежелательно повышать температуру хранения выше 6–10 °С.

Таким образом, пониженная температура в сочетании с повышенной относительной влажностью воздуха (для большинства видов продукции в пределах 85−95 %) обеспечивает наилучшую сохранность овощей и плодов.

Основы режима хранения в РГС и МГС. Овощи и плоды, заложенные в холодильные камеры с РГС, дольше сохраняют товарные качества, биологическую и витаминную ценность, консистенцию и аромат. Это объясняется тем, что при снижении в воздухе окружающей среды концентрации кислорода подавляется жизнедеятельность вредителей и аэробных микроорганизмов, замедляется старение, значительно снижается интенсивность дыхания в тканях плодов, а значит, и естественная убыль.

Газовый состав воздуха в камерах устанавливают с учетом сортовых особенностей плодов и овощей. Газовые среды подразделяют на 3 типа:

1. й тип – сумма концентраций О₂ и СО₂ равна 21 %, как и в нормальной атмосфере, но изменено их соотношение в пользу углекислого газа. Предназначены для устойчивых к углекислому газу видов: углекислого газа 5−10 %, кислорода – 11−16 %, азота – 79 %;
2. й тип – сумма концентраций кислорода и углекислого газа меньше 21 %. Основное соотношение 5:3 или 3:3, остальное – азот;
3. й тип – среды, полностью или почти полностью лишенные углекислого газа, с пониженным (3−5 %) содержанием кислорода.

Однако следует учесть, что очень низкие концентрации кислорода (ниже 2 %) и предельно высокие концентрации диоксида углерода (более 10 %) могут привести к отрицательным последствиям: появлению ожога поверхностных тканей, пухлости плодов, образованию водянистых пятен на поверхности кожицы, изменению окраски.

В зарубежной практике хранения применяют следующие типы регулируемой атмосферы (газовой среды):

• регулируемая традиционная атмосфера (Traditional Controlled Atmosphere – TCA): содержание О₂ – 4 %, а СО₂ – 3−5 %;
• низкое содержание кислорода (Low Oxygen – LO): О₂ – 2−2,5 %, СО₂ – 1−3 %;
• с ультранизким содержанием кислорода (Ultra Low Oxygen – ULO): содержание О₂ в камере составляет менее 1−1,5 %, СО₂ – 0−2 %.

В настоящее время, однако, чаще всего применяют в основном две технологии хранения фруктов и ягод:

• хранение фруктово-ягодной продукции в среде с ультранизким содержанием кислорода (О₂ – менее 1,5 %, СО₂ – до 2 %) для сохранения твердости, кислотности, свежести плодов;
• хранение в среде с традиционным содержанием кислорода (О₂ – до 4 %, СО₂ – до 5 %).

В современной мировой практике для хранения плодов и ягод применяются следующие соотношения содержания в газовой среде кислорода и углекислого газа (О₂:СО₂, %): 12:9; 3:5; 3:1.

Иногда для уменьшения вероятности загнивания плодов и сохранения их свежести применяют технологию шоковой обработки углекислым газом (содержание в атмосфере СO₂ составляет до 30 %). Однако применение этой технологии целесообразно до начала процесса хранения.

Для поддержания РГС применяются: поглотители (скрубберы) СО₂; диффузионные вставки из пленки, обладающей селективной (избирательной) проницаемостью для разных газов; газообменники-диффузоры, газогенераторы и баллоны с газами.

Модифицированная газовая среда создается за счет физиологического дыхания при хранении плодоовощной продукции. Способами создания МГС являются: упаковывание плодов в небольшие пакеты из полиэтиленовой пленки, применение полиэтиленовых вкладышей для ящиков и контейнеров.

В последние годы получило распространение хранение фруктов и ягод в полиэтиленовых пакетах. Яблоки, груши, сливы и черную смородину хранят в полиэтиленовых мешках вместимостью 1−1,5 кг, выполненных из нестабилизированной полупрозрачной пленки высокого давления толщиной 50−60 мкм. Так как плоды и ягоды дышат, то в результате дыхания внутри упаковки накапливается углекислый газ и уменьшается содержание кислорода, что в конце концов приводит к снижению интенсивности дыхания плодов и ягод. Высокая влажность воздуха (90−99 %) в мешке обусловливает незначительные потери влаги, поэтому естественная убыль массы уменьшается до 0,6−1 % и продукция не теряет товарных качеств, а продолжительность хранения при этом увеличивается на 1,5−2 мес.

В процессе хранения плоды и ягоды выделяют различные летучие ароматические вещества, накопление которых в мешке способствовало бы более быстрому созреванию плодов и ягод. Однако полиэтилен обладает свойством пропускать эти летучие вещества и накопления не происходит, что исключает преждевременное созревание.

Режим хранения яблок и груш, упакованных в полиэтиленовую тару, не отличается от обычного (температура 0−3 °С, относительная влажность воздуха 90−95 %). Предварительно перед упаковкой плоды необходимо охладить. Во избежание конденсации влаги в пакете колебания температуры должны быть незначительными. Мешки с плодами желательно укладывать в тару или на стеллажи, предварительно покрытые бумагой для исключения шероховатости досок стеллажей, которая может порвать упаковку и этим вызвать нарушение ее герметичности. Состояние продукции в процессе хранения необходимо подвергать постоянному контролю, в случае обнаружения заражения плодов – уничтожить очаг заражения.

В последнее время также получила большое распространение практика применения модифицированной газовой среды в самих полиэтиленовых пакетах, которые с целью создания определенного микроклимата оснащаются селективно-проницаемыми мембранами, как круглыми, так и панельными. Именно мембраны и поддерживают соответствующий газовый состав для оптимального режима хранения.

8. Способы хранения и размещения плодоовощной продукции

Для сохранения больших партий картофеля, овощей и плодов в свежем виде при оптимальных условиях применяют два основных способа хранения: полевой – в буртах, т. е. в наиболее просто устроенных приспособлениях, с использованием грунта в качестве основной изотермической и гидроизоляционной среды (такое хранение нередко называют временным), стационарный – в специально построенных или приспособленных хранилищах.

Способ хранения овощей и картофеля в крупногабаритных буртах (300−600 т) возможен лишь при сочетании полевого способа хранения с активным вентилированием. Благодаря активному вентилированию продукция в таких буртах обсушивается, охлаждается и сохраняется при оптимальном режиме.

С учетом особенностей режимов хранения отдельных видов продукции создают специализированные картофеле-, овоще- (даже специальные для некоторых овощей, например лука, капусты, корнеплодов) и плодохранилища. Строят и универсальные (комбинированные) хранилища для хранения в отдельных камерах различных объектов, в том числе продуктов переработки овощей и плодов. При полевом хранении картофель и овощи размещают в буртах несколькими способами:

• насыпью с переслойкой влажной землей или песком;
• насыпью без переслойки, но с приточно-вытяжной вентиляцией;
• насыпью с устройством активной вентиляции;
• насыпью в крупногабаритных буртах с активной вентиляцией.

При стационарном способе хранения плодоовощную продукцию размещают следующим образом:

• в закромах хранилища, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией, с высотой загрузки 1,2−1,5 м;
• насыпью в крупных закромах, оборудованных активной вентиляцией, с высотой загрузки 2,5−4 м (иногда до 5−6 м);
• сплошной насыпью (навалом) в хранилищах, оборудованных активной вентиляцией, с высотой загрузки 2,5−5 м;
• в таре на поддонах с высотой 8−10 ящиков и 3−6 рядов контейнеров (хранилище оборудуют принудительной вентиляцией, высота загрузки составляет 5−5,5 м);
• в штабеле ящичных поддонов под полиэтиленовой накидкой с силиконовой вставкой;
• с полиэтиленовыми вкладышами;
• в полиэтиленовых контейнерах с силиконовыми вставками;
• в полиэтиленовых мешках, пакетах и др.

На стеллажах насыпью или пирамидками продукцию размещают редко, в результате объем хранилищ используется нерационально.

Нормами технологического проектирования предприятий по хранению и обработке картофеля и плодоовощной продукции (OHTП-6−86) предусмотрена определенная высота складирования (м): для картофеля семенного, продовольственного и кормового назначений при хранении насыпью – 6, в таре – 5,5; для свеклы продовольственной соответственно – 5 и 5,5; маточников свеклы – 4 и 5,5; моркови, репы, редьки, капусты продовольственной и маточников – 2,8 и 5,5; корнеплодов петрушки и сельдерея – 5,5 (в таpe); лука-выборка, лука-севка, лукаматки и лука-репки – 3,6 и 5; чеснока – 1,5 и 5.

Объем помещений на 1 т картофеля при сплошной насыпи составляет 1,5 м³; при контейнерном размещении – 2,5; при хранении в мелкой таре (ящиках) – 3,5−4 м³. В связи с этим мелкую тару для такой продукции заменяют на крупногабаритные контейнеры, что позволяетболее рационально использовать объем хранилища и сократить механические повреждения картофеля, овощей и плодов.

Транспортируют и хранят продукцию в контейнерах вместимостью 400−500 кг или полуконтейнерах СП-5-0,45 и СП-5-0,45-2 вместимостью 250−300 кг.

В стационарных хранилищах объекты размещают так, чтобы не было несовместимого хранения, которое приводит к повышенным потерям массы и качества из-за отсутствия оптимальных условий для каждого вида продукции. Например, если хранить картофель и капусту в одном хранилище при оптимальном режиме для картофеля, то капуста поражается серой гнилью. У нее быстрее заканчивается процесс дифференциации верхушечной почки, кочаны начинают трескаться и теряют товарный вид.

Если создать режим, установленный для капусты, то клубни приобретают сладкий вкус, возникают физиологические расстройства, приводящие к почернению сердцевины, возможно и подмерзание. Несовместимо также хранение картофеля с луком. Последний при этом заболевает серой шейковой гнилью, прорастает и теряет товарные качества. Стационарные хранилища специализируются по видам продукции, закладываемой в них. При направленной технологии выращивания с загрузкой отсортированной продукции в контейнеры в хозяйствах, последующим транспортированием и хранением ее в тех же контейнерах в оптимальных условиях, учитывающих сортовую специфику, повышается выход товарной (стандартной) продукции после хранения.