Способы обеспечения стабильного качества растительного сырья в процессе хранения

Сохранение растительного сырья на всех этапах хранения, переработки и реализации — важнейшая государственная задача. Наряду с традиционными способами хранения растительного сырья в стационарных хранилищах с естественной и принудительной вентиляцией, хранением в холодильниках с искусственным охлаждением и контролируемой атмосферой, разрабатываются инновационные способы, обеспечивающие стабильное качество, позволяющие значительно снизить потери биологически активных веществ, а также оптимизировать затраты на хранение.

Систематизация мирового научного опыта позволяет на его основе выявить узкие места в существующих технологиях, определить перспективные направления исследований и разработать инновационные технологии.

В связи с этим, актуален анализ запатентованных в России и за рубежом способов обеспечения сохранности растительного сырья.

Патентный поиск проводился за период с 1995 по 2015 годы по базам данных патентных ведомств США, Японии, Европейской патентной организации и Российской Федерации.

Систематизированы запатентованные способы, реализация которых позволяет увеличить сроки хранения сельскохозяйственного сырья за счет использования таких способов, как регулирование состава газовой среды в хранилище, обработка химическими веществами, ингибирующими микробиологические процессы, создание герметичных условий хранения; обработка электромагнитными полями.

Wang Lingjun запатован способ хранения яблок в тонкопленочных пластиковых мешках из нетоксичного поливинилхлорида при температурах от 10 до 20С^о или от 0 до 10^оС в целях снижения содержания кислорода и повышения концентрации углекислого газа, что достигается на основе дыхания фруктов и газонепроницаемости пластиковых пленок. Газонепроницаемость пленок может варьироваться с целью регулирования состава газовой среды. Срок хранения яблок увеличивается при сохранении их внешнего вида и вкуса [1].

Жиляковым Е.В. запатентован способ, обеспечивающий сохраняемость растительных продуктов путем обработки озоновоздушной смесью при температурном режиме 12−18°С и относительной влажности воздуха 40−80%, трехкратно в течение трех часов. Для непродолжительного хранения виноград обрабатывают 1 раз в неделю; яблоки — 2 раза в неделю, для среднесрочного хранения виноград обрабатывают 1 раз в неделю; яблоки — 2 раза в неделю [3].

Пермский государственный университет запатентовал устройство В. А. Старцева для хранения овощей, фруктов и ягод. Устройство обеспечивает возможность длительного хранения растительной продукции не только за счет размещения их в среде с заданными термодинамическим условиями (температурой, относительной влажностью воздуха, скоростью движения), но и за счет постоянного их взаимодействия с воздухом, насыщенным образующимися непосредственно в климатической камере электрически заряженными соляными кластерами [4].

Японские ученые разработали конструкцию холодильника, способного улучшить стабильность при хранении растительной продукции. Сущность изобретения заключается в том, что хранящаяся продукция облучается источником света с длиной волны в диапазоне от 620 до 2500 нм, что позволяет значительно увеличить её сроки хранения [5].

В 1997 году запатентован способ производства, хранения и подготовки к реализации пищевых продуктов из растительного сырья, преимущественно фруктов и ягод. Часть операций по хранению выполняют с использованием аэропрозрачного устройства. Хранение фруктов и ягод осуществляют при температуре от 0 до 10^oС в зависимости от вида используемого сырья и времени хранения, причем интервал температур от 0 до 10^oС в хранилище обеспечивают комбинированным охлаждением с использованием панелей охлаждения и охлажденного воздуха, который подают в хранилище через проемы [7].

Запатентован способ, предусматривающий помещение в камеру с хранящейся продукцией емкости с жидким азотом для осуществления теплообмена между хранимой продукцией и жидким азотом через газовую подушку паров азота, которая сообщается с одной стороны с камерой, а с другой — с газовой полостью емкости с жидким азотом. Использование предлагаемого способа обеспечит хранение растительной продукции в азотной газовой среде при автономном поддержании заданной температуры хранения [9].

Известен способ хранения пищевых продуктов, в частности фруктов, предусматривающий хранение в емкостях с ограниченной проницаемостью кислорода и в присутствии оксида углерода, которым заполняют весь объем емкости [10].

Запатентован способ продления срока хранения фруктов и овощей, заключающийся в принудительной подаче потока воздуха вверх через зону обработки таким образом, что бы он находился в контакте с потоком водного раствора соли, имеющего окислительно-восстановительный потенциал не менее 200 мВ, образуя слой барботирования жидкости, расположенный над указанной поверхностью, и подачи обработанного воздуха из зоны обработки в пространство хранения, в котором размещена хранимая продукция [11].

Для обеспечения сохранности растительной продукции используют сочетание физических и химических методов.

Известен способ подготовки к хранению свежих яблок, предусматривающий инспекцию яблок, мойку в проточной питьевой воде при температуре 20−30°С, последовательную выдержку в растворах перманганата калия и лимонной кислоты, ультрафиолетовое облучение при мощности излучения 1,5−2,5 Вт/м³, последующую поштучную упаковку в асептических условиях. Способ обеспечивает увеличение срока хранения свежих яблок, используемых в космическом питании [12].

Известен способ подготовки к хранению и хранения сельскохозяйственной продукции, включающий выдержку сельскохозяйственной продукции перед закладкой на хранение в атмосфере, содержащей газообразный 1-метилциклопропен, при температуре от 0 до 20 °C в течение 1,0−11,5 ч., с последующим хранением в холодильных камерах [13].

Учеными КНДР разработан ряд способов, обеспечивших повышение сохранности фруктов и овощей. В частности, разработана консервирующая пленка для обработки яблок, состоящая из полиэтилена низкой плотности, карбоната кальция, соевого масла или эпоксидного эфира и полиэтиленового воска. Консервирующая пленка используется для хранения в охлажденном состоянии, характеризуется высокой проницаемостью СО_2, предотвращает потерю влаги [14]. электромагнитный газовый герметичный хранение плод Российскими учеными запатентована композиция для обработки растениеводческой продукции, содержащая активные вещества — адамантан и его производные, циклопропен и его 1-алкилзамещенные производные [15].

ООО «АлХиТех» запатентован препарат на основе 1-метилциклопропена, обладающий свойствами, блокирующими действие «старящего» газа этилена на рецепторы созревания для обработки урожая с целью защиты от физиологических и вирусных заболеваний [16].

В Китае запатентован способ хранения яблок, предусматривающий их замачивание в растворе соли с концентрацией 5% в течение 10−15 минут, извлечение яблок для удаления воды, охлаждение, позволяющий увеличить срок хранения до 10 месяцев [17].

Запатентован способ, предусматривающий получение на поверхности закладываемой на хранение продукции слоя консерванта в виде эмульсии, содержащей в эффективном количестве арахидоновую, и/или жасмоновую, и/или эйкозапентаеновую кислоту или их низшие алкиловые эфиры, а также антиоксидант и карбамид. Способ позволяет исключить изменение химического состава продукции в процессе хранения [18].

Запатентован состав, создающий губительную среду для многочисленных видов фитопатогенных грибов, плесеней, болезнетворных бактерий и опасных членистоногих. Состав содержит пиросульфит калия или натрия — 93−96%, а в качестве связующего элемента — от 3 до 6% полиэтиленгликоля. Данный состав обеспечивает защиту продукции при хранении и транспортировании [19].

Известен способ хранения продукции в озоновой среде, разработанный Павловым А. М., предусматривающий длительное хранение овощей и фруктов с сохранением их высокого качества [20].

Жиляковым Е.В. разработан консервирующий раствор, содержащий 1-метилциклопропен и тидиазурон. В соответствии со способом обработка проводится путем замачивания или распыления. Указанный способ подходит для дынь, арбузов, яблок, груш, винограда и позволяет сохранить цвет, глянец, упругость. Качество плодов улучшается, срок годности увеличивается [21].

В Китае запатентован способ, заключающийся в применении искусственно синтезированного ингибитора этилена 1-актилциклопропена для хранения фруктов и овощей. Сигнал индуцированный этиленом блокируется, эффект старения собранных фруктов и овощей замедляется за счет ингибирования активности гена выделения этилена во время хранения овощей и фруктов [22].

Китайскими учеными разработан способ замачивания спелой черешни в водном растворе салициловой кислоты, в результате обработки с салициловой кислотой скорость потери влаги и сухих веществ снижается [23].

Запатентован способ обеспечения сохранности фруктов в хранилище с активной или естественной вентиляцией, предусматривающий установку фильтра, заполненного сильвинитовой породой на входе в хранилище. Стены и пол хранилища обкладываются сильвинитовыми блоками. Перед хранением фрукты орошают 10%-м водным раствором, приготовленным из сильвинитовых пород. Воздух, проходя через фильтр, насыщается аэроинами и очищается от бактерий. [24].

Известен способ ингибирования потемнения кожуры груш, заключающийся в обработке соединением жасмоновой кислоты. При реализации способа ингибирование потемнения груш может достигать более 90% [25].

Наряду с описанными выше способами хранения растительного сырья, ведутся исследования в области разработки новых способов хранения с применением таких физических методов воздействия, как электромагнитные различных диапазонов.

В США запатентовано устройство для профилактической защиты растительных продуктов, в частности, зерновых культур, фруктов, бобовых, овощей, орехов от заражения вредителями, патогенными микроорганизмами за счет действия электромагнитного излучения в СВЧ-диапазоне [6].

Кампанией Веijing University of Agriculture запатентован способ использования низкотемпературной плазмы для сохранения свежести фруктов и овощей. Установлено, что плазменный разряд влияет на обмен веществ фруктов и овощей, что позволяет увеличить сроки их хранения. Скорость накопления этилена в окружающей среде выше, чем скорость его деградации, степень проницаемости клеточной мембраны снижается, сроки хранения увеличиваются [2].

Также известны способы хранения овощей, включающие циклическую обработку сырья синусоидальным электромагнитным полем при помощи генератора низкой частоты в местах постоянного хранения непрерывно в течение всего срока хранения. По данным авторов, реализация способа позволяет обеспечить высокую сохранность свойств растительной продукции в течение всего срока хранения за счет улучшения их лежкости [8, 26, 27].

Российскими учеными Касьяновым Г. И., Барышевым М. Г. и др, разработаны способы, предусматривающие воздействие на корнеплоды сахарной свеклы в процессе хранения электромагнитных полей низкочастного диапазона и обработку лазерным излучением [28, 29]. Реализация этих способов обеспечивает снижение потерь сухих веществ, повышение выхода готовой продукции.

Эффективность данных способов хранения корнеплодов позволяет предположить ингибирующее действие электромагнитных излучений низкочастотного диапазона и на развитие патогенной микрофлоры фруктов, в частности яблок и груш в процессе хранения.

Учитывая это, возникает необходимость определения эффективных параметров предварительной обработки фруктов, в частности, яблок и груш в ЭМП КНЧ для разработки способа и технологии их подготовки перед закладкой на хранение и хранения в условиях искусственного охлаждения, позволяющих в максимальной степени снизить потери массы продукта, а также сохранить в продукте биологически активные вещества.

Список использованных источников

• 1. Пат. CN102113549, Китай, МПК A23B 7/148. Метод хранения яблок в тонкопленочных пластиковых мешках [Текст] / Shimizu Takao Wang Lingjun; заявитель и патентообладатель Wang Lingjun (СN), — № 200 910 156 315.4; заявл. 30.12.2009; опубл. 06.07.2011.
• 2. Пат. CN 103 918 773, Китай, МПК A23B 7/015, A23L 1/015 Способ использования низкотемпературной плазмы для сохранения свежести фруктов и овощей [Текст] / Ma Tingjun; заявитель и патентообладатель Beijing University of Agriculture (СN), — № 201 310 217 454.X; заявл. 04.06.2013; опубл. 16.07.2014.
• 3. Пат. 2 400 965, Россия, МПК A01 °F 25/00. Способ хранения растительных продуктов [Текст] / Жиляков Е. В., Голубева О. А.; заявитель и патентообладатель Жиляков Е. В. — № 2 009 104 264/12; заявл. 09.02.2009; опубл. 10.10.2010.
• 4. Пат.ru02138152, Россия, МПК 6 A, 6A 01 °F. Устройство В. А. Старцева для хранения овощей, фруктов и ягод [Текст] / Старцев В. А.; заявитель и патентообладатель Пермский государственный технический университет (RU), — № 97 111 410/13; заявл. 08.07.1997; опубл. 27.09.1999.
• 5. Пат. 2 035 133, Россия, МПК A01F25/00. Способ хранения сельскохозяйственной продукции в камере с общеобменной вентиляцией [Текст]/ Таурит В. Р.; заявитель и патентообладатель Таурит В. Р — № 5 062 578/13; заявл. 17.09.1992; опубл. 20.05.1995.
• 6. Пат. EP2399464, США, МПК A23L 3/00. Защитный эффект электромагнитного излучения на растительные продукты [Текст]/ Abivardi Cyrus; заявитель и патентообладатель Buehler AG (US), — № 10 167 403; заявл. 25.06.2010; опубл. 28.12.2011.
• 7. Пат. ru02073467, Россия, МПК 6A 23L. Способ производства, хранения, подготовки к реализации пищевых продуктов из растительного сырья, преимущественно плодов и ягод и способ заготовки, хранения, подготовки к реализации и транспортировки плодов и ягод и пищевых продуктов из них [Текст] / Шербак В. В; заявитель и патентообладатель Шербак В. В, — № 96 107 654/13; заявл. 24.04.1996; опубл. 20.02.1997.
• 8. Пат. WO2007108724, Россия, МПК A01 °F 25/00. Применение генератора низких частот для хранения сельскохозяйственой продукции [Текст]/ Кулик К. С; заявитель и патентообладатель Zakrytoe Aktsyonernoe Obchestvo Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie 'Bet-Vostok — №PCT/RU2007/136; заявл. 19.03.2007; опубл. 27.09.2007.
• 9. Пат. 2 031 567, Россия, МПК A01F25/00. Способ хранения растительной продукции [Текст] / Чурочкин Д. А; заявитель и патентообладатель Чурочкин Д. А — № 5 058 261/13; заявл. 10.08.1992; опубл. 27.03.1995.
• 10. Пат. 2 098 938, Россия, МПК A01F25/00, A23B7/148. Способ хранения пищевых продуктов [Текст] / Сачаво М. С.; заявитель и патентообладатель Сачаво М. С. — № 96 102 092/13; заявл. 06.02.1996,; опубл. 20.12.1997.
• 11. Пат. mxMX / а / 2011/6 404, WO, МПКA23B 7/158. Способ продления срока годности сельскохозяйственных продуктов. [Текст] / David Itzhak; заявитель и патентообладатель Шербак В. В, — №MX /а / 2011/6 404; заявл. 29.05.2007; опубл. 29.05.2007.
• 12. Пат. 2 294 089, Россия, МПК A01F25, A01N 3/00, A23N 15/06; Способ подготовки к хранению яблок свежих специального назначения. [Текст] / Сизенко Е. И.; заявитель и патентообладатель Сизенко Е. И., — № 2 005 127 915/12; заявл. 07.09.2005; опубл. 27.02.2007.
• 13. Пат. RU2013108726, Россия, МПК A23B 7/152, A01 °F 25/00; Способ хранения сельскохозяйственной продукции. [Текст]/ Ханикян В. Л.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «АлХиТех» , — № 2 013 108 726/13; заявл. 28.02.2013; опубл. 20.08.2014.
• 14. Пат. CN101955606, Китай, МПК B65D 65/38,C08K 5 / 1515, C08K 5/15; Консервирующая пленка для яблок сорта Красная Фудзи. [Текст] / Feng Jianhua, Xu Xinming.; заявитель и патентообладатель Jinan Fruits Research Institute, All China Federation of Supply and Marketing Cooperatives, — № 101 955 606; заявл. 26.01.2011; опубл. 26.01.2011.
• 15. Пат. ru0002424660, Россия, МПК A01N 25/00, A01N 25/02. Композиция для обработки растений и плодов и способы повышения урожая плодоовощной и растениеводческой продукции и увеличение срока его хранения. [Текст]/ Швец В. Ф.; заявитель и патентообладатель Швец В. Ф. — №ru0002424660; заявл. 25.03.2010; опубл. 25.03.2010.
• 16. Пат. 2 544 395, Россия, МПК C07C13/04, A01N27/00. Способ получения препарата для обработки плодоовощной продукции. [Текст] / Ханикян В. Л.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «АлХиТех» — №ru2013138082/13; заявл. 15.08.2013; опубл. 20.03.2015.
• 17. Пат. CN102113547, Россия, МПК A23B 7/148A23B 7/055. Экологичный способ сохранения свежести яблок. [Текст]/ Wang Lingjun; заявитель и патентообладатель Wang Lingjun — № 200 910 156 313.5; заявл. 30.12.2009; опубл. 06.07.2011.
• 18. Пат.2 127 968, Россия, МПК A01F25/00. Способ обработки растениеводческой продукции перед закладкой на хранение. [Текст] / Кульнев А. И.; заявитель и патентообладатель Инженерно-маркетинговая фирма «Биотех-Сэприс Лимитед» , — № 200 910 156 313.5; заявл. 30.12.2009; опубл. 06.07.2011.
• 19. Пат. 2 252 527, Россия, МПК A01F25/00. Состав для хранения сельскохозяйственной продукции растительного происхождения [Текст] / Жигулин И. А.; заявитель и патентообладатель Жигулин И. А., — № 2 003 129 036/12; заявл. 30.09.2003; опубл. 27.05.2005.
• 20. Пат. ru02185734, Россия, МПК 23B, 7A 23L. Способ хранения овощей [Текст]/ Павлов А. М заявитель и патентообладатель Павлов А. М., — № 2 000 104 186/13; заявл. 21.02.2000; опубл. 27.07.2002.
• 21. Пат. 2 400 965, Россия, МПК A01F25/00. Способ хранения растительных продуктов [Текст] / Жиляков Е. В. заявитель и патентообладатель Жиляков Е. В., — № 2 009 104 264/12; заявл. 09.02.2009; опубл. 10.10.2010.
• 22. Пат. CN103999928, Китай, МПК C07C 1/30, A23B 7/154. Способ хранения свежих фруктов и овощей [Текст]/ Feng Xuqiao, Wang Yuehua, Xu Fangxu, Sun Haijuan;.заявитель и патентообладатель Shenyang Agricultural University, — № 201 410 184 961.2; заявл. 05.05.2014; опубл. 27.08.2014.
• 23. Пат. CN 103 843 877, Китай, МПК A23B 7/154, A23B 7/04, A23B 7/148. Способ сохранения черешни обработкой салициловой кислотой. [Текст] / Feng Xuqiao, Wang Yuehua, Xu Fangxu;.заявитель и патентообладатель Tianjin University, — № 201 410 065 232.5; заявл. 25.02.2014; опубл. 11.06.2014.
• 24. Пат. 2 021 684, Россия, МПК A01F25/00. Способ хранения сельскохозяйственной продукции [Текст] / Красноштейн А. Е., Папулов Л. М., Поликша А. М;.заявитель и патентообладатель Акционерное общество «Уралкалий», — № 5 003 087/13; заявл. 13.08.1991; опубл. 30.10.1994.
• 25. Пат. CN102726514, Китай, МПК A01N 43/22, B65D 85/34, Новый способ для ингибирования потемнения кожуры груши [Текст] / Wang QingguoXing Dandan, Mou Wenliang; заявитель и патентообладатель Tianjin University — заявл. 26.06.2012; опубл. 17.10.2012.
• 26. Пат. 2 364 073 Российская Федерация, МПК А01F25/00. Способ хранения капусты [Текст] / Кулик К. С., Мартьянов С. Н., Белобородов Н. И.; заявители и патентообладатели Кулик К. С., Мартьянов С. Н. — № 2 008 107 177/12; заявл. 28.02.2008; опубл. 20.08.2009.
• 27. Пат. 2 364 074 Российская Федерация, МПК А01F25/00. Способ хранения картофеля [Текст] / Кулик К. С., Мартьянов С. Н.; заявители и патентообладатели Кулик К. С., Мартьянов С. Н. — № 2 008 107 178/12; заявл. 28.02.2008; опубл. 20.08.2009.
• 28. Пат. 2 172 095, Россия, МПК A01F25/00, C13C1/00, Способ хранения корнеплодов сахарной свеклы [Текст]/ Барышев М. Г., Касьянов Г. И. и др. заявитель и патентообладатель Барышев М. Г., Касьянов Г. И. — № 2 000 104 934/13; заявл. 28.02.2000; опубл. 20.08.2001.
• 29. Пат. 2 172 096, Россия, МПК A01F25/00, C13C1/00, Способ хранения корнеплодов сахарной свеклы [Текст]/ Барышев М. Г., Касьянов Г. И. и др. заявитель и патентообладатель Барышев М. Г., Касьянов Г. И. — № 2 000 104 935/13; заявл. 28.02.2000; опубл. 20.08.2001.