Jak ograniczyć występowanie oparzelizny powierzchniowej?

    Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach

    Straty podczas przechowywania owoców mogą mieć zarówno charakter jakościowy, jak i ilościowy. W dużym uproszczeniu straty jakościowe związane są z procesami dojrzewania owoców, a ilościowe powodowane są przede wszystkim przez choroby grzybowe i fizjologiczne oraz transpirację. Do chorób fizjologicznych najczęściej występujących podczas przechowywania jabłek i gruszek należy zaliczyć: oparzeliznę powierzchniową, zbrązowienia wewnętrzne oraz rozpady. Do tej grupy chorób należą również uszkodzenia związane z niewłaściwymi warunkami przechowywania, powodującymi zaburzenia procesów fizjologicznych w owocach i w konsekwencji zwiększenie strat.

    Oparzelizna powierzchniowa – symptomy

    Jak wskazuje nazwa choroby zmiany obejmują zazwyczaj tylko powierzchnię owocu (fot. 1). Pojawiają się zwykle po kilku miesiącach przechowywania w postaci nieregularnych, rozmytych brązowych plam, widocznych zwłaszcza na niewybarwionej skórce (fot. 2). Po przeniesieniu owoców do pomieszczeń o temperaturze pokojowej, obserwuje się szybki rozwój choroby i plamy obejmują niemal całą powierzchnię owocu (fot. 3). W przypadku bardzo rozległych zmian, niekiedy uszkodzeniu ulega również miąższ znajdujący się bezpośrednio pod skórką. W czasie dłuższego przechowywania (wskutek transpiracji) porażona skórka może być lekko zapadnięta (fot. 4).

    Przyczyny powstawania

    Wystąpienie oparzelizny powierzchniowej związane jest z obecnością produktów utleniania α-farnezenu, naturalnego lotnego składnika produkowanego przez jabłka. Dotychczas nie poznano jednak dokładnego mechanizmu rozwoju choroby. Wiadomo, że jej wystąpienie jest silnie związane z podatnością poszczególnych odmian. ‘Bancroft’, ‘Cortland’, ‘Freedom’ ‘Free Redstar’, ‘Idared’, ‘McIntosh’, ‘Melrose’, ‘Melfree’, czy ‘Novamac’ to przykłady odmian, na owocach których znacznie częściej niż na innych odnajdujemy charakterystyczne plamy. Należy jednak pamiętać, że podatność odmian na chorobę może być zmienna w poszczególnych sezonach i sadach oraz może zależeć od zastosowanej agrotechniki i warunków pozbiorczych.

    Czynniki przedzbiorcze zwiększające ryzyko wystąpienia oparzelizny powierzchniowej:

    • gorąca i sucha pogoda w ciągu ostatnich kilku tygodni przed zbiorem owoców,
    • intensywne nawadnianie drzew,
    • wysoka zawartość azotu i/lub niska zawartość wapnia w owocach,
    • zbyt wczesny zbiór (niedojrzałe owoce).

    Do czynników pozbiorczych sprzyjających wystąpieniu choroby należą:

    • opóźnione schłodzenie jabłek,
    • przechowywanie ich w zbyt wysokiej temperaturze,
    • niewystarczająca cyrkulacja/wentylacja w komorze
    • zbyt wysoka wilgotność względna powietrza,
    • nadmierne przedłużanie okresu przechowywania owoców dodatkowo zwiększa ryzyko wystąpienia choroby.

    Zapobieganie

    Pomimo, że od dziesięcioleci trwają badania związane z ograniczeniem strat powodowanych przez oparzeliznę powierzchniową, dotychczas nie ma skutecznej metody pozwalającej na jej całkowite wyeliminowanie. Przeciwdziałanie czynnikom przedzbiorczym jest bardzo ograniczone. Zatem, w dużej mierze zapobieganie chorobie polega na ograniczeniu powyżej wymienionych czynników pozbiorczych sprzyjających jej wystąpieniu. Dobrą praktyką ograniczającą straty jest okresowe wyjmowanie próbek owoców z chłodni i umieszczanie ich w temperaturze pokojowej. Pojawienie się po kilku dniach objawów oparzelizny jest sygnałem do jak najszybszego zakończenia przechowywania owoców. Pobieranie próbek powinno się rozpocząć nie później niż po 3-4 miesiącach przechowywania. Należy jednak pamiętać, że brak symptomów choroby w pierwszych terminach „próbkowania” nie oznacza braku zagrożenia chorobą w danym sezonie przechowalniczym. Pomimo, że zastosowanie kontrolowanej atmosfery znacznie opóźnia i ogranicza rozwój choroby, w wielu przypadkach straty powodowane przez oparzeliznę powierzchniową w tej technologii są nadal bardzo dotkliwe. Poszukuje się zatem innych bardziej skutecznych metod jej ograniczenia.

    Do najskuteczniejszych metod walki z chorobą należy pozbiorcze stosowanie chemicznych preparatów zawierających dwufenyloaminę lub etoksyquinę, substancji o działaniu przeciwutleniajacym. Obecnie jednak stosowanie obu tych substancji jest znacznie ograniczone. Do niedawna w kilku krajach Europy do pozbiorczego traktowania jabłek i gruszek dopuszczone były preparaty zawierające dwufenyloaminę. Obecnie praktycznie w krajach Unii Europejskiej stosowanie preparatów zawierających dwufenyloaminę jest zabronione (również w Polsce) lub dopuszczone warunkowo. Poszukuje się zatem alternatywnych metod, które pozwolą na ograniczanie rozwoju choroby. Jednym z kierunków jest rozwój nowoczesnych technologii w przechowalnictwie. Należą do nich pozbiorcze traktowanie jabłek preparatem zawierającym 1-metylocyklopropen (1-MCP) oraz technologie przechowywania jabłek w bardzo niskich stężeniach tlenu.

    1-MCP

    Pozbiorcze traktowanie preparatami zawierającymi 1-MCP to innowacyjna technologia w przechowalnictwie owoców, warzyw oraz roślin ozdobnych mająca swe początki w latach 90. ubiegłego stulecia. Związek ten oddziałuje na procesy związane z produkcją i wrażliwością produktów na etylen poprzez przyłączanie się do receptorów etylenu. Badania naukowe potwierdzają jego wysoką skuteczność w utrzymaniu wysokiej jakości jabłek, śliwek i gruszek podczas przechowywania. W Polsce od 2008 roku można stosować preparat SmartFresh 03 VP (zawierający 1-MCP), który jednak zarejestrowany jest jedynie w przechowalnictwie jabłek. Zgodnie z założeniami technologicznymi, jabłka po zbiorze powinny zostać schłodzone i po maksymalnie 5-6 dniach powinno nastąpić 24 godzinne traktowanie owoców, w szczelnej komorze przechowalniczej, przy użyciu specjalnego generatora. Następnie, po usunięciu z komory urządzenia, owoce można przechowywać zarówno w warunkach normalnej (NA), jak i kontrolowanej atmosfery (KA). Poza utrzymaniem jędrności i kwasowości owoców preparat istotnie opóźnia i ogranicza występowanie oparzelizny powierzchniowej na jabłkach. Efekt traktowania jest znacznie silniejszy podczas przechowywania owoców w KA. W Polsce badania nad wpływem preparatu na jakość jabłek rozpoczęto w Instytucie Sadownictwa i Kwiaciarstwa (obecnie Instytut Ogrodnictwa) na początku XXI wieku. Ich wyniki wskazują, że efektywność ograniczenia oparzelizny powierzchniowej w dużej mierze zależy od stadium dojrzałości owoców podczas zbioru i sezonu wegetacyjnego.

    Technologie niskotlenowe

    Poszukiwanie alternatywnych metod ograniczenia oparzelizny powierzchniowej przyczyniło się do rozwoju niskotlenowych technologii przechowalniczych. Jeszcze w latach osiemdziesiątych ubiegłego stulecia powszechnie uważano, że bezpieczna granica stężenia tlenu w atmosferze przechowalniczej dla jabłek wynosi 1-1,2%. W latach 90. w RPA, USA i Kanadzie powstały pierwsze prace naukowe wskazujące na możliwość zastosowania stresu niskotlenowego w początkowym okresie przechowywania jabłek. Prace te stały się podstawą rozwoju technologii dopuszczających, wskutek oddychania beztlenowego, nagromadzanie się niewielkich ilości etanolu (z reguły nie przekraczających kilkadziesiąt ppm) w miąższu jabłek podczas przechowywania. W zależności od wariantu technologii, stosuje się od jednego do kilku okresów stresu beztlenowego. Kontrola założonych warunków przechowywania przeprowadzana jest poprzez pomiar stężenia etanolu w miąższu jabłek. Stężenie to można mierzyć wykorzystując analizę chromatograficzną lub specjalny zestaw enzymatyczny (fot. 5), wyposażony w jednorazowe elektrody (biosensor) .

    Również w latach 90. ubiegłego wieku na podstawie wyników badań prowadzonych między innymi przez dr Roberta Prange’a z Kanady została stworzona innowacyjna niskotlenowa technologia przechowywania owoców, wykorzystująca zastosowanie fluorescencji chlorofilu do wykrywania stresu związanego z niskim stężeniem tlenu. W wyniku współpracy z komercyjną firmą powstał system HarvestWatchTM, a technologia została nazwana DCA (Dynamic Controlled Atmosphere), czyli dynamicznie kontrolowana atmosfera. W odróżnieniu od poprzednio opisanych technologii, w przypadku DCA zakłada się przechowywanie jabłek w stężeniu tlenu o około 0,2-0,3% wyższym niż wynoszące dla progu oddychania beztlenowego. W skład systemu wchodzą między innymi sensory (fot. 6) pozwalające na monitorowanie wystąpienia fluorescencji chlorofilu wywołanego stresem beztlenowym. Od 2009 roku badania nad możliwością wykorzystania technologii DCA do przechowywania jabłek prowadzone są również w Pracowni Przechowalnictwa Owoców Instytutu Ogrodnictwa.

    W opisanych technologiach, obok bardzo niskiego stężenia tlenu, wymagane jest również niskie stężenie dwutlenku węgla – z reguły nieprzekraczające 1%. Dane literaturowe (znacznie obszerniejsze dla DCA) wskazują, że zastosowanie technologii niskotlenowych jest efektywnym sposobem ograniczenia oparzelizny powierzchniowej. Należy jednak pamiętać, że nie jest to sposób na całkowite wyeliminowanie zagrożenia chorobą.

    fot. 1-6 K. Rutkowski