Przechowywanie: innowacyjne i problemy 

Jednym z najważniejszych parametrów jakościowych jest jędrność, przy czym dla każdego gatunku owoców może być ona inaczej postrzegana. Mięknięcie miąższu w przypadku jabłek jest cechą negatywną, ale w przypadku gruszek, nektaryn czy brzoskwiń może być zjawiskiem korzystnym. Wynika to z preferencji niektórych konsumentów lubiących miękkie, soczyste i aromatyczne owoce. Niestety, takie owoce mają bardzo ograniczoną trwałość i są bardzo podatne na uszkodzenia podczas transportu i ekspozycji, przez co nie są towarem handlowym. Obecnie poszukiwane są metody pozwalające na sterowanie procesami dojrzewania owoców tak, aby ostatecznie konsument otrzymał owoce o najwyższej jakości (definiowanej przez klienta, a nie producenta). O możliwości przechowywania owoców właśnie w nowoczesnych technologiach informował dr Krzysztof Rutkowski z Zakładu Przechowalnictwa i Przetwórstwa Owoców i Warzyw IO podczas seminarium „Nowoczesne technologie przechowywania owoców i warzyw” (6 listopada 2017 r., Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach).

Jakość zdefiniowana przez producenta bardzo często ma zupełnie inne znaczenie od tej, o której marzy konsument. Jest to szczególny problem w przypadku sprzedaży detalicznej gruszek i brzoskwiń, ponieważ bardzo często owoce są niedojrzałe, twarde i niearomatyczne, czyli mało atrakcyjne dla konsumenta, ale z punktu widzenia dostawcy są idealne – mają długą trwałość na półce sklepowej, są jędrne i wytrzymałe na uszkodzenia podczas transportu.

Dla brzoskwiń i nektaryny

Jabłka, gruszki, nektaryny i brzoskwinie to owoce klimakteryczne. Proces ich dojrzewania związane są ze wzrostem produkcji etylenu i dwutlenku węgla przy jednoczesnym spadku jędrności. Spadek jędrności jest najmniejszy w przypadku jabłek. 

Nektaryny i brzoskwinie charakteryzują się znacznie niższą zdolnością przechowalniczą niż jabłka czy nawet gruszki. Przechowywanie brzoskwiń jest dużo trudniejsze od przechowywania jabłek. Okno zbioru w przypadku brzoskwiń powinno być wyznaczone pomiarami niedestrukcyjnymi (indeks ΔA) aby uzyskać owoce o jakości, która zaakceptuje konsument (zebrane zbyt wcześnie nie będą akceptowane przez odbiorców). Idealnie byłoby, aby owoce przed przechowywaniem były sortowane. Pozwoliłoby to podjąć decyzję, które powinny być kierowane do przechowywania, a które bezpośrednio do sprzedaży. Duża sezonowa zmienność cech jakościowych brzoskwiń podczas zbioru dodatkowo utrudnia prawidłowe wykorzystanie nowoczesnych technologii przechowalniczych.

W owocach po zbiorze nadal zachodzą procesy metaboliczne. Wskutek oddychania zużywają tlen z otoczenia, produkując przy tym dwutlenek węgla, wodę i ciepło. Tempo tych procesów w dużej mierze zależy od temperatury, a także od składu gazowego atmosfery. Dlatego oszacowanie tempa oddychania jest ważne z punktu widzenia długości okresu przechowywania (tabela). Dla brzoskwiń i nektaryn optymalna temperatura przechowywania wynosi od –0,5°C do 0°C przy wilgotności względnej 90%, przy czym temperatura zamarzania to –0,9°C.

Wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się tempo oddychania owoców, zatem im wyższa temperatura, tym szybciej dojrzewają. Dla zachowania ich wysokiej jakości i jędrności istotne jest szybkie schłodzenie po zbiorze do temperatury około 10°C, a następnie do optymalniej temperatury przechowywania. W przypadku niektórych odmian, w temperaturze 2–5°C może szybciej wystąpić choroba fizjologiczna brzoskwiń – włóknistość miąższu.

Najczęściej o terminie zbioru brzoskwiń i nektaryn decyduje ich wygląd – wielkość, powierzchnia rumieńca, barwa podstawowa skórki, barwa miąższu. Te parametry zależą jednak od przebiegu warunków atmosferycznych w sezonie, także na krótko przed zbiorem (od temperatury, nasłonecznienia, agrotechniki, nawożenia). Parametrem decydującym o dojrzałości zbiorczej jest też jędrność miąższu, którą mierzymy jędrnościomierzem, np. standardowym ręcznym wyposażonym w standardowy trzpień Magnessa-Taylora o średnicy 7/16 cala (11 mm) dla jabłek i 5/16 cala (8 mm) dla gruszek i brzoskwiń.

Zawartość ekstraktu jest cechą, która decyduje o smaku owoców, ale też od niej zależy temperatura zamarzania soku komórkowego. W sezonie niesprzyjającym akumulacji cukrów i przy niskim jego stężeniu trzeba pamiętać, że podczas przechowywania owoców w temperaturze poniżej 0°C może dojść do ich uszkodzeń (przemrożeń miąższu). Kontrola zawartości ekstraktu jest więc przydatna przy planowaniu strategii przechowywania.

Do pomiaru zawartości ekstraktu mogą być używane refraktometry ręczne lub cyfrowe. Są to urządzenia, w których wykorzystano zjawisko załamania światła przy przechodzeniu jego promieni przez granicę ośrodków o różnych gęstościach. Pomiar wykonuje się w soku z owoców.

Wyniki badań prowadzonych w Pracowni Przechowalnictwa i Fizjologii Pozbiorczej Owoców i Warzyw IO wskazują na możliwość wykorzystywania niedestrukcyjnej metody VIS/NIR do określania jakości i dojrzałości owoców. W badaniach wykorzystywano dwa takie urządzenia: DA Meter (Sinteleia, Włochy) i niemieckiej produkcji CP Pigment Analyzer PA 1101. Na podstawie uzyskanych indeksów, np. indeks ΔA lub NDVI można wnioskować o stopieniu dojrzałości owoców. Dzięki temu można podzielić owoce na klasy jakościowe i ocenić, które z nich będą nadawały się do przechowywania, a które już należy skierować do handlu. W sprzedaży dostępne są również inne urządzenia tego typu, ale ich skuteczność i precyzja powinny zostać zweryfikowane w badaniach.

W doświadczeniach IO…

…dotyczących przechowywania brzoskwiń zastosowano kilka kombinacji: normalna atmosfera, kontrolowana atmosfera, worki Xtend^®, temperatura (w zależności od kombinacji) 1°C lub 4,5°C. W przypadku odmiany ‘Redhaven’ z pierwszego zbioru po 40 dniach przechowywania w NA i KA okazało się, że jędrność owoców jest wyższa po przechowywaniu w KA niż w warunkach NA. Kontrolowana atmosfera także pozytywnie wpłynęła na utrzymanie kwasowości owoców. W drugim terminie zbioru owoców tej samej odmiany, po 40 dniach przechowywania w worku Xtend^®, jędrność była taka sama jak podczas zbioru, ale zastanawiający jest fakt, że owoce po wyjęciu z worka Xtend^® dość szybko miękną w obrocie towarowym. Przyczyną jest prawdopodobnie fakt, że nie został wystarczająco zahamowany proces dojrzewania owoców – informował dr K. Rutkowski.

W przypadku owoców odmiany ‘Royal Glory’ podczas ich przechowywania pojawiały się choroby wewnętrzne. Do najczęstszych problemów należą: rozpad miąższu, a także choroby grzybowe powodowane przez: Monilinia fructicola, M. laxa, B. cinerea (nawet niska temperatura nie ogranicza porażenia owoców) i Rhizopus stolonifer (można ograniczyć porażenie owoców, przechowując je w temperaturze poniżej 4,5°C).

Dla jabłek i gruszek 

Dr Krzysztof Rutkowski zwrócił uwagę na to, czym jest innowacja w przechowalnictwie jabłek i gruszek w badaniach prowadzonych w IO. Wymienił takie nova jak:

• traktowanie owoców i warzyw pozbiorczo m.in. etylenem, gorącą wodą, 1-MCP,
• technologie niskotlenowe,
• systemy chłodzenia,
• systemy pakowania: worki Xtend^® czy pochłaniacze etylenu.

Podstawowe parametry przechowywania to temperatura, wilgotność względna i skład gazowy atmosfery przechowalniczej (DCA, ULO, KA, MA) (…). W owocach i warzywach po zbiorze nadal zachodzą procesy fizjologiczne prowadzące do starzenia i w konsekwencji do zniszczenia tkanki. Należy to wziąć pod uwagę, optymalizując parametry przechowywania. Produkty ogrodnicze po zbiorze oddychają, nawet bardziej intensywnie niż podczas wzrostu na drzewie – informował dr K. Rutkowski.

Systemy pakowania i pochłaniacze etylenu

Coraz więcej polskich owoców i warzyw jest eksportowanych, także na rynki dalekie. Owoce te muszą być wysokiej jakości, bo tylko takie mają szansę sprostać wymaganiom tamtejszych odbiorców. Nawet najlepsze opakowanie nie poprawi jednak jakości zapakowanych w nie towarów. Na rynku dostępne są m.in. worki Xtend^®, które coraz częściej są wykorzystywane dla owoców i warzyw pakowanych z myślą o eksporcie na dalekie rynki. W przypadku tych opakowań dodatkowym „zaworem bezpieczeństwa” jest umieszczenie w worku saszetki ETEN^® (fot. 1), która w czasie transportu będzie absorbowała nadmiar etylenu wydzielanego przez owoce. Saszetki ETEN^® mogą znaleźć zastosowanie także w opakowaniach typu bushel. Dr K. Rutkowski wspomniał w tym miejscu, że saszetka ETEN^® to polski produkt opracowany i wdrożony przez polską firmę komercyjną, w powstaniu którego i weryfikacji jego skuteczności pochłaniania etylenu duży udział ma Pracownia Przechowalnictwa i Fizjologii Pozbiorczej Owoców i Warzyw IO.

Jak informował dr K. Rutkowski, w przypadku worka, który nie będzie „wpuszczał” do środka tlenu i nie będzie „wypuszczał” produktów oddychania – CO₂ oraz pary wodnej na zewnątrz, owoce „zjedzą” tlen wewnątrz worka, wzrośnie wilgotność i może dochodzić procesów fermentacji oraz do rozwoju chorób grzybowych. 

Worki dedykowane do transportu i przechowywania muszą charakteryzować się odpowiednią przepuszczalnością dla gazów – tlenu i dwutlenku węgla. W takich opakowaniach wskazana jest selektywna przepuszczalność folii dla CO₂ i pary wodnej (…). Opakowania mieszczące kilka sztuk owoców czy warzyw – znajdujące zastosowanie w handlu – w niechłodzonej ladzie w sklepie sprawiają, że pojawia się problem z samoistną modyfikacją atmosfery oraz nagromadzeniem etylenu pod folią. Jako przykład przytoczone zostały wyniki pomiarów składu atmosfery w losowo zakupionym opakowaniu z jabłkami. Stwierdzono, że stężenie tlenu wynosiło około 5%, dwutlenku węgla – 3,6%, a etylenu aż 800 ppm. Jest to bardzo wysoka wartość – wpływa na przyspieszenie dojrzewania owoców. Dobrym pomysłem jest wkładanie do takich opakowań jednostkowych saszetek Eten^®, które zredukują w nich poziom etylenu – informował dr K. Rutkowski. 

1-MCP

Po raz pierwszy na skalę komercyjną 1-metylocyklopropen (1-MCP) pod nazwą EthylBlock^® został wprowadzony przez firmę Floralife w 1999 r. i służył do utrzymania świeżości kwiatów ciętych. Następnie firma AgroFresh wprowadziła na rynek preparat SmartFresh^®, który znalazł zastosowanie w ograniczaniu dojrzewania owoców i warzyw. Obecnie w Polsce do pozbiorczego traktowania jabłek dostępne są dwa tego typu produkty: SmartFresh^® i FruitSmart^®. Obydwa umożliwiają zachowanie wysokiej jędrności jabłek po kilku miesiącach ich przechowywania, a także wpływają na opóźnienie występowania chorób fizjologicznych owoców (przede wszystkim oparzelizny powierzchniowej). Sygnały z praktyki wskazywały na fakt, że owoce wyjęte z chłodni po traktowaniu 1-MCP nie były dość smaczne. Postanowiono przechować je po okresie składowania jeszcze w warunkach chłodniczych przez około 2 miesiące. Te doświadczenia bardzo dobrze wpisują się w dzisiejsze wymagania eksportu na dalekie rynki, gdzie po przechowywaniu transport trwa do dwóch miesięcy. W tym czasie właśnie poprawiają się parametry smakowe owoców. Podstawowy problem z niesmacznymi owocami wynika jednak nie tyle z samego zastosowania 1-MCP, ile z niewłaściwego jego stosowania, tj. traktowania owoców będących w nieodpowiednim stadium dojrzałości– informował dr K. Rutkowski. Innowacja w pozbiorczym traktowaniu owoców i warzyw to także zastosowanie 1-MCP w formulacji ProTabs. Od 2017 r. rejestracja tego produktu obejmuje jabłka, gruszki, śliwki i pomidory.

Innowacyjne kontrolowane atmosfery…

…były rozwijane po to, aby przedłużyć maksymalnie okres podaży owoców i warzyw na rynku oraz zachować ich wysoką jakość. Drugim aspektem było ograniczenie problemów podczas przechowywania, m.in. chorób fizjologicznych, w tym przede wszystkim oparzelizny powierzchniowej – informował dr K. Rutkowski. Zwrócił też uwagę, że innowacyjne technologie sprzyjają ograniczaniu niekorzystnych zmian jakości, ale jedynie wtedy, gdy są optymalnie wykorzystywane, a użytkownicy posiadają niezbędną wiedzę dotyczącą zasad ich stosowania. 

W praktyce sadowniczej dostępnych jest kilka systemów innowacyjnego przechowywania, w tym przede wszystkim technologie o ekstremalnie niskim stężeniu tlenu w atmosferze przechowalniczej. Jako pierwsze dr K. Rutkowski wymienił technologię dostarczaną przez Van Amerongen CA Technology (system AdvanStore). Zasada jej działania opiera się na pomiarze współczynnika oddychania owoców. Jest on liczony jako stosunek wydzielanego w procesie oddychania CO₂ do zużytego tlenu (wyrażony w molach lub objętościowo). Współczynnik oddychania w przypadku gdy substratem jest glukoza wynosi 1. W zależności od rodzaju substratu może wynosić od około 0,7 do 1,3. System pomiarowy mierzy wartość współczynnika w komorze przechowalniczej i gdy wzrośnie on poza ustalony zakres (wskazując na początek oddychania beztlenowego – fermentacja, wyższa produkcja CO₂ w stosunku O2) następuje zwiększenie stężenia tlenu w komorze do bezpiecznych wartości. 

Kolejne systemy dynamicznie kontrolowanej atmosfery (DCA) to HarvestWatch (Isolcell Italia; fot. 2, 3)
i DCA Apple PAM System (Frigotec GmbH), bazujące na pomiarze zjawiska fluorescencji chlorofilu wywołanego stresem beztlenowym. W skład systemu wchodzą m.in. sensory pozwalające na monitorowanie wystąpienia fluorescencji chlorofilu oraz program komputerowy umożliwiający interpretację otrzymywanego sygnału. Standardowy protokół zakłada obniżenie stężenia tlenu od 3% (w ciągu 7 dni od początku załadunku komory), a następnie w ciągu 7 kolejnych dni uzyskanie stresu beztlenowego obrazowanego wygenerowaniem przez system piku Fα. Stężenie tlenu, przy którym pojawia się wspomniany pik, jest najniższym bezpiecznym w danym sezonie i dla monitorowanej odmiany. Jabłka przechowuje się w atmosferze, w której stężenie tlenu jest o 0,2–0,3% wyższe niż najniższe bezpieczne. Technologia DCA – jak informował dr K. Rutkowski – posiada obecnie kilka protokołów dostosowanych dla wybranych odmian i jej stosowanie (podobnie jak pozostałych innowacyjnych technologii) wymaga optymalizacji zarówno na poziomie odmiany jak i regionu. Na przykład dla jabłek odmiany ‘Fuji’ zalecane jest osiągnięcie stresu beztlenowego dopiero po 28 dniach od załadunku komory, a w przypadku występowania bardzo rozległej szklistości miąższu w ogóle nie poleca się przechowywania w warunkach niskotlenowych. 

Technologie przechowywania Swinglos (dostarczana przez włoską firmę Fruit Control Equipments) i Ilos Plus (Marvil) opierają się na pomiarze etanolu w soku jabłek (fot. 4).
Obie te technologie zakładają w początkowej fazie przechowywania wystąpienie stresu beztlenowego (fermentacji) pozwalającej osiągnąć określone stężenie etanolu w miąższu. Następnie jabłka przechowywane są w warunkach ULO. Ostatnią technologię do której odniósł się dr K. Rutkowski to DCS Storex B.V. (Holandia). W technologii tej stężenie etanolu jest mierzone w atmosferze wykorzystując bardzo precyzyjne analizatory. Po wykryciu określonego stężenia etanolu następuje zwiększenie stężenia tlenu w komorze tak, by zapewnić optymalne warunki przechowywania jabłek.

Zastosowanie technologii o ekstremalnie niskim stężeniu tlenu i/lub pozbiorczego traktowania jabłek 1-MCP umożliwia utrzymanie wysokiej jędrności i kwasowości owoców w czasie przechowywania i podczas obrotu towarowego oraz korzystnie wpływa na ograniczenie oparzelizny powierzchniowej (opóźnienie wystąpienia objawów) i zbrązowień wewnętrznych.

fot. 1–4 K. Rutkowski