TRAFOON project is funded by the European Community's Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement no. 613912 NOWE TECHNOLOGIE PRZECHOWYWANIA OWOCÓW ZIARNKOWYCH Warsztaty szkoleniowe dla producentów owoców ziarnkowych Goszczyn, 17.09.2016 Dr Krzysztof Rutkowski, Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach
Wstęp Zdolność przechowalnicza zespół cech uwarunkowanych genetycznie, określających trwałość warzyw i owoców w czasie przechowywania Wartość przechowalnicza zespół cech charakteryzujących warzywa i owoce przeznaczone do przechowywania z uwzględnieniem dojrzałości zbiorczej i jakości Trwałość przechowalnicza długość okresu przechowywania warzyw i owoców, w granicach którego nie następują zmiany obniżające przydatność konsumpcyjną
Jakość produktów ogrodniczych ROZPORZĄDZENIE WYKONAWCZE KOMISJI (UE) NR 543/2011 z dnia 7 czerwca 2011 r. ustanawiające szczegółowe zasady stosowania rozporządzenia Rady (WE) nr 1234/2007 w odniesieniu do sektora owoców i warzyw oraz sektora przetworzonych owoców i warzyw
Jakość produktów ogrodniczych Wygląd Tekstura Smakowitość Jakość Wartości odżywcze Bezpieczeństwo spożycia
Jakość produktów ogrodniczych Główne wyróżniki jakości owoców Wygląd Tekstura Smakowitość Wartości odżywcze Bezpieczeństwo spożycia Wielkość, kształt, barwa, połysk, brak uszkodzeń Jędrność, soczystość, kruchość, mączystość, Smak słodki, kwaśny, cierpki, zapach, obce smaki i/lub zapachy Zawartość składników mineralnych, witamin, błonnika, węglowodany, antyoksydanty Pozostałości środków ochrony roślin, mykotoksyny, zanieczyszczenia mikrobiologiczne, alergeny
Pomiar jędrności jabłka gruszki brzoskwinie Magness-Taylor
Pomiar zawartości ekstraktu Przykładowe refraktometry do pomiaru zawartości ekstraktu
Kwasowość miareczkowa
Czynniki wpływające na jakość owoców Przed przechowywaniem - zabiegi agrotechniczne w sadzie - zbiór i transport owoców Podczas przechowywania - schładzanie - stopień wypełnienia komory przechowalniczej - temperatura, wilgotność, atmosfera i długość okresu przechowywania
Czynniki wpływające na jakość owoców Występowanie chorób pochodzenia grzybowego pochodzenia fizjologicznego zewnętrzne wewnętrzne Po przechowywaniu warunki obrotu handlowego
Podział owoców ze względu na charakter dojrzewania KLIMAKTERYCZNE NIEKLIMAKTERYCZNE jabłka brzoskwinie śliwki awokado figi borówki gruszki nektaryny pomidory banany kiwi morele czereśnie wiśnie borówki winogrona maliny cytryny truskawki ananas czarna porzeczka
Procesy dojrzewania owoców klimakterycznych
WYZNACZANIE TERMINU ZBIORU
Wskaźniki do wyznaczania terminu zbioru jabłek Liczba dni od pełni kwitnienia Data kalendarzowa Wielkość owocu Powierzchnia rumieńca Barwa zasadnicza skórki Łatwość odchodzenia owocu
Wskaźniki do wyznaczania terminu zbioru jabłek Stężenie etylenu w komorach nasiennych Tempo produkcji etylenu Tempo oddychania Indeks skrobiowy Zawartość ekstraktu w owocach Kwasowość owoców Indeksy zbiorcze
Wskaźniki do wyznaczania terminu zbioru jabłek Jędrność [kg], Zawartość ekstraktu [%], Indeks skrobiowy [1..10] INDEKS STREIFA F / R * S INDEKS DE JAGERA F * (11-S) / R
Pomiar etylenu w komorach nasiennych
Pomiar tempa produkcji etylenu i dwutlenku węgla
TEST SKROBIOWY
Przebieg procesów oddychania O 2 CO 2 Ciepło H 2 O
Warunki przechowywania Temperatura (wartość, dynamika, T, histereza) Wilgotność względna (wartość, zmiany) Skład atmosfery przechowalniczej normalna atmosfera 21% O 2 + 0,03% CO 2 + 78% N 2 modyfikowana atmosfera suma O 2 i CO 2 = 21% kontrolowana atmosfera dowolny ustalony i kontrolowany skład gazowy
Produkcja CO 2 [mg kg -1 h -1 ] Czynniki wpływające na intensywność 25 oddychania jabłek Temperatura 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 Temperatura [ C] mg CO 2 * kg -1 *h -1 x 61,2 kcal * 1000 kg -1 * 24 h -1
Czynniki wpływające na intensywność oddychania jabłek Temperatura Zmiany szybkości oddychania [mg CO 2 kg -1 h -1 ] wybranych gatunków owoców w zależności od temperatury. Temperatura 0 o C 4-5 o C 10 o C 15-16 o C 20-21 o C 25-27 o C Czereśnie 8 22 28 48 65 101,5 Brzoskwinie 5-20 - 87 - Śliwki 2,5-10 - 20 - Jabłka letnie 4,5 8 17 24,5 30,5 - Jabłka jesienne 3 6 8,5 14,5 20 - mg CO 2 * kg -1 *h -1 x 61,2 kcal * 1000 kg -1 * 24 h -1
Temperatura i wilgotność 65 60 55 50 45 40 hpa 35 30 25 20 15 10 5 0-5 0 5 10 15 20 25 30 35 Temperatura [ o C] 100%; 90%; 80%; 70%; 60%; 50%
WILGOTNOŚĆ WZGLĘDNA Transpiracja
Czynniki wpływające na intensywność oddychania jabłek Skład atmosfery
Ustawianie opakowań w komorze rzut poziomy 120 cm x 100 cm 15 cm 10 cm 5 cm 30 cm
Ustawianie opakowań w komorze rzut poziomy 60 cm 80 cm 50-70 cm 5 cm 30 cm
Nowoczesne technologie przechowywania POZBIORCZE TRAKTOWANIE OWOCÓW 1-metylocyklopropen 1 MCP (SmartFresh TM, FruitSmart ) INNOWACYJNE KONTROLOWANE ATMOSFERY ACR - Van Amerongen CA Technology (Holandia) http://www.vanamerongen.com DCA Dynamicznie Kontrolowana Atmosfera HarvestWatch (Prange & Satlantic Inc.) - Isolcell Italia S.p.A (Włochy) http://www.isolcell.com DCA-Apple-PAM-System - Frigotec GmbH (Niemcy) http://www.frigotec.de DCS STOREX B.V (Holandia) http://www.storex.nl DFR - Besseling Group B.V. (Holandia) http://besseling-group.com ILOS Plus - MARVIL engineering S.r.l. (Włochy) http://www.marvil.it Swinglos Fruit Control Equipments (Włochy) Http://www.fruitcontrol.it
Przyczyny rozwoju nowoczesnych technologii przechowalniczych Fermentation threshold (Zanella, Skierniewice 2010) Źródło: Robert Prange, 2009 Maksymalne utrzymanie jakości (linia zielona) występuje gdy stężenie tlenu w atmosferze jest najniższe z możliwych (osiąga poziom oddychania beztlenowego)
Pozbiorcze traktowanie owoców 1-MCP (1-methylcyclopropene) CH 3 Patent: Sisler and Blankenship, NC; 1996 Nowa technologia w przechowalnictwie owoców, warzyw i roślin ozdobnych Skuteczność uzyskana dzięki oddziaływaniu na procesy związane z produkcją i wrażliwością na etylen Działanie: przyłącza się do receptorów etylenu w membranach komórkowych Aplikacja: typowo jedna dawka po zbiorze
Pozbiorcze traktowanie owoców 1-MCP (1-methylcyclopropene) CH 3 Patent: Sisler and Blankenship, NC; 1996 Preparat SmartFresh TM w Polsce zarejestrowany do stosowania w przechowalnictwie następujących gatunków owoców i warzyw: jabłka gruszki śliwki kapusta pekińska kapusta biała brokuł Preparat FruitSmart zarejestrowany do stosowania w przechowalnictwie jabłek
Oddychanie beztlenowe fermentacja Red Delicious Cripps Pink Livio Fadanelli, F. Zeni, L.Turrini, P. Barchetti, P. Matte, L. Buglia. 2010. CA Conference Antalya, Turcja New development of Dynamic Controlled Atmosphere storage of apples applying repeated and controlled Low Oxygen Stress treatments
Oddychanie beztlenowe - fermentacja Odmiana Max. stężenie etanolu [ppm] Fuji 80-100 Gala 40-70 Golden Delicious 30-40 Granny Smith 60-70 Morgenduft 30-50 Pink Lady 40-50 Red Delicious 300-400 Livio Fadanelli, F. Zeni, L.Turrini, P. Barchetti, P. Matte, L. Buglia. 2010. CA Conference Antalya, Turcja New development of Dynamic Controlled Atmosphere storage of apples applying repeated and controlled Low Oxygen Stress treatments
Oddychanie beztlenowe (pomiar etanolu w soku)
Fluorescencja chlorofilu Prange, Skierniewice 2012
Fluorescencja chlorofilu Stężenie tlenu (O 2 ) F α - pik Fluorescencja (F α ) Granica oddychania tlenowego (LOL) Prange, Skierniewice 2012
Fluorescencja chlorofilu Fα RQ O 2 Golden Delicious Gasser et al. 2008
Pomiar współczynnika oddychania owoców Współczynnik oddechowy RQ obliczany jest jako stosunek wydzielonego w procesie oddychania CO 2 do zużytego w tym procesie O 2. Ilość CO 2 i O 2 może być wyrażona w molach lub objętościowo
Pomiar współczynnika oddychania owoców Współczynnik oddechowy w zależności od wykorzystywanego w procesie oddechowym substratu może przyjmować wartości od około 0,7 do ponad 1. Jeżeli substratem jest glukoza, to zgodnie z równaniem C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O RQ= 6CO 2 / 6O 2, czyli 1 Jeżeli substratem są związki bogate w tlen, np kwasy organiczne, to dla kwasu jabłkowego mamy C 4 H 6 O 5 + 3O 2 4CO 2 + 3H 2 O RQ= 4CO 2 / 3O 2, czyli 1,35 Jeżeli substratem są związki tłuszczowe (uboższe w tlen, bogatsze w wodór i węgiel) to np. dla kwasu stearynowego otrzymamy C 18 H 36 O 2 + 26O 2 18CO 2 + 18H 2 O RQ= 18CO 2 / 26O 2, czyli 0,69
Oddychanie beztlenowe (pomiar etanolu w atmosferze)
Powody rozwoju nowoczesnych technologii przechowalniczych Ograniczenie występowania chorób fizjologicznych, w tym przede wszystkim oparzelizny powierzchniowej
Powody rozwoju nowoczesnych technologii przechowalniczych Ograniczenie występowania chorób fizjologicznych, w tym przede wszystkim oparzelizny powierzchniowej
Schalenbräune % Red Delicious Herkunft: Latsch, MIVOR Auswertung der Schalenbräune nach 8,6 Monaten Lagerung und 7 Tagen Shelf Life 60 50 40 30 20 2 sezony: ILOS+, DCA, ULO, MCP Auslagerung Shelf Life Red Delicious 2008/09 Herkunft: Latsch, MIVOR Auswertung der Schalenbräune nach 7,9 Monaten Lagerung und 7 Tagen Shelf Life 60 Oparzelizna powierzchniowa po 8 miesiącach przechowywania i po SOT Średnia dla 6 różnych próbek 2007-08 2008-09 Schalenbräune % 50 40 30 20 Auslagerung Shelf Life *Auslagerung am 10/06/2009 10 10 0 ILOS+ DCA ULO MCP 0 ILOS+ DCA ULO MCP Red Delicious (Zanella, Skierniewice 2010)
Przyczyny rozwoju nowoczesnych technologii przechowalniczych Ograniczenie występowania chorób fizjologicznych, w tym przede wszystkim oparzelizny powierzchniowej Wydłużenie okresu przechowywania owoców z zachowaniem ich wysokiej jakości
Pozbiorcze traktowanie owoców SmartFreshTM 0,8 Jonagold 0,7 Kwasowość [%] 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Sezon I Sezon II 0 NA NA + MCP KA KA + MCP NA NA + MCP KA KA + MCP Zbiór 60 dni 120 dni 180 dni
Pozbiorcze traktowanie owoców SmartFreshTM Jędrność [N] 90 80 70 60 50 40 30 Jonagold 20 10 Sezon I Sezon II 0 NA NA + MCP KA KA + MCP NA NA + MCP KA KA + MCP Zbiór 60 dni 120 dni 180 dni
Jędrność [N] Jędrność jabłek odmiany Szampion 80 70 60 4 miesiące przechowywania 50 40 30 20 10 0 NA I zb NASF I zb KA I zb KASF Izb NA II zb NASF II zb KA II zb KASF II zb 1 SOT 8 SOT 15 SOT
Jędrność jabłek odmiany Szampion po 6 miesiącach w KA 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 2:2 SF 2:2 Control 0.8:0.8 SF 0.8:0.8 Control DCA SF DCA Control 1 d 4 d 7 d 11 d 19 d
Jędrność jabłek odmiany Szampion po 6 miesiącach w KA + 2 miesiące w NA 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 2:2 SF 2:2 Control 0.8:0.8 SF 0.8:0.8 Control DCA SF DCA Control 1 d 4 d 7 d 11 d 19 d
Stresowe uszkodzenia skórki
Tekstura jabłek odmiany Szampion po 6 miesiącach przechowywania 7 6 5 4 3 2 1 0 NA NA SF 2+2 2+2 SF 0.8+0.8 0.8+0.8 SF DCA DCA SF I zbiór II zbiór
Jędrność [N] Jędrność jabłek odmiany Boiken 140 120 100 6 miesięcy przechowywania 80 60 40 20 0 NA I zb NASF I zb KA I zb KASF Izb DCA I zb NA II zb NASF II zb KA II zb KASF II zb DCA II zb 1 SOT 8 SOT 15 SOT
Trwałość w obrocie towarowym Zachowanie łańcucha chłodniczego Warunki transportu czas temperatura uszkodzenia etylen Warunki ekspozycji w obrocie towarowym
Obrót handlowy owocami - wyzwania TRWAŁOŚĆ
Nowe rynki nowe wyzwania System Xtend
Nowe rynki nowe wyzwania
Jędrność [N] Nowe rynki nowe wyzwania 60 50 40 30 20 10 0 30 dni przechowywania NA I zb Xtend I zb NA II zb Xtend II zb 1 SOT 7 SOT 60 dni przechowywania NA I zb Xtend I zb NA II zb Xtend II zb
ETYLEN 59
Stężenie etylenu w komorach nasiennych [ppm] Stężenie etylenu w komorach nasiennych jabłek odmiany Boiken 250 6 miesięcy przechowywania 200 150 100 50 0 NA I zb NASF I zb KA I zb KASF Izb DCA I zb NA II zb NASF II zb KA II zb KASF II zb DCA II zb 1 SOT 8 SOT 15 SOT
Etylen a obrót handlowy jabłkami Etylen 800 ppm!!! CO 2 3,6% O 2 5%
Etylen a obrót handlowy Saszetka ETEN
ACR, DCA, DCA- Apple.., DCS, DFR, ILOS, ILOS PLUS, Swinglos.. KA CHŁODNIA JAKOŚĆ
ŚRODKI OSTROŻNOŚCI W CHŁODNIACH KONTROLOWANEJ ATMOSFERY!!!
Woskowanie owoców
Podsumowanie Stosując nowoczesne technologie przechowalnicze można znacznie wydłużyć okres podaży owoców ziarnkowych Zastosowanie nowoczesnych technologii wymaga znajomości i przestrzegania zasad ich stosowania Rozwój i dostępność nowoczesnych technologii sprzyja ograniczaniu niekorzystnych zmian jakości owoców oraz strat przechowalniczych
Podsumowanie Zastosowanie ich w praktyce musi być jednak poprzedzone POZNANIEM zasad ich stosowania oraz odpowiedzią na dwa zasadnicze pytania: CEL RACHUNEK EKONOMICZNY Do przechowywania mogą zostać przeznaczone jedynie owoce wysokiej jakości
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Krzysztof.Rutkowski@inhort.pl