Nowoczesne technologie przechowalnicze – nowe wyzwania

0
Dr Krzysztof P. Rutkowski
Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach

Temat nowoczesnych technologii przechowalniczych niejednokrotnie już gościł na łamach prasy ogrodniczej. Ich zastosowanie w praktyce daje możliwości zarówno znacznego wydłużenia okresu przechowywania, jak i korzystnie wpływa na trwałość owoców wielu gatunków w obrocie handlowym. Jednak by w pełni wykorzystać możliwości, jakie dają innowacyjne technologie, należy bezwzględnie przestrzegać zasad ich stosowania.

Innowacyjne technologie

W literaturze odnajdujemy wiele definicji pojęcia innowacyjność. Jedną z nich można odnaleźć w Programie Operacyjnym Innowacyjna Gospodarka, gdzie przez innowację rozumie się wprowadzenie do praktyki w przedsiębiorstwie nowego lub znacząco ulepszonego rozwiązania w odniesieniu do produktu (towaru lub usługi), procesu, marketingu lub organizacji (http://www.pi.gov.pl). Zatem w odniesieniu do indywidualnego gospodarstwa czy obiektu w grupie producentów innowacyjną technologią będzie każda, w której pojawią się nowe elementy sprzyjające utrzymaniu jakości (np. systemy chłodnicze, wyposażenie obiektu, pozbiorcze traktowanie, skład atmosfery). Dla niektórych będzie to technologia kontrolowanych atmosfer, dla innych technologia popularnie zwana ULO, a jeszcze dla innych technologie o ekstremalnie niskim stężeniu tlenu w atmosferze przechowalniczej. Dla wielu innowacją będzie zastosowanie pozbiorczego traktowania owoców 1-metylocyklopropenem (1-MCP).

Innowacją będzie również zmiana urządzeń chłodniczych czy urządzeń do utrzymania i kontroli
atmosfery przechowalniczej. Każdy taki „przeskok” technologiczny musi iść w parze z wiedzą, jakie są zasady stosowania ulepszonego procesu. Brak odpowiedniej wiedzy może zadziałać zgodnie z zasadą, że „lepsze jest wrogiem dobrego”, co w praktyce będzie oznaczało więcej problemów niż korzyści płynących z zastosowanych rozwiązań.

Przede wszystkim jakość

Kluczowym elementem sukcesu stosowania innowacyjnych technologii jest wysoka jakość owoców podczas zbioru. Żadna z tych technologii nie poprawi bowiem jakości przechowywanych owoców, może co najwyżej spowolnić tempo niekorzystnych zmian, np. spadku jędrności czy kwasowości. Ostatnie sezony wegetacyjne, obfitujące w różnego rodzaju anomalie pogodowe, nie sprzyjały kształtowaniu wysokiej jakości owoców. Niestety, zbyt często dla producentów nie stanowiło to wyraźnego sygnału, że trwałość przechowalnicza takich owoców jest bardzo ograniczona. Do obiektów trafiały owoce uszkodzone przez grad (fot. 1), z oparzeniami słonecznymi (fot. 2), ze szklistością miąższu (fot. 3) czy z pierwszymi oznakami gorzkiej plamistości podskórnej (fot. 4). Niejednokrotnie sprzedaż takich owoców w bardzo krótkim czasie po zbiorze może jeszcze przynieść wymierne korzyści finansowe, a zastosowanie nowocześniejszych technologii, w domyśle pozwalających na dłuższe przechowywanie, sprzyja powstaniu większych strat, przy jednoczesnym wzroście kosztów utrzymania obiektu.

Mówiąc o kontroli parametrów przechowywania, nie można zapomnieć o temperaturze i wilgotności względnej atmosfery. Należy pamiętać, że zbyt wysoka wilgotność względna może również sprzyjać powstawaniu chorób fizjologicznych.

„Wąskie gardła” innowacyjnych technologii

  • Termin zbioru
    Problematyka optymalizacji terminu zbioru jabłek od wielu lat gości na łamach prasy ogrodniczej oraz jest kluczowym tematem wielu spotkań sadowniczych, ale nadal jej stosowanie w praktyce pozostawia wiele do życzenia. Mimo że wyraźnie wzrasta świadomość konieczności wyznaczania optymalnego terminu zbioru owoców czy określania dojrzałości jabłek podczas zbioru, to nadal te zagadnienia w dużej mierze pozostają w sferze teorii. Zbyt często określenie dojrzałości owoców dotyczy pojedynczych odmian, a pozostałe owoce zbierane są, gdy na to pozwala dostępna siła robocza, warunki atmosferyczne czy wygląd owoców.
    Niewątpliwie należy przyznać rację, że łatwiej jest zaplanować strategię zbioru „na papierze” niż w warunkach polowych, ale błędy popełnione na tym etapie będą zbierały swoje żniwo przez cały okres przechowalniczy. Optymalizując termin zbioru jabłek, należy uwzględnić trzy zasadnicze aspekty.
    Po pierwsze wygląd owoców (wielkość, powierzchnia rumieńca i barwa podstawowa) nie zawsze idzie w parze z dojrzałością fizjologiczną. Szczególnie jest to widoczne w przypadku kolorowych sportów. Na przykład wyniki badań prowadzonych w Pracowni Przechowalnictwa i Fizjologii Pozbiorczej Owoców i Warzyw Instytutu Ogrodnictwa wskazują, że okno zbioru jabłek odmiany ‘Red Jonaprince’ praktycznie jest takie samo jak dla innych odmian należących do tej grupy. To samo dotyczy odmiany ‘Idared’ czy ‘Gala’. U czerwonych sportów znacznie wcześniej pojawia się rumieniec w porównaniu do odmiany standardowej, sugerujący osiągnięcie optymalnej dojrzałości. Niestety, zbyt wczesny zbiór takich owoców w połączeniu z innowacyjnymi technologiami, w tym pozbiorczym traktowaniem 1-MCP (SmartFresh lub FruitSmart), skończy się kompletną porażką, biorąc pod uwagę smak owoców. Ponadto zbyt wcześnie zebrane jabłka są bardziej podatne na występowanie oparzelizny powierzchniowej oraz uszkodzenia dwutlenkiem węgla. Pojawiające się coraz częściej problemy z prawidłowym wybarwianiem owoców odmiany ‘Szampion’ powodują z kolei zbiór zbyt przejrzałych owoców, nienadających się do długotrwałego przechowywania.
    Drugi ważny aspekt, który należy uwzględnić przystępując do zbioru i przechowywania jabłek w innowacyjnych technologiach, to zawodny „kalendarz zbiorów”. W ostatnich latach nie ma ani powtarzalności daty zbioru, ani co gorsza kolejności dojrzewania poszczególnych odmian. Na przykład jabłka odmiany ‘Gala’ w zależności od sezonu i lokalizacji sadu dojrzewały od końca sierpnia do połowy września. Natomiast coraz częściej jabłka odmiany ‘Idared’ osiągają optymalną dojrzałość w terminie dojrzewania odmiany ‘Golden Delicious’, a w niektórych sezonach i sadach nawet przed nią. Zatem „standardowe” podejście, że jabłka odmiany ‘Idared’ zbierane są bez określania dojrzałości jako ostatnie, doprowadzają coraz częściej do dużych problemów z utrzymaniem jakości podczas przechowywania. Jednym z powtarzających się problemów jest bardzo wczesne, już na przełomie roku, występowanie plamistości ‘Jonathana‘ (fot. 5).
    Trzeci, według mnie najważniejszy aspekt związany ze zbiorem to konieczność pomiaru jędrności jabłek trafiających do obiektów przechowalniczych. Dotyczy to wszystkich technologii stosowanych w praktyce, ze zdecydowanym akcentem na zasadę, że im nowocześniejsza technologia, tym powinniśmy podchodzić do tego bardziej rygorystycznie. Wielokrotnie pisałem o jędrności, zwracając uwagę, że nie jest to najlepszy wskaźnik do wyznaczania terminu zbioru, ale jej pomiar jest konieczny w celu opracowania strategii przechowywania – wyboru technologii i oszacowania trwałości przechowalniczej. Pomiar jędrności możemy wykonać ręcznym jędrnościomierzem (fot. 6) lub bardziej skomplikowanymi zautomatyzowanymi urządzeniami. Niezależnie od typu urządzenia bardzo istotnym elementem jest właściwy trzpień pomiarowy. Standardowy trzpień, tzw. Magnessa-Taylora, ma średnicę 11,1 mm (jabłka) i 8 mm (gruszki i brzoskwinie) oraz charakteryzuje się odpowiednim zakończeniem – krzywizną (fot. 7).
  • Identyfikowalność
    Ważnym elementem związanym z nowoczesnymi technologiami i nowymi rynkami zbytu jest pełna identyfikowalność produktu (z angielskiego „traceability”), czyli możliwość śledzenia pojedynczej skrzyniopalety, a tym samym owoców w całym łańcuchu dystrybucyjnym: od sadu, poprzez wszystkie etapy załadunku, przechowywania i sortowania, do momentu wysyłki. Jest to szczególnie istotne w dużych obiektach przechowalniczych, do których trafiają owoce z różnych sadów (np. od poszczególnych członków grupy).
    Pełna identyfikowalność umożliwia przygotowanie jednolitej partii owoców. Jednak możliwe to jest jedynie wtedy, gdy zostanie określona jakość poszczególnych partii jabłek w momencie zbioru i ich załadunku do komór.
    Należy w tym miejscu podkreślić, że przygotowanie wyrównanej partii owoców jedynie „na wygląd” (wielkość i powierzchnia rumieńca) nie gwarantuje jednolitej partii handlowej, zwłaszcza w długotrwałym transporcie. Brak identyfikacji jakości wewnętrznej owoców skutkuje dużą zmiennością ich trwałości przechowalniczej. Zatem jabłka w tak posortowanej „jednolitej” partii podczas transportu będą dojrzewały/przejrzewały w różnym tempie. Co z kolei spowoduje, że w miejscu przeznaczenia część partii ulegnie np. rozpadom (fot. 8).
  • Pozbiorcze traktowanie owoców
    Wyniki doświadczeń prowadzonych od 17 lat w Pracowni Przechowalnictwa i Fizjologii Pozbiorczej Owoców i Warzyw Instytutu
    Ogrodnictwa wskazują jednoznacznie, że traktowanie jabłek 1-MCP to jeden z najskuteczniejszych sposobów opóźnienia dojrzewania owoców podczas przechowywania. Obecnie w Polsce dla jabłek dopuszczone są dwa preparaty zawierające 1-metylocyklopropen, tj. SmartFresh i FruitSmart. SmartFresh ma również rejestrację do stosowania w przechowalnictwie śliwek, gruszek, kapusty pekińskiej, kapusty białej i brokułów.
    1-MCP przede wszystkim ogranicza produkcję etylenu przez owoce i warzywa. Powszechnie wiadomo, że wskutek pozbiorczego traktowania istotnie ogranicza się spadek kwasowości i jędrności jabłek. Jednak jak to bywa w praktyce, efekt traktowania często jest odmienny od oczekiwanego. Niestety, problem nie dotyczy skuteczności 1-MCP, ale leży po stronie właściwego jego stosowania. Krytycznym czynnikiem wysokiej efektywności ograniczenia mięknięcia czy spadku kwasowości jest bowiem wysoka jakość owoców w momencie traktowania.
    Dlatego tak ważnym elementem nowoczesnych technologii jest wspomniana wcześniej kontrola jakości, w tym jędrności jabłek. Wyniki prowadzonych przez nas badań wskazują, że w przypadku owoców „zbyt miękkich do traktowania”, mimo znacznego ograniczenia tempa produkcji etylenu przez jabłka, nie ma praktycznie ograniczenia mięknięcia. Kolejnym wąskim gardłem stosowania 1-MCP jest czas, jaki upływa od zbioru jabłek do ich schłodzenia i traktowania. Na przykład opóźnienie traktowania z 7 do 14 dni po zbiorze istotnie zwiększa ryzyko wystąpienia oparzelizny powierzchniowej (fot. 9).
    Stosując 1-MCP, zwracamy również uwagę na podatność niektórych odmian (np. ‘Szampion’, ‘Topaz’) na możliwość wystąpienia ordzawień przyszypułkowych (fot. 10). W celu zmniejszenia ryzyka uszkodzeń konieczne jest przestrzeganie zaleceń dotyczących traktowania. Należy również pamiętać, że w przypadku stosowania 1-MPC w niektórych sezonach może wzrastać podatność przechowywanych jabłek na uszkodzenia zbyt wysokim stężeniem dwutlenku węgla, dlatego tak ważna jest kontrola parametrów przechowywania.
  • Kontrola i utrzymanie warunków przechowywania
    Zastosowanie innowacyjnych technologii przechowalniczych, w tym ekstremalnie niskotlenowych, wymaga określonej wiedzy i dyscypliny (procedur) kontroli parametrów przechowywania (temperatura, wilgotność, skład atmosfery). Chcąc przechowywać owoce w nowoczesnych technologiach, trzeba posiadać komory o bardzo dobrej szczelności i szczelność tę corocznie kontrolować przed sezonem przechowalniczym. Jeżeli chcemy utrzymywać stężenie tlenu i dwutlenku węgla w atmosferze przechowalniczej poniżej 1%, to musimy posiadać odpowiedniej jakości generatory azotu i płuczki dwutlenku węgla. Może się bowiem okazać, że nawet nowe, w miarę nowoczesne płuczki, ale o „typowych” dla jabłek parametrach, nie są w stanie obniżyć stężenia dwutlenku węgla do tak niskiego poziomu. Podobnie generatory azotu, które muszą dostarczać azot o bardzo wysokiej czystości. Kolejnym wyzwaniem są analizatory stężenia tlenu i dwutlenku węgla w atmosferze przechowalniczej. Muszą one podlegać okresowej kalibracji, by uniknąć niebezpieczeństwa uszkodzenia owoców zbyt niskim stężeniem tlenu (fot. 11) i/lub zbyt wysokim stężeniem dwutlenku węgla (fot. 12).
Odpowiednie połączenie dostępnych technologii pozwala na znaczne wydłużenie podaży jabłek wysokiej jakości. Na przykład połączenie dynamicznie kontrolowanej atmosfery z pozbiorczym traktowaniem jabłek odmiany ‘Szampion’ preparatem SmartFresh pozwala na podjęcie próby wysyłki takich owoców na dalekie rynki w maju lub nawet czerwcu. Oczywiście jest to możliwe tylko w przypadku owoców wysokiej jakości, zebranych w optymalnym stadium rozwoju fizjologicznego. Paradoksalnie próba wysłania jabłek tej odmiany bezpośrednio po zbiorze skończy się porażką.

Ważnym parametrem przechowywania w ekstremalnie niskich stężeniach tlenu jest osiąganie stresu beztlenowego przez jabłka. Dlatego konieczna jest ciągła kontrola stanu owoców. W przypadku dynamicznie kontrolowanej atmosfery z fluorescencją chlorofilu, próbki owoców (umieszczane w specjalnych pudełkach – fot. 13) są przez cały okres przechowywania monitorowane za pomocą sensorów (fot. 14). Po wystąpieniu charakterystycznego piku w przebiegu sygnału pomiarowego należy zgodnie z procedurami w krótkim czasie ustalić optymalne warunki przechowywania. Brak reakcji na wystąpienie stresu może doprowadzić do całkowitego zniszczenia przechowywanych owoców. Podczas przechowywania jabłek w technologii ILOS Plus należy bezwzględnie kontrolować stężenie etanolu w owocach po okresie stresu beztlenowego i podczas przechowywania. Można do tego wykorzystać specjalny zestaw z enzymatyczną elektrodą (fot. 15). Nie jest to tak precyzyjna metoda jak chromatograficzna, ale jej dokładność jest w zupełności wystarczająca do oceny przebiegu stresu beztlenowego.

Stosując innowacyjne technologie przechowywania, należy zwrócić szczególną uwagę na długość okresu przechowywania. Nadmierne jego wydłużanie może bowiem stać się przyczyną znacznego obniżenia jakości (spadek jędrności, kwasowości, zmiana barwy podstawowej skórki itp.), jak i powstawania chorób fizjologicznych, w tym stresowych uszkodzeń skórki (fot. 16) i wspomnianych wcześniej oparzeń powierzchniowych i rozpadów.

fot. 1–16 K. Rutkowski

Przekaż dalej

O autorze

Odpowiedz