Современный подход к системе производства и реализации плодоовощной продукции основан на повышении рентабельности отрасли не только за счёт увеличения объёмов производства, но и совершенствования способов обработки и хранения овощей, позволяющих минимизировать их потери. Новые промышленные технологии хранения плодоовощной продукции включают в себя современные экспресс-методы оценки качества и химического состава закладываемой на хранение продукции, использование таких методов хранения, как РГС и МГС, модернизированных систем вентилирования хранилищ.
Качество плодов и овощей характеризуются совокупностью химических, физиологических, морфологических показателей, которые могут значительно варьировать под влиянием различных факторов. Формирование плодоовощной продукции высокого уровня конкурентоспособности начинается на этапе ее производства. Рост и развитие растений, химический состав, товарное качество и сохраняемость плодоовощной продукции в первую очередь зависят от сортовых особенностей вида, почвенно-климатических и агротехнологических условий выращивания.
Товарное качество продукции, предназначенной для длительного хранения, реализации и переработки, во многом определяется условиями выращивания и уборки. Устойчивость при хранении овощей и картофеля, их пищевая ценность, товарный вид и стоимость обуславливаются комплексом взаимосвязанных факторов на всем пути продвижения товара к потребителю. Эта технологическая цепь разбита на три взаимодействующих друг с другом этапа: производство, хранение и реализация. Поэтому сохранение качества и сокращение потерь свежих овощей и картофеля при выращивании, уборке, транспортировании, хранении и реализации является комплексной проблемой и имеет большое социально-экономическое значение.
Качество и пищевая ценность продукции зависят от содержания отдельных химических компонентов, которые подвержены значительным изменениям под влиянием факторов экзогенного и эндогенного характера. Важнейшим фактором, формирующим качество и лежкоспособность продукции, является оптимизация технологии выращивания: соотношения доз минеральных удобрений; использование современных технологий возделывания, выбор адаптированной для данного вида системы защиты растений от микробиологических повреждений и сельскохозяйственных вредителей; установление оптимального времени для уборки урожая. Сформированные на этапе выращивания потребительские свойства конкретного вида и сорта продукции необходимо тщательно сохранять на последующих этапах товародвижения. К факторам, сохраняющим потребительские характеристики, пищевую ценность и лежкоспособность продукции, относятся: способ уборки, технический уровень сельскохозяйственной техники, используемой на этапах продвижения товара от поля к потребителю; уровень обеспечения защиты продукции от нанесения механических повреждений на всех этапах товародвижения; технология послеуборочной обработки продукции, вид и способ упаковки, технология хранения и транспортирования, технология предреализационной обработки и соблюдение правил торговли данным видом плодоовощной продукции.
Качество хранения фруктов, овощей и ягод зависит от условий, созданных для хранения. Основными параметрами для хранения плодоовощной продукции является температура, влажность и состав газовой среды. В процессе хранения в свежих плодах и овощах протекают различные биохимические и физиологические процессы, которые неизбежно приводят к изменению химического состава. К ним относятся раневые реакции, дыхание, установление периода покоя, прорастание, дозревание, старение. Эти процессы сопровождаются физическими и химическими изменениями, связанными с испарением влаги, выделением продуктов газообмена и тепла, процессами распада, синтеза и ресинтеза питательных веществ, образованием веществ, угнетающих развитие микроорганизмов.
На всех этапах продвижения плодоовощной продукции должны создаваться условия, позволяющие максимально снизить активность процессов метаболизма. Увеличение температуры на каждые 10 °C приводит к возрастанию биологической активности в 2–4 раза. Важно придерживаться установленной для каждого вида продукции температуры хранения. Для многих видов скоропортящейся продукции рекомендуется проводить предварительное охлаждение, которое является важнейшим элементом в системе логистики и необходимо для обеспечения дальнейшего эффективного хранения. Предварительное охлаждение обычно производится в течение 3 часов после сбора скоропортящейся продукции (земляника, смородина, малина, виноград и некоторые косточковые плоды). Для продукции с более высоким потенциалом лежкоспособности (яблоки, груши, персики) охлаждение рекомендуется проводить не позже чем через 24 часов.
Для наиболее успешного хранения собранных продуктов на пути ее продвижения до потребителя необходимо внедрять “холодильную цепь” – инфраструктуру холодильных объектов и транспортных средств, которая действует как единое целое. Ее начальные звенья – это помещение для предварительного охлаждения и обработки продукции. Также необходимо создание системы холодильного хранения. Для перемещения продукции используются специальные транспортные единицы (рефрижераторные, изотермические), обеспечивающие перевозку плодоовощной продукции в соответствии с правилами перевозок, установленными для разных видов транспорта.
Основные факторы, определяющие качество плодоовощной продукции при хранении и транспортировании: температура атмосферы и продукции; содержание кислорода в атмосфере и внутри продукции; содержание двуокиси углерода в атмосфере и внутри продукции; содержание этилена в атмосфере, внутри плода и относительная влажность воздуха.
Технологии хранения плодоовощной продукции
Хранение плодоовощной продукции осуществляется в стационарных хранилищах, имеющих разные конструкционные решения и объемы камер для хранения. Основополагающими требованиями к хранилищам являются создание и поддержание на постоянном уровне климатических режимов, установленных соответствующими стандартами на технологии хранения однородных видов, а в некоторых случаях и ботанических сортов плодов и овощей. Установлены также санитарно-эпидемиологические требования к хранилищам.
В настоящее время существует два основных принципа создания климатических режимов в хранилищах: режим активного вентилирования и использование холодильных установок.
Наиболее эффективной на сегодняшний день признана система активной вентиляции, предполагающая периодическое интенсивное продувание с заданной скоростью воздуха с определёнными параметрами температуры и влажности сквозь массу овощей (в зависимости от применяемой схемы вентилирования: снизу вверх или сверху вниз). Подача наружного воздуха может осуществляться как непосредственно в массу продукции без смешивания с воздухом хранилища, так и с частичной рециркуляцией, при которой происходит смешивание холодного наружного воздуха с более теплым воздухом хранилища. При очень низких температурах наружного воздуха вентилирование производится только воздухом хранилища (полная рециркуляция). С помощью рециркуляции обеспечивается требуемый температурный режим. Оптимальные параметры температуры и влажности могут быть достигнуты и при использовании калориферов для обогрева воздуха либо при охлаждении приточного воздуха системами кондиционирования.
Применение системы активного вентилирования позволяет в разы увеличить сохраняемость овощной продукции за счёт более высокой скорости её охлаждения и осушения, «адресной» направленности воздушного потока, равномерно обдувающего каждый экземпляр продукции. При использовании системы активной вентиляции во всех точках штабеля или навала овощей поддерживается одинаковая температура, влажность и газовый состав, без скачков и резких перепадов. Объём хранилища используется более экономично и рационально, поскольку высота насыпи или штабелей с плодоовощной продукцией значительно увеличивается.
Принцип активного вентилирования основан на использовании естественного охлаждения хранилищ холодным воздухом из окружающей среды в осенне-весенний период хранения овощей. При необходимости воздух может смешиваться с внутренним воздухом хранилища и подогреваться до нужной температуры или охлаждаться с помощью установленных в хранилищах кондиционеров. Влажность воздуха в хранилище поддерживается с помощью специальных увлажнителей воздуха.
Для продукции, хранящейся бестарным способом ( навалом) температурно-влажностный режим устанавливается индивидуально для каждого вида овощей и поддерживается автоматически с помощью системы автоматизации и датчиков, установленных снаружи и внутри хранилища. Датчики располагаются на разных уровнях по высоте и с определенным шагом по горизонтали всего хранилища. Воздух с заданными параметрами температуры и влажности автоматически подается снизу вверх через насыпь продукции в хранилище и омывает каждый экземпляр овощной продукции. Омывающий воздух отводит выделившееся тепло и газообразные продукты метаболизма овощей и создает необходимую относительную влажность в воздушном пространстве насыпи (скважистости насыпи) и в самом хранилище, что определило название данного способа хранения – хранение с активным вентилированием.
Высота насыпи устанавливается для каждого вида овощей индивидуально в зависимости от ее механической прочности и составляет от 2 до 6 метров. Хранилища с активным вентилированием и естественной системой охлаждения используются для хранения клубнеплодов, корнеплодов, капусты и репчатого лука, они отличаются низкой себестоимостью хранения и низким уровнем естественной убыли и актируемых потерь. Принцип создания климатических режимов в хранилищах основан на использовании холодильных установок, которые обеспечивают быстрое охлаждение и длительное надежное хранение плодов и овощей. В хранилищах с искусственным охлаждением за счет испарения хладагентов: аммиака, фреона-12, фреона-22 и др., имеющих низкую температуру испарения, осуществляется охлаждение продукции. Разработаны типовые проекты хранилищ-холодильников на 500, 1000, 1500, 2000, 3000 т продукции с цехами товарной обработки.
Для обеспечения постоянного поддержания установленного температурного режима в камеры устанавливаются измерительные приборы, осуществляющие постоянный автоматический контроль и регистрацию температуры и влажности, осуществляется измерение температуры входных и выходных воздушных потоков, температуры продукции, находящейся на максимальном расстоянии от воздухоохладительных приборов и т. д. Выполнение этих правил удлиняет сроки хранения плодоовощной продукции и обеспечивает добавленную стоимость сохраненным продуктам.
Хранение плодоовощной продукции в холодильных камерах производится в таре и может осуществляться в камере с обычной атмосферой и в атмосфере с измененным газовым составом – с регулируемой газовой средой (РГС) или контролируемой атмосферой (КА, или СА). Состав газовой среды устанавливается индивидуально для каждого вида продукции, а для некоторых видов регламентируется для отдельных сортов.
Эффективность охлаждения в холодильных камерах может быть значительно повышена за счет увеличения потока воздуха, обдувающего овощи и фрукты. Этот принцип привел к развитию принудительного воздушного охлаждения, при котором охлажденный воздух обращается с высокой скоростью, благодаря высокопроизводительному вентилятору, через контейнеры и бункеры с плодоовощной продукцией, размещенные в специальном порядке. Этот метод может ускорить охлаждение в четыре раза. Во многих случаях холодильные камеры могут быть модернизированы для принудительного воздушного охлаждения, которое требует меньших вложений для модернизации, чем другие методы предварительного охлаждения.
Для того, чтобы достичь такого быстрого отвода тепла, мощность охлаждения помещения должна быть достаточной, чтобы иметь возможность поддерживать желаемую температуру воздуха во время охлаждения. Небольшие портативные системы принудительного воздушного охлаждения также достаточно востребованы с области хранения продуктов питания. Использование любого метода охлаждения, в том числе и принудительное воздушное охлаждение, требует минимизировать потери воды из продукта. Система охлаждения осушает холодный воздух в помещении, а водяной пар в воздухе конденсируется на испарителе. Эта конденсация снижает относительную влажность в помещении. В результате, продукт теряет влагу в воздух. Для сведения к минимуму потерь воды в процессе охлаждения и хранения, относительная влажность окружающего воздуха должна поддерживаться на уровне рекомендованной для конкретной культуры. Принудительное воздушное охлаждение рекомендуется для охлаждения большинства фруктов и овощей.
Гидроохлаждение
Интенсивное охлаждение холодной водой (Hydrocooling) позволяет добиться высокого качества продукции и более длительных сроков хранения, что особенно важно при необходимости транспортировки продукции конечному потребителю на большие расстояния (экспорт). Практические исследования показывают что наиболее приемлемым интенсивным охлаждением для таких продуктов как черешня, вишня, морковь, артишок, спаржа, брокколи, брюссельская и цветная капуста, сельдерей, огурец, баклажан, лук-порей, петрушка, горох, гранат, шпинат, сладкая кукуруза, зелень и салаты, является гидрокулинг – охлаждение ледяной водой с температурой +0,5..+10С за 10…40 минут.
Гидрокулинг является наиболее эффективным и быстрым методом охлаждения, при котором охлаждение производится орошением продукции водой (душирование) или погружением в воду. При этом продукция может быть как в незатаренном, так и в затаренном виде. При использовании водяного охлаждения вместо воздушного достигается меньшая потеря массы плодоовощной продукции (усушка) как в период охлаждения, так и в период последующего хранения в холодильных камерах. Чтобы гидроохлаждение не становилось менее эффективным, важно постоянно следить за температурой воды и продуктов, и контролировать время гидроохлаждения овощей и фруктов для достижения требуемого охлаждения.
Очистка воды, которая используется для гидроохлаждения, имеет решающее значение, поэтому охлаждающая вода должна часто обновляться. Овощи, фрукты, ягоды и плоды, которые подвергаются гидроохлаждению, должны быть достаточно устойчивыми к воздействию воды, а используемые контейнеры, лотки и другая тара должны обладать достаточной прочностью. Овощи и ягоды, которые рекомендованы для гидроохлаждения: кукуруза, огурцы и тыква.
Вакуумное охлаждение
Вакуумное охлаждение (Vacuum cooling) – способ очень быстрого охлаждения, который считается наиболее эффективным для плодов с высоким соотношением поверхности к объему. Плодоовощная продукция, упакованная и подготовленная к охлаждению, тщательно смачивается и помещается в вакуумную камеру. Давление в камере снижается, пока вода не испарится на поверхности продукта и создаст необходимую температуру для предварительного охлаждения. Влага, испаряемая из растительных тканей плодов, удаляется равномерно со всей продукции, что не приводит к увяданию охлаждаемой плодоовощной продукции. Важно не охлаждать овощи, фрукты и ягоды ниже температуры их порога охлаждения.
Овощи, которые могут быть охлаждены с помощью вакуумного охлаждения – это листовые агрокультуры, такие как шпинат, салат-латук, капуста. При выборе подходящего метода охлаждения, следует учитывать несколько факторов: максимальный объем плодов, которые требуют предварительного охлаждения на текущий день; совместимость метода охлаждения по отношению к охлаждаемой продукции, условиям последующего хранения и транспортировки; затраты, которые предполагает выбранный метод охлаждения.