Современные технологии хранения винограда

Введение . Срок хранения столового винограда зависит от его сорта, зрелости в момент сбора урожая, микробиологических показателей, параметров предварительного охлаждения и хранения. Столовый виноград может храниться при температуре 0 °C достаточно долго, но при этом необходимо предотвращать потерю влаги и микробиологическую порчу.

Поражение серой плесенью, вызываемое патогеном Botrytis cinerea и побурение стеблей от высыхания – два основных фактора, снижающих качество винограда после уборки. В связи с этим, актуальны исследования по поиску новых технологий, обеспечивающих стабилизацию качества винограда в процессе хранения.

Основным инструментом, обеспечивающим качество винограда в процессе транспортировки и хранения, является использование сернистого ангидрида (SO2) - газа, обладающего свойствами, которые позволяют ингибировать не ферментативное потемнение, активность ферментов, эффективно контролировать развития Botrytis cinerea и действовать как антиоксидант.

Исследования, проведенные в Южной Бразилии, подтверждают эффективность применения SO2 для контроля заболеваемости серой плесенью. Физико-химические показатели винограда, такие как масса грозди, твердость ягод, потеря массы, цвет, массовая доля растворимых сухих вещества, титруемая кислотность оценивались в начале и через 30 дней после периода холодного хранения. Результаты этого исследования показали эффективное снижение серой плесени за счет SO2 в период хранения столового винограда «BRS Vitoria» без ухудшения качества ягод.

Известна технология использования генератора сернистого ангидрида, изготовленного из бумаги и полиэтилена с ячейками, содержащими метабисульфит натрия (Na2S2O5). В процессе хранения активный ингредиент (метаби- сульфит натрия) реагирует с влагой (H2O) и выделяет газообразный сернистый ангидрид (SO2) в двух последовательных фазах: быстрой и медленной. Цель быстрой фазы - немедленный контроль состояния винограда – выделяется значительное количество диоксида серы в течение короткого периода времени, что позволяет устранить споры Botrytis, присутствующие на поверхности ягод, и стабилизировать повреждения, образовавшиеся во время транспортировки и фасовки. В процессе второй, медленной фазы, выделятся незначительные количества сернистого ангидрида, обеспечивающие контроль развития, микробиологической порчи во время хранения винограда. Устойчивое хранение обеспечивает дополнительное использование материалов, адсорбирующих лишнюю влагу.

M.T. Pretel, M.C. Martínez-Madrid, J.R. Martínez и др. была разработана модификация вкладышей для контроля высвобождения SO₂ и увеличения времени их использования. Традиционно для создания атмосферы SO₂ при хранении винограда, поддон с виноградом, размещенном в картонные коробки с вкладышами, обеспечивающими выделение SO₂, оборачивают пленкой с открытым нижним краем либо помещают перфорированные прослойки внутри каждой коробки с вкладышами и виноградом. Это делается для того, чтобы SO 2 , выделяемый вкладышем, в процессе разложения метабисульфита натрия, не накапливался сразу до очень высокого уровня в течение первых недель хранения, причиняя при этом значительный ущерб. При этом выделения SO₂ для защиты винограда хватает не более чем на 1,5-2 месяца, вкладыши исчерпывают свой метабисульфит натрия до окончания срока хранения.

Количество SO2, выделяемого вкладышем, зависит от количества влаги, образующейся в процессе дыхания винограда. Разработанная технология предусматривает заключение метабисульфита натрия во вкладышах в слой пластмассы и бумаги, сконструированный таким образом, что бумага постепенно поглощает водяной пар и передает его гранулам метабисульфита натрия, который разлагается до SO2 и H2O. На скорость поглощения водяного пара и скорость высвобождения SO2 могут влиять барьеры вокруг гранул. Добавление еще одного пластикового барьера позволяет увеличить время высвобождения SO2 в три раза.

Дополнительный барьер замедляет поглощение водяного пара во вкладыше и подавляет первоначальный высокий уровень SO 2 внутри картонных коробок. Этот вариант высвобождения SO₂ позволяет хранить виноград в течение более чем 4 месяцев с минимальными потерями.

Исследования в этом направлении проводились Y.Zutahy, A.Lichter, T.Kaplunov и др. Виноград, хранится при 0 °C в ящиках с вкладышами, обеспечивающими двойное высвобождение SO₂ (быстрое высвобождение плюс фаза медленного высвобождения). Этот метод позволяет предотвратить порчу, вызываемую Botrytis cinerea в течение нескольких недель, но уровень SO₂, окружающий виноград, резко падает после 60-80 дней. Вкладыш, генерирующий SO 2 заключается в пластиковый пакет с макроперфорацией, что является дополнительным барьером для проникновения водяного пара во вкладыш и диффузии SO₂, обеспечивая снижение начального пика, высвобождаемого SO₂ и повышение срока службы вкладыша втрое.

Обработка высокими концентрациями газообразного SO2 при таких условиях, как использование двух вкладышей, генерирующих SO2 (один сверху и один снизу упакованного столового винограда) может привести, к повреждениям в виде микротрещин, которые развиваются после сбора урожая среди обработанного SO2 столового винограда. Выделение сока из трещин приводит к формированию влажной и липкой ягодной кожицы.

Частота появления микротрещин возрастет, когда концентрация и время образования продукта (КТ) SO2 превышали 3 (мл/л-1) ч, и не наблюдалось при КТ ниже 0,8 (мл/л-1) ч. Симптомы микротрещин в значительной степени индуцировались на столовом винограде Томпсона, погруженном в кислые растворы при рН 2 и 4. Чтобы предотвратить этот дефект, необходимо использовать минимальную дозу SO2, которая обеспечивает адекватную защиту от порчи без снижения качества ягод.

Для стабилизации винограда в процессе хранения может быть применен этанол. S.Lurie, E.Pesis, O.Gadiyeva и др. Исследовали эффективность трех способов применения этанола для предотвращения порчи при хранении на двух сортах столового винограда – «Супериор» и «Томпсон бессемянный». Использовали три способа:

1-й способ – погружение винограда в 50% этанол в течение 10 с, с последующим подсушиванием на воздухе перед упаковкой;

2-й способ – помещение емкости с фитилем и 4 или 8 мл этанола/кг внутрь упаковки винограда;

3-й способ – нанесение 4 или 8 мл этанола на 1кг винограда на бумагу и помещение ее над виноградом в упаковке.

Виноград хранили в течение 6-8 недель при 0 °С и оценивали через 3 дня при 20 °С. Все методы стабилизируют качество винограда в процессе хранения, в той же степени, что и применение SO 2 . Пропитанная этанолом бумага вызывала высокий уровень потемнения ягод из-за высокого уровня ацетальдегида внутри упаковки. Применение этанола не влияет на вкус ягод. Проведенные исследования показывают перспективность применения этанола в качестве альтернативы SO₂.

E.Candir, O.Kamiloglu, A.Erhan Ozdemir и др. сравнивали эффективность различных способов послеуборочных обработок в поддержании качества и снижении микробиологической порчи при хранении столового винограда при 0 °C в течение 3 месяцев. Столовый виноград был обработан после сбора урожая следующими способами:

• 1    – погружение в горячую воду при температурах 24 °С, 45 °С, 50 °C или 55 °C в течение 3 мин с последующей упаковкой в перфорированные полиэтиленовые пакеты;

• 2    – упаковка с парами этанола плюс саше Antimold ®;

• 3    - упаковка с вкладышем, генерирующим SO₂;

• 4    – упаковка в перфорированные полиэтиленовые пакты.

Применение Anti-mold® показало большую эффективность в снижении микробиологической порчи, чем обработка SO 2 без отрицательного влияния на качественные показатели винограда в течение 3 месяцев холодного хранения. У винограда, погруженного в горячую воду или упакованного в пакет с Antimold ®, происходит интенсив-

ное побурение стеблей, что и может ограничить использование этих методов, несмотря на обеспечение эффективного контроля микробиологической порчи.

Представляют интерес исследования по хранению винограда с использование модифицированной атмосферы. Белый столовый виноград хранили в течение 60 дней при 0 °C с последующим хранением 7 дней на воздухе при 15 °C. Для получения модифицированной атмосферы (MAP) из 15kPa O2 и 10kPa CO2 использовали микро-перфорированную полипропиленовую пленку (PP) толщиной 35 мкм с 0,7 г Na2S2O 5 кг-1и без нее. Также изучалась контролируемая атмосфера (CA)5kPaO2+15kPaCO2 и непрерывное воздействие 0,1 мклл-1С3. В качестве контроля использовали макроперфо-рированную пленку. После окончания срока хранения у контрольных образцов наблюдалось наибольшее снижение показателей качества, в то время как у обработанных газом ягод наблюдались незначительные изменения показателей твердости, рН, титруемой кислотности, индекса зрелости, аромата и мягкости. К окончанию срока хранения происходило сильное потемнение в контрольных образцах, значительные потери массы (9,65 %), высокий

уровень микробиологической порчи (более 9 %).

I.Romero, T.Sanchez-Ballesta, M. исследовали влияние предварительной обработки 20 кПа CO₂ + 20 кПа О₂ + 60 кПа N 2 на содержание антоцианов, молекулярный механизм их биосинтеза и антиоксидантную активностью. Выделяли парциальные к ДНК, кодирующие ферменты, участвующие в биосинтезе антоцианов, такие как l-фенилаланин аммиаклиаза (PAL) и халкон-синтаза (CHS) и антиоксидантный фермен-аскорбат-пероксидаза (APX). Низкие температуры индуцировали накопление общего содержания антоцианов в кожуре как обработанного, так и необработанного винограда, хотя уровни были ниже в обработанных СО₂ образцах. В отличие от этого, антиоксидантная активность снизилась при хранении при 0 °C в необработанном винограде, но не изменилась в СО₂-обработанном винограде. Предварительная обработка 20 кПа CO₂ + 20 кПа О₂ + 60 кПа N 2 в течение 3 дней доказала свою эффективность в поддержании качества ягод и контроле микробиологической порчи столового винограда.

Durmus Ustun, Elif Candir Ahmet и др. исследовали влияние вида упаковки на динамику содержания сахаров, органи ческих кислот, антоцианов и антиоксидантной активности столового винограда в течение 3 месяцев хранения при 0 °С. Для хранения образцов винограда использовали различные виды упаковки - перфорированный полиэтилен, упаковку модифицированной газовой среды с антигрибковыми вкладышами (Anti-mold®30, Anti-mold®60 или Anti-mold®80). Наиболее эффективными себя показали антигрибковые вкладыши Anti-mold ®80. Их применение привело к повышению содержания антоцианов, снижению антиоксидантной активности во время хранения. Установлено, что содержание фруктозы, глюкозы, яблочной и винной кислот при этом остается неизменным.

F. Artés-Hernández, F.Tomás-Barberán исследовали влияние упаковки, обеспечивавшей модифицированную атмосферу, на показатели качества столового винограда при хранении в течение 7 дней при 0 °C; затем 4 дня при 8 °C; затем 2 дня при 20 °C. Были исследованы два образца полипропиленовых пленок (ПП): микроперфорированная ПП-30 и ориентированная ПП (ОПП). Пленку OПП наносили с фунгицидом и без него (10 мкл транс-2-гексенала или 0,4г Na2S2O5 кг—1). В качестве контроля использовался макроперфориро-ванный ПП. Пакеты ПП-30 обеспечи вали самый низкий уровень О2 и самый высокий уровень CO2. В контрольных образцах наблюдался самый высокий уровень микробиологической порчи, в то время как в экспериментальных образцах потерь практически наблюдалось. Никаких заметных изменений цвета, твердости, содержания растворимых твердых веществ, рН, титруемой кислотности и индекса зрелости обнаружено не было. После окончания срока хранения опытные образцы характеризовались хорошим внешним видом и упругостью.

Посторонние запахи наблюдались только у обработанных гексеналом образцов.

M.T.Pretel, M.C. Martínez-Madrid и др. провели оценку качества столового винограда сорта «Аледо», прошедшего хранение в картонных коробках при температуре (2±1) °С с последующим периодом 4 суток при 20 °С в слабо обогащенной СО2 атмосфере в сочетании с генераторами СО2. Установлена динамика показателей качества винограда: массы, консистенции, цвета, содержания сахаров, органических кислот и микробиологической обсемененности. Самый высокий уровень качества был достигнут путем совмещения генераторов SO2 с атмосферой, обогащенной СО2. При хране- |> нии при температуре 2 °С содержание глюкозы, фруктозы и сахарозы оставалось неизменным во всех исследуемых образцах, в то время как содержание винной и лимонной кислот резко возрастало. Обогащение атмосферы СО2 продлевало срок хранения столового винограда сорта «Аледо», обеспечивая сохранение его органолептических характеристик.

Исследования, проведенные Y.Deng, Y.Wu, Y.Li и др. позволили установить влияние высокого содержания О2 на активность катаболических ферментов, анатомическую структуру ткани ягод в зонах повреждений и силу отрыва ягод. Столовый виноград сорта «Киохо» подвергали воздействию воздуха или 80% О2 при 0 °C при 95 % относительной влажности в течение 60 дней. При хранении протекали процессы, приводящие к отделению ягод. Поражение винограда коррелировало с повышением активности гидролаза, в частности целлюлазы (СХ) и полигалактуро- назы (ПГ). В отличие от хранения на воздухе, высокое содержание О2 на ягоды ингибировало активность СХ, ПГ и пектинэстеразы (ПЭ) уменьшало степень поражения, а также имело тенденцию поддерживать высокую прочность сцепления ягод. Установлено, что разрушение клеток зоны поражения задерживалось синергическим воздействием на ферменты, зависимые от высоких уровней О2.

F.Gabler, J.Mercier, J.Jimenez, изучали влияние комплексной биологической и химической обработки столового винограда: озоном или диоксидом серы на первом этапе, затем распылением Muscodor albus.

Установлено, что комбинация озона и M. albus ингибировала порчу, но была менее эффективной, чем стандартная обработка SO2. Заболеваемость серой плесенью среди принудительно инокулированного винограда сорта «Томпсон» снизилась с 91,7 до 19,3 %. Озоновая фумигация и биофумигация M. albus снизили заболеваемость серой плесенью до 9,7 и 4,4 % соответственно, в то время как комбинирован ная обработка - до 3,4 %; использование вкладышей, генерирующих диоксид серы – до 1,1 %.

Перспективной альтернативой SO2, является применение эфирных масел и гипобарических методов обработки, обеспечивающих минимальное воздействие на окружающую среду. A.Servili, E.Feliziani, G.Romanazzi исследовали влияние 24-часового воздействия летучих эфирных масел Rosmarinus officinalis (розмарин), Mentha piperita (мята перечная) и Thymus vulgaris (тимьян) индивидуально и в сочетании с гипобарической обработкой при 50 кПа (0,5 атм.) на поражаемость винограда серой плесенью. Установлено снижение величины поражения серой гнилью столового винограда, который хранили при температуре 4 °C в течение 7 сут., а затем 3 дня при 20 °С – на 65 %.

Еще одной альтернативой обработки SO 2 , является применение ультрафиолетовых излучений.

K.Sheng, H.Zheng, S.Shui и др. исследовали влияние ультрафиолетового излучения среднего диапазона

(УФ-В) или коротковолнового (УФ-С) на фенольные соединения и транскрипцию биосинтетических генов в столовом винограде при хранении. Столовый виноград подвергался УФ обработке в дозе 3,6 кДж м2, а затем хранению при 4 °С в течение 28 дней. Основные биохимические характеристики винограда во время хранения практически не изменились. Содержание фенолов и антиоксидантная активность после УФ-С обработки всегда были выше, чем у контрольной группы и УФ-В обработки. Несколько ключевых генов, участвующих в фенилпропаноидных, флавоноидных и стилбеноидных реакциях, таких как PAL, CHS, F3H, LAR, ANS, СТС в ответ на ультрафиолетовую обработку были более выражены.

Авторами P.Crupi, A.Pichierri, T.Basile и др. было исследовано влияние УФ-излучения и условий хранения (температуры и времени) и на содержание полифенолов в столовом винограде. Хранение в течение 48 ч., при температуре 4 °С и УФ-облучение в течение 3 мин (2,4 кДж м2) увеличили содержание цис– и транспептида (34 до

90 мкг/г соответственно); кверцетин-3-О-галактозида и кверцетин-3-О-глюкозида (15 и 140 мкг/г соответ -ственно) – в три раза по сравнению с контрольными образцами винограда. Экспериментальные образцы также содержали повышенные концентрации цианидин-3-О-глюкозида и пеонидин-3-О-глюкозида. Полученные результаты связаны с тем, что обработка ультрафиолетовым излучением, позволяет усилить биоситез флавоноидов и стил-бенов, являющимися вторичными метаболитами, вырабатываемыми в растениях. Биосинтез этих соединений, как правило, усиливается в ответ на биотический или абиотический стресс. Установлено, что комбинированные послеуборочные обработки могут привести к возможному производству «функционального» винограда, характеризуемого повышенным содержанием антиоксидантов.

Заключение. Основным инструментом, обеспечивающим стабилизацию качества винограда в процессе транспортировки и хранения, является использование сернистого ангидрида – газа, обладающего свойствами, которые позволяют ингибировать не ферментативное потемнение, снизить активность ферментов, эффективно контролировать развитие Botrytis cinerea (фитопатогена, вызывающего серую гниль) и действующего как антиоксидант.

При этом особое внимание исследователи уделяют контролю скорости высвобождения SO2, так как важно на первом этапе хранения обеспечить поступление значительного количества диоксида серы в течение короткого периода времени, что позволяет устранить споры Botrytis, присутствующие на поверхности винограда и стабилизировать повреждения, образовавшиеся во время транспортировки и фасовки. На втором этапе необходимо обеспечить постоянное поступление минимального количества сернистого ангидрида, в течение длительного времени хранения обеспечивающие контроль развития микробиологической порчи.

В качестве инструмента для стабилизации качества винограда в процессе хранения может использоваться модифицированная газовая среда, создаваема различными способами, в том числе за счет особых видов упаковки; принудительного насыщения среды такими газами как кислород, озон или углекислый газ. При этом для усиления эффекта могут дополнительно применяться физические методы, фунгициды, антигрибковые вкладыши Antimold®.

Известны технологии комплексной обработки столового винограда для борьбы с послеуборочной микробиологической порчей, предусматривающие на первом этапе обработку озоном или диоксидом серы с последующей биопумигацией распылением Muscodor albus.

Альтернативой к применению диоксида серы является использование эфирных масел и гипобарических методов обработки, обеспечивающих минимальное воздействие на окружающую среду.

Хорошие результаты при хранении обеспечивает применение ультрафиолетового излучения положительно влияющего на транскрипцию биосинтетических генов, обеспечивающего повышение содержания фенольных соединений и антиоксидантной активности винограда.

Проведенный анализ современных технологий представляет интерес для практических работников и исследователей, разрабатывающих технологии хранения винограда.