Эффективность хранения плодов сорта Джеромин в обычной, регулируемой и динамичной регулируемой атмосферах

Введение: Сбалансированное питание является необходимым условием поддержания здоровья человека. Плоды яблони - самые потребляемые фрукты, производимые в регионах мира с умеренным климатом. Окрашенные сладкие сорта (Джеромин) пользуются повышенным спросом у потребителей. С разной эффективностью технологии хранения в обычной (ОА), регулируемой атмосфере с ультранизким содержанием кислорода (УЛО) и динамичной регулируемой атмосфере (ДРА) регулируют/управляют созреванием фруктов, что обеспечивает потребителям круглогодичный доступ к плодам высокого/приемлемого качества с полезными для здоровья компонентами. Для относительно нового сорта Джеромин не изучено влияние послеуборочных факторов на восприимчивость к физиологическим заболеваниям, продолжительность хранения, впервые разрабатывается технология ДРА. 

Цель: Выявить восприимчивость плодов сорта Джеромин к физиологическим заболеваниям при хранении, проследить влияние метеорологических условий предуборочного периода на развитие физиологических заболеваний, изучить влияние 4-х существующих (ОА-контроль, ОА+1-МЦП, УЛО-контроль, УЛО+1-МЦП) и 2-х разрабатываемых технологий хранения (ДРА-контроль, ДРА+1-МЦП) на физиолого-биохимические и др. показатели качества, восприимчивость к заболеваниям, продолжительность хранения плодов для создания системы круглогодичного хранения сорта.

Материалы и методы: Объектом исследования служили плоды яблони сорта Джеромин, часть плодов обрабатывали 1-МЦП, контрольные и обработанные партии хранили в условиях ОА, УЛО и ДРА, определяли этилен, α-фарнезен и продукты его окисления (КТ281), твердость, сухие растворимые вещества, кислотность, потери от заболеваний и повреждений и др.

Результаты: В зависимости от наличия факторов ингибирования метаболизма плодов эффективные сроки хранения плодов сорта Джеромин при 6 изученных технологиях составляют: ОА-контроль (до 3,5 мес.), ОА+1-МЦП (до 5 мес.), УЛО-контроль (4-5 мес.), УЛО+1-МЦП (8-9 мес.), ДРА-контроль (9-10 мес.), ДРА+1-МЦП (9-11 мес.). Хранение плодов сорта Джеромин при использовании технологии ДРА-контроль с эффективным арсеналом средств ингибирования созревания плодов – обеспечивает защиту от загара, минимизацию потерь от подкожной пятнистости, исключение потерь от коричневой пятнистости, увеличение продолжительности хранения до 9-10 месяцев, при максимальной дегустационной оценке потребителем.

Выводы: Система хранения плодов сорта Джеромин (6 технологий) обеспечивает сохранение высококачественной продукции и возможность ее успешной реализации на российском рынке в период от 3,5 до 11 месяцев после съема, т.е. практически до нового урожая. Высокий уровень сохранения товарного и потребительского качества (вкус, аромат), отсутствие химических обработок в послеуборочный период определяют предпочтительность технологии ДРА-контроль для потребителя и серьезные основания для ее промышленного освоения. В связи с возрастающими требованиями потребителя к качеству и безопасности плодов, а также рисками поражения плодов МЦП-опосредованными заболеваниями у технологий хранения с послеуборочной обработкой 1-МЦП (ОА+1-МЦП, УЛО+1-МЦП) снижается конкурентоспособность.

1. Гудковский, В. А., Кожина, Л. В., Балакирев, А. Е., & Назаров, Ю. Б. (2019a). Новая технология защиты плодов яблони от подкожной пятнистости и других физиологических заболеваний при хранении. Садоводство и виноградарство, (4), 37-44. https://doi.org/10.31676/0235-2591-2019-4-37-44

2. Гудковский, В. А., Кожина, Л. В., Назаров, Ю. Б., Балакирев, А. Е., & Гучева, Р. Б. (2019b). Высокоточные технологии хранения плодов яблони – основа обеспечения их качества (достижения, задачи на перспективу). Достижения науки и техники АПК, 33(2), 61-67.https://doi.org/10.24411/0235-2451-2019-10215

3. Гудковский, В. А., Кожина, Л. В., Назаров, Ю. Б., & Сутормина, А. В. (2024). Комплекс технологий для длительного хранения плодов яблок сорта Гала. Хранение и переработка сельхозсырья, 32(2), 133-146. https://doi.org/10.36107/spfp.2024.2.495

4. Гудковский, В. А., Кожина, Л. В., Назаров, Ю. Б., & Сутормина, А. В. (2025). Система круглогодичного хранения плодов яблони. Воронеж: Кварта.

5. Доспехов, Б.А. (1979). Методика полевого опыта (изд. 4-е, перераб. и доп.). Москва: Колос.

6. Ермаков, А.И., Арасимович, В.Е., Смирнова-Иконникова, М.И., Ярош, Н.П., & Луковникова, Г.А. (1972). Методы биохимического исследования растений. Ленинград: Колос.

7. Морозова, Н.П. (1980). Спектрофотометрическое определение содержания α-фарнезена и продуктов его окисления в растительном материале. Биохимические методы (c. 107-112). Москва: Наука.

8. Никитин, А. Л., & Макаркина, М. А. (2021). Деструктивные гидротермические факторы вегетационного периода за месяц до уборки урожая, увеличивающие потери плодов яблони от «загара» во время хранения. Вестник Российской сельскохозяйственной науки, (6), 23-26. https://doi.org/10.30850/vrsn/2021/6/23-26

9. Ракитин, В. Ю. (1986). Определение газообмена и содержания этилена, двуокиси углерода и кислорода в тканях растений. Физиология растений (т. 33, вып. 2, с. 403-413). Москва: Наука.

10. Ackermann, J., Fischer, M., & Amado, R. (1992). Changes in sugars, acids, and amino acids during ripening and storage of apples (cv. Glockenapfel). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 40(7), 1131-1134. https://doi.org/10.1021/jf00019a008

11. Adams, D. O., & Yang, S. (1979). Ethylene biosynthesis: Identification of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid as an intermediate in the conversion of methionine to ethylene. Proceedings of the National Academy of Sciences, 76(1), 170-174. https://doi.org/10.1073/pnas.76.1.170

12. Bai, Y., Dougherty, L., Cheng, L., Zhong, G.Y., & Xu, K. (2015). Uncovering co-expression gene network modules regulating fruit acidity in diverse apples. BMC Genomics 16(1), 612. https://doi.org/10.1186/s12864-015-1816-6

13. Blankenship S. M., Dole J. M. (2003). 1-Methylcyclopropene: A review. Postharvest Biology and Technology, 28(1), 1-25. https://doi.org/10.1016/S0925-5214(02)00246-6

14. Both, V., Thewes, F. R., Brackmann, A., de Oliveira Anese, R., de Freitas Ferreira, D., & Wagner, R. (2017). Effects of dynamic controlled atmosphere by respiratory quotient on some quality parameters and volatile profile of ‘Royal Gala’ apple after long-term storage. Food Сhemistry, 215, 483-492. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.08.009

15. Boukerche, S., Ouali, A., Ouali, K. (2024). Effect of contaminated diet with a plant growth regulator “1-methylcyclopropene” on the hematological parameters and liver function of albino Wistar rats. Comparative Clinical Pathology, 33(1), 21-32. https://doi.org/10.1007/s00580-023-03518-6

16. Brizzolara, S., Santucci, C., Tenori, L., Hertog, M., Nicolai, B., Stürz, S., Zanella, A.,& Tonutti, P. (2017). A metabolomics approach to elucidate apple fruit responses to static and dynamic controlled atmosphere storage. Postharvest Biology and Technology, 127, 76-87. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2017.01.008

17. Çalhan, Ö., Eren, İ., Seçmen, T., Güneylİ, A., Onursal, C. E., & Koyuncu, M. A. (2015). Determination of storage and shelf life quality of Jeromine apple variety grown in the Isparta. Sixth International Scientific Agricultural Symposium "Agrosym 2015". Book of Proceedings (pp. 1001-1006). Lukavica: University of East Sarajevo

18. De Freitas S.T. & Mitcham, E.I. (2012). Factors involved in fruit calcium deficiency disorders. Horticultural Reviews, 40, 107-146. https://doi.org/10.1002/9781118351871

19. De Freitas, S. T., & Pareek, S. (2019). Postharvest physiological disorders in fruits and vegetables. Boca Raton: CRC Press.

20. DeEll, J. R., Lum, G. B., & Ehsani-Moghaddam, B. (2016). Effects of multiple 1-methylcyclopropene treatments on apple fruit quality and disorders in controlled atmosphere storage. Postharvest Biology and Technology, 111, 93-98. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2015.08.002

21. DeLong, J. M., Prange, R. K., Harrison, P. A., & McRae, K. B. (2000). Comparison of a new apple firmness penetrometer with three standard instruments. Postharvest Biology and Technology, 19(3), 201-209. https://doi.org/10.1016/S0925-5214(00)00097-1

22. Donadel, J. Z., Thewes, F. R., Dos Santos, L. F., Schultz, E. E., Berghetti, M. R. P., Ludwig, V., Mesadri, J., Klein, B., Thewes, F. R., Schmidt, S. F. P., Both, V., Brackmann, A., Neuwald, D. A., & Wagner, R. (2023). Superficial scald development in ‘Granny Smith’ and ‘Nicoter’apples: The role of key volatile compounds when fruit are stored under dynamic controlled atmosphere. Food Research International, 173, 113396. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.113396

23. Fan, X., Mattheis, J. P., & Blankenship, S. (1999). Development of apple superficial scald, soft scald, core flush, and greasiness is reduced by MCP. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 47(8), 3063-3068. https://doi.org/10.1021/jf981176b

24. Ferguson, I. B., & Watkins, C. B. (1989). Bitter pit in apple fruit. Horticultural reviews, 11, 289-355. https://doi.org/10.1002/9781118060841.ch8

25. Fernández, V., Guzmán-Delgado, P., Graça, J., Santos, S., & Gil, L. 2016. Cuticle structure in relation to chemical composition: re-assessing the prevailing model. Frontiers in Plant Science, 7, 427. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00427

26. Gasser, F., & Von Arx, K. (2015). Dynamic CA storage of organic apple cultivars. Acta Horticulturae, 1071, 527-532. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2015.1071.68

27. Gouws, A., & Steyn, W. J. (2014). The effect of temperature, region and season on red colour development in apple peel under constant irradiance. Scientia Horticulturae, 173, 79-85. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2014.04.040

28. Guerra, W., & Sansavini, S. (2012). Gala e le sue mutazioni: Uuna storia senza fine [Gala and its mutations: A never-ending story]. Rivista di Frutticoltura e di Ortofloricoltura, 74(11), 26-32.

29. Harker, F. R., Maindonald, J., Murray, S. H., Gunson, F. A., Hallett, I. C., & Walker, S. B. (2002). Sensory interpretation of instrumental measurements 1: Texture of apple fruit. Postharvest Biology and Technology, 24(3), 225-239. https://doi.org/10.1016/S0925-5214(01)00158-2

30. Hoehn, E., Gasser, F., Guggenbühl, B., & Künsch, U. (2003). Efficacy of instrumental measurements for determination of minimum requirements of firmness, soluble solids, and acidity of several apple varieties in comparison to consumer expectations. Postharvest Biology and Technology, 27(1), 27-37. https://doi.org/10.1016/S0925-5214(02)00190-4

31. Jung, S.K., James, H., Lee, J., Nock, J.F. & Watkins, C.B. (2010). Effects of ethylene inhibition on development of flesh browning in apple fruit. Acta Horticulturae, 877, 549-554. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2010.877.71

32. Jung, S. K., & Watkins, C. B. (2008). Superficial scald control after delayed treatment of apple fruit with diphenylamine (DPA) and 1-methylcyclopropene (1-MCP). Postharvest Biology and Technology, 50(1), 45-52. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2008.05.006

33. Kearney, J. (2010). Food consumption trends and drivers. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 365(1554), 2793-2807. https://doi.org/10.1098/rstb.2010.0149

34. Kingston, C. M. (2010). Maturity indices for apple and pear. Horticultural Reviews, 13, 407-422. https://doi.org/10.1002/9780470650509.ch10

35. Knorr, D., Khoo, C. S. H., & Augustin, M. A. (2018). Food for an urban planet: Challenges and research opportunities. Frontiers in Nutrition, 4, 73. https://doi.org/10.3389/fnut.2017.00073

36. Lurie, S. & Watkins, C. B. (2012). Superficial scald, its etiology and control. Postharvest Biology and Technology, 65, 44-60. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2011.11.001

37. Lyu, F., Luiz, S. F., Azeredo, D. R. P., Cruz, A. G., Ajlouni, S., & Ranadheera, C. S. (2020). Apple pomace as a functional and healthy ingredient in food products: A review. Processes, 8(3), 319.https://doi.org/10.3390/pr8030319

38. Mattheis, J.P., Rudell, D. R., & Hanrahan, I. (2017). Impacts of 1-methylcyclopropene and controlled atmosphere established during conditioning on development of bitter pit in ‘Honeycrisp’ apples. Hortscience, 52(1), 132–137. https://doi.org/10.21273/HoRTSCI11368-16

39. Mditshwa, A., Fawole, O.A., & Opara, U.L. (2018). Recent developments on dynamic controlled atmosphere storage of apples - A review. Food Packaging and Shelf Life, 16, 59-68. https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2018.01.011

40. Meitha, K., Pramesti, Y., & Suhandono, S. (2020). Reactive oxygen species and antioxidants in postharvest vegetables and fruits. International Journal of Food Science, (1), 8817778. https://doi.org/10.1155/2020/8817778

41. Muder, A., Garming, H., Dreisiebner-Lanz, S., Kerngast, K., Rosner, F., Kličková, K., Kurthy, G., Cimer, K., Bertazzoli, A., Altamura, V., De Ros, G., Zmarlicki, K., de Belém Costa Freitas, M., Duarte, A., Bravin, E., Kambor, J., Karamürsel, D., Pinar Őztürk, F., & Kaçal, E. (2022). Apple production and apple value chains in Europe. European Journal of Horticultural Science, 87(6), 1-22. https://doi.org/10.17660/eJHS.2022/059

42. Musacchi, S., & Serra, S. (2018). Apple fruit quality: Overview on pre-harvest factors. Scientia Horticulturae, 234, 409-430.https://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.12.057

43. Palmer, J. W. (2014). The future role of crop physiologists, a personal view. Acta Horticulturae, 1058, 209-220. https://doi.org/ 10.17660/ActaHortic.2014.1058.24

44. Ouali, A., Boukerche, S., Trea, F., & Ouali, K. (2024). In vivo and in silico studies assessment of the effects of oral exposure to 1-methylcyclopropene on liver function in male albino rats. Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences, 94(3), 597-606. https://doi.org/10.1007/s40011-024-01562-y

45. Pesis, E., Ebeler, S. E., de Freitas, S. T., Padda, M., & Mitcham, E. J. (2010). Short anaerobiosis period prior to cold storage alleviates bitter pit and superficial scald in Granny Smith apples. Journal of the Science of Food and Agriculture, 90(12), 2114-2123. https://doi.org/10.1002/jsfa.4060

46. Prange, R., Wright, A., DeLong, J., & Zanella, A. (2013). A review on the successful adoption of dynamic controlled-atmosphere (DCA) storage as a replacement for diphenylamine (DPA), the chemical used for control of superficial scald in apples and pears. Acta Horticulturae, 1071, 389–396. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2015.1071.50

47. Rozman, Č., Hühner, M., Kolenko, M., Tojnko, S., Unuk, T., & Pažek, K. (2015). Apple variety assessment with analytical hierarchy process. Erwerbs-Obstbau, 57, 97-104. https://doi.org/10.1007/s10341-015-0236-8

48. Rupasinghe, H. P. V., Murr, D. P., Paliyath, G., & DeEll, J. R. (2000). Suppression of alpha-farnesene synthesis in ‘delicious' apples by Aminoethoxyvinylglycine (AVG) and 1-Methylcyclopropene (1-MCP). Physiology and Molecular Biology of Plants, 6, 195-198. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-3587-6_13

49. Salame, E. (2024). Dissecting the effects of dynamic controlled atmosphere (DCA) and postharvest hypoxic stress on ‘Red delicious’ apple fruit physiology [PhD Dissertation Thesis]. Scuola Superiore di Studi Universitari e Perfezionamento "S. Anna" di Pisa https://hdl.handle.net/20.500.14242/217133

50. Saure, M. C. (2014). Why calcium deficiency is not the cause of blossom-end rot in tomato and pepper fruit – a reappraisal. Scientia Horticulturae, 174, 151-154. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2014.05.020

51. Shi, M. (2021). Physiochemical quality, instrumental and sensory evaluation of apples treated by post-harvest treatment technologies: Dynamic controlled atmosphere (DCA), controlled atmosphere (CA), and 1-methylcyclopropene (1MCP) [Unpublished Master;s dissertation]. Cornell University.

52. Streif, J., Kittemann, D., Neuwald, D.A., McCormick, R., & Xuan, H. (2010). Pre- and post-harvest management of fruit quality, ripening and senescence. Acta Horticulturae, 877, 55-68. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2010.877.2

53. Thomas, G., & Adarsh, S. (2020). Versatility of calcium as a plant nutrient. Advantages in Agronomy, 9, 119-141. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819978-5.00004-7

54. Torres, E., Kalcsits, L., & Nieto, L. G. (2024). Is calcium deficiency the real cause of bitter pit? A review. Frontiers in Plant Science, 15, 1383645. https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1383645

55. Vasylieva, N., and James, H. (2021). Production and trade patterns in the world apple market. Innovative Marketing,17, 16–25. https:// doi.org/10.21511/im.17(1).2021.02

56. Watkins, C. B. (2008). Overview of 1-methylcyclopropene trials and uses for edible horticultural crops. HortScience, 43(1), 86-94. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.43.1.86

57. Watkins, C. B., Bramlage, W. J., Brookfield, P. L., Reid, S. J., Weis, S. A., & Alwan, T. F. (2000). Cultivar and growing region influence efficacy of warming treatments for amelioration of superficial scald development on apples after storage. Postharvest Biology and Technology, 19(1), 33-45. https://doi.org/10.1016/S0925-5214(00)00071-5

58. Weber, A., Brackmann, A., Anese, R. D. O., Both, V., & Pavanello, E. P. (2011). 'Royal Gala' apple quality stored under ultralow oxygen concentration and low temperature conditions. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 46, 1597-1602. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2011001200003

59. Weber, A., Neuwald, D. A., Kittemann, D., Thewes, F. R., Both, V., & Brackmann, A. (2020). Influence of respiratory quotient dynamic controlled atmosphere (DCA–RQ) and ethanol application on softening of Braeburn apples. Food Chemistry, 303, 125346. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125346

60. Whitaker, B. D., Villalobos-Acuna, M., Mitcham, E. J., & Mattheis, J. P. (2009). Superficial scald susceptibility and α-farnesene metabolism in ‘Bartlett’ pears grown in California and Washington. Postharvest Biology and Technology, 53(1-2), 43-50. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2009.04.002

61. Yang, X., Song, J., Du, L., Forney, C., Campbell-Palmer, L., Fillmore, S., Wismer, P., & Zhang, Z. (2016). Ethylene and 1-MCP regulate major volatile biosynthetic pathways in apple fruit. Food Chemistry, 194, 325-336. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.08.018

62. Zanella, A. (2003). Control of apple superficial scald and ripening - A comparison between 1-methylcyclopropene and diphenylamine postharvest treatments, initial low oxygen stress and ultra low oxygen storage. Postharvest Biology and Technology, 27(1), 69-78. https://doi.org/10.1016/S0925-5214(02)00187-4

63. Zanella, A., & Rossi, O. (2015). Post-harvest retention of apple fruit firmness by 1-methylcyclopropene (1-MCP) treatment or dynamic CA storage with chlorophyll fluorescence (DCA-CF). European Journal of Horticultural Science, 80(1), 11-17. https://doi.org/10.17660/eJHS.2015/80.1.2

64. Zanella, A., & Stürz, S. (2015). Optimizing postharvest life of horticultural products by means of dynamic CA: fruit physiology controls atmosphere composition during storage. ActaHorticulturae, 1071, 59-68. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2015.1071.4