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. Gudkovsky V.A., Kozhina L.V., Nazarov Yu.B., Sutormina A.V. Complex of technologies for long-term storage of apple fruits cv. Gala, Storage and processing of agricultural raw materials. 2024;32(2):133-146. DOI: 10.36107/spfp.2024.2.495.

2. Gudkovsky, V. A., Kozhina, L. V., Nazarov, Yu. B., Balakirev, A. E., & Gucheva, R. B. (2019а). High-precision technologies of apple fruits storage are the basis for ensuring their quality (achievements, tasks for the future). Achievements of science and technology of the agro-industrial complex, 33(2), 61-67. (In Russ.) https://doi.org/10.24411/0235-2451-2019-10215

3. Gudkovsky, V. A., Kozhina, L. V., Balakirev, A. E., & Nazarov, Yu. B. (2019б). New technology for protecting apple fruits from bitter pit and other physiological diseases during storage. Horticulture and Viticulture, (4), 37-44. (In Russ.) https://doi.org/10.31676/0235-2591-2019-4-37-44

4. Dospehov, B.A. (1979). Methodology of field experience (4th ed., revised and supplemented). Moscow: Kolos. (In Russ.)

5. Morozova, N.P. (1980). Spectrophotometric determination of the content of α-farnesene and its oxidation products in plant material. In Biochemical methods (pp. 107-112). Moscow: Science. (In Russ.)

6. Rakitin, V. Yu. (1986). Determination of gas exchange and ethylene, carbon dioxide and oxygen content in plant tissues. In Plant Physiology (vol. 33(2), pp. 403-413). Moscow: Science. (In Russ.)

7. 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

8. Ackermann J., Fischer M., Amado R. Changes in sugars, acids, and amino acids during ripening and storage of apples (cv. Glockenapfel). J. Agric. Food Chem., 40 (7) (1992), pp. 1131-1134

9. Anton G, Willen JS (2014) The effect of temperature, region and season on red colour development in apple peel under constant irradiance. Sci Hortic 173:79–85. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2014.04.040

10. Bai Y., Dougherty L., Cheng L., Zhong G.Y., Xu K. Uncovering co-expression gene network modules regulating fruit acidity in diverse apples. BMC Genom., 16 (1) (2015)

11. Both V., Thewes F. R., Brackmann A., de Oliveira Anese R., de Freitas Ferreira D., Wagner R. Effects of dynamic controlled atmosphere by respiratory quotient on some quality parameters and volatile profile of ‘Royal Gala’apple after long-term storage //Food chemistry. – 2017. – V. 215. – P. 483-492.

12. Çalhan, Özgür, et al. "Determination of storage and shelf-life quality of Jeromine apple variety grown in the Isparta." (2015): 1001-1006.

13. DeEll J.R., Lum G.B., Ehsani-Moghaddam B. Effects of multiple 1-methylcyclopropene treatments on apple fruit quality and disorders in controlled atmosphere storage //Postharvest biology and technology. – 2016b. – V. 111. – P. 93-98.

14. DeLong, J.M., Prange R.K., Harrison P.A, McRae K.B. Comparison of a new apple firmness penetrometer with three standard instruments. Postharvest Biol. Technol., 19 (3) (2000), pp.201-209. DOI: 10.1016/S0925-5214(00)00097-1

15. 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.

16. De Freitas S.T., Pareek S. (ed.). Postharvest physiological disorders in fruits and vegetables. – CRC Press, 2019. – 824 р.

17. Fan X., Mattheis J.P., Blankenship S. Development of apple superficial scald, soft scald, core flush, and greasiness is reduced by MCP //Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 1999. – V. 47. – No 8. – P. 3063-3068.

18. FAOSTAT (2024) https://www.fao.org/faostat/en/#data/Q CL/visualize

19. Ferguson I.B., Watkins C.B. Bitter pit in apple fruit //Horticultural reviews. – 1989. – V. 11. – P. 289-355.

20. Fernández V., Guzmán-Delgado P., Graça J., Santos S., Gil L. Cuticle structure in relation to chemical composition: re-assessing the prevailing model //Frontiers in plant science. – 2016. – V. 7. – P. 427.

21. Guerra W, Sansavini S (2012) Gala e le sue mutazioni: una storia senza fine. Frutticoltura 11:26–32

22. Hoehn E, Gasser F., Guggenbühl B., Künsch U. 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 Biol. Technol., 27 (1) (2003), pp. 27-37

23. Harker F.R., Maindonald J, Murray S.H., Gunson F.A., Hallett I.C., Walker S.B. Sensory interpretation of instrumental measurements 1: texture of apple fruit. Postharvest Biol. Technol., 24 (3) (2002), pp. 225-239

24. Jung, S.K., James, H., Lee, J., Nock, J.F. and Watkins, C.B. (2010). EFFECTS OF ETHYLENE INHIBITION ON DEVELOPMENT OF FLESH BROWNING IN APPLE FRUIT. Acta Hortic. 877, 549-554 DOI: 10.17660/ActaHortic.2010.877.71 https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2010.877.71

25. Jung S.K., Watkins C.B. Superficial scald control after delayed treatment of apple fruit with diphenylamine (DPA) and 1-methylcyclopropene (1-MCP) //Postharvest Biology and Technology. – 2008. – V. 50. – No 1. – P. 45-52.

26. Kingston C.M. Maturity indices for apple and pear. Hortic. Rev., 13 (407) (1992), p. 32

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

28. Knorr, D., Kho, 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

29. 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

30. 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

31. Mattheis J.P., Rudell D.R., Hanrahan I. Impacts of 1-methylcyclopropene and controlled atmosphere established during conditioning on development of bitter pit in ‘Honeycrisp’apples //HortScience. – 2017. – V. 52. – No 1. – P. 132-137.

32. Meitha K., Pramesti Y., Suhandono S. Reactive oxygen species and antioxidants in postharvest vegetables and fruits //International journal of food science. – 2020. – V. 2020. – No 1. – P. 8817778.

33. 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

34. Muder A. et al. Apple production and apple value chains in Europe //European Journal of Horticultural Science. – 2022. – Т. 87. – №. 6. – С. 1-22. ISSN 1611-4426 print, 1611-4434 online | https://doi.org/10.17660/eJHS.2022/059 | © ISHS 2022

35. Musacchi S., Serra S. Apple fruit quality: Overview on pre-harvest factors //Scientia horticulturae. – 2018. – Т. 234. – С. 409-430

36. Palmer J.W. The future role of crop physiologists, a personal view. Acta Hortic., 1058 (2014), pp. 209-220

37. Pesis E., Ebeler S.E., de Freitas S.T., Padda M., Mitcham E.J. 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. – 2010. – V. 90. – No 12. – P. 2114-2123.

38. Prange R.K., Wright A.H., DeLong J.M., Zanella A. 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 Hortic. – 2013. – V. 1071. – P. 389-396.

39. Rozman C, 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

40. Rupasinghe H.P.V., Murr D.P., Paliyath G., DeEll J.R. Suppression of alpha-Farnesene Synthesis in ‘Delicious' Apples by Aminoethoxyvinylglycine (AVG) and 1-Methylcyclopropene (1-MCP) //Physiology and Molecular Biology of Plants. – 2000a. – V. 6. – P. 195-198.

41. Saure M. C. Why calcium deficiency is not the cause of blossom-end rot in tomato and pepper fruit–a reappraisal //Scientia Horticulturae. – 2014. – Т. 174. – С. 151-154.

42. Shi, Menghan. "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)." (2021).

43. Streif, J., Kittemann, D., Neuwald, D.A., McCormick, R. and Xuan, H. (2010). PRE- AND POST-HARVEST MANAGEMENT OF FRUIT QUALITY, RIPENING AND SENESCENCE. Acta Hortic. 877, 55-68 DOI: 10.17660/ActaHortic.2010.877.2 https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2010.877.2

44. 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.

45. Watkins C.B. Overview of 1-methylcyclopropene trials and uses for edible horticultural crops //HortScience. – 2008. – V. 43. – No 1. – P. 86-94.

46. Watkins C.B., Bramlage W.J., Brookfield P.L., Reid S.J., Weiss S.A., Alwan T.F. Cultivar and growing region influence efficacy of warming treatments for amelioration of superficial scald development on apples after storage //Postharvest biology and technology. – 2000. – V. 19. – No 1. – P. 33-45.

47. WB. (2019). Total and Urban Population. Data of the World Bank. Official website. Retrieved from https:// data.worldbank.org/indicator

48. Weber A., Brackmann A., Anese R.D.O., Both V., Pavanello E.P. 'Royal Gala' apple quality stored under ultralow oxygen concentration and low temperature conditions //Pesquisa Agropecuária Brasileira. – 2011. – V. 46. – P. 1597-1602.

49. Weber A., Neuwald D.A., Kittemann D., Thewes F.R., Both V., Brackmann A. Influence of respiratory quotient dynamic controlled atmosphere (DCA–RQ) and ethanol application on softening of Braeburn apples //Food chemistry. – 2020. – V. 303. – P. 125346.

50. WHO. (2020). COVID-19 and Food Safety: Guidance for Food Businesses. Department of Communications, the World Health Organization of the United Nations. Official website. Retrieved from https://www.who. int/publications/i/item/covid19-and-food-safety-guidance-forfood-businesses

51. Zanella A. 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. – 2003. – V. 27. – No 1. – P. 69-78.