Отрасли плодоводства отводится особая роль в вопросе насыщения потребительского рынка и обеспечения населения республики продуктами питания. Плоды и ягоды являются одним из основных источников витаминов и биологически ценных веществ, имеющих лечебно-профилактическое значение для человека. Оптимальная потребность в плодово-ягодной продукции для Беларуси составляет около 1 млн т в год. Для создания эффективной структуры плодово-ягодного сектора необходимо сформировать около 75% его рыночного фонда за счет собственного производства, а остальные 25% приобретать по импорту, главным образом за счет ввоза цитрусовых, субтропических и тропических фруктов.
Существующий баланс потребления свежих плодов в течение года свидетельствует о нехватке отечественной продукции зимой и особенно весной из-за недостаточных мощностей для ее хранения, значительных потерь при хранении, а также отсутствия в насаждениях оптимального набора сортов, обладающих высокой потенциальной лежкостью плодов.
Благодаря принятию Государственной целевой программы развития плодоводства на 2004—2010 гг. «Плодоводство», утвержденной постановлением Совета Министров Республики Беларусь 31.05.2004 г. №645, с изменениями от 30.05.2007 г. №713, в стране заметно активизировалась работа по закладке новых садов и ягодников, укреплению материально-технической базы плодоводческих хозяйств, строительству плодохранилищ. В рамках реализации программы к концу 2010 г. предусматривается ввести в эксплуатацию мощности по хранению плодов на 56,04 тыс. т в 64 сельхозорганизациях различной формы собственности за счет нового и завершения начатого строительства, а также реконструкции имеющихся плодохранилищ.
Анализ современного состояния плодоводства в Беларуси показывает, что хранение плодов и ягод до сих пор относится к числу наиболее слабых его звеньев. На начало 2009 г. в республике насчитывалось 120 плодохранилищ (из них с охлаждением — 60) общей емкостью 67,4 тыс. т (табл. 1), в том числе: на предприятиях Белкоопсоюза — 34 (9,9 тыс. т), в розничной торговле и общественном питании — 62 (28,9 тыс. т), в сельскохозяй¬ственных организациях — 24 (28,6 тыс. т) (с учетом 11, построенных по программе «Плодоводство»). Еще 53 плодохранилища на 45,94 тыс. т запланированы к вводу к концу 2010 г., благодаря чему общая емкость хранения в республике достигнет 113,34 тыс. т. При условии полного и рационального ее использования этого будет достаточно для обеспечения минимальных нужд страны.
Для повышения конкурентоспособности отечественных плодов на внутреннем, а в перспективе — и внешнем рынках необходимо максимальное продление их лежкости, что возможно только при наличии оборудованных хранилищ, используемых исключительно для плодовой продукции. Поэтому более половины имеющихся в стране хранилищ подлежат коренной модернизации.
Из всего многообразия способов хранения плодов (схема) на практике сегодня применяют 4 типа газовой среды (табл. 2).
Хранение плодов в силу нежной их структуры требует использования более современных и технически сложных подходов по сравнению с другими видами сельхозпродукции и в первую очередь — регулируемой газовой среды (РГС) как наиболее перспективного способа, обеспечивающего существенное продление сроков хранения, высокое качество и снижение потерь продукции.
В государствах Западной Европы и США вместимость хранилищ с РГС с каждым годом растет. Во многих странах объем яблок, которые составляют основную массу хранящихся фруктов, в холодильных камерах с РГС достигает в настоящее время 25—50% и более от общей холодильной емкости для хранения фруктов. В Великобритании, например, в РГС сохраняется около 90% яблок, в Италии и Нидерландах — более 50%. Во Франции емкость холодильных камер с РГС — более 1,75 млн куб. м (около 350 тыс. т плодов), или 40% от вместимости всех фруктовых холодильников. В Польше в РГС сберегают около 20% всех закладываемых на хранение яблок, а это более 100 тыс. т. Значительно расширяется закладка в условиях РГС другой плодово-ягодной продукции — десертных сортов груши, сливы, черешни, земляники садовой, малины, голубики. В Беларуси строительство плодохранилищ с РГС находится в начальной стадии: к 2009 г. их насчитывалось всего 5 общей емкостью 11,5 тыс. т — в СПК «Остромечево» Брестского, СПК «Прогресс-Вертелишки» Гродненского, СПК «Агро-Лозы» Волковысского, ООО «Арника» Могилевского районов и в Институте плодоводства. В текущем году в ОАО «Александрийское» Шкловского района планируется к вводу самое крупное плодохранилище в стране емкостью 6,5 тыс. т, половина которой предназначена для хранения продукции в РГС.
Принцип хранения в РГС заключается в резком снижении содержания кислорода в охлажденной камере за счет замены его азотом (от генератора азота или из баллонов) и поддержании определенного уровня выделяемого плодами углекислого газа с помощью адсорберов. Таким образом, в зависимости от вида продукции формируется атмосфера хранения со следующим составом газов: азот — 94%, кислород — 1—3%, углекислый газ — 2—5% (для сравнения: в нормальной атмосфере содержится 78% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, 0,03% углекислого газа и следы других газов). Влажность воздуха должна быть на уровне 90—95%, а температура устанавливается в зависимости от вида и помологического сорта продукции — от 0 до + 6 єС. Таким образом, хранение плодов в РГС можно охарактеризовать как хранение в атмосфере с измененным газовым составом — с заданными концентрациями кислорода, углекислого газа и азота при сравнительно низкой температуре и высокой относительной влажности воздуха.
Технология регулируемой атмосферы требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат, которые на 25% превышают расходы на обычное холодильное хранение. Однако за счет увеличения длительности хранения и, соответственно, более высоких цен реализации достигается существенный экономический эффект (40—60% дополнительной прибыли). Сроки окупаемости капитальных вложений составляют 3—4 года, а при больших объемах закладки — менее двух лет.
Следует подчеркнуть, что применение РГС экономически оправданно и целесообразно для наиболее лежких, ценных и привлекательных для потребителя сортов. Перечислим преимущества такого хранения по сравнению с обычным холодильным:
• значительное увеличение выхода стандартной части продукции (на 10—35%);
• продление сроков хранения на 3—4 и более месяцев;
• сохранение высокого качества товара;
• снижение общих потерь от болезней более чем в 2 раза;
• хранение восприимчивых к низким температурам плодов и экономия энергоресурсов;
• закладка партий плодов с разной степенью зрелости (съемной и потребительской);
• более длительное сохранение товарного вида и возможность более продолжительной товарной обработки плодов после выгрузки из хранилища вследствие их замедленного созревания.
Анализ имеющегося зарубежного и отечественного опыта позволяет сформулировать рекомендации по строительству новых и реконструкции существующих хранилищ с РГС в республике:
• строительство новых плодохранилищ с РГС целесообразно производить по типовым проектам с применением сэндвич-панелей, закрепляемых на металлоконструкции каркаса;
• изоляцию камер в зданиях при реконструкции необходимо осуществлять посредством напыления полиуретановой пены на стены;
• из других конструктивных особенностей в обоих случаях следует использовать раздвижные двери со смотровым окном для обеспечения надежного уровня газо-, паро- и теплоизоляции и возможности контроля за состоянием продукции.
Техническое оснащение плодохранилищ состоит из холодильного и технологического оборудования для создания газовой среды. В комплект технологической части входят генератор азота, адсорбер углекислого газа, конвертор кислорода, компенсационные мешки, гидрозатворные клапаны, контрольно-измерительная аппаратура. Большая часть из перечисленного выпускается за рубежом, однако, учитывая общую потребность республики, возникает необходимость освоения отечественного производства данного оборудования.
Следует отметить, что реконструкцию имеющихся плодохранилищ целесообразно выполнять под хранение в нормальной атмосфере с модернизацией или заменой устаревшего холодильного оборудования, а новые плодохранилища строить для создания РГС по типовому проекту модульного типа. За 1 модуль может быть взята отдельная камера емкостью 100 т для более удобного расчета, снижения общих капиталозатрат и экономичного использования площади и нагрузок на оборудование. Снизить затраты на строительство и хранение на 25—30% позволяет менее энергоемкое холодильное и технологическое оснащение и внедрение элементов малозатратных технологий:
• использование отечественных металлоконструкций и сэндвич-панелей «Изобуд»;
• применение более дешевого холодильного оборудования (компрессоров, моноблоков, холодильных камер) российского производства «Polair»;
• замена генераторов азота на баллонный азот;
• отказ от конверторов (сжигателей) кислорода и регулирование его уровня посредством дыхания плодов («биотехническая» технология).
Для предпродажной доработки продукции современное хранилище должно быть укомплектовано сортировальной линией с производительностью, достаточной для 2—3-суточной переборки и фасовки одной вскрытой камеры. Наиболее широко используются линии сухой и «мокрой» (с мойкой и подачей воды) сортировки производства фирм Van Wamel B.V. Perfect и Greefa B.V. (Голландия), Agrimat di Piero Morini (Италия), Maf Agrobotik (Франция), Aweta (Голландия), Maf Agrobotik (Франция), позволяющие проводить разделение плодов на фракции по диаметру, весу и покровной окраске кожицы. Общая потребность в сортировальных линиях в Беларуси составляет около 150 единиц.
Возрастающие объемы хранения свежей плодовой продукции требуют научного и технологического обеспечения этого процесса. Помимо этого, переход современного плодоводства республики на интенсивные технологии выращивания деревьев, использование клоновых подвоев различной силы роста, уплотненных схем посадки растений и разных систем содержания почвы, «жесткой» обрезки деревьев, высоких доз удобрений и средств защиты требуют оценки влияния данных агротехнических приемов на лежкоспособность и качество допущенных к производству сортов. Поэтому для имеющихся и строящихся плодохранилищ необходимо разработать и реализовать наиболее экономичные технологии хранения, способствующие максимальному сбережению качества и сокращению потерь продукции без привлечения больших материальных средств.
Институтом плодоводства в рамках выполнения заданий раздела «Научное обеспечение» Государственной целевой программы развития плодоводства на 2004—2010 гг. «Плодоводство» и Научно-технической программы Союзного государства «Повышение эффективности производства и переработки плодоовощной продукции на основе прогрессивных технологий и техники на 2005—2007 гг.» уже разработаны технологические регламенты хранения некоторых сортов яблони и груши. В результате исследований выявлено, что при хранении яблок в регулируемой газовой среде выход здоровых плодов увеличивается на 13,2—42,1% (рис. 1), существенно снижается уровень их увядания, что позволяет рекомендовать РГС в первую очередь для хранения сортов с повышенной естественной влагоотдачей, сокращаются общие потери от различных заболеваний. Уровень рентабельности при этом возрастает на 113,1—123,3% в зависимости от сорта по сравнению с хранением в обычной газовой среде, а общий экономический эффект составляет от 210,3 до 227,3 долл. США на 1 т продукции.
Для обеспечения научного сопровождения процесса хранения новых сортов яблони и груши, а также плодов десертных косточковых и ягодных культур, производственные насаждения которых в больших объемах закладываются в рамках программы «Плодоводство», необходима разработка новых научно-технических заданий по изучению газовых и температурных режимов хранения вышеуказанной продукции, а также оценки ее качества.
Исследования последних лет показали, что реакция сортов на условия хранения меняется во времени. Наблюдение и точное измерение скорости дыхания плодов в хранилище являются основанием для автоматического регулирования и изменения состава атмосферы в зависимости от требований сорта. В связи с этим необходимо глубокое знание физиологии плодов.
Использование современных методов изучения качества продукции и динамики морфологических и химических показателей плодов и ягод позволяет на более глубоком уровне выявлять закономерности и делать соответствующие практические выводы. Поэтому, помимо комплекса широко применяемых методов и оборудования по определению биохимического состава и гигиенических характеристик, важным является использование приборов, определяющих внешние качественные параметры, которые составляют основы стандартов по свежему плодово-ягодному сырью (рефрактометр, пенетрометр, титратор, плотномер и др.). Необходимо также применять новые комплексы оборудования с программным обеспечением: установки по измерению физико-химических показателей — твердости мякоти, содержания крахмала и сахара — в плодах яблони и груши, мини-спектрофотометры для определения окраски плодов, установки для определения прочности мягких фруктов (сливы, вишни, черешни) и ягод и др.
В научных исследованиях и на практике получают развитие неразрушающие методы оценки качества плодов и ягод:
• рефлексно-резонансная спектроскопия;
• люминесцентно-микроскопический анализ локализации основных структурных и химических элементов клетки, в первую очередь кальция;
• хемилюминесцентный метод определения эндогенных антиоксидантов;
• хроматографическое изучение процессов дыхания и выделения ароматических летучих соединений;
• оценка электрического сопротивления мякоти плодов и др.
Возможно, в будущем будет развиваться система экспертизы, когда в более широком объеме автоматизированным способом можно будет использовать доступные базы данных о плодах и саде, откуда они происходят. Многие показатели (место выращивания, подвой, вариант обрезки, применяемые удобрения, система содержания почвы и др.) влияют непосредственно или косвенно на качество плодов и ягод и их реакцию на условия хранения. Важны сведения о временных рамках и условиях опыления цветков, прореживании, количестве плодов, накоплении питательных веществ в завязи и развивающихся плодах, климатических характеристиках (температуре, осадках, солнечной радиации). Каждый из перечисленных компонентов может модифицировать реакцию плодов на условия хранения.
Ценными источниками информации в этом отношении являются также сведения о степени зрелости в момент уборки плодов и в начале хранения, условиях в хранилище (температура, состав газовой среды, сроки охлаждения, отклонение от оптимума показателей и их длительность), результаты оценочного ежемесячного контроля плодов, скорость их дыхания и тенденции изменения качества. Объем собранных данных, используемых в математических моделях для конкретного сорта с применением разных переменных, является основанием для поиска недостающих или постоянно изменяющихся параметров. В Голландии, например, при помощи ЭВМ уже разработаны целостные программы для оценки поведения плодов во время хранения в РГС. Создание подобных программ в Беларуси должно найти свое место в научных исследованиях и на практике.
Только максимальное использование достижений науки и практики по вопросам хранения плодов, внедрение перспективных методик и технологий, комбинирование различных способов товарной обработки и длительного хранения плодов с заданными параметрами качества, отбор однородных партий для различных сроков и способов хранения на основе прогноза их лежкости позволят свести потери к минимуму и значительно продлить сроки реализации свежей плодово-ягодной продукции.