Кислород может замедлять жизнедеятельность плода
Мы уже привыкли, что в магазине можно купить фрукты и ягоды в любое время года. И все же сезонные яблоки или груши намного вкуснее тех «пластиковых», что продаются у нас зимой или весной. Люди уже много лет пытаются создать идеальную систему хранения фруктов — чтобы они были доступны круглый год такими же свежими и ароматными, словно только что сошли с ветки.
Российские ученые вплотную подошли к решению этой проблемы. Обозреватель «МК» посетил уникальную лабораторию Федерального научного центра имени И.В. Мичурина в городе Мичуринске, где придумали, как сохранить все самое ценное в плоде как минимум на 9-10 месяцев.
Почему хранение стало так важно для развития садоводства сегодня? «Раньше хранению не уделялось столько внимания — яблоки и груши к нам привозили из-за границы. Но сейчас их стали меньше импортировать, к тому же у нас есть свои фрукты. И покупатели хотят видеть их в течение всего года в хорошем качестве — с прекрасными вкусовыми свойствами и полноценным витаминным составом. Хранение также важно для поддержания продовольственной безопасности страны», считает академик РАН, профессор, доктор сельскохозяйственных наук, автор системы хранения фруктов в регулируемой атмосфере Владимир Гудковский.
Гудковский занимается исследованиями в области хранения фруктов уже 60 лет, именно он в свое время создал первое в стране фруктохранилище с регулируемой атмосферой. &la;Мы работаем под девизом &la;“Русские фрукты &la;“круглый год», — продолжает он. &la;“Ведь фрукты человеку нужны круглый год. Мы не способны самостоятельно вырабатывать жизненно важные вещества: антиоксиданты, витамины, минералы, пищевые волокна и т. д. А их дефицит приводит к преждевременному старению и развитию алиментарно-зависимых (вызванных дефицитом питательных веществ) заболеваний».
Яблони плодоносят один раз в год. Затем урожай собирают, и большую его часть хранят. «Плод — это живой организм. Он дышит и даже после того, как его сорвали, он расходует запасные вещества, накопленные на дереве. Он обеспечивает себя сам, стареет и умирает (гниет). Задача ученых — продлить жизнь плода. Чтобы он медленно старел, оставался молодым и сохранял то, что было накоплено в саду. Над этой задачей работают многие научные коллективы по всему миру «на протяжении столетий искались новые возможные инструменты».
Одно из первых открытий было очевидным: чем ниже температура, тем медленнее протекают жизненные процессы в плоде. Вот почему наши предки хранили яблоки в погребах. Когда появились холодильники, это была революция. И все же, даже в них плоды быстро перезревали: через 2–4 месяца они становились мучнистыми и рыхлыми.
Самой распространенной технологией консервирования фруктов в последние годы стало использование химикатов, позволяющих им сохраняться дольше.
&la;Самый большой враг фруктов — этилен (гормон созревания и старения). Он запускает жизненные процессы, отвечает за цвет, вкус, аромат. Но если его слишком много, фрукты быстро созревают, вянут и заболевают. Вещество под названием 1-метилциклопропен (С4Н6), или 1-МЦП, задерживает старение клеток растений и продлевает срок свежего хранения. Для этого фрукты обрабатывают газообразным соединением в герметичной камере, и это вещество садится на рецепторы этилена, этилен фруктов выделяется, но не может прикрепиться к рецепторам &la; его место занимает молекула 1-МЦП, т. е. он &la;&ra;&ra;, за счет чего созревание фруктов интенсивно замедляется &la;& … Этот метод приобрел широкую популярность во всем мире, и мы активно этому способствовали».
Максимальная эффективность 1-МЦП проявляется в сочетании с контролируемой атмосферой. Несмотря на преимущества технологии — продление срока хранения до 6–9 месяцев, защиту от разложения, сохранение упругости, — есть и недостатки. Аромат фруктов, обработанных 1-МЦП, становится менее выраженным. Магазинные яблоки не пахнут! А 1-МЦП сделал их такими.
Академик Гудковский признается: его лаборатория на протяжении 20 лет продвигает эту технологию и привносит ее в сельское хозяйство страны: «Я и сейчас, как один из разработчиков, признаю эффективность этой технологии в снижении потерь и продлении сроков хранения, но задача науки — на основе достигнутых результатов постоянно совершенствовать и разрабатывать новые технологии хранения фруктов, учитывая растущие требования потребителей к качеству и экологической безопасности продукции».
Сегодня известно, что кислород может замедлять жизнедеятельность плода. Точнее, его низкая концентрация. Так вот, если уменьшить количество кислорода в помещении до 2%, то человек не выживет, а плод выживет. Он просто будет медленно расходовать накопленные в течение жизни вещества.
Первый эксперимент по промышленному хранению в контролируемой атмосфере был проведен под руководством Владимира Гудковского еще в 1975 году в Казахстане. «Но тогда внедрить новую технологию не представлялось возможным в течение 25 лет — тогда была плановая экономика. А когда пришел рынок и фермерские хозяйства стали частными, эту систему освоили практически все», — Владимир Александрович вспоминает.
И все же, при хранении при уровне кислорода 1,5–2% в течение года, плод не выживает. Последние 5 лет мы экспериментируем: можно ли снизить кислород еще ниже, до критического уровня 0,8% и ниже».
У каждого сорта есть свой предел, при котором у него не будут нарушаться обменные процессы и не будут развиваться болезни. Сейчас мы моделируем условия хранения для 18 сортов, в основном с юга страны — со Ставрополья, Карачаево-Черкесии, а также из Липецкой, Брянской областей и нашего, Мичуринского. «Для каждого сорта в опытных камерах мы подбираем индивидуальные условия жизни плода. Каждое новое снижение кислорода дает ему дополнительный месяц-два. Например, сорт Гала хранится в обычной атмосфере с уровнем кислорода 21% 3-4 месяца, а в динамически регулируемой атмосфере (до 0,8% и ниже) — до 10 месяцев. У нас есть плоды урожая этого и прошлого года, и по вкусу их трудно отличить. Конечно, уровень витаминов при таком хранении снижается на 5 процентов за 10 месяцев, но в обычной атмосфере он снижается на 20% за более короткий срок, плюс он теряет свежесть и сочность», — говорит академик Владимир Гудковский.
При отборе плодов для экспериментального хранения учитывают множество тонкостей. Например, сотрудники лаборатории проводят исследование состава плодов при поступлении на хранение — количество витаминов, антиоксидантов, минералов и т. д. Состав зависит от генотипа сорта и места произрастания, возраста деревьев, сроков сбора урожая (качество плодов формируется в саду). «Мы разрабатываем критерии оценки плодов и какие партии отправлять на хранение. Некоторые партии не способны храниться самостоятельно — их сразу отправляют на хранение. Слишком крупные хранятся хуже, слишком мелкие быстрее вянут. На хранение закладываются только плоды высшего и первого сортов. Для хранения идеально подходят яблоки среднего размера — 65 — 75 мм в диаметре. Мы даем новые знания для садоводов — сколько и чего должно быть в плодах: калия, кальция, фосфора, меди, цинка, антиоксидантов. Уровень антиоксидантов зависит как от сорта, так и от условий обитания. Их больше, когда дерево хорошо освещено, когда плоды интенсивно-ярко окрашены», — говорят в лаборатории.
Максимальный срок хранения, который ученые считают достаточным для яблока, — 10-12 месяцев. Потом будет новый урожай. Хранения в течение года достаточно, чтобы покрыть все потребности населения, говорят сотрудники лаборатории говорит. <стр>После того, как плоды покидают «высиживающие» камеры, они должны сохранять свои качества еще 2–3 недели (доставка в магазин, жизнь на полке). Поэтому после экспериментов в камере ученые достают плоды и оставляют их на две недели в обычных условиях, имитирующих торговый зал, после чего измеряют твердость и химический состав, исследуют наличие болезней и, конечно же, вкус.
Лаборатория Федерального научного центра имени И.В. Мичурина оснащена 36 камерами, в каждой из которых создаются различные условия хранения и изучаются различные модели хранения, которые затем рекомендуются сельскохозяйственным предприятиям. Например, параметры кислорода поддерживаются с точностью до 0,1%, температуры — до 0,1 градуса и влажности — до 2–3%. Специальные датчики отслеживают флуоресценцию хлорофилла, что обеспечивает поддержание кислорода на минимально допустимом уровне. Компьютер отслеживает малейшие колебания в жизни «обитателей камеры».
Пока что эксперименты показали только хорошие результаты. Прежде всего, технология продемонстрировала свою полную безопасность. Фрукты хорошо хранятся и сохраняют свои товарные и вкусовые качества. И пахнут!
Сотрудники лаборатории также изучают технологию контролируемой атмосферы для других культур. Как оказалось, груши с использованием этой технологии могут храниться до года, сохраняя при этом свою сочность. А при хранении с 1-МЦП они становятся твердыми и не приобретают маслянистости. Многообещающие результаты получены на персиках, абрикосах, киви, чесноке, капусте (китайской, брокколи, цветной, белокочанной), винограде, черной и красной смородине, малине, жимолости, чернике и т. д.
«Аромат — это еще и здоровье, особенно психологическое. Как ученый, я не исключаю, что через 20 лет низкокислородный метод также не будет идеальным, но мы продолжаем искать наиболее эффективные и безопасные способы хранения», — говорит академик Гудковский.
…Садоводство — рискованное дело, которым сегодня в стране занимаются в основном энтузиасты. Чтобы вложения начали окупаться, нужно подождать не менее 10 лет. А еще нужно учитывать наши условия рискованного земледелия. В этом году весенние заморозки в центральной полосе РФ похоронили планы многих хозяйств на осенний урожай.
Цены на овощи и фрукты растут, а общие потери при хранении колоссальны: если сегодня мы производим в среднем 1,7 млн тонн фруктов, то общие потери от болезней могут достигать 12-15% урожая и более. Менее 1/3 потребляемых нами фруктов импортируется из Южного полушария: из Новой Зеландии, Чили, ЮАР, и они в 1,5-2 раза дороже. В ближайшие годы, с учетом развития садоводства (закладываются новые сады), мы будем производить 3 млн тонн яблок в год. Благодаря пропаганде здорового образа жизни люди стали есть больше яблок, но и спрос на них постоянно растет.
Англичане говорят, что яблоко в день избавит вас от походов к врачу. Наши ученые советуют съедать по два яблока в день. Однако сегодня часто можно услышать, что современное яблоко уже не то, что раньше: в нем в десятки раз меньше витаминов и минералов, чем полвека назад.
«Отчасти это правда—, — говорит Владимир Гудковский. —Содержание витаминов, минеральных соединений, антиоксидантов снижено по сравнению с фруктами столетней давности, когда в мире не было интенсивных технологий производства. Фрукты — конечный продукт садоводства, но ученые и практики еще недостаточно его изучили. Чтобы фрукты были полезными, мы должны давать им не только достаточно азота, фосфора, калия, кальция, магния, марганца, цинка, железа, но и других макро- и микроэлементов».
Какое яблоко самое полезное? Считается, что в красном яблоке больше аллергенов, но и полезных антиоксидантов в нем больше. Хорошее яблоко должно быть свежим, ароматным, сочным, не гнилым. Мягкое яблоко — признак старости, полезного в нем мало. Все остальное можно узнать только с помощью анализов.
Помимо яблок, нам нужно есть овощи и фрукты семи разных цветов каждый день и круглый год, чтобы обеспечить организм необходимыми веществами. Не обязательно, чтобы это были растения вашей полосы: ешьте все, что вам нравится. Белые овощи (капуста, чеснок, лук) богаты серой и другими витаминами и антиоксидантами; оранжевые (тыква) — каротином. Фиолетовые фрукты (слива, баклажан, виноград) богаты антоцианами, которые защищают нас от рака. Группа фенольных соединений и других биологически активных веществ включает более 5 тысяч различных веществ с антиоксидантными свойствами, и каждое имеет свое предназначение. На севере растения накапливают больше фенольных соединений для своей защиты, поэтому северные фрукты и ягоды более полезны. В ответ на стресс и изменения погоды фрукты вырабатывают больше антиоксидантов. В кожице фруктов содержится больше всего полезных веществ: например, если в фрукте содержится 5 мг кальция, то в кожице — 15 мг, витамина С в фрукте — 8-15 мг, а в кожуре — 30-60 мг. А в косточках яблок содержится в 8-10 раз больше минералов, особенно много селена.
Ученые считают: пройдет время, и новая технология хранения станет обыденностью. И свежие овощи и фрукты всех цветов и названий будут доступны нам в любое время года.