Качество является субъективным и несколько туманным атрибутом, состоящим из компонентов, которые варьируют в зависимости от различных культур Brassica и отношения отдельных потребителей. В основном эти компоненты могут быть сгруппированы под четырьмя общими заголовками:
- внешний вид: цвет, блеск, вязкость, размер и форма, явные дефекты;
- тактильные качества или текстура в руке, на пальце и во рту;
- запах и вкус или аромат;
- скрытые факторы, такие как пищевая ценность и наличие либо безвредных примесей, либо токсичных элементов.
Общие сведения
Все больше исследований и разработок, ориентированных на потребности потребителей овощей рода Капуста (Brassica), уделяют все больше внимания сохранению качества после сбора урожая, при хранении, во время транспортировки и во время демонстрации. Это контрастирует с предыдущими целями, которые почти исключительно были направлены на повышение эффективности и результативности операций на полевом этапе для достижения наибольшей отдачи от единиц используемых ресурсов земли, труда и капитала. Недавние изменения в маркетинговых системах в значительной степени определили и привели к этой революции в отношении производителей. В настоящее время супермаркеты контролируют большую часть продаж овощей и зелени в развитых странах и, во все большей степени, методы производства в развивающихся странах, которые поставляют продукцию. Супермаркеты устанавливают критерии качества в том виде, в каком оно будет представлено покупателям в их магазинах в конце дистрибьюторской цепочки. Производители и поддерживающие их исследовательские службы должны обеспечивать сохранение качества на послеуборочной стадии, и этот спрос, в свою очередь, приводит к изменению требований к исследованиям.
Начало этого изменения можно обнаружить в 1950-х годах, когда перерабатывающие компании вышли на рынок овощей Brassica с «быстрозамороженными свежими продуктами». Обрабатывающие предприятия разработали строгие процедуры контроля и обеспечения качества, которые применялись в момент поступления урожая на их заводы. Производители получали согласованные рыночные цены до сбора урожая, но взамен должны были поставлять продукцию, соответствующую строгим стандартам качества с точки зрения внешнего вида, отсутствия повреждения вредителями и патогенами, соблюдения правил, касающихся использования агрохимикатов и, все больше, качество питания. Эта система испортилась, когда сами переработчики столкнулись с финансовым давлением и расторгли свои контракты в 1980-х годах. Процедуры контроля и обеспечения качества, разработанные за этот период, были приняты и значительно усовершенствованы супермаркетами.
Доставка высококачественных свежих овощей Brassica в супермаркет и далее к потребителю в настоящее время является доминирующей маркетинговой целью производителей. Качество сырого продукта, когда он покидает поле, в значительной степени определяется взаимодействием роста растений, характеристик сорта, окружающей среды и агротехники. Степень сохранения качества после сбора урожая зависит от эффективности систем послеуборочной обработки, хранения и транспортировки. Привлекательная упаковка повысит ценность продукции хорошего качества, но мало что сделает для повышения внешней привлекательности некачественных товаров с дефектами.
Капустные овощи продаются в основном как свежие продукты, хотя их можно упаковывать в модифицированной атмосфере с более высокой концентрацией углекислого газа и меньшим количеством кислорода по сравнению с условиями окружающей среды и хранить при пониженных температурах. Значительное количество цветной капусты и особенно брокколи подвергаются шоковой заморозке, и их можно рассматривать как полуфабрикаты.
Критерии качества культур рода Капуста (Brassica)
Цвет и блеск
Цвет и блеск являются продуктами света, отраженного от рассматриваемой культуры Brassica. Они возникают из-за того, что количество света, отраженного пропорционально количеству света, поглощаемому растительными пигментами. Таким образом, белизна «творога» цветной капусты является результатом почти полного отсутствия пигментации, что приводит к очень высокой доле света, отражаемого на наблюдателя. Пигменты, такие как зеленый хлорофилл, которые присутствуют в больших количествах в большинстве культур Brassica, в значительной степени способствуют повышению внешней привлекательности. Кочаны капусты, кочанчики брюссельской капусты и зеленые побеги брокколи (калабрезе) требуют от потребителя внешнего вида свежести, который ассоциируется с зеленым и глянцевым внешним видом.
Некоторые культуры, такие как краснокочанная капуста и «творог» цветной капусты, считаются качественными из-за присутствия привлекательных красных, оранжевые или желтые антоциановые пигменты. В цветной капусте может быть до 100 раз больше витамина А по сравнению с белым «творогом». Окрашенная цветная капуста стала очень популярной во всем мире с тех пор, как в начале 90-х гг. в Великобритании и Северной Америке начались исследования. Напротив, пожелтение листвы и цветов связано со старением и неприемлемо для розничных потребителей. Следовательно, цвет является важным фактором для быстрой оценки качества продукции и принятия последующих решений о покупке.
У красной редьки (Raphanus sativus), например, изменения окраски (градус оттенка, насыщенность цвета) соответствовали послеуборочным изменениям растворимых и нерастворимых пектиновых веществ, общего количества глюкозинолатов и алкенилглюкозинолатов (Schreiner et al., 2003). В этом исследовании уменьшение покраснения (увеличение/уменьшение градуса оттенка) соответствовало увеличению растворимого пектина и уменьшению нерастворимого пектина, что указывает на старение и потерю хрусткости. Снижение цветности (отрицательное изменение цветности) выявило потерю общего количества глюкозинолатов и, следовательно, снижение вкуса. Оценка изменений цвета с помощью колориметров обеспечивает быстрое и неразрушающее средство измерения послеуборочного качества продукта (Huyskens-Keil, 2003).
Чистый, глянцевый внешний вид значительно улучшает внешнее качество овощей Brassica. Эту привлекательность усиливает пленка или капельки влаги на поверхности листьев или бутонов. Влажные пленки или капли увеличивают направленное отражение света по сравнению со светом, который отражается равномерно под всеми углами, что создает тусклую, безжизненную поверхность. Глянцевость может быть генетически связана с устойчивостью к насекомым, таким как ромбовидная моль (Plutella xylostella), но связана с недостатком, заключающимся в снижении скорости роста.
Вязкость
Вязкость описывает высокий уровень внутреннего трения в полужидких веществах. Это не атрибут, обычно ассоциируемый со свежими овощами Brassica, он применяется только к таким культурам, как брюква или корни репы, когда они перерабатываются в супы и пюре. Степень вязкости таких продуктов контролируется на заводе при их изготовлении и отражает требования потребителей к «жидкому» супу или очень «густому» бульону. Такие свойства находятся вне контроля производителей, которые просто поставляют сырье для переработки.
Размер и форма
Размер и форма имеют большое значение для культур рода Капуста (Brassica). Требования к размеру свежих овощей резко уменьшились параллельно с уменьшением размера семей и растущим преобладанием одиноких людей, которые готовят еду для себя. Потребители требуют продукцию, которую легко и быстро готовится и может быть съедено за один раз. Немногим розничным покупателям требуются продукты весом более 0,5 кг, а часто требуются еще меньшие порции. Следовательно, производители должны делить кочаны цветной капусты на соцветия перед упаковкой или предоставлять отдельные кочаны капусты или брокколи. Возможность представить продукты Brassica в максимальной степени свежести и набухания увеличивается по мере увеличения их использования в свежих салатах.
Форма имеет особое значение для таких культур, как цветная капуста и брокколи. Рынку требуются куполообразные головки, которые заметно отличаются от плоских головок, производимых ныне устаревшими сортами с открытым опылением. Хорошо сформированные побеги калабрезы (брокколи) или плотно упакованные кочаны пекинской капусты, белокочанной капусты или зелени являются существенными признаками качества. Эти качества часто довольно подробно определяются в протоколах, выдаваемых покупателями, работающими в супермаркетах.
Дефекты
Дефекты урожая могут иметь генетическое, физиологическое, патологическое или механическое происхождение или же возникать в результате присутствия посторонних органических или неорганических элементов.
Повреждения на поверхности, отложения насекомых, рост грибов, некротические зоны и вызванное вирусами пожелтение могут являться дефектами культур Brassica. К механическим повреждениям относятся порезы, ушибы и обесцвечивание в результате процессов сбора урожая.
Цветная капуста, вероятно, является наиболее легко повреждаемой культурой Brassica, поскольку грубое обращение приведет к повреждению и, следовательно, к понижению оценки или отбраковке головок. В тех случаях, когда кочанчики брюссельской капусты собирают механическим способом, неправильная заточка и регулировка лезвий стриппера могут очень быстро испортить ранее высококачественный урожай.
Влияние механических воздействий (падение, сжатие и обрезка) на пекинскую капусту сорта Yuki были протестированы Porter et al. (2004). Дроппинг и сжатие не влияли на товарное качество, когда продукция продавалась сразу. Хранение поврежденного продукта в течение 9 недель (при 2 °С) привело к ухудшению качества. Кочаны, которые подвергались многократной обрезке, производили меньше этилена в конце периода хранения по сравнению с началом. Это отражало удаление наружных стареющих и гниющих листьев. Товарный урожай не был улучшен за счет обрезки, что подчеркивает тот факт, что обработка после сбора урожая не может улучшить качество, а только сохранить то, что уже было установлено в поле.
Наличие посторонних предметов также испортит качество урожая. Предварительная упаковка производителя для супермаркетов предполагает строгое соблюдение стандартов качества, установленных в рамках контракта. Их легко нарушить, если, например, листья упакованы вместе с кочанчиками брюссельской капусты или почва попала в упаковку вместе с соцветиями цветной капусты.
Текстура
Текстура — это взаимодействие тех физических характеристик, которые ощущаются при осязании. Покупатели по-прежнему считают, что могут судить о качестве по внешнему виду овощей, особенно кочанов капусты. Ощущение твердости или мягкости вручную используется опытным технологом в качестве ориентира зрелости и качества для определения начала сбора урожая. Для культур Brassica более важна твердость, поскольку мягкость указывает на зарождающееся разрушение, вызванное ферментами, в результате перезревания или гниения, связанного с патогенами. Этот атрибут можно количественно определить с помощью стандартизированных пенетрометрических тестов, которые определяют скорость, с которой иглы прокалывают продукт при воздействии стандартной силы. Компрессию можно определить численно, подвергая продукт давлению стандартной массы.
Текстура во рту обычно ощущается как разжевываемость, волокнистость, зернистость, рыхлость, липкость, маслянистость или сухость. Для культур Brassica, которые готовятся перед употреблением, важно сохранение привлекательности вкуса и свежести. Это аспекты качества, которые производитель не может контролировать, поскольку они очень легко теряются при переваривании. Все чаще как листовые, так и корневые культуры Brassica потребляются в сыром виде, где сохранение свежести и аромата имеет большое значение. Здесь первостепенное значение имеет применение технологии модифицированной газовой среды при упаковке продуктов для сохранения этих качеств.
Аромат
Аромат – это совокупность вкуса и запаха. Вкус – это четырехмерная характеристика, различающая сладость, кислинку, соленость и горечь. Запах возникает в результате сочетания и взаимодействия ряда химических компонентов. Потребители не ожидают запаха от овощей Brassica, а их присутствие снижает их ценность. Экстремальные формы обработки Brassica, например, при производстве региональных деликатесов, такие как производство квашеной капусты из кочанной капусты в Германии и Северной Америке и кимчи из пекинской капусты в Корее, подчеркивают соленость и горечь как важные показатели качества.
Аромат во многом является комбинацией физических и химических компонентов. Химические компоненты могут быть идентифицированы в мельчайших деталях с помощью аналитических методов, таких как масс-спектроскопия и жидкостная хроматография, которые позволяют выделить и количественно определить молекулы, которые присутствуют в незначительных концентрациях, но которые в значительной степени влияют на вкус. В равной степени эти аналитические методы позволяют селекционерам растений выбирать отсутствие молекул, которые способствуют появлению горечи или других нежелательных свойств.
Питательная ценность
Скрытые свойства культур Brassica заключаются в их способности снижать риск онкологических заболеваний и ишемической болезни человека при употреблении в течение нескольких лет в рамках сбалансированной диеты. За последнее десятилетие было накоплено значительное количество медицинских данных об этих свойствах, которые становятся все более заметными (Mazza, 2004).
Примеры компонентов, входящих в состав Brassica, которые могут улучшить здоровье человека:
- лютеин — способствует здоровому зрению;
- сульфорафан — нейтрализует свободные радикалы; может снизить риск развития рака;
- лигнаны — могут защищать от сердечных заболеваний и некоторых видов рака; снижают уровень холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), общий холестерин и триглицериды;
- аллилметилтрисульфид, дитиотионы — снижают уровень холестерина ЛПНП, поддерживают здоровье иммунной системы.
В этом отношении культуры Brassica, такие как брокколи (калабрезе), представляют особый интерес из-за содержания в них сульфорафана, который связан с уменьшением активного кислорода в тканях и может обеспечить защиту от рака и коронарных заболеваний. Раньше культурам Brassica не хватало потребительской привлекательности в основном из-за присутствия серосодержащих аминокислот, которые выделяли неприемлемые запахи при переваривании и которые могут быть слегка токсичными. В настоящее время брокколи (калабрезе) становится очень популярным овощем для повседневного использования во всем мире со значительной пользой для здоровья человека в долгосрочной перспективе. Его рекомендуют в качестве пищевой добавки для профилактики рака с начала 1980-х годов (Nestle, 1998).
Польза для здоровья овощей Brassica связана с содержанием в них глюкозинолатов. Это группа вторичных метаболитов на основе серы, которые присутствуют по крайней мере в 16 семействах двудольных растений (Fahey et al. , 2001). Дикие и одомашненные капустные содержат более 100 различных форм молекулы глюкозинолата; все они имеют общую базовую структуру, состоящую из трех частей: β-D-тиоглюкозной группы, сульфированного оксимного фрагмента и вариабельной боковой цепи. Последняя может представлять собой алкильную или алкенильную структуру с прямой цепью, ароматическую группу в форме кольца или индольную группу. Многие распространенные овощные капусты, такие как брюссельская капуста или брокколи, содержат все три части. Они остаются неактивными в интактных клетках, но повреждение высвобождает ферменты мирозиназы, которые расщепляют глюкозинолат на несколько продуктов, особенно нитрилы и изотиоцианаты. Это источник острого и горького вкуса капустных культур, особенно приправ. Их первоначальная функция возможно, заключалась в том, чтобы обеспечить природные пестициды, активные против некоторых насекомых и позвоночных вредителей. Считалось, что некоторые продукты распада глюкозинолатов оказывают токсическое или антипитательное действие на пасущихся животных. Следовательно, селекционеры стремились снизить их содержание в таких культурах, как рапс и кормовая капуста. Им также приписывают зобогенные эффекты у людей, но недавние данные предлагают противоположное мнение об их ценности.
Появляется все больше эпидемиологических и экспериментальных данных, свидетельствующих о том, что потребление овощей Brassica снижает риск рака легких и желудочно-кишечного тракта человека (Chu et al., 2002; Lester, 2006). Имеющиеся данные свидетельствуют, например, о том, что сульфоратан, изотиоцианат, присутствующий в брокколи (калабрезе), способствует детоксикации канцерогенов, другие, такие как содержащиеся в кресс-салате, способствуют выведению токсических агентов из табачного дыма, а еще одна группа ингибирует действие канцерогенов и образование раковых клеток.
Поскольку глюкозинолаты очень лабильны, их польза для здоровья зависит от многих переменных, связанных с потреблением и метаболизмом, а также от ряда факторов, влияющих на их концентрацию в урожае, а также после его сбора, хранения и обработки. Недавние лабораторные исследования с использованием быстрого циклирования B. rapa показывают, что цинк влияет на содержание глюкозинолатов и результирующую горечь и лечебные свойства капусты (Coolong et al., 2004). В некоторых культурах, таких как краснокочанная и белокочанная капуста, концентрации глюкозинолатов остаются стабильными в течение нескольких месяцев после сбора урожая. Если послеуборочная обработка наносит физический ущерб, то это может привести к активации мирозиназы и высвобождению продуктов распада глюкозинолатов. Таким образом, по мере увеличения потребления потребителями капусты в нарезанных готовых к употреблению салатах, содержащих капусту или брокколи (калабрезе), концентрация антиканцерогенных агентов, вероятно, будет увеличиваться. Там, где посевы подвергаются термической обработке, например, при бланшировании нарезанной брокколи (калабрезе), концентрация глюкозинолатов снижается. Имеются данные о том, что ферментация, как при производстве квашеной капусты или кимчи, вызывает полную потерю глюкозинолатов. Эти предполагаемые полезные для здоровья эффекты овощей Brassica имеют серьезные последствия для производителей, розничных продавцов и потребителей. Разрабатываются стратегии селекции, направленные на получение новых «более здоровых» сортов с использованием богатой генетической изменчивости B. oleracea (Johnson, 2000).
Перенос качество с поля на хранение
Срок годности
Развитие, предварительное созревание, созревание, послеуборочное хранение и старение — это пять стадий, через которые овощи и фрукты проходят во время производства, сбора урожая, хранения и в цепочке распределения до конечной розничной продажи потребителю.
Посевы Brassica не имеют стадии созревания и старения. Эти фазы в основном характерны плодовым культурам. Стареющие культуры Brassica, как правило, непригодны для продажи и бесполезны. Развитие с точки зрения качества продукта начинается с закладки и последующего роста съедобной части. В посевах Brassica это могут быть соцветия и побеги цветной капусты и брокколи (калабрезе), почки брюссельской капусты, листья капусты, в том числе пекинской, или корни брюквы, репы и редьки. Эта фаза заканчивается, когда происходит изменение модели роста или когда прекращается естественное увеличение.
Созревание можно интерпретировать как окончательное развитие размера и качества в поле, и это момент, когда собирают товарные культуры. Период созревания культур Brassica короткий, что обеспечивает лишь короткий период, когда можно собирать урожай самого высокого качества.
Генетическая вариация
Большая изменчивость, присущая видам Brassica, привела к огромному спектру типов сельскохозяйственных культур. Эта высокая изменчивость в конечном итоге привела к разбросу сроков созревания отдельных культур, что создало большие трудности для производителей в достижении эффективного сбора высококачественной продукции. Стандартным средством преодоления различий в зрелости культур Brassica является поэтапный ручной сбор урожая. Полевой персонал визуально оценивает качество и зрелость урожая. Это очень трудоемко и неэффективно, и чрезвычайно затрудняет планирование маркетинга. Незначительные изменения погоды, приводящие к нескольким аномально жарким дням или более продолжительному холодному периоду, нарушат самые тщательно подготовленные графики уборки урожая.
Разработка гибридных культур F1 Brassica обеспечила значительный прогресс в контроле их однородности и надежности созревания, а также позволила разработать полностью механизированный сбор урожая брюссельской капусты и использовать портальные системы для таких культур, как кочанная капуста, брокколи (калабрезе) и цветная капуста. Полностью автоматизированный сбор урожая хрупких культур, таких как цветная капуста, находится на ранних стадиях разработки. Здесь программы анализа изображений используются для оценки степени зрелости «творога» цветной капусты, а электронные сигналы передаются непосредственно на автоматизированное режущее оборудование после выбора головки. Эти системы относительно дороги, но это противопоставляется растущим проблемам, с которыми сталкиваются производители Brassica во всем мире при поиске и привлечении полевого персонала, который готов взяться за сбор урожая в ненастную погоду при низких ставках заработной платы.
Переход к выращиванию рассады в модульных контейнерах специалистами по размножению значительно улучшил однородность созревания, достигнутую благодаря генетическому усовершенствованию, впервые введенному селекционерами. Размножение отделено от выращивания сельскохозяйственных культур, а выращивание рассады перед высадкой в поле тщательно изучается, контролируется и регулируется специализированными подрядчиками. Стандартная рассада механически размещается на поле с точностью и постоянством. При условии, что плодородие почвы было тщательно отрегулировано в соответствии с культурами Brassica, последующие пересадки быстро приживутся и сформируют однородную корневую систему. Как селекция гибридов F1, так и производство модульной рассады стали крупными научными достижениями, позволившими сократить изменчивость культур Brassica на стадии их зрелости и повысить их качество после сбора урожая.
Старение
Старение относится к физиологическим изменениям вкуса, состава и структуры, инициированным прекращением роста при сборе урожая. Термин порча включает старение и воздействие вредителей, патогенов, болезней и механических повреждений до и после сбора урожая. Ухудшение качества посевов Brassica может принимать различные формы, но чаще всего характеризуется хлорозом или пожелтением в результате распада пигментов хлорофилла в тканях. Доведенные до конечной стадии ткани отмирают и некротизируются. Эта завершающая стадия характеризуется обезвоживанием, полной потерей окраски и, наконец, опадением.
Плодородие и структура почвы
Поддержание плодородия и структуры почвы имеет решающее значение для достижения высокого качества урожая в поле и предотвращения его последующего ухудшения. Если плодородие почвы скорректировано для устранения дефицита макро- и микроэлементов, то доступность азота в период роста и развития сельскохозяйственных культур имеет первостепенное значение для достижения стабильного и равномерного качества. Избыточное потребление азота или, наоборот, нехватка питательных веществ в значительной степени способствуют снижению качества урожая.
Таблица. Влияние увеличения внесения азотных удобрений на качественные характеристики брюссельской капусты (Babik et al., 1996)
| 100 + 0 | ||||
| 200 + 0 | ||||
| 100 + 100 | ||||
| 400 + 0 | ||||
| 300 + 100 | ||||
| 600 + 0 | ||||
| 500 + 100 |
* Первая цифра — норма предпосевного внесения, вторая — подкормка.
Согласно Бабик и др. (1996), увеличение количества внесенного азота под брюссельскую капусту выше 400 кг/га приводит к снижению содержания сахаров и витамина C в кочанчиках (почках). Кочанчики также теряют плотность, на что указывает уменьшение сухого вещества. Это исследование подтверждает утверждение о том, что чрезмерное использование азотных удобрений при выращивании брюссельской капусты, которое изначально использовалось для повышения урожайности, особенно для культур, предназначенных для переработки, привело к повышению кислотности и снижению вкусовых качеств. Со временем эта потеря качества снизила интерес потребителей к этой культуре и, следовательно, спрос на нее.
Немедленных средств контроля наличия избытка азота в корневой зоне не существует. Однако начальный дефицит азота можно устранить до появления видимых симптомов стресса. Диагностика начального питательного стресса достигается за счет регулярного мониторинга посадок с использованием анализа листьев. Традиционно это достигается путем лабораторного анализа листьев и сока, при этом между сбором образцов и получением результатов может пройти несколько дней.
Экспресс-тесты для полевых испытаний неуклонно появляются на рынке. В настоящее время легко доступны автоматизированные и неинвазивные системы для измерения начального стресса у сельскохозяйственных культур, однако в основном они используют в качестве критерия изменения флуоресценции хлорофилла (Wydrzynski et al., 1995). Это позволяет принять корректирующие меры до того, как возникнет очевидный стресс. Как только урожай Brassica демонстрирует визуальное пожелтение, повреждение от стресса становится необратимым, и следуют изменения качества и зрелости. Подкормки хорошо растворимыми и легкодоступными удобрениями, такими как нитрат кальция, могут предотвратить развитие изменчивости, вызванной питательным стрессом, и поддерживать равномерный рост до созревания, тем самым сохраняя качество урожая и график уборки.
Влажность почвы
Влажность влияет как на поглощение питательных веществ, так и на врожденные качества продукта Brassica после сбора урожая. Водный стресс увеличивает толщину клеточных стенок, относительную сухую массу и отложение лигнина, суберина и целлюлозы, что приводит к волокнистой или древесной текстуре. Волокнистость неприемлема для розничного потребителя свежих овощей, особенно тех, которые приобретаются из-за их листьев, цветков или корневых и гипокотильных органов, как в случае с большинством культур Brassica. Качество снижается из-за неустойчивых режимов орошения, которые не обеспечивают непрерывного развития и вызывают стресс на всех стадиях роста сельскохозяйственных культур; они становятся критическими по мере приближения зрелости.
Температура
Температура обычно не контролируется при возделывании культур в открытом грунте. Однако появление полиэтиленовых пленок и мульчирования позволяет немного регулировать температуру. Мульчирование весной повышает температуру почвы и воздуха. Это ускоряет сроки пересадки и ускоряет рост, что приводит к более раннему созреванию. Сроки удаления мульчи становятся критически важными в конце весны или в начале лета для поддержания качества таких культур, как брокколи, листовая и кочанная капусты и некоторые виды ранней продукции репы. Низкие полевые температуры наносят ущерб и снижают качество, особенно когда урожай приближается к стадии созревания. Быстрые изменения температуры изменяют скорость роста и вызывают стресс, что приводит к снижению качества.
Пестициды
Применение пестицидов направлено на сохранение качества за счет предотвращения прямого повреждения вредителями или патогенами или за счет уничтожения конкуренции сорняков. Сами пестициды также могут отрицательно влиять на качество продукции. Все применения пестицидов контролируются законодательными нормами в отношении последней даты применения, чтобы предотвратить сохранение остаточных количеств токсичных веществ в собранных частях урожая на уровне, превышающем допустимые пределы (максимально допустимые остаточные уровни, MRL).
При формулировании MRL используются очень значительные пределы осторожности, так что они устанавливаются на несколько порядков ниже концентраций, которые могут причинить вред людям, животным или окружающей среде. Эти законодательные нормы не могут предотвратить неприглядный внешний вид продукта из-за наличия остатков распыления, которые изменяют цвет продукта или вызывают ожоги листьев или цветов. Производители пестицидов обычно предвидят такие возможности при составлении рекомендаций на этикетках, прикрепленных к контейнеру с препаратом. В этих указаниях установлены температурные условия, которые могут быть связаны с повреждением овощей Brassica распылением.
Несвоевременное применение пестицидов может придать урожаю неприятный привкус. Как правило, пагубное воздействие пестицидов на качество является результатом несвоевременного внесения, неправильного расчета нормы внесения, неправильной калибровки оборудования для опрыскивания или опрыскивания при слишком низкой или слишком высокой температуре окружающей среды по сравнению с рекомендациями производителей.
Некоторые культуры перед сбором урожая обрабатывают химическими веществами, регулирующими рост, чтобы продлить срок хранения после сбора урожая, и это может улучшить визуальное качество. Оптовый покупатель в значительной степени контролирует использование регуляторов роста. Схемы обеспечения качества, разработанные конкретными супермаркетами, часто содержат спецификации, разрешающие или запрещающие использование таких препаратов.
Интегрированное управление растениеводством (ICM)
Сельскохозяйственные процессы обработки почвы, внесения удобрений, пересадки, применения агрохимикатов и орошения теперь рассматриваются в совокупности для достижения максимально возможного качества продукта, совместимого с минимальным использованием ресурсов, и обобщаются как «интегрированное управление растениеводством» (ICM). Составление стандартизированных протоколов земледелия заблаговременно до начала производства сельскохозяйственных культур и их пересмотр с учетом результатов предыдущих сезонов известно как «разумное планирование». Этот подход к растениеводству достиг высокого уровня сложности для всех овощных культур и в настоящее время часто регулируется системой оптовых закупок через супермаркеты, которые коллективно установили свои собственные системы контроля качества в рамках контракта на закупку. Схема гарантированного производства в Великобритании и более широко применяемая схема EUREPGAP предлагают стандартизированные протоколы для производства сельскохозяйственных культур, которые приемлемы для покупателей супермаркетов и должны обеспечивать безопасность пищевых продуктов для потребителя. Эти стандарты получают широкое распространение в Европейском союзе (ЕС). Поставщики в других странах должны будут применять их для свежих продуктов, импортируемых в ЕС.
Послеуборочная обработка
Съедобные части урожая, прикрепленные к растущему растению, получают свои составляющие качества в зависимости от скорости поглощения питательных веществ, фотосинтеза, дыхания, транспирации и других метаболических процессов. После сбора каждая порция становится независимой единицей, качество которой контролируется ее врожденной скоростью дыхания и транспирации. Чрезмерная транспирация является самым большим послеуборочным ущербом для качества. Все культуры Brassica необходимо поддерживать в свежем состоянии. Однако свободная поверхностная вода должна отсутствовать, так как это создает условия для размножения бактерий и грибков, которые могут быстро вызвать порчу. При сборе урожая источник воды для продукции растениеводства отключается. Дыхание продолжается через устьица и разрезы отделенных частей растения.
Скорость потери воды увеличивается с повышением температуры и усугубляется снижением относительной влажности и атмосферного давления. Уровень потерь является самым высоким там, где имеется большая площадь, доступная для транспирации по отношению к единице веса, поэтому лиственные культуры теряют воду в атмосферу быстрее, чем плотно упакованные части растения, такие как кочаны капусты, репа или «корни» брюквы. Для большинства овощей потеря воды от 5 до 10% вызывает ухудшение внешнего вида.
После сбора урожая происходят изменения в содержании углеводов, органических кислот и вторичных метаболитов, что влияет на качество продукта. Вероятно, наиболее критическое влияние на качество оказывает выделение этилена из тканей, который участвует в ускорении созревания и последующем старении тканей. Для листовых или цветочных культур (листовая, пекинская, цветная капусты и брокколи) присутствие даже небольшого количества этилена ускорит старение и усилит порчу. Интенсивность дыхания овощей сильно различается и заметно увеличивается в ответ на повышение температуры. Высокая скорость дыхания характерна для молодых и незрелых тканей, развивающихся цветков, листьев и головок цветной капусты, что не позволяет хранить их более нескольких дней.
Некоторые культуры, такие как кочаны капусты, могут храниться в течение 6-8 месяцев при эффективном снижении температуры. Используется хранение в контролируемой атмосфере с повышенной концентрацией углекислого газа и пониженным уровнем кислорода, что сводит к минимуму послеуборочную порчу. Неконтролируемое накопление концентрации углекислого газа и повышение температуры ускоряют дыхание при хранении или транспортировке, что приводит к потере качества.
Зеленая брокколи (калабрезе) является прекрасным примером овоща Brassica, для которого сохранение срока годности (т.е. высокое качество) имеет первостепенное значение, и его труднее всего поддерживать. Свежую зеленую брокколи собирают, когда цветущие головки (бутоны или побеги) незрелые, и, следовательно, это скоропортящийся продукт со сроком хранения 2-3 дня при 20 °С и 3-4 недели при 0 °С (Махлуф и др., 1989). Следовательно, охлаждение является основным средством замедления скорости старения и сохранения качества продукта брокколи. Основным ограничением при хранении при температуре окружающей среды является быстрое пожелтение цветочных почек из-за распада хлорофилла, образования этилена и последующего раскрытия цветков.
Упаковка в модифицированной атмосфере (MAP) и хранение в контролируемой атмосфере также продлевают срок хранения брокколи. Атмосфера, содержащая 6 % углекислого газа (CO2) и 2 % кислорода (O2), задерживает пожелтение, продлевает удержание хлорофилла, снижает развитие микробов и предотвращает образование запахов.
При более низких температурах потеря качества связана как с изменением цвета с зеленого на желтый, так и с началом гниения, вызванного микроорганизмами. Методы, сводящие к минимуму накопление этилена в среде хранения или препятствующие выработке эндогенного этилена, могут быть эффективными для увеличения срока хранения и качества. Выделение этилена является ключевым фактором старения брокколи (Forney et al ., 2003).
Физиологические изменения, предшествующие и сопровождающие визуальное ухудшение цветочной ткани собранной брокколи, обсуждаются Downs et al. (1997). После уборки происходит потеря сахарозы; за первые 6 ч содержание сахарозы снижается на 50%. Обработка соцветий 6-бензиламинопурином (6-ВА) задержала связанное с этим значительное увеличение содержания амидов аспарагина и глутамина, которое обычно сопровождает потерю сахарозы в первые 48 часов после сбора урожая. Кроме того, применение 6-BA замедляло снижение концентрации аминокислот и растворимых белков и увеличение содержания аммиака, которое связано с ухудшением послеуборочной обработки. Расщепление хлорофилла в собранных цветках брокколи (B. oleracea L. var. italica) и последующее накопление продуктов разложения обсуждается Yamauchi et al. (1997).
Зрелость соцветий оказывает наибольшее влияние на скорость пожелтения брокколи. Tian et al. (1995) показали, что у соцветий разной степени зрелости наблюдаются разные модели выработки этилена, чувствительности к этилену, дыхательной активности и потери хлорофилла. Зрелость цветков можно оценить, исследуя стадию развития пыльцы. Обработка соцветий сорта Shogun 6-BA стимулировала выработку этилена, подавляла частоту дыхания и замедляла пожелтение цветков. Действие этого аналога цитокинина на брокколи зависело от используемой концентрации и послеуборочного возраста соцветия на момент обработки.
Пожелтение было дополнительно задержано, когда брокколи обрабатывали при 20 °C в течение 6 часов 1 мкг/л 1-метилциклопропена (MCP), ингибитора этилена; это удвоило срок хранения. Использование MCP снижает образование летучих диметилсульфида и триметилсульфида, которые связаны с ускоренным старением. Срок хранения был увеличен еще больше, когда температура обработки поддерживалась на уровне 20 °C, а температура хранения снижалась до 5 °C. Обработка при высокой температуре с последующим хранением при более низкой температуре обеспечивает наиболее удовлетворительную комбинацию (Ku and Wills, 1999). Измерение изменений флуоресценции хлорофилла предлагает метод оценки качества соцветий брокколи в коммерческих условиях (Toivonen and DeEll, 1998).
Зеленая брокколи (калабрезе) — это тот случай, когда продукт должен быть доставлен потребителю как можно быстрее. Кочанная капуста, с другой стороны, предлагает возможности для хранения в течение нескольких месяцев. Капуста на складе подвержена ряду физиологических нарушений и проблем с грибковыми патогенами, особенно заражению Botrytis cinerea (серая гниль). Профилактика серой гнили была наиболее эффективной при низких температурах по сравнению с контролируемыми (модифицированными) атмосферными условиями. Генетическая устойчивость к серой гнили может быть очень ценным признаком, и предполагается, что этот признак может быть связан с устойчивостью к белой гнили (Sclerotinia sclerotiorum).
Обертывание капусты поливинилхлоридом (ПВХ) и обработка в контролируемой атмосфере уменьшили пятнистость (внутренние черные некротические пятна) на 50%, особенно если концентрацию углекислого газа повысили до 10%. Комбинация 3% кислорода и 5% углекислого газа с пленкой из ПВХ замедляла пожелтение тканей по сравнению с обработкой атмосферным воздухом. Однако обработка в контролируемой атмосфере вызывала образование неприятных запахов и привкусов, когда срок хранения превышал 74 дня. О появлении этих отрицательных качеств влияет повышенное содержание этанола в хранящихся кочанах капусты. Наиболее рентабельными условиями хранения были 3% кислорода и 5% углекислого газа; здесь срок хранения был ограничен началом гниения, вызванного серой гнилью (B. cinerea) (Menniti et al., 1997).
Упаковка
Упаковка является стандартным требованием для культур Brassica при транспортировке к розничному потребителю. Эффективная упаковка повысит привлекательность продукта и сохраняет качественные характеристики на более длительный срок. Дефектная упаковка ускоряет порчу и снижает качество. Порча происходит особенно быстро, если упаковка допускает накопление токсичных соединений, таких как этилен, которые способствуют ускорению порчи.
Образование этилена ускоряет процессы старения и приводит к пожелтению таких продуктов из семейства Brassica, как цветная капуста, брокколи (калабрезе) и проросшей брокколи. Изменение концентрации кислорода и углекислого газа в небольших упаковках овощей Brassica сохраняет их свежесть и продлевает срок хранения. Это применение технологии хранения с контролируемой атмосферой, используемой для больших объемов лучших фруктов, применяемых для небольших упаковок продуктов для полок супермаркетов. Снижение концентрации кислорода и повышение концентрации углекислого газа вокруг продуктов блокирует синтез этилена, что замедляет процессы созревания. Использование MAP началось в конце 1940-х годов, когда полимерные пластиковые пленки стали широко доступны для гражданского использования. Он определяется как «изменение состава газов, окружающих свежие продукты, когда такие товары запечатаны пластиковой пленкой».
За прошедшие 50 лет технология пластиковой пленки и методы упаковки значительно продвинулись вперед, и MAP в настоящее время является основным маркетинговым инструментом. Сохраняются существенные проблемы, такие как появление посторонних привкусов и ферментация брокколи из-за естественной высокой скорости дыхания. Однако в настоящее время упаковка в модифицированной газовой среде имеет большое значение для сохранения свежести и качества. Немногие потребители осознают, что при открытии упаковки выделяется небольшое количество углекислого газа или азота. Измененная атмосфера создается либо за счет естественного дыхания, либо, в последнее время, за счет искусственного добавления газообразного азота при герметизации продукта.
Снижение содержания кислорода в атмосфере, окружающей продукты, уменьшает дыхание и выработку этилена, а также подавляет микробное и ферментативное разложение. Эти процессы запускаются автоматически со всеми фруктами и овощами с момента их сбора. Хранение при температуре около 5 °C дополнительно снижает порчу. Свежему набухшему виду продуктов способствует повышение относительной влажности в упаковке и снижение температуры. Опасность заключается в том, что внутри упаковки скапливается излишняя влага от фруктов и овощей, особенно при колебаниях температуры. Более высокая влажность внутри пакета конденсируется в капли воды, когда поверхность пленки холоднее, чем воздух внутри пакета. Этого можно избежать, используя химические вещества, препятствующие запотеванию. Требуется тщательный баланс, поскольку овощи, такие как брокколи (калабрезе), цветная капуста и пекинская капуста, нуждаются во влажной атмосфере, чтобы избежать высыхания.
Ключевым фактором MAP является нахождение пленок с проницаемостью, которая предотвращает накопление вредных концентраций либо водяного пара, либо углекислого газа, либо чрезмерное истощение кислорода. Приблизительно пленки в 4-6 раз более проницаемы для углекислого газа, чем для кислорода. Передача водяного пара осуществляется независимо от диффузии газа с помощью многослойных пластиков. Одним из популярных новых продуктов является «линейный полиэтилен низкой плотности». Он имеет лучшую структуру по сравнению с более простыми пленками, что делает его более прочным и более подходящим для термоусадки с большей ударопрочностью и прочностью на разрыв. Уровни углекислого газа или кислорода требуют времени, чтобы отрегулироваться внутри упаковки. Активная регулировка продувкой газом ускоряет это и использует смеси углекислого газа, кислорода и азота для продувки упаковки.
В качестве альтернативы упаковка может быть вакуумирована и заполнена естественным образом дыхательными газами, исходящими от продукта. Некоторые пластиковые пленки перфорированы «микроперфорацией», которая позволяет в большей степени контролировать содержание водяного пара, но оказывает меньшее влияние на газы. Производители пластиковой пленки в настоящее время продают продукты, которые, как утверждается, продлевают срок хранения фруктам и овощам. Некоторые пленки имеют проницаемые «окна» из силиконового или поливинилового полимера, которые более эффективно контролируют процесс диффузии. Ранние эксперименты в США с озимой зеленой капустой показали, что концентрации углекислого газа и кислорода были ниже, чем ожидалось, при использовании пластиковых пленок с силиконовыми «окнами». Кочаны капусты показали лучшее сохранение цвета, более свежий вид, более плотную текстуру и меньшую потерю веса.
Использование микроперфорированного пластика и замедлителя этилена, такого как MCP, уменьшило пожелтение брокколи, связанное со старением. В новом поколении упаковочных материалов используются экологически чистые пленки с высокой проницаемостью, оснащенные молекулярными переключателями температуры. Это может помочь снизить риск порчи в упаковках MAP. Этот подход может быть расширен за счет упаковки со встроенным датчиком этанола, который определяет ранние стадии порчи.
MAP с перфорацией основана на использовании перфораций (трубок) разных размеров для контроля содержания газа в упаковке как целых, так и свеженарезанных фруктов и овощей. Разработка эффективных упаковок требует знания скоростей газообмена через перфорационные отверстия. Кроме того, циркуляция охлажденного воздуха вокруг упаковок помогает контролировать скорость газообмена. Целью исследований для производителей пластиков является разработка полимерных пленок с селективным барьером, способным соответствовать дыханию продукта; альтернативой для таких задач являются полипропиленовые, поливинилхлоридные и полиэтиленовые пленки. Для брокколи упаковка в полипропиленовую пленку увеличила срок хранения. Брокколи, хранившиеся в поливинилхлориде, портились быстрее, чем когда они были упакованы в два других материала. Брокколи имеет высокую скорость дыхания, очень чувствительна к этилену и быстро теряет воду, и, следовательно, ее трудно упаковать. Использование полипропилена продлило срок хранения до 3-4 недель на воздухе при 0 °C по сравнению с 2-3 днями при 20 °C. Стандартные рекомендации по хранению брокколи: 0 °C при относительной влажности 95%, 1-2% углекислого газа и 5-10% кислорода.
Новые овощные продукты Brassica, подходящие для упаковки в MAP, например, измельченная листовая капуста Galega kale, которая очень популярна в Португалии, где она используется в качестве дополнения к их традиционному деликатесу из соленой сушеной рыбы. Исследования показали, что MAP с атмосферой, содержащей 1–2 % (об./об.) кислорода и 15–20 % (об./об.) углекислого газа, продлевает срок хранения измельченной капусты при 20 °C до 4 дней по сравнению с 2 днями хранения в естественной атмосфере.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ
Потери при хранении овощей Brassica, таких как озимая белокочанная капуста и пекинская капуста, регулярно составляют 10% и часто превышают эту цифру. Посевы Brassica страдают от ряда физиологических нарушений, которые являются основными причинами этих потерь после сбора урожая. Физиологические расстройства связывают с рядом дефицитов питательных веществ, взаимодействующих с окружающей средой или климатическими условиями, а в последнее время — с воздействием вирусных патогенов. По-видимому, в определенных условиях питательного стресса вирусы усиливают развитие хлороза и некроза тканей.
Многие из этих состояний связаны с ограничением доступности кальция в тканях быстрорастущих органов, формирующих компоненты урожая у крестоцветных. Кальций является неподвижным элементом, который в основном перемещается из корней через ксилему массовым потоком. Массовый поток является результатом транспирации, корневого давления и суточного изменение водного баланса. Имеются данные о том, что ионы кальция в сосудах перемещаются преимущественно не массовым потоком, а в результате обменных реакций вдоль отрицательно заряженных участков на стенках сосудов ксилемы. Однако после того, как кальций достигает места назначения в растении, последующее перераспределение незначительное или отсутствует. Большая часть водного потока направляется в листья, находящиеся на солнце, за счет транспирации, что способствует общему охлаждению растения.
Развивающиеся ткани, питаемые флоэмой, часто находятся в невыгодном положении из-за этой конкуренции со стороны транспирирующих тканей. Конкуренция между поглотителями, такими как почки и развивающиеся листья и плоды, высока, когда кальция в ксилеме мало, а транспирация высока. Именно в этот момент соцветия брокколи, кочаны или «творог» цветной капусты очень восприимчивы к дефициту кальция. Кроме того, наличие избыточного калия и магния, вероятно, усугубляет дефицит кальция в растении. Периоды чрезмерных или колеблющихся высоких и низких температур также, по-видимому, способствуют возникновению физиологических нарушений.
Внутренний ожог или ожог кончиков (типберн, tipburn)
Внутренний ожог кончиков является одним из наиболее распространенных физиологических нарушений, поражающих широкий спектр овощей и фруктов. У кочанов наблюдается некротический распад краевых тканей листьев; болеют как китайская, так и европейская формы капуст. Типберн обычно связывают с локальным дефицитом кальция, а заболеваемость связана с генотипом и преобладающими погодными условиями, а также с наличием азотных удобрений. Большое количество легкодоступного азота при пересадке увеличивает соотношение побегов и корней, метаболически разбалансируя растение и приводя к физиологическим нарушениям, таким как ожог кончиков. Magnusson (2002) предположил, что быстро увеличивающийся рост и высокие концентрации общего азота и нитратов при сборе урожая увеличивают частоту случаев ожога кончиков. Он провел сравнение роста пекинской капусты с травяным покровом из «зеленой мульчи», используемым в качестве промежуточных культур (глава 6), и в сочетании с минеральными удобрениями, при которых промежуточное выращивание снижает распространенность ожога кончиков.
Обширный обзор ожога кочанов у Brassica был опубликован Everaarts (2001), который разделяет мнение о том, что ряд взаимодействующих факторов приводит к проявлению симптомов ожога кочана. Эта физиологическая проблема усугубляется со всеми формами европейской и восточной Brassica; возможно, это связано с патогенами и вредителями и отражает все более концентрированную генетическую базу, из которой создаются коммерческие сорта Brassica. Обычно внешние симптомы отсутствуют, а внутренние симптомы различаются между генотипами, а также между свежими рыночными типами и типами, предназначенными для хранения.
У свежего рыночного типа симптомы проявляются в виде высушенных, тонких, как бумага, краев листа, простирающихся в зонах от нескольких миллиметров до всего листа. У генотипов, предназначенных для хранения, симптомы сухие, бумажные, тонкие, темно-коричневые пятна от круглых до овальных с темно-коричневыми или черными краями размером от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров.
Локализованный дефицит кальция в листьях обнаруживается в быстрорастущих тканях с низкой интенсивностью транспирации и усугубляется постоянной высокой относительной влажностью, что стимулирует кальциевые нарушения. Поскольку кальций транспортируется главным образом в ксилеме, его количество, достигающее растущих и меристематических тканей, тесно связано со скоростью транспирации; там, где он низкий, разовьется дефицит кальция.
Кальций накапливается в наружных листьях днем за счет массового потока транспирации, а ночью в кочанах, когда происходит рост и корневое давление вытесняет воду и кальций в кочан. Некоторые генотипы проявляют устойчивость или толерантность к ожогу кончиков. Поскольку кальций поглощается только очень молодыми неопробковевшими корнями, количество молодых корней и положение в почве корней связаны с поглощением кальция; следовательно, корневая архитектура является важным фактором в выражении этого нарушения. Крупные, сильные и глубоко укореняющиеся генотипы менее склонны к ожогу кончиков. Сорта, дающие высокие урожаи и быстро растущие, склонны к ожогу кончиков, но этому препятствует использование более широких расстояний посадки.
Типберн чаще всего встречается там, где растения быстро растут, но не могут развить достаточную корневую систему, и, как следствие, наблюдается высокое соотношение листьев и корней.
Скорость образования биомассы брюссельской капустой пропорциональна поглощенной радиации. Высокие уровни излучения увеличивают скорость роста и, следовательно, количество ожогов кончиков у этой культуры. Заболеваемость ожогом кочана связана с использованием высоких доз азотных удобрений. Это происходит из-за ускоренного роста в результате наличия азота, а не из-за действия элемента как такового. Аммоний как источник азота снижает поглощение кальция из-за конкуренции между двумя катионами. Факторы земледелия, такие как дата посадки, также влияют на частоту ожога кончиков. Капусту, предназначенную для длительного хранения, обычно высаживают в период с конца апреля по середину мая, при этом формирование кочана начинается на 60-75 дней позже. Ранняя посадка связана с повышенным риском ожога кончиков в результате высоких темпов роста в периоды ограниченной продолжительности темноты. Задержка сбора урожая увеличивает вероятность развития ожога кончиков; вероятными взаимодействующими факторами являются возраст ткани и хранение, которое увеличивает ожог кончиков пальцев при хранении в прохладе (низкая температура).
Корни белокочанной капусты могут проникать на глубину 100 см и более, форма корня обратноконическая, достигающая 150 см в глубину, но наибольшая интенсивность укоренения приходится на верхние 20 см почвы. Такой размер и сила, как правило, сводят к минимуму случаи ожога кончиков. Характеристики почвы могут влиять на частоту ожога кончиков, например, голландские производители прекращают известкование, когда содержание кальция в почве превышает 2%. Обычно под капусту используют хорошо окультуренные и дренированные, влагоудерживающие плодородные почвы.
Почва с переувлажнением приводит к нарушению роста корней, что приводит к анаэробиозу. Даже если анаэробиоз длится недолго, этого достаточно, чтобы вызвать гибель корней и, как следствие, уменьшить поглощение кальция и инициировать последующий ожог кончиков. Однако применение кальция непосредственно на культуре вряд ли принесет пользу, за исключением, возможно, внесения хлорида или нитрата кальция. Типберн связан с неадекватным поглощением кальция молодыми, быстро растущими листьями. Было задействовано несколько химических факторов почвы и факторов окружающей среды, которые увеличивают рост растений и снижают подвижность кальция и транспирацию.
Почвенные катионы (Ca2+, K+, Mg2+ и NH4+) играют решающую роль в развитии и предотвращении физиологических нарушений, обычно связанных с конкуренцией за поглощение растениями, что приводит к избытку или дефициту определенного элемента или элементов в тканях. (Кубета и др., 2000). Быстрота роста в присутствии избыточного азота и минимального количества кальция, по-видимому, является доминирующим фактором в развитии этого синдрома и влияет на все культуры Brassica, образующие кочаны или соцветия.
Связь между ожогом кончика и размером корня была продемонстрирована Джонсоном (1991). Корневая система восприимчивого к ожогу сорта была меньше, чем у устойчивого к ожогу кончика, поэтому растения были более восприимчивы к влаге, но само по себе это не обязательно коррелирует с развитием ожога кончика. Однако коэффициент эффективности кальция (CaER = мг сухого вещества, произведенного на мг кальция в ткани) в молодых листьях был выше у устойчивых к ожогу сортов, чем у восприимчивых, и обеспечивает ценный показатель вероятности проявления симптомов. Так, у восприимчивых сортов соотношение содержания кальция в молодых (пластинка и середина, пять конечных листьев длиной 2-6 см) и старых (пластинка и середина, все листья старше пятого листа от конечного) листьях составляло 2,4:1, тогда как у устойчивых сортов 4,4-4,8:1 при одинаковом общем содержании кальция в растении (Johnson, 1991).
Внутреннее побурение (internal browning)
Внутреннее побурение кочанчиков (почек) брюссельской капусты рассматривалось в основном как проблема быстрозамороженных культур, где даже небольшой процент почек с дефектами вызывал отбраковку, поскольку пораженные кочанчики нельзя было идентифицировать и извлечь из линия обработки. Следовательно, они попадут в упаковки, продаваемые супермаркетами и будут обнаружены потребителями, которые негативно реагируют на покупку поврежденного товара в ущерб супермаркету, переработчику и, в конечном счете, производителю.
Факторы, которые были вовлечены в развитие внутреннего потемнения, включают:
- размер почки (крупные более склонны к синдрому);
- плотность листьев в почке (чем выше плотность, тем выше вероятность внутреннего побурения);
- сезонность (заболеваемость наиболее характерна для скороспелых скороспелых, быстрорастущих и среднеспелых сортов (октябрь-декабрь));
- генотип (некоторые сорта более восприимчивы, чем другие).
Симптомы характеризуются отмиранием и последующим обесцвечиванием ткани листа в верхушечной трети ростковой почки; симптомы не часто наблюдаются ни на более старых, ни на наружных, ни на самых молодых внутренних листьях. В тяжелых случаях потемнение может распространяться вниз вдоль черешка к основанию ростковой почки. Было высказано предположение, что вода конденсируется внутри ростковой почки, что затем может ограничивать транспорт кальция и приводить к некрозу краевых листьев в почке.
Коричневые шарики (brown bead)
Коричневые шарики впервые были обнаружены в брокколи (B. oleracea var. italica) в Калифорнии в 1970-х годах как физиологическое заболевание, которое привело к забрасыванию значительных площадей посевов из-за потери качества. Это расстройство также было обнаружено в Канаде (Jenni et al., 2001). Доказательства, используемые для объяснения, запутаны и неубедительны. Нет корреляции с азотными удобрениями, но низкое содержание кальция, связанное с быстрым ростом, связано с появление коричневых шариков; есть также некоторая связь с низким уровнем калия. Кроме того, есть предварительные доказательства связи с чрезмерными температурами (22-38 °C) за 5 дней до созревания. Существуют также некоторые данные, свидетельствующие о связи с повышенным уровнем этилена.
Экспериментальные исследования показали, что у наиболее быстро растущих культур было меньше бурых зерен, но при дисбалансе питательных веществ, особенно между кальцием, калием и магнием, коричневые зернышки развивались при дефиците кальция. Вероятным дополнительным фактором является высокая температура воздуха, в то время как регулярная равномерная подача воды к корню уменьшала риск развития заболевания. Адекватное снабжение азотом и умеренная доступность калия и магния помогают предотвратить этот синдром. Всякий раз, когда есть ограничение в водоснабжении, нехватка кальция или азота, связанная с высокими температурами, это состояние может возникнуть. Применение хлорида кальция снижает риск развития коричневых шариков.
Перцовая пятнистость (pepper spotting)
Перцовая пятнистость развивается внутри кочанов, особенно голландской или белокочанной, которые хранятся несколько месяцев (Сох, 1977). Перцовая пятнистость проявляется в виде скоплений мелких черных пятен диаметром <1 мм. Причины перечной пятнистости (синоним перечной пятнистости, серой пятнистости и черной пятнистости) неизвестны.
Использование условий хранения в контролируемой атмосфере (2,5-3,0% кислорода и 5,0-6,0% углекислого газа) позволяло увеличить срок хранения капусты на 5-6 месяцев при температуре 0 °С, задержать пожелтение и сохранить хорошие качественные характеристики. О различиях в выраженности перцовой пятнистости у нескольких генотипов сообщил Shipway (1978).
Черные пятнышки (black speck)
Этот синдром характеризуется небольшими сильно вдавленными коричневыми или черными пятнышками и подобен перечной пятнистости или серой пятнистости (Loughton and Riekels, 1988). Пониженное содержание кислорода в контролируемой атмосфере снижает заболевание, например, 2-2,5% кислорода и температура 0 °C (Geeson and Browne, 1980). Это непаразитарное заболевание капусты, которое чаще всего наблюдается примерно через 1 неделю после начала хранения в холодильнике. Во многих случаях черная пятнистость обнаруживается на наружных листьях и сопровождается грибковыми и бактериальными инфекциями листьев на 3-10 листьях по направлению к центру кочана, что требует значительной обрезки после хранения для обеспечения товарного вида.
Иногда черное пятнышко может распространяться на сердцевину, делая весь кочан непригодным для продажи.
Черные пятнышки в хранящейся брокколи хорошо узнаваемы. Брокколи можно хранить в течение 3 недель при температуре 0 °C и относительной влажности 90-97%. На этой культуре черная пятнистость характеризуется небольшими вдавленными черными пятнами на стебле соцветия, которые могут сливаться в очаги диаметром 0,5-4 мм. У брокколи это стимулируется использованием удобрений с высоким содержанием азота, быстрым энергичным ростом, неадекватным поглощением минералов и иногда связано с полым стеблем или внутренним потемнением, а также встречается у цветной капусты, что указывает на дефицит бора и снижение доступности калия.
Черная пятнистость связана с генотипом, типом почвы и использованием некоторых послеуборочных фунгицидных растворов.
Рубцевание брокколи (broccoli scaring)
Рубцевание брокколи — относительно редкое заболевание, развивающееся при удалении листьев или разрезании стебля, а обнаженная ткань сначала беловатая, но при хранении становится серой или черноватой.
Погружение в раствор гипохлорита натрия с концентрацией до 300 частей на миллион уменьшило образование черных пятен, а также обесцвечивание рубцов как в условиях окружающей среды, так и в хранилищах с контролируемой атмосферой.
Сигарный ожог (cigar burn)
Сигарный ожог — одно из основных заболеваний капусты (B. oleracea var. capitata). Проявляется в виде впалых некротических пятен диаметром 5-10 мм на внутренних тканях. Уолш и др. (2004) добавили доказательства того, что вирусные патогены также могут быть вовлечены в эти синдромы. Они предположили, что ожог от сигары вызывает вирус мозаики репы (TuMV) на сортах Polinius и Impala. Состояние достигло своего наиболее тяжелого уровня через 4 месяца при хранении и не прогрессировало после этой даты. Присутствие вируса мозаики цветной капусты (CaMV), хотя и не вызывает непосредственно ожога сигарой, усиливает симптомы, возникающие в результате инфекции TuMV.
Вирус мозаики цветной капусты сам по себе может вызывать приподнятые бледные пятна диаметром 3-8 мм. Условия хранения могут влиять на развитие этих физиологических нарушений. Высокоточный контроль температуры и состава атмосферы в герметичном хранилище подавлял развитие потерь из-за ожога сигар, а также гниения, вызванного микробными патогенами. В полевых условиях эти вирусы снижали урожайность от 16 до 76%.
Использование иммуноферментного анализа (ELISA) на наличие TuMV в кочанах капусты при сборе урожая позволяет оценить риск развития ожога от сигары. В результате те кочаны, которые подвергаются наибольшему риску, могут продаваться быстрее, до появления симптомов (Walsh and Hunter, 2004).
Вирус западной желтизны свеклы (BWYV) может быть связан с усилением ожога, но на это сильно влияет генотип (сорт). Все эти вирусы распространяются тлей, и BWYV, вероятно, заносится от соседних культур масличного рапса. Уолш и Хантер (2004) предполагают, что BWYV, распространяемый персиково-картофельной тлей (Myzus persicae), способствует развитию синдрома типберна. Развитию сигарного ожога способствуют TuMV и CaMV, которые распространяются тлей M. persicae и капустной тлей Brevicorynebrassicae соответственно. Перечная пятнистость еще не была связана с переносчиком вируса, но эти авторы связывают ее с использованием чрезмерного количества азотных удобрений. Они также идентифицируют жилковую полосу, которая видна как большие черные поражения, сросшиеся вдоль средней жилки и видимые только при раскрытии кочана. Для этого расстройства не предполагается никакой связи с вирусными переносчиками. В качестве мер контроля они выступают за осторожный выбор участка, избегая близости к посевам масличного рапса.
Считается, что заболоченные поля усугубляют проблемы усвоения кальция, а сорта различаются по восприимчивости к этому заболеванию. Во всех областях, где вероятны физиологические проблемы, важно следить за посевами и избегать использования для хранения тех культур, у которых проявляются симптомы вирусной инфекции в поле. Использование ELISA-тестирования перед хранением может помочь в выявлении присутствия вирусов, а заражение посевов тлей следует, по возможности, предотвратить (Walsh et al ., 2004).
Рисоватость (riceyness)
«Творог» цветной капусты имеет ряд дефектов, от обесцвечивания и пожелтения до рисоватости и перезревания, когда соцветия начинают зеленеть. Брокколи как калабрезе, так и прорастающая (белая или пурпурная) могут легко перезреть, и соцветия начнут расширяться и раскрываться. Это может быть ускорено во время выкладки в точке продажи, где продукция хранится после истечения срока годности.
Холодовые и тепловые повреждения
Brassica эволюционно приспособлены к холодным и теплым умеренным условиям. Некоторые сорта кочанной, брюссельской и листовой капусты могут выдерживать низкие и отрицательные температуры. Возможности повышения морозостойкости цветной капусты не используются в достаточной мере, несмотря на то, что некоторые сорта регулярно выращиваются зимой (Deane et al., 1996). Доступны формы пекинской капусты, способные выдерживать низкие температуры, так что в таких странах, как Япония и Корея, свежие овощи Brassica теперь доступны круглый год.
Устойчивость к холоду была изучена для японской редьки (Ogura, 1968; Heath et al., 1994). Существует корреляция между высоким содержанием сухого вещества и холодоустойчивостью. Листовая капуста имеет содержание сухого вещества более 18% и является наиболее устойчивым к холоду B. oleracea. Савойская капуста имеет сухое вещество около 12%, в то время как у яровой капусты около 6-7%.
Содержание сухого вещества является полезным показателем при определении морозостойкости. Зимостойкая капуста выдерживает от -15 до -20 °C. Скрещивание капусты, брокколи и белокочанной капусты позволяет предположить наличие двух эпистатических генов, контролирующих устойчивость к морозу.
Устойчивость к жаре у крестоцветных является важным признаком, поскольку производство этих культур расширяется, особенно цветной и китайской капусты. Цветение «творога» цветной капусты, как правило, инициируется в зависимости от температуры, но это зависит от типа созревания. В Индии цветная капуста стала популярным овощем, и известна умеренная устойчивость к температуре. Например, Nowbut и Pearson (1998) сообщили о развитии линий, которые можно выращивать в более теплых условиях Маврикии (Мадагаскар). В то время как селекционеры китайской капусты уже давно стремятся вывести сорта, устойчивые к высоким температурам, для использования по всей Азии. У брокколи критическим временем для реакции на тепло является закладка бутонов примерно за 3-4 недели до сбора урожая. У брокколи существуют существенные различия в переносимости жары. Некоторые из японских семенных домов в течение некоторого времени продавали сорта с повышенной устойчивостью к жаре (Yang et al., 1998).
ПАТОГЕНЫ
Послеуборочные повреждения от болезней обычно возникают в результате инфекций, заносимых либо в поле, либо в результате повреждений при уборке и хранении с последующим проникновением болезнетворных микробов. Борьба со многими гнилями при хранении была достигнута с помощью фунгицидных растворов, нанесенных после сбора урожая, но эта практика становится менее приемлемой, поскольку при хранении продуктов мало возможностей для рассеивания активных ингредиентов в результате метаболизма.
Вездесущий грибок серой гнили, B. cinerea, вероятно, является причиной самых распространенных потерь во всем мире и может сильно ограничивать период хранения. Для этого заболевания характерно появление мягкой водянистой гнили тканей кочана с войлочными образованиями из расползающегося серого мицелия и спор. При легком заражении поражаются только наружные листья, которые можно удалить путем обрезки, но вскоре возбудитель колонизирует срезанные стебли и черешки, проникая глубоко в кочан, приводя к полной гибели. Механические повреждения во время уборки связаны с повышенными потерями, вызываемыми этим патогеном. Практика «среднесрочной обрезки» при более длительном хранении связана с ускоренным распространением болезни. Возможно, это происходит в результате повреждения, вызванного обрезкой, или, что более вероятно, вследствие большей восприимчивости молодых листьев к гниению по сравнению с более старыми листьями обертки кочана. Повреждения, вызванные морозом в полевых условиях, или плохой контроль условий хранения увеличивают риск развития серой гнили. Надлежащая практика земледелия требует раннего сбора урожая, предназначенного для длительного хранения, до того, как он будет поврежден осенними ночными заморозками. Возбудитель серой гнили обладает слабой способностью к инвазии, требующей проникновения через раны или в качестве вторичного инвазионного агента после повреждения, вызванного другими организмами, такими как Alternaria spp. (темная пятнистость листьев), Mycosphaerella brassicicola (кольцевая пятнистость) или TuMV. Восприимчивость к серой гнили зависит от генотипа хозяина и предыдущих методов содержания.
Имеются некоторые свидетельства того, что манипулирование стратегией внесения удобрений можно использовать для сведения к минимуму последующего развития болезни. Чрезмерное внесение азота (особенно в аммонийных формах) связано с усиленным развитием болезни. Как только возникают очаги инфекции, скорость распространения увеличивается из-за старения, вызванного образованием этилена, что само по себе может вызывать симптомы заражения.
При хранении основными факторами, способствующими развитию болезни, являются температура и относительная влажность. Понижение температуры ниже 4 °C снижает последствия заболевания, а в США для ограничения потерь от серой гнили обычно используют температуру от 0 до -1 °C. Однако требуется осторожность, так как понижение температуры ниже -1 °C может привести к повреждению тканей капусты низкой температурой. Результаты исследований влияния относительной влажности противоречивы. В некоторых отчетах предполагается, что поддержание листьев обертки в набухшем (свежем) состоянии снижает потери из-за серой гнили, тогда как в других выявлены обратные эффекты. Вполне вероятно, что некоторое обезвоживание листьев обертки замедлит скорость, с которой B. cinerea способна колонизировать листья, и улучшит срок хранения продуктов на складе. Следовательно, потери, вероятно, увеличиваются в хранилищах с охлаждением льдом, которые поддерживают относительную влажность 98%, тогда как хранилища с рассолом или с непосредственным охлаждением, работающие при относительной влажности 90-95%, менее склонны к грибковой порче.
Управление атмосферой хранения можно использовать для подавления развития патогенов. Пониженная концентрация кислорода (1,0%) при 0 °C замедляла пожелтение пекинской капусты и снижала частоту гниения, вызванного серой гнилью. Этот подход требует тщательного тестирования, поскольку более высокие уровни углекислого газа (> 6,0%) связаны с появлением неприятного запаха и привкуса (Menniti et al., 1997). Инокулят гриба будет находиться на стенах помещений, контейнерах и других поверхностях, готовых вызвать инфекцию, если условия станут благоприятными. Очень важно поддерживать строгую санитарию, включая мытье и чистку складов и контейнеров в периоды между загрузкой.
Несколько видов Alternaria несут ответственность за серьезные потери капусты при хранении и в последующей цепочке распределения и сбыта; A. brassicae , A. brassicicola и A. alternata вызывают симптомы «альтернариозной пятнистости» и «темной пятнистости листьев». Все три патогена были выявлены в северо-западной Европе и Северной Америке и связаны со значительными потерями урожая. Симптомы общие для всех этих патогенов: пораженные ткани окружены хлоротическими краями, внутри которых находятся обесцвеченные участки темно-коричневого или черного цвета с сухой или кожистой текстурой, на которых может наблюдаться поверхностный рост мицелия и темных споровых тел (конидий). Alternaria brassicicola характеризуется наличием крупных поражений с однородными темно-оливково-черными спороношениями. В отличие от этого, A. alternata производит мицелиальный рост, который обычно имеет цвет от темно-серого до серовато-черного, а A. brassicae имеет спороношение от коричневого до темно-коричневого и отчетливую концентрическую зональность.
Инфекция, занесенная в поле, продолжает распространяться в основном на листьях внешней оболочки после сбора урожая. Обрезка может удалить большую часть инфекции, но участки повреждения листьев, черешков и торцов стеблей создают пути проникновения для дальнейшего распространения инфекций. Хотя поражения, вызванные Alternaria spp. обычно имеют ограниченный размер (диаметр <5 см), повреждение может быть больше, чем кажется на первый взгляд, из-за проникновения ниже листьев обертки глубоко в ткани кочана. Повреждение может увеличиться после вторичного заражения серой гнилью ( B. cinerea ) и бактериями мягкой гнили.
Первичная инфекция Alternaria spp. может стимулировать вторичные микроорганизмы, предрасполагая ткани к инфекции за счет выделения этилена. Высокая относительная влажность и температура выше 5 °C благоприятствуют росту Alternaria. Риск заболевания увеличивается по мере увеличения продолжительности периода хранения, и Alternaria spp. являются частыми возбудителями, поражающими капусту, хранящуюся более 6-9 месяцев.
Возбудитель M. brassicicola, вызывающий болезнь кольцевой пятнистости, характеризуется поражения от темно-серых до черных, где, как и в случае с Alternaria spp., ткани высыхают, становятся сухими, кожистыми и имеют пробковую текстуру. Случайно распределенные поражения M. brassicicola лучше всего идентифицировать по наличию небольших коричневых пикнид, из которых выделяются бледно-розовые или беловатые капли, содержащие пикноспоры. Заражение происходит через поврежденные наружные листья или через срезанные стебли и черешки. Поражения часто распространяются глубоко в ткани кочана и может вызывать потемнение жилистых тканей, но распространение между кочанами встречается редко. В полевых условиях кольцевая пятнистость связана с прохладным влажным периодом роста, поэтому на складах и в точках реализации высокая относительная влажность и низкие температуры (0-2 °C) способствуют заражению.
Потери капусты при хранении в Скандинавии объясняются видами Phytophthora, а в одном случае в Норвегии был выделен возбудитель P. porri (вызывающий болезнь белых кончиков лука-порея (Allium porrum) и салатного лука (Allium fistulosum)) . Подобные инфекции были выявлены в Великобритании и Нидерландах. Этот патоген может привести к значительным потерям при хранении. Инфекция характеризуется темно-коричневыми или серо-коричневыми поражениями, распространяющимися вверх от основания стебля. Пораженная ткань остается твердой, но приобретает отчетливо кислый, уксусный запах. На внешней поверхности зараженных кочанов мицелий отсутствует, поэтому заболевание можно спутать с бактериальным гниением или поражением холодом. Небольшие участки роста белых гиф обнаруживаются между поверхностями листков сердцевины и внутри полостей сердцевины стебля. Возможно попадание ооспор или хламидоспор P. porri из почвы в срезы стебля капусты во время уборки, особенно во влажных и грязных условиях. Заболевание чаще возникает при уборке урожая в очень влажных полевых условиях. Среднесрочная обрезка при хранении связана с повышенными потерями из-за распространения инфекции через ножи. Этот патоген может сохранять жизнеспособность в почве в течение 3 лет после посева лука, поэтому необходимо тщательно выбирать севообороты, чтобы избежать их тесного культивирования с крестоцветными.
Несколько других грибов были связаны с потерями капусты при хранении. Fusarium avenaceum вызывает быстро распространяющуюся мягкую коричневую гниль, характеризующуюся плотными розовыми или беловато-розовыми пушистыми разрастаниями мицелия. Заражение S. sclerotiorum (белая гниль) приводит к водянистому мягкому гниению, при котором кочан разрушается, а возбудитель быстро перемещается между кочанами, часто поражая целые партии капусты. Возбудитель идентифицируется по черным, склероциальным, покоящимся тельцам и густому ватному белому мицелию, обнаруживаемому на больных листьях и кочанах. Распространение болезни замедляется при температуре хранения близкой к 0 °C.
Темное внутреннее обесцвечивание капусты и головок цветной капусты может быть результатом раннего заражения на стадии размножения ложной мучнистой росой (Peronospora parasitica) или заражения растущих культур. Этот патоген становится латентным между заражением рассады и сбором урожая, становясь заметным только после обрезки, что иллюстрирует влияние, которое ранняя полевая фаза заражения может оказать на последующее товарное качество.
Болезнь черной ножки (Leptosphaeria maculans или Phoma lingam) поражает кочаны капусты, вызывая черное гниение стеблей и оснований листьев после инвазии в области корневой шейки и оснований стеблей. Высокие температуры позволяют сапрофитному грибу Rhizopus stolonifer (R. nigricans) стать паразитом и проникать в поврежденные ткани, что приводит к водянистому мягкому гниению.
Бактерия Pseudomonas marginalis ответственна за влажное, слизистое, мягкое гниение и выделение неприятных кислых запахов при хранении капусты в холодильнике. При минусовых температурах этот организм быстро распространяется, чему способствует плохая вентиляция при хранении. Урожай, хранящийся на складе, особенно восприимчив к этому патогену и другим Pseudomonas spp., Erwinia carotovora, особенно когда урожай собирают в условиях инея.
Вирусные патогены, такие как TuMV, переносимый тлей, ответственны за потери при хранении. Вирус вызывает либо крупные некротические пятна на листьях (диаметром 0,5-1 см), либо мелкие некротические пятна. Обычный CaMV также может вызывать внутренний некроз, особенно кочанов белокочанной капусты на хранении.
Связь генотипа Brassica, патогенов и качества
Кочанная капуста
Плотнокочанная белокочанная или голландская капуста осеннего созревания (B. oleracea var. capitata) хранится до 10 месяцев и в конечном итоге реализуется в течение всего года на свежий рынок или для переработки в салат из капусты или в составе готовых салатов. Такие культуры широко выращиваются в северо-западной Европе (Германия, Великобритания и Нидерланды) и в Северной Америке. Длительное хранение капусты вредно там, где она будет подвергаться дальнейшей переработке, например, при производстве салата из капусты.
Все чаще капуста используется как часть смесей овощных продуктов, что стало известно на жаргоне маркетинга как «цепочка добавленной стоимости» «продуктов с минимальной обработкой». Традиционно такие культуры, как капуста, не пользовались большим уважением, потому что они требуют затрат времени для домашней готовки. Это восприятие меняется за счет обработки вне дома в ограниченной степени перед продажей розничному покупателю. Естественно, такая переработка увеличивает цену, взимаемую с потребителя, и называется «добавленной стоимостью». Объем обработки обычно небольшой («минимальный»), состоящий из разрезания на порции. Сырую капусту можно измельчить и смешать с другими овощами, такими как нарезанная кубиками морковь, чтобы получить сухую смесь, которая хранится в MAP в течение 10-14 дней. Добавление майонеза к измельченной смеси образует салат из капусты. Существуют значительные различия в пригодности сортов для этого вида продукции (Cliffe-Byrnes and Beirne, 2005).
Позднеспелые сорта с плотным кочаном и красными листьями (B. oleracea var. capitata f. rubra) также могут храниться для последующей переработки. Стадию, когда капуста пригодна для переработки и хранения, трудно определить только визуально. Такие характеристики, как твердость кочана, плотность, размер, количество дней роста после пересадки, оценка тепловых единиц и сумма солнечной радиации от посадки, были проверены как средства определения готовности к хранению. Оценка содержания сахарозы также была предложена в качестве средства определения зрелости и имеет значительные преимущества, поскольку этот признак легко проверить в полевых условиях с помощью портативных карманных рефрактометров, используемых для определения содержания сахара в созревающих корнеплодах свеклы.
Созревание в период уборки характеризуется накоплением сухого вещества и сахара и повышением плотности, при этом наивысшее качество белокочанной капусты развивается к концу осеннего периода уборки (Suojala, 2003).
Качество при хранении постепенно снижается в результате заболеваемости, потери влаги и метаболических изменений. Твердость снижается во время хранения в результате обезвоживания и потерь сухого вещества, вызванных продолжающейся транспирацией и дыханием. В результате теряется сочность и хрусткость. Однако другие органолептические показатели качества, такие как пережевываемость, сладость, отсутствие горечи, интенсивность вкуса и отсутствие посторонних привкусов, по-видимому, сохраняются. Во время хранения происходит смещение запасов энергии от внешних листьев к внутренним. Сахара, в частности, концентрируются в сердцевине ближе к концу хранения. Это может быть физиологической подготовкой к отрастанию, демонстрирующей, что собранный кочан капусты сохраняет сезонный ритм, несмотря на то, что он отделен от корней и помещен в прохладную температуру. Эти процессы будут находиться под генетическим контролем, и их изучение (согласно Suojala, 2003) позволит селекционерам улучшить качество и долговечность.
Технология хранения развилась из традиционных методов, используемых для корнеплодов. Используются хранилища, оборудованные принудительной ночной вентиляцией для охлаждения и отвода полевого тепла. Это позволяет хранить 3-4 месяца до конца февраля или начала марта. Для более длительного хранения требуются более сложные методы с использованием специально построенных холодильных складов, в которых капуста упаковывается в контейнеры на поддонах.
Белокочанная капуста длительное время хранится в холодильнике в атмосфере азота с добавлением 2-6% углекислого газа и 1-5% кислорода. Это приводит к меньшим потерям при хранении и обрезке, более длительному сохранению свежего цвета, вкуса и текстуры и снижению порчи, вызванной патогенами. Могут быть косвенные выгоды от хранения в модифицированной атмосфере, поскольку требуется меньше времени для подготовки продукта к переработке и реализации, а срок хранения может быть увеличен до 10 месяцев.
Цветная капуста
Цветная капуста обычно хранится только в течение коротких периодов времени, чтобы заполнить пробелы в цепочке поставок, вызванные периодами жаркой сухой погоды. Также представляется интересным хранить соцветия цветной капусты в течение более длительного времени после бланширования и высушивания для последующего использования в упаковках (Kadam et al., 2005). При оптимальных условиях (0 °C и относительная влажность 95%) цветная капуста может храниться до 6 недель. На практике хранение более 2-3 недель нецелесообразно. «Творог» цветной капусты очень восприимчив к повреждениям во время сбора урожая, и даже скрытые повреждения во время хранения увеличиваются до пятен и обесцвечивания, связанных с грибковыми и бактериальными инвазиями. Порча может развиться очень быстро, что приводит к снижению качества или полной потере качества. Даже в обычные периоды времени происходит обесцвечивание «творога», которое усугубляется, когда головки обернуты полиэтиленовой пленкой. Alternaria spp. вызывать пятнистость листьев перед сбором урожая; они влияют на листья обертки и могут привести к снижению качества при резке и сортировке.
Заражение белого «творога» является источником гораздо более серьезных потерь при хранении и реализации. Небольшие поражения (<5 мм) будут распространяться и сливаться в течение 7 дней после повреждения, чему способствуют теплые и влажные условия. Для предотвращения вызываемого альтернариозом бурого гниения «творога» рекомендуются быстрое охлаждение для отвода полевого тепла и реализация при температуре 4 °C. Поскольку и A. brassicae, и A. brassicicola являются переносимыми семенами патогенами, способными также выживать на почвенных остатках, существует несколько путей заражения посевов цветной капусты. Перенос в развивающийся «творог» приводит к послеуборочной спорообразованию и порче при хранении, распределении и реализации.
Заражение головок цветной капусты ложной мучнистой росой (P. parasitica) вызывает изменение цвета поверхности массы от бледно-сероватого до коричневого. Внутри головки через ткани прицветника проходят серые или черные пятна и полосы. Внешне здоровый «творог», хранящийся при температуре 20 °C и относительной влажности 70%, быстро портится из-за спороношения ложной мучнистой росы. Хранение при 4 °С замедляет проявление симптомов. Вторичная инвазия бактериями мягкого гниения увеличивает скорость распространения и порчи цветной капусты. Как и в случае с кочанной капустой, кольцевая пятнистость (M. brassicicola), серая гниль (B. cinereae) и в некоторых случаях сажистая плесень (Cladosporium spp.) связаны с послеуборочной порчей цветной капусты.
Несколько Pseudomonas spp. и E. carotovora вызывают бактериальную мягкую гниль цветной капусты после сбора урожая. Механические повреждения или ушибы при уборке и транспортировке обеспечивают проникновение бактерий мягкого гниения, которые могут распространяться между зараженными и здоровыми головками ножами, используемыми при уборке. Бактерии также могут проникнуть после первичного заражения грибами, такими как Alternaria. Свободная вода на «твороге» цветной капусты увеличивает скорость бактериального гниения, поэтому сбор урожая во влажных условиях и плотное упаковывание головок увеличивает вероятность порчи. Температура выше 10 °C также способствует гниению «творога» цветной капусты.
Брюссельская капуста
После сбора почек их либо сразу отправляют на перерабатывающие заводы, либо упаковывают в сетки для свежего рынка. Последние могут храниться в течение нескольких дней, но в условиях окружающей среды корочки срезов быстро становятся желтыми или коричневыми, что снижает их приемлемость для потребителя. Пожелтение является результатом старения тканей, и оно ускоряется за счет этилена, выделяемого растениями или микробами. Хранение для более длительных сроков достигается при температуре 1-2 °С и относительной влажности 95%; кочанчики, хранящиеся в холодильниках со льдом, сохраняют товарный вид в течение нескольких недель. Такой же набор грибковых и бактериальных патогенов, который снижает послеуборочное качество кочанной и цветной капуст, также портит брюссельскую капусту. В частности, обычно сапрофитный гриб R. stolonifera (R. nigricans) колонизирует почки, особенно в теплых влажных условиях.
Зеленая (калабрезия) и проросшая брокколи
Строгие критерии качества контролируют маркетинг этих овощей рода Brassica. Такие факторы, как размер и однородность зерен, форма головки, плотность и равномерность зеленой окраски, существенно влияют на приемлемость для продажи. Физиологическое старение и пожелтение часто сменяются вторичным грибковым и бактериальным мягким гниением, чему способствует высокая относительная влажность (>95%). Патогены, которые повреждают головки брокколи, включают те, которые поражают другие капустные. Каждый из этих микробов поощряется влажными, теплыми (>10 °C) условиями.
Как и в случае с цветной капустой, хранение этих культур в модифицированной и контролируемой атмосфере способствует сохранению зеленой окраски и задерживает старение и рост цветочных почек. Однако возможны изменения текстуры и появление посторонних запахов. Пониженное содержание кислорода (1-6%) не уменьшило потерь, вызванных бактериями, и хотя некоторые грибы (Alternaria spp. и Cladosporium spp.) были менее встречаемыми, сапрофитные Mucor spp., напротив, получали преимущество.
Физическое состояние брокколи также имеет большое значение. Внешний вид сочности имеет первостепенное значение. Грубые стебли с укороченными междоузлиями, приводящие к увеличению количества рубцов на листьях или их утолщению, существенно снижают денежную стоимость (Sterrett et al., 2004). В Калифорнии, США, брокколи собирают на незрелой стадии, что продлевает срок ее хранения. Развился экспортный рынок, на котором такие головки быстро отправляются в Японию, где они продаются по значительной цене, которая более чем компенсирует потери в урожайности и транспортных расходах. Внутреннее потребление брокколи в Америке увеличилось на 177% за период с 1986 по 2003 год, и аналогичный повышенный спрос наблюдается в других регионах. Потребление, по-видимому, будет увеличиваться в результате связи брокколи со снижением риска заболевания раком и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Осеннее производство в Вирджинии, США, стимулировалось, например, выведением жароустойчивых сортов (O’Dell et al., 1993), которые помогают удовлетворить растущий рыночный спрос.
Китайская капуста
Срок хранения пекинской капусты относительно короткий, всего несколько недель при температуре 0-1 °C; пожелтение, вызванное старением тканей, является основным источником порчи даже в этих условиях. Пятнистость листьев (Alternaria spp.) развивается при хранении при 0-1 °C и относительной влажности 95–97 %, и может ускоряться при более высоких температурах.
Мягкая гниль (E. carotovora) является основным источником послеуборочных повреждений при транспортировке и хранении, а почернение жилок листа вызывает Xanthomonas campestris.
СРЕДА ХРАНЕНИЯ
Большинство исследований показывают, что оптимальная контролируемая или модифицированная атмосфера для капусты достигается за счет значительного увеличения концентрации углекислого газа и уменьшения содержания кислорода. Подробные спецификации зависят от полевых условий, в которых выращивается культура, требуемой продолжительности хранения и используемых складских помещений. В целом требуются пониженные температуры в сочетании с углекислым газом от 2,5 до 7% и кислородом от 2,5 до 6% атмосфер. Geeson (1983) обнаружил, что для белокочанной капусты при температуре 0-1 °C в течение 39 недель 92% кочанов были товарными после обрезки при выдержке в атмосфере с 5% CO2 и 3% O2. Напротив, только 70% тех, что содержались в атмосферном воздухе, были пригодны для продажи.
Капустные культуры (например, брюссельская капуста, брокколи и пекинская капуста), хранящиеся в контролируемой атмосфере, сохраняют зеленую окраску, свежий вид и текстуру гораздо дольше, чем те, которые хранятся в обычных условиях.
Литература
Vegetable brassicas and related crucifers. Geoffrey R Dixon. Centre for Horticulture and Landscape, School of Biological Sciences, University of Reading, UK. 2006.
