Что такое регулируемая атмосфера?

Поддержание и улучшение качества собранного урожая становится все более актуальной и важной задачей. Потребность рынка в наличии свежих фруктов и овощей отличного качества постоянно возрастает.

Хранение в регулируемой атмосфере является технологией, которая позволяет значительно увеличить продолжительность хранения продукции и сохранить ее качество.

Термин «регулируемая атмосфера (РА)» (controlled atmosphere CA) является более точным и правильным по отношению к распространенному ранее термину «регулируемая газовая среда» (РГС). В настоящее время в литературе мы можем встретить употребление терминов РА и РГС. Однако, ввиду распространенности, в настоящей статье мы будем сохранять аббревиатуру РГС, подразумевая под ней «регулируемую атмосферу».

Суть технологии хранения в РГС заключается в создании среды хранения с определенными характеристиками, учитывающими:

• температурный режим хранения;
• относительную влажность воздуха;
• состав атмосферы в камере хранения, в частности содержание в ней кислорода и углекислого газа.

Содержание регулируемой атмосферы

Содержание кислорода в обычной атмосфере составляет порядка 21%, азота 78%, углекислого газа 0,03%.

Плоды, помещенные в замкнутую среду, благодаря естественному дыхательному обмену изменяют парциальное давление СО2 и кислорода в окружающей атмосфере. По мере хранения плодов количество кислорода в атмосфере снижается и, соответственно, снижается его парциальное давление. В этой связи дыхание плодов замедляется. Концентрация СО2 при этом возрастает.

На продление сроков хранения продукции могут оказывать влияние различные комбинации содержания кислорода и СО2.

Снижение содержания кислорода при хранении фруктов, овощей и цветов оказывает влияние на следующие факторы:

• снижение интенсивности дыхания;
• уменьшение окисления;
• замедление созревания;
• увеличение продолжительности хранения;
• задержка распада хлорофилла;
• снижение степени образования этилена;
• изменение жирового и кислотного синтеза;
• уменьшение степени разрушения растворимых пектинов;
• образование нежелательных запахов;
• изменение структуры тканей;
• развитие физиологических болезней.

Соответственно, повышенное содержание СО2 влияет на:

• замедление синтетических реакций в климактерический период;
• задержку начала созревания;
• торможение некоторых ферментативных реакций;
• снижение образования некоторых органических летучих соединений;
• изменение процессов метаболизма органических кислот;
• уменьшение степени распада пектиновых образований;
• задержку распада хлорофилла;
• образование вкуса и аромата;
• развитие физиологических болезней;
• снижение грибковых образований;
• подавление воздействия этилена;
• изменения в содержании сахара (картофель);
• задержку развития после сбора урожая;
• сохранение мягкости;
• уменьшение уровня изменения цвета.

История регулируемой атмосферы

Эффект воздействия газов на сохранность урожая известен, вероятно, в течение многих столетий. В восточных странах фрукты окуривали фимиамом в храмах, чтобы улучшить их качество. Имеются свидетельства того, что египтяне и самаритяне использовали закрытые известняковые усыпальницы для хранения урожая во втором столетии до нашей эры.

В одной из поэм восьмого века описывается, как в династии Танг сохраняли литчи (китайская слива) во время долгого похода в полых стеблях бамбука с добавлением свежих листьев. Первое научное упоминание о регулируемой атмосфере было в 1819 году, когда французский ученый Бернард установил, что собранные после урожая фрукты поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Он также доказал, что фрукты не созревают без присутствия кислорода, но если их снова поместить в обычную атмосферу, то созревание продолжается.

В 1856 году американец Найс построил коммерческий холодильник в Кливленде (США), используя для охлаждения лед. В 1860-е годы он экспериментировал с содержанием СО2 и О2, добиваясь повышенной герметизации камер. В результате большинство яблок хранилось в хорошем состоянии в течение 11 месяцев, но часть продуктов была испорчена в результате переизбытка СО2.

В государственном университете в Вашингтоне в 1903 году ученые Р.Тэтчер и Н.Буз изучали хранение плодов в различных газах. Они обнаружили, что яблоки в среде СО2 оставались твердыми, не теряя цвет. Хранение яблок в водороде, азоте, кислороде, диоксиде углерода не дали хороших результатов. Проведя опыты по хранению малины, черной смородины и логановой ягоды (гибрид малины с ежевикой) они выявили, что ягоды, которые становятся мягкими в обычной воздушной среде через 3 дня, остаются твердыми в среде СО2 в течение 7-10 дней.

Основателями научного подхода к изучению регулируемой атмосферы можно считать английских ученых Франклина Кидда и Сирил Веста, которые начали первые исследования в 1918 году в Кэмбридже. Они провели много опытов по изучению влияния состава атмосферы на сохранность яблок, груш, слив.

В середине 30-х годов в Северной Америке ученый Роберт Смок впервые ввел определение «хранение в регулируемой атмосфере» вместо термина «газовое хранение», который использовался Киддом и Вестом. Но только после второй мировой войны (1950) началось промышленное применение регулируемой атмосферы.

Итальянский инженер Бономи, который считается основателем европейской системы РГС, начал распространять практические методы ее применения. В 1951 году были построены склады с регулируемой атмосферой в Новой Англии, в 1956 году в Мичигане и Нью-Джерси, в 1958-м – в Вашингтоне, Калифорнии и Орегоне, в 1959-м – в Вирджинии.

В СССР исследования по хранению в РГС проводились в 60-80-е годы прошлого столетия в Гипрониисельпроме, Институте биохимии им. А.Н.Баха, в Казахском НИИ плодоводства и виноградарства, а также в Грузии и Молдавии.