Способ хранения картофеля
METHOD OF POTATOES STORAGE

Настоящее изобретение относится к способу хранения картофеля. Настоящее изобретение также относится к способу инициирования или продления состояния покоя картофеля, хранящегося в состоянии зимнего покоя. Настоящее изобретение дополнительно относится к способу регулирования содержания сахара в хранящемся картофеле.
Картофель может храниться в течение до одного года, но его пригодность для хранения в основном обусловлена сортом и режимом хранения. Существуют две фазы, определяющие пригодность картофеля для хранения: состояние физиологического покоя после сбора урожая (состояние внутреннего покоя) и период подавления прорастания (состояние зимнего покоя).
Состояние покоя определяется как "временное прекращение видимого роста какой-либо структуры растения, содержащей меристему" (Lang и др., 1987).
В настоящей заявке состояние внутреннего покоя означает период после заложения клубней, который длится неопределенное время после сбора урожая и в течение которого меристемы (глазки) клубней не прорастают и находятся под контролем физиологических факторов; а состояние зимнего покоя означает любой период после состояния внутреннего покоя, в течение которого клубни уже не находятся в состоянии физиологического покоя, и рост меристемы подавляется внешними факторами окружающей среды, которые тем самым подавляют прорастание. Термин "прорастание глазков" означает ранние видимые стадии роста меристем клубней, который, если его не подавлять, продолжится и приведет к прорастанию, при этом термин "прорастание глазков", используемый в настоящей заявке в качестве признака нарушения состояния покоя, означает, что меристемы клубней выросли по меньшей мере на 1 мм в длину.
Существует несколько технологий, которые применяются с целью инициирования и/или продления состояния зимнего покоя картофеля. Картофель, предназначенный для домашнего употребления (столовый картофель), обычно хранится при низкой температуре и необязательно в содержащей этилен среде. Такие условия хранения могут вызывать повышение содержания сахара в картофеле. Поскольку в картофеле, предназначенном для переработки, обычно важно поддерживать низкое содержание сахара (глюкозы, фруктозы и сахарозы) в течение его хранения, он обычно хранится при более высоких температурах в сочетании с химическим подавителем прорастания. Как правило, более высокие температуры хранения могут быть предпочтительными во избежание появления сладкого вкуса, вызываемого низкой температурой, что приводит к повышению содержания сахара. Наиболее распространенным химическим подавителем прорастания является хлорпрофам (CIPC). Тем не менее присутствие его поддающихся обнаружению остатков в цепочке поставок заставляет задуматься об отказе или ограничении его применения. Признано, что без реальной альтернативы CIPC будущие долгосрочные и круглогодичные поставки картофеля для переработки окажутся под угрозой.
Ранее предлагалось регулировать среду, в которой хранится картофель.
2
2
2
2
Известно всего несколько исследований, в которых изучалось влияние хранения в регулируемой газообразной среде на физиологию картофеля, и еще меньше исследований, в которых изучалось влияние хранения в регулируемой газообразной среде в различные моменты времени на протяжении хранения. В одной из работ, авторами которой являются Khanbari, O.S., Thomspon, А.К. (1994), под названием "The effect of controlled atmosphere storage at 4°C on crisp colour and on sprout growth, rotting and weight loss of potato tubers", Potato Research 37, 291-300, описано "консервирование" клубней картофеля (сорта Record) в течение 3 недель при 10°C с последующим хранением в контролируемой атмосфере при 4°C в течение 6 месяцев. Наилучшие результаты (светлый живой цвет, слабое прорастание и небольшое число гнилых клубней) были получены при молярной концентрации CO 0,7-1,8% и низком содержании O (2,1-3,9 мол.%) по сравнению с 0,9 мол.% CO и 21 мол.% O.
2
2
2
В другой работе, автором которой является Burton, W.G. (1959), под названием "The effect of the concentrations of carbon dioxide and oxygen in the storage atmosphere upon the sprouting of potatoes at 10°C", European Potato Journal 1, 47-57, была обнаружена отрицательная корреляция повышения концентрации CO и прорастания клубней. Так при концентрации СО вплоть до 20 мол.% полностью исключалось прорастание через 4 месяца хранения при 10°C. Спустя много лет это было подтверждено Khanbari и Thompson, (1994), обнаружившими, что при более высокой концентрации СО улучшается подавление прорастания, но цвет картофеля при жарке во фритюре становится темнее. Потемнение при жарке во фритюре вызвано реакцией Майяра, в ходе которой происходит взаимодействие между редуцирующими сахарами (глюкозой и фруктозой) и аминокислотами.
2
2
2
2
В еще одной работе, авторами которой являются Gokmen, V., Akbudak, В., Serpen, A., Acar, J., Metin Turan, Z., Eris, A. (2007), под названием "Effects of controlled atmosphere storage and low-dose irradiation on potato tuber components affecting acrylamide and color formations upon frying", European Food Research and Technology 224, 681-687, исследовано влияние различных соотношений СО и О. При концентрации СО выше 9 мол.% значительно повышается содержание фруктозы, глюкозы и сахарозы, в особенности через 4 месяца хранения картофеля сорта Agria при 9°C, при этом содержание сахарозы в 5 раз превышало ее содержание в клубнях, которые хранили при концентрациях СО 0,3 и 6 мол.%. Такая же тенденция обнаружена у картофеля сорта Russet Burbank.
2
2
2
2
2
2
Burton (1959) также исследовал количество газов, растворенных в клеточном соке клубней, и обнаружил, что оптимальная для прорастания концентрация СО составляет 2-4 мол.% или 0,04-0,05 мл СО на мл клеточного сока картофеля, а подавление прорастания достигается при значительно более высоких концентрациях СО. Автор также обнаружил, что прорастание стимулируется низким содержанием О, в особенности около 5 мол.%, что равно 0,0006 мл О на мл клеточного сока картофеля. Он пришел к выводу о том, что, поскольку растворимость газов подвержена влиянию температуры, при температуре хранения выше 10°C увеличивается количество газов, растворенных в клеточном соке, в результате чего прорастание может не превышать прорастание, ожидаемое в результате увеличении содержания СО в растворе.
В целом, несмотря на противоречивые данные предыдущих исследований хранения картофеля и сделанные из них выводы, предполагается, что повышенная концентрация двуокиси углерода (а) способна подавлять прорастание, но также (б) способна соответствующим образом увеличивать преобразование крахмала в сахара, что обычно нежелательно, в частности, при переработке картофеля.
Хранение в регулируемой газообразной среде является распространенной практикой продления срока сохранности лука. Например, известно, что прорастание лука подавляется при хранении в условиях низкого содержания кислорода (3%) и высокого содержания двуокиси углерода (5%); тем не менее необходимо тщательно поддерживать уровни содержания для предотвращения анаэробного дыхания, которое вызывает неприятные запахи. Кроме того, регулируемая газообразная среда может применяться для хранения только определенных сортов лука, поскольку его побочные эффекты включают увеличение жгучести, и регулируемая газообразная среда может быть неприемлема для хранения неострого лука. В работе Chope G.A. и др. под названием "The effect of the transition between controlled atmosphere and regular atmosphere storage on bulbs of onion cultivars SS1, Carlos and Renate", Postharvest Biology Technology, 2007, 44, 228-239 говорится, что в процессе хранения лука его можно перемещать из первой среды во вторую отличающуюся среду.
Кроме того, различия в физиологии картофеля и лука означают, что любой режим хранения лука может оказывать совершенно иное влияние на картофель.
В настоящее время в технике существует потребность в режиме хранения картофеля, позволяющем уменьшать или исключать применение CICP или других вносимых химических подавителей прорастания, остатки которых могут оставаться на картофеле, и дополнительно обеспечивающем подавление прорастания в сочетании с низким содержанием сахаров (фруктозы, глюкозы и сахарозы). Протокол хранения картофеля, обеспечивающий подавление прорастания в сочетании с низким содержанием сахаров в хранящемся картофеле и уменьшение применения или отказ от применения химических подавителей прорастания, стал бы серьезным достижением в области хранения картофеля, и в основу настоящего изобретения положена задача создания такого способа хранения картофеля.
Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание способа хранения картофеля, в котором по меньшей мере частично преодолены по меньшей мере некоторые из этих серьезных недостатков, присущих существующим способам хранения картофеля и используемым в настоящее время протоколам.
В настоящем изобретении предложен способ хранения картофеля, включающий стадии:
i. использования множества клубней картофеля в состоянии внутреннего покоя или в состоянии зимнего покоя,
ii. хранения картофеля на первой стадии хранения в первой газообразной среде с содержанием двуокиси углерода от большего, чем содержание двуокиси углерода в атмосферном воздухе, до 5 мол.% в пересчете на состав первой газообразной среды, и
iii. хранения картофеля на второй последующей стадии хранения во второй газообразной среде с содержанием двуокиси углерода 0,03-2 мол.% в пересчете на состав второй газообразной среды, при этом содержание двуокиси углерода в первой и второй газообразных средах различается.
На первой стадии хранения содержанием двуокиси углерода в атмосферном воздухе может являться содержание двуокиси углерода в атмосферном воздухе в конкретном месте хранения, при этом такое содержание превышает 0,03 мол.%.
В настоящем изобретении дополнительно предложен способ хранения картофеля, включающий стадии:
i. использования множества клубней картофеля в состоянии внутреннего покоя или в состоянии зимнего покоя,
ii. хранения множества клубней картофеля на первой стадии хранения в первой газообразной среде, содержащей двуокись углерода,
iii. мониторинг состояния покоя картофеля или контрольного картофеля, хранящегося в атмосферном воздухе,
iv. в ответ на прорастание глазков по меньшей мере в одном из клубней картофеля или по меньшей мере в одном клубне контрольного картофеля, хранящегося в атмосферном воздухе, замену первой газообразной среды второй газообразной средой, содержащей двуокись углерода, и
v. хранения множества клубней картофеля на второй стадии хранения во второй газообразной среде и поддержания содержания двуокиси углерода во второй газообразной среде на уровне ниже выбранного порога с целью регулирования содержания сахара в картофеле.
Кроме того, в настоящем изобретении предложен способ инициирования или продления состояния зимнего покоя хранящегося картофеля, включающий стадии:
i. хранения множества клубней картофеля в состоянии внутреннего покоя или в состоянии зимнего покоя в газообразной среде, содержащей двуокись углерода,
ii. изменения содержания двуокиси углерода в газообразной среде после прорастания глазков по меньшей мере в некоторых клубнях картофеля или по меньшей мере в некоторых клубнях контрольного картофеля, хранящегося в атмосферном воздухе.
В настоящем изобретении дополнительно предложен способ регулирования содержания сахара в картофеле, включающий стадии:
i. хранения множества клубней картофеля в состоянии внутреннего покоя или в состоянии зимнего покоя на первой стадии хранения в первой газообразной среде, содержащей двуокись углерода в молярной концентрации, большей или равной содержанию двуокиси углерода в атмосферном воздухе, и
ii. после нарушения состояния покоя на второй последующей стадии хранения по меньшей мере одного из клубней картофеля или по меньшей мере одного клубня контрольного картофеля, хранящегося в атмосферном воздухе, хранения множества клубней картофеля во второй газообразной среде с более низкой или более высокой молярной концентрацией двуокиси углерода, чем в первой газообразной среде.
Обычно содержащимися в картофеле сахарами являются фруктоза, глюкоза и сахароза.
Помимо этого в настоящем изобретении предложен способ хранения картофеля, включающий стадии:
i. хранения множества клубней картофеля в состоянии внутреннего покоя или в состоянии зимнего покоя в хранилище с газообразной средой, содержащей двуокись углерода в молярной концентрации, большей или равной содержанию двуокиси углерода в атмосферном воздухе,
ii. изменения содержания двуокиси углерода в газообразной среде после прорастания глазков по меньшей мере в одном из клубней картофеля или по меньшей мере в одном клубне контрольного картофеля, хранящегося в атмосферном воздухе.
При использовании контрольного картофеля его хранят в определенной среде, т.е. в атмосферном воздухе, которая может отличаться от среды, в которой на какой-либо стадии хранится урожай картофеля в условиях регулируемой газообразной среды. Тем не менее остальные параметры хранения контрольного картофеля, такие как температура, плотность укладки при хранении, атмосферное давление и т.д., выбирают таким образом, чтобы они преимущественно не отличались от параметры хранения урожая картофеля; иными словами, контрольные условия хранения могут отличаться от условий хранения урожая только составом газообразной среды, а остальные параметры хранения являются преимущественно такими же.
Предпочтительные признаки всех этих изобретений охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения.
По сравнению с рассмотренными выше известными попытками добиться подавления прорастания картофеля при хранении в настоящем изобретении может обеспечиваться сочетание (а) уменьшенного прорастания и (б) поддержания низких уровней содержания сахаров в хранящемся картофеле.
Что касается картофеля для домашнего употребления (столового картофеля), настоящее изобретение позволяет хранить картофель при более высоких температурах, чем традиционно используются в данное время, уменьшать углеродный след при хранении и/или отказываться от содержащей этилен среды или других химических подавителей прорастания при хранении, что выгодно для потребителя.
До создания настоящего изобретения предполагалось благоразумным поддерживать низкие уровни содержания двуокиси углерода в среде хранения картофеля в состоянии зимнего покоя, обычно 1500-2000 частей на миллион, что соответствует 0,15-0,2 мол.%, поскольку при повышенных уровнях содержания двуокиси углерода обычно возникает проблема увеличения содержания в картофеле сахаров, таких как фруктоза, глюкоза и сахароза. Повышенные уровни содержания редуцирующих сахаров, таких как глюкоза и фруктоза, связаны с потемнением картофеля во время тепловой обработки, в частности при жарке во фритюре, а также снижением его качества и большей изменчивостью изготавливаемых из него изделий, таких как картофельные чипсы.
В основу настоящего изобретения по меньшей мере частично положена обнаруженная авторами изобретения следующая закономерность: факторами, определяющими наблюдаемое повышение уровней содержания сахара в хранящемся картофеле, являются относительные уровни содержания двуокиси углерода в среде хранения до и после нарушения состояния покоя (которое проявляется в прорастании глазков).
Авторы изобретения обнаружили, что за счет использования регулируемой газообразной среды хранения, включая поэтапное изменение содержания двуокиси углерода в ответ на наблюдаемое прорастание глазков, может быть продлен период состояния зимнего покоя картофеля во время хранения без неблагоприятного повышения уровней содержания сахаров в картофеле. Эту комбинированную выгоду невозможно интуитивно обеспечить на основании известных из уровня техники способов хранения картофеля. Напротив, из уровня техники известно, что достижение продолжительного состояния покоя, с одной стороны, и достижение минимальных уровней содержания сахаров, с другой стороны, противоречат друг другу.
Настоящее изобретение способно обеспечивать ряд технических и промышленных преимуществ на известным уровнем техники за счет обеспечения продолжительного состояния покоя картофеля без повышения уровней содержания сахаров и без применения химических подавителей прорастания (таких как CIPC) или с применением меньшего количества химических подавителей прорастания (таких как CIPC) по сравнению с известными промышленно реализованными режимами хранения картофеля.
Во-первых, режим хранения картофеля легче регулировать с целью надежного и согласованного обеспечения высококачественных поставок хранящегося картофеля в течение длительного времени после сбора урожая. Прорастание глазков в качестве управляющего параметра переменной величины среды хранения, которая может являться единственной модифицируемой переменной величиной всего режима хранения, обеспечивает легко реализуемый режим хранения картофеля.
Во-вторых, режим хранения картофеля в регулируемой газообразной среде согласно настоящему изобретению может применяться в качестве варианта создания альтернативы или дополнительно к применению химических подавителей прорастания, таких как CIPC, при необходимости отказа от CIPC и в случае введения более строгих ограничений его применения органами, регулирующими безопасность пищевых продуктов.
Вне связи с какой-либо теорией предполагается, что высокие концентрации двуокиси углерода в газообразной среде после нарушения состояния покоя вызывают стрессовую реакцию, которая стимулирует распад крахмала на простые сахара, что повышает содержание редуцирующих сахаров в картофеле. Тем не менее повторим, что впервые было доказано, что при хранении клубней картофеля в поэтапно регулируемой газообразной среде может подавляться как прорастание, так и накопление сахаров.
Далее в качестве примера описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
на фиг. 1 показано прорастание глазков картофеля после периода хранения согласно примерам изобретения и сравнительным примерам,
на фиг. 2 показана зависимость между содержанием фруктозы и длительностью хранения картофеля, хранящегося в течение различных периодов хранения согласно примерам изобретения и сравнительным примерам,
на фиг. 3 показана зависимость между содержанием глюкозы и длительностью хранения картофеля, хранящегося в течение различных периодов хранения согласно примерам изобретения и сравнительным примерам,
на фиг. 4 показана зависимость между содержанием сахарозы и длительностью хранения картофеля, хранящегося в течение различных периодов хранения согласно примерам изобретения и сравнительным примерам, и
на фиг. 5 показана зависимость между общим содержанием сахара и длительностью хранения картофеля, хранящегося в течение различных периодов хранения согласно примерам изобретения и сравнительным примерам.
В настоящем изобретении предложен способ хранения картофеля. Способ включает начальную стадию использования множества клубней картофеля в состоянии зимнего покоя или в состоянии внутреннего покоя.
Картофель хранится в условиях регулируемой газообразной среды, которая является не постоянной, а поэтапно изменяется при переходе от первого режима хранения ко второму режиму хранения. Момент изменения определяется путем мониторинга характера состояния покоя картофеля.
На первой стадии хранения картофель хранится в первой газообразной среде, содержащей двуокись углерода в концентрации 0,03-5 мол.% в пересчете на состав первой газообразной среды. Первая газообразная среда может представлять собой атмосферный воздух или атмосферный воздух с добавлением двуокиси углерода (вытесняющей другие газы, присутствующие в воздухе). Добавляемая двуокись углерода может по меньшей мере частично обеспечиваться за счет двуокиси углерода, выделяемой картофелем.
Обычно первая газообразная среда содержит двуокись углерода в концентрации от более 0,1 до 5 мол.%, необязательно 0,25-5 мол.%, необязательно 0,25-1 мол.% в пересчете на состав первой газообразной среды.
Первую стадию хранения картофеля в состоянии внутреннего покоя или в состоянии зимнего покоя сменяет вторая последующая стадия хранения после прорастания глазков по меньшей мере в одном клубне картофеля. Прорастание глазков, которое является в настоящем изобретении признаком нарушения состояния покоя, означает, что меристемы клубней выросли по меньшей мере на 1 мм в длину. Такое прорастание глазков видно невооруженным глазом. Если не подавлять рост меристем, он продолжится, и образуются проростки.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения причиной изменения условий хранения является наблюдаемое прорастание глазков по меньшей мере в одном, необязательно по меньшей мере в некоторых клубнях картофеля.
Обычно первую стадию хранения картофеля в состоянии внутреннего покоя сменяет вторая последующая стадия хранения после прорастания глазков по меньшей мере в 1%, необязательно в 1-50% картофеля в состоянии покоя.
В качестве альтернативы при использовании контрольного картофеля, хранящегося в атмосферном воздухе в контрольных условиях, в остальном не отличающихся от условий хранения урожая картофеля в регулируемых условиях, как описано выше, первая стадия хранения сменяется второй последующей стадией хранения после прорастания глазков по меньшей мере в одном клубне контрольного картофеля, хранящегося в атмосферном воздухе, необязательно по меньшей мере в некоторых клубнях контрольного картофеля, хранящегося в атмосферном воздухе, необязательно в 1-50% из множества клубней контрольного картофеля, хранящегося в атмосферном воздухе.
На первой стадии картофель обычно хранится при температуре 1-15°C, необязательно 5-13°C. На второй стадии картофель обычно хранится при температуре от 1-15°C, необязательно 5-13°C. Как на первой, так и на второй стадиях картофель хранится преимущественно при одинаковой температуре 1-15°C, необязательно 5-13°C. Типичная температура хранения на каждой стадии или на обеих стадиях составляет около 9°C.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения первая стадия хранения сменяется второй стадией хранения путем изменения состава газообразной среды обычно в том же хранилище.
На второй последующей стадий хранения картофель хранится во второй газообразной среде, содержащей двуокись углерода в концентрации 0,03-2 мол.% в пересчете на состав второй газообразной среды. Вторая газообразная среда может представлять собой атмосферный воздух или атмосферный воздух с добавлением двуокиси углерода. И в этом случае добавляемая двуокись углерода может по меньшей мере частично обеспечиваться за счет двуокиси углерода, выделяемой картофелем.
Обычно вторая газообразная среда содержит двуокись углерода в концентрации 0,03-1,5 мол.%, необязательно 0,1-1 мол.% в пересчете на состав второй газообразной среды.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления вторая газообразная среда имеет меньшее содержание двуокиси углерода, чем первая газообразная среда, при этом содержание двуокиси углерода в каждом случае определяется в пересчете на молярный состав соответствующей газообразной среды.
Например, в некоторых вариантах осуществления первая газообразная среда содержит двуокись углерода в концентрации 0,25-5 мол.% в пересчете на состав первой газообразной среды, а вторая газообразная среда представляет собой атмосферный воздух или содержит двуокись углерода в концентрации 0,03-2 мол.% в пересчете на состав второй газообразной среды.
В одном из вариантов осуществления первая газообразная среда содержит двуокись углерода в концентрации 0,4-4 мол.% в пересчете на состав первой газообразной среды, а вторая газообразная среда представляет собой атмосферный воздух.
В другом варианте осуществления первая газообразная среда содержит двуокись углерода в концентрации 0,4-4 мол.% в пересчете на состав первой газообразной среды, а вторая газообразная среда содержит двуокись углерода в концентрации 0,03-0,75 мол.% в пересчете на состав второй газообразной среды.
В некоторых других предпочтительных вариантах осуществления вторая газообразная среда имеет большее содержание двуокиси углерода, чем первая газообразная среда, при этом содержание двуокиси углерода в каждом случае определяется в пересчете на молярный состав соответствующей газообразной среды.
Например, в некоторых вариантах осуществления первая газообразная среда содержит двуокись углерода в концентрации 0,25-0,5 мол.% в пересчете на состав первой газообразной среды, а вторая газообразная среда содержит двуокись углерода в концентрации от более 0,5 до 1 мол.% в пересчете на состав второй газообразной среды.
Например, в других вариантах осуществления первая газообразная среда содержит двуокись углерода в концентрации от более 0,03 до менее 2 мол.% в пересчете на состав первой газообразной среды, а вторая газообразная среда содержит двуокись углерода в концентрации от более 0,3 до 2 мол.% в пересчете на состав второй газообразной среды, при этом содержание двуокиси углерода во второй газообразной среде превышает ее содержание в первой газообразной среде.
Соответственно, способ хранения картофеля согласно предпочтительным вариантам осуществления изобретения предусматривает мониторинг состояния покоя картофеля, хранящегося в состоянии внутреннего покоя или в состоянии зимнего покоя в первой газообразной среде, и в ответ на прорастание глазков по меньшей мере в одном клубне картофеля или по меньшей мере в одном клубне контрольного картофеля замену первой газообразной среды второй газообразной средой, в которой хранится картофель, и поддержание в ней содержания двуокиси углерода ниже выбранного порога с целью регулирования содержания сахара в картофеле. Содержащимся в картофеле сахаром является по меньшей мере одно из следующего: фруктоза, глюкоза и сахароза.
В любом из вариантов осуществления изобретения необязательно предусмотрен переходный период между первой и второй стадиями хранения, в течение которого изменяется, например, постепенно состав газообразной среды. Переходный период может занимать до 24 часов, но обычно может занимать менее 3 часов, например даже всего 1 час.
Настоящее изобретение дополнительно проиллюстрировано следующими неограничивающими примерами.
Пример 1
Использовали клубни картофеля предлагаемого на рынке сорта Satuma, собранные летом 2010 года и первоначально обработанные подавителем прорастания хлорпрофамом (CIPC). Клубни находились в состоянии зимнего покоя и хранились в воздушной среде при температуре 9,1°C. Последняя обработка CIPC была произведена 10 ноября 2010 года, а с 20 января 2011 года клубни хранили в условиях регулируемой газообразной среды согласно настоящему изобретению. Клубни были размещены на штабелируемых лотках и хранились в воздухо- и водонепроницаемых ящиках из жесткого полипропилена (размером 88×59×59 см). Ящики имели поплавковые крышки, плавающие в емкости с водой. Регулирование содержания газов и их нагнетание в ящики осуществляли посредством системы труб.
Образцы клубней были первоначально выдержаны в воздушной среде с добавлением двуокиси углерода в концентрации 0,4 мол.% в пересчете на состав среды. Клубни хранились в емкости при номинальной температуре 9,5±1°C и фактической температуре 10,5°C в общей сложности в течение 89 дней. День начала хранения в регулируемом режиме (2 февраля 2011 года) был обозначен как день 0.
Отдельную группу контрольных клубней картофеля такого же сорта хранили в воздушной среде в таких же емкостях и при такой же температуре.
Осуществлялся регулярный мониторинг контрольных клубней с целью обнаружения нарушения состояния зимнего покоя. Определялась процентная доля контрольных клубней, в которых наблюдалось прорастание глазков (видимый рост меристематической ткани) при хранении в воздушной среде.
Через 5 дней (7 февраля 2011 года) прорастание глазков (видимый рост меристематической ткани) наблюдалось в 19% образцов клубней, хранившихся в воздушной среде. Через 9 дней (11 февраля 2011 года) прорастание глазков (видимый рост меристематической ткани) наблюдалось в 57% образцов клубней, хранившихся в воздушной среде.
Через 12 дней (14 февраля 2011 года) переместили образцы клубней из первоначальной воздушной среды с добавлением двуокиси углерода в следующую отличающуюся регулируемую газообразную среду, представляющую собой воздух.
Через 49 дней определили процентную долю образцов клубней, в которых наблюдалось прорастание глазков.
+
Определили содержание сахара в клубнях картофеля в день 0, день 12 и день 49. Разрезали каждый клубень на три ломтика по экватору, мгновенно заморозили в жидком азоте и затем хранили при -40°C и -80°C для последующего биохимического анализа. Экстрагировали сахара (фруктозу, глюкозу и сахарозу) и определили их количество методом ВЭЖХ-ДПП (определения показателя преломления) и площадь пика известными из техники способами. В частности, подвергли ломтики сублимационной сушке, затем смешали с раствором метанола и воды и профильтровали через 0,2-мкм фильтр. Пропустили фильтрат через заполненную моносахаридом Ca (8%) колонку для ВЭЖХ (Rezex RCM) с расходом мобильной фазы воды для ВЭЖХ 0,6 мл/мин. Затем подвергли экстракт анализу с помощью анализатора показателя преломления (Agilent 1200 RID), чтобы определить присутствующие концентрации фруктозы, глюкозы и сахарозы.
На фиг. 1 проиллюстрирована процентная доля клубней с прорастанием глазков через 49 дней. Видно, что через 49 дней хранения глазки проросли всего в около 17% клубней. Это доказывает высокую степень поддержания состояния зимнего покоя на протяжении всего периода хранения.
На фиг. 2, 3, 4 и 5, соответственно, проиллюстрировано содержание фруктозы, глюкозы и сахарозы и общее содержание редуцирующих сахаров (т.е. глюкозы и фруктозы в сумме) в клубнях, измеренное в дни 0, 12 и 49. Видно, что все эти показатели содержания сахаров оставались преимущественно стабильными в течение 49-дневого периода хранения. Это доказывает преимущественно пренебрежимо малое повышение содержания редуцирующих сахаров на протяжении всего периода хранения, в частности, преимущественно отсутствие повышения содержания редуцирующих сахаров во время состояния зимнего покоя.
Пример 2
В Примере 2 был повторен Пример 1 с использованием таких же клубней картофеля, но с другим содержанием двуокиси углерода при хранении в условиях регулируемой газообразной среды согласно настоящему изобретению. Образцы клубней были первоначально выдержаны в воздушной среде с добавлением двуокиси углерода в концентрации 0,4 мол.% в пересчете на состав среды, а через 12 дней (14 февраля 2011 года) перенесены в отличающуюся регулируемую газообразную среду, представляющую собой воздух.
И в этом случае через 49 дней определили процентную долю клубней с прорастанием глазков и измерили содержание редуцирующих сахаров в клубнях картофеля в день 0, день 12 и день 49.
Как показано на фиг. 1, через 49 дней хранения глазки проросли всего в около 19% клубней. Это доказывает высокую степень поддержания состояния зимнего покоя на протяжении всего периода хранения. Это также доказывает высокую степень поддержания состояния зимнего покоя на протяжении всего периода хранения. Как показано на фиг. 2, 3, 4 и 5, содержание всех сахаров оставалось преимущественно стабильным на протяжении 49-дневного периода хранения. Это также доказывает преимущественно пренебрежимо малое повышение содержания редуцирующих сахаров на протяжении всего периода хранения, в частности, преимущественно отсутствие повышения содержания редуцирующих сахаров во время состояния зимнего покоя.
Пример 3
В Примере 3 был повторен Пример 1 с использованием таких же клубней картофеля, но с другим содержанием двуокиси углерода при хранении в условиях регулируемой газообразной среды согласно настоящему изобретению. Образцы клубней были первоначально выдержаны в воздушной среде с добавлением двуокиси углерода в концентрации 0,4 мол.% в пересчете на состав среды, а через 12 дней (14 февраля 2011 года) перенесены в отличающуюся регулируемую газообразную среду, представляющую собой воздух с добавлением двуокиси углерода в концентрации 0,6 мол.% в пересчете на состав среды.
И в этом случае через 49 дней определили процентную долю клубней с прорастанием глазков и измерили содержание редуцирующих сахаров в клубнях картофеля в день 0, день 12 и день 49.
Как показано на фиг. 1, через 49 дней хранения глазки проросли всего в около 27% клубней. Это также доказывает высокую степень поддержания состояния зимнего покоя на протяжении всего периода хранения. Как показано на фиг. 2, 3, 4 и 5, содержание всех сахаров оставалось преимущественно стабильным на протяжении 49-дневного периода хранения. Это также доказывает преимущественно пренебрежимо малое повышение содержания редуцирующих сахаров на протяжении всего периода хранения, в частности, преимущественно отсутствие повышения содержания редуцирующих сахаров во время состояния зимнего покоя.
Пример 4
В Примере 4 был повторен Пример 1 с использованием таких же клубней картофеля, но с другим содержанием двуокиси углерода при хранении в условиях регулируемой газообразной среды согласно настоящему изобретению. Образцы клубней были первоначально выдержаны в воздушной среде с добавлением двуокиси углерода в концентрации 0,4 мол.% в пересчете на состав среды, а через 12 дней (14 февраля 2011 года) перенесены в отличающуюся регулируемую газообразную среду, представляющую собой воздух с добавлением двуокиси углерода в концентрации 0,6 мол.% в пересчете на состав среды.
И в этом случае через 49 дней определили процентную долю клубней с прорастанием глазков и измерили содержание редуцирующих сахаров в клубнях картофеля в день 0, день 12 и день 49,
Как показано на фиг. 1, через 49 дней хранения глазки проросли в около 42% клубней. Это также доказывает приемлемую степень поддержания состояния зимнего покоя на протяжении всего периода хранения. Как показано на фиг. 2, 3, 4 и 5, содержание всех сахаров оставалось преимущественно стабильным на протяжении 49-дневного периода хранения. Это также доказывает преимущественно пренебрежимо малое повышение содержания редуцирующих сахаров на протяжении всего периода хранения, в частности, преимущественно отсутствие повышения содержания редуцирующих сахаров во время состояния зимнего покоя.
Пример 5
В Примере 5 был повторен Пример 1 с использованием таких же клубней картофеля, но с другим содержанием двуокиси углерода при хранении в условиях регулируемой газообразной среды согласно настоящему изобретению. Образцы клубней были первоначально выдержаны в воздушной среде, а через 12 дней (14 февраля 2011 года) перенесены в отличающуюся регулируемую газообразную среду, представляющую собой воздух с добавлением двуокиси углерода в концентрации 0,6 мол.% в пересчете на состав среды.
И в этом случае через 49 дней определили процентную долю клубней с прорастанием глазков и измерили содержание сахара в клубнях картофеля в день 0, день 12 и день 49.
Как показано на фиг. 1, через 49 дней хранения глазки проросли в около 50% клубней. Это также доказывает приемлемую степень поддержания состояния зимнего покоя на протяжении всего периода хранения. Как показано на фиг. 2, 3, 4 и 5, содержание всех сахаров оставалось преимущественно стабильным на протяжении 49-дневного периода хранения. Это также доказывает преимущественно пренебрежимо малое повышение содержания редуцирующих сахаров на протяжении всего периода хранения, в частности, преимущественно отсутствие повышения содержания редуцирующих сахаров во время состояния зимнего покоя.
Сравнительные примеры 1-3
В каждом из Сравнительных примеров 1-3 повторен Пример 1 с использованием таких же клубней картофеля, но с другим содержанием двуокиси углерода при хранении в условиях регулируемой газообразной среды не в соответствии с настоящим изобретением. В Сравнительных примерах 1-3 образцы клубней были первоначально выдержаны в среде, представляющей собой, соответственно, воздух, воздух с добавлением двуокиси углерода в концентрации 0,4 мол.% в пересчете на состав среды или воздух с добавлением двуокиси углерода в концентрации 4 мол.% в пересчете на состав среды. Затем через 12 дней (14 февраля 2011 года) перенесли клубни в каждом из Сравнительных примеров 1-3 в отличающуюся регулируемую газообразную среду, представляющую собой воздух с добавлением двуокиси углерода в каждом случае в концентрации 4 мол.% в пересчете на состав среды.
И в этом случае через 49 дней определили процентную долю клубней с прорастанием глазков и измерили содержание редуцирующего сахара в клубнях картофеля в день 0, день 12 и день 49 для каждого Сравнительного примера.
Как показано на фиг. 1, хотя в каждом Сравнительном примере через 49 дней хранения глазки проросли всего в около 19, 14 или 14%, соответственно, клубней, что доказывает высокую степень поддержания состояния зимнего покоя на протяжении всего периода хранения, как показано на фиг. 2, 3, 4 и 5, через 49 дней хранения существенно повысилось содержание всех сахаров.
Эти Сравнительные примеры доказывают, что значительное повышение содержания сахаров на протяжении всего периода хранения объясняется значительной концентрацией двуокиси углерода в среде во время состояния зимнего покоя,
Сравнительный пример 4
В Сравнительном примере 4 повторен Пример 1 с использованием таких же клубней картофеля, но с другим содержанием двуокиси углерода при хранении в условиях регулируемой газообразной среды не в соответствии с настоящим изобретением. В Сравнительном примере 4 клубни выдерживали в воздушной среде на протяжении всего 49-дневного периода хранения.
И в этом случае через 49 дней определили процентную долю клубней с прорастанием глазков и измерили содержание редуцирующего сахара в клубнях картофеля в день 0, день 12 и день 49 для Сравнительного примера 4.
Как показано на фиг. 1, в Сравнительном примере 4 через 49 хранения глазки проросли в 100% клубней, что доказывает пренебрежимо малую степень поддержания состояния зимнего покоя на протяжении всего периода хранения. Хотя на фиг. 2, 3, 4 и 5 показано, что содержание всех сахаров оставалось преимущественно постоянным на протяжении 49-дневного периода хранения, отсутствие состояния зимнего покоя ограничивает возможности хранения картофеля только в воздушной среде.
Эти Примеры и Сравнительные примеры в совокупности доказывают, что хранение в регулируемой газообразной среде согласно настоящему изобретению с поэтапным изменением концентрации двуокиси углерода в среде при переходе от одного режима к другому способно обеспечивать значительное продление состояния зимнего покоя, но без значительного повышения содержания сахаров за период хранения.
Эти Примеры и Сравнительные примеры в совокупности также доказывают, что в клубнях, обработанных двуокисью углерода в концентрации 4 мол.% на последних стадиях хранения между 12 и 49 днями, быстро повышались концентрации сахарозы, глюкозы и фруктозы, которые приблизительно в 20, 6, 8 и 14 раз превышали концентрации при использовании контрольной содержащей только воздух среды в Сравнительном примере 4 и при использовании меньшей концентрации двуокиси углерода в период состояния зимнего покоя после 12 дней хранения в Примерах 1-5. Концентрация сахара в клубнях, которые хранились в режимах согласно Примерам 1-5 без использования двуокиси углерода в концентрации 4 мол.% на второй стадии хранения, соответствовала концентрации в контрольных клубнях (хранившихся в воздушной среде).
При обработке двуокисью углерода в концентрации 0,6 мол.% на последних стадиях хранения процентная доля прорастания глазков являлась более высокой, чем при других режимах обработки независимо от обработки до начала прорастания глазков. Тем не менее прорастание обычно подавлялось у клубней, первоначально обработанных двуокисью углерода в более высоких концентрациях.
Специалисты в данной области техники без труда предложат различные модификации настоящего изобретения, входящие в его объем. В частности, хотя проиллюстрирован переход всего между двумя режимами хранения в регулируемой газообразной среде, различные способы согласно настоящему изобретению могут предусматривать последовательный переход между более чем двумя режимами хранения в регулируемой газообразной среде, например от первого режима ко второму и третьему режимам, в каждом из которых используется соответствующее содержание двуокиси углерода в регулируемой газообразной среде.