СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛОДОВ НА СРОКИ ИХ ХРАНЕНИЯ
METHOD OF DETERMINING EFFECT OF PROCESSING CHARACTERISTICS OF FRUITS ON THEIR SHELF-LIFE

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для определения долгосрочного, среднесрочного и краткосрочного сроков хранения плодов.
Известны способы определения зрелости плодов путем механических испытаний с использованием инденторов различных геометрических параметров, Л..В.Метлицкий. «Биохимия плодов и овощей». М.: Экономика, 1970. С.237.
Известен способ определения модуля упругости материала, заключающийся в воздействии на исследуемый образец свободно падающего индентора шарообразной формы, RU №2272274 C1, G01N 3/32, 2006.03.20.
Известен способ определения спелости арбуза путем механического воздействия на кору арбуза, RU №1613950 А1, G01N 33/02, 1990.10.30.
Известен способ измерения технологических характеристик продукта, С.А.Евелев. «Приборы для исследований структурно-механических свойств мяса и рыбы». Известия вузов СССР. Пищевая технология, М., 1980, №6, с.118.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.
В ближайшем аналоге измерения проводят для определения технологических характеристик, прогнозирование сроков хранения в нем не предусмотрено.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей получать информацию о технологических характеристиках плодов и осуществлять с высокой точностью прогнозирование сроков их хранения.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что способ определения влияния технологических характеристик плодов на сроки их хранения предусматривает механическое воздействие на исследуемый объект путем его сжатия. Проводят измерение величин естественных потерь массы плодов в условиях холодильного хранения, минимальные величины которых соответствуют долгосрочному хранению, а максимальные - краткосрочному хранению, после размещения контрольных плодов из каждой первоначально поступившей партии в условия холодильного хранения в течение контрольного временного периода, и определение модуля упругости на сжатие контрольных плодов из каждой первоначально поступившей партии. После этого модули упругости на сжатие сопоставляют с величинами естественных потерь массы и по соответствию этих зависимостей получают значения тех модулей упругости, по которым определяют сроки хранения плодов всех последующих поступающих партий.
Заявителями не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.
Измерение величин упругости на сжатие плодов и определение величин естественных потерь массы в плодах в условиях холодильного хранения в течение контрольного временного периода позволяют получить информацию об их технологических характеристиках.
Получение зависимостей величин естественных потерь массы плодов от величин упругости на сжатие позволяет прогнозировать долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные сроки хранения плодов.
Осуществление прогнозирования по соответствию или отсутствию соответствия зависимостей величин естественных потерь массы от величин упругости на сжатие плодов повышает его точность.
Заявителям не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителей, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
Способ осуществляют следующим образом.
Берут несколько партий плодов, например семечковых культур, одного сорта или разных сортов, каждые из которых собраны на различных участках, имеют отличия по своим биохимическим и технологическим свойствам и относятся к одному временному сбору.
Определяют контрольные партии и в каждой из них выбирают произвольно определенное количество контрольных плодов.
Определяют величины естественных потерь массы контрольных плодов в условиях холодильного хранения.
Проводят взвешивание контрольных плодов до холодильного хранения и через определенный непродолжительный интервал времени, например через 2 суток, проводят взвешивание их после холодильного хранения.
Определение величин естественных потерь массы контрольных плодов в условиях холодильного хранения проводят любым известным способом.
Определяют величины упругости на сжатие плодов.
Определение величин упругости на сжатие плодов проводят любым известным способом.
Определяют зависимость величин естественных потерь массы контрольных плодов от величин упругости на сжатие.
Сравнивают величины естественных потерь массы контрольных плодов в условиях холодильного хранения с величинами упругости на сжатие плодов и результаты обрабатывают, например наносят на график.
При сравнении зависимостей на графике определяют долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные сроки хранения плодов:
- долгосрочный срок хранения по зависимостям минимальной величины естественных потерь массы от максимальной величины упругости на сжатие плодов;
- среднесрочный срок хранения по зависимостям средней величины естественных потерь массы от средней величины упругости на сжатие плодов;
- краткосрочный срок хранения по зависимостям максимальной величины естественных потерь массы от минимальной величины упругости на сжатие плодов.
При отклонении зависимостей величин естественных потерь массы и/или величин упругости на сжатие плодов сроки хранения корректируют.
Определение сроков хранения плодов в поступающих партиях (при полном соответствии с контрольными партиями) осуществляют согласно полученным зависимостям.
Осуществление способа подтверждают примеры конкретного выполнения.
Пример 1.
Берут четыре контрольные партии плодов яблок (2004 г.).
Из каждой контрольной партии выбирают по 10 контрольных плодов яблок.
Определяют величины естественных потерь массы контрольных плодов яблок в условиях холодильного хранения.
1
Проводят первое контрольное взвешивание плодов до холодильного хранения, значение веса (m) размещают на информационном носителе.
2
Закладывают на холодильное хранение при температуре +1°С - +3°С эти 10 плодов, выдерживают 2 суток и проводят второе контрольное взвешивание, значение веса (m) размещают на информационном носителе.
По результатам контрольных взвешиваний определяют величины естественных потерь массы на 1 кг массы в сутки
где Y - естественные потери массы в г/(кг·сут);
1
m - масса 10 плодов при первом контрольном взвешивании;
2
m - масса 10 плодов при первом контрольном взвешивании;
N - количество суток между первым и вторым контрольными взвешиваниями.
Величины естественных потерь массы контрольных плодов яблок для четырех контрольных партий в условиях холодильного хранения приведены в таблице 1.
Из таблицы 1 видна динамика величин естественных потерь массы плодов яблок.
Определяют упругость по величине модуля Юнга на сжатие.
Берут контрольные плоды яблок (из каждой контрольной партии), моют и вырезают образцы.
Определение величин модуля Юнга на сжатие проводят с помощью консистометра.
Вырезают образец цилиндрической формы. Измеряют его толщину и диаметр. Помещают образец на столик прибора, опускают на него груз и по истечении 15 секунд снимают показания на индикаторе.
Расчет ведут по формуле
где Е - модуль Юнга, Па;
Мг - масса груза, кг;
Mc - масса столика прибора, 0,027 кг;
2
g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с;
2
S - площадь образца, м, равная
где Д - диаметр образца, м;
ε - относительная деформация, равная
где δ - показание индикатора, мм;
Н - толщина образца, мм.
Величины модуля Юнга на сжатие контрольных плодов яблок для четырех контрольных партий приведена в таблице 1.
Из таблицы 1 видна динамика величин модуля Юнга на сжатие плодов яблок.
Определяют зависимость величин естественных потерь массы от величин модуля Юнга на сжатие плодов.
Величины естественных потерь массы контрольных плодов яблок в условиях холодильного хранения и величины модуля Юнга на сжатие контрольных плодов яблок из таблицы 1 наносят на график 1.
При сравнении на графике 1 зависимостей величин естественных потерь массы от величин модуля Юнга на сжатие яблок определяют сроки хранения плодов.
Из таблицы 1 и графика 1 видно:
- в 1-й контрольной партии максимальной величине естественных потерь массы плодов яблок (1,076 г/(кг·сут)) соответствует минимальная величина модуля Юнга на сжатие (125 кПа);
- во 2-й контрольной партии минимальной величине естественных потерь массы плодов яблок (0,569 г/(кг·сут)) соответствует максимальная величина модуля Юнга на сжатие (200 кПа);
- в 3-й контрольной партии средней величине естественных потерь массы плодов яблок (0,571 г/(кг·сут)) соответствует максимальная величина модуля Юнга на сжатие (200 кПа);
- в 4-й контрольной партии средней величине естественных потерь массы плодов яблок (0,851 г/(кг·сут)) соответствует средняя величина модуля Юнга на сжатие (160 кПа).
Определяют:
- долгосрочный срок хранения плодов яблок 2-й контрольной партии;
- долгосрочный с корректировкой срок хранения плодов яблок 3-й контрольной партии;
- среднесрочный срок хранения плодов яблок 4-й контрольной партии;
- краткосрочный срок хранения плодов яблок 1-й контрольной партии.
Очевидно, что чем больше величина модуля Юнга на сжатие, тем меньше величина потерь массы при холодильном хранении. Плоды с наибольшей величиной модуля Юнга на сжатие имеют долгосрочные сроки хранения (2-я контрольная партия). Плоды с наименьшей величиной модуля Юнга на сжатие - краткосрочные сроки хранения (1-я контрольная партия). Плоды со средней величиной модуля Юнга на сжатие - среднесрочные сроки хранения (4-я контрольная партия). При отклонении зависимостей, как в партии 3, сроки хранения корректируют.
Пример 2
Берут четыре контрольные партии плодов груши (2005 г.).
Из каждой контрольной партии выбирают по 10 контрольных плодов груши.
Определяют величины естественных потерь массы контрольных плодов груши в условиях холодильного хранения по примеру 1.
Величины естественных потерь массы контрольных плодов груши для четырех контрольных партий в условиях холодильного хранения приведены в таблице 2.
Из таблицы 2 видна динамика величин естественных потерь массы плодов груши.
Определяют величины модуля Юнга на сжатие контрольных плодов груши.
Берут 10 контрольных плодов груши (из каждой контрольной партии), моют и вырезают образцы.
Определение величин модуля Юнга на сжатие контрольных плодов груши проводят по примеру 1.
Величины модуля Юнга на сжатие контрольных плодов груши для четырех контрольных партий приведены в таблице 2.
Из таблицы 2 видна динамика величин модуля Юнга на сжатие плодов груши.
Определяют зависимость величин естественных потерь массы от величин модуля Юнга на сжатие плодов.
Величины естественных потерь массы контрольных плодов груши в условиях холодильного хранения и величины модуля Юнга на сжатие контрольных плодов груши из таблицы 2 наносят на график 2.
При сравнении на графике 2 зависимостей величин естественных потерь массы от величин модуля Юнга на сжатие плодов груши определяют сроки хранения плодов.
Из таблицы 2 и графика 2 видно:
- в 1-й контрольной партии средней величине естественных потерь массы плодов груши (0,697 г/(кг·сут)) соответствует средняя величина модуля Юнга на сжатие (130 кПа);
- во 2-й контрольной партии максимальной величине естественных потерь массы плодов груши (0,780 г/(кг·сут)) соответствует минимальная величина модуля Юнга на сжатие (110 кПа);
- в 3-й контрольной партии средней величине естественных потерь массы груши (0,588 г/(кг·сут)) соответствует средняя величина модуля Юнга на сжатие (170 кПа);
- в 4-й контрольной партии минимальной величине естественных потерь массы плодов груши (0,403 г/(кг·сут)) соответствует максимальная величина модуля Юнга на сжатие (280 кПа).
Определяют:
- долгосрочный срок хранения плодов груши 4-й контрольной партии;
- среднесрочный срок хранения плодов груши 1-й и 3-й контрольных партий;
- краткосрочный срок хранения плодов груши 2-й контрольной партии.
Очевидно, что чем больше величина модуля Юнга на сжатие, тем меньше величина потерь массы при холодильном хранении. Плоды с наибольшей величиной модуля Юнга на сжатие имеют долгосрочные сроки хранения (4-я контрольная партия). Плоды с наименьшей величиной модуля Юнга на сжатие - краткосрочные сроки хранения (2-я контрольная партия). Плоды со средней величиной модуля Юнга на сжатие - среднесрочные сроки хранения (1-я и 3-я контрольные партии).
Пример 3
Берут четыре контрольные партии плодов айвы японской (хеномелес) (2004 г.).
Из каждой контрольной партии выбирают 10 контрольных плодов айвы японской.
Определяют величины естественных потерь массы контрольных плодов айвы японской в условиях холодильного хранения по примеру 1.
Величины естественных потерь массы контрольных плодов айвы японской для четырех контрольных партий в условиях холодильного хранения приведены в таблице 3.
Из таблицы 3 видна динамика величин естественных потерь массы плодов айвы японской.
Определяют величины модуля Юнга на сжатие контрольных плодов айвы японской.
Берут 10 контрольных плодов айвы японской (из каждой контрольной партии), моют и вырезают образцы.
Определение величин модуля Юнга на сжатие контрольных плодов айвы японской проводят по примеру 1.
Величины естественных потерь массы контрольных плодов айвы японской в условиях холодильного хранения и величины модуля Юнга на сжатие контрольных плодов айвы японской из таблицы 3 наносят на график 3.
Из таблицы 3 видна динамика величин модуля Юнга на сжатие плодов айвы японской.
Определяют зависимость величин естественных потерь массы от величин модуля Юнга на сжатие плодов.
Величины естественных потерь массы контрольных плодов айвы японской в условиях холодильного хранения и величины модуля Юнга на сжатие контрольных плодов айвы японской из таблицы 3 наносят на график 3.
При сравнении на графике 3 зависимостей величин естественных потерь массы от величин модуля Юнга на сжатие плодов айвы японской определяют сроки хранения плодов.
Из таблицы 3 и графика 3 видно:
- в 1-й контрольной партии средней величине естественных потерь массы плодов айвы японской (0,751 г/(кг·сут)) соответствует средняя величина модуля Юнга на сжатие (850 кПа);
- во 2-й контрольной партии максимальной величине естественных потерь массы плодов айвы японской (0,876 г/(кг·сут)) соответствует минимальная величина модуля Юнга на сжатие (690 кПа);
- в 3-й контрольной партии средней величине естественных потерь массы айвы японской (0,541 г/(кг·сут)) соответствует средняя величина модуля Юнга на сжатие (980 кПа);
- в 4-й контрольной партии минимальной величине естественных потерь массы плодов айвы японской (0,505 г/(кг·сут)) соответствует максимальная величина модуля Юнга на сжатие (1050 кПа).
Определяют:
- долгосрочный срок хранения плодов айвы японской 4-й контрольной партии;
- среднесрочный срок хранения плодов айвы японской 1-й и 3-й контрольных партий;
- краткосрочный срок хранения плодов айвы японской 2-й контрольной партии.
Очевидно, что чем больше величина модуля Юнга на сжатие, тем меньше величина потерь массы при холодильном хранении. Плоды с наибольшей величиной модуля Юнга на сжатие имеют долгосрочные сроки хранения (4-я контрольная партия). Плоды с наименьшей величиной модуля Юнга на сжатие - краткосрочные сроки хранения (2-я контрольная партия). Плоды со средней величиной модуля Юнга на сжатие - среднесрочные сроки хранения (1-я и 3-я контрольные партии).
Примеры 1, 2 и 3 наглядно показывают, какие плоды (одни относительно других) имеют наибольшие сроки хранения, так, из исследуемых плодов наибольшая величина модуля Юнга на сжатие у айвы японской (1050 кПа), а самая наименьшая - у яблок (200 кПа), лучше яблок хранятся груши (280 кПа).
Сроки хранения плодов, соответствующие долгосрочному, среднесрочному и краткосрочному срокам хранения, для примеров 1, 2 и 3 приведены в таблице 4.
Определение сроков хранения плодов по величинам упругости на сжатие, применяемой при измерении технологических характеристик растительных тканей, и проверка сроков хранения плодов по результатам этого способа подтверждают целесообразность его использования, это обуславливают, по мнению заявителей, соответствие предложенного способа критерию «промышленная применимость».
Использование предложенного способа позволяет:
- получить информацию о технологических характеристиках плодов за счет измерения величин упругости на сжатие и определения величин естественных потерь массы в плодах в условиях холодильного хранения в течение контрольного временного периода;
- прогнозировать долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные сроки хранения плодов за счет получения зависимостей величин естественных потерь массы плодов от величин упругости на сжатие;
- повысить точность прогнозирования за счет информации о соответствии или отсутствии соответствия зависимостей величин естественных потерь массы от упругости на сжатие плодов.
Таблица 1Зависимость величин естественных потерь массы плодов яблок от величин их модуля Юнга на сжатие (2004 год)
Контрольные партии №
Естественные потери массы г/(кг·сут)
Величина модуля Юнга на сжатие, кПа
1
1,076
125
2
0,569
200
3
0,571
200
4
0,851
160
Таблица 2Зависимость величин естественных потерь массы плодов груши от величин их модуля Юнга на сжатие (2005 год)
Контрольные партии №
Естественные потери массы г/(кг·сут)
Величина модуля Юнга на сжатие, кПа
1
0,697
130
2
0,780
110
3
0,588
170
4
0,403
280
Таблица 3Зависимость величин естественных потерь массы плодов айвы японской от величин их модуля Юнга на сжатие (2004 год)
Контрольные партии №
Естественные потери массы г/(кг·сут)
Величина модуля Юнга на сжатие, кПа
1
0,751
850
2
0,876
690
3
0,541
980
4
0,505
1050
Таблица 4Сроки хранения плодов
Партии, порядковый номер
Срок хранения
Прогнозируемый срок хранения, месяцы
Корректированный срок хранения, месяцы
Сохранность, %
Плоды яблок (Пример 1)
1
краткосрочный
до 1
нет
22
2
долгосрочный
6
нет
79
3
долгосрочный
5
4
75
4
среднесрочный
3
нет
62
Плоды груши (Пример 2)
1
среднесрочный
3
нет
71
2
краткосрочный
1
нет
54
3
среднесрочный
3
нет
72
4
долгосрочный
6
нет
80
Плоды айвы японской (Пример 3)
1
среднесрочный
3
нет
92
2
краткосрочный
1
нет
74
3
среднесрочный
3
нет
90
4
долгосрочный
6
нет
95