ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2262230

СПОСОБ ОБРАБОТКИ КАРТОФЕЛЯ ВО ВРЕМЯ ХРАНЕНИЯ

СПОСОБ ОБРАБОТКИ КАРТОФЕЛЯ ВО ВРЕМЯ ХРАНЕНИЯ

Имя изобретателя: Б. ЙЕХУДА Нир (IL); МАРГАЛИТ Элайху (IL) 
Имя патентообладателя: Пими Марион Холдинг ЛТД. (IL)
Адрес для переписки: 103006, Москва, Долгоруковская ул., 7, Садовая Плаза, 11 этаж, для Ариевича Е.А., фирма "Бейкер и Макензи"
Дата начала действия патента: 1999.07.22 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в технологии хранения картофеля. Картофель обрабатывают раствором перекиси водорода для ингибирования его прорастания. Раствор перекиси водорода имеет значение рН, не превышающее 6, и содержит ионы серебра, меди и цинка в количестве от 10 ч/млрд до 20000 ч/млн. Раствор перекиси водорода дополнительно содержит одну кислоту из группы, состоящей из надуксусной кислоты, азотной кислоты, серной кислоты и фосфорной кислоты. Указанный раствор наносят в виде сухого тумана, окуривающего средства или дыма. Указанный раствор состоит из микрокапель, имеющих размер в диапазоне от 0,001 до 100 микрон в диаметре. При хранении картофель поддерживают в условиях высокой относительной влажности, тем самым ингибируя пусканием им корней. Использование изобретения позволит увеличить срок хранения картофеля.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к экологически безопасным способам для предотвращения качественных и количественных потерь картофеля на всех стадиях хранения и обработки, включая мероприятия до и после уборки, до и после посева, транспортировку и продажу, а также для предотвращения преждевременного прорастания, пускания корней и стимуляции продуктивности картофеля. Способы настоящего изобретения могут также найти применение для снижения или исключения воздействия вредных организмов и веществ из почвы, других сред и субстратов при выращивании картофеля.

Настоящее изобретение включает в свой объем способы, в которых используют, главным образом, водный раствор перекиси водорода для предотвращения качественных и количественных потерь картофеля при хранении и/или перевозке. Настоящее изобретение также включает в свой объем способ разрушения эффекта доминирования верхушки у некоторых сортов культуры, используемых для вегетативного размножения с получением ряда впечатляющих результатов, включая стабильность при хранении непосредственно самого материала для вегетативного размножения и более высокий выход продукции при выращивании такого материала. Способы настоящего изобретения можно также использовать для снижения и исключения воздействия вредных организмов и веществ почвы, других сред и субстратов при выращивании картофеля.

Перекись водорода является сама по себе экологически безопасным веществом, поскольку продуктами ее разложения является вода и кислород. Использование перекиси водорода в настоящем изобретении возможно в сочетании с другими компонентами, ограничено объемом таких композиций и способов, которые безопасны для окружающей среды, поскольку эти другие компоненты либо сами экологически безопасны либо их используют в количествах, которые не представляют опасности, как для индивидуумов, так и для окружающей среды.

Потери в результате порчи картофеля во время выращивания, хранения и перевозки, представляют проблему первоочередной важности в мировом производстве продукции, имеющей существенное социальное, экономическое и политическое значение. Количественные и качественные потери картофеля на всех стадиях выращивания, хранения и транспортировки влияют в первую очередь на возможность поддерживать необходимый уровень питания и качество жизни населения Земли. Таким образом, предлагаемые способы, которые могут внести существенный вклад для предотвращения как количественных, так и качественных потерь в производстве картофеля, имеют первостепенное значение. Настоящее изобретение относится к эффективным способам, обеспечивающим достижение этих целей. Более конкретно настоящее изобретение относится к экологически безопасным и энергосберегающим способам, обеспечивающим достижение этих целей.

Способ данного изобретения сдерживает в клубнях картофеля прорастание, пускание корней, повреждение и гниение, вызванные патогенными микроорганизмами, что позволяет хранить такой материал в условиях высокой относительной влажности (70-99+%), оптимизированных так, чтобы предотвратить потерю по массе вследствие обезвоживания при хранении даже в течение длительного времени. Способ данного изобретения также позволяет осуществить хранение в условиях относительно высоких положительных температур, то есть небольшой степени охлаждения, в сочетании с высокой относительной влажностью. Это позволяет существенно снизить затраты энергии относительно охлаждения при более низких температурах, обычно требуемые для хранения картофеля, особенно в условиях с высокой относительной влажностью.

Эти факторы играют первостепенную роль в послеуборочном периоде. Однако они также имеют существенное значение на всех стадиях выращивания, хранения и транспортировки картофеля.

В случае продолжительного срока хранения картофеля целесообразно проводить их обработку раствором, содержащим ингибитор, через каждые несколько недель и в соответствии со способом данного изобретения. Кроме того, в промежуточном периоде между такими обработками хранящийся картофель можно поддерживать в стерильной окружающей среде путем применения на регулярной основе или с более короткими интервалами, растворов с более низкой концентрацией ингибитора и путем проведения обработок, которые создают стерильную окружающую среду в сочетании с избыточной влажностью. Способ данного изобретения можно легко приспособить с возможностью практической его реализации при перевозке картофеля. Это имеет существенное значение, поскольку сельскохозяйственные продукты, в частности картофель, обычно заготавливают в течение только ограниченного времени года. Для того чтобы такие продукты питания были доступны для потребления людьми и животными в течение всего или по меньшей мере продолжительного времени года, их необходимо хранить в условиях, сводящих к минимуму потери в результате обезвоживания, повреждения гнилью, вызванной патогенными микроорганизмами, прорастания, пускания корней и тому подобное, сохраняя при этом органолептические свойства и препятствуя другим процессам, которые неблагоприятно сказываются на качестве.

Крайне важное значение имеет также то, что способы и материалы, которые используют для удлинения срока эффективной сохранности скоропортящихся продуктов питания и растительного материала, не должны оказывать вредного воздействия ни на состояние здоровья, ни на благосостояние потребителей, не причинять никакого вреда окружающей среде. Хотя один конкретный вариант использования настоящего изобретения был направлен на повышение качества и сохранности клубней картофеля при продолжительном сроке хранения, ясно, что те же самые или аналогичные способы и материалы можно использовать для повышения товарного качества и сохранности при длительном хранении, увеличения урожайности и, в частности, увеличения выхода урожая растительного материала и пищевых продуктов вообще. Это применимо не только к аналогичным овощным продовольственным культурам, например как батат, морковь, лук, редька, чеснок и тому подобных, но способ и композицию данного изобретения можно использовать с получением хороших результатов для повышения качества и сохранности при длительном хранении семян посевного картофеля, материала, используемого для размножения батата, а также луковиц, включая цветочные луковицы и клубни. Настоящее изобретение может быть также использовано для замедления образования проростков в семенах и зерне. Кроме того, способ настоящего изобретения позволяет повысить лежкость обработанных таким образом всех видов продуктов питания и растительного материала, включая фрукты и овощи. Подробную информацию по конкретной теме, касающейся картофеля и некоторыми проблемам, связанным с ним, приводит, например, Smith, О., в работе POTATOES: Производство, хранение и переработка, The Avi Publishing Co., Inc., Westport. Connecticut.

В настоящее время суммарный мировой выход продукции картофеля по оценкам составляет примерно 300 миллионов тонн в год. Эта культура не только является главным продовольственным продуктом из-за ее пищевой ценности, поскольку она богата углеводами и другими питательными веществами, но в то же самое время ее часто используют для приготовления быстрых закусок в виде замороженного картофеля, поджаренного кусочками, и картофельных чипсов. Картофель используется даже в блюдах для гурманов, качество, вкус и консистенция которого оценивается более требовательно.

Поскольку благоприятные для роста картофеля условия существуют только в определенное время года в различных районах земного шара, в которых его выращивают, проблема предотвращения потерь и ухудшения качества картофеля при хранении или межрегиональной торговле имеет важнейшее значение для тех, кто связан с выращиванием, хранением, продажей и потреблением картофеля. Обезвоживание во время хранения является одной из главных причин потери веса в абсолютном количественном выражении. В то же время обезвоживание является одним из факторов ухудшения качества картофеля. Величина потери веса вследствие обезвоживания при хранении зависит от характеристик конкретного сорта и от режима хранения. Среда с высокой относительной влажностью предотвращает потерю влаги картофелем в результате испарения. В то же время среда с низкой относительной влажностью может вызвать потерю значительного количества влаги у хранящегося картофеля. Потеря влаги в результате обезвоживания клубней хранящегося картофеля означает потерю по весу хранящегося картофеля, т.е. ведет к прямым экономическим потерям.

Кроме того, потеря влаги у хранящегося картофеля может иным образом отрицательно сказываться на его качестве. Клубни, которые потеряли существенное количество влаги вследствие обезвоживания, более мягкие, чем те, которые хранили в условиях, которые снижают или предотвращают такие потери влаги. Они также в большей степени подвержены поверхностному травмированию и, следовательно, больше проникновению патогенных микроорганизмов и гниению.

Для предотвращения потери веса вследствие обезвоживания картофель обычно хранят в условиях высокой относительной влажности. Известно, что такие условия, если не предпринять контрмер, ускоряют прорастание и пускание корней у хранящегося картофеля, нежелательные процессы, приводящие к ухудшению качества картофеля, а иногда даже и к полной потере продукции. Кроме того, высокая влажность окружающей среды часто благоприятствует развитию патогеннных микроорганизмов, которые как способствуют, так и ускоряют процессы, приводящие к качественным и количественным потерям продукции.

В качестве ингибиторов, которые до настоящего времени используют для предотвращения таких нежелательных последствий хранения, могут служить изопропилфенилкарбамат (ТРС), хлоризопропилфенилкарбамат (CIPC) (см., например, работу Hajslova J. и Davidek J., 1986, Эффекты ингибиторов прорастания PC и CIPC при обработке картофеля, Nahrung Food, вып.30, стр.75-79), гидразид малеиновой кислоты (см., например, статью Yada R.Y., Coffin R.K., Keenan, M.K, Fitts M., Duffault С. и Tai G.C.C. Влияние гидразида малеиновой кислоты на выход картофеля, содержание сахара и цвет картофельных чипсов и т.д., в журнале Amer. Potato J., вып.68, стр.705-709, 1991), 1,2-дигидро-3,6-пиридазиндион и 2,3,5,6-тетрахлорнитробензол (TCNB).

Использование CIPC является в настоящее время наиболее широко распространенным в практике способом для защиты клубней картофеля при хранении от прорастания. Однако использование этого ингибитора, замедляющего прорастание клубней, создает множество проблем. К этим проблемам относятся замедление заживления травмированной поверхности и образование перидерма в клубнях, что в результате требует специальной дополнительной обработки после периода лечения. Кроме того, CIPC оставляет токсичные остатки на клубнях, на которые его наносят. Температура окружающей среды в хранилище, необходимая для замедления прорастания клубней картофеля во время хранения, должна поддерживаться в интервале 2-4°С. Поддержание такого относительно низкого температурного режима требует значительных энергозатрат и увеличение себестоимости. Кроме того, при температурах ниже 9° существует тенденция превращения крахмала в сахара, что приводит к ухудшению вкусовых характеристик картофеля, особенно промышленного картофеля. Такой картофель поэтому пользуется меньшим спросом у потребителя, и в то же время такой картофель полностью не годится для некоторых областей промышленного применения. Кроме того, CIPC переходит в летучее состояние при относительно высоких температурах (170-180°С) перед введением в камеру хранения, приводя тем самым к нежелательной нагрузке на холодильную систему и дополнительным энергозатратам.

Для сортов картофеля, собираемых в обычный период уборки урожая картофеля, имеются два варианта для предотвращения прорастания и пускания корней при хранении. В одном варианте хранение осуществляют путем поддержания температуры в интервале 2-4°С. В другом варианте допускается хранение картофеля при более высоких температурах, но требуется обработка с использованием CIPC и других химических ингибиторов, замедляющих прорастание. В случае поздних сортов картофеля хранение его даже при температурах ниже 2-4°С не дает гарантии эффективного замедления прорастания.

В то время как обычный температурный режим при хранении, используемый в сочетании с обработкой CIPC, лежит в диапазоне 7-8°С, было установлено, что способ настоящего изобретения обеспечивает эффективное замедление процесса прорастания и пускание корней в широком диапазоне температуры. Он предусматривает хранение в настоящее время в соответствующем диапазоне температуры 2-10°С. Предлагаемый способ также обеспечивает хранение в широкий диапазоне температуры окружающей среды. Следует подчеркнуть еще раз, что возможность осуществления хранения при повышенных температурах позволяет существенно снизить затраты энергий наряду с экономическими, качественными, количественными и экологическими выгодами.

Кроме того, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения способствуют регулированию газового баланса диоксида углерода и кислорода в хранилищах, предотвращая таким образом порчу клубней хранящегося картофеля, сопровождаемую потемнением сердцевины. Способы обработки на основе CIPC и аналогичных ингибиторов не обеспечивают такое регулирование газового баланса.

Необходимо отметить, что CIPC не эффективен в температурном диапазоне 5°С и ниже. В некоторых случаях, например при поздней уборке урожая, прорастание может иметь место при таких температурах. Однако способ и композиции настоящего изобретения являются эффективным средством для замедления прорастания даже в температурном диапазоне 5°С и ниже. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что интервал между последовательными обработками, обеспечивающими эффективную защиту в соответствии со способом и композициями настоящего изобретения, может удлиняться в этих условиях до 2-6 месяцев.

Кроме того, широкий температурный диапазон, который подходит для хранения картофеля, обработанного способом настоящего изобретения, обеспечивает большую свободу для адаптации относительно широкого разнообразия различных условий, которые встречаются в складских хозяйствах и внешних средах. Способ настоящего изобретения может найти практическую реализацию во время перевозки картофеля, обеспечивая таким образом средство, замедляющее развитие неблагоприятных процессов в результате механических повреждений при транспортировке, но также и экономию времени.

CIPC имеет множество дополнительных недостатков, которые устраняет способ настоящего изобретения. CIPC оказывает системное действие на обработанные им клубни и плоды. Иначе говоря, он проникает в такие клубни и плоды. Вследствие этого это налагает на его использование нижеследующие ограничения:

(1) инструкции, которые запрещают использование CIPC для обработки некоторых видов продовольствия;

(2) картофель и аналогичные пищевые продукты, которые обработаны препаратами на основе CIPC, необходимо выдержать по меньшей мере 1 или 2 месяца для разложения CIPC прежде, чем они поступят на рынок;

(3) не допускается использование складских помещений или бункеров, в которых проводили обработку препаратом CIPC для хранения семенного материала или продовольственных продуктов;

(4) использование для обработки CIPC требует специального оборудования, которое стоит недешево и дорогостояще в эксплуатации, а также соблюдение высокого и определенного температурного режима для перехода жидкости в газ и постоянное наблюдение квалифицированного специалиста на протяжении всего времени его работы;

(5) CIPC оказывает коррозионное действие на пластмассу, оставляет черный, трудноудаляемый слой на поверхности помещения для хранения и остатки активных веществ в его стенках в течение нескольких лет;

(6) CIPC становится летучим при высоких температурах перед введением в холодильные камеры хранилища и таким образом неблагоприятно воздействует на температурный баланс внутри них.

Все вышеупомянутые недостатки CIPC устраняются, если для обработки вместо CIPC используют способ настоящего изобретения. Это обусловлено тем, что продукты разложения соединений, используемых в настоящем изобретении, не оказывают вредного воздействия. Главным образом, они состоят из воды и кислорода, с только следовыми, практически не обнаруживаемыми количествами других необязательных компонентов, если их используют для обработки. В некоторых вариантах осуществления изобретения способ обеспечивает регулирование газового баланса диоксида углерода и кислорода, замедляя таким образом "потемнение сердцевины" у хранящегося картофеля.

И наконец, в некоторых странах использование CIPC либо ограничено либо находится на этапе процесса ограничения и даже запрета. Другие упомянутые выше материалы, кроме используемых в объеме настоящего изобретения, не представляют привлекательной альтернативы относительно использования CIPC из-за подобных или других недостатков.

Перекись водорода является хорошо известным не загрязняющим окружающую среду окислителем, исчерпывающая статья, суммирующая ее производство, использование и другие особенности, представлена в Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4-изд., том 13, стр.961-995. Указанная статья и ее библиография включены в объем данной заявки в качестве ссылки. Известные использования перекиси водорода, описанные в статье Kirk-Othmer, включают обработку, дезинфекцию и стерилизацию водным раствором контактирующих поверхностей продовольственной упаковки. Использование перекиси водорода для дезактивации помещений, как указывалось в этой статье, может также стать многообещающим. В библиографии также цитируются различные патенты, в которых упоминаются стабилизированные композиции на основе перекиси водорода. Такая композиция, содержащая соль или комплекс серебра, описана в заявке WO 96/18301, хотя в патенте США 4915955 говорится об использовании стабилизированного соединения на основе соли серебра или коллоиде для смешивания с перекисью водорода для получения эффективных дезинфицирующих средств. В этой статье нигде не говорится об использовании перекиси водорода или композиций на ее основе для обработки растительных материалов или пищевых продуктов.

Использование перекиси водорода в комбинации с ионами серебра для дезинфекции воды также описано в работе Shuval H. и другие. Water Sci.Technol, (1995), вып.31(5-6, Health-Related Water Microbiology, 1994), стр.123-129 и в работе Shuval H. и другие. Water Supply, (1995), 13(2 IWSA International Specialized Conference on Disinfection of Potable Water, 1994), стр.241-251.

Несмотря на отдельные и периодически появляющиеся в технической и рекламной литературе сообщения о том, что обработка с использованием перекиси водорода может дать положительный результат для обеспечения сохранности пищевых продуктов и растительного материала, последний обзор, представленный на встрече Европейской Ассоциации по изучению проблем картофеля, которая проходила 25-29 марта 1998 года в Aberdeen, Шотландия, свидетельствовал о том, что такие методы обработки менее эффективны, чем имеющиеся в настоящее время альтернативы (см., например, работу Clayton R.C. и Black S., «Гигиена при хранении семенного картофеля: очистка, дезинфекция или совместно?», представлена на встрече Европейской Ассоциации по изучению проблем картофеля, 25-29 марта 1998 года, Aberdeen, Шотландия.

Среди публикаций, на которые следовало бы обратить внимание как свидетельство возможных положительных эффектов от обработки перекисью водорода пищевых продуктов и растительного материала, можно указать работу Afek А., и других. Новые подходы для замедления прорастания и снижении потери веса при хранении картофеля. Рефераты докладов конференции. Posters and Demonstrations, 13th Triennial Conference of the European Association for Potato Research, Июль 14-19, Veldhoven Netherlands и Postharvest, Taupo, New Zealand, Август, 1996. В этой публикации описывается ультразвуковой метод обработки при хранении картофеля раствором, содержащим 25% раствор этанола и 0,3% коммерческий концентрат на основе перекиси водорода и иона серебра. Несмотря на то, что эффективность обработки для защиты от прорастания, как сообщали, была сопоставимой со стандартной обработкой с использованием CIPC, не было приведено никаких данных, которые бы свидетельствовали об эффективности обработки водным раствором перекиси водорода в отсутствии этанола.

В рекламной брошюре препарата Виросил-Агро (Virosil-Agro) говорится о том, что этот препарат эффективен в предотвращении послеуборочной порчи большого разнообразия плодов и овощей. Этот препарат, как указывается в брошюре, сам является "многокомпонентным сложным составом, содержащим перекись водорода и серебро в форме катиона". Формы использования указанного препарата не включают аэрозольную форму "Сухой туман".

В статье Hebrew by Nir. А. и Heller D., опубликованной в журнале HaSadeh, том 74, No.12, стр.1326-1327, приводятся результаты совместных исследований по использованию для дезинфекции высиживаемых яиц препаратом на основе перекиси водорода, наносимым ультразвуковым аэрозольным генератором. Никакого объяснения не дается из-за отсутствия сопоставимости в результатах, хотя сообщается о хороших результатах, полученных в самой последней серии испытаний.

Смешанные и неокончательные результаты, наблюдаемые до сих пор в экспериментах по использованию препаратов, содержащих перекись водорода, для обработки пищевых продуктов и растений, можно, по-видимому, обобщить следующим образом:

Перекись водорода является сильным окислителем. Она также является сильным дезинфицирующим средством, эффективно устраняя или по крайней мере снижая воздействие широкого разнообразия болезнетворных микроорганизмов, включая патогены, вызывающие гниль. Являясь, однако, одновременно сильным окислителем, она может также вызвать повреждение поверхностных тканей и защитных кожицы и покрытий пищевых продуктов и растительного материала, что делает их более уязвимыми к проникновению патогенных микроорганизмов. Следовательно, нежелание до сих пор принятия на вооружение экологически безопасных способов и композиций, использующих перекись водорода, для обработки продуктов питания и растительного материала для предотвращения качественных и количественных потерь при хранении и транспортировке, может быть приписано в большей степени отсутствию надежных способов и композиций для достижения этой цели, которые позволяют получить суммарный положительный эффект.

Таким образом, цель некоторых аспектов настоящего изобретения заключается в создании способа с использованием перекиси водорода, который делает возможным хранение картофеля в условиях высокой относительной влажности и высокой относительной температуры, одновременно обеспечивая замедление вредных процессов, вызывающих ухудшение их качества, которые часто ускоряются условиями высокой относительной влажности и температуры. Таким образом, возможно получение различных положительных результатов при хранении в условиях высокой влажности и температур, не оказывая при этом вредных последействий, которые часто имеют место при хранении картофеля в среде с высокой влажностью и высоких температурах. Прорастание, пускание корней и образование "черной сердцевины" в картофеле или аналогичных клубнях во время хранения можно привести в качестве примера вредных процессов, который имеют место особенно в условиях окружающей среды с высокой влажностью и высокой температурой.

Еще одной целью некоторых аспектов настоящего изобретения является создание способа, который предотвращает прорастание, пускание корней и образование "черной сердцевины" в клубнях картофеля для вегетативного размножения, особенно в условиях хранения в среде с высокой влажностью и относительно высокими температурами. Указанный способ также обеспечивает удобное регулирование газового баланса диоксида углерода и кислорода, замедляя тем самым образование "черной сердцевины" в клубнях картофеля.

Следующей целью некоторых аспектов настоящего изобретения является создание способа, который позволяет снизить затраты энергии при хранении и транспортировке картофеля.

Еще одной целью некоторых аспектов настоящего изобретения является применение для обработки способа путем нанесения на семена и материал для вегетативного размножения растений до их посева, что обеспечивает снижение потерь при уборке, замедление прорастания, защиту семян от потери влаги, необходимую для роста, поддержание семян в стерильной внешней среде, которая препятствует переносу инфекции или болезни из страны в страну, на соседние семена, урожай или почву, в которой их выращивают.

И еще одной целью некоторых аспектов настоящего изобретения является создание способа, который обеспечивает и ускоряют разрушение эффекта доминирования верхушки, предотвращая таким образом преждевременное нежелательное прорастание, но одновременно стимулируя усиленную способность к прорастанию, и в свою очередь стимулируя или усиливая некоторые или все из нижеуказанных положительных результатов и особенностей в картофеле.

(1) большее количество стеблей на клубень по сравнению с необработанным контролем;

(2)более зеленая и пышная листва;

(3) более однородная высота при выращивании;

(4)больший выход клубней на материнский клубень;

(5) больший выход урожая в кг/м2;

(6) большая однородность при сортировке собранного урожая по размеру, особенно при сортировке клубней по стандартным размерам, предназначенных для промышленного использования, торговли и в качестве семенного материала;

(7) предварительная обработка в соответствии со способом и композициями изобретения обеспечивает защиту материнского клубня от воздействия, вызванных неблагоприятными процессами, которые в конечном счете привели бы к загрязнению выходов и

(8) поскольку предлагаемая обработка оказывает благоприятное влияние на семенной материал, то это обеспечивает потребности тех, кто занимается хранением картофеля, продажей его для промышленного использования и/или для нужд населения и/или разведением семенного материала применительно к рыночным условиями. Это может быть сделано сразу же после обработки, что исключает необходимость 1-месячного периода ожидания, как это требуется после обработки CIPC.

Способ обработки, предлагаемый в соответствии с изобретением, может полностью заменить способы, которые используются в настоящее время для обработки семенного материала перед его экспортом и/или непосредственно перед сеянием. Кроме того, предлагаемый способ безопасен для человека и окружающей среде, прост и экономичен для реализации. Наиболее широко используемым химическим препаратом до недавнего времени, которое все еще находит использование в некоторых странах для этой цели, является этилметилртутьхлорид. Этот препарат содержит высокую концентрацию органической ртути и поэтому его использование в большинстве стран мира запрещено. Это обусловлено тем, что он опасен для здоровья потребителя и содержит токсичный металл, который загрязняет почву и воды.

Новый способ обработки настоящего изобретения более эффективен. Он имеют дополнительные положительные результаты и преимущественные особенности. Он безопасен для пользователя и окружающей среды по сравнению с другими альтернативными способами обработки семенного материала с использованием различных видов фунгицидов и окуривания формальдегидом.

Еще одной целью некоторых аспектов настоящего изобретения является создание способа предотвращения качественных и/или количественных потерь картофеля при хранении, например, вследствие порчи, вызванной инфекцией микроорганизмами, грибами, морскими водорослями, дрожжами, плесенью и вирусами.

Еще одной целью некоторых аспектов настоящего изобретения является создание способа хранения с целью сохранности картофеля, который предотвращает качественные и количественные потери при хранении, обусловленные нежелательными микробиологическими или биохимическими процессами, происходящими в самом картофеле, в том числе когда такие процессы вызваны и/или стимулируются условиями хранения с высокой влажностью и высокими положительными температурами.

Еще одной целью некоторых аспектов настоящего изобретения является создание способов обработки, которые можно использовать для снижения и исключения действия вредных организмов и веществ из почвы, оборудования, материалов, помещений и поверхностей.

Кроме того, важной целью некоторых аспектов настоящего изобретения является достижение вышеупомянутых назначений с использованием простого средства, которое безопасно для применения, нетоксично, не содержит запаха, вредных остатков и/или побочных эффектов, экологически совместимо и которое не оставляет каких-либо нежелательных остатков химических веществ в материалах или воде, почве, других средах и субстратах для выращивания растений, или на оборудовании, материалах, воде, помещениях и поверхностях, подвергнутых обработке в соответствии со способом настоящего изобретения, не подвергает опасности здоровье специалистов, которые осуществляют практическую реализацию указанного способа или доставку пищевых продуктов, обработанных им. Способ настоящего изобретения эффективен с точки зрения его себестоимости.

Краткое изложение существа изобретения

Указанные в описании проценты означают вес, выраженный в мас.%.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается экологически приемлемый способ обработки картофеля при хранении, транспортировке и продаже, перед посадкой, при выращивании, а также перед и после сбора урожая, для увеличения урожая и выхода клубней товарных размеров, исключения риска нанесения вреда здоровью людей, придания устойчивости к хранению, удлинения срока хранения и замедления преждевременного прорастания и пускания корней, проростков, цветения, гниения, образования черной сердцевины, порчи, вызванной патогенными микроорганизмами, или развития других процессов, приводящих к ухудшению качества и/или количественной потери картофеля путем его обработки во время хранения, транспортировки и продажи, перед посадкой, при выращивании, а также перед и после сбора урожая, эффективно действующей дозой водного раствора, содержащего эффективно действующую концентрацию перекиси водорода и, возможно, эффективно действующие дозы одного или более дополнительных компонентов, выбранных из следующих типов веществ:

(i) эффективно действующие следовые концентрации диспергированных металлов или ионов металлов;

(ii) эффективно действующие концентрации других и/или дополнительных активаторов, синергистов и промоторов перекиси водорода;

(iii) эффективно действующие концентрации стабилизаторов и модификаторов перекиси водорода;

(iv) эффективно действующие концентрации регуляторов рН;

(v) эффективно действующие концентрации органических и/или неорганических добавок,

в котором действующая концентрация перекиси водорода, время и способ обработки выбираются так, чтобы предотвратить ухудшение качества и потерю картофеля, но в то же время не настолько высокими, чтобы вызвать его повреждение.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, предлагается способ предотвращения преждевременного прорастания и стимуляции продуктивности у материала для выращивания растений, например как культура картофеля, клубни картофеля или материал для выращивания картофеля путем разрушения эффекта доминирования верхушки у указанной культуры картофеля, клубнях картофеля или материале для выращивания картофеля, характеризующийся тем, что он включает обработку указанной культуры картофеля, клубней картофеля или материала для выращивания картофеля эффективно действующей дозой водного раствора, содержащего эффективно действующую концентрацию перекиси водорода и, возможно, эффективно действующие дозы одного или более дополнительных компонентов, выбранных из следующих типов веществ:

(i) эффективно действующие следовые концентрации диспергированных металлов или ионов металлов;

(ii) эффективно действующие концентрации других и/или дополнительных активаторов, синергистов и промоторов перекиси водорода;

(iii) эффективно действующие концентрации стабилизаторов и модификаторов перекиси водорода;

(iv) эффективно действующие концентрации регуляторов рН;

(v) эффективно действующие концентрации органических и/или неорганических добавок.

И наконец, еще в одном варианте осуществления изобретения предлагается совместимый с окружающей средой способ уменьшения количества и удаления вредных организмов и веществ из почвы, оборудования, материалов, воды, помещений и поверхностей путем обработки указанных почвы, других сред и субстратов для выращивания, оборудования, материалов, воды, помещений и поверхностей эффективным количеством композиции, содержащей эффективно действующую концентрацию перекиси водорода и, возможно, содержащего эффективную дозу одного или более дополнительных компонентов, выбранных из следующих типов веществ:

(i) эффективно действующие следовые концентрации диспергированных металлов или ионов металлов;

(ii) эффективно действующие концентрации других и/или дополнительных активаторов, синергистов и промоторов перекиси водорода;

(iii) эффективно действующие концентрации стабилизаторов и модификаторов перекиси водорода;

(iv) эффективно действующие концентрации регуляторов рН;

(v) эффективно действующие концентрации органических и/или неорганических добавок.

Подробное описание изобретения

Предпочтительный диапазон концентраций перекиси водорода для использования при периодической обработке картофеля в соответствии со способом настоящего изобретения составляет от 0,001% до 50%, предпочтительно от 0,01% до 20% и более, в частности, от 0,1% до 15%. Предпочтительный диапазон концентраций для непрерывной обработки или обработки, проводимой через короткий интервал, составляет от 10 ч/млн до 40%.

Диапазон концентраций диспергированного металла и/или иона металла для использования в соответствии с этим изобретением составляет 1 ч/млрд (миллиард) до 5%, предпочтительно от 10 ч/млрд до 10,000 ч/млн более предпочтительно от 20 ч/млрд до 2000 ч/млн и наиболее предпочтительно от 20 ч/млрд до 1000 ч/млн. Комбинация перекиси водорода с соответствующим ионом (ионами) металла обеспечивает в некоторых случаях синергистический эффект, посредством чего усиливается действие перекиси водорода. Кроме того, было установлено, что ничтожные количества следовых остатков иона (ионов) металла оказывают более медленный, но более продолжительный положительный эффект на предупреждение потери в качестве и количестве картофеля.

Обработка картофеля в соответствии с данным изобретением может быть осуществлена удовлетворительно различными способами. Они включают в некоторых случаях погружение обрабатываемого картофеля в вышеупомянутые растворы или распыление раствора (растворов) на картофель. Однако необходимо отметить, что вода или конденсированные капельки воды на поверхности картофеля могут усилить проникновение патогенов и таким образом иметь вредный эффект. Это касается особенно случаев, когда важно поддерживать условия среды при хранении с высокой относительной влажностью, например, при хранении картофеля, для того, чтобы предотвратить потерю материала вследствие испарения и другие виды порчи, вызванные окружающей средой с низкой влажностью.

Периодическая обработка посредством способа настоящего изобретения защищает картофель от неблагоприятных эффектов конденсации воды на обработанной поверхности.

Было показано, что применение раствора в виде сверхмелких капель с помощью разделяющих распылительных систем, образующих "сухой" туман с размерами частиц менее и вплоть до 1000 микрон в диаметре, дает особенно благоприятные результаты. Эти результаты включают компенсацию или предотвращение потерь воды, ингибирование прорастания и загнивания, меньшие общие потери и большую урожайность обработанных семян. Благоприятное действие "сухого" тумана объясняется тем, что очень мелкие частицы ведут себя в значительной степени подобно газу. Они облегчают достижение очень высокой относительной влажности, вплоть до 99% и выше, без конденсации влаги на хранящемся материале. Кроме того, мелкие частицы обладают очень высокой способностью проникать в мелкие щели и промежутки. Вследствие этого даже при хранении картофеля в кучах или в мешках "сухой" туман хорошо проникает ко всем точкам кучи или мешка. Это означает, что даже в простейших, занимающих малый объем складах, хранящийся картофель можно обработать и предотвратить потери веса, связанные с обезвоживанием, а также размягчение и другие процессы порчи, вызванные неправильным режимом влажности.

Другим положительным эффектом "сухого" тумана является то, что он позволяет использовать более высокие концентрации перекиси водорода и других активных компонентов, не вызывая повреждения защитной кожицы или поверхности картофеля. Более высокая концентрация обрабатывающего раствора увеличивает его эффективность в отношении быстрого уничтожения патогенных организмов. При обработке картофеля путем погружения или обычного опрыскивания оптимальная концентрация перекиси водорода должна быть в пределах 0,5%-1,5%, а время обработки должно составлять от нескольких секунд до нескольких минут. При обработке с помощью "сухого" тумана концентрация перекиси водорода может достигать 40%, а время обработки может составлять от нескольких часов до нескольких дней.

Другим преимуществом обработки с помощью тумана является возможность регулирования баланса двуокиси углерода в складском помещении или камере, что дает возможность замедлить порчу в результате образования сердцевинной гнили. Предпочтительно отношение объема воздуха к жидкости в тумане должно составлять от 300:1 до 1200:1, и наиболее предпочтительно между 500:1 и 700:1.

В некоторых аспектах и применениях изобретения выгодные эффекты способа настоящего изобретения усиливаются введением некоторых добавок в раствор для обработки. В качестве этих добавок могут служить:

Стабилизаторы и модификаторы, например как, но без ограничения их объема, лимонная кислота, винная кислота, борная кислота, бромистая кислота, станнаты, фосфоновые кислоты и тому подобные.

Регуляторы рН, главным образом минеральные и органические кислоты, например как, но без ограничения их объема, фосфорная кислота, надуксусная кислота, соляная кислота, серная кислота и тому подобные. Для обеспечения оптимальной эффективности значение рН должно быть меньше 6 и предпочтительно между 1-4.

Активаторы следовых элементов, синергисты и промоторы, но без ограничения их объема, дисперсии металлов, не-металлов или ионов (различных валентностей, если подходят), например, меди, цинка, никеля, железа, калия, марганца, серебра, хрома, молибдена, магния, бора, фосфора, иода, серы, цитрата и тому подобных

Органические или неорганические добавки, например как, но без ограничения их объема, надуксусная кислота, фенол, желатин, глицерин, натрия азид, полимоксин В, натрия бикарбонат, пектин, салициловая кислота и тому подобные.

Пример 1

В нескольких экспериментах, проводимых в хранилище с сотней метрических тонн картофеля, распыляли раствор, содержащий перекись водорода и иона металла аэрозольным генератором в течение ночи, пока не был достигнут уровень относительной влажности 80-99%. Картофель находился в хранилище в течение 5 месяцев, в течение которого обработка методом туманообразования составляла 10-50% от указанного периода. Полученные результат распыления свидетельствуют о том, что потери, вызванные болезнью, снизились с 8% до 2%, в то время как потери в результате дегидратации снизились с 5% до 2%. Таким образом, суммарное снижение потерь составляло от 13% до 4,5%, чистое среднее восстановление - 8,5%.

Пример 2

Изучение эффекта обработки проводили с различными растворами, содержащими водный раствор перекиси водорода и добавки при следующих концентрациях: (контроль) 0% и 0,1%-30%, методом погружения в течение различных промежутков времени. Достоверное ингибирование прорастания было получено для обработанных таким образом луковиц по сравнению с контролем, а также защита их от гниения в течение длительного времени.

При некоторых концентрациях был получен отрицательный результат, проявляемый гнилью и сильным фитотоксическим повреждением клубней.

Каждую из обработок проводили пятикратно. Каждый раз обработка включала 50 килограммов картофеля.

Пример 3

Обработку проводили аналогично Примеру 2, за исключением того, что вместо погружения растворы распыляли на субстрат пищевого продукта до момента его погружения (большой объем).

Пример 4

Обработку проводили аналогично Примеру 3, за исключением того, что распыление на субстрат пищевого продукта составляло небольшой объем.

Пример 5

Обработку проводили аналогично Примеру 3, за исключением того, что распыление на субстрат пищевого продукта составляло сверхмалый объем.

Пример 6

Обработку проводили аналогично Примеру 3, за исключением того, что распыление на субстрат пищевого продукта проводили методом туманообразования. Объемное отношение газа к жидкости составляло 600:1.

Примеры 7-11

Каждую из обработок, описанных выше в примерах 2-6, проводили на семенном материале картофеля.

Примеры 12-16

Каждую из обработок, описанных выше в примерах 2-6, проводили на семенах пшеницы, кукурузе, различных зерновых и культурах семейства пасленовых. Концентрации растворов перекиси водорода варьировали в интервале 0,1-60%. Обработанные таким образом разновидности исследовали через 7-10 дней. Во всех случаях не было отмечено никакого прорастания, цветения и пускания ростков.

Те же самые разновидности были исследованы после изменения промежутков от нескольких недель до нескольких месяцев. Было отмечено ингибирование гниения.

При некоторых концентрациях был получен отрицательный результат, проявляемый гнилью и сильным фитотоксическим поражением клубней.

Пример 17

По 750 тонн картофеля сорта Дезире хранили в каждой из трех холодных помещений в течение шести месяцев при температуре 10°С. При средней относительной влажности 97% с конденсированными микрокапельками размером 3-7 микрон потеря веса после этого времени составляла только 2,8%. При регулярном увлажнении воздуха и средней относительной влажностью 92% потеря веса составляла 6%. Потеря веса в контроле при средней влажность 85% составляла 11%.

Кроме того, товарное качество картофеля, хранящегося без поддержания влажности, было низким из-за мягкости клубней.

Показатели твердости различных закладок вышеописанного сорта картофеля были следующие: 64 ньютона при относительной влажности 97%; 58 ньютонов при относительной влажности 92% и 48 ньютона при относительной влажности 85%. Твердость клубней картофеля перед хранением составляла 70 ньютон.

Пример 18

Эксперименты проводили для проверки эффективности обработки семенного картофеля для предупреждения прорастание клубней с использованием "сухого" тумана, содержащего перекись водорода, ион серебра и фосфорную кислоту. После предварительной обработки активным раствором условия хранения поддерживали при относительной влажности 90% и температуре 10°С. Получены следующие результаты:

Концентрация     Прорастание  
(ч/млн)     (%)  
Н 2О2 Ион Ag Один месяц Два месяца Три месяца
0 0 15 27 35
500 1 4 23 31
1,250 2,5 0 3 6
5,000 10 0 2 5

Повторное использование ежемесячно вышеуказанной дозировки позволило полностью защитить от прорастания в течение продолжительных периодов времени. Однако в среде с содержанием H2O 2 более 25% отмечалось повреждение кожицы, которое развивалась быстро до гнили.

Пример 19

Эксперименты проводили для проверки эффективности обработки семенного картофеля для предупреждения прорастания клубней с использованием "сухого" тумана, содержащего перекись водорода, ион серебра и фосфорную кислоту. После предварительной обработки активным раствором условия хранения поддерживали при относительной влажности 90% и температуре 10°С. Получены следующие результаты:

Концентрация       Прорастание  
(ч/млн)       (%)  
Н2O 2 Ag ион Cu ион Один месяц Два месяца Три месяца
0 0 0 15 27 35
500 0 0 8 22 32
500 1 0 4 23 31
500 0 1 6 17 27
500 0,1 0,9 2 13 18

Повторное использование ежемесячно вышеуказанной дозировки позволило полностью исключить прорастание в течение продолжительных периодов времени периодов. Однако в среде с содержанием Н 2О2 более 25% отмечалось повреждение кожицы, которое развивалась быстро до гнили.

Пример 20

Эксперименты проводили для проверки эффективности обработки семенного картофеля на усиление выхода продукции с использованием растворов, содержащих перекись водорода и ион серебра. Сбор семенного картофеля осуществляли первоначально в конце июня и помещали без обработки в холодное хранилище, где поддерживали температуру 9-10°С и относительную влажность 96-99+%. Примерно месяц спустя каждую закладку различных сортов семенного картофеля обрабатывали дозой раствора, содержащего перекись водорода и ион серебра, причем отношение активных ингредиентов к семенному картофелю составляло 2-5% Н2О2 , а концентрация ион Ag составляла 40-100 ч/млн. в расчете на мас/мас. Каждую партию обрабатывали еще три раза. Вторую обработку проводили примерно через 3, 5 недели после первой обработки и использовали ту же самую дозу. Третью обработку проводили почти через четыре недели после второй обработки, но уровень дозировки снизили наполовину. Четвертая обработка имела место приблизительно через три недели, при этом также был уменьшен наполовину уровень дозировки.

Ниже приводится средний выход продукции картофеля в кг/м2 для различных сортов семенного картофеля:

  Обработанные клубни Необработанные клубни
  картофеля картофеля
На 84 сутки 2,28 кг/м2 1,65 кг/м2
94 сутки 2,56 кг/м 2 2,04 кг/м2

Кроме высоких выходов продукции на единицу площади картофель, который был воспроизведен из обработанного семенного картофеля, имел более однородное распределение клубней по размеру, а также более высокий выход товарной продукции по сравнению с таковыми у необработанного контроля. Более того, материнские клубни оставались здоровыми и не снижали качества так, чтобы урожай не был загрязнен. Проблема ухудшения материнского клубня и загрязнения урожая является главной проблемой необработанного семенного картофеля.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ обработки картофеля во время хранения, включающий взаимодействие указанного картофеля с раствором перекиси водорода для ингибирования его прорастания, при этом указанный раствор перекиси водорода имеет значение рН, не превышающее 6, и содержит ионы металла, выбранные, по меньшей мере, из серебра, меди и цинка, в количестве от 10 ч./млрд до 20000 ч./млн, и дополнительно содержит, по меньшей мере, одну кислоту из группы, состоящей из надуксусной кислоты, азотной кислоты, серной кислоты и фосфорной кислоты, причем указанный раствор наносят в виде сухого тумана, окуривающего средства или дыма, при этом указанный раствор состоит из микрокапель, имеющих размер в диапазоне от 0,001 до 100 мкм в диаметре, и при хранении указанный картофель поддерживают в условиях высокой относительной влажности, тем самым ингибируя пускание корней у указанного картофеля.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рН указанного раствора составляет не более 4.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве ионов металла используют ион серебра в количестве от 50 ч./млрд, до 10000 ч./млн.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве указанной кислоты используют фосфорную кислоту.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные микрокапли имеют максимальный размер 30 мкм в диаметре.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные микрокапли имеют максимальный размер 10 мкм в диаметре.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанную обработку осуществляют мелкокапельным опрыскиванием, при этом объемное соотношение воздуха к жидкости составляет от 300:1 до 1200:1.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанную обработку осуществляют мелкокапельным опрыскиванием, при этом объемное соотношение воздуха к жидкости составляет от 500:1 до 700:1.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация перекиси водорода в указанном растворе варьирует в интервале от 0,1 до 15%.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный картофель хранят, по меньшей мере, в течение 5 месяцев, при этом указанную обработку в течение указанного срока хранения осуществляют многократно через промежутки времени от 3 до 4 недель.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанный картофель содержат при хранении при температуре, по меньшей мере, 10°С.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный картофель хранят, по меньшей мере, в течение 3-месячного периода, при этом во время указанного срока хранения проводят многократную обработку через промежутки времени от 3 до 4 недель.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что указанный картофель содержат при хранении при температуре, по меньшей мере, 10°С.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный картофель хранят, по меньшей мере, в течение 3-месячного периода, при этом указанную обработку повторяют с интервалами, которые составляют 10-50% от времени срока хранения.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный картофель хранят, по меньшей мере, в течение 5-месячного периода, при этом указанную обработку повторяют с интервалами, которые составляют 10-50% от времени срока хранения.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный картофель хранят, по меньшей мере, в течение 5-месячного периода, при этом указанную обработку проводят непрерывно в течение указанного срока хранения.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что указанный картофель содержат при хранении при температуре, по меньшей мере, 10°С.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку проводят для обеспечения ингибирования прорастания указанного картофеля.

19. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный картофель, который подвергают обработке, представляет собой посевной картофель, при этом указанная обработка представляет собой обработку, которая обеспечивает и ускоряет разрушение эффекта доминирования верхушки у указанного посевного картофеля.

Версия для печати
Дата публикации 05.03.2007гг


вверх