В атмосфере озона

Источник материала:

Проблема эта комплексная, она включает целый ряд направлений — от селекции, предпосевной подготовки семян, соблюдения севооборотов и всех приемов агротехники и до своевременной уборки с закладкой на хранение.

И вот тут важна роль самого процесса длительного хранения продукции, будь то зерно, яблоки или картофель. Ныне этому в мире уделяется особое внимание. По оценке ученых, после закладки в плодах продолжаются сложные биохимические и физиологические процессы: дыхание, увядание, прорастание и другие, которые влияют на сохранность, товарный вид и вкусовые качества. Потери вызывают, с одной стороны, грибные, вирусные, бактериальные и физиологические заболевания, из-за которых они попросту гниют. С другой — качество овощей и фруктов при длительном хранении снижается из-за продолжения процессов обмена и роста.

И питательные вещества «самосжигаются». Вот тут как раз и способна прийти на помощь озоновоздушная смесь.

Озон с момента его обнаружения в 1785 году голландским физиком Ван Марумом стал объектом пристального изучения. Со временем ученые обнаружили, что этот газ, благодаря своим химическим свойствам, как сильнейший природный окислитель обладает мощным бактерицидным действием в отношении всех видов микроорганизмов и может вызывать дезодорирующий эффект. В этом качестве для очистки и обеззараживания питьевой воды, промышленных стоков, очистки воздуха на производстве он широко используется во многих странах. Но из-за своей химической активности при высоких концентрациях озон может быть токсичен.

Первые попытки использовать его для хранения продовольствия были предприняты в Германии, в Кёльне, еще в 1908 году. Обогащенный озоном воздух вводили в камеры холодильника, чтобы обеспечить лучшую сохранность мяса.

Определенные результаты были получены и при хранении картофеля. Как известно, для подавления патогенной микрофлоры и предотвращения прорастания клубней в картофелехранилище поддерживают оптимальную температуру —2—40С. Однако это нарушает равновесие в углеводном обмене. В результате в клубнях повышается уровень сахаров, и это заметно ухудшает технологические и вкусовые свойства. Согласно патенту США создание в хранилище концентрации озона 0,002—20,0 мг/м3 при влажности 85—95 процентов сохраняет вкусовые качества картофеля в широком интервале температур. Более того, в этих условиях даже при 15—180С тормозится развитие гнилей, что, по мнению американского автора, достигается за счет образования на поверхности клубней перекиси водорода. Впрочем, все эти исследования имели общий недостаток. Поиск одной универсальной дозы озона, которая бы уничтожала всю поверхностную микрофлору, приводящую к микробиологической потере продукции, вели без учета видовых и сортовых особенностей, а также того, что и возбудители гнилей очень разнообразны. Советские, в том числе и белорусские исследователи (а в Минске был крупнейший в СССР центр озонобиологии), более основательно подошли к вопросу.

Что же он все-таки может?

В нашей стране исследования биологического действия озона были начаты еще в конце 70-х годов в Институте фотобиологии АН БССР (с 2004 г. ГНУ «Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси») под руководством академика Сергея Конева. Сотрудники института и других научных учреждений страны теоретически обосновали и разработали новые технологические приемы использования озоновоздушной смеси для увеличения сроков хранения урожая.

Белорусские ученые создали такие схемы обработки плодов низкими дозами озоновоздушной смеси, которые не только позволяют успешно подавлять патогенную микрофлору на поверхности, но и влияют на обменные процессы в самих овощах и фруктах, другими словами, тормозят «самосжигание» питательных веществ.

К сожалению, по ряду причин в конце 80-х годов прошлого столетия эта технология не получила широкого признания. А с распадом Советского Союза о ней на многие годы пришлось забыть. Все изменилось несколько лет назад, когда тема вновь стала актуальной. Работа активизировалась после того, как была принята научно-техническая программа Союзного государства «Повышение эффективности производства и переработки плодоовощной продукции на основе прогрессивных технологий и техники на 2005—2007 годы».

— Ранее мы изучали влияние озонирования на морковь, картофель, яблоки, виноград, другие овощи и фрукты и подбирали соответствующие режимы обработки для каждой культуры, — рассказывает заведующая лабораторией биофизики и инженерии клетки Института биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси Мария Мартынова. — Проведен большой объем работ и определенные успехи были достигнуты.

Оказалось, что для каждого вида продукции нужна своя технологическая схема обработки озоном. Вместе с тем комплексные фундаментальные исследования позволили определить общие закономерности действия озонированной атмосферы на патогенную микрофлору и на этой основе разработать эффективные методы ее подавления. Выяснилось, что у озона есть одна особенность: его низкие дозы стимулируют прорастание высокоустойчивых для любых химических и физических воздействий микроорганизмов, в частности, «спящих» споровых форм грибов, а высокие — оказывают бактерицидное действие. Кроме того, озон взаимодействует только с поверхностными структурами клеток и не проникает вглубь. К тому же оказалось, что многократные кратковременные обработки различных видов плодов и овощей низкими дозами озона тормозят в них обменные процессы, повышают иммунитет и уничтожают возбудителей болезней. Уплотняется и поверхностный слой овощей и фруктов, снижая скорость испарения воды, а значит, продукция остается более сочной и дольше сохраняет свою биологическую ценность. Все эти эффекты озона и увеличивают сроки хранения урожая.

Испытания озонной технологии на одной из овощных баз Минска еще в 80-е годы показали: потери моркови можно снизить в 2—2,5 раза. Странно, что эту технологию не внедряли, ведь она экологически безопасна с точки зрения превращения кислород—озон—кислород. Озон получают электросинтезом из кислорода воздуха при помощи особых устройств — озонаторов. То есть надо минимально переоборудовать хранилища (поставить озонаторные установки и поддерживать оптимальный режим температуры и влажности).

Снижение потерь урожая при хранении наряду с повышением урожайности — вот два направления, на которых можно выиграть. Новая технология способна пополнить продовольственный фонд страны, снизить затраты валютных средств на закупку овощей и фруктов за рубежом.