«Визначення знімальної стиглості плодів: лабораторне заняття з Помології у студентів-садівників»

8 жовтня під керівництвом доцента кафедри садівництва ім. проф. В. Л. Симиренка, Гаврилюка Олександра Сергійовича, було проведено лабораторне заняття з дисципліни «Помологія» для студентів 3 курсу спеціальності «Садівництво, плодоовочівництво та виноградарство» на тему: «Прогнозування та визначення знімальної стиглості плодів». Я, студентка 3 курсу, брала активну участь у виконанні всіх етапів лабораторної роботи.

Вступ (теоретична частина)

На початку заняття викладач ознайомив нас із загальними відомостями щодо проведення роботи й наголосив на практичному значенні правильного визначення строків знімальної стиглості. Правильний термін збирання впливає на якість плодів, тривалість їх зберігання та транспортабельність. Передчасне знімання призводить до недобору врожаю, зниження якості, зморщування та фізіологічних хвороб при зберіганні; запізніле — до втрати маси, зниження лежкості, розтріскування й побуріння м’якоті. Для консервування недостиглі плоди теж малопридатні (розварюються). Плоди, зняті в оптимальні строки, мають найвищі товарні й споживчі якості та дають вищий дохід.

На строки достигання й лежкість впливають багато факторів: метеорологічні (температура, вологість, світло), ґрунтові (тип і фізико-хімічні властивості ґрунту), агротехнічні (добрива, обробіток ґрунту, обрізування тощо), вік дерев, тип підщепи та сортова реакція на умови.

У плодів, що йдуть споживатися свіжими, розрізняють два ступені стиглості: знімальну і споживчу.

• Знімальна стиглість — коли припиняються процеси росту й накопичення, плоди придатні до перевезення, технічної переробки або тривалого зберігання, але ще не повністю набули смакових властивостей.

• Споживча стиглість — наступає під час або після знімання внаслідок біохімічних перетворень (набуття характерного забарвлення, аромату, смаку). У літніх сортів знімальна й споживча стиглість часто збігаються; в осінніх і зимових сортах між ними може мати місце розрив від кількох тижнів до кількох місяців (1–6 міс.).

Для встановлення знімальної стиглості використовують комплекс ознак: забарвлення шкірочки, аромат, розміри, консистенція та щільність м’якоті, вміст крохмалю, поява характерного сорту смаку, побуріння насіння, легкість відділення плоду від плодового утворення. Жоден окремий показник не дає повної картини — потрібно комплексне оцінювання.

Методи визначення стиглості (деталі методик)

• Візуальна оцінка змін забарвлення шкірочки. При достиганні основний зелений колір замінюється на світліші тони (жовтуваті, жовто-зелені) — це можна оцінювати в полі або спектрофотометрично в лабораторії за шкалами кольорів.

• Йодно-крохмальна проба (гістохімічний метод). Метод ґрунтується на перетворенні крохмалю в цукри під час достигання: крохмаль фарбується йодом у синьо-чорні тони. У методиці використовується розчин йоду в йодиді калію — у класичній інструкції вказано приблизно 5 г йодиду калію (KI) і 1 г йоду (I) на 1 л дистильованої води. З дерева знімають 2–3 типові плоди, роблять поздовжні або поперечні зрізи, занурюють зрізи у розчин на 40–60 с (або наносять розчин пензликом); забарвлення проявляється за 2–3 хв. Оцінювання ведеться за 5-баловою шкалою:

• 5 — вся поверхня зрізу фарбована в чорно-синій;

• 4 — незабарвлені незначні ділянки (до 20%) біля плодоніжки й насінного гнізда;

• 3 — з’являються незабарвлені прогалини (до 40%);

• 2 — темне забарвлення тільки під шкірочкою, до 80% площі не має синього забарвлення;

• 1 — лише незначне потемніння під шкірочкою, решта — світло-жовта (більше 80%).

Орієнтовно для настання знімальної стиглості яблук при сприятливих умовах вміст крохмалю відповідає: 1–2 бали — літні та ранньоосінні сорти; 2–3 бали — осінні і деякі зимові; 3–4 бали — зимові й пізньозимові. Повна відсутність крохмалю відповідає оптимальній споживчій стиглості. (Метод дозволяє оцінювати динаміку гідролізу крохмалю у саду й у лабораторії.)

Типи топографії деградації крохмалю. За розподілом забарвлення йодом розрізняють: радіальний (гідроліз починається від насіннєвого гнізда у вигляді променів; типова для сортів «Гала», «Грені Сміт»), циркулярний (концентричний) — фронт гідролізу поширюється суцільним кільцем (типово для «Елстар», «Голден Делішес», «Джонаголд»), змішаний (наприклад, «Бреберн»). Візуалізацію ступеня деградації крохмалю в іод-крохмальній пробі широко застосовують (Cornell і інші шкали).

• Індекс Штрайфа (Streif index, SI). Це експрес-комплексний індекс, що поєднує щільність (твердість), вміст сухих розчинних речовин (SSC, °Brix) і ступінь гідролізу крохмалю (шкала). У класичному варіанті індекс розраховується як відношення щільності (firmness) до добутку SSC × starch index: SI = Firmness / (SSC × StarchIndex). Цей індекс зменшується з просуванням достигання: нижчі значення SI свідчать про наближення до оптимальної стиглості знімання. 

Оцінка ступеня гідролізу крохмалю за 10-бальною шкалою. У багатьох практичних методиках використовують шкалу від 1 (повне забарвлення — крохмаль не гідролізований) до 10 (відсутність фарбування — крохмаль майже відсутній).

Пенетрометр (щільність/твердість м’якоті). Для яблук беруть насадку 11 мм (площа 1 см²), для груші — 8 мм (0,5 см²); вимірюють максимальну силу в кг, потрібну, щоб заглибити насадку на 8 мм. Замір роблять в екваторіальній частині плоду з двох протилежних боків; шкірку зрізують у місцях вимірювання. Для розрахунку індексу використовують середнє з двох вимірювань.

Рефрактометр — вміст сухих розчинних речовин (°Brix). Оцінюють у соку плоду під час або відразу після вимірювання щільності; ~90% сухих розчинних речовин — це цукри.

(Залежно від сорту й регіону існують орієнтовні цільові значення SI для початку й кінця оптимального збору урожаю; застосування індексу дає об’єктивнішу й експресну оцінку ніж тільки окремі показники.) 

Практична частина (що ми робили)

Після теоретичного вступу ми одразу приступили до роботи в лабораторії. Послідовність дій була такою:

1. Відбір 2–3 типових плодів кожного сорту, які є на ринку (у нашому випадку — Голден Делішес, Скіфське золото, Дміана, Джонаголд, Гала, Фуджі, Джонатан).

2. Розріз плодів посередині (перпендикулярно до осі). Половинку занурювали в йодно-крохмальний розчин або наносили розчин пензликом; чекали прояву забарвлення (40–60 с або 2–3 хв.). Оцінювали за 5- і 10-бальними шкалами залежно від методики.

3. Визначення щільності м’якоті пенетрометром у екваторіальній частині (двічі з двох сторін, зі зрізаною шкіркою), записування середнього значення (в кг).

4. Вимірювання °Brix рефрактометром у соку тих самих плодів.

5. Розрахунок індексу Штрайфа за отриманими даними (пояснювали, як інтерпретувати отримане значення щодо оптимального терміну знімання).

Звертали увагу на тип деградації крохмалю (радіальний/циркулярний/змішаний), співставляли анатомічні ознаки з результатами йодної проби та показниками пенетрометра і рефрактометра.

Висновки 

Після виконання лабораторної роботи я можу підсумувати, що ми навчилися:

• розрізняти знімальну та споживчу стиглість і розуміти їхнє значення для технології збирання, зберігання й переробки;

• проводити йодно-крохмальні проби та інтерпретувати результати за 5- і 10-бальними шкалами;

• користуватись пенетрометром (вибір насадки, глибина втиску, обчислення середнього значення) і рефрактометром (°Brix);

• визначати топографію деградації крохмалю (радіальна/циркулярна/змішана) і розуміти її сортові особливості;

• розраховувати індекс Штрайфа і застосовувати його для прийняття рішення про оптимальний термін збирання. 

Практична користь у повсякденному житті:
Отримані навички корисні не лише професійно — як майбутнім фахівцям із садівництва — а й у побуті: при купівлі фруктів ми зможемо розрізняти свіжі/оптимально-стиглі плоди від недостиглих чи перезрілих, краще зберігати фрукти вдома, підбирати придатні плоди для переробки (консервування) або для тривалого зберігання. Також ці знання допоможуть у роботі з постачальниками та на маркетингу плодів (визначення якості партій).