Mendelova univerzita v Brně

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Zahradnická fakulta v Lednici ZMĚNY FYZIKÁLNĚ CHEMICKÝCH VLASTNOSTÍ CHLADÍRENSKY SKLADOVANÝCH JABLEK Diplomová práce Vedoucí diplomové práce prof. Ing. Jan Goliáš, DrSc. Vypracovala Bc. Pavla Trojáčková Lednice 2013

2 ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE Autorka práce: Studijní program: Obor: Bc. Pavla Trojáčková Zahradnické inženýrství Řízení zahradnických technologií Název tématu: Změny fyzikálně chemických vlastností chladírensky skladovaných jablek Rozsah práce: 40 stran textu, 10 tabulek, 10 grafů Zásady pro vypracování: 1. Zpracujte studii o změnách fyzikálních vlastností jablek, chemických vlastností a biochemických změnách během dozrávání na stromě a posklizňových změnách. Vyznačte významnost vnějších podmínek uložení ( teplota, relativní vlhkost,proudění vzduchu).zdůvodněte použití plynných směsí s jejich limitní hodnoty. 2. Založte pokusy se dvěma odrůdami jablek, které skladujte ve dvou teplotách.jako parametry hodnocení použijte penetrometrickou pevnost, rozpustnou sušinu a titrační kyselost. 3. Výsledky statisticky zpracujte vícerozměrnou analýzou, sestavte do grafů a tabulek. Seznam odborné literatury: 1. BLAŽEK, J. a kol. Doporučené odrůdy ovocných plodin pro alternativní způsoby pěstování. Praha: Agrospoj, s. 2. BLAŽEK, J. Pěstujeme jabloně. Praha: Praha Brázda, s KYZLINK, V. Základy konzervace potravin. Praha: SNTL -- Nakladatelství technické literatury, s. GOLIÁŠ, J. Kvalita ovoce v chladírenském skladování s velmi nízkým obsahem kyslíku. AGRO - ochrana, výživa, odrůdy sv. VIII., č. 1, s ISSN X. Datum zadání diplomové práce: prosinec 2011 Termín odevzdání diplomové práce: květen 2013 Bc. Pavla Trojáčková Autorka práce prof. Ing. Jan Goliáš, DrSc. Vedoucí práce doc. Ing. Josef Balík, Ph.D. Vedoucí ústavu doc. Ing. Robert Pokluda, Ph.D. Děkan ZF MENDELU

3 Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Změny fyzikálně chemických vlastností chladírensky skladovaných jablek vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Zahradnické fakulty Mendelovy univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům. V Lednici, dne Podpis diplomanta

4 Poděkování Touto cestou bych ráda poděkovala rodině a svému vedoucímu diplomové práce prof. Ing. Janu Goliášovi, DrSc. za odborné vedení poskytnuté v průběhu zpracování zadaného tématu k diplomové práci.

5 OBSAH Obsah... 5 Seznam obrázků... 9 Seznam tabulek... 9 Seznam grafů Úvod Cíl práce Literární přehled Produkce ovoce a jablek v České republice Dovoz ovoce do ČR Botanické rozdělení jabloní Pomologická charakteristika jablka Růst a zrání plodů jablek Obsah škrobu při zrání jablek Ukazatelé zralosti Látkové složení ovoce Jablka z chemického a nutričního hlediska Obsah vody v ovoci Obsah sušiny u jablek Obsah sacharidů v ovoci Glykemický index Obsah kyselin v ovoci a kyselina jablečná Aromatické látky a barviva Obsah tříslovin v ovoci... 26

6 3.8.8 Dusíkaté látky v ovoci Obsah vápníku u jablek Vláknina Antioxidanty v ovoci Legislativa Uskladnění jablek pomocí metody SmartFresh Skladování ovoce Hemibiotické skladování Skladování ovoce za snížené teploty Obsah polyfenolů v různých odrůdách jablek Faktory ovlivňující fyziologické pochody Vnitřní činitelé Obsah vody u ovoce Ztráta vody při skladování Transpirace vody Dýchání a povrchová vrstva plodů Vnější činitelé Vlastnosti vzduchu a teplota Zchlazování plodin a výpočet poločasu zchlazování Poločas zchlazování Vliv teploty na dýchání a vypařování Relativní vlhkost vzduchu Regulace vlhkosti Cirkulace vzduchu Větrání neplynotěsných komor Plynotěsnost komor Koncentrace plynů uvnitř plodu Tvorba anaerobní metabolitů

7 3.17 Vliv etanolu Průměrná tloušťka povrchové vrstvy u jablek Skladovací atmosféra a její vliv na skladování plodů Vliv kyslíku a oxidu uhličitého na uskladněné ovoce Biosyntéza etylenu Vztah klimakterických a neklimakterických plodů k etylenu Sklady jablek Chlazené sklady Sklady s řízenou atmosférou Druhy skladovacích atmosfér Low Ethylen Controlled Atmosphere (LECA) Initial low oxygen stress (ILOS) FAN (Fluctuating anaerobiose) BAN (Boarding anaerobiose) ULO (Ultra Low Oxygen) Technické vybavení chladíren Sklady v ČR Materiál a metody Pokusný Materiál Idared Topaz Golden Delicious Metodika Stanovení titrační kyselosti Postup práce: Refraktometrické stanovení rozpustné sušiny Postup práce:

8 4.5 Stanovení pevnosti plodu Stanovení hmotnostních ztrát Výsledky a diskuze Obsah veškerých kyselin stanovených titračně Stanovení rozpustné sušiny refraktometricky Stanovení pevnosti plodů penetrometricky Hodnocení úbytku hmotnosti Závěr Souhrn-Resume Seznam použité literatury Internetové zdroje Přílohy

9 SEZNAM OBRÁZKŮ Obrázek č. 1: Aplikace metody SmartFresh na odrůdu jablek Jonagold. Obrázek č. 2: Aplikace metody SmartFresh na odrůdu jablek Granny Smith. Obrázek č. 3: Aplikace metody SmartFresh na odrůdu jablek Golden Delicious. Obrázek č. 4: Digitální refraktometr značky Atago. Obrázek č. 5: Ruční penetrometr značky Fruit firmness tester (Google, 2013). SEZNAM TABULEK Tabulka č. 1: Porovnání ovocných druhů z celkové sklizně ovoce v ČR v tunách (Buchtová, 2012). Tabulka č. 2: Zastoupení odrůd jabloní v produkčních sadech v ČR (Buchtová, 2012). Tabulka č. 3: Rozdílné složení pěti odlišných druhů plodového ovoce (Buchtová, 2012). Tabulka č.4 : Složení bioaktivních složek u ovoce a zeleniny (Kopec, 2011) Tabulka č. 5: Studie pevnosti dužniny odrůdy jablka Jonagold Red Prince, uskladněných po dobu 8 měsíců v CA atmosféře (Kompetenzzentrum Obstbau - Bodensee, Bavendorf 2007 in Mangin 2010). Tabulka č. 6: Doba uskladnění osmi různých odrůd jablek při % vlhkosti a při C. Tabulka č. 7: Celková antiradikálová aktivita ARA (%) a obsah polyfenolů TP v jablečné šťávě (mg / l) a u plodů (mg / kg FW) získaných z 15 vzorků jablek. Tabulka č. 8: Koncentrace oxidu uhličitého a kyslíku ve vnitřní atmosféře plodů odrůd Golden Delicious, Coxova reneta a Alexandrova (Goliáš, 1996). Tabulka č. 9: Skladové kapacity v ovocnářství pro ČR v tunách. Tabulka č. 10 : Obsah veškerých kyselin stanovených titračně na kyselinu jablečnou u odrůdy Golden Delicious, skladovanou při teplotě 3 C. Tabulka č. 11: Obsah veškerých kyselin stanovených titračně na kyselinu jablečnou u odrůdy Idared, skladovanou při teplotě 3 C. Tabulka č. 12 : Obsah veškerých kyselin stanovených titračně na kyselinu jablečnou u odrůdy Topaz, skladovanou při teplotě 3 C. Tabulka č. 13: Obsah veškerých kyselin stanovených titračně na kyselinu jablečnou u odrůdy Golden Delicious, skladovanou při teplotě 16 C. 9

10 Tabulka č. 14 : Obsah veškerých kyselin stanovených titračně na kyselinu jablečnou u odrůdy Idared, skladovanou při teplotě 16 C. Tabulka č. 15: Obsah veškerých kyselin stanovených titračně na kyselinu jablečnou u odrůdy Topaz, skladovanou při teplotě 16 C. Tabulka č. 16: Stanovení rozpustné sušiny u odrůd Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných při teplotě 3 C. Tabulka č. 17: Stanovení rozpustné sušiny u odrůd Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných při teplotě 16 C. Tabulka č. 18: Stanovení pevnosti plodů odrůd Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných při teplotě 3 C. Tabulka č. 19: Stanovení pevnosti plodů odrůd Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných při teplotě 16 C. Tabulka č. 20: Úbytek hmotnosti u plodů jablek odrůd Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných při 3 C. Tabulka č. 21: Úbytek hmotnosti u plodů jablek odrůd Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných při 16 C. SEZNAM GRAFŮ Graf č. 1: Obsah veškerých kyselin přepočítaný na hmotnost u odrůd jablek Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných 94 dnů při 3 C. Graf č. 2: Průměrný obsah veškerých kyselin stanovených titračně na kyselinu jablečnou u odrůd Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných 94 dnů při 3 C. Graf č. 3: Obsah veškerých kyselin přepočítaný na hmotnost u odrůd jablek Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných 72 dnů při 16 C. Graf č. 4: Průměrný obsah veškerých kyselin stanovených titračně na kyselinu jablečnou u odrůd Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných 72 dnů při 16 C. Graf č. 5: Stanovení refraktometrické sušiny u plodů Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných 94 dnů při teplotě 3 C. Graf č. 6: Průměrné hodnoty refraktometrické sušiny u plodů Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných 94 dnů při teplotě 3 C. Graf č. 7: Stanovení refraktometrické sušiny u plodů Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných 72 dnů při teplotě 16 C. 10

11 Graf č. 8: Průměrné hodnoty refraktometrické sušiny u plodů Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných 72 dnů při teplotě 16 C. Graf č. 9: Stanovení pevnosti plodů jablek Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných 94 dnů při teplotě 3 C. Graf č. 10: Stanovení průměrné pevnosti plodů jablek Golden Delicious, Idared a Topaz skladovaných 94 dnů při teplotě 3 C. Graf č. 11: Stanovení pevnosti plodů jablek Golden Delicious, Idared a Topaz skladovaných 72 dnů při teplotě 16 C. Graf č. 12: Stanovení průměrné pevnosti plodů jablek Golden Delicious, Idared a Topaz skladovaných 72 dnů při 16 C. Graf č. 13: Úbytek hmotnosti u odrůd Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných 94 dnů při 3 C. Graf č. 14: Úbytek hmotnosti u odrůd Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných 72 dnů při 16 C. Graf č. 15: Stanovení shlukové analýzy u odrůd jablek Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných při 3 C. Graf č. 16: Stanovení shlukové analýzy u odrůd jablek Golden Delicious, Idared a Topaz, skladovaných při 16 C. 11

12 1. ÚVOD Hodnocení jakosti ať už se jedná o zeleninu či ovoce se dostává stále více na přední místa v marketingu konkurenční obchodních řetězců, ale i široké veřejnosti. Vytváří se a zpřísňují nové i mezinárodní normy a legislativa, týkající se sběru, skladování a následného prodeje. Důležité jsou také aspekty týkající se životního prostředí a prvotního zemědělského hospodářství. Jak je již každému dobře známo i samotný zemědělec může významně ovlivnit kvalitu pěstovaného ovoce či zeleniny, popřípadě finálního výrobku z nich vyrobeného. Od stále více stoupajících požadavků na kvalitu ovoce, se také požaduje podstatně vyšší sklizeň plodin. Zemědělství se musí vypořádat s nelehkým úkolem. Jedná se o stále větší úbytek vody, zhoršující se klimatické změny nebo také nebezpečí ubývání orné půdy, které se bohužel týká i naší krajiny. Zemědělský výnos vzrůstá zavedením průmyslových hnojiv a pesticidů. Všechny tyto prostředky mají ovšem neblahý dopad na přírodu, životní prostředí a zdraví. Šlechtěním se zavádějí nové odrůdy, které jsou schopné omezit ztráty a zvyšovat výnosy plodů (Kopec, 2011). Dnešní světový trh nabízí široký a pestrý sortiment ovoce, který se i nadále snaží poskytnout své nabídky zlepšovat. Sortiment jablek, ale nejen ten, stále více směřuje ke kvalitním odrůdám z hlediska jejich organoleptických vlastností, jako chuť, vůně, barva, textura a z hlediska jejich schopnosti přepravy a skladování. Velikost plodů v jednotlivých skupinách a třídách jakosti je definována buďto minimálním průměrem nebo hmotností. Důležitým jakostním znakem je také barva či vybarvení plodů. Plody jablek se třídí podle zbarvení červené, žíhané, smíšené červené odrůdy. Tvar plodů je žádán kulatý nebo kulatě-válcovitý. Také senzorické hodnocení textury dužniny je v přímé úměře s naměřenými penetrometrickými hodnotami, ale i dalšími fyzikálními, chemickými a biotechnologickými znaky. V neposlední řadě jsou důležitými znaky i aroma a vůně. Oba tyto znaky jsou typické pro jednotlivé odrůdy jablek (Prugar, 2008). Za hlavní kritérium zralosti se považuje definice minimální velikosti jablek. Současné technické metody a nová kritéria pro měření pevnosti a obsahu cukrů by měla zajistit, že na trh nebudou uváděny nedostatečně zralé či narostlé plody jablek. Cílem používání nových norem je vyloučit z trhu ovoce nevyhovující jakosti, zaměřit produkci 12

13 na uspokojování požadavků zákazníků a usnadnit obchod založený na korektní hospodářské soutěži, a napomoci tak zlepšení ziskovosti produkce. Světová produkce jablek má trvalý růst a statistiky odhadují, že za posledních 20 let vzrostla o 68 %. Do budoucna se uvádí nárůst produkce jablek o dalších %. Celková produkce ovoce v České Republice je nejvíce zastoupena sklizní jablek. Jejich sklizeň dosáhla v roce 2010 meziročního poklesu o 25 %, ovšem z celkové produkce ovoce se podílely z 65 %. 13

14 2. CÍL PRÁCE Zpracovat studii o fyzikálních vlastnostech jablek Prostudovat změny chemických vlastností a biochemických změn u jablek během dozrávání na stromě a posklizňových změnách Význam vnějších podmínek skladování Účinek plynných směsí a jejich limity Porovnání skladovaných odrůd jablek Stanovení penetrometrické pevnosti, rozpustné sušiny, titrační kyselosti a hmotnostních ztrát Statistické vyhodnocení a získané výsledky zanést do tabulek a grafů 14

15 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Produkce ovoce a jablek v České republice Celková produkce ovoce v ČR v roce 2011 dosáhla 273,9 tisíc tun, což je asi o 8 % méně než v předchozím roce, kde celková produkce dosáhla objemu 297,7 tisíc tun, což bylo o 29 % nižší v porovnání s rokem Průběh první poloviny jara roku 2011 sliboval velmi dobrou úrodu, ale produkci ovoce výrazně ovlivnily silné třídenní květnové mrazy a to především v oblasti severních, východních a západních Čech. Tyto mrazy způsobily místy až 100 % škody na úrodě a v ostatních územích republiky v rozsahu %. Kromě vyčíslitelných škod se na plodech, zejména na jablkách a hruškách objevovaly následky mrazových poškození ve formě mrazových kroužků, korkovitosti, různých forem rzivosti a deformací plodů, konkrétně u plodů hrušek vznik trhlin. Proto byl objem produkce jádrovin vhodných k naskladnění výrazně nižší. Průběh jara byl poměrně suchý a teplý, což způsobilo závažné problémy novým výsadbám ovocných sadů bez možnosti závlahy, vlivem suchého počasí se u peckovin zvýšil výskyt moniliového úžehu. Vlivem jarních mrazů byla špatná úroda bobulovin a jahod. Sklizeň jablek byla nejhorší od roku Celková produkce ovoce v ČR v roce 2011 v objemu 273,9 tisíc tun byla ještě o 8 % nižší než velmi nízká sklizeň v předchozím roce. Sklizeň ovoce z produkčních sadů meziročně poklesla o 16 % na objem 101,3 tisíc tun. Rozhodující podíl na celkové produkci ovoce mají v ČR jablka, jejichž sklizeň dosáhla v roce 2011 objemu 158,9 tisíc tun (tzn. Meziroční pokles o 18 %) a jejich podíl na celkové produkci ovoce činil 58 %. Na tržbách ovocnářských podniků se ze sklizně r podílela jablka 62 %. Situaci na trhu ČR v r. 2011/2012 byla ovlivněna nízkou sklizní z tuzemských produkčních sadů na rozdíl od sklizně jablek v EU-27, která byla mírně nadprůměrná. V ČR se v r v produkčních sadech sklidilo jen 79,1 tisíc tun jablek, kvalita jablek byla mírně podprůměrná následkem poškození plodů mrazem. V obchodní síti se prodalo meziročně o 31 % konzumních jablek méně a podíl tuzemských jablek na trhu poklesl ze 43 % v sezóně 2010/11 na 30 %. Po sklizni bylo naskladněno cca 26 tisíc tun konzumních jablek (tj. meziroční pokles o 12 %), jablka 15

16 byla vyskladňována ve větším množství do konce března, následně již v malém množství, tím došlo ke zvýšení dovozů jablek na tuzemský trh. Ceny konzumních jablek zaznamenaly v porovnání s předchozí sezónou mírný nárůst (+ 2 %), na rozdíl od jablek na zpracování, u kterých cena klesla o 4 %. Průběh zimy 2011/2012 byl značně nepříznivý, ale i přesto se na počátku jara zdálo, že u většiny ovocných druhů bude úroda velmi dobrá. Vše zhatil velmi silný mráz , který prakticky zničil úrodu ovoce hlavně v nižších polohách Čech a Moravy a zároveň negativně ovlivnil i násadu peckovin. Druhá vlna mrazů zasáhla ČR kolem a to po dlouhodobém suchém počasí, po kterém především na jižní Moravě utrpěly téměř všechny zemědělské plodiny. Zasaženy byly především nejteplejší místa republiky, tj. jižní Morava a severozápad Čech, kde došlo ke ztrátě úrody ovoce v rozsahu % a některé podniky přišli o celou úrodu. V r byla produkce ovoce v produkčních sadech odhadována v objemu 121,7 tisíc tun, což činí oproti velmi nízké sklizni předchozího roku o 20 % více, ale ve srovnání s pětiletým průměrem je sklizeň téměř o 26 % nižší. Nejvíce byl zaznamenán propad produkce u švestek, meruněk a broskví. Celková výměra ovocných sadů v ČR k opět klesla oproti předchozímu roku podle ČSÚ o 1570 ha na ha. Největší sady se nacházejí v kraji Jihomoravském (5482 ha) a Středočeském (3876 ha), následuje Královéhradecký (2518 ha) a Ústecký (1918 ha) (Buchtová, 2012). 3.2 Dovoz ovoce do ČR Dodávky ze zemí EU meziročně klesly o 8 % na 348,0 tisíc tun a téměř 63 % se podílely na celkovém objemu dovezeného ovoce. K největším dodavatelům ovoce patří tradičně Španělsko, Itálie, Německo, Francie, Řecko a Slovensko. Po několika letech růstu zaznamenal dovoz čerstvého a sušeného ovoce do naší republiky v roce 2011 téměř 11 % pokles v porovnání s předchozím rokem na celkových 554,4 tisíc tun v hodnotě 10,9 mld. Kč. Export ovoce do zemí EU meziročně klesl o 22 % na 130,1 tisíc tun, což činí 68,9 % podílu na celkovém objemu vyvezeného ovoce. Vývoz ovoce z ČR včetně reexportu v r meziročně klesl o 21 % na 131,5 tisíc tun v celkové hodnotě 2,4 mld. Kč. 16

17 Především výrazně klesly dodávky na Slovensko, do Německa a Rumunska, naopak mírně vzrostly do Rakouska a Polska. V roce 2011 se deficit meziročně snížil o necelých 7 % z hlediska hmotnostního na 422,9 tisíc tun (Buchtová, 2012). Tabulka č. 1: Porovnání ovocných druhů z celkové sklizně ovoce v ČR v tunách (Buchtová, 2012). Tabulka č. 2: Zastoupení odrůd jabloní v produkčních sadech v ČR (Buchtová, 2012). 17

18 3.3 Botanické rozdělení jabloní Jabloně z botanického hlediska patří do rodu (Malus) řádu růžokvětých (Rosales), čeledi rostlin růžovitých (Rosaceae) a podčeledě jabloňovitých (Maloideae). Do rodu Malus je zařazeno asi třicet původních druhů a několik desítek druhů hybridních. Všechny kulturní odrůdy jabloní jsou nyní zařazovány do hybridního druhu Malus x domestica Borkh. Z dalších druhů jsou pro ovocnářství nejvýznamnější M. pumila Mill., od kterého je odvozena většina typových podnoží, dále M. prunifolia Borkh., která se využívá především ke šlechtění mrazuvzdorných odrůd a M. floribunda Sieb., ze kterého byly vyšlechtěny odrůdy rezistentní proti strupovitosti (Blažek, 2001, Hričovský a kol., 2002). Velké množství druhů jabloní i dnes volně rostou v Turkestánu, na Kavkaze a v Zakavkazí a na Balkáně. Proto právě tyto oblasti považujeme za prvopočátek vzniku kulturních odrůd. V historii pěstování se uvádí celá řada jmen lidí, kteří se zasloužili o vývoj pěstování jabloní. Jedná se hlavně o šlechtitele a pěstitele, kteří se zasloužili o postupné zdokonalování úrovně pěstování (Dvořák 1980, Dvořák a kol. 1976) Pomologická charakteristika jablka Jabloně jsou u nás nejrozšířenějším druhem ovoce jak po pěstitelské stránce, tak i podle zastoupení v celkové produkci. Z pomologického hlediska třídění ovocných druhů zařazujeme jabloň do skupiny jádrového ovoce a jeho znaky rozdělujeme a na vnější a vnitřní. Mezi vnější pomologické znaky patří jeho zbarvení, velikost, tvar, reliéf, souměrnost, hladkost slupky, utváření kališní strany a charakteristiky kalicha, u stopečné jamky velikost, hloubka a zbarvení, u stopky délka a tloušťka. Mezi vnitřní pomologické znaky patří hlavně barva, chuť, pevnost, konzistence a šťavnatost dužniny, rychlost hnědnutí (oxidace) dužniny, tvar, velikost a polohu jádřince, otevřenost a velikost pouzder jádřince, počet, tvar, zbarvení a velikost semen. Semena (jádra) jsou v blanitých pouzdrech v dužnatém oplodí, které tvoří nepravý plod čili malvici (Blažek, 2001). 18

19 3.4 Růst a zrání plodů jablek Růst plodů začíná z botanického hlediska vytvořením zygoty a končí dozráváním semen. Z pomologického hlediska se rozeznávají různé stupně zralosti. Plody jabloní se zvětšují následkem intenzivního příjmu živin a asimilátu. Po celou dobu vegetace rostou poměrně stejnoměrně. Nejintenzivnějším obdobím růstu je konec května a červena, kdy se v plodech buňky rychle dělí. Koncem června a začátkem července se buňky už přestávají dělit a silně se zvětšuje jejich objem. Aby dělení buněk, a tím i narůstání plodů bylo optimální, vyžadují některé odrůdy právě v tomto období teplé a přiměřeně vlhké počasí. Pokud jsou tyto podmínky jiné, pěstební výsledky jsou poté horší. Ovlivnění růstu plodů a zejména zrání je značně ovlivňováno prostředím a podnoží (Dvořák 1980). V průběhu zrání a vývinu dochází v plodech k velice složitým biochemickým pochodům. (Ivičič a kol., 1987) Tyto pochody ovlivňují látkové složení, ale hlavně anatomickou a morfologickou skladbu. Na počátku jsou plody zelené, tvrdé, trpké díky vysokému obsahu pektocelulóz, protopektinu, tříslovin, celulóz a chlorofylu. V buňkách ovoce dochází k nahromadění škrobu, jeho ukládáním se nezvyšuje osmotický tlak. Když už jsou jablka zcela vyvinuta, obsahují nejvíce škrobu a jeho mikroskopická zrníčka se štěpí při dozrávání na cukry. Ty se nejprve ukládají pod slupkou a později i v okolí jádřince. Zráním jablek se obsah škrobu snižuje a zvyšuje se obsah cukrů. Plody se stávají sladkými přeměnou zbytků škrobů, poklesu kyselin a přechodem glukózy (u jablek 2,5 5,5 %) na fruktózu (u jablek 6,5 11,8 %). Když plod získá svůj charakteristický tvar a dosáhne odpovídající velikosti, růst ustává. Příjem živin však pokračuje dále a nastává dozrávání plodu, které u některých odrůd probíhá až během uskladnění. Plod získává svou typickou vůni a barvu. Před skončením vegetace se vytvoří korková vrstva mezi stopkou plodu a plodným obrostem a plod odpadne. 3.5 Obsah škrobu při zrání jablek Většina odrůd jablek vytváří charakteristické mramorování, které se objevuje v období optimální sklizně plodu odděleného od plodonoše. V období, když je plod ještě zcela nezralý, zůstává oblast kolem jaderníku nezbarvena, ve středu plodu je typické mramorování, vytváří svazky cévní, které rozpouští škrob o něco později. Je-li 19

20 plod ve fázi přezrávání, i přesto bude těsně pod slupkou poslední zbytky škrobu. Takto přezrálé plody nejdou dlouhodobě skladovat, ovšem dají se použít pro přímý konzum. Plody optimálně zralé mají hodnoty ve stupni v rozsahu 4 6 a hodí se pro chladírenské skladování nebo chladírenské skladování v řízené atmosféře. Degradace škrobu v pletivu jablka rychle postupuje a po 2 4 týdnech v chladírenském skladování jsou plody zcela bez škrobu, který se hydrolyzoval na jednoduché cukry. Rychlost hydrolýzy škrobu je nezávislý na teplotě uložení plodů. Budou-li plody těsně po sklizni několik dní stát ve skladech, posklizňové dozrávání a rychlost rozkladu škrobu bude vyšší než v chladírenské teplotě, která bude následovat. (Goliáš, Němcová, 2009) Principem stanovení škrobového testu je, že škrob obsažen v plodech se při zrání hydrolyzuje na jednoduché cukry a při syntéze postupuje škrob do slupky. Poslední zbytky škrobu se hydrolyzují v chladírně do 3 týdnů, nezávisle na teplotě. Škrob se skládá z α amylosy a α amylopektinu. Jednoduchou analytickou zkouškou se dokáže jejich přítomnost použitím jodu. Amylosa se jím barví modře a amylopektin červenofialově. 3.6 Ukazatelé zralosti Posuzování zralosti se řídí pevností dužniny, chutí a zbarvením plodu, tmavnutím semen a vzhledem korkové vrstvy. Fyziologická zralost (Ivičič, 1987, Dvořák 1980) V této fázi končí dělení buněk. Buňky se nadále zvětšují a na základním barevném podkladě se vytváří líčko neboli krycí zbarvení. Semena jsou vyvinutá a schopná po určité době klíčit. Sklizňová zralost V první řadě závisí na jistých klimatických faktorech, které se každoročně opakují. Je důležité mít na paměti, že plody během přepravy i skladování ještě dozrají, čímž nesmí utrpět konzumní zralost. Předčasně sklizené plody vadnou, hnijí a ztrácí charakteristickou chuť a vůni. (Blažek, 2001) Poměrně přesným ukazatelem sklizňové zralosti je nárůst etylenu v plodu jablka. Konzumní zralost nastává, pokud ovoce dosáhne správného poměru jednotlivých složek. Prodloužení konzumní zralosti dosáhneme správným skladováním. U letních odrůd navazuje na sklizňovou zralost, naopak u podzimních odrůd se dostavuje později. Při posuzování konzumní zralosti se pozoruje zbarvení plodů, 20

21 pevnost dužniny, tmavnutí semen, korková vrstva a chuť plodů (Ivičič, 1987, Dvořák 1980). Zbarvení plodů základním důkazem je žlutozelené zbarvení plodů a sekundárním projevem krycí zbarvení, způsobeném obsahem antokyanů v ovoci. Pevnost dužniny se mění v průběhu dozrávání. Na konzistenci působí enzymatické změny celulózy a pektinových látek, což má za následek moučnatění a hniličení jablek. Botanická vlastnost je tmavnutí semen. Avšak u letních jablek může dojít k tomu, že dřeň mají zcela zralou, ale semena bývají ještě bílá. U zimních odrůd se může stát, že barva semen je hnědá, zato dužnina není ještě úplně zralá. Mezi plodonosným dřevem větví a stopkami plodů se v průběhu dozrávání vytváří korková vrstva. Ta způsobuje přerušení spojení cév mezi plodem a mateřskou rostlinou. Tímto dochází ke snadnému oddělení stopky od větve. Chuť nezralého ovoce se liší od chuti pro odrůdy ve stadiu plné zralosti. Technologická zralost Jedná se o fázi zrání, kdy mají plody odpovídat normám pro konzervárenský nebo i lihovarnický průmysl. Ke zpracovávání kompotů je vhodná vyšší tvrdost dužniny. 3.7 Látkové složení ovoce Jakýkoliv druh ovoce či zeleniny je nepostradatelnou složkou pro správnou výživu člověka. Pod pojmem ovoce rozumíme sladké jedlé plody, plodenství nebo semena víceletých semenných rostlin, nejčastěji dřevin. Mohou to být plody za syrova jedlé, většinou dužnaté a šťavnaté s obsahem fyziologických sacharidů, většinou hexos, organolepticky příjemných kyselin s řadou aromatických látek, charakteristických pro náš zvolený druh ovoce. Nejčastěji se konzumují v čerstvém stavu, ale i při průmyslovém zpracování je podstatnou částí zachovat původní vlastnosti čerstvosti. V těch částech světa, kde je nízká spotřeba ovoce a zeleniny, je vyšší úmrtnost na rakovinu než v zemích s vysokou spotřebou ovoce a zeleniny, kde je výskyt různých druhů nádorů nižší. Nejedná se pouze o náhodný statistický vztah, protože toto pravidlo platí i individuálně (Babička, 2012). 21

22 Chemické složení ovoce se v zásadě liší nejen mezi skupinami, ale i mezi svými jednotlivými druhy a odrůdami. Například u různých druhů jablek se obsah vitamínu C liší v rozmezí od 0,5 40 mg/100 g. I přes svůj nízký obsah, je u jablek významným vitamínem, protože jablka se nejčastěji konzumují v čerstvém stavu, kdežto u jiných druhů ovoce se různou úpravou obsah vitamínu C snižuje. Takové rozdíly bývají i u obsahů minerálních látek. Věda zabývající se posuzováním jednotlivých odrůd jablek se nazývá pomologie (Pomona starořímská bohyně ovoce i ovocnářství). Společným charakteristickým znakem ovoce je poměrně vysoká kyselost (ph je zpravidla nižší než 4,3) a přiměřený obsah cukru. Ovoce je také velmi významným zdrojem vitamínů, ale i minerálních látek. Ovoce se vyznačuje vysokým obsahem draslíku, i když může kolísat v širším rozmezí i u stejného druhu, například u jablek je to mg.kg -1. Naopak u většiny druhů ovoce je obsah sodíku zanedbaný. Mezi další významné zdroje energie jsou esenciální minoritní prvky, také se jim říká stopové prvky. Jednotná definice ovoce neexistuje, jedinou možností, jak přesně určit zda se jedná o ovoce, je určit druh dohodou a taxativně vyjmenovat. Ovocem rozumíme poživatelné plody (pouze u ořechů jde o semena) různých kulturních i planě rostoucích rostlin s vytrvalou dřevnatou částí (stromy, keře včetně jahodníku). Jednotlivé skupiny ovoce jsou rozděleny dle vyhlášky v zákoně. Jádrové ovoce jsou plody stromů, popř. keřů z čeledě jabloňovitých. Z jádrového ovoce mají největší význam pro dobrou skladovatelnost právě jablka. Doporučená dávka spotřeby ovoce je okolo 70 kg. Jedná se o spotřebu na jednoho obyvatele ročně. Z této dávky je opět nejvýznamnější jádrové a jižní ovoce (Kopec, 2011, Osička 2011). Tabulka č. 3: Rozdílné složení pěti odlišných druhů plodového ovoce (Buchtová, 2012). Ovoce Energie (kj) Sacharidy (g) Tuky (g) Bílkoviny (g) Vláknina (g) Jablka ,4 0,4 0,4 1,8 Broskve ,5 0,2 0,8 1,4 Meruňky ,4 0,3 1,0 1,0 Třešně ,7 0,5 0,9 0,5 Švestky ,2 0,3 0,8 1,5 22

23 3.8 Jablka z chemického a nutričního hlediska Jablka se z chemického a nutričního hlediska skládají z majoritních složek, minerálních látek a vitamínů. Mezi majoritní složky patří voda, sušina, sacharidy, tuky, bílkoviny a vláknina (Tab. 3) Obsah vody v ovoci Látkové složení jablek má velký význam pro jejich nutriční hodnotu, ale uplatňuje se i v posklizňové technologii, kde ovlivňuje uchovatelnost. (Dvořák a kol., 1976, Dvořák, 1980) Ve vodě je rozpuštěn vysoký obsah živin, které při fyziologicky přijatelné koncentraci vyvolávají osmotický tlak. (Kopec, 2011) Největší zastoupení v dužnině tvoří voda, a to od 78,9 % až do 90,9 %, ve které jsou rozpuštěny složky sušiny. Při zpracování jablek je výtěžnost šťávy nižší, protože část vody je pevně vázána na koloidní částečky plodu. Obsah vody rozhoduje o šťavnatosti plodu. U jablek se obsah vody pohybuje okolo 85 %, toto množství ovšem zaleží i na odrůdě jablek Obsah sušiny u jablek Po sklizni se sušina u jablek, v závislosti na odrůdě, pohybuje okolo 15 % Obsah sacharidů v ovoci Ovoce je charakteristické svým vyšším obsahem jednoduchých cukrů a větším podílem své rozpustné vlákniny, ze které lidské tělo čerpá energii. Ovoce je tedy sladší než zelenina a má i vyšší energetickou hodnotu. Celkový podíl cukrů u jablek kolísá mezi %, ale závisí také na zralosti a odrůdě, a může se vyskytnout až do 24 % (Babička, 2012). Největší hodnotu mají cukry. Lidským organismem jsou cukry snadno vstřebatelné. Jejich obsah kolísá během doby zrání, kdy se mění škrob v cukry. Během dozrávání mizí téměř úplně. Z cukrů se zvyšuje hlavně sacharóza a vlivem enzymů přechází ve fruktózu, a tím dochází k tomu, že plody sládnou. Ve zralých plodech tedy téměř celý cukr tvoří glukóza a fruktóza. Naopak při přezrávání plodů, se obsah cukrů snižuje. Odrůdy, které dozrávají později, mají obsah cukrů vyšší než odrůdy, které dozrávají brzy. Z cukrů je u jablek zastoupena hlavně sacharóza (asi 2,4 %), fruktóza 23

24 (asi 5,0 %) a glukóza (asi 1,8 %). Sacharóza je nejsladší, méně sladká je fruktóza a nejméně sladká je glukóza (Blažek, 2001, Vaněk, 2012). Významným polysacharidem u jablek je škrob a pektin. Pektin spolu s celulózou tvoří pektocelulózy a ty jsou hlavní příčinou tvrdosti a pevnosti nezralého ovoce, ale obsahuje i více neodbouratelných forem pektinu. V průběhu zrání, posklizňového skladování a zpracování podléhají pektinové látky enzymové a neenzymové degradaci, a to vede ke změknutí plodů a ztrátě želírující schopnosti pektinu. Tato schopnost je přímo úměrná relativní molekulové hmotnosti a stupni esterifikace karboxylových skupin (Prugar a kol. 2008, Goliáš, 2011). Jedná se o stavební polysacharid a obsahuje zejména jednotky D-galakturonové kyseliny spojené α (1-4)g-glykosidovými vazbami. Tyto řetězce jsou navzájem poutány karboxyly, které se vážou na společný kation s oxidačním číslem II, a spojením hydroxylů fosfodiesterovými vazbami. U jablek je poměrně vysoký obsah pektinu od 0,3 1,8 % (u čerstvých jablek je okolo 1,2 % a v době sklizňové zralosti obsahují 1,0 1,8 %). Avšak obsah pektinu se s postupující zralostí snižuje až na 0,2 0,9 % (Blažek, 2001). Nejvyšší obsah pektinu je ve slupce, z kterých se poté získává pro potravinářské účely. Jeho přítomnost a jeho změny během růstu a skladování má velký vliv na texturu ovoce. Průmyslově se pektin získává z citrusového plodu, ovšem u nás z jablečných výlisků. Z nestravitelných cukrů je významně zastoupena celulóza, a to okolo 1,3 %. Škrob je makromolekulární látka, která obsahuje nevětvené řetězce amylosy a větvené řetězce amylopektinu. Škrob je obsažen hlavně v nezralých plodech. Tvořen je ze směsi dvou polysacharidů amylózy (Koutník, 1995). V cytoplasmě se nachází v granulích, které se skládají z α-amylosy (10 20 %) a amylopektinu (80 90 %). Amylosa je rozpustná ve vodě, ovšem amylopektin nikoliv. V ústech člověka se škrob rozkládá pomocí slin, které obsahují enzym α-amylasu, kterým hydrolyzuje α-(1-4)glykosidové vazby (Velíšek, Cejpek, 2008, Klouda 2005) Glykemický index Po konzumaci cukru se v krvi zvýší hladina glykemického indexu (GI). Ten je ovlivněn i dalšími faktory jako je množství vlákniny, sacharidů a jejich skladbě nebo obsah ostatních nutrientů. Jako standard se používá čistá glukóza s GI

25 Ovoce a zelenina patří většinou do skupiny potravin s nízkým glykemickým indexem tzn. s menším než 55 %. Jablka patří do skupiny s nižší hodnotou GI a to 39 %. Do skupiny se středním glykemickým indexem (65-70 %) patří jen banány bohaté na škrob (65 %) a velmi zralé sladké ovoce. Celkově se dá říci, že u ovoce je GI menší než 55 % a u zeleniny je GI kolem 10 % (Kopec, 2011) Obsah kyselin v ovoci a kyselina jablečná Na sladkosti plodů se nepodílí jen cukry, ale důležitý je poměr kyselin k cukrům. Dobré chuti dosáhneme zastoupením vysokého obsahu kyselin. Jedná se hlavně o kyselinu jablečnou a citrónovou. Celkový obsah kyselin se pohybuje okolo 0,2-1,6 %. Obsah kyselin do poloviny doby zrání stoupá, avšak během zrání začne výrazně kolísat. Z organických kyselin ze 70 % tvoří kyselina jablečná a z 25 % kyselina citrónová (Mašek, 1996, Písařík, 2011). Kyselina jablečná Kyselina jablečná je opticky aktivní karboxylová kyselina, se silnou kyselou chutí. Rozpouští se dobře ve vodě a v pevném skupenství je v podobě bílého prášku. Kyselina jablečná má 2 varianty. Forma kyselin L-jablečné je levotočivá, označována + pozitivní a je jednou z nejrozšířenějších kyselin v rostlinách. Její soli jsou malaty. Varianta L se přirozeně vyskytuje v přírodě, nejvíce v nezralém ovoci, zelených jablkách, višních, hroznech, meruňkách, hruškách, apod. V živých systémech vzniká hydratací fumarové kyseliny. Jedná se o adici vody na dvojnou vazbu. Dehydrogenací hydroxylové skupiny jablečné kyseliny vzniká oxaloctová kyselina. Kyselina D - jablečná je pravotočivá, označována negativní a připravuje se synteticky (Zehnálek, 1994, Anonym, 2010) Aromatické látky a barviva Jablka mají díky obsahu aromatických látek a rostlinných barviv velmi příjemnou a přitažlivou vůni a vzhled. Celková kalorická hodnota je ovšem nízká kj (30-50 kcal) na 100 g hmotnosti. Díky tomu se také jablka využívají při redukční dietě a při léčbě některých onemocnění. Nejvíce zastoupeny jsou jakožto aromatické látky u plodů jablek zastoupeny estery kyselin, aldehydy a silice. Tyto látky dávají plodům typickou odrůdovou vůni. Obsah těchto látek závisí na odrůdě a je značně kolísavý. 25

26 Téměř vždy je obsažen acetaldehyd. Ve větším množství se u plodů projeví nepříjemnou vůní. K této skupině látek patří i etylen, jenž urychluje dozrávání. Dalším přínosem je, že jak ovoce, tak zelenina obsahují velké množství biologicky aktivních látek, resp. rostlinná barviva, o kterých jsou vědci přesvědčeni, že snižují výskyt nádorových onemocnění. Tyto biologicky cenné látky jsou potřebné pro řízení biochemických procesů a pro imunitní systém. Mezi tyto látky patří i vitamin C a E, karotenoidy, flavonoidy a mnoho dalších. (Babička, 2012, Blažek 2001) Obsah tříslovin v ovoci Třísloviny způsobují u jablek mírnou natrpklost. Jejich obsah je kolem 0,02-0,3 %. Při vyšším obsahu tříslovin (typický pro plané jabloně) se projevuje svíravá chuť. V nezralých plodech převažuje tanin. Třísloviny u jablek způsobují i hnědnutí dužniny po rozkrojení. Celkovou harmonickou chuť způsobují u jablek vzájemné poměry obsahu cukrů, kyselin a tříslovin. Při zrání plodů se obsah snižuje a zvýšeným obsahem cukru se překryje natrpklost chuti (Blažek, 2001) Dusíkaté látky v ovoci U jablek jsou dusíkaté látky zastoupeny jen malým podílem. Nejčastěji do 0,8 %. Ve skupině dusíkatých látek mají nejvýznamnější úkol bílkoviny (tvoří téměř polovinu) zbytek jsou dusíkaté látky rozpustné ve vodě (dusitany, dusičnany). Tuky a jim příbuzné látky se vyskytují u jablek jen v nepatrném množství (do 0,3 %) hlavně jako složka ojínění a některých aromatických látek ve slupce. Převážnou složkou bílkovin jsou tedy aminokyseliny. Skládají se z několika tisíců aminokyselin. Jsou součástí enzymů a ovlivňují všechny životní procesy v uskladněných plodinách. Převážnou složkou bílkovin jsou aminokyseliny. Popeloviny, jsou zásadité, což je způsobené vysokým obsahem uhličitanu draselného a uhličitanu sodného. Z dalších látek můžeme jmenovat minerální látky, enzymy, pektiny, třísloviny, celulózu a pentosany. Všechny minerální látky regulují kyselost plodů. Třísloviny způsobují svíravou chuť plodů, hlavně u nižšího obsahu cukrů, způsobují hnědnutí dužniny. U některých odrůd jablek je méně pronikavá vůně, která je způsobena obsahem esterů kyselin, zejména kyseliny octové, mravenčí, kapronové, aldehydy 26

27 a rozmanité silice, které ovlivňují také chuť plodů. Obsahy těchto látek kolísají podle odrůd. U minerálních látek v ovoci je rozhodující vzájemná rovnováha přítomných minerálních složek. Ve svém určitém množství působí ochranně na organismus. Příjem stopových prvků je sice v malých kvantech, ale ve velkém počtu, viz přílohy (Tab. 4) (Blažek, 2001, Kopec 2011) Hořčík mg/kg Železo 8,0-10,0 mg/kg Zinek 1,4-3,2 mg/kg Selen 0,01-0,02 mg/kg Jód 0,08-0,10 mg/kg Mangan 2,0-3,4 mg/kg Síra mg/kg Měď 0,5-0,9 mg/kg Obsah vápníku u jablek Obsah vápníku má u jablek mimořádný význam, ovlivňující jejich kvalitu. S nízkým obsahem vápníku souvisí řada fyziologických poruch i houbových chorob. Vysoký obsah vápníku v plodech umožňuje jejich delší skladování, jelikož má důležitou úlohu při dozrávání. Plody s vysokým obsahem vápníku jsou více chruplavější a mají vyšší tržní hodnotu (Blažek, 2001). Nedostatek vápníku se projevuje už na stromě, ovšem častěji až v průběhu skladování, kde způsobuje značné škody. Mezi nejčastější poruchy patří fyziologická skvrnitost plodů. Vyskytuje se hlavně u citlivých druhů např. Vanda, Šampion, Jonagold atd. Ztráty způsobené nesprávnou výživou plodů vápníkem nevznikají pouze fyziologickými poruchami, ale také napadením houbových chorob. Ty mají za následek přímé ztráty hnitím. I přesto, že se řada chorob dá eliminovat působením fungicidními postřiky, neměl by se obsah vápníku podceňovat, protože tyto plody daleko více odolávají různým infekcím. 27

28 Vláknina Vláknina je zbytek buněčných stěn rostlinných pletiv. Nepodléhá hydrolýze způsobenou trávícími enzymy a v nezměněné formě projde zažívacím ústrojím. Celková vláknina se dělí v závislosti na rozpustnosti ve vodě na rozpustnou a nerozpustnou. Rozpustná vláknina se skládá z hemicelulos, což jsou arabinoxylany, β-glukany, dále například pektiny, modifikované škroby a modifikované celulosy. Nerozpustnou vlákninu tvoří nevyužitelné nerozpustné polysacharidy jako je celulosa, část hemicelulos a lignin. (Prugar a kol., 2008) Ovoce je bohaté na rozpustnou vlákninu, která na sebe dokáže vázat vodu z organizmů a váže i žlučové kyseliny. Tím je schopný z těla odvádět cholesterol. Další schopnost vlákniny je, že odvádí ze zažívacího traktu škodlivé karcinogeny, snižuje riziko intoxikace škodlivinami, divertikulózy, upravuje střevní peristaltiku a celkový metabolismus. Pektinové látky se u ovoce vyskytují v množství 10 až 80 g/kg. (Kopec, 2011) Antioxidanty v ovoci Působení antioxidantů je jedním z hlavních mechanismů, díky kterému lidské tělo kontroluje oxidační procesy volných radikálů, které mohou být pro tělesné tkáně škodlivé až zhoubné. Opravitelné procesy organismu nemohou samy plně zabraňovat poškození důležitých funkcí v organismu. Jednou z možností, jak chránit organismus před vlivem radikálů, je působení antioxidantů. Jednotlivé odrůdy jablek se svým antioxidačním účinkem velice liší. Do skupiny s vysokým antioxidačním účinkem patří např. odrůda Liberty a odrůdy skupiny Red Delicious. Střední obsah těchto látek mají odrůdy Idared, Jonagold a Gala. Nízký obsah je u Golden Delicious. Antioxidanty jsou látky, jejichž molekuly omezují aktivitu kyslíkových radikálů, a tudíž snižují pravděpodobnost jejich vzniku nebo je převádějí do méně reaktivních či nereaktivních stavů. Tímto způsobem omezují proces oxidace v organismu (nebo ve vyskytujících se směsích) (Osička, 2011, Blažek, 2001). V České republice byl zjištěn denní příjem antioxidantů v množství 16,64 mmol/den u mužů a 14,99 mmol/den u žen. V porovnání s jinými státy u nás lidé přijímají menší příjem antioxidantů než v Itálii či v Norsku, ale o něco více než ve Španělsku. 28

29 Nejlepším způsobem jak získat velký příjem antioxidantů je z ovoce a zeleniny (čímž předejdeme rozvojům onemocnění spojených s oxidačním stresem). Proto vzdělávací programy spojené s výživou v České republice by se měla zaměřit na zvýšení příjmu ovoce a zeleniny. Studie, která stanovovala extrahované antioxidanty pomocí metody FRAP (ferric reducing antioxidant potential), což je metoda spektografická, založená na redukci železitých komplexů jako je TPTZ (2,4,6- tripyridyl-s-triazin), ferrikyanid aj. které jsou téměř bezbarvé a po redukci a eventuální reakci s dalším činidlem vyváří barevné produkty, jakým může být např. berlínská modř, zjistila, že největšími zdroji antioxidantů jsou káva a pivo. Dalšími významnými zdroji antioxidantů jsou čaj, zelenina a rostlinné produkty (včetně brambor a výrobky z brambor), ovoce a ovocné výrobky, výrobky z obilovin a další Naopak nejmenší množství antioxidantů bylo zjištěno u ořechů, mléka a mléčných výrobků. V odvětví ovoce a ovocných výrobků byly nejvýznamnějším zdrojem extrahovaných antioxidantů jablka a u zeleniny papriky (Joudalové, Réblové, 2012). 3.9 Legislativa Vyhodnocování jakosti dílčích druhů ovoce má společné ustanovení v základní normě jakosti pro ovoce a zeleniny ČSN Vnitřní znaky jakosti ovoce určované fyzikálními vlastnostmi a látkovým složením nejsou normami jakosti definovány. (Prugar a kol., 2008) Jednotlivé druhy ovoce jsou seřazeny podle skupin daných vyhláškou k Zákonu o potravinách a normami jakosti, které umožňují vzájemné porovnávání údajů u druhů rodově, druhově a odrůdově blízkých. České technické normy jakosti jsou homologizovány s normami EU. Odrůdy patří mezi základní faktory ovlivňující technologickou jakost ovoce. Čerstvé ovoce se označí: názvem podskupiny třídou jakosti názvem odrůdy, což nám stanovuje předpis Evropské Unie o normách pro jednotlivé druhy ovoce nebo přímo pro danou odrůdu údajem o tom, že bylo čerstvé ovoce po sklizni ošetřeno konzervačními nebo jinými chemickými látkami 29

30 Čerstvé ovoce se zařazuje podle smyslových a fyzikálních požadavků do tříd jakosti, které jsou stanoveny předpisy EU o normách pro jednotlivé druhy ovoce nebo technickou normou. Pod pojmem čerstvé ovoce se myslí jedlé plody a semena stromů, keřů nebo bylin, uváděné do oběhu okamžitě po sklizni nebo po specifické době skladování v syrovém stavu. Při skladování čerstvého ovoce nebo i zeleniny se musí všechny druhy skladovat odděleně, v čistých a dobře větraných skladech, případně ve skladech s řízenou atmosférou na dřevěných podlážkách. Obecně vzato, ovoce musí být nejen zdravotně nezávadné, což je základní podmínkou pro uvedení jakékoli potraviny na trh, ale také se musí dbát na to, aby nedošlo ke kontaminaci, která může být způsobena mikrobiologicky, virově nebo bakteriemi. Kontaminace těmito způsoby může mít celou řadu příčin či zdrojů. Může se vyskytnout již při hnojení, používání pesticidů, vypouštěním odpadních látek, nebo pokud je napadnou zvířata. Ovšem nejčastěji kontaminace nastává při nevyhovující přepravě nebo skladování. Další kontaminace může způsobit kontaminovaná voda a nevhodné mechanické zacházení s ovocem (Balík 2010, Babička, 2012) Uskladnění jablek pomocí metody SmartFresh Za systémem kvality SmartFresh SM stojí firma AgroFresh Inc. Společnost AgroFresh patří k největším světovým expertům na řízení a kontrolu etylénu. Sídlo této firmy nalezneme v Pennsylvanii, USA, kdy v roce 1999 odkoupila práva na technologii 1-metylcyklopropenu (1-MCP), vyvinutou na North Carolina State University. V dnešní době společnost spolupracuje s více než 120 specialisty v oboru posklizňového zpracování ovoce. Tato technologie je nyní zaregistrována v 37 zemích celého světa. V České Republice byla o tuto technologii podána žádost o registraci až v listopadu Základním přípravkem v technologii SmartFresh je směs cukru alfa-cyklodextrin a velmi čisté látky 1-MCP (SmartFresh je obchodní značka 1-MCP). Složky se aplikují ve formě prášku pomocí difuzoru, vyvinutém samotnou firmou. Přípravek se používá během skladování a přepravy plodů citlivých na etylén jako jsou např. jablka, hrušky rajčata, melouny nebo např. kiwi. 30

31 Chemická látka 1-MCP dočasně způsobuje zamezení vázání etylénu na receptory buněčné membrány a tím i procesu zrání. Původní jakost, která byla v momentu sklizně je tedy zachována po delší dobu, i po expedici v obchodech. Látka nezanechává stopy a je bezpečná jak pro spotřebitele, tak i pro osoby manipulující s přípravkem i pro životní prostředí. V roce 2006 byla tato technologie zařazena do přílohy I. ke Směrnici Rady 91/414/EHS a plně odpovídá specifickým požadavkům Evropské Unie. Na jablcích bylo první obchodní využití této technologie v Evropské Unii v roce 2003 a v USA již v roce Nově se oblasti výzkumu zaměřují na použití SmartFresh s cílem snížení energetické náročnosti skladování. Aplikace se provádí zástupcem společnosti AgroFresh podle přísných standardních procedur. Před aplikací dané látky se musí prověřit plynotěsnost boxu a kvalita plodin. Kvalita veškerých plodin může být udržena, ovšem v žádném případě nemůže být vytvořena. Mezi hlavní výhody pro pěstitele je, že metoda SmartFresh doplňuje stávající skladovací technologie. Spolupráce s řízenou atmosférou (CA a ULO). Prodlužuje jakost při skladování v chlazených boxech. Má nepřímý vliv na snížení výskytu plísně způsobené Gleosporiem stejně jako nemoci spojené se stárnutím plodu. Z marketingového pohledu zvyšuje provozní flexibilitu a zlepšuje řízení zásob v celém dodavatelském řetězci a kvalitu až ke konečnému spotřebiteli. 31

32 Obrázek č. 1: Aplikace metody SmartFresh na odrůdu jablek Jonagold. Na obrázku č. 1, vidíme odrůdu Jonagold, který dokazuje účinek metody SmartFresh proti omezení výskytu mastnoty na slupce a jiné skládkové nemoci. Na levé straně jsou plody uskladněné v řízené atmosféře a na pravé straně jsou plody s použitím metody SmartFresh. Obrázek č. 2: Aplikace metody SmartFresh na odrůdu jablek Granny Smith. Obrázek č. 3: Aplikace metody SmartFresh na odrůdu jablek Golden Delicious. Na obrázcích č. 2 a 3, vidíme další dvě odrůdy jablek Granny Smith a Golden Delicious, kde nám metoda SmartFresh ukazuje účinek působící proti skládkovému a povrchovému hnědnutí slupky scaldu. Náchylnost k hnědnutí slupky závisí na odrůdě ovoce, zralosti a posklizňové teplotě. Mezi nejvíce náchylné odrůdy jablek, u nichž může nastat hnědnutí slupky, jsou Granny Smith, Red Delicious a Cripps Pink. 32

33 Nedávný evropský výzkum také poukázal, že u ovoce, které je produkováno nebo se vyskytuje v blízkosti zdroje etylenu (např. smíšené odrůdy ve skladu, propanem poháněné vysokozdvižné vozíky či nákladní automobily atd.), se může rozvinout hnědnutí slupky. Tabulka č. 5: Studie pevnosti dužniny odrůdy jablka Jonagold Red Prince, uskladněných po dobu 8 měsíců v CA atmosféře (Kompetenzzentrum Obstbau - Bodensee, Bavendorf 2007 in Mangin 2010). Uskladnění Kontrolní vzorek při vyskladnění 7,8 kg 6,8 kg - 1,0 kg SmartFresh vzorek při vyskladnění 7,5 kg - 0,3 kg Kontrolní vzorek po 10 dnech při 18 C 5,1 kg - 2,7 kg SmartFresh vzorek po 10 dnech při 18 C 7,3 kg - 0,5 kg V České Republice se touto novou technologií pochlubilo Zemědělské družstvo Dolany na Náchodsku. V roce 2013 poprvé při skladování jablek ve větší množstvím, asi u 500 tun, použilo tzv. technologii SmartFresh. Touto metodou se jablka po uložení do skladu ošetří speciální látkou a i po měsících skladování si udrží kvalitu čerstvého a šťavnatého ovoce. Ohlasy spotřebitelů jsou pozitivní. Víme, že v Polsku jeden obchodní řetězec bude chtít již jen jablka v této kvalitě, řekl vedoucí dolanských ovocnářů Jiří Fišer. Další rozšíření této technologie, která skladování prodražuje až o korunu na kilogramu, bude záležet na poptávce zákazníků. Začátkem jara začíná nejsilnější období v roce pro prodej jablek. Vedle jablek z českých sadů se očekává ještě prodej dalších až 30 tisíc jablek z dovozu. U českých jablek je prodej ze skladů plynulý, v květnu 2013 by se mohla doprodat, řekl předseda Ovocnářské unie ČR Martin Ludvík. Aktuální ceny jablek v obchodech jsou meziročně vyšší o více než deset procent a přesahují 30 korun na kilogram. Farmářské ceny jsou v rozmezí 9 a 13 korunami za kilogram, a to znamená, že jsou tedy shodné s rokem V roce 2012 se produkce jablek, která jsou nejpěstovanějším ovocem v Česku, příliš nevydařila, poškodily ji přetrvávající jarní mrazy (Dubský, 2013). 33

34 3.11 Skladování ovoce Hemibiotické skladování Ovoce je po sklizni uchováváno na základě hemibiozy. Základní princip je v tom, že i když je ovoce oddělené od organismu i nadále je živé a rostlinné pletivo chráněné před rozkladem vlastními mikrobiálními enzymy tak, že se v něm udrží normální stav životních procesů. Jedná se o stav, kdy plod či jiná část je chráněna před vnitřními i vnějšími rozkladnými faktory svou přirozenou životní činností a procesy. Pletivo obsahuje tolik látkových složek a enzymů, že mohou být skladovány i přirozenou údržností. Tato přirozená ochrana před rozkladem je podmíněná určitým minimálním průběhem látkové přeměny v plodinách, a je tedy spojená se spotřebou energie, při které vznikají tzv. přirozené ztráty prodýcháváním zásobních látek. Když se látková přeměna poruší, přirozená uchovatelnost se postupně ztrácí, pletivo podléhá autolýze a mikrobiálnímu rozkladu. Vhodnou volbou vnějších podmínek se údržnost prodlouží, jelikož dojde ke zvolnění jednotlivých reakcí (Goliáš, 1996, Goliáš 2011) Skladování ovoce za snížené teploty U plodů jablek by se měla relativní vlhkost pohybovat okolo 90 a 95 % a teplota skladování se doporučuje v rozmezí od 0,5 do 4 C. V závislosti na odrůdě plodu, můžeme jablka skladovat po dobu jednoho až dvanácti měsíců. Speciální modifikovaná a upravená atmosféra pro skladování jablek velmi zřetelně ovlivňuje kvalitu a prodlužuje délku jejich uskladnění. Tržní hodnotu, změny a ztráty některých vlastností v průběhu skladování ovlivňuje nejvíce odrůda, poškození a velikost plodů. Do fyzikálních ztrát v průběhu skladování může být zařazeno prodýchání plodů, které roste v závislosti na míře mechanického poškození a poškození způsobené hmyzem a chorobami. Ztráta hmotnosti může nastat i v případě zvýšeného odparu intracelulárně vázané vody. Další poškození může způsobit ztráty fyziologické a organoleptické. Tyto změny ovlivňují texturu, změnu chuti, vůně a všechny tyto negativní změny ovlivňují spotřebitele a tím i celý trh. Všechny změny mohou nastávat již během nevhodného skladování nebo díky stárnutí plodů. (Kouřimská, 2010). I zde platí, že uskladnit můžeme jen to ovoce, které není napadené chorobou nebo poškozené hmyzem. (Hluchý, 1997) Po sklizni je pro plody nejdůležitější rychlé zchlazení a uschování do chladících skladů ne do skladů s řízenou atmosférou. 34

35 Například u odrůdy Golden Delicious, bylo zjištěno, že je výjimečně odolná ke zvýšené koncentraci CO 2. Pohybuje se v rozmezí od 0 do 10 % CO 2. Při skladování v regulované atmosféře si dobře udrží svěží vzhled, šťavnatost, dobrou chuť a vysokou nutriční hodnotu (Gudkovskij, 1984). Ovoce určené k dlouhodobému skladování je optimálně sklízeno v preklimakterickém stavu, kdežto ovoce určené k poměrně rychlé spotřebě je vhodné sklízet spíše později. Aby bylo možné ovoce dlouhodobě skladovat, je třeba nastavit takové podmínky, které sníží dýchání plodů na minimum. Toho docílíme snížením teploty ve skladovacím prostředí a zvýšení podílu oxidu uhličitého a zároveň snížení kyslíku podle určitých norem, což může vést jak k účinnějšímu potlačení růstu mikroorganismů a ochraně plodů před hmyzem, ale i výraznějšímu zpomalení biochemických reakcí (včetně oxidací) v potravinách, které vedou ke zpomalení zrání a stárnutí. (Swindeman, 2002) Dle studie Iowa State university z roku 2008, délka uskladnění jablek ve skladech závisí na kultivaru, zralosti, manipulaci před uskladněním, jak rychle se plody ochladí a na teplotě a vlhkosti skladovacích prostor. Pokud musí být uskladněné velké množství jablek delší dobu, je důležitý výběr správného kultivaru. Některým kultivarům vyhovují řádné skladovací podmínky, zatímco jiným ne. U včasně zrajících kultivarů jako Lodi jsou dobré pro okamžitou spotřebu, ale mají velmi krátkou dobu skladování. Naopak odrůdy Red Delicious a Golden jsou považovány za odrůdy vhodné k dlouhodobému skladování. 35

36 Tabulka č. 6: Doba uskladnění osmi různých odrůd jablek při % vlhkosti a při C. Kultivar Lodi Wealthy Cortland McIntosh Golden Delicious Jonathan Red Delicious Chieftain Doba uskladnění 1-2 týdnů 3-10 týdnů 3-4 měsíců 3-4 měsíců 3-5 měsíců 3-5 měsíců 3-5 měsíců 3-6 měsíců Před uložením jablek do chladírny se nejprve musí odstranit ty plody, které jsou potlučené, naprasklé nebo vykazují známky rozkladu. Nejprve se připravují ke konzumaci větší plody, jelikož ty obvykle ztrácí na kvalitě a vykazují známky vnitřních poruch rychleji než menší odrůdy. Nízké teploty zpomalují rychlost dýchání a zachovávají dobrou kvalitu. Jablka vydrží několikrát déle při 0 C než je tomu u 21 C. Pro optimální skladování většiny odrůd, jablka vyžadují skladování při -1-0 C. Výjimku tvoří odrůda McIntosh, která by se měla skladovat při teplotě vyšší a to při 2 C. Pokud je to možné, skladovací teplota by měla zůstat konstantní. Bod mrznutí u jablek nastává okolo teploty -3-1,5 C. U jednou zmrzlých plodů se rychle zhoršuje textura a ovoce měkne. Relativní vlhkost se tedy musí udržovat mezi %, pokud vlhkost není udržována, jablka vysychají a scvrkávají se, zejména u odrůdy Golden Delicious. (Anonym, 2008) Obsah polyfenolů v různých odrůdách jablek Polyfenoly jsou důležité antioxidační složky jablek a pozitivně přispívají k lidskému zdraví, protože mají antiradikálovou aktivitu. Polyfenolické sloučeniny jsou látky, které ve své molekule obsahují dvě a více hydroxylových skupin navázaných na aromatickém jádře. Jsou zastoupeny téměř ve všech rostlinách, kde plní různé funkce. Chrání rostliny před oxidačním stresem, UV zářením a patogeny. Taniny chrání rostliny před požíráním býložravci, lignany tvoří mechanickou výztuhu rostlinného těla a jiné 36

37 polyfenoly mohou fungovat jako signální molekuly. V lidském organismu vykazují polyfenolické sloučeniny různou škálu biologických účinků. Nyní je známo asi přes 8000 druhů polyfenolů, které je již možné na základě chemické struktury rozdělit do deseti tříd. Jejich chemická struktura je velmi různorodá a pohybuje se od jednoduchých sloučenin tvořených jedním aromatickým kruhem až po vysoce polymerní struktury taninů ( Scalbert, Williamson in Osička, 2011). V pokusu, který byl stanoven na Zemědělské univerzitě v Praze, bylo analyzováno patnáct odrůd jablek na celkový obsah polyfenolů (TP). Testovány byly dvěma způsoby - pomocí Folin-Ciocalteau činidlem (FC) pomocí metody EBC carboxylmethylcellulose/sodium ethylendiamintetraacetate (CMC/EDTA) a dále se testovala antiradikálová aktivita (ARA) metodou DPPH, metodou stabilní pro volný radikál 1,1-difenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH). Obsah polyfenolů ARA byly stanoveny v čerstvě vymačkané jablečné šťávě, v celých plodech a získané výsledky byly statisticky vyhodnoceny. Rozdíly mezi odrůdami byly významné. Nejvyšší rozdíly mezi analyzovanými odrůdami byly zjišťovány v ARA metodě, u džusu i jablek a u metody FC se stanovila v plodech jablek. Vysoký obsah polyfenolů byl nalezen u odrůdy Jonagold, Jonalord, Melodie a Melrose v plodech i džusu. Naopak s nízkým obsahem polyfenolů byly odhadnuty odrůdy Gloster a Rosana. Nejvyšší hladina ARA byla zjištěna u odrůd Rajka, Čech a Melrose. Ve srovnání s nízkou úrovní ARA nalezených v odrůdách Šampion a Topaz viz příloha (Tab. 7). (Lachman a kol., 2006) 37

38 3.13 Faktory ovlivňující fyziologické pochody Vnitřní činitelé Obsah vody u ovoce Voda patří k důležitým vnitřním činitelům ovoce, jelikož je v nich obsažená ze %, proto se ovoce zařazuje mezi plodiny se sníženou délkou posklizňové uchovatelnosti. Vysoký obsah volné vody poskytuje rychlý průběh biochemických reakcí a je dobrým prostředkem pro rozkladnou činnost mikroorganismů. Plody si přirozeně zachovávají průměrný obsah vody, aby dosáhly jejich maximální přirozené odolnosti. Změny v obsahu vody v pletivech způsobují nerovnovážný stav metabolismu rezervních látek a v hlavním případě urychlují oxidační pochody. To znamená, že stoupá činnost hydrolytických enzymů a snižuje se turgor v buňkách, čímž se ulehčuje proniknutí mikroorganismů do dužniny plodu (Goliáš, 2011) Ztráta vody při skladování Ztráta vody uskladněných plodů tzn. transpiraci, je závislá na relativní vlhkosti vzduchu v dané skladovací místnosti, na teplotě a vnitřních vlastnostech plodu. Nejnižší ztráta by nastala, když by napětí vodních par bylo na povrchu plodů a v okolním vzduchu vyrovnané. Významný vliv na výpar vody má množství volné a koloidně vázané vody. Koloidní voda je stálá a vázaná na složku sušiny. Ovlivňuje mrznutí pletiv při 0 C. Z vnitřních činitelů ovlivňují výpar propustnost propustnost protoplasmy a buněčné blány i charakter slupky. U jablek tvoří výpar vody okolo 8-20 % z celkového výparu. Výpar vody propustností slupky, která je druhovou a odrůdovou vlastností, se vyvinuje v průběhu fytogenetického vývoje v daném prostředí (Goliáš, 2011). U plodu jiné odrůdy je výpar ovlivňován zdravotním stavem plodu, který se mnohonásobně zvyšuje jejím poškozením. V době dozrávání, kdy se nerozpustné zásobní látky hydrolyzují na látky koloidně rozpustné, má významnou úlohu rozpustný pektin a ten poutá obsah volné vody, a tím zabraňuje výpar z plodu. Při dozrávání plodů dochází k destrukci pektinové makromolekuly a výpar stoupá. Proto obsah protopektinu a pektolytických enzymů v ovoci ovlivňuje jak výpar vody, tak i rychlost dozrávání. 38

39 Transpirace vody Při procesu transpirace vody se jedná o výdej vodních par z povrchu ovoce, který také zajišťuje správný průběh dýchání. Vadnutí plodů bývá nejčastěji důsledkem nadměrného výparu vody. (Goliáš, 2009) U jablek tato ztráta vody není viditelná běžným pozorováním. I když jsou plody sice turgescentní, i tak tato ztráta představuje u skladovaných jablek průměrné hodnoty ztráty vody za celou dobu skladování. Transpirace vody může být způsobena, vysokou rychlostí cirkulovaného vzduchu uvnitř komory, vysokou rychlostí cirkulovaného vzduchu uvnitř chladírenské komory, dlouhou dobou chodu výparníkových ventilátorů, dlouhou dobou chodu kompresoru nebo například vysokou diferencí mezi povrchem skladovaného produktu a okolní atmosférou. Pokud jde o udržení ovoce v co nejčerstvějším stavu, je důležité udržet v něm původní obsah vody. (Ivičič a kol., 1987) Transpirace nevyvolává jen úbytek hmoty, současně se snižuje i jakost, tržní a nutriční hodnota plodů. Vadnutím se zintenzivní dýchání, tím dochází ke snížení sušiny, aromatických látek a dalších významných složek. Zároveň se ve zvadlých pletivech vytvářejí nežádoucí látky, např. estery, později koloidy až buňka začne odumírat. Transpirací klesá i odolnost vůči mikroorganismům, jedná se tedy o důležitý prvek skladování. (Goliáš, 2009) Nejvyšší účinek na vadnutí má absolutní deficit tlaku vodní páry, který se při klesající teplotě plodů a stoupající vzdušné vlhkosti pak zmenšuje. Pro dosáhnutí nejnižší ztráty vody v mezibuněčných prostorech, musí mít okolní vzduch vysokou relativní vlhkost a teplota nesmí být nižší, než je teplota plodů Dýchání a povrchová vrstva plodů K udržení životnosti plodů potřebuje pletivo stálý přísun energie, kterou získává postupným okysličováním zásobních látek, především cukrů a látek k nim příbuzných. (Goliáš, 1996) Centrálním metabolickým dějem dýchání je glykolýza z části se výměny látek účastní i pentozový cyklus. Páteří celého metabolismu je Krebsův cyklus, přes jeho vzájemné spojitosti dochází ke spotřebovávání různých substrátů. Při metabolizaci glukózy, až po vznik kyseliny pyrohroznové, není přítomnost kyslíku nutností. Až pokud v následujících fázích této přeměny není v okolním prostředí kyslík, dekarboxyluje tato kyselina na acetaldehyd a jako redukční produkt se vytvoří etanol. Celý děj se označuje jako anaerobní dýchání. 39

40 Vyjádření v rovnici: C 6 H 12 O 6 CH 3 CH 2 OH + CO KJ Za anaerobních podmínek se odbourá větší množství glukózy než za podmínek aerobních a také se liší obsahem uvolněné energie. Při anaerobním dýchání se uvolní pouze 2 ATP a při aerobní glykolýze 38 ATP. Energie nutná k dýchání se získává okysličováním z uskladněného ovoce. S touto chemickou přeměnou jsou spojeny projevy zrání, které vedou ke změnám chuti a při překročení nejvyššího stupně zralosti k projevům zkázy. Intenzita dýchání souvisí s účinky několika faktorů. Mezi vnější patří teplota, ale také složení atmosféry, mezi vnitřní chemické složení plodů, struktura pletiv nebo stupeň zrání (Goliáš, 2004) Při skladování by měly plody dýchat co nejméně, aniž se u nich vyvolá kyslíkový stres, jehož hodnocení může monitorovat fyziologicky podmíněný obsah etanolu a acetaldehydu ve šťávě plodu jablka. Prvotní krycí pletivo je pokožka. Pokožka nadzemních orgánů se nazývá epidermis a na povrchu pokožky nadzemních částí je kutikula, jejíž tloušťka je závislá především na druhu. Může se tedy říci, že všechny vaskulární rostliny jsou pokryty voskovou vrstvou kutinu, který je vylučovaný přes epidermis uzavírající obrysy buněk. Chrání rostlinu proti nepříznivým vlivům vnějšího prostředí. Kutikula je tvořena látkou tukovité povahy - kutinem. Na povrchu může být pokryta i vosky (ve formě zrníček i souvislého povlaku). Po kutikule s tímto voskovým povlakem voda snadno stéká. Současně kutikula výrazně snižuje ztráty vody výparem (Anonym, 2010). Průřez povrchovou vrstvou je stejný jako u listů, s výjimkou několika typů zralých plodů, je kutikula dostatečně tlustá Vnější činitelé Vlastnosti vzduchu a teplota Velice důležitým fyziologickým prostředkem jak získat čerstvé ovoce je chlazení. (Gudkovskij, 1984) Nejdůležitějším faktorem určujícím délku skladování je teplota, proto musí být volba skladovací teploty pro každou odrůdu založena na předešlých poznatcích. K ochlazení ovoce dochází bezprostředně po sklizni. Doba naskladňování a rychlost chlazení se určí maximálním objemem komor (Nečas a kol., 2004). Při snížené teplotě a hladině kyslíku v atmosféře se brzdí hnilobné procesy tím, že se prodlužuje prvotní fáze hnití. 40

41 Zchlazování plodin a výpočet poločasu zchlazování Zchlazováním plodiny se odebírá vnitřní teplo, což se navenek projevuje snižováním teploty plodiny. Odvádění tepla závisí na řadě činitelů, z nichž součinitel přestupu tepla a povrch plodiny jsou za konkrétních podmínek konstantní. Odvod tepla z plodiny také závisí na teplotním rozdílu mezi teplotou plodiny a teplotou prostředí obklopující plodinu (Goliáš, Němcová, 2009) Poločas zchlazování Jedná se o časový údaj, v němž počáteční teplotní diference mezi teplotou plodiny a teplotou prostředí klesne na svoji polovinu Vliv teploty na dýchání a vypařování Vliv teploty na plodinu má zcela zásadní význam. Pro dlouhodobé uchovávání je podstatné zpomalení dýchání. Toho se dosáhne snížením teploty. Je důležité teplotu udržet v optimálním rozpětí, aby nedošlo k chladovému poškození (Nečas a kol., 2004). Pokud mají plody po sklizni teplotu C a mají být zchlazeny na teplotu 0-1 C, ztrácí velké množství vodní páry odparem, jelikož ovoce po sběru má obvykle při skladování vyšší teplotu než okolní vzduch v chladírně. Vysoký teplotní rozdíl může výrazně ovlivnit ztrátu hmotnosti zchlazovaného produktu (Goliáš, 2009). Napětí vodních par je vysoké, ale vodní páry ve vzduchu komory jsou naopak nízké, proto bývá vypařování při uložení velmi značné. Vzduch okolo teplé plodiny se zahřívá, tím se zvyšuje její vodní poutavost a snižuje relativní vlhkost.(kopec, 1969). Příčinou ztrát z prodýchání, jsou způsobené stále probíhajícími životními pochody v plodech (Blažek, 2001) Na venek se projevují hlavně dýcháním. K udržení těchto pochodů se spotřebovává energie, získaná oxidací zásobních látek, tedy cukrů. Spotřebované množství zásobních látek je závislé na teplotě, a tedy platí, že intenzitu dýchání lze snížit především snížením teploty a úpravou skladovacích podmínek. U jablek za teploty 0 C se ztráta původního obsahu sušiny rovná 1,4 % měsíčně, avšak při teplotě 15 C může dosahovat až 4 % Relativní vlhkost vzduchu Nejdůležitější skladovací ztrátou bývá výpar, ke kterému dochází v důsledku vytváření rovnovážného stavu mezi tlakem vodních par v plodech a tlakem par 41

42 v obklopujícím okolí. K omezení ztát výparem je potřebná relativní vlhkost vzduchu v komorách kolem %. U mikrobiálních činností při dlouhodobém skladování tvoří většinou asi 50 % celkových skladovacích ztrát. Průměrné celkové skladovací ztráty u jablek po 5 až 6 měsících uskladnění: - ve větraných skladech nad 15 % - v klimatizovaných skladech méně než 10 % - ve skladech s upravenou atmosférou pod 4 %, zároveň s vyšší jakostí vyskladněných jablek při dlouhodobém uskladnění Regulace vlhkosti Regulace vlhkosti vzduchu ve skladovacích komorách je jednou z nejdůležitějších podmínek ovlivňujících ztráty a uchovatelnost uskladněných plodin. Vlhkost vzduchu se vyjadřuje jako tzv. relativní vlhkost, což je poměr množství vodní páry ve vzduchu k poměru množství páry potřebné k úplnému nasycení vzduchu při dané teplotě. Atmosférický vzduch obsahuje určitý podíl vodních par. Schopnost vzduchu přijímat vodní páry, závisí na jeho teplotě a tlaku. V suchém vzduchu dochází k velkým ztrátám vadnutím, v opačném případě, ve zcela nasyceném vzduchu se plody mohou zkazit v důsledku zvýšené mikrobiální činnosti (Goliáš, 2011, Kopec 2011) Pro určování optimální relativní vlhkosti ve skladu vycházíme z náchylnosti plodin na vadnutí a z odolnosti proti mikroorganismům. Dalšími důležitými aspekty jsou teplota a rychlost vzduchu Cirkulace vzduchu Ovoce uskladněné ve skladech potřebuje určitý pohyb vzduchu. Ten zabezpečuje rovnoměrnou teplotu a vlhkost po celém skladu. Odnímáním vydýchaného tepla a vlhkosti, brání rozvoji patogenů, čím se snižují ztráty způsobené hnitím (Kopec 2011). Větrání je buď přirozené, nebo nucené. Přirozené větrání není ovšem dostatečně účinné a často selhává Větrání neplynotěsných komor Při konstruování neplynotěsné komory lze udržovat minimální hranici etylenu větráním venkovním vzduchem. (Čaněk, Goliáš 2005) Složení oxidu uhličitého a kyslíku v chladících komorách je málo odlišný od složení vzduchu. Děje se tomu tak proto, že dýcháním plodů se uvolňuje do ovzduší oxid uhličitý a zároveň se zčásti zbaví 42

43 kyslíku. Oba plyny zpětně potlačují látkový metabolismus a to plodům prospívá, proto v plynotěsné komoře nikdy nenastane fyziologicky škodlivá atmosféra. Další, sledovaný etylen se uvolňuje z uskladněných plodů a probíhá při chladírenském skladování. Pokud nebude větrání v rovnováze s produkcí etylenu, koncentrace etylenu vzroste. Příznivá koncentrace působící na zpomalení měknutí pletiv se odhaduje na 170 kpa Plynotěsnost komor Obsah kyslíku a oxidu uhličitého se od přirozeného složení vzduchu liší. Proto je základním předpokladem pro úspěšné skladování provádět test plynotěsnosti komor. (Nečas, 2004) Konstrukce komor se navrhuje tak, aby byla zajištěna odpovídající plynotěsnost a tím byla vytvořena požadovaná struktura atmosféry. Zkonstruovat zcela nepropustné komory není jednoduché. Měly by být proto alespoň přiměřeně plynotěsné a hladiny kyslíku a oxidu uhličitého se mohly regulovat co nejpřesněji. K průběžné kontrole je nutné znát nejvyšší přípustnou rychlost unikání a mít prostředky k vyhodnocení zda stavba vyhovuje přísným podmínkám plynotěsnosti. Rychlost pronikání kyslíku do komory je přímo úměrná stupni netěsnosti. Přezkoušení plynotěsnosti komor se provádí před prvním uvedením komory do provozu a poté každý rok před začátkem skladování, aby se odhalily případné trhliny. 43

44 3.15 Koncentrace plynů uvnitř plodu Výměna plynů CO 2 a O 2 mezi vnějším prostředím a mezibuněčnými prostory je regulována propustností slupky. Vnitřní koncentraci ovlivňuje velikost mezibuněčných prostor, čím jsou buňky těsněji u sebe, tím je volný prostor menší. U jablek to představuje 25 až 30 % celkového objemu. Stavba pletiva slupky spolu se specifickým chemickým složením (tloušťka a celistvost voskové vrstvy na kutikule) ovlivňuje difuzní odpor slupky. Teplota plodu je dalším faktorem ovlivňující složení vnitřní atmosféry plodu. Společně tyto faktory úzce souvisí s intenzitou dýchání. Při konstantním difuzním odporu slupky se koncentrace uvnitř plodu obou plynů významně liší od přirozeného složení vzduchu. Děje se tak především při vyšších teplotách uložení. Tabulka č. 8: Koncentrace oxidu uhličitého a kyslíku ve vnitřní atmosféře plodů odrůd Golden Delicious, Coxova reneta a Alexandrova (Goliáš, 1996). Odrůda Golden Delicious Coxova reneta Alexandrova Atmosféra chladírny Atmosféra plodu C % CO 2 % O 2 % CO 2 % O ,03 2 1,3 19, ,5 5-5,4 3,1 +4 0, ,8 18, ,2 7 7, , ,8 19, ,5 6,9 7,5 2,6 V chladírenských teplotách je rozdíl pro kyslík minus 1 až 3 %, pro oxid uhličitý 1 až 3 %. Tento rozdíl je vyšší pro odrůdy citlivé k vyšším koncentracím CO 2 což jsou Coxova reneta a Alexandrova (Goliáš, 1996) Tvorba anaerobní metabolitů Tvorba anaerobních metabolitů nastává při zvýšení anaerobního dýchání. Technologicky se projevuje poklesem obsahu kyslíku pod jedno procento naměřené v chladící komoře. (Goliáš, Kobza, 2002) Znalost dolní kritické hranice kyslíku je 44

45 životně důležitá pro optimalizaci uskladnění. Díky antagonistům etylenu se zlepšuje kvalita uchování. Ideální atmosféra je těsně nad nejnižším aerobním metabolismem, ale zároveň před produkcí etanolu. Alkoholy jsou produkovány několika způsoby. Etanol je primárně produkován ve spojení s glykolytickou aktivitou tkání, která se zvýší v anaerobních podmínkách, ale zvýšení oxidu uhličitého nemá na produkci alkoholů vliv. (Goliáš, 2009) Etanol je přirozenou částí dužniny ovoce v koncentracích od 20 do 80 mg/l i v období začínajícího zrání. Anaerobní metabolity se často považují za příčinu znehodnocení během uskladnění. (Glykolytické produkty mohou být toxické). Analytickým stanovením se prokázalo, že hladina etanolu v rostlinném pletivu není příčinou fyziologických onemocnění, což se uvádělo, ale i v extrémních podmínkách při nedostatku kyslíku snesou různé části rostliny vysoké koncentrace etanolu. Při vzniku anaerobních podmínek (to znamená, že v prostředí, je nedostatek molekulárního kyslíku, ovšem nemusí to být nutně nulová koncentrace kyslíku) vyvolá off-flavour (neovocná vůně, lékárnický přípach), off-taste (pachuť vzniklá z nízkomolekulárních látek, ale nemusí být způsobeno pouze etanolem, acetaldehydem či etyl acetátem). Tyto senzorické nedostatky vznikají při vysokém obohacení o etanol a jsou časově omezené proto, že naopak při dostatečném zásobení rostlinného pletiva kyslíkem se etanol a další doprovodné složky rychle odstraňují oxidací na vodu a oxid uhličitý Průměrná tloušťka povrchové vrstvy u jablek Povrchová vrstva je u jablek významná zejména při dopravě a skladování. Její mechanická odolnost přímo souvisí s citlivostí na poškození ovoce. Senzorické vlastnosti slupky a dužniny jsou jedinečné pro každou jednotlivou odrůdu. Tloušťka slupky není jednotná. Významně se liší odrůdou a ročníkem sklizně. Slupka jablka je silnější u stopky než na druhém konci, zatímco střed plodu pokrývá středně tlustá vrstva. Pokožka je také silnější na stinné části než u části, na kterou svítí slunce. Také plody, které dozrávají později mají silnější pokožku a hypodermis než plody dozrávající dříve. Plody pěstované v horách se značně liší od plodů stejných odrůd pěstovaných v sadu. Mají tenčí pokožku, četnější průduchy a lenticely a delší epidermální buňky a tloušťku hypodermis. Charakteristika slupky také ve velké míře ovlivňuje otlačení ovoce. Časné sklízení ovšem snižuje náchylnost ovoce k otlačení. 45

46 Tloušťka slupky také ovlivňuje pronikání vápníku do jablka, a rovněž napadení patogeny. Plody jsou pak více náchylné na vnější složení vzduchu (Watkins, Silsby, Goffinet, 1997). Při skladování tloušťka slupky jasně ovlivňuje délku úchovy a její povrchová vosková vrstva jsou hlavními důvody, vztahující se ke ztrátám na hmotnosti. Čím silnější slupka, tím se snižují celkové ztráty během skladování a pomáhá udržovat dokonalý vzhled ovoce před prodejem, ale může být také nevýhodou pro spotřebitele, kteří jedí jablka bez slupky. Celkem dvacet pěstovaných odrůd a bylo zahrnuto do dvouleté studie o tloušťce slupky jablka. Průměrná tloušťka slupky z jednotlivých odrůd se může lišit od 33,3 μm do 73,1 μm. Např. pozdní odrůdy (Resista, Melrose, Angold a Zuzana) měly silnější slupku než ranné odrůdy. Přímé měření slupky jablek prokázalo, že tloušťka je nerovnoměrná a závislá na odrůdě. Největší rozdíl v tomto ohledu byl zjištěn, u odrůdy Gala, u které se z dvouletého studia zjistilo, že slupka byla mnohem silnější než v roce 2003 než v roce Hodnoty u odrůd Idared a Topaz byly výrazně vzdálené od regresní přímky. Tento nesouhlas pravděpodobně souvisí různou strukturou slupky u obou odrůd (Homutová, Blažek, 2006) Vliv etanolu Koncentrace etanolu se může zvýšit až několiksetkrát, v závislosti na odrůdě jablek a délce trvání anaerobní respirace (Goliáš, 2004). Detekce etanolu je citlivou metodou nízké koncentrace kyslíku. Pokud dojde k nahromadění etanolu v pletivu ovoce (kdy etanol se v nadcházejícím stupni uskladnění na vzduchu rychle odbourá), pak je zcela zřetelná vysoká pevnost plodů, která prakticky zůstala stejná, jak po sklizni. 46

47 3.18 Skladovací atmosféra a její vliv na skladování plodů Vliv kyslíku a oxidu uhličitého na uskladněné ovoce Snesitelnost vnitrobuněčného kyslíku je určena jeho obsahem v mezibuněčných prostorách. Závisí nejenom na koncentraci okolního kyslíku, ale i na schopnosti jednotlivých odrůd jablek jej přijímat. Záleží na teplotě, plynné výměně, tloušťce pletiv a buněčném odporu související s difuzí plynů. Difuzní bariéra slupky vytváří koncentrační gradient mezi vnitřní (prostor uvnitř plodu) a vnější atmosférou. V chladírenských teplotách, při kyslíkaté atmosféře, je koncentrace u běžných jablek pro oxid uhličitý 1,0 2,1 % a pro kyslík 1,1 1,9 %. Při teplotě 22 C jsou hodnoty následující, pro kyslík 4,1 5,7 % a pro oxid uhličitý 2,1 3,5 %. Po upravení atmosféry na 2 % kyslíku a 5 7 % oxidu uhličitého při teplotě 22 C, se uvnitř plodů vyvolá anaerobní prostředí, protože koncentrace kyslíku klesne pod fyziologicky snesitelnou hranici. Poškození nízkou koncentrací kyslíku vyvolá tvorbu etanolu v pletivu. Při velmi nízké koncentraci kyslíku nebo ve fyziologicky nepříznivých podmínkách anaerobního stresu je koncentrace alkoholu uvnitř plodu zvýšená až na hodnotu 600 mg.l -1. Kyslík se pak v následující aerační fázi rychle zoxiduje na zbytkové koncentrace (Goliáš, 2004, Goliáš, 2011). Nízkým obsahem kyslíku a oxidu uhličitého dochází ke snížení respirace plodů a metabolické aktivity, kyslík stále prostupuje přes průduchy ve slupce do intracelulárního systému a následně je transportován do cytoplazmy a center, kde se spotřebovává. Oxid uhličitý vzniká v buněčných tekutinách a putuje opačným směrem. Nedostatkem kyslíku začínají buňky získávat energii například fermentací. Pyruvát je metabolizován na oxid uhličitý a acetaldehyd, který se přemění na etanol. Ovoce produkuje jen nízkou energii, která může vést až k odumření buněk. Pro jablka je doporučovaná teplota ke skladování v rozmezí od 0,5 do 4 C a relativní vlhkost by se měla pohybovat mezi 90 a 95 %, přičemž záleží na zvolené odrůdě (Kouřimská, 2010). Přílišná koncentrace oxidu uhličitého může vyvolat fyziologické poškození pletiva tím, že se aktivuje anaerobní látková přeměna, kde výsledkem je vysoká produkce etanolu a acetaldehydu (Goliáš, 2004). Jestliže vzduch obsahuje více než 4 % oxidu uhličitého, hrozí člověku nebezpečí udušení. K dalším látkovým změnám dochází u zbrzdění biosyntézy barviv, které se během klimakterické fáze vyvíjejí normálně, off-flavour a u rostoucích pletiv se pozastavuje růst. Dále vysoký obsah vody společně 47

48 s vysokým parciálním tlakem oxidu uhličitého způsobuje hnědnutí vnitřních pletiv, tmavé skvrny na slupce a snižuje se množství kyseliny askorbové. Bude - li koncentrace oxidu uhličitého vyšší než 15 %, začnou se hromadit i anaerobní metabolity etanol a acetaldehyd. Vznik tohoto onemocnění způsobují volné radikály. Ty katalyzují oxidační reakce citlivých aminokyselin, které se nacházejí v pletivu ve zbytkových koncentracích (Goliáš, 2011) Biosyntéza etylenu Etylen je bezbarvý, při nízkých koncentracích nevonný plyn, kterému je přikládána funkce rostlinného hormonu. Ovlivňuje řízení mechanismů růstu, vývoje a zrání plodů. Dále určuje odkvétání, stárnutí plodů, ztrátu chlorofylu, oddělování listů nebo fyziologická onemocnění. V průběhu vývoje rostlin obsah etylenu zvyšuje. Zvyšuje se i působením mikroorganismů, především plísní. V atmosféře se nachází v koncentraci 1 5 nl/l ve venkovských oblastech, v městských oblastech nl/l, ve skladech supermarketů nl/l. V hypobarické atmosféře se oddaluje klimakterické minimum a minimální obsah kyslíku uvnitř plodu významně zpomaluje produkci etylenu (Goliáš, 2011). Zjištění biosyntézy etylenu v minulém století vedlo k objevu, že přímým prekurzorem etylenu je metionin spolu s dalšími meziprodukty SAM (S-methyladenosin) a ACC ( l-aminocyklopropanová kyselina). Nejedná se tedy o glukózu, jejíž specifická aktivita je velmi nízká. Množství etylenu je důležité pro zrání plodů. Pohybuje se v rozmezí od 0,1-1 ppm, stejně důležitý je i čas pro vyvolání začátku zrání. Aby byla metoda efektní, záleží na typu ovoce, ošetření, teplotě, relativní vlhkosti, koncentraci etylenu a také na délce expozice. Předpoklady k dozrání jsou, teplota 18 až 25 C, relativní vlhkost %, koncentrace etylenu ppm a ošetření po dobu hodin. Větráním venkovním vzduchem dojde k odstraňování nahromaděného oxidu uhličitého, vytvořený dýcháním plodů, což je nutné, neboť oxid uhličitý ruší vazbu etylenu na metabolické akceptory. Depresivní účinek CO 2 na produkci etylenu je nespecifický, u jiných druhů ovoce nebo zeleniny může ovlivňovat v koncentracích v rozmezích % CO 2. Jedná se ale o koncentrace vysoké až příliš vysoké. Dozrávací komory nemusí být nutně plynotěsné, pokud se v komoře udrží požadované rovnováhy přiváděné plynné směsi. 48

49 Jádrové ovoce je považováno za ovoce jen málo citlivé vůči vyšší koncentraci etylenu. K nežádoucím účinkům etylenu patří ztráta chlorofylu nebo vznik hnědých skvrn, může dojít až k zániku celých ploch pletiv a vytvořením fenolických sloučenin. U klimakterických plodů se etylen v plynné podobě nahromadí a zpětně podporuje zrání. Pokud by plodiny měly zrát jen nepatrně, koncentrace etylenu a dalších látek (vonných látek) by měla být jen stopová (Goliáš, Čaněk 2004, Goliáš 2011) Vztah klimakterických a neklimakterických plodů k etylenu Jelikož je respirace vnitřním procesem, potřebný k získávání energie, jedná se o důležitý děj potřebný k udržitelnosti v hemibióze. Část energie se spotřebuje při výrobě a tepla a další se spotřebuje v navazujících biochemických reakcích. Získává se postupnou oxidací zásobních látek, hlavně sacharidů, které v sušině zastupují největší podíl. Dýchací proces neprobíhá lineárně, a proto velké množství druhů plodin sesbíraných v závěru růstové fáze, se ve skladech dostanou do tzv. klimakterického minima, kdy je jakákoliv produkce CO2 i dýchání utlumená na minimum. Poté následuje vybarvování plodů, sládnutí, měknutí a tvorba aromatických látek. Mezi klimakterické plody patří jablka, hrušky, broskve, meruňky, banány nebo rajčata. Neklimakterické plody jsou takové, ve kterých průběh dýchání má v časové závislosti lineární pokles a patří sem například jahody, třešně, hrozny, pomeranče nebo citrony. Toto rozdělení je významné při dozrávání, kdy se do skladů aplikuje etylen. Plodiny klimakterického typu reagují na etylen zkrácením časového úseku mezi klimakterickým minimem a maximem a kontroluje se u nich tvorba vlastního etylenu (Goliáš, 2011) Sklady jablek Při skladování jablek se využívají sklady k tomu přizpůsobené, které se dělí podle vnitřního skladového prostředí Chlazené sklady Ve srovnání s běžným skladováním, skladování v chladu dokáže snížit celkové ztráty ovoce o 10 % až 30 %. Vždy je potřeba zvolit nejnižší teplotu, která je pro příslušnou odrůdu optimální, aniž by došlo k poškození mrazem (Anonym, 2008). (Hrneček, 2004) Chlazené sklady regulují tepelné poměry a rychle zchladí sklizené 49

50 ovoce na skladovou teplotu. Každá odrůda má jiné požadavky na teplotu skladování, proto je nejlepší skladovat každou odrůdu odděleně a tím si zajistit možnost regulovat teplotu přesně podle jejích požadavků. Dlouho skladované jádrové ovoce v chladírnách ztrácí na kvalitě a nemělo by se uvádět na trh. Optimální teplota skladování zpomaluje zrání, snižuje odbourávání živin, chrání před ztrátou vitamínů a zabraňuje tvorbě plísní Sklady s řízenou atmosférou Sklady s řízenou atmosférou zajišťují po celou dobu skladování stálé prostředí podle požadavků jablek a tím dávají nejlepší předpoklady pro zachování vysoké kvality skladovaných jablek. Řízená atmosféra znamená snížení obsahu kyslíku ve skladové komoře okolo 2 % a zvýšení obsahu dusíku na %. (Goliáš, 2004) Obsah oxidu uhličitého je odvozován až druhotně, rovněž v koncentracích, které se snadno mohou odstraňovat v dekarbonizátorech, obsah oxidu uhličitého okolo 2 5 %. Vzájemná skladba kyslíku (2 %) a oxidu uhličitého (2-5 %) napomáhá k prodloužení skladovatelnosti, ale současně nepřináší výrazné přednosti, jelikož kyslík je stále vysoko nad fyziologickým limitem. U jablek je nutné rychlé zchlazování. Tímto způsobem skladování je ještě větší náročnost na organizaci naskladnění, protože se musí respektovat nároky jednotlivých odrůd jak na teplotu skladování, tak i na obsah kyslíku v chladírenské komoře. Dále je nutné dbát na organizaci prodeje, aby po otevření komory došlo k rychlému prodeji jablek vysoké kvality (Hrneček, 2004) Druhy skladovacích atmosfér Low Ethylen Controlled Atmosphere (LECA) Neboli nízkoetylenová atmosféra, což znamená pernamentní odstraňování etylenu vzniklého uvnitř skladovacího prostoru. V běžných podmínkách má etylen tendenci se kumulovat, proto je potřeba zařízení na jeho odstraňování etylenový čistič. Tyto zařízení jsou založené na technická zařízení, ve kterých se využívají reakce etylenu s jinými látkami. Citlivost na etylen je v u jablek velice silná. Pro velmi citlivé druhy ovoce je kritická koncentrace 0,5 ml.m -3, pro středně citlivé 1,0 ml. m -3 a pro málo citlivé 5 ml. m -3 (Goliáš, 2011). 50

51 Initial low oxygen stress (ILOS) Jedná se o způsob skladování, kdy se plodina vystaví po 200 hodin anaerobním podmínkám. Obsah kyslíku je pod 1 % a oxid uhličitý je ve vysokém obsahu, což zabrzdí metabolické procesy. Poté se složení vzduchu upraví na řízenou atmosféru nebo na ULO. Tato technologie je velmi náročná, časově řízená a nemá všeobecně platné podmínky pro všechny plodiny FAN (Fluctuating anaerobiose) Tato moderní atmosféra FAN technologie vyžaduje vyšší plynotěsnost chladírenských komor, nezbytností je i vysoká kvalita skladovaných plodů a správný termín sklizně jablek s ohledem na jednotlivé odrůdy. Typické hodnoty jsou 0,2-1 % kyslíku a 0,5 % oxidu uhličitého BAN (Boarding anaerobiose) Podobně jako u FAN technologie je potřeba vysoké plynotěsnosti. Hodnota pro kyslík je 0,6 % a 0,5 % pro oxid uhličitý. Co nejnižší obsah kyslíku (obsah nepoškozující látkový metabolismus ovoce a obsah CO 2 v nepoškozující koncentraci) způsobuje minimální dýchání plodů. Plody pak mají nízkou spotřebu zásobních látek, pomalý rozklad pektinových látek (měknutí plodů) a mikrobního napadení. Tento postup však nesmí vyvolat fyziologické onemocnění, i když ty se v důsledku snížené hladiny kyslíku utlumí a projevují se až po chladírenském zpracování či ukončení řízené atmosféry (Husáková, 2009) ULO (Ultra Low Oxygen) Jedná se o technologii s mimořádně nízkým obsahem kyslíku 1 až 1,2 % a 0,5 % CO 2, která maximálně prodlužuje skladovatelnost plodů bez velké újmy na jejich kvalitě (Bittner, 2009). Skladování jablek v ULO atmosféře je složitá a citlivá technologie, která vyžaduje 100 % splnění všech podmínek nezbytných pro správné skladování. O úspěšnosti a délce skladování se rozhoduje už během vegetace, důsledným dodržováním pěstebních technologií. Jedná se hlavně o vyváženou výživu a doplňkové hnojení Ca, důležité zejména u odrůd Šampion, Rubín, ale i Idared a Jonagold (Nekola, 1998). (Goliáš, 2004) Jestliže dochází k částečnému nahromadění etanolu v pletivu, který se 51

52 při uskladnění plodů na vzduchu rychle odbourává, je tady zcela zřetelná vysoká pevnost plodů, která zůstala stejná, jako po sklizni. Výhody uskladnění ULO, pro zlepšení kvality ovoce, velmi vyváží vyšší investiční náklady Technické vybavení chladíren Moderní technika zajišťuje optimální podmínky pro skladování ovoce či zeleniny, s velmi malými výkyvy. Ve skladovací komoře se musí stále kontrolovat teplota, relativní vlhkost vzduchu, větrání a složení atmosféry, aby odpovídaly povoleným odchylkám a nebyly překračovány. Strojním způsobem získaný chlad se přivádí do vychlazovaných prostor přímo nebo nepřímo. Účelově nejdůležitějším prvkem je výparník. Výparník je výměník tepla, který přenáší teplo do prostoru pomocí vypařujícího se chladiva. Výparník musí neustále udržovat teplotu vychlazované komory v předepsaných hodnotách. Současné chladicí agregáty mají dostatečný chladicí výkon pro každý výparník. Používají se ekologická chladiva a zvládnou ochlazení vzduchu procházející přes výparník s nízkým teplotním rozdílem. Sám o sobě výparník nemůže existovat samotný, ale musí být zapojen do okruhu s ostatními prvky, které jsou stejně důležité. Jinak by se v něm nahromadily páry chladiva, tlak i teplota se zvětšovaly a odpařování chladiva by ustalo v momentě dosažení hodnoty odpovídající bodu varu chladiva při teplotě prostoru, kde je umístěn výparník. Páry chladiva se musí z výparníku neustále odvádět, aby mohlo být dodáno další chladivo. Tuto funkci zastává kompresor, který nasává páry chladiva z výparníku a předává je dalším částem v soustavě. Chladivo odsáté z výparníku je kompresorem stlačeno a kondenzátorem přeměněno ze skupenství plynného na skupenství kapalné. Kondenzátor pracuje na opačném principu jako výparník (odevzdává kondenzační teplo do okolí). Ve výparníku je stále udržován tlak, odpovídající o něco nižší teplotě varu chladiva, než je teplota komory. Tento tlak je vždy nižší, než je kondenzační a proto musí být zaveden škrtící ventil (expanzní), který klade průtoku odpor. Tím klesne tlak chladiva z tlaku kondenzačního na tlak vypařovací (Goliáš, 1996). Bude-li vysoký teplotní rozdíl mezi vcházejícím a vycházejícím vzduchem z výparníku, při současně malé velikosti stykové plochy (menší výparníky jsou cenově příznivější), bude se na povrchu výparníku kondenzovat větší množství vodní páry (Goliáš, 2009). K minimalizaci kolísání relativní vlhkosti je možné použít dva typy 52

53 expanzivních ventilů. Jejich funkcí je uvolňování kapalného chladiva pro výparník. Bude-li expanzní ventil spínat na principu ohřívání trubkového prostoru prostřednictvím tykavky nebo tykavky ohřívané vzduchem nasávaným do výparníku (termostatický expanzní ventil), lze tedy očekávat vyšší proměnlivost relativní vlhkosti v chladírenském prostředí. Opačný je elektronicky řízený expanzní ventil, který uvolňuje chladivo do výparníku na základě teplotních rozdílů ± 0,1 C Sklady v ČR K bylo v ČR k dispozici celkem t kapacit pro skladování ovoce. U ovoce kapacita skladů s řízenou atmosférou a skladů ULO představuje více než 52 % podíl na celkové skladovací kapacitě. V roce 2011 a 2012 bylo po sklizni na začátku prosince naskladněno 26,2 tis. t jablek, což je meziroční pokles o 12 %. Kvalita jablek byla průměrná následkem poškození plodů mrazy a v některých oblastech i krupobitím. Sklizeň v zahrádkách a v extenzivních sadech byla podprůměrná, což se odhaduje meziročně o 15 % nižší samozásobení. Česká jablka byla vyskladňována ve větší míře do konce března, v dubnu, květnu a červnu již jen v malém množství. Podíl tuzemských jablek tak v této sezóně klesl na 30 % ze 43 % v minulé sezóně. Z těchto důvodů byla poptávka trhu pokrytá jablky z dovozu, čímž došlo k výraznému zvýšení dovozů jablek u nás. Tabulka č. 9: Skladové kapacity v ovocnářství pro ČR v tunách. 53

54 4. MATERIÁL A METODY 4.1 Pokusný Materiál Plody jablek potřebné k diplomové praktické práci byly získány z ústavu ovocnictví při Zahradnické fakultě v Lednici. K pokusu bylo zapotřebí tří odrůd, a to odrůdy Golden Delicious, Idared a Topaz. K uskladnění těchto jablek byly použity prostory školy. Jednalo se o chladírnu při skladovací teplotě 3 C a prostor vedle chladírny s 16 C. Vzorky plodů byly do chladírny i do místnosti vedle chladírny vloženy Poslední měření, kdy byly plody vyjmuty, bylo z 16 C a ze 3 C. V průběhu celého uskladnění bylo provedeno celkem 14 stanovení a následně se naměřené výsledky vyhodnotily Idared Je americká odrůda, vyšlechtěná v roce 1935, křížením odrůd Jonathan a Wagnerovo a zaregistrovaná v roce Jeho plody jsou středně velké až velké ( g). Trpí na strupovitost a padlí, jelikož jeho odolnost proti napadení je nízká. Většinou jsou plody zelenožluté překryté jasně červenou barvou. Podle počasí se vybarvuje až do tmavě fialové barvy. Slupka je velice silná, hladká, jen slabě mastná a otlačuje se až při dlouhodobém skladování. Základní barva je žlutozelená, později nazelenale žlutá. Z větší části bývá překryta jasně červeným líčkem, které v okrajových částech přechází do červeného mramorování (Blažek, 2001). Dužnina je bílá, šťavnatá, křehká, sladké, aromatické chuti. Sklizeň je v polovině října, konzumně zralý je v prosinci a skladovat se dá až do dubna. Při dlouhodobém skladování vydrží až do června. Idared je velmi rozšířená odrůda s plody, které jsou vhodné pro přímý konzum i konzervárenské zpracování. Můžeme ji vysazovat ve všech oblastech, ale je náročná na chemickou ochranu (Hričovský a kol., 2002, Kutina a kol. 1992). 54

55 4.1.2 Topaz Jedná se o novou českou rezistentní odrůdu vyšlechtěnou z odrůd Vanda a Rubín na stanici Ústavu experimentální botaniky ve Střížovicích. Plody jablek jsou středně velké ( g), ploše kulovité, žluté kryté červeným žíháním. Dužnina je žlutavá, pevná, velice křupavá, šťavnatá, sladce navinulá a aromatická. Slupka je tenká, mastná a nerovná. Je hladká, žlutá z % překryta oranžově červenou krycí barvou nanesenou ve formě žíhání a mramorování (Blažek, 2001). Jedná se o zimní odrůdu, která se sklízí začátkem října a ke konzumu dozrává v prosinci. Při šetrném skladování vydrží až do dubna. Z chorob trpí na padlí a mušinovitost-sazovitost. Celkově se ale jedná o chuťově vynikající odrůdu vhodnou především do středních a vyšších poloh (Richter, 2004) Golden Delicious Původem je z USA, kde byla v roce 1890 nalezena v sadě ANDERSON A MALLINSE (stát West Virginia). Od roku 1916 se tato odrůda začala rozmnožovat a dnes je rozšířena všude tam, kde se tržně pěstují jabloně. Na našem území byla povolena od roku Golden Delicious je zimní odrůda, nejvíce zastoupena v teplejších oblastech. V našich podmínkách se jí daří v jižních ovocnářských oblastech Moravy a Slovenska a v teplejších místech v Čechách. (Dvořák 1980, Cifranič a kol., 1982) Plody jsou středně velké, jejich velikost však dost kolísá v závislosti na násadě plodů a zdravotním stavu stromů. Nejčastěji kolem g. Tvar plodů je vysoce kulovitý až kulovitý, ke kalichu mírně zúžený. Slupka je většinou hladká, suchá, matně lesklá. Základní barva je zelenožlutá, později zlatožlutá, někdy s narůžovělým až slabě oranžovým líčkem, barva kolem kalichu bývá rzivá, vlivem postřiku či drsnějšího klimatu. Dužninu mívá žlutavou, pevnou, velmi jemnou, a také šťavnatou. Chuť plodu je navinule sladká, příjemně aromatická, při dobrém vyzrání plodů výborná. Stopka u tohoto plodu bývá velmi dlouhá, tenká, pružná a zdřevnatělá. Jádřinec je menší, cibulovitý, pouzdra jsou polootevřená. Semena jsou vyvinutá, protáhlá. Z celkového pohledu se jedná o velice úrodnou odrůdu s vynikajícími chuťovými a vlastnostmi (Blažek, 2001). 55

56 4.2 Metodika Praktická část k diplomové práci na téma Změny fyzikálně chemických vlastností chladírensky skladovaných jablek byla provedena v říjnu 2012 a následné měření a vyhodnocování pokračovalo až do ledna Pokus byl založen v prostorech ZF v Lednici. Po sklizni třech odrůd jablek Dolden Delicious, Idared a Topaz bylo úkolem porovnat tyto odrůdy mezi sebou. Porovnávat se budou v průběhu a na konci uskladnění. Všechny tři odrůdy se uloží v chladírně při teplotě 3 C a v prostoru s 20 C. Naměřené hodnoty se budou od sebe lišit v souvislosti s časem skladovací doby a odrůdy plodu. U všech odrůd se stanovují následující hodnoty: stanovení titrační kyselosti refraktometrické stanovení rozpustné sušiny stanovení pevnosti plodu ručním penetrometrem Stanovení hmotnostních ztrát Všechny uvedené metody byly provedeny jak v průběhu skladovací doby, tak i na konci uskladnění. 4.3 Stanovení titrační kyselosti Z chemického hlediska se jedná o alkalimetrickou metodu, využívanou nejčastěji u potravin. (Hálková, a kol., 2001) Celkovými kyselinami se myslí veškeré množství kyselin, které můžeme stanovit titračně. U této vizuální metody používáme indikátor fenolftalein, který se může použít u nezbarvených roztoků, a který se při ph 8,1 zbarví do růžovofialového zbarvení. U tmavých vzorků se používá metoda potenciometrické indikace bodu ekvivalence. Množství zásobního roztoku, v pipetě, se zvolí tak, abychom při titraci spotřebovali ml odměrného roztoku hydroxidu, jímž titrujeme. Konečná spotřeba hydroxidu se přepočítá na převažující kyselinu. Do celkové kyselosti se nezahrnuje oxid uhličitý ani siřičitý. Obsah veškerých kyselin se vyjádří přepočtem na převládající organickou kyselinu obsaženou v jablečné šťávě. V tomto případě se jedná o hydroxybutandiovou kyselinu, triviálním názvem kyselinu jablečnou. 1ml 0,1 M NaOH odpovídá 0,0067 g kyseliny jablečné 56

57 Kyselina jablečná je karboxylová kyselina se silnou kyselou chutí. (Anonym, 2010) Patří mezi kyseliny dobře rozpustné ve vodě a v pevném skupenství má podobu bílého prášku. Má dvě varianty; kyselina L-jablečná (levotočivá) a kyselina D-jablečná (pravotočivá). Varianta L se přirozeně vyskytuje v přírodě, nejvíce v nezralém ovoci, zelených jablkách, višních, hroznech, meruňkách, hruškách, apod. Varianta D se připravuje synteticky Postup práce: První vzorky se stanovily v den sklizně, kdy bylo odebráno pět plodů jablek od všech tří odrůd. Po vyjmutí a stanovení prvních pěti vzorků se dále pokračovalo ve skladování všech tří odrůd a to v chladírně při 3 C a 16 C. Ke stanovení titrační kyselosti je zapotřebí jablečná šťáva. V prvním kroku se plody jablek nakrájí na kostky a zhomogenizují v mixéru. Poté se na analytických vahách naváží 2 g vymačkané jablečné šťávy z odrůd jablek Golden Delicious, Idared a Topaz uskladněných v chladírně při 3 C a v prostoru s 16 C. Navážená kádinka spolu se vzorkem se propláchne destilovanou vodou a kvantitativně převede do čisté titrační baňky. Propláchnutí i ředění destilovanou vodou je dle potřeby. Přidají se 3 4 kapky fenolftaleinu a za stálého mírného míchání se titruje 0,1 M NaOH. Titrace NaOH probíhá až do získání růžovo fialového zbarvení. Zbarvení by mělo zůstat stálé alespoň 1 minutu. Za takto stálého zbarvení se nakonec odečte spotřebované množství hydroxidu a spotřeba se přepočítá na převládající kyselinu jablečnou podle vzorce: % kys. jablečná = Dosazené hodnoty ve vzorci: navážka jablečné šťávy = 2 g f NaOH = 1,0065 f NaOH = 1,0006 n = množství vymačkané jablečné šťávy a = spotřeba 0,1 M NaOH v ml f = faktor 0,1 M NaOH 57

58 4.4 Refraktometrické stanovení rozpustné sušiny Index lomu je fyzikální konstanta, která se využívá k identifikaci a kontrole čistoty organických kapalných látek. (Hálková a kol., 2000) Tato metoda je vyvinutá k měření indexu lomu a nazývá se refraktometrie. Základem této metody je zjištění mezního úhlu lomu. Přístroj sloužící k měření tohoto indexu lomu se jmenuje refraktometr. Metoda je závislá na průchodu světla vzorkem a na koncentraci roztoku, tu můžeme určovat také změřením indexu lomu. Stupnice určuje hmotnostní procenta sacharózy. Každá z látek obsažená ve šťávě z ovoce se významně podílí na výsledném indexu lomu. Při tomto měření většinou převažují jednoduché cukry a sacharóza, organické kyseliny, rozpustné pektiny, které jsou v látce zastoupené méně. Výsledek se tedy vyjádří jako rozpustná sušina (RS) měřená refraktometricky ve ( Rf) Postup práce: K měření byl použit digitální refraktometr značky Atago vhodný ke snadnému a rychlému stanovení viz obr č. Po zapnutí přístroje se na optickou část naneslo pár kapek vzorku a po zmáčknutí tlačítka Start byl výsledek zobrazen v % Brix. Přístroj je vybaven automatickou teplotní kompenzací a kalibruje se pomocí čisté vody stisknutím tlačítka. Naměřená hodnota refraktometrické sušiny se zapsala z displeje a po dokončení měření posledního vzorku u všech odrůd jablek se čočka přístroje omyla destilovanou vodou a přístroj byl vypnut a uveden do původního stavu. Obrázek č. 4: Digitální refraktometr značky Atago. 58

59 4.5 Stanovení pevnosti plodu Ke stanovení pevnosti plodu byl použit ruční penetrometr Fruit firmness tester. Při vlastním měření daných odrůd jablek se nejprve zapnul přístroj a vynuloval displej penetrometru. Po zapnutí se nastavily jednotky měření v Kg. U měřených plodů se seřízla tenká vrstvička slupky ze dvou stran plodu a pomocí madla se přitlačila ploška razidla k jablkům. Plod byl zatěžován razidlem kulovitého tvaru, o průměru 8 mm až do prasknutí seříznuté vrstvy. Stejným způsobem byly měřeny i ostatní plody uskladněné v chladírně při 3 C a při skladování v 16 C v určitých termínech. Naměřená hodnota se odečetla na displeji penetrometru v jednotkách Kg, které se přepočítaly na MPa a vypočítané hodnoty se zapsaly do deníku. Výpočet: Z naměřených hodnot se vypočítá penetrační napětí: σ = F s / A [MPa] F d = x d * 9,806 [N] A = (π * d 2 ) / 4 xd - hodnota odečtená z penetrometru odpovídající pevnosti dužniny v kg d - průměr razidla Obrázek č. 5: Ruční penetrometr značky Fruit firmness tester (Google, 2013). 59