Газообразный растительный гормон этилен, обладающий широким спектром биологических эффектов, играет ключевую роль в созревании плодов, но его влияние на столовый виноград до сих пор изучается. Хотя исторически воздействие этилена на ягоды винограда считалось незначительным, последние исследования показывают, что эта молекула может влиять на потемнение гребня и осыпание ягод. Новые стратегии, включая использование ингибиторов, таких как 1-МЦП (1-метилциклопропен) и нано-кальций, могут улучшить сохранность продукта, переопределив будущее послеуборочных технологий.
Введение
Столовый виноград — это неклимактерический плод, состоящий из двух частей: ягод и гребня. Во время созревания все плоды дышат, но с разной интенсивностью. Некоторые, например, клубника и малина, демонстрируют очень быстрое дыхание, тогда как другие, такие как цитрусовые и киви, имеют более медленный темп. Обычно плоды с высоким уровнем дыхания имеют меньший срок хранения, а те, у которых метаболизм медленнее, сохраняются дольше. Столовый виноград относится ко второй категории, но с особенностью: гребень дышит гораздо интенсивнее, чем ягоды.
Стоит помнить, что процесс дыхания потребляет воду внутри плода, и именно поэтому потемнение гребня является одной из самых частых проблем при выкладке продукции в отделах фруктов в супермаркетах. Это дефект, который, с одной стороны, не влияет на органолептические свойства продукта, но с другой — снижает привлекательность для потребителя.
Основная причина потемнения гребня — обезвоживание, непрерывный и необратимый процесс, который начинается, когда гроздь срезают с растения, и заканчивается, когда вся вода внутри испаряется. Однако восприимчивость к обезвоживанию варьируется в зависимости от сорта: у каждого конкретного сорта свой потенциал обезвоживания, то есть процент потери воды, при котором гребень начинает темнеть. Например, у сортов Кримсон сидлис, Ред глоуб и Тимпсон высокий потенциал обезвоживания, а у Отэм крисп, Свит селебрейшн и Свит глоуб — низкий. Это значит, что при одинаковых условиях сорта с низким потенциалом могут показать признаки обезвоживания раньше.
Потенциал обезвоживания зависит от двух факторов: содержания полифенольных соединений в гребне и активности ферментов, способных их расщеплять (полифенолоксидаз). Обезвоживание напрямую связано с ферментативным потемнением, так как вызывает лизис клеток, облегчая контакт между ферментами в цитоплазме и полифенолами в вакуолях.
Кроме того, обезвоживание сильно зависит от температуры, и управление условиями в первые часы после срезки критически важно для сохранения качества. Помимо температуры, на обезвоживание и потемнение гребня влияют механические повреждения и состав газов в камере хранения. Среди этих газов — этилен, концентрация которого может влиять на физиологические процессы в винограде.
Связь между столовым виноградом и этиленом
Этилен — это газообразный растительный гормон, который естественным образом вырабатывается плодами во время созревания. Даже в очень низких концентрациях он может влиять на послеуборочное хранение как климактерических, так и неклимактерических плодов, регулируя такие процессы, как изменение цвета, текстуры, вкуса и запаха.
Часто этилен ускоряет размягчение плодов, ухудшение их качества и сокращает срок хранения. Например, у киви даже концентрация 0,01 ppm этилена может вызвать размягчение мякоти, ограничивая хранение в холодильных камерах.
Этилен можно применять искусственно для ускорения созревания, помогая плодам достичь оптимальной стадии для употребления. С другой стороны, ингибиторы этилена (например, 1-МЦП) позволяют замедлить созревание и продлить срок хранения.
Что касается винограда, его долгое время считали малочувствительным к этилену, но в последние годы начали изучать влияние этого гормона на созревание и послеуборочное хранение. Среди основных процессов, в которые вовлечён этилен, — потемнение гребня и осыпание ягод.
Для контроля потемнения гребня в столовом винограде часто используют сернистый газ (SO₂). В определённых условиях он отбеливает ткани, превращая их из зелёных в бежевые. Хотя обработанный гребень выглядит лучше, чем полностью коричневый, он всё равно менее привлекателен, чем свежий зелёный.
В целом, чтобы предотвратить потемнение, рекомендуется поддерживать высокую влажность на всех этапах обработки, минимизируя потерю воды. Если потери веса не превышают 3% на протяжении всей цепочки, продукт остаётся визуально свежим и привлекательным для потребителя.
Этилен и послеуборочное хранение столового винограда: примеры исследований
Исследование израильских учёных (Volcani Center) на трёх бессемянных сортах (Томпсон сидлис, Мистери и 3003) показало влияние этилена на потемнение гребня и роль 1-МЦП в продлении срока хранения, задерживая появление этих дефектов (рис.1).
Рис. 1 Гребни трёх сортов столового винограда после обработки 1-МЦП или экзогенным этиленом с последующим хранением в холодильной камере.
Исследование Carlomagno et al. (2025) продемонстрировало, что комбинация 1-МЦП и НУК (нафтилуксусной кислоты) может снижать осыпание ягод перед сбором у чувствительных сортов (рис.2).
Рис. 2 Частота осыпания ягод перед сбором урожая для трёх вариантов обработки: контроль (CTRL), обработка экзогенными ауксинами (NAA) и обработка 1-МЦП.
Исследование на сорте Томпсон сидлис показало, эффективность нано-кальция (nano-Ca) по сравнению с традиционными формулами, подчеркнув большее увеличение кальция в зоне опадения плодов и гребне. Кроме того, обработка нано-кальцием подавила выработку этилена в этих областях и в то же время увеличила содержание кальция в пектине в зоне опадения, замедлив его деградацию. Кроме того, она снизила активность ферментов полигалактуроназы (PG) и пектинэстеразы (PE), ограничив потерю веса, процент гнили, содержание малонового диальдегида (MDA) и относительную проводимость. Результаты также показали увеличение силы отрыва ягод (BDF) и более низкий процент опадения. Эти данные свидетельствуют о том, что использование нано-Ca может представлять собой высокоэффективную технологию для уменьшения опадения ягод во время хранения и транспортировки столового винограда, улучшая их качество и срок годности (рис.3).
Рис. 3 Влияние различных обработок на процент осыпания ягод в 2020 и 2021 годах у сорта Tомпсон сидлис.
Китайские исследования на сорте Шайн мускат пролили свет на генетическую роль 1-МЦП и диоксида серы в метаболизме этого сорта. Этот эксперимент также подтверждает участие 1-МЦП в отслоении ягод и побурении гребня. Кроме того, в исследовании было проанализировано влияние этого ингибитора на синтез фенольных кислот, стильбенов и некоторых флавоноидов, а также влияние 1-МЦП на пути биосинтеза этих соединений, включая регуляцию синтеза этилена и абсцизовой кислоты (рис.4).
Рис. 4 Внешний вид грозди (A), уровень осыпания ягод (B), уровень порчи ягод (C), индекс потемнения гребня (D). Буква W обозначает недели после сбора урожая, вертикальные полосы — стандартное отклонение.
Выводы
Изучение роли этилена в хранении столового винограда открывает новые возможности для послеуборочных технологий. Пока SO₂ остаётся основным средством консервации, но такие методы, как 1-МЦП и поглотители этилена, в комбинации с SO₂, могут улучшить сохранность.
Однако ключевыми факторами остаются контроль температуры и влажности на всех этапах, так как именно они определяют успех хранения столового винограда.
by Доменико Абате (Domenico Abate), агроном, специалист по послеуборочным технологиям
