DE69812981T2

DE69812981T2 - Verfahren zur verminderung der verschlechterungsrate verderblicher gartenbauprodukte

Info

Publication number: DE69812981T2
Application number: DE69812981T
Authority: DE
Inventors: Ron P.O. Box 127 Ourimbah WILLS; Ya'acov Leshem
Original assignee: Bar Ilan University; Newcastle Innovation Ltd
Current assignee: Bar Ilan University; Newcastle Innovation Ltd
Priority date: 1997-09-23
Filing date: 1998-09-23
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2018-09-24
Also published as: IL135204A; DE69812981D1; IL135204A0; EP1017285B1; AUPO937097A0; NZ503542A; EP1017285A4; WO1999015022A1; EP1017285A1; US6720017B1; JP2001516598A

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft, ein Verfahren zur Verminderung der Verschlechterungsrate verderblicher Gartenbauprodukte und insbesondere die Verwendung von Stickoxid (NO) in einem derartigen Verfahren. Die Gartenbauprodukte, auf die sich die Erfindung anwenden lässt, sind insbesondere Früchte, Gemüse und/oder Blumen. Das Verfahren ist während der nach der Ernte stattfindenden Handhabung, Lagerung und Vermarktung anwendbar.
Stand der Technik
Frische Gartenbauprodukte, wie Früchte, Gemüse und Blumen, sind in hohem Maße verderblich und altern rasch nach der Ernte. Dies führt dazu, dass erhebliche Mengen der geernteten Produkte an irgendeinem Punkt in der Nacherntekette weggeworfen werden oder zu einem herabgesetzten Preis vermarktet werden müssen. Insgesamt ergibt sich daraus eine Verringerung der Qualität des verfügbaren Nahrungsmittels.
Für die Verschlechterung von Gartenbauprodukten gibt es viele Gründe, ein wichtiger Faktor ist jedoch die Akkumulation von Ethylen in der Atmosphäre um derartige Produkte herum. Es ist wohl bekannt, dass Ethylen die Verschlechterung von Gartenbauprodukten beschleunigt. Dies kann durch Auslösung vorzeitiger Reifung, Beschleunigung des Verlusts von grüner Farbe und/oder der Entwicklung von Vergilbung erfolgen. Es kann auch zu einem Anstieg des Mikrobenwachstums, der Herbeiführung physiologischer Störungen und/oder der Entwicklung von Fehlaromen und unerwünschter Textur führen. Im Fall von Blumen kann auch die Förderung von Blütenblattschäden herbeigeführt werden. Der Nettoeffekt von Ethylen ist somit die Verstärkung von Altern und Fäulnis in nicht klimakterischen Produkten und die Einleitung der Reifung in klimakterischen Produkte.
Ethylen wird von allen Gartenbauprodukten erzeugt. Es kann sich somit in relativ hohen Konzentrationen in den geschlossenen Räumen von Behältern und Lagerkammern nach der Ernte anreichern. Ethylen kann auch aus einem weiten Bereich anderer Quellen stam men, die mit unvollständiger Verbrennung von Kraftstoffen und Brennstoffen zusammenhängen, wie in Motorfahrzeugen, Gabelstablern oder Geräten, die von Verbrennungsmotoren angetrieben werden. Ethylen kann auch aus der Kreuzverunreinigung mit Ethylen stammen, das von einer Ware produziert worden ist und sich um andere Waren herum ansammelt, die in der gleichen Lagerkammer aufbewahrt werden.
Traditionell wurde eine Schwellenwertkonzentration von 0,1 μL/L Ethylen als sichere Grenze von Ethylen angesehen. Neuere Untersuchungen in Australien haben bei einem weiten Bereich von Gartenbauprodukten jedoch gezeigt, dass es keinen sicheren Bereich der Ethyleneinwirkung gibt und Konzentrationen über 0,005 μL/L zu einer schädlichen Reaktion führen. Diese Feststellungen haben den Vorteil betont, der aus Verhinderung der Akkumulation von Ethylen um Produkte herum oder aus der Inhibierung der Wirkung von Ethylen erhalten werden kann, das sich um das Produkt herum ansammelt.
Offenbarung der Erfindung
Es ist gezeigt worden, dass Stickoxid durch wachsende vegetative Pflanzen metabolisiert wird. Es ist auch gefunden worden, dass die Anwendung von Stickoxid in niedrigen Konzentrationen die Ethylenproduktion durch junge, wachsende, vegetative Zellen aus Blattepidermis und Blattzellen verringert und den Umgang wachsender Pflanzen mit Wasserbelastungen unterstützt. Im Unterschied dazu erhöht die Anwendung von Stickoxid in höheren Konzentrationen die Ethylenproduktion und verringert die Fähigkeit wachsender Pflanzen, mit Belastungen umzugehen. Bislang ist die Verwendung von Stickoxid mit ausgereiften Pflanzenorganen, wie Früchten, Gemüsen und Blumen, nicht in Erwägung gezogen worden.
Es ist überraschenderweise gefunden worden, dass Stickoxid verwendet werden kann, um die Lebenszeit verderblicher Gartenbauprodukte, wie Früchte, Gemüse und/oder Blumen, zu verlängern, indem die Verschlechterungsrate dieser Produkte verringert wird. Dies wird durch Stickoxid mittels einer Verringerung der Fäulnisentwicklungsrate, des Verlustes der grünen Farbe und der damit verbundenen Verstärkung der Vergilbung, des Reifens von Früchten und der Entwicklung von Abkühlungsverletzungen erreicht.
Es ist zudem überraschenderweise gefunden worden, dass Stickoxid die Transpiration, das heißt die Wasserverdampfung von Produkten, inhibieren kann. Wasser umfasst 85 bis 95% der Zusammensetzung praktisch aller Gartenbauprodukte, und nach der Ernte verdampft Wasser kontinuierlich aufgrund von Feuchtigkeitsdifferenzen in die Atmosphäre. Es ist wichtig, dass der Wasserverlust minimiert wird, da er eine kritische Rolle beim Aufrechterhalten von Aussehen und Textur der Produkte spielt. Der Verlust von etwa 3% Wasser führt zu sichtbaren Veränderungen der Produktqualität, wie Welken und Verschrumpeln. Der Preis, der für verwelkte und verschrumpelte Produkte gezahlt wird, geht daher deutlich nach unten.
Das Problem des Wasserverlustes ist für alle Produkte wichtig, jedoch besonders schwerwiegend für Produkte wie Blattgemüse und Blumen, die ein hohes, Verhältnis von Oberfläche zu Volumen haben. Unsere Forschungen haben ergeben, dass die Stickoxidbehandlung die Rate inhibiert, mit der Wasser von Produkten während der nachfolgenden Lagerung in Luft verdampft wird.
Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Verminderung der Verschlechterungsrate verderblicher Gartenbauprodukte mit: Behandeln der Gartenbauprodukte nach der Ernte mit Stickoxid in einer Menge und für eine Zeitdauer geliefert, die zur Verminderung der Verschlechterungsrate der Gartenbauprodukte ausreichend ist. Die Behandlung der Gartenbauprodukte kann Begasen der Produkte mit Stickoxid umfassen.
Die verderblichen Gartenbauprodukte sind in der Regel Früchte, Gemüse und/oder Blumen. Idealerweise sollte das Stickoxid innerhalb weniger Stunden nach der Ernte angewendet werden, bevor irgendwelche unerwünschten Änderungen nach der Ernte auf getreten sind.
Geeigneterweise wird der Behälter, der das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandelnde Produkt enthält, mit einem Inertgas wie Stickstoff gespült, bevor die Mischung aus Stick oxid und Inertgas eingebracht wird, da Stickoxid in Gegenwart von Sauerstoff oxidiert wird.
Begasung der Gartenbauprodukte mit Stickoxid ist nur für einen relativ kurzen Zeitraum erforderlich. Zeiträume von 1 bis 24 Stunden mit Stickoxidkonzentrationen von 0,1 bis 200 μL/L haben sich als effektiv erwiesen. Die Anwendung von 5 μL/L Stickoxid für 2 bis 6 Stunden ist eine effektive Behandlungskombination für viele Produkttypen, während bei einigen Produkten eine Einwirkung von 12 bis 24 Stunden akzeptabel ist. Die optimale Begasungsbehandlung, das heißt Stickoxidgaskonzentration und Einwirkungszeit, kann variiert werden, indem die Stickoxidkonzentration erhöht und die Einwirkungszeit verringert wird, oder umgekehrt.
Variation wird auch durch den Produkttyp und die Länge der folgenden Vermarktungsperiode diktiert. Die Obergrenze für die Begasung wird durch die Empfindlichkeit individueller Produkte bestimmt, in einer sauerstofffreien Atmosphäre gehalten zu werden, bevor übermäßiger anaerober Metabolismus zu unerwünschten Wirkungen führt.
Die Begasung mit Stickoxid sollte in einer Atmosphäre erfolgen, die vollständig sauerstofffrei ist, da geringe Mengen Sauerstoff mit Stickoxid reagieren und dadurch inaktiv machen. In der Regel wird Stickoxid. zusammen mit Inertgas verwendet. Stickstoff ist das einige Inertgas, das kommerziell aus Kostengründen von Bedeutung ist. Andere Gase, wie Kohlendioxid und Argon, sind technisch akzeptabel.
Es ist jedoch gefunden worden, dass die Anwesenheit von bis zu 2% Sauerstoff in der Begasungskammeratmosphäre wenig abbauende Wirkung auf Stickoxid hat, falls die Begasungszeit 2 Stunden oder weniger beträgt. Es ist auch möglich, die Anfangskonzentration von Stickoxid zu erhöhen, um einen gewissen Stickoxidverlust während der Begasung zu ermöglichen. Konzentrationen von Stickoxid bis zu 200 μL/L sind erfolgreich verwendet worden.
Nach der Begasung können die Produkte in normaler Luftatmosphäre gehalten werden. Die günstigen Wirkungen der Begasungsbehandlung bleiben erhalten, nachdem das Stickoxid entfernt worden ist. Gartenbauprodukte können zu jeder Zeit nach der Ernte begast werden, die maximale Wirksamkeit wird jedoch erreicht, wenn es bald nach der Ernte erfolgt.
Die Begasungsbehandlung liefert somit einen zusätzlichen Vorteil der Behandlungsfrischer Gartenbauprodukte bald nach der Ernte und nachfolgendes Ermöglichen des Eingangs in die normale Nacherntekette ohne Notwendigkeit irgendwelcher spezieller Lagerungsbedingungen.
Das Stickoxid zur erfindungsgemäßen Verwendung kann kommerziell in einem Zylinder einer Mischung aus Stickoxid und Inertgas erworben werden, oder in einer verschlossenen Kammer erzeugt werden, die die Produkte in einer inerten Atmosphäre enthält. Es gibt viele Verfahren, nach denen Stickoxid chemisch erzeugt werden kann. Ein derartiges Beispiel ist eine chemische Reaktion zwischen einer angesäuerten Lösung von Kaliumnitrit und Kaliumiodid. In diesem Fall werden zwei Lösungen gemischt: Lösung A ist 0,1 M Kaliumiodid + 0,1 M Schwefelsäure; und Lösung B ist 50 μM Kaliumnitrit.
Bester und andere Modi zur Durchführung der Erfindung
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die nicht als deren Umfang einschränkend angesehen werden soll.
Gartenbauprodukte wurden in ein Gefäß gegeben, verschlossen und mit Stickstoff sauerstofffrei gespült. Eine Mischung aus Stickoxid (im Bereich von 0,1 bis 200 μL/L) in sauerstofffreiem Stickstoff wurde dann eingebracht und die Produkte mit dieser Mischung begast. Es gibt keine oberen oder unteren Grenzen für das Verhältnis von Produktgewicht zu Gesamtvolumen der Begasungskammer. Der entscheidende Punkt ist, dass die gewünschte Stickoxidkonzentration während der Begasungszeitdauer aufrechterhalten wird. Eine Begasungszeit von 2 Stunden mit 5 μL/L Stickoxid hat sich für viele Produkttypen als wirksam erwiesen, die optimalen Begasungsbedingungen für individuelle Produkttypen müssen jedoch experimentell ermittelt werden.
Beispiel 1
Verlängerung der Lebensdauer einiger Gartenbauprodukte nach der Ernte, die durch Begasung mit Stickoxid in Stickstoff für 2 Stunden erreicht wird
Die Zeit nach Begasung bei Aufbewahrung in Luft, die jede Produktcharge zur Verschlechterung auf ein Qualitätsniveau benötigte, dass Verbraucher als inakzeptabel ansehen, wird als Lagerungszeit genommen. Für Früchte, die in unreifem Zustand vermarktet werden, wurde die Zeit vor dem Auftreten der Reife als Lagerungszeit genommen. Die Lagerungszeit für jedes Produkt wurde dann mit einer ähnlichen Produktcharge verglichen, die bei der gleichen Temperatur nur in Luft gehalten wurde. Die Änderung der Lagerungsdauer der stickoxidbehandelten Produkte wird als Prozentwert zu derjenigen der unbehandelten Produkte angegeben.
Beispiel 2
Verringerung des Wasserverlustes einiger Gartenbauprodukte, die durch Begasung mit 5 μL/L Stickoxid in Stickstoff für 2 Stunden erreicht wurde
Alle Produkte wurden vor der Begasung gewogen und erneut 24 Stunden nach der Begasung gewogen, wenn sie in Luft gelagert wurden. Der Gewichtsverlust der stickoxidbehandelten Produkte wird als Prozent derjenigen der unbehandelten Produkte bestimmt.
Industrielle Anwendbarkeit
Es sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung weitverbreitet Anwendbarkeit in den Pflanzen-, Frucht- und Blumenindustrien finden wird.

Claims

Verfahren zur Verminderung der Verschlechterungsrate verderblicher Gartenbauprodukte, mit: Behandeln der Gartenbauprodukte nach der Ernte mit Stickoxid in einer Menge und für eine Zeitdauer, die zur Verminderung der Verschlechterungsrate der Gartenbauprodukte ausreichend ist.
Verfahren nach Anspruch 1, mit Bewirken, dass das Stickoxid erzeugt wird, um die Gartenbauprodukte zu behandeln.
Verfahren nach Anspruch 1, mit Bewirken, dass das Stickoxid zum Behandeln der Gartenbauprodukte freigelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Gartenbauprodukte mit dem Stickoxid in einer Atmosphäre behandelt werden, die im wesentlichen bezüglich des Stickoxides inert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Atmosphäre 2% Sauerstoff oder weniger enthält.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Stickoxid in einer Konzentration von zwischen ungefähr 0,1 bis ungefähr 200 μL/L der Atmosphäre vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei, die Behandlung der Gartenbauprodukte ein Begasen der Produkte mit dem Stickoxid aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Gartenbauprodukte mit dem Stickoxid in einer Atmosphäre begast werden, welche im wesentlichen bezüglich des Stickoxides inert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Stickoxid in einer Konzentration von zwischen ungefähr 0,1 bis ungefähr. 200 μL/L der Atmosphäre vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Stickoxid in einem Gemisch aus Stickoxid und Inertgas vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Stickoxid in einer Konzentration von zwischen ungefähr 0,1 bis ungefähr 200 μL/L des Gemisches vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Stickoxid in einer Konzentration von zwischen ungefähr 0,1 bis ungefähr 200 μL/L Inertgas vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Gartenbauprodukte für eine Zeitdauer zwischen ungefähr 2 bis ungefähr 6 Stunden mit einer Konzentration von Stickoxid von ungefähr 5 μL/L Inertgas begast werden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Gartenbauprodukte für eine Zeitdauer zwischen ungefähr 1 bis ungefähr 24 Stunden begast werden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Inertgas zwischen Stickstoff, Kohlendioxid und Argon ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Gartenbauprodukte vor dem Begasen mit dem Stickoxid mit einem Inertgas gereinigt werden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Inertgas zwischen Stickstoff, Kohlendioxid und Argon ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Gartenbauprodukte Früchte, Gemüse und/oder Blumen aufweisen.
Verfahren zur Verminderung der Verschlechterungsrate verderblicher Gartenbauprodukte, mit: Durchführen der Behandlung der Gartenbauprodukte nach der Ernte mit Stickoxid in einer Menge und mit einer Zeitdauer, die ausreicht, um die Verschlechterungsrate der Gartenbauprodukte zu vermindern.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Gartenbauprodukte in einer Atmosphäre behandelt werden, die im wesentlichen bezüglich des Stickoxides inert ist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Gartenbauprodukte Früchte, Gemüse und/oder Blumen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Gartenbauprodukte Blumen aufweisen.
Gartenbauprodukte, die einem Verfahren wie in Anspruch 1 definiert unterzogen worden sind.
Gartenbauprodukte, die einem Verfahren wie im Anspruch 19 definiert unterzogen worden sind.