Вивчення способів ефективного зберігання рослинницької продукції ґрунтуються на досконалому знанні трьох однаково важливих складових:
1) об’єкта зберігання (хімічного складу, фізіології), його фізичних властивостей, а також фізичних та фізіологічних властивостей їх сукупності (зернових мас), особливостей взаємодії з довкіллям;
2) факторів, які впливають на процеси, що відбуваються в продукції під час зберігання чи переробки;
3) наукових принципів, які покладено в основу зберігання продукції.
Принципи зберігання рослинницької продукції, як живих організмів, встановлені на основі глибокого вивчення фізіологічних, біохімічних, мікробіологічних процесів, що відбуваються в ній за певних умов і режимів. Ці 4 принципи:
– біоз,
– анабіоз,
– ценоанабіоз і
– абіоз
вперше класифікував Я. Я. Нікітінський, який в їх основу поклав стан головного компонента, тобто часткове чи повне гальмування біологічних процесів в об’єкті зберігання.
Відомо, що рівень життєдіяльності живого організму зумовлюється певними параметрами середовища:
1) температурою,
2) відносною вологістю,
3) газовим складом повітря.
Якщо ці параметри відповідають фізіологічним потребам організму, то забезпечується властивий для нього рівень життєдіяльності — біоз (від грец. βίος – життя)
Наприклад, у стані еубіозу (різновид біозу) (вд грец. έυ – гарний) зберігаються на майданчиках плоди і овочі, призначені для консервування, картопля для отримання крохмалю незадовго до надходження в цех переробки.
Якщо продукція призначається для тривалого зберігання без фізіологічних розладів, то забезпечують чітко визначені умови зберігання для кожного об’єкта. Так зернові маси підвищеної вологості зберігають у стані гемібіозу (від грец. ήμι – напів) із зниженням до певних меж температури та вмісту кисню в атмосфері середовища.
Тривалість зберігання у такому стані залежить від вмісту запасних поживних речовин, а також спадкових властивостей виду, сорту об’єкта зберігання. Якщо в процесі тривалого зберігання змінюється хімічний склад продукції, то незадовго перед використанням її вводять у режим повного біозу (еубіозу) для відновлення характерних для неї властивостей.
Якщо рослинна продукція не може зберігатись без втрат у стані біозу, то вдаються до зупинення або різкого гальмування біологічних процесів у ній (основного компонента, мікрофлори тощо), тобто досягають стану її анабіозу (від грец. άναβίωσις – повернення до життя). Слід зазначити, що у цьому стані за сприятливих умов може відновлюватись діяльність мікрофлори і комах у закладеній на зберігання продукції.
Залежно від способу введення об’єктів зберігання у стан анабіозу (зміною температури, вологості, осмотичного тиску, опроміненням тощо) розрізняють термо-, ксеро-, осмо-, ацидо- та ценоанабіоз.
Стану термоанабіозу досягають зниженням температури та заморожуванням
продукції, використовуючи властивості окремих складових організму (білків,ферментних систем) реагувати на зниження температури. Видами термоанабіозу є психро- та кріоанабіоз. До стану психроанабіозу (від грец. ψυχρός – холодний) доводять продукцію зниженням температури до 0 ºС, за якої клітинний сік з розчиненими у ньому речовинами не замерзає. Кріоанабіоз (від грец. κύος – холод, мороз) передбачає замерзання об’єктів зберігання.
У стані психроанабіозу продукцію при температурі -1…-3 ºС. За цих умов різко гальмується життєдіяльність об’єктів зберігання та мікрофлори. При підвищенні температури мікрофлора (насамперед плісняві гриби) починає швидко розмножуватись спочатку на ослаблених об’єктах, поступово поширюючись на решту продукції.
Певні види продукції зберігають у стані кріоанабіозу, тобто замороженими при мінус 3 ºС і нижче. При цьому знищуються живі структури об’єкта зберігання та основних груп мікрофлори. При підтриманні режиму температури після заморожування на рівні мінус 15…-1 6 ºС таку продукцію можна зберігати протягом тривалого часу. Цей метод у поєднанні з правильно проведеною дефростацією забезпечує збереження не лише харчової, а і біологічної цінності продуктів.
Значну кількість об’єктів зберігання (сухе зерно) доводять до нежиттєдіяльного стану інтенсивним звільненням від вільної вологи (ксероанабіоз) (від грец. ξηρός –сухий). Лише за наявності вільної вологи, яка хімічно не зв’язана з речовинами об’єкта зберігання, можливе активне дихання живих організмів (зерна). Кількість зв’язаної води залежить від вмісту в продукції колоїдних речовин (білків, крохмалю та ін.), які зв’язують воду. Оптимальна вологість зернових становить, %:
– зернових – 1 4,5,
– насіння олійних культур – 6…7.
За такої вологості створюється несприятливе середовище для розвитку мікрофлори та більшості комах. Тому в стані ксероанабіозу продукція може зберігатися тривалий час, не втрачаючи своїх технологічних і посівних якостей. Цей принцип лежить в основі всіх способів сушіння — повітряно-сонячного, теплового, вакуумного, інфрачервоним опроміненням тощо. Слід зазначити, що при зволоженні можливі активізація мікроорганізмів і псування сушеної продукції.
Існує також спосіб доведення живих організмів до стану анабіозу відкачуванням кисню із середовища зберігання і насиченням середовища інертними чи анестезуючими речовинами. Цей принцип зберігання — наркоанабіоз — застосовують для тривалого зберігання зернових мас. За певної концентрації хлороформу чи солей пропіонової кислоти гине мікрофлора, гальмується інтенсивність дихання зерна. Аналогічний принцип діє також при введенні в зернові маси вуглекислого газу підвищеної концентрації та при зберіганні продукції в умовах регульованого газового середовища (РГС). При цьому місткості для зберігання продукції повинні герметично закриватися.
До стану абіозу об’єкти зберігання доводять за відсутності в них живих організмів та вегетативних форм мікрофлори, використовуються при цьому такі способи: термостерилізації, пастеризації, хімічного консервування, стерилізації (механічна, асептична, променева).
Хемібіозу (хімічному консервуванню, хімічній стерилізації) піддають продукцію, яка підлягатиме обробці хімічною речовиною. Перед вживанням продукції хімічні речовини, застосовувані для стерилізації, розкладаються або видаляються (із зерна).
Такою хімічною речовиною є, зокрема, сульфітна кислота (сірчаний ангідрид), стерилізуюча дія якої виявляється при концентрації її в продукті 0,2…0,3 %. Обробка продукції сірчаним ангідридом чи сульфітною кислотою називається сульфітацією. Тимчасового стерилізуючого ефекту можна досягти обробкою зернових мас солями пропіонової кислоти.
Хімічна стерилізація досить поширена при дезинфекції сховищ для знищення комах і гризунів (отруйні принади), а також для знищення комах при зберіганні зерна та його продуктів, боротьби з хворобами рослин (протруювання зерна фунгіцидами тощо).
Останнім часом для доведення продукції до стану абіозу застосовують променеву стерилізацію. При цьому проводять ультрафіолетове, інфрачервоне, рентгенівське та γ-опромінення. Стерилізуючий ефект від α- та β-опромінення при зберіганні зерна нетривалий. Цей спосіб абіозу нині вдосконалюється.