Резюме
Голубика, продаваемая на свежем рынке, может быть очень ценным товаром. К сожалению, сбор высококачественных плодов становится сложной задачей из-за трудностей, связанных с высокими затратами и снижением доступности бригад для ручной уборки. Многие производители перешли на использование машинных комбайнов для сбора голубики на свежем рынке, поскольку они снижают затраты на уборку и трудозатраты, но при этом качество может ухудшиться из-за механических воздействий, приводящих к ушибам, размягчению и снижению качества плодов. Новые модифицированные машинные комбайны могут улучшить качество плодов, но должны быть правильно применены. Независимо от того, собирает ли производитель голубику машинным или ручным способом, для достижения максимального качества и безопасности продуктов питания необходимо учитывать различные факторы до и после сбора урожая. В данной публикации представлена информация о различных методах, которые могут повысить эффективность сбора урожая и качество плодов при машинной уборке голубики для свежего рынка.
Введение
Уборка специальных культур для свежего рынка становится все более сложной задачей из-за растущих затрат на рабочую силу и низкой доступности работников. В случае голубики плоды, предназначенные для свежего рынка, традиционно собирались вручную. Однако проблемы с трудовыми ресурсами привели к тому, что многие производители перешли на машинный сбор части или всей голубики, поступающей на свежий рынок. Голубика - нежный фрукт, и удары, наносимые при машинной уборке, могут привести к образованию внутренних повреждений, что ведет к снижению качества плодов и сокращению срока их хранения (рис. 1). Существуют новые механические комбайны, позволяющие снизить частоту возникновения внутренних повреждений, что приводит к улучшению качества свежих плодов по сравнению с комбайнами, созданными 20-30 лет назад. Модификации этих комбайнов включают воздушную систему отсоединения плодов, исключающую контакт плодов со штангой, а также улавливающие пластины и внутренние поверхности, изготовленные из более мягких материалов, которые снижают ударную силу, возникающую при контакте падающих плодов с поверхностями комбайна. Для достижения максимальной эффективности уборки и качества плодов необходимо правильно эксплуатировать эти модифицированные комбайны. Кроме того, для достижения максимального качества и безопасности продуктов питания при машинном и ручном сборе необходимо учитывать и другие факторы до и после сбора урожая.
Обустройство поля
Успех любой сельскохозяйственной операции зависит от правильного обустройства поля. Для сценариев машинного сбора важными моментами являются выбор сорта, посадка и дизайн поля, а также внедрение систем обрезки и обучения, совместимых с машинным сбором.
Рисунок 1. Ягода без внутреннего повреждения (слева) и ягода с 17% внутренним повреждением (справа), на что указывает потемневший клиновидный участок.
Сорт
Выбор сорта очень важен для успешного выращивания голубики. Голубика, предназначенная для свежего рынка, должна обладать превосходным послеуборочным качеством, то есть сохранять упругость, не гнить и не сморщиваться вскоре после сбора урожая. Кроме того, выбранные сорта должны обладать хорошими размерами, текстурой и вкусовыми качествами, а также архитектурой растений, пригодной для машинной уборки. Кроме того, в условиях машинной уборки необходимо обеспечить синергию между сортом и управлением для эффективного сбора урожая при максимальном сохранении качества плодов. Упругость и хранимость плодов считаются важными характеристиками, особенно при машинном сборе (Ballington 1990; Olmstead and Finn 2014).
Однако исследования показали, что для многих сортов не существует сильной корреляции между упругостью плодов и внутренним ушибом (Moggia et al. 2017; Wei Yang, неопубликованные данные). Например, у одиннадцати сортов голубики северной (73% тестируемых сортов) и трех сортов голубики кроличьей (27% тестируемых сортов), подвергнутых испытаниям на падение для имитации машинной уборки, коэффициенты корреляции не превышали 0,50 (рис. 2). То есть частота появления синяков была связана с упругостью плодов менее чем в 50% случаев.
Недостатком измерений упругости является то, что они измеряют упругость только в одной точке вдоль экваториальной оси плода и могут просто не заметить размягченную, ушибленную ткань, которая может развиться в стороне от точки измерения. Для оценки пригодности сортов к механизированной уборке плодов лучшим показателем качества может быть устойчивость к внутреннему ушибу, чем упругость плодов. Сорта, устойчивые к внутреннему ушибу, характеризуются медленным развитие внутреннего ушиба. Кроме того, северные сорта голубики, которые лучше приспособлены к жарким летним температурам, являются более пригодны как для машинной, так и для ручной уборки. Температура горячего воздуха во время сбора урожая может ускорить образование синяков и размягчение мякоти, что снижает упругость, качество и продолжительность жизни плодов после уборки. Например, у плодов голубики сорта 'Draper' упругость плодов снизилась на 16% при повышении внутренней температуры плодов с 66°F до 77°F (рис. 3) (Wei Yang, неопубликованные данные). Оценку упругости плодов можно проводить в домашних условиях, чтобы чтобы увидеть, как различные сорта реагируют на различные культурные приемы и условия сбора урожая.
Дополнительным признаком сортов, определяющим пригодность к механизированной уборке являются неплотные плодовые гроздья с плодами, которые легко и чисто отделяются. Свободные грозди особенно важны для повышения эффективности уборки. Ягоды должны отделяться без мокрого рубца или прилипшей плодоножки, Хотя упаковочные линии могут быть оборудованы устройствами для удаления плодоножек. Концентрированное созревание также может быть выгодным, если оно сохраняет качество плодов внутри грозди и сокращает количество проходов машины. Сорта также различаются по по устойчивости к хранению и потере влаги. Идеальный сорт с точки зрения хранения является тот, который характеризуется очень низким уровнем потери влаги и дольше сохраняет качество. Хотя эта характеристика важна независимо от способа сбора урожая, она особенно важна для плодов, собранных механическим способом, которые подвергаются большему перемешиванию.
Правильная архитектура растений также важна для эффективного сбора урожая. которая позволяет минимизировать потери грунта и повреждения растений (рис. 4). Высота и ширина растений должны быть такими, чтобы комбайн мог проехать над растением, не повредив его. Узкая крона позволит захватным пластинам, используемым на многих комбайнах для уборки в междурядье, плотно прилегать к кусту, сводя к минимуму зазоры, через которые могут выпасть плоды (рис. 5). (Rohrbach and Mainland 1988). Предпочтительны вертикальные побеги, а не низко свисающие или поникающие, так как они лучше помещаются в бороздчатые комбайны. Однако побег с высокой нагрузкой урожаем будет естественно, наклонятся. Поэтому обрезка и формирование шпалеры должны проводиться так, чтобы обеспечить пространственную манипуляцию с кроной растений для машинной уборки без ущерба для урожайности. Для изменения архитектуры куста можно использовать ростовые трубки, которые способствуют формированию более вертикальной формы за счет уменьшения сухой массы кроны и корней
при одновременном увеличении соотношения сухой массы надземной и подземной части (Tarara et al. 2014; Strik et al. 2014). Некоторые садоводы используют коробки из-под молока или сока вместо ростовых труб.
Рисунок 2. Внутренняя гематома слабо коррелирует с упругостью одиннадцати сортов северного кустарника (левый график) и трех сортов кроличьего глаза (правый график). В обоих случаях коэффициент корреляции Пирсона составляет менее 0,50. Эти данные показывают, что упругость не обязательно связана с частотой появления внутренних ушибов. Некоторые плоды могут быть твердыми, но на самом деле имеют внутренние гематомы и впоследствии размягчаются при хранении. Неопубликованные данные предоставлены Вэй Яном.
Рисунок 3. Влияние температуры внутри плода на упругость плодов сорта 'Draper'. Ягоды сбрасывались на поликарбонатную поверхность с высоты двух футов или не сбрасывались (контроль), когда внутренняя температура составляла 68°F или 77°F. (контроль). Более высокая температура приводила к большему размягчению, которое измерялось по снижению упругости. Обратите внимание, что значения упругости плодов с одинаковыми строчными буквами не различаются статистически (α=0,05). Неопубликованные данные предоставлены Wei Yang.
Рисунок 4. Потери от падения плодов на почву в результате плохого прилегания кустов голубики к улавливающим пластинам комбайна. Фото Лизы ДеВеттер.
Посадка/дизайн поля
Поля, предназначенные для машинной уборки, должны быть спроектированы с учетом с учетом возможностей комбайна. Столбы, которые могут быть использованы для шпалеры, должны быть такой высоты, чтобы машина могла проехать по ним или обойти их вокруг. Столбы, используемые для орошения, химизации или охлаждения также должны быть достаточно низкими, чтобы их не повредил комбайн. На концах полей также должно быть достаточное расстояние, чтобы машина могла разворачиваться и перемещаться при необходимости. Разрывы между рядами размещаются через каждые 300-400 футов, чтобы свести к минимуму ходьбу до весовой станции. Разрывы между рядами менее важны для полей, подлежащих машинной уборке и их необходимость зависит от грузоподъемности комбайна. Аллеи, засеянные многолетними травами или другими покровными культурами, что позволяет уменьшить уплотнение почвы и быстрее просохнуть после дождя. Это снижает вероятность пагубного воздействия на здоровье почвы и риск застревания комбайна после сильного дождя.
Рисунок 5. Узкие кроны (верхнее фото) позволяют использовать улавливающие пластины которые устанавливаются на многие комбайны для сбора урожая в ряд (нижнее фото). Это позволяет минимизировать зазоры, через которые могут выпасть плоды, и уменьшить потери земли. На нижней фотографии показано идеальное уплотнение вокруг концевых стоек и небольшие растения с узкой кроной. Фотографии Лизы ДеВеттер (верхнее фото) и Фуми Такеда (нижнее фото).
Приподнятые грядки оптимизируют прилегание улавливающих пластин к растению, а также играют важную роль в снижении потерь грунта. Потеря грунта происходит, когда отделившиеся ягоды не захватываются улавливающей поверхностью и падают на землю. Чтобы избежать потерь на почве, садоводам следует создавать поля и поддерживать ширину приподнятых грядок не более ширины нижнего входа комбайна. комбайна. Стандартные размеры приподнятой грядки составляют 12-18 дюймов. Высота и ширина 4 фута на уровне земли, между рядами на расстоянии 10-11 футов друг от друга для размещения сельскохозяйственной техники, включая комбайны. Создание прямых рядов важно для удобства работы с комбайнами, не имеющими возможности автоматического управления.
Шпалерная обрезка рекомендуется для машинной уборки свежих и переработанных плодов. Причем наибольшие преимущества имеют сорта, у которых отсутствует вертикальные побеги. Было доказано, что шпалерная обрезка повышает эффективность ручного и машинного сбора урожая, снижая потери почвы (Strik and Buller 2000). Стандартная шпалерная система состоит из металлических или деревянных торцевых стоек, регулируемых поперечин и двух высокопрочных оцинкованных тросов 12-го калибра. Стандартное расстояние между столбами составляет 20 футов друг от друга, и необходимо поддерживать сильное натяжение для поддержания для поддержания нагрузки на урожай. Поперечные перекладины необходимо поднимать по мере созревания и роста растений. Большинство шпалерных систем устанавливаются через один-два года после посадки растений.
Обрезка и формирование
Сбалансированная обрезка важна независимо от того, для какого рынка она предназначена. Правильная обрезка обеспечивает стабильный урожай высококачественных плодов и должна проводиться с учетом особенностей роста сортов и целей производства. При машинном сборе урожая следует также учитывать возраст и жизнеспособность растений и при необходимости корректировать их. Обрезка должна создавать открытую центральную часть, обеспечивающую максимальное проникновение света под полог и эффективность сбора урожая. Старайтесь, чтобы плодоносящие побеги были ориентированы на внешнюю сторону куста, чтобы обеспечить легкий доступ к ним комбайна. Плоды, расположенные внутри куста, могут быть недоступны или падать через щели между улавливающими пластинами.
Выступающие за пределы шпалеры или слишком широкие ветви могут не поместиться в горловину комбайна. Слишком широкие ветви также подвержены риску срыва плодов при других работах на поле, таких как опрыскивание и работа другой техники. Кроме того, могут возникнуть ссадины или повреждения растений, что создает условия для проникновения болезней и снижает эффективность сбора урожая (рис. 6). Обрезка должна проводиться для поддержания хорошей высоты сбора, которая частично зависит от сорта.
Для дальнейшей оптимизации обрезки и подготовки к машинной уборке необходимо поддерживать узкую крону и удалять низкий прирост ниже подборочных щитков, чтобы обеспечить хорошее прилегание подборочных щитков к основанию растения (рис. 5). В идеале такую обрезку следует проводить с момента посадки, но можно и на устоявшемся поле, переходящем к машинной уборке, выборочно удаляя побеги с течением времени. Шпалерная обрезка должна быть направлена на то, чтобы расположить побеги и ветви в вертикальном положении, чтобы они лучше помещались в машину.
Степень шпалерной обрезки зависит от сорта, возраста растений и их жизнеспособности.
Рисунок 6. Потертости и поломки ветвей и тростника могут возникнуть, если архитектура растения Если архитектура растений не совместима с машинными комбайнами, то могут возникнуть ссадины и поломки ветвей и тростей. Фото Лизы ДеВеттер.
Уборка урожая
Подготовка поля и агротехника
Подготовка поля к машинной уборке свежей товарной голубики начинается с правильной борьбы с вредителями и болезнями, включая птиц, в течение критических периодов. Грибковые инфекции или грибковые инфекции или кормовая деятельность могут привести к образованию мягких плодов или проколов. Это Это может привести к вытеканию фруктового сока на чистые ягоды, что может усугубить послеуборочную гниль. Важно помнить, что ручной сборщик может быть более избирательным и избегать в то время как машина собирает каждый плод. Поэтому особенно важно бороться с вредителями и болезнями при машинном сборе. Опрыскивание перед сбором урожая может для уничтожения спор грибов и насекомых. и насекомых. Как всегда, необходимо уделять внимание интервалы между уборками.
Необходимо также бороться с сорняками, поскольку они конкурируют с культурой за питательные вещества и воду. Некоторые виды сорняков или их сильное некоторые виды сорняков или сильное их зарастание могут мешать работе комбайна и препятствовать плотно прилегать к растениям голубики. что приводит к потере почвы. Кроме того, сорняки в рядах могут Кроме того, сорняки в рядах могут выделять семена, которые могут загрязнить собранные плоды, если они если они не будут подхвачены и не удалены воздуходувками перед заполнением контейнеров для сбора урожая контейнеров.
Сроки
Определение сроков сбора урожая - это тонкий баланс, который зависит от конъюнктуры рынка, наличия рабочей силы, трудовых контрактов и зрелости урожая. К счастью, машинный сбор требует меньшего количества рабочих, поэтому его легче координировать, что является одним из основных преимуществ перехода от ручного сбора к машинному. Однако возможны ситуации, когда сочетание ручного и машинного сбора урожая может оказаться более выгодным. Например, первый, или "ведущий", сбор, предполагающий ручной сбор первых крупных синих плодов, может позволить производителю раньше выйти на рынок и обеспечить финансовую выгоду. После первого сбора производитель может дать урожаю развиться дальше до начала машинной уборки. Как правило, первая машинная уборка, оптимизирующая качество плодов и сводящая к минимуму преждевременный сбор зеленых плодов, может быть проведена, когда 50-60% урожая будут синими.
Уборка после этой стадии может привести к образованию мягких, перезрелых плодов, которые легко повреждаются и плохо хранятся. Кроме того, перезрелые плоды могут легче падать с куста, способствуя потере почвы. Машинный комбайн должен быть отрегулирован таким образом, чтобы свести к минимуму долю зеленых плодов в сборе, чтобы эти плоды можно было собрать позже, после созревания. Для некоторых сортов может потребоваться две-три уборки для удаления большей части товарных плодов. Следует также учитывать время суток для сбора урожая. Температура должна быть прохладной, чтобы обеспечить максимальную упругость плодов и избежать послеуборочных потерь качества. Многие производители прекращают сбор урожая при температуре выше 70°F, поскольку размягчение плодов вызывает большую озабоченность при температуре выше этого порога. Для сбора урожая может подойти вечернее или ночное время, когда температура уже остыла, а также раннее утро, если на плодах нет росы. Следует избегать сбора урожая при наличии влаги на плодах, так как это может снизить их качество. Таким образом, после дождя плоды не следует собирать до тех пор, пока они не высохнут. Интервал между сборами является еще одним средством управления качеством плодов. На Тихоокеанском северо-западе обычно достаточно 7-14 дней (рис. 7) (Cai et al. 2021).Уборка с более коротким интервалом может привести к увеличению количества убранных зеленых плодов и расходов, связанных с уборкой, без существенного повышения упругости. Уборка с более длительными интервалами может привести к увеличению мягкости плодов и снижению их качества и срока хранения. Следует учитывать особенности сорта и окружающей среды, так как некоторые сорта могут быстрее размягчаться при более высоких температурах по сравнению с другими.
Рисунок 7. Сбор урожая северной высокорослой голубики сорта 'Liberty', собранного вручную или с помощью модифицированного комбайна с мягкой поверхностью захвата. Второй сбор урожая проводился через 3, 10 или 14 дней после первого сбора и соответствовал 3-, 10- и 14-дневному интервалу между сборами. Результат был меньше в плодах, собранных машинным способом, при трехдневном интервале из-за высокой доли незрелых, зеленых плодов.
Наилучший результат был получен при втором сборе через 10-14 дней после первого. Прописными буквами обозначены значимые различия в интервале сбора урожая, а строчными буквами - существенные различия, связанные с типом комбайна (например, ручной). (т.е. ручная и машинная уборка) (α=0,05).
Работа комбайна
Как работа комбайна, так и технология уборки имеют большое значение для получения качественной голубики. Очень важно иметь обученного оператора и бригаду, чтобы максимально эффективно использовать технологию. Машина должна располагаться по центру ряда. Некоторые комбайны оснащены функцией автоматического управления, которая позволяет центрировать машину на основании каждого растения. Кроме того, высота комбайна должна быть установлена таким образом. чтобы свести к минимуму потери плодов при их падению на почву и повреждения растений. Если машина установлена слишком низко, пластины подборщика могут скрести землю и загрязнять убранный урожай. При слишком высокой высоте улавливающие пластины не смогут хорошо прилегать к растению и потери плодов увеличатся. Машина, работающая по центру растений и как можно ниже уменьшает потери плодов.
Настройки машины должны соответствовать сорту, зрелости и условиям окружающей среды. К настройкам, которые необходимо отрегулировать включают частоту и амплитуду вращения встряхивателя, скорость движения и зазор между роторами. Вес встряхивателей также может быть отрегулирован. Встряхивающие головки должны быть настроены таким образом, чтобы удалять большую часть, если не все спелые плоды при каждом проходе, но при этом минимизировать количество недозрелых плодов. Это может потребовать нескольких первоначальных настроек и изменений в течение сезона. Это может потребовать нескольких первоначальных настроек и изменений в течение сезона. Кроме того, скорость вращения вентилятора очистки и обороты конвейерной ленты следует регулировать в зависимости от условий и объема плодов. но на комбайнах с верхней загрузкой работа вентилятора на высоких оборотах может привести к повреждению плодов.
Некоторые комбайны могут быть оснащены технологией, специально разработанной для улучшения качества уборки для рынка свежих плодов. Комбайны с подвесными мягкими поверхностями вместо традиционных твердых поверхностей могут уменьшить удар плодов и внутренние повреждения от ушибов, получаемые во время уборки. Например, корпорация Oxbo предлагает комплект Soft Surface Kit, который устанавливается на несколько моделей комбайнов для уборки с междурядьем и включает в себя формованные пластины с подвесными мягкими поверхностями и дополнительные подвесные мягкие поверхности под подбирающими головками (рис. 8). Исследования, проведенные на сегодняшний день, показали, что эти мягкие поверхности для улавливания в комбайнах для уборки в ряд снижают частоту внутренних ушибов плодов по сравнению с не модифицированными комбайнами для уборки в ряд (DeVetter et al. 2019; Peterson et al. 1997; Sargent et al. 2020; Takeda et al. 2017). Несмотря на то, что мягкие поверхности могут увеличить объем собранного урожая по сравнению с не модифицированными комбайнами, плоды все равно быстрее размягчаются при хранении по сравнению с ручным сбором.
Новые комбайны и машины для помощи при сборе урожая, представленные несколькими производителями (например, Kokan 500S Air Kokan 500S Air Berry Harvester компании BSK в Сербии и Harvy 500 компании FineField в Нидерландах), которые призваны уменьшить внутренние ушибы плодов и заменить или дополнить ручной сбор ягод. Исследования этих новых технологий сбора урожая и конструкций улавливателей ограничены и поэтому в данной публикации не рассматриваются.
Контейнеры для сбора урожая
Голубику обычно собирают в плошки или лотки. Предпочтение отдается неглубоким плоским контейнерам, так как они уменьшают сдавливание плодов. Глубокие контейнеры, используемые для ягод, предназначенных для переработки, не рекомендуется использовать для свежих плодов, поскольку они могут быть заполнены слишком полно (более чем на 15 сантиметров), что может привести к размягчению плодов в нижней части из-за сжатия. Общее правило заключается в том, чтобы не заполнять лотки плодами более 7,7 кг (при размерах 40 на 60 сантиметров).
После заполнения контейнеров необходимо позаботиться об их правильной укладке. В процессе замены и укладки заполненных контейнеров следует избегать резких падений и перекатывания ягод при визуальном осмотре. При сборе урожая в светлое время суток следует использовать навес, чтобы затенять не только работников, но и пустые и заполненные контейнеры. Навес обеспечивает тень и предотвращает нагрев от воздействия солнечных лучей. Температура в лотках, находящихся на полном солнечном свету, может быстро достичь 75°С, что может "сварить" собранные ягоды и привести к снижению их качества и срока хранения. Настоятельно рекомендуется затенять собранную голубику в лотках на поле.
Послеуборочные процедуры на поле
После того как ягоды собраны, необходимо успеть поместить их в холодильные камеры, чтобы запустить и поддерживать цепочку охлаждения. Как уже говорилось выше, если урожай собирается в светлое время суток, то для снижения накопления тепла за счет солнечной радиации следует держать его в тени или накрытым. Снизить накопление тепла помогут теневые навесы, пустые лотки, установленные поверх полных лотков, или даже светоотражающие покрытия. Не допускайте длительного хранения фруктов в поле, особенно под прямыми солнечными лучами. Для повышения качества и долговечности плодов следует использовать рефрижераторы или холодильные камеры для быстрого охлаждения плодов после сбора урожая.
Рисунок 8. Конструкция комбайнов меняется таким образом, чтобы уменьшить силу удара, которая может привести к образованию ушибов, для улучшения упаковки и качества свежих фруктов. Эта машина Oxbo (левое фото) оснащена комплектом мягких поверхностей (правое фото), который включает в себя формованные улавливающие пластины с подвесными мягкими поверхностями и дополнительные подвесные мягкие поверхности над горизонтальной конвейерной лентой с обеих сторон машины, что улучшает выгрузку и снижает образование ушибов по сравнению с не модифицированными комбайнами без мягких поверхностей над жесткими конвейерными лентами. Фотографии Лизы ДеВеттер.
Упаковочные мощности
Холодильное оборудование и быстрое охлаждение воздухом
Правильное проектирование и использование упаковочного оборудования также может улучшить качество плодов. Первым шагом является охлаждение плодов для удаления тепла с поля. Сбор плодов ночью или рано утром (при условии отсутствия росы) позволяет сохранить более благоприятную температуру ягод, но охлаждение с помощью холодильных установок или принудительного воздушного охлаждения может быть очень полезным преимуществом. Принудительное охлаждение воздуха быстро снижает внутреннюю температуру ягод и должно проводиться в сочетании с правильной послеуборочными практиками в поле, например, избегание уборки урожая при высоких температурах и не оставлять плоды в поле слишком долго.
Технологии сортировки
Технологии сортировки были во многом усовершенствованы. Сортировщики могут определять мягкость и цветовые дефекты, например, зеленые и красные плоды. Однако в настоящее время не существует ни одного коммерческого сортировщика, который мог бы выявлять внутренние повреждения. Мягкость и ушиб не являются эквивалентными. Хотя оптические неразрушающие методы для оценки ушибов существуют для лабораторного использования (Li et al. 2019), еще не разработана технология сортировки голубики по внутренним повреждениям для коммерческих линий упаковки голубики. Таким образом, мягкий сортировщик не может сортировать плоды по наличию повреждений от ушибов. Отчасти это связано с тем, что образование синяков может занять некоторое время и может быть не обнаружен по изменению упругости на момент упаковки. Кроме того, даже если в результате ушиба плоды становятся мягкими на момент во время сортировки, эта мягкость, как правило, локализована и может остаться незамеченной если она не находится в контакте с контактной пластиной (пластинами) сортировщика мягких фруктов.
Несмотря на недостатки сортировщиков, они по-прежнему являются мощным инструментом на упаковочном предприятии. Хорошие операторы и конструкция упаковочной линии позволяют оптимально функционировать. Количество людей сортировщиков должно быть тщательно продумано и обсуждено с производителем. Наличие нескольких сортировщиков увеличивает первоначальные затраты, но в результате может привести к более высокому качеству упаковки. В последнее время появились более совершенные сортировочные линии, исключающие необходимость в ручной сортировке, хотя они и стоят дороже. Хорошая конструкция упаковочной линии должна минимизировать падение плодов (в идеале - менее или равное 15 сантиметров) и перекатывание. Подкладки и пенопласты могут быть использованы для для уменьшения ударов в местах падения, но при этом их необходимо тщательно продумать. Мягкие подкладки и пенопласты могут образовывать биопленки, которые трудно очистить, что может повысить риск микробного загрязнения, создавая угрозу безопасности пищевых продуктов. Кроме того, некоторые сертификаторы разрешают использовать на линиях только определенные типы материалов, поэтому важно проверить, нет ли ограничений по материалам для конкретных упаковочных линий.
Автоматизированные самосвалы и плоские системы транспортировки
Одним из наиболее важных мест на упаковочной линии является бункер. Плоды должны аккуратно перекладываться из плоскостей в бункеры или на ленточный конвейер. По возможности плоды следует аккуратно перекатывать в бункеры или на конвейерную ленту, чтобы минимизировать вероятность падения, которое может привести к ушибам. Бункеры не должны быть переполнены, это может привести к сжатию и повреждению ягод. Автоматизированные самосвалы и плоские конвейерные системы могут помогают уменьшить склонность человека к переполнению бункеров и обеспечивают последовательную и бережную передачу плодов непосредственно на упаковочные линии. Таким образом, необходимость в бункере отпадает.
Установление стандартов качества
Для плодов, собранных машинным способом, необходимо скорректировать ожидания от конечной упаковки. Несмотря на технический прогресс, машинные комбайны все еще не обладают избирательностью и мягкостью, эквивалентными хорошо обученной ручной бригаде. В зависимости от сорта примерно 30-80% плодов, собранных машиной с мягкой системой захвата, не имеют видимых внутренних повреждений от ушибов, в то время как более 85% плодов, собранных вручную, не имеют внутренних ушибов (рис. 1) (Sargent et al. 2021).
В результате упаковочные линии могут быть более агрессивными в отношении удаления плодов, не соответствующих стандартам качества по цвету и упругости. Хотя предприятия, занимающиеся выращиванием и сортировкой голубики, могут не захотеть этого делать из-за проблем с потерей прибыли, но важно также учитывать экономию средств, которую можно получить, если меньше использовать ручной труд при сборе урожая, а больше - механизированные системы.
Безопасность пищевых продуктов
Контейнеры для сбора урожая и лотки
Физические и гигиенические условия контейнеров для сбора урожая чрезвычайно важны для сохранения микробиологического качества и продления срока хранения собранных плодов. Сельхозпроизводителям следует выбирать легко моющиеся контейнеры для сбора урожая. Перед каждым использованием контейнеры необходимо осматривать, а те, которые имеют физические повреждения, использовать не следует. Если одноразовые вкладыши не используются, то шляпки и наконечники, применяемые для машинной уборки, следует мыть и дезинфицировать после каждого использования. На большинстве упаковочных заводов для чистки плоских поверхностей и наконечников используются автоматические моечные машины. Очищенные и продезинфицированные контейнеры необходимо тщательно высушить перед повторным использованием. Коммерческие чистящие и дезинфицирующие средства имеют различную эффективность. Сельхозпроизводителям рекомендуется выбирать те из них, которые более эффективно удаляют почву и вредные микроорганизмы из уборочной тары.
Контейнеры не должны находиться на земле в любой момент во время уборки урожая. В межсезонье контейнеры должны храниться в помещении не на полу, в сухой и чистой среде. Кроме того, контейнеры должны использоваться только для сбора урожая не должны использоваться для хранения химикатов или сбора мусора.
Машинные комбайны
Машины для уборки урожая могут быть источником физического, химического и микробиологического загрязнения. Поэтому оборудование должно содержать в хорошем состоянии и проводить необходимое техническое обслуживание до начала сезона. Регулярная очистка и санитарная обработка имеет большое значение; после каждого использования оборудование должно быть надлежащим образом очищено и продезинфицировано и полностью просушено до начала сбора урожая.
Качество плодов
Ручные сборщики должны собирать только плоды хорошего качества, а сортировщики на линии механического комбайна должны отбраковывать некачественные плоды. Плоды с физическими повреждениями или видимыми признаками загрязнения (например, плесенью, птичьим пометом), должны быть отбракованы. Плоды, упавшие на землю, следует выбрасывать.
Гигиена сотрудников
Полевые туалеты и станции для мытья рук должны быть доступны для сотрудников. Все сотрудники должны мыть руки перед началом работы, после посещения туалета, перед обеденным перерывом и после него, а также после контакта с загрязненными участками или поверхностями (например, после прикосновения к лицу, после еды или курения, после прикосновения к любым поверхностям, которые не подвергаются регулярной санитарной обработке).
Хранение
Обеспечение "холодной цепи" за счет адекватных условий послеуборочного хранения, которые уменьшают гниение, образование синяков, физиологического распада и обезвоживания, способствует сохранению качества плодов. Температура в холодильных камерах должна поддерживаться на уровне 0 до 2°С при высокой относительной влажности воздуха (более 95%). Контролируемая или модифицированная атмосфера также может быть хорошим вариантом с содержанием от 10 до 12% CO2 и от 1 до 3% O2. Эти параметры могут могут потребовать дополнительной корректировки в зависимости от сорта. Распад может быть снижен за счет использования упаковочных мешков, использования ультрафиолета, обработки озоном или фумигации SO2, но эти методы все еще находятся в стадии разработки и исследования.
Оценка внутренних повреждений
Повреждение плодов с внутренним синяком (IBD) вызывается различными внешними воздействиями на поверхность плода, что приводит к повреждению клеточной мембраны и утечке воды и других клеточных компонентов. Первоначально единственным видимым признаком повреждения от удара является локальная потеря упругости в зоне поражения и пропитанная водой ткань. Поврежденные мембраны не могут удерживать клеточные компоненты в закрытом состоянии, что позволяет окислительным ферментам вступать в реакцию с фенольными соединениями, в результате чего поврежденные ткани темнеют. В плодах, собранных машинным способом, это повреждение начинает развиваться сразу после удара. В течение нескольких часов пропитанная водой область, обычно имеющая клиновидную форму, темнеет и становится видимой.
Исследователи и некоторые упаковщики оценивают IBD путем визуальной оценки количества обесцвеченных, часто клиновидных участков мякоти под кожурой в процентах от площади среза (рис. 1). Учитывая, что голубика может подвергаться ударам в разных частях плода, повреждения от ударов, возникающие в районе экватора или конца чашечки, будут выглядеть совершенно по-разному при срезе через экватор плода. Если удар пришелся на плечо плода, то при срезе через экватор для визуализации синяка будет видна круговая зона потемневшей ткани. В противоположность этому, при ударе по экватору или вблизи него при срезе через экватор обнаруживается более или менее клиновидная зона потемнения. При ударе по плодоножке или чашечке срез плода по экватору не может быть использован для визуализации повреждений, если только повреждение от удара не распространилось на середину плода и не стала видна только верхняя часть повреждения от удара.
По этим причинам метод разрезания плода по экватору для визуализации IBD недооценивает степень полного ударного повреждения. Несмотря на недостатки этого метода визуализации и оценки IBD, он по-прежнему широко используется исследователями и некоторыми упаковщиками. Этот метод используется на протяжении последних 30 лет и является относительно простым, требующим лишь бритвенного лезвия и разделочной доски. Исследователи обычно определяют IBD путем визуальной оценки четырех наборов из 50 случайно отобранных плодов, при этом каждый набор из 50 ягод располагается на разделочной доске с 50 предварительно сделанными углублениями (рис. 9).
Рисунок 9. Повреждения от внутреннего ушиба можно оценить визуально, оценив четыре набора ягод (по 50 ягод в каждом наборе), уложенных на плоский поднос или разделочную доску с 50 предварительно сделанными неглубокими углублениями. Ягоды нарезаются по экватору (перпендикулярно оси плодоножки/чашечки), укладываются на доску и оценивают степень синяков на всех ягодах (нижнее фото). Фото Wei Yang.
Как проводить оценку IBD
Предлагаемый метод нарезки образцов ягод заключается в том, чтобы разрезать ягоды перпендикулярно оси плодоножки и чашечки на доске, затем визуализации плодов на предмет наличия повреждений от ушибов.
1. Острой бритвой сделайте чистые надрезы вдоль экваториальной оси, чтобы выявить две половинки плода, разрезанные по экватору. Углубления на подносе помогают удерживать две половинки ягод вместе.
2. Визуально оцените каждую ягоду, чтобы определить процент IBD от площади поверхности среза каждой ягоды. IBD можно быстро оценить как отсутствие гематом или 1-5% МБД. Однако для точной оценки IBD в 5-10% 10-20% и более 20% потребуется больше времени даже для подготовленных экспертов.
3. Записать процентное содержание IBD для каждой из 50 ягод и зафиксировать количество ягод, не имеющих IBD.
4. Повторить процесс для трех других наборов по 50 ягод.
5. Наконец, вычислить средний процент IBD и процент ягод без IBD. Упакованные плоды, превышающие IBD 20-25%, не должны подвергаться охлаждению.