Ēdamie pārklājumi ogām – perspektīvs un videi draudzīgs uzglabāšanas risinājums 0
Karina Juhņeviča-Radenkova, Inese Drudze, Dārzkopības institūts, Pāvels Semjonovs, Latvijas Universtitāte
Pamatojoties uz Pārtikas un lauksaimniecības organizācijas (Food and Agriculture Organisation/FAO) statistikas datiem, pasaulē pēdējo piecdesmit gadu laikā ir novērota ogu ražošanas apjoma palielināšanās. Globālais zemeņu tirgus ir būtiski palielinājies no 754 517 tonnām 1961. gadā līdz 9,2 milj. tonnām 2017. gadā. Savukārt avenēm pieaugums bija no 134 115 tonnām 1961. gadā līdz 812 735 tonnām 2017. gadā.
Naudas izteiksmē pasaules zemeņu un aveņu tirgus vērtība 2016. gadā tika vērtēta attiecīgi 37 un 8,5 miljardi USD. Pamatojoties uz žurnālā Agro Tops (2018. gada jūlija numura) pieejamajiem datiem, tiek prognozēts, ka zemeņu patēriņš turpinās pieaugt un 2025. gadā to apjoms varētu sasniegt 11,5 miljonus tonnu. Līdzīga ražošanas apjoma palielināšanās tendence tiek prognozēta arī avenēm.
Analizējot datus par ogu ražošanas apjomiem Latvijas tirgū, redzams, ka tas nav stabils. Aveņu kopapjoms 2000. gadā bija 83 tonnas, bet 2018. gadā – 219 tonnas. Tomēr jāatzīmē, ka zemeņu ražošanas apjoms laika posmā no 2000. līdz 2018. gadam ir samazinājies no 4566 tonnām līdz 1257 tonnām.
Raža ir, bet kā to saglabāt?
Gan zemenes, gan arī avenes pie mums ir sezonāls produkts ar salīdzinoši īsu uzglabāšanas laiku (5–7 dienas), tāpēc svaigu ogu pieejamība tirgū ir īslaicīga. Ogu uzglabāšanas ilgums atkarīgs no uzglabāšanas temperatūras, gaisa relatīvā mitruma, elpošanas ātruma, epidermas slāņa biezuma un šķirņu izturības pret mikroorganismiem. Ogu vākšanas laikā tām var rasties mehāniskie bojājumi, kas izraisa fizioloģiskas reakcijas uz stresu. Ja ir stress, tad ogās norit procesi, kas būtiski ietekmē to kvalitāti, paātrinot to bojāšanos uzglabāšanas laikā.
Pēc FAO datiem, ES augļu/ogu un dārzeņu zudumu kopapjoms bojājumu dēļ to glabāšanas laikā sasniedz 45% no kopējās ražas. Tā ir gandrīz puse no iespējamās produkcijas! Vidēji ik gadu 88 miljoni tonnu pārtikas produktu tiek izmesti atkritumos, radot aptuveni 4,4 gigatonnas siltumnīcefekta gāzu (SEG) izdalīšanos (CO2 gāzu izdalīšana/izmešu daudzums), kas ietekmē klimata pārmaiņas. Pastāv daudz teorētisku iespēju, kā to varētu samazināt. Viena no tām ir izmantot jaunus ogu apstrādes un glabāšanas tehnoloģiskos risinājumus, kas ļautu ilgstoši saglabāt ogu kvalitāti, reducēt masas zudumus un būtiski pagarināt to uzglabāšanas laiku svaigā veidā. Šādiem risinājumiem reizē būtu jābūt gan videi draudzīgiem, gan arī ekonomiski pamatotiem – izdevīgiem ražotājam.
Augļu un ogu ilgtermiņa uzglabāšanas metodes
Šajā jomā pasaulē notiek daudzi pētījumi. Pieejas ir diezgan dažādas.Ir idejas ar glabāšanas vides modificēšanu, optimālo gāzu režīmu meklējumiem. Tiek pētīti arī varianti ar dažādu veidu iepakojumiem, aizsargpārklājumiem – gan sintētiskiem ar dažādām selektīvām gāzu caurlaidības īpašībām, gan bionoārdāmiem pārklājumiem, gan pat apēdamiem kopā ar pašu ogu. Nereti tiek kombinēti vairāku tipu ogu uzglabāšanas tehnoloģiskie risinājumi.
Tāpat kā ābolieViens no faktoriem, kas ietekmē zemeņu ražošanas apjoma samazināšanos, ir saistīts ar salīdzinoši īsu ogu uzglabāšanas laiku un uzglabāšanas tehnoloģijas nepiemērotību.m, arī ogām glabāšanas rezultātus var būtiski uzlabot, izmantojot tādas modernas glabāšanas tehnoloģijas kā ULO – zema skābekļa daudzuma atmosfērā, DCA – dinamiski kontrolētas atmosfēras apstākļos, tomēr secināts, ka tās var negatīvi ietekmēt ogu garšu un smaržu.
Kā alternatīvu ULO un DCA tehnoloģijām var izmantot ogu apstarošanu ar ultravioleto starojumu (UV–C) un/vai apstrādi ar ozonu. Tas var samazināt mikrobioloģiskos bojājumus, paildzināt kvalitatīvu glabāšanos, samazināt masas zudumus, bet var pastiprināt fizioloģiskos bojājumus, izmainīt dabisko garšu un aromātus. Par šo apstrāžu ietekmi un efektivitāti šobrīd ir iegūti pretrunīgi rezultāti, un arī to praktiskā izmantošana ir samērā ierobežota.
Jāuzsver, ka šādu tehnoloģiju (ULO, DCA, UV–C un ozona apstrāde) izmantošana prasa ievērojamus ieguldījumus, tādējādi tiek būtiski sadārdzināts gala produkts vai arī šo tehnoloģiju izmantošana nelielām saimniecībām neatmaksājas. Vēl viens tehnoloģiju trūkums ir neelastīga realizācija. Ogas pēc izņemšanas no glabātavām (ULO, DCA) jārealizē uzreiz, kas ne vienmēr ir iespējams.
No praktiskā viedokļa, lai realizētu ogas pēc izņemšanas no glabātavām, ir nepieciešams arī primārais iepakojums (maisiņi, kārbas, kastes), kas spētu nodrošināt ne tikai labu ogu saglabājamību, bet vienlaikus būtu videi un cilvēkam draudzīgs un ērti lietojams.
Zinātnieki joprojām aktīvi meklē risinājumus, piedāvājot dažādus iepakojuma materiālus/veidus ar uzlabotām īpašībām. Pašlaik aktīvais iepakojums ir viens no iepakojuma veidiem, kas strauji iekaro pasaules tirgu. Aktīvais iepakojums ietver dažādu veidu savācējus, izdalītājus (emitētājus) un adapterus, ar kuru palīdzību var savākt/izdalīt nepieciešamo gāzi (O2, CO2, etilēnu) vai ierosināt vēlamās ķīmiskās vai bioloģiskās izmaiņas iepakojumā (samazināt elpošanu, mitrumu utt.), tādējādi nodrošinot pārtikas produktu ilgāku uzglabāšanas laiku.
Aktīvais iepakojums.
Jaunas tendences augļu un ogu iepakojumam
Augļu un ogu uzglabāšanai var izmantot arī dažādu veidu plēves. Kā biežāk izmantojamās var minēt 2–biaksiāli orientētās polipropilēna plēves (BOPP) vai 4–biaksiāli orientētās polipropilēna perforētās plēves (MP). Izmantojot minētās plēves, zemeņu uzglabāšanas laiku var pagarināt līdz pat četrām nedēļām. Diemžēl gan BOPP, gan MP plēves nav bioloģiski noārdāmas un nav kompostējamas. To ražošanai ir nepieciešami lieli ieguldījumi, turklāt plēvēm konstatēta vēl cita samērā būtiska nepilnība – saskare ar karsto materiālu var izraisīt apdegumus.
Pēdējo piecu gadu laikā populāra kļuvusi plēve no dabiska polimēra hitozāna. Tā tiek iegūta no jūras vēžveidīgo pārstrādes blakusproduktiem, nav toksiska, ir droša lietošanai pārtikas ražošanas/iepakošanas sektorā. Lai gan hitozānam ir īss biodegradēšanās laiks, diemžēl tā ražošanā ir nepieciešams izmantot stiprās skābes un sārmus. Savukārt tas negatīvi ietekmē apkārtējo vidi.
Ogas var iepakot ne tikai plēvēs vai kastītēs, bet veidot arī aktīvus aizsargpārklājumus uz pašu ogu virsmas. Pārklājumi var būt kā dabiskas izcelsmes, tā arī sintētiskie. Dažādos pētījumos tiek minēts, ka labāku augļu/ogu kvalitātes saglabāšanu un uzglabāšanas ilguma pagarināšanu var panākt, apstrādājot tās ar bionoārdāmu polimēra pārklājumu.
Sadarbības projekta mērķis un sasniedzamie rezultāti
Kopš 2019. gada oktobra Latvijas Universitātes Bioloģijas institūta un Dārzkopības institūta pētnieki sadarbībā ar citiem partneriem uzsāka īstenot projektu Bionoārdāmo polimēru iegūšana no atjaunojamiem resursiem augļu aizsargplēvju un iepakojuma materiālu izstrādei.
Projekta mērķis ir izstrādāt jaunus materiālus ogu (aveņu un zemeņu) apstrādei, kas ļautu ilgāk saglabāt to kvalitāti un pagarināt uzglabāšanas laiku. Jaunais materiāls būs bioloģiski noārdāms un videi draudzīgs polimēra pārklājums (ēdamā plēve, apvalks). Tas tiks dabiski iegūts mikroorganismu fermentācijas ceļā. Ēdamais apvalks būs plāns slānis, kas aptvers visu ogas virsmu.
Ja pētījumā izstrādātā tehnoloģija pierādīs savu efektivitāti, būs iespējams attīstīt komerciāli ražojamu bionoārdāmu pārklājumu (plēvju) un iepakošanas materiālu ražošanu, izmantojot bakteriālos polimērus.
Projekta ietvaros tiks veikti biotehnoloģiskie pētījumi, kuros tiks mēģināts izveidot ēdamos pārklājumus no lauksamniecības un pārstrādes rūpniecības blakusproduktiem, piemēram, piena sūkalas, augu atlieku biomasas hidrolizāti, melases utt.
Piemēram, piena pārstrādes procesā radušās sūkalas tiek uzskatītas par problemātisku blakusproduktu, jo to utilizēšana uzņēmumam rada papildu izmaksas. Sūkalās esošās vielas var būt barības avots mikroorganismiem, kas dzīvības procesā izdala biocelulozi, bet to savukārt var izmantot tālāk augļu/ogu ēdamajiem pārklājumiem.
Ja pēc projekta īstenošanas pētījumā gūtie rezultāti tiks izmantoti un šādi pārklājumi ieviesti praksē,
būs pieejami jauni risinājumi lauksaimniecības un pārstrādes rūpniecības blakusproduktu izmantošanai, attiecīgi tiks risināta arī ražošanas uzņēmumu blakusproduktu utilizācijas problēma.
Piemēram, ja netālu no piena pārstrādes uzņēmuma tiks izveidota šādu biopolimēru pārklājumu un iepakojumu ražotne, būs iespējams paaugstināt piena produktu ražotāja rentabilitāti, veicinot tā konkurētspēju. Projektā iegūtās zināšanas veidos nepieciešamo pamatu jaunu iepakošanas materiālu radīšanai un ieviešanai ražošanā, lai virzītos uz efektīvu resursu izmantošanu un aprites ekonomikas principu ievērošanu.
No šādu bionoārdāmu pārklājumu izveides un ieviešanas ražošanā potenciāli nozīmīgāko labumu gūtu saimniecības, kurās audzē augļus un mīkstās ogas (zemenes, avenes), jo būs iespējams ražu saglabāt ilgāk. Paredzams, ka ar ēdamo pārklājumu apstrādātu ogu uzglabāšanas laiku varētu pagarināt vismaz divreiz. Vienlaikus šāds pārklājums ļaus samazināt ogu masas zudumus uzglabāšanas laikā. Augļu/ogu ražotājs varēs samazināt zaudējumus, kas šobrīd rodas no laikā nerealizētas produkcijas bojāšanās. Šādi tiktu iegūtas arī papildu realizācijas iespējas, jo, nezaudējot kvalitāti, būs iespējams transportēt svaigo produkciju lielākos attālumos.
Tas savukārt augļu un ogu ražotājiem ļaus kāpināt apgrozījumu un uzlabot rentabilitātes rādītājus, tādējādi veicinot Latvijas ogu ražotāju konkurētspēju.
No ekonomiskā un praktiskā viedokļa biopolimēru izmantošanas tehnoloģiju ieviešana no ogu ražotājiem neprasa lielus finanšu un materiālu ieguldījumus. Augļu un ogu apstrādei būs nepieciešams neliels daudzums biopolimēra preparāta.
Uzsāktajā projektā zinātnieki novērtēs dažādus bionoārdāmo pārklājumu veidus un izvēlēsies efektīvākos no tiem.
Kaut arī šajā pētījumā nav plānots to darīt, bet ēdamam pārklājumam ir vēl viena būtiska priekšrocība, ko var izmantot produktu uzturvērtības paaugstināšanai vai garšas, krāsas un kādu citu īpašību uzlabošanai. Sagatavojot pārklājuma preparātu, tā sastāvā ir iespējams iekļaut citus nozīmīgus komponentus, lai dažādotu tā iedarbību. Piemēram, ēdamajam biopolimēram var pievienot dažādus vitamīnus, antioksidantus, mikroelementus utt.
Latvijas Universitātes Bioloģijas institūta un Dārzkopības institūta zinātnieki, veicot pētījumus, centīsies atbildēt uz būtiskiem jautājumiem, lai radītu drošas ogu apstrādes tehnoloģijas ar ēdamajiem pārklājumiem no dabiskas izcelsmes materiāliem.
Plašāk izmantoto ēdamo pārklājumu raksturojums
Ēdamie pārklājumi nav pilnībā inovatīvs produkts, pasaulē līdz šim tiek izmantoti analogi risinājumi augļu un ogu apstrādē, lai pagarinātu to uzglabāšanas laiku. Pazīstamākais pārklājums ir šellaka karnaubvasks un šellaka kandelila vasks. Tie ir atzīti par pārtikā drošiem un tradicionāli tiek samērā plaši izmantoti dažādu pārtikas produktu apstrādei, ieskaitot svaigus ābolus un bumbierus. Karnaubvasku (E 903) iegūst no Brazīlijas palmu lapām, savukārt šellaka (E 904) sveķus producē vairāki Kerriidae ģimenes kukaiņu tārpi (Metatachardia, Kerria, Laccifer, Tachardiella, Austrotachardiella, Afrotachardina, Tachardina), kas parazitē tropu un subtropu kokus Indijā un Dienvidaustrumāzijā.
Lai arī šīs vielas tiek ražotas no dabiskām un atjaunojamām izejvielām, to pieejamība tirgū ir ierobežota. Ir jāmeklē citi alternatīvi un lētāki risinājumi bionoārdāmo iepakojumu ražošanai. Tas arī tiek darīts. Tomēr jāatzīmē, ka ēdamo apvalku/pārklājumu iepakojumi no citiem izejmateriāliem ir jauni un pagaidām vēl maz pazīstami gan produktu ražotājiem, gan pircējiem. Tie gan kļūst arvien populārāki visā pasaulē. Pieejamie statistikas dati rāda, ka pašlaik dažādi ēdamie apvalki/pārklājumi kā viens no videi draudzīga un perspektīva iepakojuma veidiem tiek izmantoti galvenokārt dažādu pārtikas produktu glabāšanā, arī sagrieztu produktu glabāšanā.
Ar šādiem iepakojumu veidiem var samazināt produktu mitruma zudumus, pagarināt to uzglabāšanas laiku. Līdera loma šajā ziņā šobrīd pieder Japānai, kur pārtikas produktus visplašāk apstrādā ar ēdamo pārklājumu pullulānu.
Pullulānu, pateicoties ūdeni atgrūdošām īpašībām, lieliskai mehāniskai un termiskai (250–280 °C) izturībai un spējai veidot plānu elastīgu apvalka slāni, var uzskatīt par izcilu alternatīvu esošajiem sintētiskajiem polimēriem – plastmasas produktiem. Diemžēl pašlaik pullulāna ražošanas izmaksas ir relatīvi augstas, ja salīdzina ar plastmasas polimēriem, tāpēc aktīvi ir jāmeklē jauni un lēti avoti, kas spētu nodrošināt efektīvu un rentablu pullulāna ražošanu. Ir arī citi līdzīga tipa dabiskas izcelsmes ēdami pārklājumi, piemēram, ksantāns, dektrāns un kurdlāns. Tie visi ir mikrobiālas izcelsmes. Tos iegūst fermentācijas ceļā, izmantojot vairāku sugu baktērijas. Šādi apvalki ir oficiāli atzīti par drošiem produktiem. Pašlaik tos izmanto ne tikai farmācijā, bet arī pārtikas produktu ražošanā.
Pētījumi turpinās, tie ir daudzsološi
Šajā jomā tiek veikti daudzi pētījumi, un rezultāti ir daudzsološi. Piemēram, kādā no pētījumiem norādīts, ka ksantāna pārklājums pozitīvi ietekmēja svaigi griezto ābolu un bumbieru kvalitāti, pagarināja to uzglabāšanas laiku. Ksantāna pārklājums spēja samazināt brūno pigmentu veidošanos svaigi grieztos bumbieros. Tomēr trūkst informācijas, vai minētie pārklājumi spēj nodrošināt līdzīgu pozitīvu efektu arī tādām kultūrām kā zemenes un avenes.
Pētījumos par ogu uzglabāšanu tiek pārbaudīti arī ēdamie augu izcelsmes materiāli. Piemēram, zemeņu apstrāde ar cieti, kas tiek ražota no tropu auga maniokas (Manihot esculenta) saknēm, pagarināja ogu uzglabāšanas laiku par 33% jeb līdz 12 dienām. Zemeņu cietība uzglabāšanas laikā faktiski nemainījās. Cietes pārklājums ļāva samazināt masas zudumus, palēnināt ogu elpošanas procesu un samazināt ūdens iztvaikošanu.
Lai gan ēdamo pārklājumu izmantošana pārtikas produktu iepakošanā ir ļoti perspektīva, pirms to droši varēs ieviest reālā ražošanā, ir vēl daudz neskaidrību un pārbaudāmu lietu.
Padziļināti studējot pasaules pieredzi šajā jomā, var konstatēt, ka, neraugoties uz ievērojamām priekšrocībām, ko sniedz ēdamo apvalku izmantošana, to plaša komerciāla lietošana pārtikas jomā joprojām ir niecīga. Tādēļ ir būtiski pētīt un salīdzināt dažādu mikroorganismu sintezētus polimērus (biocelulozi, dekstrānus, fruktānus u. c.).
Galvenā problēma ir saistīta ar pētījumu un informācijas trūkumu par bionoārdāmo polimēru īpašībām, to spēju uzturēt augu/ogu kvalitāti uzglabāšanas laikā. Ēdamā pārklājuma efektivitāti spēj ietekmēt augļu/ogu gatavības pakāpe, šūnu fizioloģiskais stāvoklis un paša bionoārdāmā materiāla fizikālās īpašības, dažādas mijiedarbības ar produktu utt. Apstrādātām ogām, izmantojot ēdamos pārklājumus, uzglabāšana modificētās atmosfēras apstākļos var izraisīt ar augstu CO2 un zemu O2 koncentrāciju saistītos bojājumus.
Ēdamo pārklājumu barjerīpašības būtiski ietekmē gāzu apmaiņu starp ārējo un iekšējo atmosfēru, tādējādi ietekmējot elpošanas gāzu (CO2 un O2) apmaiņu. Tas var izraisīt pastiprinātu anaerobo elpošanu, radot vairākas nevēlamas reakcijas, piemēram, acetaldehīda un etanola izdalīšanos. Tādējādi ogām var pazust dabiskais un izveidoties nevēlams aromāts un garša.
Lai pārbaudītu iespējas pagarināt ogu uzglabāšanas laiku, nemainot to kvalitāti, ir nepieciešami padziļināti un daudzpusīgi pētījumi, kas apvieno speciālistus no pārtikas produktu ražošanas, mikrobioloģijas un biopolimēru materiālu jomām.
Vairāk lasiet žurnālā Agro Tops
