Потери овощей и фруктов после сбора урожая происходят на всех этапах цепочки создания стоимости от производства в поле до еды, помещенной на тарелку для потребления. Послеуборочные действия включают сбор урожая , обработку, хранение , переработку , упаковку , транспортировку и маркетинг . [1]
Потери садоводческой продукции являются серьезной проблемой в послеуборочной цепочке. Они могут быть вызваны широким спектром факторов, начиная от условий выращивания и заканчивая обработкой на уровне розничной торговли. Потери не только являются явной тратой продовольствия, но и представляют собой аналогичную трату человеческих усилий, сельскохозяйственных ресурсов, средств к существованию, инвестиций и дефицитных ресурсов, таких как вода. [2] Однако послеуборочные потери садоводческой продукции трудно измерить. В некоторых случаях все, что собрал фермер, может быть продано потребителям. В других случаях потери или отходы могут быть значительными. Иногда потери могут составлять 100%, например, когда происходит обвал цен, и фермеру будет дороже собрать и продать продукцию, чем вспахать ее обратно в землю. Таким образом, использование средних показателей потерь часто вводит в заблуждение. Могут быть потери в качестве, измеряемые как полученной ценой и пищевой ценностью, так и количеством. [3]
Существует множество факторов, влияющих на потери после сбора урожая, от почвы, в которой выращивается урожай, до обработки продукции, когда она попадает в магазин. Методы производства до сбора урожая могут серьезно повлиять на доход после сбора урожая. Растениям требуется постоянное снабжение водой для фотосинтеза и транспирации . Повреждения могут быть вызваны слишком большим количеством осадков или орошения , что может привести к гниению; слишком малым количеством воды; и нерегулярным водоснабжением, что может, например, привести к трещинам роста. Недостаток питания растений может повлиять на качество свежих продуктов, вызывая задержку роста или обесцвечивание листьев, ненормальное созревание и ряд других факторов. Слишком много удобрений может нанести вред развитию и послеуборочному состоянию продукции. Хорошее земледелие важно для сокращения потерь. Сорняки конкурируют с культурами за питательные вещества и влажность почвы. Гниющие растительные остатки на поле также являются основным фактором потерь. [4] [5] [6]
Фрукты и овощи являются живыми частями растения и содержат от 65 до 95 процентов воды. Когда запасы пищи и воды истощаются, продукт умирает и разлагается. Все, что увеличивает скорость, с которой запасы пищи и воды продукта используются, увеличивает вероятность потерь. Увеличение нормальных физиологических изменений может быть вызвано высокой температурой, низкой влажностью воздуха и физическими травмами. [7] Такие травмы часто возникают из-за неосторожного обращения, вызывая внутренние синяки, растрескивание и разрывы кожи, тем самым быстро увеличивая потерю воды. [8]
Дыхание — это непрерывный процесс в растении, который нельзя остановить без ущерба для растущего растения или собранного урожая. Он использует запасенный крахмал или сахар и останавливается, когда их запасы истощаются, что приводит к старению. Дыхание зависит от хорошего притока воздуха. Когда приток воздуха ограничен, вместо дыхания может происходить брожение . Плохая вентиляция продукции также приводит к накоплению углекислого газа . Когда концентрация углекислого газа увеличивается, это быстро испортит продукцию. [8]
Свежие продукты продолжают терять воду после сбора урожая. Потеря воды приводит к усыханию и потере веса. Скорость потери воды варьируется в зависимости от продукта. Листовые овощи быстро теряют воду, потому что у них тонкая кожица со множеством пор. Картофель , с другой стороны, имеет толстую кожуру с небольшим количеством пор. Но каким бы ни был продукт, для продления срока годности или хранения скорость потери воды должна быть минимальной. Наиболее значимым фактором является соотношение площади поверхности фрукта или овоща к его объему. Чем больше соотношение, тем быстрее будет потеря воды. Скорость потери связана с разницей между давлением водяного пара внутри продукта и в воздухе. Поэтому продукты должны храниться во влажной атмосфере. [8]
Заболевания, вызванные грибками и бактериями, приводят к потерям, но вирусные заболевания, распространенные при выращивании сельскохозяйственных культур, не являются серьезной проблемой после сбора урожая. Глубокое проникновение гнили делает зараженную продукцию непригодной для использования. Это часто является результатом заражения продукции на поле перед сбором урожая. Потеря качества происходит, когда болезнь поражает только поверхность. Пятна на кожице могут снизить цену продажи, но не делают фрукт или овощ несъедобным. Грибковые и бактериальные заболевания распространяются микроскопическими спорами , которые распространяются в воздухе и почве, а также через гниющий растительный материал. Заражение после сбора урожая может произойти в любое время. Обычно это является результатом травм при сборе урожая или обращении с ним. [8]
Созревание происходит, когда плод созревает. За спелостью следует старение и распад плода. Категория «фрукт» также относится к таким продуктам, как баклажаны, сладкий перец и томаты. Неклимактерические фрукты созревают только будучи прикрепленными к родительскому растению. Их пищевые качества страдают, если их собирать до полного созревания, поскольку содержание сахара и кислоты в них не увеличивается. Примерами являются цитрусовые , виноград и ананас . Ранний сбор урожая часто проводится для экспортных поставок, чтобы минимизировать потери при транспортировке, но следствием этого является то, что страдает вкус. Климактерические фрукты — это те, которые можно собирать, когда они созреют, но до начала созревания. К ним относятся бананы , дыни, папайя и томаты. В коммерческой торговле фруктами скорость созревания контролируется искусственно, что позволяет тщательно планировать транспортировку и распределение. Газ этилен вырабатывается в большинстве растительных тканей и важен для начала процесса созревания. Его можно использовать в коммерческих целях для созревания климактерических фруктов. Однако, природный этилен, вырабатываемый фруктами, может привести к потерям при хранении. Например, этилен разрушает зеленый цвет растений. Листовые овощи будут повреждены, если их хранить вместе с созревающими фруктами. Выработка этилена увеличивается, когда фрукты повреждены или гниют, и это может привести к раннему созреванию климактерических фруктов во время транспортировки. [4] [5] [6]
Фрукты и овощи очень восприимчивы к механическим повреждениям. Это может произойти на любом этапе цепочки сбыта и может быть результатом неправильной практики сбора урожая, такой как использование грязных ножей; неподходящей тары, используемой во время сбора урожая или в процессе сбыта, например, тары, которые легко раздавливаются или имеют расколотую древесину, острые края или плохо сбитые гвозди; переупаковки или недоупаковки тары; и небрежного обращения с тарой. Результирующий ущерб может включать раскалывание фруктов, внутренние синяки, поверхностное поцарапывание и раздавливание мягких продуктов. Таким образом, неправильное обращение может привести к развитию точек проникновения плесени и бактерий , увеличению потери воды и увеличению частоты дыхания. [9] [10]
Продукция может быть повреждена при воздействии экстремальных температур. Уровни устойчивости к низким температурам важны, когда предполагается хранение в прохладном месте. Вся продукция замерзает при температуре от 0 до -2 градусов по Цельсию. Хотя некоторые товары устойчивы к небольшому замораживанию, плохой контроль температуры при хранении может привести к значительным потерям. Некоторые фрукты и овощи также подвержены загрязнению, которое попадает после сбора урожая из-за использования загрязненных полевых ящиков; грязной воды, используемой для мытья продукции перед упаковкой; гниющей, отбракованной продукции, лежащей вокруг упаковочных цехов; и нездоровой продукции, загрязняющей здоровую продукцию в той же упаковке. [8] [10]
Потери, напрямую связанные с транспортировкой, могут быть высокими, особенно в развивающихся странах. Повреждения возникают в результате небрежного обращения с упакованной продукцией во время погрузки и разгрузки; вибрации (тряски) транспортного средства, особенно на плохих дорогах; и плохой укладки , когда упаковки часто вдавливаются в транспортное средство, чтобы максимизировать доход для перевозчиков. Перегрев приводит к гниению и увеличивает скорость потери воды. При транспортировке это может быть результатом использования закрытых транспортных средств без вентиляции; схем штабелирования, которые блокируют движение воздуха; и использования транспортных средств, которые не обеспечивают защиту от солнца. Поломки транспортных средств могут быть существенной причиной потерь в некоторых странах, так как скоропортящиеся продукты могут оставаться на солнце в течение дня или более, пока проводится ремонт. [10]
На этапе розничной торговли потери могут быть значительными, особенно в бедных странах. Низкокачественные рынки часто не обеспечивают достаточной защиты продукции от непогоды, что приводит к быстрой порче продукции. Сортировка продукции для отделения продаваемой от непродаваемой может привести к большому проценту отбраковки, а также к большой потере веса из-за обрезки листовых овощей. Поступление свежих поставок на рынок может привести к тому, что некоторые существующие старые запасы будут отбракованы или проданы по очень низким ценам. [10]
Потерь можно избежать, следуя передовым методам, указанным выше. Существует также широкий спектр технологий послеуборочной обработки, которые можно использовать для снижения потерь на протяжении всего процесса до сбора урожая, сбора урожая, охлаждения, временного хранения, транспортировки, обработки и распределения на рынке. Рекомендуемые технологии различаются в зависимости от типа потерь. [10] [11] В последние годы исследователи разработали цифровые средства для мониторинга, оптимизации и внесения изменений в процессы управления, логистики и цепочки поставок после сбора урожая для улучшения качества и сокращения потерь продовольствия. [7] [12] [13] Эта цифровая технология, известная как « цифровой близнец », включает разработку виртуального прототипа свежей продукции с ее естественными характеристиками. Соединяя данные, полученные с помощью датчиков ввода, с уже существующими механистическими моделями, можно определить действующий результат всей партии свежей продукции, включая срок годности, термическое повреждение, микробную порчу, потерю веса и общее качество продукта. Хотя цифровые близнецы все еще находятся на ранних стадиях применения в технологии после сбора урожая, они также помогают определить, когда и где эти изменения происходят во всей цепочке поставок продовольствия. Однако все вмешательства должны соответствовать принципу экономической эффективности. Теоретически должно быть возможно существенно сократить потери, но на практике это может быть непозволительно дорого. Особенно для небольших ферм, для которых существенно сократить потери, трудно позволить себе дорогие и трудоемкие технологии. [3] [14]
Не существует надежных методов оценки потерь свежей продукции после сбора урожая, хотя в последние годы методы для этого совершенствуются. Любая оценка может относиться только к конкретной цепочке создания стоимости в конкретном случае, и даже в этом случае трудно учесть потерю качества или провести различие между неизбежной потерей влаги и потерями из-за плохой обработки после сбора урожая и других факторов, описанных выше. Точные записи потерь на различных этапах цепочки сбыта ведутся редко, особенно в тропических странах, где потери могут быть самыми высокими, что делает надежную оценку потенциальной экономической эффективности вмешательств на различных этапах цепочки практически невозможной. Отсутствие такой информации может привести к неуместным вмешательствам со стороны правительств и доноров. [3]