عوامل تخزين الخضر والفاكهة

إن معظم الثمار الصالحة للتخزين الطويل تنضج خلال التخزين وكلما كانت العمليات الحيوية في الثمار بطيئة نضجت الثمار ببطء وبالتالي خزنت لمدة أطول . وحتى الثمار الناضجة تكون سرعة تحولها نحو الشيخوخة والتدهور مقترنة بشدة العمليات الحيوية فيها. لذلك فإن المهمة الأساسية للتخزين هي تأمين الظروف التي تبطئ من سير العمليات الحيوية في الثمار والخضار مع المحافظة عليها في مستوى يضمن تأخير نضجها وتطورها وبالتالي تأخير شيخوختها دون انخفاض في جودتها ومواصفاتها الاستهلاكية .

لذلك يجب تخفيض شدة النشاط الحيوي بالثمار إلى الحدود التي لا تؤدي إلى ضرر الثمار أو إصابتها بالأمراض الميكروبيولوجية والفيزيولوجية وذلك بحفظها في ظروف تخزينية ملائمة .

يتوقف نجاح التخزين على الشروط الموجودة في غرفة التخزين والتي تسمى عوامل التخزين، والتي يمكن تعريفها بأنها العناصر المناخية القابلة للتنظيم وهي : درجة الحرارة ، الرطوبة النسبية ، التركيب الغازي لهواء المخزن ، التهوية . ويمكن عن طريق التحكم بهذه العوامل تقليل الفقد الذي يحصل في ثمار الفاكهة والخضار المخزنة وبالتالي إطالة فترة تخزينها .

1 - درجة الحرارة

تعتبر درجة الحرارة من أهم العوامل التي تؤثر في حدوث التغيرات الطبيعية أو الظاهرية في المحصول كونها تؤثر بشكل مباشر وكبير في الشدة التنفسية للثمار إضافة لتأثيرها في سرعة تبخر الماء في المنتجات . كما يمكن تنظيمها بشكل سهل وبسيط عن طريق أجهزة التبريد في الغرف المبردة.

إن تنظيم درجة الحرارة في المخزن يعتبر العامل الأساس للتخزين لأن درجة الحرارة هي الأساس الذي تبنى عليه عمليات التخزين كونها أهم مؤثر في التغيرات المختلفة التي تطرأ على المنتجات الطازجة. أما عوامل التخزين الأخرى تكون كعوامل مساعدة لدرجة لأنها بدون الحرارة لا تحافظ على المنتجات ولا تطيل تخزينها .

إن خفض درجة الحرارة يخفض من فعالية الأثرية المسؤولة عن التنفس وبالتالي تنخفض الشدة التنفسية بشكل ملحوظ . وتخفض درجة الحرارة من نمو الأحياء الدقيقة وإمكانية انتشارها بشكل كبير وهذا يؤدي إلى إطالة مدة التخزين.

لقد استطاع Streif عام 1974 إيجاد علاقة خطية بين انخفاض درجة الحرارة ومدة تخزين ثمار التفاح . وقال إن انخفاض درجة الحرارة بمقدار (1) درجة كالفن يؤدي إلى زيادة مدة التخزين بمقدار عشرة أيام، أما Struclec عام 1973 فقد ذكر أن مدة التخزين عند ثمار التفاح يمكن تخفيضها بمقدار ستة أيام بارتفاع درجة حرارة التخزين بمقدار (1) درجة كالفن وذلك في المجال الحراري من (4-20م) .

إن فترة تخزين ثمار التفاح تزداد بشكل منتظم نوعاً ما كلما انخفضت درجة الحرارة حتى ( 2 - 3 م) اما خفضها عن هذا الحد فيكون تأثيرها ذا فعالية محدودة في حين أن شدة العمليات الحيوية وبالتالي مسار النضج عند ثمار الإجاص ينخفض بشكل واضح من درجة الحرارة ( + 5 م ) إلى الصفر . هذه الاختلافات يجب الأخذ بها أثناء التخزين الجدول ( 1 ) .

عند اختيار درجة حرارة التخزين يجب مراعاة عدة نقاط أهمها :

1 - النوع والصنف : تختلف الأنواع بالنسبة لدرجة الحرارة الملائمة للتخزين وكذلك تختلف الأصناف ضمن النوع الواحد ويمكن تقسيم الثمار بالنسبة لدرجة حرارة التخزين إلى ثلاث مجموعات :

جدول ( 1 ) الظروف الاساسية لتخزين الفاكهة والخضار

- الأولى تخزن بشكل جيد على درجة حرارة أقل من الصفر المئوي قليلاً (- 1 حتى 0) مثل البصل والثوم والملفوف .

- الثانية : وتضم القسم الأكبر من الفاكهة والخضار وتخزن بشكل جيد على درجة حرارة قريبة من الصفر المئوي أو أعلى قليلاً منه ( 0 حتى +2).

الثالثة : وتخزن بشكل جيد على درجة حرارة (+2 ، + 10 م ). وتضم البطاطا ، الخيار ، الفليفلة ، الحمضيات وبعض أصناف التفاح والإجاص والبندورة غير الناضجة وغيرها .

- الرابعة : تخزن على درجة حرارة (+10، + 13 م) كالموز والليمون .

2 - درجة نضج الثمار أثناء الجمع : يتوقف اختيار درجة حرارة التخزين على درجة نضج الثمار أثناء الجمع :

آ - إذا جمعت الثمار في درجة النضج الفيزيولوجي تكون درجة حرارة التخزين عند حدها الأدنى المسموح به للنوع والصنف وذلك من أجل تخفيض شدة تطور حالة الثمرة إلى أدنى حد ممكن.

ب - إذا جمعت الثمار وهي غير ناضجة تخزن على درجة حرارة مرتفعة نسبياً لكن ضمن الحدود المسموح بها للنوع والصنف حتى يتسنى لهذه الثمار أن تستمر في عمليات النضج وإذا خزنت بعض الثمار غير الناضجة عند درجة حرارة منخفضة فقد تفقد قدرتها على النضج كالبندورة الخضراء.

3 - الهدف من استخدام المنتجات المخزنة : عند تحديد درجة حرارة التخزين يجب الأخذ بعين الاعتبار الهدف من استعمال الثمار بعد التخزين كما يلي :

1- إذا كان المطلوب تسويق كمية من التفاح في الفترة الأولى من التخزين يجب المحافظة على درجة حرارة مرتفعة نسبياً من أجل التعجيل في نضج الثمار وبلوغها المواصفات الاستهلاكية الجيدة خلال فترة التخزين القصيرة .

2- إذا كان المطلوب تخزين كمية من البطاطا من أجل تصنيعها يجب تخفيض نسبة السكر فيها برفع درجة حرارة التخزين إلى 15م ولمدة 2-3 أسابيع قبل التصنيع .

3- عند تخزين الملفوف المخصص للاستهلاك الغذائي يفضل تخزينه على درجة حرارة ( -1 م) أما المخصص لإنتاج البذور فيخزن على درجة حرارة (+1 م) لإتمام عمليات تمايز البراعم في القمة النامية .

4 - مراعاة أن تكون درجة حرارة التخزين منخفضة وقريبة من الصفر المئوي عندما تسمح طبيعة المنتجات.

5 - يراعى أن بعض الأنواع وبعض الأصناف تظهر درجة حساسية عالية لانخفاض درجة الحرارة في المجال (0 - 10م).

6 - عدم السماح بتجميد أنسجة الثمار أثناء التخزين.

7 - عدم ارتفاع درجة حرارة التخزين عن الحدود المسموح بها للنوع والصنف.

8 - مراعاة عدم تذبذب درجات حرارة التخزين والذي يعود إلى :

- الخطأ في طريقة ضبط الأجهزة .

- الزيارات المتكررة مع تكرار اخراج وإدخال الثمار من وإلى غرفة التبريد .

- عدم كفاية العزل الحراري.

إن التقلبات والتغيرات في درجة حرارة التخزين يؤدي لضرر الثمار المخزنة بشكل كبير. لأن المنتجات المخزنة تتأقلم حالتها الفيزيولوجية مع درجة حرارة التخزين عند استقرارها بحدود ثابتة ولكن عند ارتفاعها وانخفاضها عن ذلك ينعكس سلباً على حالتها الفيزيولوجية وبالتالي على التغيرات البيوكيميائية داخل الثمار وخاصة شدة التنفس وهذا يساعد على ظهور الاختلالات والأمراض الفيزيولوجية.

يؤدي التذبذب بدرجة حرارة التخزين إلى ظاهرة تعرق الثمار نتيجة تكاثف بخار الماء الموجود في جو المخزن ، وهذا ما يحدث أثناء نقل الثمار من وسط درجة حرارته منخفضة إلى جو درجة حرارته مرتفعة حيث تتكاثف الرطوبة على سطح الثمرة الباردة مسببة فسادها.

وللحد من هذه الظاهرة يمكن اتباع ما يلي :

- عزل غرف التبريد بشكل جيد .

- اختيار أجهزة التبريد بطاقة تبريد ملائمة .

- نقل الثمار تدريجياً من الجو البارد إلى الجو الدافئ .

- مراعاة بأن تكون الرطوبة النسبية للهواء خارج المخزن منخفضة عند إخراج الثمار من غرف التبريد .

- زيادة معدل مرور الهواء حول الثمار عند تكاثف الرطوبة على سطحها. والحد المسموح به لتذبذب درجة الحرارة يجب أن لا يتجاوز ± 0.5 م .

9 - مراقبة درجات الحرارة داخل غرف التبريد والتأكد من عمل الأجهزة وتنظيمها مع ضرورة وجود المراوح لتوزيع الحرارة في غرف التبريد.

10 - زمن التبريد فكلما كان زمن الوصول بالمادة المخزنة إلى نفس درجة حرارة التخزين أسرع انخفض الفقد أثناء التخزين .

2 - الرطوبة

يتوقف التخزين الجيد للمنتجات على توفر رطوبة مرتفعة في غرف التبريد للتقليل من الفقد في وزن الثمار الناتج بشكل رئيسي عن فقد الماء بالتبخر مما يؤدي إلى ذبول الثمار وتجعدها .

ويعبر عن نسبة الرطوبة إما بالرطوبة المطلقة التي هي عبارة عن وزن بخار الماء بالغرام في م3 أو في كغ من الهواء الجاف ، أو بالرطوبة النسبية التي تعرف بأنها نسبة تركيز بخار الماء بالهواء عند درجة حرارة معينة إلى تركيز التشبع لبخار الماء عند نفس درجة الحرارة . وتختلف قدرة الهواء على حمل واستيعاب كميات مختلفة من الماء باختلاف درجة الحرارة . الجدول ( 2 ) .

فالهواء الساخن يستطيع حمل كمية أكبر من بخار الماء مقارنة بالهواء البارد . وعند درجة حرارة معينة يستطيع الهواء حمل بخار الماء حتى حد معين بعدها لا يستطيع الهواء حمل مزيداً من البخار وهذه الحالة يطلق عليها بالهواء المشبع. وإذا ارتفعت درجة حرارة الهواء نجد أن قابليته على حمل البخار تزداد فيصبح تركيز البخار به أقل من تركيز التشبع ويمكن له حمل كمية إضافية من بخار الماء .

الجدول ( 2 ) : الحدود القصوى لمحتوى الهواء من بخار الماء

( درجة التشبع ) عند درجات حرارة مختلفة وضغط جوي ثابت ( 760 ملم زئبقي )

أما إذا انخفضت درجة حرارة الهواء نجد أن قابليته على حمل بخار الماء تقل وبالتالي تزداد كمية البخار عن تركيز التشبع فيبدأ بخار الماء في التكثف عند اللحظة التي تصل فيها درجة حرارته إلى الدرجة التي يكون فيها تركيز التشبع معادلاً لكمية بخار الماء الموجود في الهواء وهذه الدرجة تعرف بنقطة الندى . الجدول ( 3 ) .

فإذا كانت درجة الحرارة في المخزن صفر م ورطوبة الهواء النسبية 98 % يكفي لحدوث تكاثف الرطوبة انخفاض في درجة الحرارة قدره 0.2 م .

وإذا كانت درجة الحرارة في المخزن ( + 4 م ) ورطوبة الهواء النسبية 90 % يحدث تكاثف الرطوبة عند انخفاض درجة الحرارة إلى 1,6 م لذلك لا يسمح بانخفاض الحرارة في هذه الحالة لأكثر من 1,5 م . أما عندما تكون الرطوبة النسبية منخفضة (82 % ) على نفس درجة الحرارة (± 4 م ) يزداد المجال المسموح به لانخفاض درجة الحرارة إلى (3,3 م) . ولهذا عند إخراج الثمار من أماكن التبريد يجب أن تكون درجة حرارتها أعلى من درجة حرارة نقطة الندى للهواء الخارجي .

الجدول ( 3 ) : الانخفاض في درجة الحرارة المؤدي إلى حدوث نقطة الندى

تعتبر عملية الوصول إلى درجات رطوبة نسبية مرتفعة والاحتفاظ بها داخل غرف التبريد من العمليات الصعبة خاصة كون الرطوبة النسبية الملائمة لتخزين أغلب الخضر والفواكه مرتفعة .

فغالباً ما تتكاثف الرطوبة على سطح أنابيب التبخير الباردة وأحياناً تتجمد مكونة الجليد وفي كلتا الحالتين يتسبب عنها انخفاض معامل انتقال الحرارة فتكون عملية التبريد بطيئة وتبقى تعمل بشكل مستمر وهذا يعرضها لسرعة التلف لذلك لا بد من إزالة الثلج بصفة مستمرة . وغالباً ما تكون أجهزة التبريد الحديثة مصممة على أساس إذابة الجليد آلياً وخلال فترات زمنية محدده .

لا بد من تأمين رطوبة نسبية مرتفعة للهواء في جو التخزين لتخفيض فقد الثمار لمحتواها المائي. وإن أغلب أنواع الخضر والفواكه تخزن في رطوبة نسبية من 85 - 95 % فهذا المستوى من الرطوبة في جو التخزين يخفض شدة تبخر الماء منها إلى الحدود الدنيا .

إن توازن الماء واستقراره في مستوى محدد داخل وخارج الثمار لا يتوقف فقط على الماء الموجود في الثمار ووسط التخزين وإنما يتعلق كذلك بعملية التنفس حيث تنطلق خلاله كمية محدودة من الماء .

وعندما تكون درجة الحرارة منخفضة والرطوبة النسبية عالية جداً فإن رطوبة الثمار تبقى بها وأحياناً يمكن للثمار أن تمتص الرطوبة الموجودة في جو التخزين وبالتالي تكتسب نسبة من الماء وتتعاظم هذه الحالة عند تكاثف الرطوبة على المحاصيل أو عندما ترش بالماء .

ولذلك تعتبر عملية رش المحصول بالماء أحد الطرق المتبعة لتعويض المحتوى المائي للخضر والفواكه وبالتالي استعادة نضارتها ومواصفاتها الاستهلاكية خاصة تلك المنتجات التي فقدت كمية مرتفعة نسبياً من محتواها المائي خلال عمليات الجمع والنقل والتوضيب والتخزين .

تختلف محاصيل الخضر والفواكه في شدة فقد الماء بالظروف الواحدة إضافة لاختلافها في مدى تأثير نسب الفقد في مواصفاتها التخزينية والتسويقية .

فمثلاً بعض المحاصيل كالثوم والبصل تعتبر الرطوبة النسبية الملائمة لها أثناء التخزين (65 - 70 %) كون مواصفاتها التشريحية تحد من عمليات فقد الماء ولا تتأثر مواصفاتها التسويقية كثيراً عندما تفقد كمية محددة من مائها. ومن جهة أخرى الرطوبة النسبية العالية للهواء تهيئ الظروف مناسبة لإصابتها بالأعفان.

إن زيادة فقد الماء أثناء التخزين يتوقف على الخصائص النوعية وبالتالي على المواصفات التشريحية الخاصة بالنوع والصنف . ولذلك نجد أن بعض الأنواع والأصناف تذبل بسرعة خلال التخزين مثل : الفجل - الجزر - المحاصيل الورقية .

ولذلك تخزن مثل هذه المحاصيل في رطوبة نسبية 96 - 98 %.

عند وجود قشرة سميكة قوية أو تغطي الثمرة طبقة شمعية سميكة تساعد في خفض شدة فقد الماء عندها ينصح بتخزين المحاصيل في رطوبة نسبية 75-80% مثل :

اليقطين والحمضيات وغيرها من المنتجات .

إن حركة الهواء حول الثمار تؤثر بشكل واضح على فقد الرطوبة وعلى مستوى الرطوبة النسبية في جو التخزين ولذلك من المهم عدم ترك فراغات كبيرة بين الثمار في العبوات وبين العبوات في غرف التخزين لأنها تعمل على زيادة فقد الرطوبة من المحاصيل المخزنة ، ويتعاظم الفقد عند التهوية القوية .

ولذلك يجب تحديد الطريقة الأفضل للتعبئة والتي تحقق التهوية اللازمة للثمار وبنفس الوقت لا تسمح بزيادة فقد الرطوبة عن الحدود المقبولة .

عندما إدخال محاصيل الخضر والفاكهة إلى غرف التخزين غالباً ما تكون الرطوبة منخفضة في الغرف لعدم وجود أجهزة الترطيب لذلك ترتفع الرطوبة النسبية في جو المخزن تدريجياً على حساب فقد الماء من الثمار حيث تتناسب نسبة الرطوبة عكساً مع سرعة تبخر الماء من المحصول فكلما كانت الرطوبة النسبية منخفضة في جو التخزين زادت سرعة فقد الماء من الثمار المخزنة وبالتالي تتناقص سرعة فقد الماء تدريجياً مع ارتفاع الرطوبة النسبية في هواء المخزن إلى أن تستقر سرعة فقد الماء عند الوصول إلى مستوى مرتفع ومحدد للرطوبة .

ولذلك نلاحظ ارتفاع النسبة المئوية للفقد في وزن الثمار بالفترة الأولى من التخزين. تعبأ أحياناً ثمار الفاكهة والخضار في صناديق خشبية عند تخزينها .

وبشكل عام يجب أن يدرس نظام الرطوبة النسبية في جو التخزين ويتحدد بحيث يحقق أقل نسبة للفقد في رطوبة الثمار ويمنع أو يعرقل نمو الأحياء الدقيقة المسببة لتلف الثمار . وتختلف محاصيل الخضر والفاكهة بالرطوبة النسبية الملائمة للتخزين. الجدول ( 1 ) .

كذلك تؤثر رطوبة وسط التخزين في عمليات التحول الغذائي إذ تؤثر على تمايز القمة النامية في الخضار وعلى عملية تفلن الأنسجة المجروحة والتئامها وعلى نضج الثمار بعد الجمع حيث تتكون النكهة في بعض أصناف الإجاص بشكل أفضل عند انخفاض رطوبة الهواء بينما يظهر طعم مر في بعض أصناف التفاح في مثل هذه الظروف ويتكون البيريديوم في درنات البطاطا المجروحة وجذور الخضار بشكل أفضل عند ارتفاع رطوبة الهواء .

يمكن رفع نسبة الرطوبة في البراد أو المخزن بعدة طرق :

- في حالة التخزين العادي يمكن رش أرضية المخزن بالماء من حين لآخر أو توضع أوعية مملوءة بالماء في أرضية المخزن أو وسائل أخرى مشابهة .

- ترطيب صناديق التخزين بالماء .

- عزل تام وكاف لجدران وأرضية المخزن .

- تغطية أو تغليف المادة المخزنة .

- ترطيب الهواء أثناء التهوية .

- في مخازن التبريد المخصصة يمكن رفع نسبة الرطوبة فيها بسرعة عن طريق تسخين الماء كهربائيا في خزان مفتوح القمة فيتبخر الماء حيث يدفع لداخل مخزن التبريد بواسطة المراوح أو بواسطة آلات الترطيب الخاصة التي تعمل أوتوماتيكياً ومتصلة بمنظم رطوبة للتحكم في نسبة الرطوبة داخل غرف التخزين .

3 - التهوية

تطلق ثمار الفاكهة والخضار اثناء تخزينها كميات من الحرارة والرطوبة إضافة إلى نواتج أخرى مضرة بمسار تخزين هذه المنتجات، فلا بد من استبعادها من جو التخزين بإمرار تهوية كافية ضمن المخزن وإدخال هواء جديد في بعض الأحيان عن طريق تصميم فتحات قابلة للإغلاق في جدران المخزن. وتهدف عملية التهوية في غرف التخزين إلى ما يلي :

1 - طرد الحرارة الناتجة من تنفس الثمار .

2 - توزيع الهواء البارد في المخزن .

3 - تجنب تراكم الحرارة في أجزاء معينة من المخزن .

4 - منع تجمع نواتج التنفس غير المرغوب بها حول الثمار .

5 - تجنب وجود تركيز مرتفع من الاتيلين حول المنتجات المخزنة.

ولا بد من مراعاة التالي أثناء تنفيذ عملية التهوية :

1 - توزيع الهواء أفقياً وعامودياً بشكل منتظم في كافة أجزاء الغرفة .

2 - دخول الهواء داخل الصناديق أو كومة التخزين.

3 - أثناء تبديل الهواء يجب أن يبرد الهواء الجديد إلى درجة حرارة وسط التخزين.

4 - أن تكون سرعة الهواء في مرحلة التبريد الأولى مرتفعة وأن تنخفض في مرحلة التخزين وذلك لكي تعمل في الحالة الأولى على زيادة طرح الحرارة وفي الحالة الثانية كي يتم تخفيض الفقد من المحصول.

5 - تتطلب بعض أنواع الخضار والفواكه ذات الشدة التنفسية العالية إجراء تهوية شديدة ضمن غرف التخزين والعمل على عدم توضعها بشكل كبير فوق بعضها .

طرق تهوية المخازن :

آ - التهوية الطبيعية : ولها عدة طرق :

1 - تزود جدران المخزن بفتحات على مستوى سطح الأرض مساحة كل منها بحدود ( 0,4 م2 ) حيث تؤمن دخول الهواء منها . يدخل الهواء البارد من الفتحات السفلية ليطرد الهواء الساخن من فتحة موجودة في أعلى سقف المخزن وهكذا يحصل تيار مستمر من الهواء ضمن غرف التخزين .

2 - بهذه الطريقة تكون الفتحات موجودة في مستوى النصف أو الثلث العلوي من جدران المخزن حيث تفضل هذه الطريقة على الأولى وذلك لأنه في الحالة الأولى تبرد ثمار الطبقة السفلية بسرعة أكبر من ثمار الطبقات العلوية وهناك فرق مستمر في درجة حرارة الثمار العلوية والسفلية .

الطريقة الثانية تؤمن عملية تبريد الثمار بالسرعة نفسها في كافة إرجاء المخزن حيث يهبط الهواء البارد من تلك الفتحات إلى الطبقات السفلية طارداً أيضاً الهواء الأسخن من الفتحات نفسها أو من فتحات في الجدران المقابلة او للأعلى

3 - هذه الطريقة تجمع بين كلتا الطريقتين السابقتين فهي تؤمن تبريداً سريعاً للمادة المخزنة تحت كافة الظروف التخزينية . ففي حال كون الهواء الخارجي باردا او قليل الحركة فإنه يدخل من الفتحات السفلية حيث يتخلل بين الثمار ويخرج بعدها من الفتحات العلوية في الجدران والأسقف . أما إذا كانت الرياح شديدة فالهواء البارد يدخل من الفتحات الجانبية العلوية والسفلية في الوقت نفسه.

ب - التهوية الاصطناعية بالضغط :

تؤمن التهوية السريعة في هذه الطريقة بواسطة مراوح تدفع الهواء إلى داخل المخزن وفي كافة أماكنه وتسمح التهوية بالضغط من خلال فتحتين مساحة كل منها (2. 0 م2) بتأمين تهوية غرفة بحجم ( 20 م3 ) وإمرار ( 2600 م3 ) من الهواء يومياً.

من أجل تجنب اختلاف توضع درجات الحرارة في غرفة التخزين فلا بد من تقليب الهواء ضمن الغرفة وتحريكه عشر مرات يومياً كحد أدنى للإبقاء على اختلاف في درجة الحرارة في كل متر من ارتفاع غرفة التخزين تحت 0.1 درجة كالفن. وتمتاز التهوية الصناعية عن التهوية الطبيعية بالتالي :

1 - بسرعة تبريدها للثمار حتى الحرارة الملائمة .

2 - تعمل على تقليل الفقد وإطالة فترة التخزين .

3 - تخفض من نشاط الأحياء الدقيقة يسبب شدة حركة الهواء .

4 - تعمل على إيجاد ظروف تخزينية ملائمة لمعالجة الإصابات الميكانيكية .

6 - لا بد من استخدامها في المخازن التي تستوعب كميات كبيرة من الثمار .