Что лучше защищает яблоки: упаковка из формованного волокна или пенополистирола?
Фото 1. Расположение яблок в лотках перед испытанием.
Ущерб после уборки урожая, ведущий к потерям и отходам, продолжает оставаться серьезной проблемой в садоводстве. Для уменьшения контакта фруктов друг с другом используются лотки, чтобы минимизировать повреждение целых яблок. Во время распределения упакованные яблоки подвергаются различным опасностям в цепочке поставок, что может привести к повреждению плодов. В настоящее время в лотках из формованного волокна (MF) и пенополистирола (EPS) транспортируют целые яблоки от упаковочного цеха до розничной точки. Для оценки повреждений группа ученых из Рочестерского технологического института провела серию испытаний. Механический удар методом свободного падения использовался для оценки различий в эффективности между двумя лотками и количественной оценки характеристик появления повреждений на яблоках.
Проблема темных пятен
Свежие фрукты проходят через сложную цепочку поставок продуктов питания, чтобы добраться до потребителя. Во время этого путешествия продукты подвергаются различным опасностям в цепочке поставок, таким как механический удар, вибрация и сжатие. В случае яблок эти опасности могут привести к появлению темных пятен на фруктах, изменению их качества и воспринимаемой потребителями порче, особенно при оптовой демонстрации в рознице. На сегодняшнем рынке потребители требуют, чтобы свежие продукты не имели видимых дефектов, таких как темные пятна («синяки»). Чрезмерные дефекты яблока отпугивают потребителей, в результате чего они выбирают другие товары. Хотя размер «синяка» зависит от механических свойств мякоти яблока, видимое пятно размером более 100 кв. мм обычно приводит к тому, что яблоко выбрасывают как отходы. Некоторые исследователи сообщали, что примерно 8–10% собранных яблок выбрасывались в основном из-за повреждений в результате таких «синяков». Однако другие ученые сообщали данные от дистрибьюторов яблок, согласно которым отходы яблок могут составлять 50% или больше из-за темных пятен. В итоге внешний вид продукта имеет решающее значение для покупательских инстинктов.
Упаковка выполняет множество функций, одна из которых— защита продукта во время транспортировки. Для яблок тип используемой системы упаковки зависит от ее положения в послеуборочной цепочке поставок. Например, бункеры для больших объемов используются во время послеуборочной обработки для перемещения яблок от производителя к цеху упаковки, в то время как яблоки, отправляемые в розничную торговую точку, упаковываются в гофрированные контейнеры, содержащие мешки, пакеты или лотки с яблоками. К сожалению, несмотря на то, что доступен широкий спектр форматов упаковки, большинство из них не предназначены для адекватной защиты яблок во время транспортировки, в результате чего повреждения в виде темных пятен по-прежнему являются частой проблемой качества для производителей и розничных продавцов.
Желательно ограничить контакт яблока с яблоком во время транспортировки, поскольку это сводит к минимуму возможность образования «синяков» на фруктах. Для этого яблоки, отправляемые в розницу, часто упаковывают в лотки с отдельными ячейками. Двумя преобладающими материалами для лотков, используемыми в яблочном секторе, являются формованное волокно (MF) и пенополистирол (EPS). MF может быть привлекательным из-за воздействия на него в конце срока службы, но подвержен накоплению влаги и набуханию, что может быть сдерживающим фактором для некоторых применений. EPS — это пенопласт с закрытыми порами, на 98% состоящий из воздуха, что делает его невероятно легким, а также обеспечивает отличное поглощение и рассеивание энергии при ударах. Тем не менее, продовольственные потери и отходы становятся во всем мире главным приоритетом в управлении пищевыми продуктами с целью повышения продовольственной безопасности, а также для снижения воздействия на окружающую среду. Поэтому крайне важно понимать не только влияние упаковочного материала на окружающую среду, но и его влияние на потерю пищевых продуктов. Существуют дополнительные упаковочные решения для перевозки свежих фруктов, такие как гофрированные рукава, сетчатая сетка, стоячие пакеты, но эти решения не используются в коммерческих целях при транспортировке яблок. Хотя и MF, и EPS широко используются в садоводстве для перевозки целых яблок в розницу, существуют ограниченные данные по сравнению этих двух материалов, чтобы понять, какой лоток обеспечивает лучшую защиту от «синяков».
Ход испытаний
Яблоки сорта Миннеэска (SweeTango®) были упакованы с использованием двух различных конструкций лотка (MF и EPS). Фрукты были приобретены во время коммерческого сбора урожая, в сентябре, на одном из упаковочных предприятий в штате Нью-Йорк, США. Для экспериментов использовали плоды одинакового размера и зрелости на основе цвета, плотности и без физических дефектов. Средний диаметр яблока составил 74,4±8,8 мм. Средняя масса яблока 197±25 г. Упакованные яблоки хранили в холодильнике (4°C) не менее 48 ч перед экспериментом.
Для этого исследования были выбраны два внутренних лотков, используемых для транспортировки целого яблока: формованное волокно (MF) и пенополистирол (EPS). В стандартный вентилируемый гофрированный контейнер помещается 88 яблок (4 лотка по 22 яблока). Внешние размеры вентилируемого гофроконтейнера составляли 514×327×635 мм. Конечная масса заполненных гофрированных контейнеров с целыми яблоками составила 18,81±0,05 кг и 18,31±0,17 кг для контейнеров с лотками из MF и EPS соответственно.
Фото 2. Упакованный продукт на Lansmont PDT 227.
Прецизионный тестер падения Lansmont Model PDT 227 использовался для проведения событий свободного падения. Ушибы от ударов вызывались падением каждого гофрированного контейнера пять раз с заданной высоты падения на бетонную поверхность пола для испытания на падение. В этом исследовании упаковки падали на нижнюю панель коробки с двух высот падения: 30 см и 50 см. Тестирование проводилось в двух экземплярах для каждой конфигурации упаковки при двух разных высотах падения.
Результаты
Результаты показали, что лотки из пенополистирола (EPS) обеспечивают лучшую защиту яблока от ударов по сравнению с лотком из формованного волокна (MF), снижая ускорение при ударе более чем на 70%. Кроме того, чувствительность к повреждениям была на 40% меньше для яблок, упакованных в лотки из EPS, независимо от высоты падения. Однако яблоки, упакованные в лотки среднего слоя, были наиболее подвержены повреждениям, независимо от типа лотка.
Фото 3. Пример повреждения лотка, (а) EPS и (b) MF.
Основываясь на данных этого исследования, хотя оба материала предотвращают прямой контакт фрукта с фруктом во время обработки, они не обеспечивают одинаковый уровень эффективности в уменьшении повреждений. Поэтому крайне важно выбрать упаковочный материал, который может снизить вероятность появления темных пятен на яблоке в результате механических усилий, возникающих во время транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ. Результаты этого исследования будут очень полезны для производителей яблок и инженеров по упаковке, которые стремятся уменьшить или минимизировать влияние «синяков» на яблоки во время транспортировки. Фрукты чаще всего повреждались в средних слоях упаковки, и следует отметить, что дополнительный амортизирующий материал может быть желателен для уменьшения темных пятен в этих областях.
Распространяется в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution ( CC BY)