Исследование закономерности искажения определяемой сахаристости в сахарной свёкле в зависимости от степени увядания корнеплодов Часть 2 Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК: 664.121; 633.63 doi.org/10.24411/2413-5518-2020-10601

Исследование закономерности искажения определяемой сахаристости в сахарной свёкле в зависимости от степени увядания корнеплодов Часть 2

М.Б. МОЙСЕЯК, канд. техн. наук, профессор (e-mail: marina-mgupp@mail.ru)

А.П. ЧУДИНОВ, мл. научн. сотрудник

Д.А. КЛЕМЕШОВ, канд. техн. наук

О.В. ВОРОНИНА, ассистент

И.Н. СУЛЯЕВА, ассистент

ФГБОУ ВО «Московский университет пищевых производств»

Введение

Проведённые исследования корнеплодов сахарной свёклы, представленные в части 1 настоящей статьи [4], подтвердили предположение, что общепризнанный метод определения степени их увядания не отражает истинную картину потери ими массы и сахарозы в случае превышения значения увядания на 10 %. Измерение степени увядания свёклы по методике ГОСТ Р 53036-2008 указывает на то, что при превышении 10%-ной степени увядания происходят необратимые процессы, которые не позволяют оценить реальное техническое состояние корнеплодов. Поэтому требуется расчёт поправочного коэффициента для введения в принятый метод анализа и более глубокие исследования по поиску альтернативного метода определения степени увядания [1—3].

Экспериментальные исследования, методы исследований, методы расчёта

Проведение серии испытаний на модельных растворах «сахар + вода» На втором этапе исследований была проведена серия испытаний на модельных растворах «сахар +

+ вода». С этой целью были выбраны 4 раствора разной концентрации. Потеря влаги раствора проходила за счёт естественного испарения при температуре окружающего воздуха 23 оС, измерения приведены в табл. 1.

Таблица 1. Исследование потери влаги на модельных растворах «сахар + вода» за счёт самопроизвольного испарения при температуре окружающего воздуха 23 оС

Время, сут Содержание сахара в исследуемых растворах в процессе естественного испарения, %

Исходная концентрация раствора сахара 10 15 20 25

4 10,6 15,9 21,2 26,6

8 10,8 16,3 21,7 27,1

12 11,3 17,0 22,7 28,4

16 11,9 17,8 23,8 29,7

20 12,5 18,5 25,0 31,2

24 13,1 19,7 26,3 32,8

28 13,8 20,8 27,7 34,7

Как видно из таблицы, при потере влаги в результате испарения раствора пропорционально увеличивается концентрация сахара.

Проведение испытаний на системе растворов «сахар + вода + мякоть свёклы»

Исследования проводились в течение 28 суток, значения измерялись с интервалом в четверо суток. В результате наблюдений, проведённых на системе растворов «сахар + вода + мякоть свёклы», были получены следующие закономерности, представленные в табл. 2—5.

Мякоть свёклы для экспериментов готовилась четырёхкратным промыванием горячей водой в течение 2 минут с целью её обессаха-ривания.

Из приведённых в табл. 2—5 измерений видно, что реальная сахаристость отличается от видимой на 0,1—0,5 % в меньшую сторону вне зависимости от концентрации сахарозы, а зависит от содержания мякоти.

Проведение испытаний свёклы на показатель «потеря массы при хранении»

Исследование корнеплодов свёклы на потерю массы при хранении проводилось в несколько

Таблица 2. Исследование модельного раствора «сахар + вода + мякоть» сахаристостью 10%

Исследование раствора с концентрацией сахарозы 10 %

Содержание мякоти,% Потеря массы сахарного раствора в течение времени, %

4 8 12 16 20 24 28

3 10,5 10,7 11,2 11,7 12,4 13,1 13,6

5 10,6 10,7 11,2 11,6 12,2 12,9 13,4

7 10,4 10,6 11,1 11,4 11,9 12,7 13,3

Таблица 3. Исследование модельного раствора «сахар + вода + мякоть» сахаристостью 15 %

Исследование раствора с концентрацией сахарозы 15%

Содержание мякоти,% Потеря массы сахарного раствора во времени, %

4 8 12 16 20 24 28

3 16,0 16,2 16,8 17,6 18,5 19,4 20,4

5 15,8 16,1 16,7 17,6 18,3 19,3 20,3

7 15,8 15,9 16,6 17,4 18,2 19,2 20,2

Таблица 4. Исследование модельного раствора «сахар + вода + мякоть» сахаристостью 20%

Исследование раствора с концентрацией сахарозы 20 %

Содержание мякоти, % Потеря массы сахарного раствора во времени, %

4 8 12 16 20 24 28

3 21,2 21,6 22,5 23,7 24,8 26,2 27,8

5 21,1 21,5 22,3 23,6 24,6 26,0 27,6

7 21,1 21,4 22,2 23,4 24,5 25,9 27,5

Таблица 5. Исследование модельного раствора «сахар + вода + мякоть» сахаристостью 25 %

Исследование раствора с концентрацией сахарозы 25 %

Содержание мякоти,% Потеря массы сахарного раствора во времени, %

4 8 12 16 20 24 28

3 26,6 27,1 28,3 29,6 31,2 32,8 34,6

5 26,5 27,0 28,2 29,5 31,1 32,7 34,5

7 26,5 26,9 28,0 29,4 29,9 32,6 34,3

этапов. В статье приведён один из пяти этапов, в котором за контрольный период было принято 15 суток. Средняя температура теста составляла 23 оС (рис. 1).

Из рисунка видно, что колебания температуры в помещении в период эксперимента были незначительны, поэтому было принято считать среднюю температуру равной 23 оС. Условия проведения эксперимента: свободно разложенные клубни свёклы находились в нормально проветриваемом помещении без попадания прямого солнечного света и воздействия каких-либо посторонних факторов. Образцы корнеплодов, имеющие явные признаки порчи (гниль, плесень, поражение паразитами), с эксперимента снимались.

Сводная таблица результатов потери массы при увядании свёклы в период 15 суток представлена в табл. 6. Из данных таблицы были выведены средние значения массы корнеплода от степени потери массы, представленные в табл. 7.

Из значений, приведённых в табл. 7 и на рис. 2, видно, что потеря массы свёклы имеет достаточно

График температуры в лаборатории, °С

31 26 21 16 11 6 1

Рис. 1. График колебаний температуры в ходе эксперимента

1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Потеря массы свёклы

11

13

15

Рис. 2. График средней потери массы исследуемых корнеплодов сахарной свёклы в течение 15 суток

Таблица 6. Потери массы свёклы при увядании за определённый период

№ образца Потери массы свёклы

1-е сутки 4-е сутки Потеря массы, % 8-е сутки Потеря массы, % 11-е сутки Потеря массы, % 13-е сутки Потеря массы, % 15-е сутки Потеря массы, %

1 378,7 318,42 15,9 - - - - - - - -

2 423,6 353,4 16,6 - - - - - - - -

3 327,8 273,1 16,7 - - - - - - - -

4 284,0 251,6 11,4 219,4 22,7 201,3 29,1 191,6 - - -

5 569,2 480,84 15,5 - - - - - - - -

6 405,4 346,8 14,5 296,1 27,0 271,2 33,1 258,1 36,4 248,9 38,6

7 378,5 324,9 14,2 278,5 26,4 252,5 33,3 239,4 36,7 - -

8 254,48 214,27 15,8 - - - - - - - -

9 444,8 373,6 16,0 325,9 26,7 - - - - - -

10 420,1 355,4 15,4 305,9 27,2 279,2 33,5 266,7 36,5 256,1 39,0

11 499,6 431,2 13,7 381,6 23,6 349,5 30,1 333,3 33,3 - -

12 567,0 490,9 13,4 438,5 22,7 401,7 29,2 380,5 32,9 362,0 36,3

13 503,4 424,7 15,6 - - - - - - - -

14 326,2 262,6 19,5 224,4 31,2 - - - - - -

15 374,6 308,4 17,7 275,6 26,4 252,0 32,7 - - - -

16 553,2 471,2 14,8 415,2 24,9 385,6 30,3 370,5 33,0 361,5 34,7

17 552,6 468,6 15,2 408,6 26,1 378,5 31,5 362,9 34,3 - -

18 444,5 382,8 13,9 331,9 25,3 305,5 31,3 293,1 34,0 - -

19 441,4 362,9 17,8 329,6 25,3 287,4 34,9 273,1 38,1 265,0 40,0

20 472,3 406,4 14,0 361,7 23,4 339,1 28,2 325,9 31,0 311,7 34,0

21 455,2 381,2 16,3 334,6 26,5 313,0 31,2 - - - -

22 441,9 384,1 13,1 343,5 22,3 327,0 26,0 314,7 28,8 - -

23 582,4 496,1 14,8 431,3 27,0 409,4 29,7 - - - -

24 1214,2 1051,6 13,4 - - - - - - - -

25 709,8 596,3 16,0 558,5 21,3 508,0 28,4 488,6 31,2 - -

26 867,0 759,4 12,4 670,0 22,7 623,6 28,1 600,5 30,7 574,1 33,8

27 590,0 492,4 16,6 431,6 26,9 402,0 31,9 388,1 34,2 - -

28 676,5 578,3 14,5 514,0 24,0 472,4 30,2 - - - -

29 823,5 706,6 14,2 660,6 19,8 604,3 26,6 597,1 27,4 580,2 29,6

30 645,8 559,0 13,4 525,4 18,6 494,1 23,5 476,5 26,2 461.5 28,5

31 770,9 685,2 11,1 630,5 18,2 593,6 23,0 577,7 25,1 559,5 27,4

32 895,7 798,3 10,9 710,4 20,69 668,0 25,4 641,0 28,4 619,9 30,8

33 614,5 528,6 14,0 - - - - - - - -

34 788,8 697,5 11,6 625,6 20,7 577,2 26,8 554,7 29,7 531,1 32,7

35 503,3 433,6 13,9 - - - - - - - -

36 893,7 798,6 10,7 739,3 17,3 688,0 23,0 659,9 26,2 635,0 29,0

Продолжение табл. 6

№ образца Потери массы свёклы

1-е сутки 4-е сутки Потеря массы, % 8-е сутки Потеря массы, % 11-е сутки Потеря массы, % 13-е сутки Потеря массы, % 15-е сутки Потеря массы, %

37 806,7 709,3 12,1 643,8 20,2 605,3 25,0 585,1 27,5 565,5 29,9

38 1340,1 1218,2 9,1 - - - - - - - -

39 1897,7 1770,6 6,7 1561,0 17,7 1441,5 24,0 1408,6 25,8 - -

40 1745,9 1618,3 7,3 1479,5 15,3 1385,4 20,7 - - - -

41 1645,3 1503,2 8,6 1369,4 16,8 1283,3 22,0 1233,1 25,1 - -

42 1461,5 1338,6 8,4 1191,2 19,0 1121,5 23,3 1079,0 26,2 1042,0 28,7

43 1297,4 1189,4 8,3 1070,1 17,5 985,6 24,0 935,5 27,9 894,1 31,1

44 1056,1 945,2 10,5 812,2 23.1 752,4 28,8 722,8 31,6 - -

45 1440,0 1318,3 8,5 1154,4 19,8 1084,9 24,7 - - - -

46 1813,4 1630,6 10,1 1455,4 19,7 - - - - - -

47 1831,4 1658,2 9,5 1429,4 22,0 1338,8 26,9 1289,3 29,6 - -

48 1415,5 1287,3 9,1 1153,3 18,5 1082,6 23,5 1060,6 25,1 1002,0 29,2

49 938,6 827,3 11,9 757,2 19,3 - - - - - -

50 1326,9 1204,9 9,2 1061,5 20,0 - - - - - -

51 1066,3 924,2 13,3 803,9 24,6 752,0 29,5 711,9 33,2 - -

52 1488,5 1356,2 8,9 - - - - - - - -

53 2066,9 1897,4 8,2 - - - - - - - -

54 814,2 721,2 11,4 637,2 21,7 603,2 25,9 587,3 27,9 - -

55 1096,0 984,8 10,1 843,2 23,1 756,3 31,0 718,5 34,5 - -

56 952,1 848,6 10,9 753,5 20,9 712,4 25,2 689,2 27,6 626,3 34,2

57 653,1 568,3 13,0 497,1 23,9 - - - - - -

58 814,2 723,2 11,2 638,9 21,5 610,4 25,0 580,8 28,7 - -

59 1467,5 1324,2 9,8 1213,9 17,3 1133,5 22,8 1095,5 25,4 1064,6 27,5

60 2002,5 1847,7 7,7 1646,4 17,8 1614,9 19,4 1556,1 22,3 1517,1 24,2

61 1903,2 1757,5 7,7 1618,7 15,0 1521,7 20,1 1475,7 22,5 1437,3 24,5

62 1654,8 1535,5 7,2 1412,2 14,7 1327,1 19,8 1288,0 22,2 1257,3 24,0

63 1282,7 1160,4 9,5 1063,5 17,1 991,9 22,7 959,1 25,2 933,3 27,2

64 330,3 - - - - - - - - - -

65 332,0 298,3 10,1 266,4 19,8 240,5 27,6 227,4 31,5 218,4 34,2

66 2006,0 1852,2 7,7 1712,8 14,6 1608,7 19,8 1554,7 22,5 1514,0 24,5

67 192,1 164,0 14,7 137,2 28,6 122,6 36,2 117,7 38,8 113,5 40,9

68 261,5 230,0 12,1 205,4 21,4 190,2 27,3 - - - -

69 337,9 306,1 9,4 272,4 19,4 249,9 26,1 239,3 29,2 231,9 31,4

70 312,6 274,8 12,1 243,7 22,0 221,0 29,3 213,5 31,7 208,2 33,4

71 350,8 309,5 11,8 275,4 21,5 251,7 28,2 242,3 30,9 237,3 32,4

72 332,8 293,7 11,7 256,3 23,0 229,7 31,0 219,5 34,0 213,0 36,0

73 349,8 310,0 11,4 272,6 22,1 249,5 28,7 237,0 32,2 230,7 34,1

74 368,1 322,3 12,5 282,7 23,2 256,7 30,3 246,8 33,0 239,7 34,9

Окончание табл. 6

№ образца Потери массы свёклы

1-е сутки 4-е сутки Потеря массы, % 8-е сутки Потеря массы, % 11-е сутки Потеря массы, % 13-е сутки Потеря массы, % 15-е сутки Потеря массы, %

75 323,1 282,6 12,5 253,6 21,5 232,0 28,2 222,6 31,1 217,1 32,8

76 199,6 174,7 12,5 154,2 22,7 - - - - - -

77 363,9 316,9 12,9 272,6 25,1 247,0 32,1 234,1 35,7 226,0 37,9

78 369,4 329,7 10,7 295,2 20,1 271,7 26,5 260,5 29,5 252,0 31,8

79 292,2 249,3 14,7 217,1 25,7 197,6 32,4 188,2 35,6 182,1 37,7

80 287,0 243,3 15,2 208,8 27,3 188,3 34,4 181,1 36,9 176,5 38,5

81 437,9 394,3 10,0 351,1 19,8 323,1 26,2 309,1 29,4 - -

82 233,3 199,7 14,4 - - - - - - - -

83 868,7 774,1 10,9 716,8 17,5 670,9 22,7 - - - -

84 836,3 762,0 8,9 683,7 18,3 646,1 22,7 630,0 24,7 617,1 26,2

85 800,7 725,8 9,4 643,8 19,6 592,9 26,0 570,1 28,8 555,6 30,6

86 779,8 710,7 8,9 637,5 18,2 599,5 23,1 577,5 25,9 562,6 27,9

87 713,3 643,9 9,7 577,3 19,1 543,5 23,8 526,8 26,1 516,0 27,7

88 576,2 521,5 9,5 459,5 20,2 427,4 25.8 414,6 28,1 405,8 29,6

89 932,5 850,6 8,8 761,8 18,3 704,3 24,5 677,9 27,3 661,9 29,0

90 598,0 548,5 8,3 488,8 18,3 451,6 24,5 437,2 26,9 426,0 28,8

91 700,97 637,15 9,10 553,86 20,99 507,18 27,65 489,22 30,21 477,07 31,94

92 805,0 - - - - - - - - - -

93 875,6 802,5 8,4 721,7 17,6 - - - - - -

94 888,5 - - - - - - - - - -

95 528,8 474,4 10,3 412,4 22,0 383,0 27,6 371,8 29,7 365,2 31,0

96 645,4 590,5 8,5 531,4 17,7 497,9 22,9 482,5 25,2 473,3 26,7

97 601,5 551,1 8,4 - - - - 439,47 26,94 431,71 28,23

98 662,3 596,0 10,0 534,0 19,4 490,3 26,0 470,4 29,0 461,3 30,3

99 826,1 742,1 10,2 - - - - - - - -

100 587,9 538,7 8,4 481,2 18,2 451,2 23,3 436,3 25,8 427,5 27,3

101 2217,0 2 062,8 7,0 1925,2 13,2 1827,4 17,6 1773,0 20,0 1732,4 21,9

102 1631,5 1 504,8 7,8 1375,4 15,7 1291,1 20,9 1257,0 23,0 1226,4 24,8

103 1798,7 1 655,8 7,9 1513,6 15,9 - - - - - -

104 1623,3 1505,2 7,3 1373,9 15,4 1288,3 20,6 1243,0 23,4 1212,1 25,3

105 1585,3 1 460,6 7,9 1341,7 15,4 1263,4 20,3 1220,0 23,1 1196,1 24,6

106 1340,0 1 227,0 8,4 1130,0 15,7 1063,3 20,7 1029,1 23,2 1001,7 25,3

107 1976,0 1 826,3 7,6 1680,2 15,0 1570,8 20,5 - - - -

108 2043,3 1 885,5 7,7 - - - - - - - -

109 1899,7 1 760,3 7,3 1634,8 14,0 1541,4 18,9 1494,9 21,3 1457,3 23,3

110 2012,9 1 866,8 7,3 1715,3 14,8 1621,0 19,5 1564,6 22,3 1528,1 24,1

111 1716,1 1 598,9 6,8 1483,3 13,6 1398,3 18,5 1350,2 21,3 1319,8 23,1

112 3321,4 - - - - - - - - - -

плавную зависимость от времени и наиболее активна первые четверо суток.

Изначально испытуемые образцы были условно разделены на 4 группы по массе (г): от 0 до 450;

Таблица 7. Сводная таблица потери массы корнеплода свёклы в течение времени *

Показатели Средние потери массы корнеплода свёклы, сут

0 4 8 11

Средняя масса корнеплодов свёклы, г - - - -

Средняя потеря массы свёклы, % - - - -

Средняя масса свёклы начальная, г 889,82

Средняя масса свёклы на 4-е сутки, г 792,35

Средняя потеря массы свёклы за 4 суток, % 10,95

Средняя масса свёклы на 8-е сутки, г 708,7

Средняя потеря массы за 8 суток, % 20,35

Средняя масса свёклы на 11-е сутки, г 658,7

Средняя потеря массы за 11 суток % 25,97

Средняя масса свёклы на 13-е сутки, г 634,7

Средняя потеря массы за 13 суток, % 28,67

Средняя масса свёклы на 15-е сутки, г 621,4

Средняя потеря массы за 15 суток, % 30,166

* Верхняя часть таблицы 7 заполняется на основании данных нижней части таблицы.

Таблица 8. Исследование потери массы корнеплодов сахарной свёклы в зависимости от их массы

Время, сут Усреднённая потеря массы корнеплодов свёклы по группам

До 450 г, % От 451 до 900 г, % От 900 до 1350 г, % Свыше 1350 г, %

4 13,777 11,969 10,078 7,990

8 23,991 21,107 19,954 16,378

11 30,354 26,530 25,779 21,177

13 33,500 28,794 28,814 23,577

15 35,838 30,103 29,733 24,977

от 450 до 900; от 900 до 1350; от 1350 и более. Среди данных групп образцов также была проанализирована потеря массы в течение времени.

Из данных табл. 8 видно, что увядание корнеплодов разной массы проходит с разной интенсивностью. Чем больше масса корнеплода, тем медленнее он её теряет.

Выводы

Реальная сахаристость сахарной свёклы отличается от видимой на

0,1—0,5 % в меньшую сторону вне зависимости от концентрации сахарозы, а зависит от содержания мякоти. Потеря массы корнеплодов свёклы имеет достаточно плавную зависимость от времени и наиболее активна первые четверо суток. Увядание корнеплодов разной массы проходит с разной интенсивностью: чем больше вес корнеплода, тем медленнее он теряет массу.

Список литературы

1. Чернявская, Л.И. Потери сахара и их снижение при хранении сахарной свёклы / Л.И. Чернявская // Сахар. - 2004. - № 5. -С. 24-27.

2. Литвиновская, Л.А. Технологичность свёклы урожая 2017 года и особенности её переработки / Л.А. Литвиновская // Сахар. -2017. - № 12. - С. 33-40.

3. Славянский, А.А. Промышленное производство сахара: учеб. пособие / А.А. Славянский. - М. : ФГБОУ ВО МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2015. - 255 с.

4. Мойсеяк, М.Б. Исследование закономерности искажения определяемой сахаристости в сахарной свёкле в зависимости от степени увядания корнеплодов. Ч. 1 / М.Б. Мойсеяк, А.П. Чудинов, О.В. Воронина, С.Р. Бойков // Сахар. -2020. - № 2. - С. 25-29.

Аннотация. В статье исследуются проблемы хранения свёклы и процессы, происходящие в этот период. Проведены исследования на модельных растворах и корнеплодах свёклы по определению потерь массы в процессе хранения в зависимости от времени и размера корнеплодов, выявлены закономерности потери массы в начальном периоде хранения и различия видимой и реальной сахаристости.

Ключевые слова: сахарная свёкла, хранение, увядание, потери сахара в свёкле, потери массы.

Summary. The article explores the problems of storage of beets and the processes occurring during this period. Studies on model solutions and beet root crops were carried out to determine the weight loss during storage depending on the time and size of root crops, patterns of weight loss in the initial storage period and differences in visible and real sugar content were revealed.

Keywords: sugar beets, storage, wilting, sugar loss in beets, weight loss.