ИЗМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СОКА ЯБЛОК ПРИ СОЗРЕВАНИИ И ХРАНЕНИИ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 663.31

Хоконов А.Б., аспирант 2-го года обучения Хоконова М.Б., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Khokonov A.B., 2nd year postgraduate student Khokonova M.B., Doctor of Agricultural Sciences, professor Кабардино-Балкарский ГАУ, г. Нальчик, Россия, e-mail: dinakb gsha77@mail. ru Kabardino-Balkarian State Agrarian University, Nalchik City, Russia

ИЗМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СОКА ЯБЛОК ПРИ СОЗРЕВАНИИ И ХРАНЕНИИ

(Changes in the chemical composition of apple juice during maturation and storage)

Химический состав яблок не является постоянным. Он зависит от целого ряда факторов: сорта, климата и погоды, почвы и удобрений, от степени созревания величины плода, условий хранения и др. Однако биохимические признаки плодов, так же как и морфологические, изменяясь по фазам развития, в то же время более или менее постоянны для определенных периодов развития определенных хозяйственных сортов. Одним из важнейших показателей, по которому судят о качестве перерабатываемого сырья и времени сбора, является накопление в плодах сухих веществ, от которых зависят эффективность и направленность биохимических процессов, в том числе брожения сока. Большую часть сухих веществ, содержащихся в плодах, составляют углеводы - сахара, крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества. Целью работы являлось исследование изменений химического состава яблок в различных фазах спелости при созревании и лежке. В качестве объектов исследований служил зимний сорт яблок Айдаред. Исследования плодов яблок в различных фазах зрелости показывает, что количество фенольных веществ в плодах по мере созревании уменьшается. Исследования, проведенные по изучению изменения органических кислот в яблоках Айдаред при холодном хранении в камере, показали, что независимо от срока съема яблок потери в массе и интенсивность распада кислот были одинаковы. У более зрелых плодов распад развивался раньше. Было установлено, что снижение титруемой кислотности аналогично снижению содержания яблочной кислоты. Исследования плодов яблок в различных фазах зрелости показывает, что кислотность и количество фенольных веществ по мере созревании уменьшается, содержание сахаров увеличивается. При растворении пектина яблоки могут сделаться мучнистыми и приобрести зернистую консистенцию, что отрицательно влияет на эффективность сокоотделения. В процессе хранения яблок происходит старение плода, сопровождающееся снижением молекулярной массы белков.

Ключевые слова: яблоки, химический состав, созревание, хранение, изменения качества, фазы развития.

Введение. Химический состав яблок не является постоянным. Он зависит от целого ряда факторов: сорта, климата и погоды, почвы и удобрений, от степени созревания величины плода, условий хранения и др. Однако биохимические признаки плодов так же, как и морфологические, изменяясь по фазам развития, в то же время более или менее постоянны для определенных периодов развития определенных хозяйственных сортов [3, 4]. Определенным сортам яблок свойственны, например, сильный аромат или кислый вкус, или сочность мякоти, грубость кожицы и т.д.

Вещества яблока неодинаково распределены между его основными частями: кожицей, мякотью и семенами. Сахара находятся почти исключительно в

The chemical composition of apples is not constant. It depends on a number of factors: variety, climate and weather, soil and fertilizers, on the degree of ripening, the size of the fruit, storage conditions, etc. less constant for certain periods of development of certain commercial varieties. One of the most important indicators by which the quality of processed raw materials and harvesting time is judged is the accumulation of dry substances in fruits, on which the efficiency and direction of biochemical processes, including juice fermentation, depend. Most of the dry matters contained in the fruits are carbohydrates - sugars, starch, cellulose, pectin. The aim of the work was to study changes in the chemical composition of apples in different phases of ripeness during ripening and maturation. The winter variety of apples Idared served as the objects of research. Studies of apple fruits in different phases of maturity show that the amount of phenolic substances in fruits decreases as they ripen. Studies conducted on the study of changes in organic acids in Idared apples during cold storage in a chamber showed that, regardless of the period of removal of apples, weight loss and the intensity of acid decay were the same. In more mature fruits, decay developed earlier. It was found that the decrease in titrat-able acidity is similar to the decrease in the content of malic acid. Studies of apple fruits in different phases of maturity show that the acidity and the amount of phenolic substances decrease as they ripen, while the sugar content increases. When pectin is dissolved, apples can become mealy and acquire a granular texture, which negatively affects the efficiency of juice extraction. During the storage of apples, aging of the fetus occurs, accompanied by a decrease in the molecular weight of proteins.

Key words: apples, chemical composition, ripening, storage, quality changes, development phases.

мякоти; кожица богата восками, пентозанами и клетчаткой; семена отличаются высоким содержанием белков и жиров [2]. Кроме того, в кожице яблок находятся еще ароматические вещества, в семенах - глю-козид амигдалин.

По массе от всего яблока мякоть составляет около 97%, кожица - 2,5% и семена от 0,1 до 0,4%. Естественно, что у мелких плодов процент кожицы и семян больше, чем у крупных.

Все вещества, входящие в состав яблок, могут быть подразделены на воду, растворимые и нерастворимые в воде вещества [1].

Одним из важнейших показателей, по которому судят о качестве перерабатываемого сырья и времени

сбора, является накопление в плодах сухих веществ, от которых зависят эффективность и направленность биохимических процессов, в том числе брожения сока. Большую часть сухих веществ, содержащихся в плодах, составляют углеводы - сахара, крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества [10].

Вещества, растворимые в воде, являются основными питательными веществами плодов. Общее содержание их в яблоках составляет от 7,5 до 23 % и даже выше. От большего или меньшего содержания растворимых в воде веществ зависит плотность сока яблок. Она может изменяться от 1,030 до 1,100. Среди растворимых в воде веществ яблок имеются сахара, кислоты, дубильные, красящие, азотистые, пектиновые, минеральные и другие вещества [5-7].

В связи с вышесказанным целью работы являлось исследование изменений химического состава яблок в различных фазах спелости при созревании и лежке.

Материалы и методы исследований

Исследования проводились в условиях ООО «Эльбрус Спиритс» и на кафедре «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» Кабардино-Балкарского ГАУ в 2021 гг.

В качестве объектов исследований служил зимний сорт яблок Айдаред. Химический состав и качество плодов определяли по общепринятым методикам.

Как видно из данных таблицы, анализы проводили при созревании и съеме плодов. Количество сахарозы, инвертного и общего сахаров увеличивалось при созревании. Максимальное количество общего сахара содержалось при съеме, что составило 10,80%, против 4,27 % в начале созревания, что на 6,53% больше. Кислотность с увеличением сахаров, наоборот, снижалась. Плотность плодов по мере созревания увеличивается и максимум отмечен при съеме, что составило 1,0467.

В общем количестве растворимых веществ, и вообще сухих веществ яблок, сахара занимают первое место. В яблоках содержатся три вида сахаров: глюкоза, фруктоза и сахароза, причем фруктоза преобладает.

Некоторые авторы считают, что условия, которые способствуют высокому содержанию общего са-

Фенологические фазы отмечали в следующие даты при созревании - 22.08, 26.08, 31.08, 06.09, 11.09, 16.09 и съеме плодов 21.09, 26.09, 01.10,06.10.

Результаты и их обсуждение

Содержание в яблоках растворимых в воде веществ представляет особый интерес, так как именно это определяет не только качественный состав яблочного сока, но и его количество в яблоках. Действительно, общее количество сока в плодах представляет собой сумму воды и растворимых веществ [8]. Поэтому если нам известно содержание растворимых веществ в соке яблок, найденное, например, при помощи рефрактометра, и содержание воды в яблоках, то общее количество сока в яблочном сырье составит:

х = а + аб /100 где а - содержание воды в яблоках %;

б - содержание сухих веществ в яблочном соке,

%.

Первый член уравнения аб / 100 представляет собой количество растворимых сухих веществ на 100 кг яблок.

Исследования плодов яблок в различных фазах зрелости показывает, что количество фенольных веществ в плодах по мере созревании уменьшается. Это подтверждается данными об изменениях химического состава сока яблок при созревании и лежке (табл.).

хара, благоприятствуют так же и накоплению сахарозы и наоборот [6,11].

Пр12и изучении химической природы плодов яблок на основе органолептических признаков оказалось, что во многих случаях вкус яблок лучше, если в общем количестве сахароза занимает не менее 1/3. Однако в производственных условиях общая сахаристость яблочного сока часто бывает достаточным показателем для того, чтобы предусматривать возможное накопление этилового спирта после брожения, так как все основные виды сахаров яблок сбраживаются дрожжами [9].

Наиболее важными веществами яблочных соков, определяющими их характерный кислый и освежающий вкус, являются органические кислоты. Исследование динамики накопления органических кислот показало, что специфическим для всех сортов яблок, в

Таблица 1. - Изменения химического состава сока яблок при созревании и хранении

Дата анализа Инвертный сахар, % Сахароза, % Общий сахар, % Кислотность, % Фенольные вещества, г/л Плотность, г/см3

22.08 4,27 - 4,27 1,30 - 1,0214

26.08 5,08 - 5,08 1,30 - 1,0365

31.08 5,13 - 5,13 1,20 0,30 1,0365

06.09 5,70 0,30 6,00 1,13 0,20 1,0410

11.09 6,90 0,80 7,70 1,03 0,20 1,0430

16.09 6,90 0,80 7,70 1,07 0,13 -

Съемка

21.09 6,90 1,30 8,20 0,99 0,13 1,0447

26.09 7,08 1,42 8,50 0,99 0,09 1,0459

01.10 7,00 2,30 9,30 0,80 0,09 1,0467

06.10 6,80 3,90 10,80 0,78 0,09 1,0467

том числе и летних, является снижение кислотности в период роста и созревания плодов. За месяц до съема с дерева она уменьшается в два и более раза, хотя снижение содержания органических кислот продолжается на протяжении всего периода развития плода [12].

Существует довольно распространенное мнение, что титруемая кислотность соответствует количеству свободных кислот. Это не совсем правильно, так как при титровании многоосновных кислот происходит сдвиг равновесия в сторону кислых ионов.

При биохимических процессах (например, при созревании яблок) могут происходить значительные изменения титруемой кислотности, сопровождаемые изменением рН. Это свидетельствует не только о затратах кислот на метаболические процессы, но и о связывании их с определенными катионами [9,10].

В процессе созревания яблок на дереве и при их дозревании при хранении происходят изменения ароматических и красящих веществ кожицы, уменьшается влажность, снижаются кислотность, содержание декстринов, крахмала и других полисахаридов.

Исследования, проведенные по изучению изменения органических кислот в яблоках Айдаред при холодном хранении в камере, показали, что независимо от срока съема яблок потери в массе и интенсивность распада кислот были одинаковы. У более зре-

лых плодов распад развивался раньше. Было установлено, что снижение титруемой кислотности аналогично снижению содержания яблочной кислоты [5,11].

Превращение крахмала в сахар является одним из важнейших изменений при дозревании яблок. Некоторая часть пектиновых веществ и гемицеллюлозы тоже переходит в сахар. Благодаря этому количество сахара в яблоках возрастает в течение роста и при непродолжительном хранении.

По мере созревания и хранения плоды становятся более мягкими вследствие происходящего в них превращения нерастворимого пектина, находящегося в клеточных стенках, в растворимый пектин. Однако клеточные стенки у яблок довольно плотные, и растворение пектина не всегда приводит к размягчению самих клеток.

Выводы. Таким образом, на основании проведенных исследований можно заключить, что исследования плодов яблок в различных фазах зрелости показывает, что кислотность и количество фенольных веществ по мере созревании уменьшается, содержание сахаров увеличивается. При растворении пектина яблоки могут сделаться мучнистыми и приобрести зернистую консистенцию, что отрицательно влияет на эффективность сокоотделения. В процессе хранения яблок происходит старение плода, сопровождающееся снижением молекулярной массы белков.

Литература

1. Введение в технологии продуктов питания: учебное пособие для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров 260100 "Продукты питания из растительного сырья" и 206800 "Технология продукции и организации общественного питания" / И. С. Витол [и др.]; под ред. А. П. Нечаева. - Москва: ДеЛи плюс, 2013. - 711 с.: ил., табл.; 25 см.; ISBN 978-5-905170-31-7

2. Мукаилов М.Д., Хоконова М.Б. Плодоовощные консервы

профилактического назначения. Проблемы развития АПК региона. 2017; 2:94-98.

3. Неменущая Л.А., Степанищева Н.М. Современные тех-

нологии хранения и переработки плодоовощной продукции. 2009: 69-73.

4. . Поморцева Т. И. Технология хранения и переработки

плодоовощной продукции: Учеб. для учреждений нач. проф. образования / Т. И. Поморцева; М-во образования Рос. Федерации. Ин-т развития проф. образования. - М.: ПрофОбрИздат : ИРПО, 2001. - 135, [1] c : табл.; 22 см. -(Федеральный комплект учебников) (Профессиональное образование).; ISBN 5-8222-0165-2 (ИРПО).

5. Романова Е.В., Введенский В.В. Технология хранения и

переработки продукции растениеводства. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://bibliodub.ru. 2010: 23; (Abstr.).

6. Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В., Силаева

С.А. Б63 Биологическая химия. — М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2008. - 364 стр.

7. Синха Н.К., Хью И.Г. Настольная книга производителя и

переработчика плодоовощной продукции. - Издательство «Профессия». 2014. - 896 стр. ISBN: 978-5904757-52-6

8. Хоконова М.Б. Совершенствование технологии производства плодово-ягодных экстрактов. 2015:214-217.

9. Хоконова М.Б., Машуков А.О. Изучение химического

состава и продуктов окисления яблок в условиях регулируемой атмосферы. Известия Кабардино-Балкарского ГАУ. 2020; 3:17-21.

10. Хоконова М.Б., Машуков А.О. Определение интенсивности дыхания плодов и овощей. Биология в сельском хозяйстве. 2018; 3:16-19.

11. Хоконова М.Б., Терентьев С.Е. Изменение состава соков при их спиртовании хранении. Пиво и напитки. 2016; 5:32-34.

12. Хоконова М.Б., Хоконов А.Б. Оценка качественных показателей яблок для производства сидровых винома-териалов. Сельскохозяйственное землепользование и продовольственная безопасность. Материалы VII Международной научно-практической конференции, посвященной памяти Заслуженному деятелю науки РФ, КБР, Республики Адыгея профессора Б.Х. Фиапшеву. 2021:76-79.

Поступила в редакцию: 10.08.2022 г.

Хоконов А.Б., аспирант 2-го года обучения, Хоконова М.Б., доктор сельскохозяйственных наук, профессор ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова», Нальчик, Россия. е-mail: dinakbgsha77@:mail.ru