Классификация семян подсолнечника на группы по их биологической активности Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

г

ІЦ' і і":і^

Ш Г. Я.'Ч]

'лі.Іі; п 1

і _____________________

Ьі;:іи ■ ч-.іі’.-г;

"ЭД

ті?

4 л

изо

J з;з і:.'

-ІПіі!

*; Ю1'-^L : " м^і :■

:■»" п-: н і ^ и :;гк- :;(У. \.-

ч > ... :■■:.: і :і). і і£:,: :'ы-чо:> і нот-

1 II " л ч

І.-.Г «с. *.|

Ч« 'П

-м ь. ■

£1и.м К :'1

Гілел

430

1 1*50

■ го

і:

'■ Ь.іі.'

,■

і) ІОІІ

11 і .;:і

; :;/ц

V.-. ". Г.П.Іі?,

ід^ош:[міт

Ц-'-і--

І .1. ЇІ.ми-

Ь ЛІІ ГіТ."К-

к к-;г-г.і т--Йіф-.иил Іі

L V і иі їй1 їй ,1;'. І! Й11-1 .і иі у: л ;■ г іі мі кД,к1. г:. жкр Шл

{Гімн и-_у,Й ■:я:)йсгкя.

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, №2, 1992

Таблица 5

Жирные КИСЛОТЫ Содержание в сыре, %

Солнеч- ный | Витаминный

Капроновая 1,14 1,16

Каприловая 1,07 1,08

Каприновая 2,49 2,47

Лауриновая 3,09 3,32

Миристиновая 10,62 10,82

Пентадекаиовая 2,93 3,29

Пальмитиновая 30.02 29.40

Гептадекановая 0,54 0,66

Стеариновая 11,48 11,52

Олеиновая 27,68 26,02

Линолєвая 3,44 3,53

Лішоленовая 0,95 1,21

^Насыщенных, 64,09 64,86

в том числе низко-

молекулярных 7,79 8,03

^Ненасыщенных 35,91 35,14

На опытные партпи этих сыров разработана и утверждена нормативно-техническая документация: ТУ 10 РСФСР 21 —168—89 и цу 10 РСФСР 21 — 167—89.

ЛИТЕРАТУРА

1. И л ь е н к о-П е т р о в с к а я Т. П., Б у х т а р е в а 3. Ф.

Товароведение пищевых жиров, молока и молочных продуктов. — М.: Экономика, 1980. — 274 с.

2. Богатырев А. Н., С п и р и ч е в В. Б. Витаминизация пищевых продуктов — важнейший путь повышения их качества //Пищ. и перерабат. пром-сть. — 1987. — № 10. — С. 46—51.

3. Химический состав пищевых продуктов /Под ред. И. М. Скурихина. — М.: ВО Агропромиздат, 1987.— 359 с.

4. Пищевые жиры, молоко, молочные и яичные продукты /Под ред. М. А. Габриэльянца /Товароведение пищевых продукте)!. — М. — 3 979. — 75 с.

5. Л и- т в и и о в Л. Д., Руденко Б. А. Газовая хроматография в биологии и медицине.—М.: Медицина, 1971. — 224 с.

6. Руководство по методам исследования, технохими-ческому контролю и учету производства в масложировой пром-сти /Под ред. В. П. Ржехина, А. Г. Сергеева. 2 ЦТ р. ВНИИЖ. — Л. — 1965. — 872 с.

7. Методы анализа пищевых, сельскохозяйственных продуктов и медицинских препаратов: Пер. с англ. /Под ред. А. Ф. Наместникова.—М.: Пищ. пром-сть, 1974. — С. 743.

8. Деве и и Т., Гер в ей Я. Аминокислоты, пептиды и белки. М.: Мир, 1976. — 154 с.

9. Рядчиков В. Г. Улучшение зерновых белков и их оценка. — М.: Колос, 1978. — 360 с.

10. ГОСТ 9225—84. Молоко и молочные продукты. Методы микробиологического анализа.

Кафедра товароведения Поступила 09.07.91

.ЙЗЙ854.78.002.3 : 665.347.8

КЛАССИФИКАЦИЯ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА НА ГРУППЫ ПО ИХ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

С. Ю. КСАНДОПУЛО, А. Б. БОРОВСКИЙ

Краснодарский омЕа Трудового Красного Знамени Влитехнический щютцтут

В работах [1, 2, 3] отмечена связь между биохимическими, технологическими и физн-ко-механическими свойствами семянок подсолнечника. Отмечена связь между активностью липазы, маслнчностью семян и их кислотным числом (К- ч.). Изучена неоднородность семян по активности ферментов и вытекающая отсюда целесообразность деления семян на группы по этому признаку. Неоднородность семян по активности ферментов обусловливается как физиологическим состоянием, связанным с различием условий созревания семян в корзинке материнского растения (естественная неоднородность), так и различным влиянием технологических приемов в процессах послеуборочной обработки и хранения па активность ферментов системы (индуцированная неоднородность). Для организации оптимальных технологических воздействий необходимо учитывать изменение активности ферментов н К- ч. масла в семенах при хранении различных групп семян. По направленности п интенсивности действия гидролитических и окислительных ферментов све-жеубранные семена были разделены па 'чет№; .-ре группы [2].

Представляет научный и практический интерес исследовать распределение производственных партий семян подсолнечника по биологической активности с целью определения биологического потенциала ферментной системы семян как объекта хранения, а также подтвердить возможность классификации партий семян с применением доступного в производстве технологического показателя, каким является К. ч.

Объектом исследования служили образцы производственных партий семян с влажностью до 9%, поступившие в период с сентября по апрель. В качестве биохимических показателей рассматривались активности липазы [4] и липоокенгеназы [5], а также всхожесть [6].

Липаза является важнейшим гидролитическим ферментом, липоокенгеназы — важнейшими окислительными ферментами ферментного комплекса масличных семян, в решающей степени формирующих при послеуборочной обработке и хранении качество получаемых из семян масел [1, 2, 3]. Всхожесть является интегральным показателем целостности ферментного комплекса семян [7] и при хранении масличных культур промышленного назначения

рассматривается как один и£ важнейших показателей эффективности хранения.

На первом этапе исследования была поставлена задача классификации партий семян по трем указанным показателям биологической активности. Поскольку арпоп было неизвестно ни число классов, пн их границы в пространстве выбранных признаков, использовался многомерный статический метод — агломеративно-иерархнческий кластерный анализ [8] (обучение без учителя).

Основой для обнаружения классов является матрица различия классифицируемых образцов, представленная в исследованной методе матрицей евклидовых расстояний

Ге

с! 1 х: ) :

к - ;

I = 1 ...п; )=1...п; к=1...3, (1)

где сЬ( — евклидово расстояние между 1-ТЫМ и ]-тым объектами;

— значение к-го признака уЬтого и ]-того объектов соответственно;

Р — число признаков.

После вычисления матрицы расстоянии классифицируемые объекты объединяются в группы последовательно за (п—1) шагов (к—

число объектов). Райичия ме>щу классами (кластерами) вычислялись методом «средней связи» [8], позволяющим выделять кластеры сложной формы.

Последовательно совокупность объектов делили на 2, 3, 4 и 5 классов. Оценку качества разделения проводили путем визуализации границ полученных кластеров в координатах признаков-показателей биологической активности. Оптимальным оказалось деление исследуемых образцов па 4 класса. Результаты классификации производственных партий семян подсолнечника по биологической активности показаны на рнс. 1, 2 и в табл. 1.

мг-мии 1

Рнс. 1. Класс: # — 1. X — 2, □ — З, Д — 4 ’

Таблица 1

Класс Число образцов и классе Процент числа образцов Диапазон значений показателей

активность липазы активность липооксигеназы всхожесть. %

мин. макс. ср. мин. макс. ср. мин. макс. | ср.

1 18 41,9 0 38 21 2 41 14 49 79 63

2 4 9,3 10 32 24 5 17 12 84 88 86

3 7 16,3 16 24 20 9 15 12 32 44 39

4 14 32,5 0 14 2 1 130 50 0 21 6

Как видно из рис. 1 и табл. 1, в пространстве показателей активность липазы—активность липооксигеназы деление на классы является нечетким (классы 2 и 3 поглощены классом 1, а класс 4 пересекается с классами 1 и 2). Это может быть объяснено тем, что классификации подвергались не партии свежеубран-пых семян, в которых неоднородность по биологическим свойствам является естественной, а партии семян, подвергшихся различным воздействиям, как увеличивающих, так и уменьшающих исходную неоднородность, причем это действие неоднозначно для разных показателей [1, 21.

Иная картина наблюдается при рассмотрении классификации в координатах всхожесть-активность ферментов. Деление на классы достаточно четкое. Согласно рис. 2 А, Б и табл. 1, можно охарактеризовать классы следующим образом:

1-й класс — активность липазы изменяется от минимума до максимума, активность липо-оксягеназы в основном низкая, всхожесть средняя (от 49 до 79%);

2-й класс — активность липазы изменяется в широком диапазоне, активность липооксигеназы низкая, всхожесть высокая (более 80%);

3-й класс — активность липазы средняя, активность линооксигеиазы низкая, всхожесть низкая (32—44%);

4-й класс — активность липазы низкая, активность липооксигеназы изменяется в широких пределах (от минимума к максимуму), всхожесть очень низкая (не более 21%).

Анализируя свойства полученных классов семян как объектов послеуборочного дозревания и хранения, можно сделать вывод, что 1-й класс — это семена, не прошедшие послеуборочного дозревания и хранения, обладающие биологическим потенциалом для проведения этих процессов, либо зрелые семена, но теряющие свою жизнеспособность в результате неудовлетворительной сырьевой технологии. Образцы семян, относящиеся ко 2-му классу, — это семена, прошедшие послеуборочное дозревание и сохраняющие биологическую активность. В 3-й класс входят образцы

г

и &ічіщ

І^І ііїя." И М. я к <ч

і ь,:^с;сри Ь.етггг п.е-

■ С ҐІ ''^Г-Тп н

^ •;■:./> і. 7 а ЦГ4 и О" и :_■:! ь'\1 А Ь-ч.. л-.'. і '"і ■

С.М- ьКи..^' Ґ1. ■. і у г і ц г^. і ь:

; .'.і' ііі: ■ № н кт 11Р-11: ■ ■

ИЗВ&СТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2, 1992-.

49

і — 4 л н и і і

Г. ц

’Г'

М3

ёР

■;н

/ШбО.Ч.чР.-а н (Гч',:^ ;

•?Т*111Й. ?к-і-сг-ул'ргть

і.і? к-і?.. аи-н и ийро-

І к'-'к-И V л\‘ ),

• 2. !^У

: "тйссггК

Г. ”0*]1Р^й-к'КЛ. ^то ЕШ; і.исЛ^-ОйЛІУДІШ-

цч цюн. <:< 'гі?нн, но р-*яу.">.тя-те;«ь>дп-и:: 2-яу

П)::іігуґк>-

^0л1С>ІГ';п^Є -г иср^иа-л.

!і

А

ЛГ*

80

60

го

^3

I © \ № © ^ О . 0 \

V 0 1

V 1

л л А Л Т А л Л А ■

3 5 ^

я:

Рис. 2. Обозначения по рис. 1

недозрелНе, с ограниченной биологической активностью, послеуборочное дозревание которых малоэффективно. Наконец, к 4-му классу относятся образцы семян, явно испорченные, либо мертвые, либо подвергшиеся значительным неблагоприятным воздействиям. Отметим, что такая трактовка свойств классов корреспондируется (перекликается) с проведенной в работе [2] классификацией семян по активности ферментного комплекса в ее динамике при хранении.

Дополнительную информацию о причинах формирования обнаруженной структуры партий семян по биологической активности дает рассмотрение динамики поступления семян от поставщиков. Основное количество семян в период массовой заготовки (сентябрь—октябрь) составляют семена 1-го класса, причем вероятнее всего это семена, не прошедшие послеуборочного дозревания.

По мере поступления семян во времени падает доля семян высокого качества (1—2-й классы). Значительно уменьшается доля 3-го класса, возможно, за счет существенной потери биологической активности такими семенами. Вместе с тем растет доля семян 4-го класса, являющихся нежелательными объектами хранения. По-видимому, эти семена либо были поздно убраны, либо хранились у поставщиков

в неблагоприятных условиях, приведших их к глубокой порче.

Полученная классификация производственных партий семян по биологической активности может служить основой для разработки вариантов организации работы сырьевого хозяйства (обоснование которых является предметом отдельной статьи). Однако для организации приемки сырья по биологической активности необходимо иметь индикатор биологического состояния семян—показатель, который может быть измерен в условиях производства (за ограниченное время с приемлемой точностью). Очевидно, этот показатель должен быть достаточно информативен как с точки зрения представления информации о качестве семян [3], так и с точки зрения представления аналитической информации (обладать точностью и экспрессностью). Таким показателем может являться кислотное число масла в семенах [3, 9].

■ ! !

і ® ! О і (

1 <Ь 0 ООО 0 О ©Є»

1 1© о о

т 1 $ ® ©0 \ А

9 І

Г 1 а Ф э ^ і і і

в і і

© | і

<эе <£©0© ©©0 1®

©е© ©© © 1 [ г . 1 } ! , і г І

а 2 * в <* МГ АСИ

Рис. 3

Распределение классов семян по биологической активности показано на рис. 3. Очевидно, разделение 1-го и 2-го классов по признаку К. ч. не может быть произведено, так как оба класса занимают диапазон К. ч. от 0,98 до 4,10 мг КОН.

Учитывая близкий биологический потенциал 1-го и 2-го классов (рис. 1, 2 — 1-й

класс перекрывает 2-й), их поведение при послеуборочном дозревании будет близким, что определит одинаковые технологический воздействия.

Для других классов возможно более четкое деление на классы биологической активности по кислотному числу масла в семенах.

Классифицирующее правило-.дЛя образца X; имеет вид

хі^ класс 1 и 2, если 0,90<К. ч.<3,00 мг КОН; хіЄ класс 3,

если 3,00^К- ч.<3,95 мг 1\0Н; хі^ класс 4,

если К- ч.^3,95 мг КОН.

По заданному правилу проведен прогноз отнесения того пли иного образца к определенному классу. Результаты прогноза классности семян по показателю кислотного числа в соответствии с правилом (2) приведены в табл. 2.

Таблица 2

Класс

Прогноз

1 + 2

3

4

1—2

21

1

1

1

2

13

Точность классифицирующего правила оценивается величиной [10]:

А

Р. ш-. : Р(1,2) I р '■ I

& +Р‘8’ №

- -<4'

' "5г

(3)

где Р^ — вероятность появления [-того класса в обучающей выборке;

п„ш(1) — число ошибочных классификаций объектов экзаменующей выборки из Ьтого класса;

N1 — число объектов Ьтого класса в экзаменующей выборке.

Так как обучающая выборка служила и экза-

А

мепующей, Р„ш вычисляется по уравнению:

РОШ = (ПоиД'^ + П, ш(3) + Ппт(4))/{К1.9 +

+ ;Мз + Н4) = 5/43 === 0,1 16.

Таким образом, точность класснфнцирую-

Д

щего правила составляет (1—Рпш) =0,884 или 88,4%, что следует признать удовлетворительным, учитывая, что объектом классификации являлись производственные партии семян, характеризующиеся сложным профилем биологических и технологических показателей, отражающих как естественную, так и индуцированную неоднородность свойств семян.

Выводы

1. С использованием метода агломератив-но-нерархического кластерного анализа проведена классификация производственных партий семян подсолнечника по показателям биологической активности — активность липазы, липоокспгеназы и всхожести. По данным показателям семена разделены на четыре класса.

2. Как объекты послеуборочной обработки и хранения благоприятным сочетанием биологических свойств обладают семена, отнесенные к первому и второму классам и поступающие на производство в сентябре-ноябре. Наименее пригодны к хранению партии семян, относящиеся к четвертому классу.

3. В качестве классифицирующего показателя по биологической активности эффективно применение кислотного числа масла в семенах. Полученное классифицирующее правило обладает точностью более 88%.

ЛИТЕРАТУРА

1. К с а н д о п у л о С. Ю., Ключкин В. В. Неоднородность семян подсолнечника по активности ферментов. Сообщ. 1 //Масложир. пром-сть. — 1987. —-№ 6.

2. К с а н д о п у л о С. Ю., Ключкин В. В. Неоднородность семян подсолнечника по активности ферментов. Сообщ. 1 //Масложир. пром-сть. — 1987. — № 7.

3. К с а н д о п у л о С. Ю., Кошевой Е. П., Копе й-к о в с к и й В. М. Статистические исследования показателей качества семян подсолнечника //Масложир. пром-сть. — 1981. — № 12.

4. Григорьева В. Н., Миронова А. Н., Петрова А. Н. Изучение гидролитических ферментов маслинных семян. — Труды/ВНИИЖиров. — 1977, —. Вып. 33. — С. 3-12.'

о. Активность липоокспгеназы семян подсолнечника различных классов /С. Ю. Ксандопуло, В. М. Ко-пейковский, В. Н. Григорьева, В. В. Ключкин // Масложир. пром-сть. — 1979. — № 12.—С. 14— 16.

6. ГОСТ 12038—84. Методы определения всхожести.

7. Жизнеспособность семян: Пер. с англ. /Под ред. Е. Робертса. — М.: Колос, 1978. ■— 415 с.

8. Компьютерная биометрика /Под ред. В. Н. Носова. — М.: Изд.-во МГУ, 1990. — 232 с.

9. Боровский А. Б. Процессы переноса тепла и влаги и изменения качества в хранящейся массе семян подсолнечника /Автореф. дис. ...канд. техн. наук — Краснодар: КПИ, 1990. — 24 с.

10. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов /К. Хартман, Э. Лецкий, В. Шефер и др. /Под ред. Э. К- Лецкого. — М.: .Мир, 1977. — 552 с.

Кафедра технологии жиров

Поступила 29.01.92

Б<с.:гя*

й'.:

Сй.1. и ч-ґ І і ((іїн'ггндр.?] “' І Т.| і 'І І -! І"

сл-ъкны:-

г-П'^'Г, І-.

іі'.'.і ф*. і-1 'і?

■"М

V А .! І______І

7і"'І. лЛА-.-і гог;; 11 11. І-..-: . — литлв •

і.рИ У.І'-ГГП р:Юї“ Ї-Ч'і і'-'г С>иі и и ;* 111 и.и VI:І. !і:І.І Р ■•.1:1

СлГг І. и:

:у І І ■

И

. ИІІ^'ІІ г фі_ І-:_І І' і и 0іі-іі -іі .і- :

11. їм щ.і; . [.ос-. І

і;;іМ!гі:-:і і. -'

[-і

11 "ІГ...

і і-у. ГПУ/Г 11СЙ Ю'ІН:

3. .. - і*:

ніи-к шл■:: ТЬ Б .і

і. а

|ІҐ&К.ІНО

іи.і

іч;и . і Ой_і_ц

ч-1 у і::.і .лі

Гііі: К -иин ->І НІ *