CC BY
13М
УДК 664.1:663.63:632.35
О переработке свекловичного сырья с разной степенью бактериального увядания
Л.Н. ПУТИЛИНА, канд. с/х наук (e-mail: lputilina@bk.ru) H.A. ЛАЗУТИНА
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»
ВВЕДЕНИЕ
Качество поступающего в переработку свекловичного сырья является важнейшим фактором, определяющим технико-экономические показатели работы предприятий сахарной промышленности. Повсеместное снижение плодородия и возрастание инфекционного фона почвы, преобладание восприимчивых к местным патогенам зарубежных гибридов в сортаменте сахарной свёклы провоцирует развитие болезней корневой системы.
В последние годы серьёзный урон свеклосахарному производству наносит сосудистый бактериоз (бактериальное увядание), вызывающий потерю турго-ра с последующим загниванием корнеплодов в поле и скоротечное загнивание инфицированных корнеплодов после уборки в кагатах. Возбудители болезни — факультативные паразиты, которые переходят с са-протрофного типа питания на паразитизм при ухудшении условий существования растений [4]. Особенностью бактериального увядания является скрытый характер при более благоприятных погодных условиях, когда нет видимых признаков поражения, кроме увядания листьев и потери тургора корнеплода без его загнивания. Поражённое бактериями свекловичное сырьё со слабо выраженными симптомами болезни попадает на переработку как здоровое, и это становится одной из главных причин снижения выхода сахара на свеклосахарных заводах [1]. Кроме того, заселённые бактериями корнеплоды быстро загнивают в кагатах. В свете вышеизложенного научный и практический интерес представляет вопрос, касающийся переработки сахарной свёклы с разной степенью бактериального увядания.
Исследования проводились на базе лаборатории хранения и переработки сырья ВНИИСС с использованием общепринятых методов оценки свёклы [2, 7]. Объектом исследования являлись корнеплоды сахарной свёклы гибридов отечественной и зарубежной селекции.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В результате мониторинга посевов сахарной свёклы в 2011—2015 гг. в свеклосеющих хозяйствах ЦЧР выявлено, что сырьё, поступающее на сахарные заводы, может на 20 % и более быть инфицированным возбудителями сосудистого бактериоза (табл. 1).
Свеклосахарные предприятия приёмку сахарной свёклы проводят в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52647-2006, согласно которому кондиционное сырьё должно содержать не более 5 % увядших корнеплодов. В противном случае его относят к некондиционному. В состав 5 % могут входить корнеплоды с 4-5-балльным поражением сосудистым бактериозом. Но среди остальной массы могут встречаться корнеплоды не только здоровые, но и поражённые на 1—3 балла, при визуальном осмотре которых трудно определить сосудистый бактериоз. Однако в результате исследований подтверждено снижение технологического качества свеклосырья, в котором присутствуют корнеплоды с частичной потерей тур-гора, обусловленной развитием сосудистого бактериоза в начальной стадии [5]. С учётом разработанной
Таблица 1. Распространение (Р) и развитие (Я) бактериального увядания в посевах сахарной свёклы ЦЧР
Место обследования посевов Год Гибрид Р, % R, %
Подгоренский р-н Воронежской области 2011 ХМ-1820 85 48
Геракл 90 52
Алексеевский р-н Белгородской области 2012 Земис 80 42
Хамбер 75 40
Шаннон 78 29
Леопард 90 45
Ольховатский р-н Воронежской области 2013 Шериф 40 22
Рамонский р-н Воронежской области 2014 Портланд 35 27
2015 Муррей 37 24
38 САХАР № 2 • 2018
За то, что наша жизнь не блёкла, [жД рюшмопо
мы говорим: спасибо, свёкла! ^¡г оебрнег
121248, Москва, Кутузовский проспект, дом 7/4, корпус 1, офис 171 +7 (495) 974-62-51 \пРоЭАоптопd-desprez.ru www.florimond-desprez.com
КОМПЛЕКСНАЯ РЕКОНСТРУКЦИЯ САХйРНЫХ ЗйКОДОК
ВНИИСС 5-балльной шкалы поражённости сахарной свёклы сосудистым бактериозом были сформированы образцы корнеплодов по схеме, включающей в себя возможные варианты состава свекловичного сырья с разной степенью бактериального увядания, которое может поступать на свеклоприёмные пункты свеклосахарных заводов:
I) здоровые корнеплоды;
II) 50 % корнеплодов, поражённых сосудистым бактериозом на 1—3 балла;
III) 5 % корнеплодов, поражённых сосудистым бактериозом на 4—5 баллов и 35 % — на 1—3 балла;
IV) 20 % корнеплодов, поражённых сосудистым бактериозом на 4—5 баллов.
В результате технологической оценки анализируемых образцов выявлено изменение технологического качества сырья и продуктов его переработки от соотношения в свекломассе корнеплодов с разной степенью бактериального поражения (табл. 2).
В результате анализа технологического качества анализируемых образцов сахарной свёклы в сравнении с вариантом I (здоровые корнеплоды) установлено, что в варианте II снижается сахаристость на 0,70 абс. % и увеличиваются сухие вещества на 0,64 абс. %; повышается содержание РВ и а-аминного азота в 1,3 раза; ухудшается чистота клеточного и очищенного соков на 0,7 и 1,9 абс. % соответственно; в 1,5 раза увеличивается содержание солей кальция в очищенном соке; уменьшаются прогнозируемый выход сахара на 1,24 абс. % и коэффициент его извлечения — на 3,8 абс. %; увеличиваются потери сахара в мелассе на 0,47 абс. % (см. табл. 2).
Вариант III характеризуется повышенным в два раза содержанием РВ, что свидетельствует о процессе распада сахарозы в связи с наличием бактериального инфицирования. Определение белковых веществ в клеточном соке варианта III показало уменьшение их количества с 19,62 (здоровые корнеплоды) до 10,92 мг/см3*100 СВ, что обусловлено повышением активности протеолитических ферментов микробного происхождения, содержащихся в свёкле. Отмечено повышение в 1,7 раза содержания а-аминного азота, присутствие которого препятствует кристаллизации сахара и увеличивает его содержание в мелассе в 1,5 раза. В сравнении с вариантом I (здоровые корнеплоды) чистота клеточного и очищенного соков ниже на 1,8 и 3,8 абс. % соответственно; уменьшается прогнозируемый выход сахара на 2,09 абс. % и ухудшается его извлекаемость на 8,1 абс. % (рис. 1).
При обилии бактерий в тканях свекловичного сырья, соответствующего варианту IV, в процессе переработки может произойти нарушение технологического процесса экстракции в диффузионном аппарате, накопление в диффузионном соке продуктов жиз-
g 90
у 80
% 70
5 60
s su g
ä 40
l30 f 20 л
II III
Вариант а
81
¿Z
Ж
72,9
66,5
IV
I II III
Вариант б
Рис. 1. Прогнозируемый выход сахара (а) и коэффициент его извлечения (б) в зависимости от количества в свекломассе корнеплодов с разной степенью бактериального увядания
Таблица 2. Технологическое качество сахарной свёклы в зависимости от соотношения корнеплодов с разной степенью
бактериального увядания
№ п/п Исследуемые параметры Варианты
I II III IV
1. Свёкла
1.1 Сахаристость, % 16,77 16,00 15,80 14,50
1.2 Содержание а-аминного азота, ммоль/100 г свёклы 2,22 2,93 3,88 6,23
1.3 Массовая доля РВ, % 0,093 0,125 0,186 0,312
1.4 Массовая доля углекислой золы, % 0,654 0,638 0,610 0,665
1.5 Сухие вещества, % 25,88 26,52 26,97 28,21
2. Нормальный клеточный сок
2.1 Величина рН при 20 оС 6,40 6,38 6,17 6,00
2.2 Содержание белковых веществ, мг/см3х100 СВ 19,62 15,73 10,92 7,65
2.3 Чистота, % 85,70 85,00 83,90 80,90
3. Очищенный клеточный сок
3.1 Массовая доля солей Са, % СаО 0,020 0,029 0,038 0,052
3.2 Чистота, % 91,30 89,40 87,50 85,40
4. Расчётные показатели
4.1 Прогнозируемый выход сахара, % 13,59 12,35 11,50 9,64
4.2 Коэффициент извлечения сахара из свёклы, % 81,0 77,2 72,9 66,5
4.3 Прогнозируемые потери сахара в мелассе, % 2,18 2,65 3,30 3,86
№ 2 • 2018 САХАР
FLGRIMOND
DESPREZ
39
За то, что наша жизнь не блёкла,
мы говорим: спасибо, свёкла!
121248, Москва, Кутузовский проспект» дом 7/4, корпус 1, офис 171 +7 (495) 974-62-51 ¡nfoЯorimond-desprez.ru www.flonmond-desprez.com
ШШ
недеятельности микроорганизмов, что в дальнейшем приведёт к значительному ухудшению его качества и, соответственно, снижению выхода сахара. В данном варианте в сравнении с контрольным (I) отмечено уменьшение чистоты клеточного и очищенного соков на 4,8 и 5,9 абс. % соответственно, увеличение в 2,6 раза содержания солей кальция в очищенном соке, снижение выхода сахара на 3,9 абс. %, увеличение потерь сахара в мелассе в 1,8 раза.
После уборки корнеплоды сахарной свёклы представляют собой уже качественно иной биологический объект, чем при вегетации. Они лишены притока пластических веществ из надземных органов, а также поступления элементов минерального питания и воды из почвы. Взаимосвязь с окружающей средой ограничена и сводится в основном к поглощению кислорода и выделению углекислоты. Главную роль в этом процессе играет дыхание и связанные с ним биохимические процессы, происходящие в корнеплодах [3]. О реакции свеклосырья на поражение болезнями можно судить по интенсивности дыхания корнеплодов, с которым связано выделение ими тепла [6]. Исследования показали, что если интенсивность дыхания здоровых корнеплодов (вариант I) составила 16,80 мг СО2/кг х ч, то в остальных вариантах наблюдалось увеличение данного показателя до 20,94—29,28 мг СО2/кг х ч. Наибольшая интенсивность дыхания была у корнеплодов варианта IV (29,28 мг СО2/кг х ч) (рис. 2).
Выделение тепла корнеплодами в опытных вариантах находилось на уровне 230,3 (II), 283,9 (III), 322,1 (IV) кДж/т х ч соответственно, тогда как у здоровых корнеплодов данный показатель составил 184,8 кДж/т х ч (рис. 3). С изменением интенсивности дыхания сахарной свёклы согласуется изменение таких показателей, как содержание сухих веществ
а-
Вариант
Рис. 2. Интенсивность дыхания сахарной свёклы в зависимости от количества в свекломассе корнеплодов с разной степенью бактериального увядания
и сахарозы. Так, в вариантах ГГ—ГУ наблюдалось повышение интенсивности дыхания, а вместе с этим повышение содержания сухих веществ (СВ) и снижение содержания сахарозы (см. табл. 2).
Поражённые сосудистым бактериозом корнеплоды могут вызвать осложнения при хранении, о чём свидетельствует повышение интенсивности дыхания с 16,80 до 29,28 мг СО2/кг*ч при увеличении степени развития сосудистого бактериоза.
Инфицированные корнеплоды с менее выраженными симптомами бактериального увядания (соответствующих 1—3 баллам) после уборки быстро загнивают. Во время хранения в кагатах в тканях таких корнеплодов происходит интенсивное размножение аэробных бактерий и скоротечное развитие бактериальной гнили, начинающейся с хвостовой части.
Таким образом, установлено, что по мере повышения в свекломассе количества корнеплодов, в разной степени поражённых сосудистым бактериозом, снижается сахаристость на 0,8—2,3 абс. %; повышается содержание РВ в 1,3—3,4 раз и а-аминного азота в 1,3—2,8 раза; ухудшается чистота клеточного и очищенного соков на 0,7—4,8 и 1,9—5,9 абс. % соответственно; уменьшается прогнозируемый выход сахара на 1,2—3,9 абс. % и коэффициент его извлечения — на 3,8—14,5 абс. %; увеличиваются потери сахара в мелассе на 0,5—1,7 абс. %.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании выявленной зависимости технологического качества сахарной свёклы и продуктов её переработки от соотношения в свекломассе корнеплодов с разной степенью бактериального увядания предложены варианты использования соответствующего свекловичного сырья на сахарных заводах:
40 САХАР № 2 • 2018
ЗА то, что наша жизнь не блёкла, [жд рюшмопо
мы говорим: спасибо, свёкла! ^¡г оебрнег
121248, Москва, Кутузовский проспект, дом 7/4, корпус 1, офис 171 +7 (495) 974-62-51 ¡пРоЭАоптопН-с^зргег.ги www.florimond-desprez.com
КОМПЛЕКСНАЯ РЕКОНСТРУКЦИЯ САХАРНЫХ ЗАП0Д0Я
— для получения данных о состоянии свекловичного сырья и прогнозирования производственно-технических показателей свеклосахарных заводов необходимо до уборки проводить фитосанитарный мониторинг посевов сахарной свёклы;
— свекловичное сырьё, содержащее до 50 % корнеплодов, поражённых сосудистым бактериозом на 1—3 балла, можно отнести к кондиционному, так как внешне корнеплоды выглядят здоровыми. Сахарная свёкла, идентичная по качеству исследуемому образцу, может быть переработана с удовлетворительными производственно-техническими показателями;
— сырьё, в состав которого входит не более 5 % корнеплодов, поражённых на 4—5 баллов и до 35 % — на 1—3 балла, также можно отнести к кондиционному, так как содержит допустимое ГОСТ Р 52647-2006 (не более 5 %) количество увядших корнеплодов. Переработка сахарной свёклы, идентичной по качеству исследуемому образцу, возможна, но с низкими производственно-техническими показателями;
— сырьё, содержащее свыше 5 % корнеплодов, поражённых на 4—5 баллов, относится к некондиционному. Сахарные заводы могут принимать такое сырьё в переработку, например, подмешивая к кондиционному сырью. Однако не исключены осложнения при переработке данной партии свёклы;
— свекловичное сырьё, содержащее более 50 % корнеплодов, поражённых на 4—5 баллов сосудистым бактериозом, перерабатывать нецелесообразно, и такое сырьё следует утилизировать;
— поражённые сосудистым бактериозом корнеплоды могут вызвать осложнения при хранении, о чём свидетельствует повышение интенсивности дыхания с 16,80 до 29,28 мг СО2/кг*ч при увеличении степени бактериального увядания;
— после уборки у корнеплодов без внешних признаков поражения сосудистым бактериозом, соответствующих 1—3 баллам, возможно быстрое почернение хвостовой части вследствие размножения бактерий. В связи с этим свекловичное сырьё, инфицированное сосудистым бактериозом, следует перерабатывать «с колёс».
Список литературы
1. Апасов, И.В. Изменение технологических качеств корнеплодов сахарной свёклы, поражённых сосудистым бактериозом [Текст] / И.В. Апасов, Л.Н. Пу-тилина, Г.А. Селиванова // Сахар. — 2014. — № 9. — С. 3-38.
2. Инструкция по химико-техническому контролю и учёту свеклосахарного производства ВНИИСП [Текст]. - Киев, 1983. - 476 с.
3. Капустников, Ю.А. Разработка способов повышения сохранности массы и качества корнеплодов
сахарной свёклы в условиях ЦЧР: Автореф. дисс. ... канд. с/х наук [Текст] / Ю.А. Капустников // Рамонь, 2003. - 22 с.
4. Путилина, Л.Н. Сосудистый бактериоз сахарной свёклы и меры ограничения его развития в ЦЧР [Текст] / Л.Н. Путилина [и др.] // Сахар. — 2016. — № 5. - С. 29-32.
5. Путилина, Л.Н. Технологическая оценка сахарной свёклы, инфицированной возбудителями сосудистого бактериоза в период вегетации [Текст] / Л.Н. Путилина [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий.
- 2016. - № 3 (69). - С. 239-247.
6. Свиридов, А.В. Факторы, влияющие на микроклимат в кагатах сахарной свёклы [Текст] / А.В. Свиридов, Е.И. Дорошкевич, В.В. Просвиряков // Защита и карантин растений. - 2013. - № 11. - С. 17-20.
7. Чернявская, Л.И. Технохимический контроль сахара-песка и сахара-рафинада [Текст] / Л.И. Чернявская, А.П. Пустоход, Н.С. Иволга. - М. : Колос, 1995.
- 382 с.
Аннотация. В результате мониторинга посевов сахарной свёклы в 2011-2015 гг. в свеклосеющих хозяйствах ЦЧР выявлено, что сырьё, поступающее на сахарные заводы, может на 20 % и более быть инфицированным возбудителями сосудистого бактериоза (бактериального увядания). Установлено, что по мере повышения в свекломассе количества корнеплодов, в разной степени поражённых сосудистым бактериозом, снижается сахаристость на 0,8-2,3 абс. %; повышается содержание РВ в 1,3-3,4 раз и а-аминного азота в 1,3-2,8 раза; ухудшается чистота клеточного и очищенного соков на 0,7-4,8 и 1,9-5,9 абс. % соответственно; уменьшается прогнозируемый выход сахара на 1,2-3,9 абс. % и коэффициент его извлечения -на 3,8-14,5 абс. %. Предложены варианты по использованию на свеклосахарных заводах свекловичного сырья с разной степенью бактериального увядания.
Ключевые слова: сахарная свёкла, бактериальное увядание, сосудистый бактериоз, технологическое качество, сахаристость, выход сахара.
Summary. As a result of sugar beet field monitoring of beet-growing farms in the Central Black-Earth Region in 2011-2015, it has been revealed that beet row material received by sugar refineries can be infected with vascular bacteriosis (bacterial wilt) pathogenes by 20 % and more. It has been determined that as the number of beet roots with different degree of bacterial affection in beet mass increases, sugar content is reduced by 0.8-2.3 absolute %, content of reducing substances increases 1.3- to 3.4-fold, and content of а-amine nitrogen increases 1.3- to 2.8-fold. Purity of cell and clarified juices decreases by 0.7-4.8 and 1.9-5.9 absolute %, accordingly. Forecasted sugar yield is reduced by 1.2-3.9 absolute % and its extraction coefficient decreases by 3.8-14.5 absolute %. Variants of using beet row material with different degree of bacterial wilt at sugar refineries have been suggested.
Keywords: sugar beet, bacterial wilt, vascular bacteriosis, technological quality, sugar content, sugar yield.
№2.2018 САХАР 41
m
flgrim0n0 за то, что наша жизнь не блёкла,
DESPREZ мы говорим: спасибо, свёкла!
121248» Москва» Кутузовский проспект» дом 7/4, корпус 1,офис 171 +7 (495) 974-62-51 tnfoíDflorimond-des prez.ru www.flortinond-desprez.com
