CC BY
31
УДК 633.63.004.4
ОБОСНОВАНИЕ КРИТЕРИЯ ХРАНИМОСПОСОБНОСТИ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
КОСУЛИН Г.С.,
кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник ФГБНУ «Курский федеральный аграрный научный центр» НИИ сахарной промышленности; e-mail: [email protected]; тел. (4712) 58-41-85.
САЛТЫК И.П.,
доктор экономических наук, профессор, профессор кафедры физико-математических дисциплин и информатики ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: [email protected]; тел. (4712) 53-14-25.
ИБРАГИМОВ Р.М.,
кандидат юридических наук, доцент ООВО «Московский исламский институт»; e-mail: [email protected]; тел. 8-964-534-09-96.
ГЛЕБОВА И.А.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, ФГБОУ ВО МГУТУ им. К.Г. Разумовского; e-mail: [email protected]; тел. 8-965-405-65-38.
БОЛОХОНЦЕВА Ю.И.,
кандидат экономических наук, старший преподаватель ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: [email protected]; тел. (4712) 39-40-17.
Реферат. В аграрной науке существует понятие хранимоспособности сахарной свеклы, означающее способность корнеплодов к послеуборочному хранению в определенных условиях, в зависимости от которых длительность сохранности сырья может меняться. В результате проведенного анализа были выявлены факторы, оказывающие положительное влияние на его храни-моспособность, доказана необходимость ее повышения. Способность корнеплодов к такому хранению характеризуется совокупностью их физиологических, биохимических и иммунных свойств, которые можно выразить через основные показатели интенсивности физиолого-биохимических и микробиологических процессов. Совокупность фактических значений этих показателей вполне характеризует хранимоспособность корнеплодов, а общее отражение основных показателей через интегральный (обобщенный) показатель может являться критерием оценки их возможности храниться в кагатах. Данные разработки при их внедрении в практику будут способствовать повышению продовольственной безопасности страны [4, 5, 6].
Ключевые слова: сахарная свекла, хранимоспособность, кагатная гниль, обмен веществ, химические превращения, ферменты, микроорганизмы, кагатное гниение, углеводный обмен, активность инвертазы, накопление гнилой массы.
JUSTIFICATION CRITERIA OF CAPACITY OF SUGAR BEET
SALTYK IP.,
doctor of Economic Sciences, Professor, Senior Researcher Kursk State Agricultural I.I. Ivanov Academy, e-mail: [email protected]; tel. (4712) 53-14-25.
IBRAGIMOV R.M.,
candidate of Legal Sciences associate Professor of the Department of "Legal disciplines" Department "Jurisprudence"; e-mail: [email protected]; tel. 8-964-534-09-96.
GLEBOVA I.A.,
candidate of economic sciences, head of the department of management ANOO V "Social and legal institute of economic security"; e-mail: [email protected], tel. 8-965-405-65-38.
KOSULIN G.S.,
candidate of Agricultural Sciences, Russian scientific research of sugar industry, e-mail: [email protected]; tel. (4712) 58-41-85.
BOLOKHONTSEVA Y.I.,
candidate of Economic Sciences, Senior lecturer Kursk State Agricultural I.I. Ivanov Academy, e-mail: [email protected]; tel. (4712) 39-40-17.
Essay. In agrarian science, there is the concept of sugar beet storage capacity, which is the ability of root crops for post-harvest storage under certain conditions, depending on which the duration of preservation of raw materials may vary. As a result of the conducted analysis, factors that have a positive effect on its storage were identified, and the need to improve it was proved. The ability of root crops to such storage is characterized by a set of their physiological, biochemical and immune properties, which can be expressed through the main indicators of the intensity of physiological, biochemical and microbiological processes. The totality of the actual values of these indicators fully characterizes the storage capacity of root crops, and the total reflection of the main indicators through an integral (generalized) indicator can be a criterion for assessing their ability to be stored in the shares. These developments, when implemented in practice, will contribute to improving the food security of the country [4, 5, 6].
Keywords: sugar beet, storage capacity, kagatny rot, metabolism, chemical transformations, enzymes, microorganisms, kagatny rot, carbohydrate metabolism, invertase activity, accumulation of rotten mass.
Введение. Хранимоспособность сахарной свеклы, как и любой плодоовощной корнеплодной продукции, является ее способностью в течение определенного времени сохранять технологические качества, не подвергаясь воздействию патогенной микрофлоры и развитию кагатной гнили. Но для этого нужны определенные условия, в зависимости от них сохранность сырья может меняться. Исходя из этого, хранимоспособность сахарной свеклы можно сформулировать как свойство или комплекс свойств, обеспечивающих (при соблюдении оптимальных условий) минимальные потери при хранении и поддержание ее исходных технологических качеств.
На хранимоспособность сахарной свеклы влияют разные факторы. Поэтому, для того, чтобы как можно более точно оценить этот показатель, необходимо исключить влияние мешающих факторов. Таким образом, учитывая, что нахождение сахарной свеклы в кагатах сопровождается рядом естественных процессов, необходимо их изучить и обосновать, чтобы можно было в оптимальной степени поддерживать ее жизнедеятельность в этот период.
Материал и методика исследования. Методика исследования основана на аналитическом обзоре опубликованной научной литературы по анализируемым вопросам, использовании нормативно-справочных материалов, государственных программ развития народно-
го хозяйства страны, интернет-ресурсов и передового практического опыта по теме исследования, а также на личных наблюдениях авторов, касающихся развития свеклосахарного подкомплекса.
Результаты исследования. При хранении сахарной свеклы различают следующие процессы: биохимические - обмен веществ и химические превращения, связанные с деятельностью ферментов; физиологические - дыхание и прорастание корнеплодов; микробиологические - деятельность микроорганизмов, вызывающая гниение в кагатах. Эти процессы не только протекают и усиливаются в корнеплодах сахарной свеклы одновременно, но при этом тесно между собой взаимосвязаны и влияют друг на друга.
Среди процессов, сопровождающих хранение сахарной свеклы, следует выделить биохимические и физиологические, которые являются неизбежными и необходимыми для поддержания ее жизнедеятельности при хранении. Микробиологические процессы в этот период являются крайне нежелательными. Для того чтобы установить способность физиологических, биохимических и микробиологических процессов отражать свойства, определяющие хранимоспособность сахарной свеклы, был проведен их сущностный анализ и определены основные показатели, характеризующие эти процессы.
Основным же из них является дыхание. В период хранения корнеплодов дыханию принадлежит главная роль в метаболических процессах, представляющих собой систему последовательных окислительно-восстановительных реакций, в результате которых происходит преобразование и реализация химической энергии органических веществ, используемых как субстрат дыхания. Для сахарной свеклы таким субстратом дыхания является основной целевой компонент — сахароза. В процессе дыхания высвобождается заключенная в органических веществах энергия, необходимая для поддержания структуры клеток, а также обмена в ней углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот и других соединений [1].
Биохимические процессы в корнеплодах при хранении обусловлены различными химическими превращениями, которые связаны с обменом веществ, и в значительной мере определяются действием ферментной системы. Ферменты способны вызывать превращения огромного количества органических веществ, ускорять биохимические реакции, связанные со всеми процессами жизнедеятельности растений.
В общем комплексе обменных процессов, протекающих при хранении сахарной свеклы, наиболее важное звено составляют превращения в углеводном комплексе. Углеводный обмен в корнеплодах определяет сохранность целевого компонента сахарозы и накопление в процессе хранения вредных моно- и полисахаридов, снижающих качество сырья. При этом ключевую роль в углеводном обмене целевого компонента (сахарозы) играет активность фермента инвертазы [2].
Микробиологические процессы возникают под действием различных микроорганизмов при хранении сахарной свеклы, или являются продолжением уже возникших в период ее роста и развития. Заселению корнеплодов микроорганизмами в период вегетации, уборки и укладки в кагаты способствуют вредители и болезни, неблагоприятные почвенно-климатические условия выращивания, механические повреждения. Деятельность фитопа-тогенной микрофлоры в тканях корнеплодов обычно не проявляется до тех пор, пока отсутствуют благоприятные для ее развития условия, а сами корнеплоды обладают высокой естественной устойчивостью (иммунитетом). С ухудшением условий хранения и снижением устойчивости корнеплодов против патогенов начинают развиваться микробиологические
процессы, вызывающие разложение свекловичной ткани и накопление гнилой массы [3].
Таким образом, характеристика протекающих при хранении физиолого-биохимических и микробиологических процессов свидетельствует о том, что они в полной мере отражают физиологические, биохимические, иммунные свойства сахарной свеклы как объекта хранения, а их совокупность определяет ее способность храниться в кагатах. Полагаем, что процессы, протекающие при хранении, с точки зрения их хранимоспо-собности, можно охарактеризовать тремя основными группами:
- физиологические процессы — интенсивностью дыхания корнеплодов (показывает интенсивность распада сахарозы на энергию поддержания у них жизнедеятельности);
- биохимические процессы — активностью фермента инвертазы (показывает интенсивность распада сахарозы);
- микробиологические процессы — накоплением гнилой массы (показывает естественную устойчивость корнеплодов к патогенной микрофлоре).
Для подтверждения вышеизложенного был проведен анализ обширного массива данных ранее проведенных исследований другими авторами с полученными в ходе настоящего исследования результатами влияния различного рода эндогенных и экзогенных факторов на интенсивность протекания физиологических, биохимических, микробиологических процессов при хранении сахарной свеклы и изменение при этом показателей ее сохранности. В качестве таких показателей рассматривали среднесуточные потери массы свеклы и сахарозы, которые позволяют более точно оценить состояние корнеплодов в процессе длительного хранения.
Способность корнеплодов к такому хранению характеризуется совокупностью ее физиологических, биохимических и иммунных свойств, которые можно выразить через основные показатели интенсивности физиолого-биохимических и микробиологических процессов. При этом совокупность фактических значений этих показателей вполне характеризует хранимоспособность корнеплодов, а общее отражение основных показателей через интегральный (обобщенный) показатель может являться критерием оценки их возможности храниться в кагатах. Отсюда следует, что критерий хранимоспособности является функцией показателей физиологических, биохимических и микробиологических процессов,
который можно представить следующим выражением:
Yk = F (Xl, X2, Xз), (1)
где Yk — критерий хранимоспособности сахарной свеклы;
X! — интенсивность дыхания корнеплодов;
X2 — активность инвертазы;
Х3 — накопление гнилой массы.
Для ранжированной оценки способности сырья к длительному хранению по уровню интенсивности протекания физиолого-биохими-ческих, микробиологических процессов и результатам сохранности сахарной свеклы, выраженным величинами среднесуточных потерь массы свеклы и сахарозы при длительном хранении, предложено четыре категории хранимо-способности сырья:
- высокая степень;
- средняя степень;
- низкая степень;
- нехранимоспособная.
Сахарная свекла первой категории имеет следующие характеристики: физиолого-биохимические процессы протекают на минимально возможном уровне; микробиологические процессы отсутствуют или происходят на очень низком уровне; потери массы свеклы и сахарозы обусловлены физиологическим покоем корнеплодов, т.е. такое сырье обеспечивает отличные результаты хранения. Это позволяет поддерживать потери при длительном хранении на минимальных значениях.
Для сахарной свеклы средней степени хра-нимоспособности характерно: физиолого-биохимические процессы протекают на среднем уровне; микробиологические процессы протекают на низком уровне; потери массы свеклы и сахарозы не превышают нормы естественной убыли.
Сахарная свекла низкой степени хранимо-способности характеризуется следующим: фи-зиолого-биохимические процессы протекают на высоком уровне; микробиологические процессы идут интенсивно; потери массы свеклы и сахарозы выше норм естественной убыли.
Нехранимоспособная «сладкая продукция» характеризуется следующим: физиолого-биохимические и микробиологические процессы в корнеплодах протекают на очень высоком уровне, что приводит к катастрофическим потерям массы свеклы и сахарозы; технологические качества сырья снижаются до уровня, при кото-
ром его переработка для получения кристаллического сахара экономически нецелесообразна.
Для точного описания сформированных категорий хранимоспособности сахарной свеклы в виде оценочной шкалы наиболее оптимальным оказалось одиннадцатиуровневое разделение в виде одиннадцатибалльной шкалы, которая представляет собой численные значения от 0 до 10. Далее для каждой категории хранимоспо-собности сахарной свеклы были установлены следующие значения критерия:
- 8...10 баллов соответствует высокой степени хранимоспособности;
- 5.7,9 балла - средней;
- 2.4,9 балла - низкой;
- 0.1,9 балла - сырье, не подлежащее хранению.
Обширный массив данных исследований по влиянию различного рода эндогенных и экзогенных факторов на интенсивность протекания процессов и изменение показателей сохранности при длительном хранении сахарной свеклы, был ранжирован для 11 -балльной шкалы по уровню величин основных показателей физиологических, биохимических, микробиологических процессов и сопоставлен с величинами среднесуточных потерь массы свеклы и сахарозы. Результаты проведенного ранжирования представлены в таблице 1.
Установленные диапазоны основных показателей физиолого-биохимических, микробиологических процессов и сопоставленных величин потерь массы свеклы и сахарозы для каждой градации позволят с помощью разработанного критерия хранимоспособности объективно оценить по сформированным четырем категориям способность сахарной свеклы к длительному хранению.
На основе градации по категориям храни-моспособности и ранжированных уровней фи-зиолого-биохимических, микробиологических процессов и величин потерь массы свеклы и сахарозы сформирована формализованная матрица (таблица 2).
Матрица критерия хранимоспособности предназначена для определения категории способности корнеплодов к длительному хранению по данным, отражающим интенсивность физиологических, биохимических, микробиологических процессов и последующего ее подтверждения величинами среднесуточных потерь массы свеклы и сахарозы.
Таблица 1 — Ранжированные по уровням значения физиолого-биохимических, микробиологических^__
Интенсивность Активность Накопление Среднесу- Среднесу-
Уровень дыхания, мг инвертазы, гнилой массы, точные по- точные по-
СО2/1 кг час мг на 1 г су- в % к массе тери массы, тери сахаро-
хого вещества свеклы % зы, %
1 1,12 2,88 0,00 0,006 0,003
2 2,10 3,23 0,63 0,019 0,006
3 3,13 4,12 1,55 0,031 0,010
4 4,18 5,65 2,80 0,044 0,014
5 5,18 7,73 4,30 0,057 0,018
6 6,37 11,03 6,48 0,070 0,022
7 7,64 15,70 9,38 0,083 0,027
8 8,92 21,68 12,92 0,096 0,032
9 10,40 30,44 17,92 0,109 0,039
10 12,29 44,91 25,92 0,123 0,047
11 15,49 80,40 44,87 0,136 0,063
Таблица 2 -М атрица критерия хранимоспособности сахарной свеклы
Категория хранимоспо-собности, балл Интенсивность дыхания, мг СО2/1 г час Активность инвертазы, мг на 1 г сухого вещества Гнилая масса, % Среднесуточные потери массы, % Среднесуточные потери сахарозы, %
Высокая (10...8) 1,1.3,1 2,9.4,1 0,00.1,55 0,006.0,031 0,003.0,010
Средняя (7,9.5) 3,2.6,4 4,2.11,0 1,56.6,49 0,032.0,070 0,011.0,022
Низкая (4,9.2) 6,5.10,4 11,1.30,4 6,50.17,99 0,071.0,109 0,023.0,039
Нехранимо-способная (0.1,9) 10,5.15,5 30,5.80,4 18,00.44,90 0,110.0,136 0,040.0,063
Выводы. В ходе исследования научно обоснован критерий хранимоспособности сахарной свеклы в виде интегрального показателя физиологических, биохимических и микробиологических процессов, протекающих при ее хранении в послеуборочный период.
При этом на основе уровня протекания этих процессов и изменения показателей сохранности корнеплодов были сформированы категории хранимоспособности, позволяющие объективно оценить их способность к длительному хранению.
Список использованных источников
1. Спичак В.В., Сапронов Н.М., Салтык И.П. Сахарная свекла - сырье для производства сахара // Под общ. ред. В.В. Спичака. - Курск: ИПП Курск, 2008. - 264 с.
2. Сапронов Н.М., Бердников А.С. Формирование технологической адекватности сахарной свеклы: роль углеводного комплекса // Сахарная свекла. — 2010. — № 3. — С. 46-48.
3. Костенко Е.И. Причина развития гнилей корнеплодов сахарной свеклы неизвестной этиологии в Центрально-Черноземном регионе РФ // Сахар. — 2016. — № 2. — С. 32-34.
4. Алтухов А.И. Достижение независимости страны на основе новой государственной аграрной политики // Региональный вестник. - 2016. - № 2 (3). - С. 2-5.
5. Выдрина О.Н. Оценка конкурентной позиции свеклосахарного подкомплекса АПК России // Региональный вестник. - 2016. - № 2 (3). - С. 6-7.
6. Святова О.В. Стратегическая неуязвимость - задача устойчивого функционирования свеклосахарного подкомплекса // Региональный вестник. - 2015. - № 1. - С. 10-12.
7. Финансовые условия повышения эффективности и устойчивости свеклосахарного подкомплекса АПК / В.И. Векленко, И.Я. Пигорев, Е.И. Черников, В.А. Левченко // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. - № 1. - С. 8-11.
8. Семыкин В.А., Пигорев И.Я., Солошенко В.М. Актуальность и реальное состояние им-портозамещения в растениеводстве Курской области // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2016. - № 7. - С. 47-52.
List of used sources
1. Spichak V.V., Sapronov N.M., Saltyk I.P. Sugar beet - raw materials for sugar production // Pod obsch. ed. V.V. Spichaka. - Kursk: IPP Kursk, 2008. - 264 p.
2. Sapronov N.M., Berdnikov A.S. Formation of technological adequacy of sugar beet: the role of the carbohydrate complex // Sugar beet. - 2010. - № 3. - P. 46-48.
3. Kostenko E.I. The reason for the development of rot of sugar beet root crops of unknown etiology in the Central Black Earth region of the Russian Federation // Sugar. - 2016. - № 2. - P. 32-34.
4. Altukhov A.I. Achievement of independence of the country on the basis of the new state agrarian policy // Regional Bulletin. - 2016. - № 2 (3). - P. 2-5.
5. Vydrina O.N. Assessment of the competitive position of the sugar beet subcomplex of the Russian agro-industrial complex // Regional Herald. - 2016. - № 2 (3). - P. 6-7.
6. Svyatova O.V. Strategic invulnerability is the task of sustainable functioning of a sugar beet subcomplex // Regional Herald. - 2015. - № 1. - P. 10-12.
7. Financial Terms of improving the efficiency and sustainability of sugar beet Subcomplex agricultural Production / V.I. Veklenko, I.Y. Pigorev, E.I. Chernikov, V.A. Levchenko // Bulletin of Kursk State Agricultural Academy. - 2015. - № 1. - P. 8-11.
8. Semykin V.A., Pigorev I.Y., Soloshenko V.M. Actuality and actual state of import substitution in plant growing in the Kursk region // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2016. -№ 7. - P. 47-52.
