CC BY
27УДК 664.8.03
М.Б. Хоконова, доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.О. Машуков, студент 4-го курса M.B. Khokonova, Doctor of Agricultural Sciences, professor
A.O. Mashukov, student of the 4th year Кабардино-Балкарский ГАУ, e-mail: dinakbgsha77@mail.ru Kabardino-Balkarian State Agrarian University, Nalchik City, Russia
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ДЫХАНИЯ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ
(Determination of intensity of breathing of fruits and vegetables)
В статье рассматривается определение интенсивности дыхания и связанная с ней интенсивность тепловыделения плодов и овощей. Исследования проводились в 2017 году в условиях ООО «Сады Баксана», расположенного в Баксанском районе Кабардино-Балкарской республики. Анализировали зимние и позднезимние сорта яблок, Джонатан, Флорина, Ай-даред, Ренет Симиренко, сорта груш, цитрусовых плодов, слив и некоторых видов овощей. Приведены способы определения количества выделяемого углекислого газа, выполняемых при наличии простейшего оборудования. Определено, что увеличение концентрации углекислого газа и уменьшение концентрации кислорода, высокая влажность среды, которые наблюдаются при упаковке плодов и овощей в полимерные пленки, вместе с пониженной температурой хранения обусловливают снижение уровня обмена веществ, испарения влаги, поражения фитопатогена-ми, благодаря чему существенно повышается сохраняемость продукции. Установлено, что за счет дыхания плодов и овощей при хранении в упаковке различной степени герметичности создается измененная газовая среда, которая в ряде случаев оказывается благоприятной для хранения продукции. Интенсивность тепловыделения в основном определяет возможную высоту штабеля продукции, при которой происходит удовлетворительное рассеяние тепла, т. е. не происходит самосогревания продукции. Для устойчивых к анаэробиозу сортов яблок, груш, цитрусовых плодов, слив, некоторых видов овощей эффективна полностью герметичная упаковка продукции в полиэтиленовую пленку. Но для данной технологии хранения следует применять устойчивые к повышенной концентрации углекислого газа сорта. Упаковки малой емкости из тонкой полиэтиленовой пленки неудобны в эксплуатации. Поэтому внедряется использование крупных емкостей из полиэтилена большой толщины, т. е. практически газонепроницаемого, но с вставкой в них окна из газопроницаемого материала.
Ключевые слова: плодоовощная продукция, дыхание, углекислый газ, хранение, полимерные пленки, газовая среда.
Сохранность плодоовощной продукции, продуктов его переработки зависит от соблюдения научно-обоснованных режимов хранения.
The article considers the determination of the intensity of respiration and the intensity of heat release of fruits and vegetables associated with it. The research was conducted in 2017 in the conditions of Baksan Sady LLC, located in the Baksan district of the Kabardino-Balkarian Republic. Analyzed winter and late-winter varieties of apples, Jonathan, Florina, Idared, Renet Simirenko, varieties of pears, citrus fruits, plums and some vegetables. Methods for determining the amount of carbon dioxide released are provided, provided that the simplest equipment is available. It is determined that an increase in the concentration of carbon dioxide and a decrease in the concentration of oxygen, high humidity of the medium that are observed when packing fruits and vegetables in polymer films, together with a lower storage temperature, causes a decrease in the level of metabolism, evaporation of moisture, damage by phytopathogens. It has been established that due to the breathing of fruits and vegetables when stored in a package of varying degrees of tightness, a modified gas medium is created, which in some cases is favorable for storage of products. The intensity of heat release basically determines the possible height of the stack of products, at which satisfactory heat dissipation takes place, i.e., there is no self-heating of the product. For resistant to anaerobiosis varieties of apples, pears, citrus fruits, plums, some vegetables, effective fully sealed packaging products in polyethylene film. But for this storage technology should be used resistant to increased concentrations of carbon dioxide grade. Packages of small capacity from thin polyethylene film are inconvenient in operation. Therefore, the use of large containers of polyethylene of great thickness, i.e., practically gas-tight, but with the insertion of windows in the gas-permeable material, is introduced.
Key words: fruit and vegetable products, respiration, carbon dioxide, storage, polymer films, gas environment.
Можно получить хороший урожай плодоовощной продукции и потерять его в процессе неправильного хранения. По этой причине теряется до 30% плодов и овощей [9].
Основанием для включения плодоовощного сырья в диету лиц, страдающих сердечнососудистыми заболеваниями, служит практическое отсутствие в них жиров, холестерина, поваренной соли и, одновременно, наличие природных антиоксидантов, минеральных веществ, клетчатки, пектина [3].
При этом важным условием является правильная и современная подготовка к закладке на хранение.
Интенсивность дыхания и связанная с ней интенсивность тепловыделения картофеля, овощей и плодов является важнейшей технологической характеристикой [6]. Интенсивность дыхания характеризуется выделением углекислого газа не в полной мере [1, 9].
Материалы и методы исследований
Наши исследования проводились в 2017 году в условиях ООО «Сады Баксана», расположенного в Баксанском районе Кабардино-Балкарской республики. Мощность предприятия на данный момент составляет 75 тыс. тонн.
Анализировали зимние и позднезимние сорта яблок, Джонатан, Флорина, Айдаред, Ренет Симирен-ко, сорта груш, цитрусовых плодов, слив и некоторых видов овощей.
В физиологических опытах учитывали количество поглощаемого кислорода, расходование энергетического материала, накопление промежуточных недоокисленных продуктов, таких, как спирт, уксусный альдегид и другие показатели.
Приготовление раствора йода проводили следующим образом: 2 г йодистого калия растворяли в мерной колбе вместимостью 500 см3 в 50 см3 воды. К раствору добавляли 0,5 г кристаллического йода. После растворения йода (при перемешивании круго-
Данные таблицы 1 показывают, что максимальной урожайностью отличается позднезимний сорт Ренет Симиренко при коэффициенте вариации 14,4. Между зимними сортами больших колебаний урожайности не наблюдается.
Состояние съемной зрелости при уборке определяют по совокупности следующих признаков: лег-
вым движением жидкости в колбе) объем раствора доводили дистиллированной водой до 500 см3.
Плоды, снятые с дерева, разрезали на две половины по продольной (от чашечки до плодоножки) и поперечной оси (по наибольшему поперечному диаметру). Срезы смачивали раствором йода путем опрыскивания или погружения в раствор.
В зависимости от содержания крахмала и его локализации в плодах на срезах появлялись темно-окрашенные участки (реакция крахмала с йодом). Через 1-2 мин, содержание крахмала на срезах оценивали по пятибалльной шкале: 5 баллов - вся поверхность среза от семенного гнезда до кожицы плода черно-синяя; 4 балла - незначительные участки поверхности среза не окрашены, главным образом, в области плодоножки и у семенного гнезд; 3 балла - по все поверхности среза на темном фоне появляются просветы неокрашенной ткани. Под кожицей слой мякоти темно окрашен; 2 балла - темное окрашивание под кожицей и незначительное потемнение отдельных участков мякоти; 1 балл - незначительное потемнение только под кожицей плода [2].
Результаты и их обсуждение
По наибольшей выраженности органолептиче-ских показателей величины годового урожая, больший энтузиазм для промышленного садоводства нашей республики представляют сорта яблони - Айдаред, Ренет Симиренко, Джонатан, Флорина и др.
Многие из данных видов при всех вариациях климатических и погодных условий и критериев представляют производственный сбор (см. табл. 1).
кость отделения плода от плодушки; окраска кожицы плодов; степень побурения семян; степень гидролиза крахмала в плодах по йодкрахмальной пробе; возраст плодов, определяемый в каждой зоне от конца массового цветения до уборки или по сумме активных (выше 5°С) среднесуточных температур за этот период (см. табл. 2).
Таблица 1. - Сравнительная урожайность изучаемых сортов яблони
Сорта Средняя многолетняя урожайность
кг/дер. ц/га коэффициент вариации
Зимние
Джонатан 44,7 186 12,8
Флорина 45,5 189 13,4
Позднезимние
Айдаред 50,5 210 15,8
Ренет Симиренко 55,4 231 14,4
Таблица 2. - Признаки и методы определения степени зрелости яблок, убираемых для хранения
Помологический сорт Число дней от конца цветения до съема Сумма температур от конца цветения до съема Балл по йод крахмальной пробе
Айдаред 113-115 - 4,5 - 4,8
Джонатан 107-116 1723-2425 4,0-4,5
Ренет Симиренко 140 - 142 - 4,5 - 4,8
Флорина 140 - 141 - 4,3 - 4,4
По данным таблицы, число дней от конца цветения до съема составило у зимних сортов яблок 107-116 дней, а у позднезимних 140-142 дня.
Метод определения степени зрелости яблок по степени гидролиза крахмала основан на свойстве крахмала окрашиваться йодом в синий цвет.
В процессе дыхания плодов и овощей при хранении в упаковке различной степени герметичности создается измененная газовая среда, которая в ряде случаев оказывается благоприятной для хранения продукции. Интенсивность тепловыделения в основном определяет возможную высоту штабеля продукции, при которой происходит удовлетворительное рассеяние тепла, т. е. не происходит самосогревания продукции. По величине тепловыделения рассчитывали необходимую холодопроизводительность холодильных установок, количество льда для ледников, интенсивность вентиляции в хранилищах без охлаждения [2, 10]. Интенсивность дыхания является одним из основных показателей уровня процессов обмена веществ тех или иных культур при хранении. По резкому её возрастанию можно судить о начале пробуждения почек, глазков у двулетних овощей, об окончании периода послеуборочного дозревания плодов [2, 9].
Мы приводим способы определения количества выделяемого углекислого газа, выполняемых при наличии простейшего оборудования.
На специальных установках проводили определения при длительных экспозициях до нескольких суток: ежесуточно просасывали через сосуд такое количество воздуха, чтобы обеспечить 4-6-кратную его смену. Просасывание проводят обычно два раза в сутки, утром и вечером. Благодаря просасыванию состав воздуха в сосуде с пробой остается одинаковым с атмосферным воздухом, поэтому и возможны длительные экспозиции опытов.
Существуют способы применяемые для кратковременных опытов, от нескольких часов до суток, поскольку воздух в объеме, в который помещается проба, не заменяется [2, 9].
На дыхание, кроме Сахаров, могут расходоваться другие вещества, например, органические кислоты, жиры, а при недостатке кислорода может происходить анаэробное дыхание. Часть тепла, выделяемого при дыхании, расходуется на испарение воды. Интенсивность выделения углекислого газа сильно повышается у механически поврежденных экземпляров, при поражении их фитопатогенными микроорганизмами. Кроме того, сами микроорганизмы, развивающиеся на продукции, выделяют углекислый газ. Приведенный
метод достоверен и вполне приемлем для сравнительных исследований [4, 8].
Изменение состава газовой среды имеет большое значение в продлении сроков хранения и поддержании высокого качества плодов и овощей. Увеличение концентрации углекислого газа и уменьшение концентрации кислорода, высокая влажность среды, которые наблюдаются при упаковке плодов и овощей в полимерные пленки, вместе с пониженной температурой хранения обусловливают снижение уровня обмена веществ, испарения влаги, поражения фитопатогенами, благодаря чему существенно повышается сохраняемость продукции. При хранении каждый вид и сорт плодов и овощей нуждается в определенном уровне содержания кислорода и углекислого газа [6, 7]. При применении полимерных, в первую очередь полиэтиленовых, пленок в качестве упаковочных материалов при хранении плодов и овощей в упаковке за счет дыхания самого объекта хранения создается желаемая повышенная концентрация углекислого газа и пониженная кислорода, а также высокая влажность среды. Успех хранения при использовании названного метода обусловливается: сортовыми особенностями продукции; проницаемостью пленки для газов, т. е. ее толщиной; размером упаковки, определяющим отношение массы продукции к площади упаковки; степенью герметизации, выравненно-стью температуры и некоторыми другими условиями.
При применении для упаковки толстых пленок используют негерметичные емкости или перфорируют их. Широко применяют на практике вкладыш из полиэтиленовой пленки в стандартный деревометал-лический контейнер. В него загружают в основном овощи [5, 7]. При этом в слое продукции создаются своеобразные условия: повышенная концентрация углекислого газа, достигающая в нижних ярусах 1-2 %; повышенная влажность среды 97-99 %. Кроме того, при вентиляции пленочный экран уменьшает миграцию спор фитопатогенных микроорганизмов из одной единицы упаковки в другую. Упаковка в полимерные пленки приводит к снижению общих потерь за сезон хранения до минимума при сохранении высокого качества продукции.
Выводы
Таким образом, на основании проведенных исследований нами установлено, что за счет дыхания плодов и овощей при хранении в упаковке различной степени герметичности создается измененная газовая среда, которая в ряде случаев оказывается благопри-
ятной для хранения продукции. Интенсивность тепловыделения в основном определяет возможную высоту штабеля продукции, при которой происходит удовлетворительное рассеяние тепла, т. е. не происходит самосогревания продукции. Для устойчивых к анаэробиозу сортов яблок, груш, цитрусовых плодов, слив, некоторых видов овощей эффективна полностью герметичная упаковка продукции в полиэтиленовую пленку. Но для данной технологии хранения
следует применять устойчивые к повышенной концентрации углекислого газа (свыше 2-5 %) сорта (Ренет Симиренко, Гольден делишес, Джонатан). Упаковки малой емкости из тонкой полиэтиленовой пленки неудобны в эксплуатации. Поэтому внедряется использование крупных емкостей из полиэтилена большой толщины, т. е. практически газонепроницаемого, но с вставкой в них окна из газопроницаемого материала.
Литература
1. Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В., Силаева С.А. Биологическая химия. - М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2008. -364 с. ISBN 5-89481-458-8
2. Дулов М.И. Лабораторный практикум по технологии хранения продукции растениеводства. 2007: 66-70.
3. Мукаилов М.Д., Хоконова М.Б. Плодоовощные консервы профилактического назначения // Проблемы развития АПК региона. - 2017. - №2. - С.94-98.
4. Синха Н.К. Настольная книга производителя и переработчика плодоовощной продукции. / Н.К. Синха, ИГ. Хью (ред). С.-П.: Профессия, 20 13. - 912 с.
5. Поморцева Т. И. Технология хранения и переработки плодоовощной продукции. 2003: 121.
6. Серпова О.С., Борченкова Л.А. Ресурсосберегающие технологии переработки картофеля. Науч.
ан. обзор. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009. -84 с.
7. Романова Е.В., Введенский В.В. Технология хранения и переработки продукции растениеводства. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://bibliodub.ru. 2010: 23;
8. Неменущая Л.А., Степанищева Н.М., Соло-матин Д.М. Современные технологии хранения и переработки плодоовощной продукции. науч. аналит. обзор. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009. - 172 с.
9. Хоконова М.Б. Современные способы хранения плодоовощной продукции. 2016: 143-161. учебное пособие / М.Б. Хоконова, Р.З. Абдулхаликов - Нальчик: «Принт Центр», 2016.
10. Ибраев А.И. и др. Холодильная технология пищевой промышленности. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://biblioclub.ru. 2010: 14; (Abstr.).
Поступила в редакцию: 25.08.2018
Хоконова Мадина Борисовна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Машуков Алим Олегович, студент 4-го курса ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова», Нальчик, Россия; 360030, г. Нальчик, пр. Ленина, 1 в, 8-928-717-24-17, e-mail: dinakbgsha77@mail.ru
