CC BY
2ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ХИТОЗАНА В ОТРАСЛЯХ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО СЕКТОРА
1Абдуллаев Ф. Т., 2Жамолова Л.Ю., 3Нематов Н.А.
1,2'3Ташкентский государственный аграрный университет https://doi.org/10.5281/zenodo.13955013
Аннотация. В статье приведены результате исследования по применению растворов хитозана с органическими кислотами для увеличения срока хранения плодоовощной продукции. Показано, что хитозан и его производные, в зависимости от концентрации, молекулярной массы, природного родства кожницы плодов, способности адсорбционно удерживать влагу, увеличивает срок хранения плодов на 30-45%.
Ключевые слова: хитозан, плодоовощная продукция, органическая кислота, биополимеры, антибактериальные свойства, уксусная кислота, янтарная кислота, глициризиновая кислота.
Abstract. The article presents the results of a study on the use of chitosan solutions with organic acids to increase the shelf life of fruit and vegetable products. It is shown that chitosan and its derivatives, depending on the concentration, molecular weight, natural affinity of the fruit peel, the ability to adsorb moisture, increase the shelf life of fruits by 30-45%.
Keywords: chitosan, fruit and vegetable products, organic acid, biopolymers, antibacterial properties, acetic acid, succinic acid, glycyrrhizic acid.
Для стабильного социально-экономического развития Узбекистана необходимо повышение уровня обеспечения высококачественными продуктами питания в нужных объемах и ассортименте, в том числе и свежей плодоовощной продукцией. Наиболее проблемным путем решения этой важной народнохозяйственной проблемы является качественное хранение плодоовощной продукции при оптимальных объемах производства для потребителей внутреннего рынка и экспортирования.
Разработка эффективных способов и технология хранения плодоовощной продукции всегда находятся в центре внимания исследователей, поскольку имеют тесную связь с практикой и существенно влияют на его результаты.
Способ хранения плодоовощной продукции с использованием пленкообразующих веществ, достаточно активно используемых в западных странах, в последнее время развивается и в нашей республике [1].
Экологичность используемых веществ и технологий хранения является одним из основных требований пищевой промышленности.
Целесообразность использования технологий хранения обработки пленкообразующими веществами овощей и фруктов обосновывается их эффективностью, а также сезонностью их производства и необходимостью круглогодичного обеспечения населения свежими сельскохозяйственными продуктами.
Овощная продукция, наряду с фруктами, является основным источникам природных витаминов, микроэлементов, органических кислот, пищевых волокон, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека при ее потреблении.
Объясняется это тем, что даже с небольшим количеством сухих веществ, содержащих в плодоовощной продукции, организм человека получает биологически активные соединения и пищевые волокно, необходимые для обмена веществ и поддержания жизнедеятельности организма. Особенностью последних является
способность связывать и выводить из организма токсические веществ, и, в частности, тяжелые металлы.
Научно обоснована и экспериментально и доказана необходимость использования композиций из пленкообразующих веществ, а также введение в качестве добавок компонентов, снижающих микробиологические и физиологические заболевание плодов [2, 3].
Хитозан является биополимером, обладающим способностью к биоразложению, хорошими химическими и физическими свойствами и является безвредным для пищевых продуктов [4].
Молекула хитозана содержит в себе большое количество свободных аминогрупп, что позволяет ему связывать ионы водорода и приобретать избыточный положительный заряд. Хитозан способен образовывать большое количество водородных связей. Поэтому он может связывать большое количество водорастворимых веществ (бактериальный токсин и токсины, образующиеся в процессе пищеварения).
Хитозан плохо растворим в воде. Это связано с тем, что связи между молекулами хитозана более прочные, чем между молекулами хитозана и молекулами воды. При этом довольно хорошо растворяется в уксусной, лимонной, янтарной, щавелевой кислот. Может удерживать в своей структуре растворитель, а также растворенные в нём вещества.
Исследования показали, что хитозан обладает высокими сорбционными, антибактерицидными, противовирусными свойствами и нетоксичен [5].
Функциональные свойства хитозан могут быть улучшены при использовании его со съедобными органическими кислотами. Природа хитозана дает возможность создавать биоупаковки с антибактериальными свойствами с целью сохранения первоначальных качестав овощей и фруктов.
Разработан эффективный способ получения низкомолекулярного хитозана из дешевого сырья-куколки тутового шелкопряда, отличающийся меньше стадийностью и высоким качества продукта [5].
Основной целью нашего исследования является создание новой полимерной композиции на основе хитозана для покрытия и увеличения срока хранения фруктов и овощей.
Для решения поставленной задачи нами проведен подбор оптимального композиционного состава полимерной системы хитозан-органическая кислота-вода, который был нанесен на поверхность фруктов и овощей не только в качестве барьерной пленки, но и как включенный полимер в активной форме поликатиона.
Нами был использован порошок хитозана со средневязкостной молекулярной массой-25000 и степенью деацетилирования 85%, полученный в Институте химии и физики полимеров (ИХФП) АН РУз из куколок тутового шелкопрядка [5].
В качестве растворителя выбрали одноосновную уксусную, двухосновную янтарную и трехосновную лимонную кислоту. Также были использованы комплексы хитозана с глицирризиновой кислотой при соотношениях 1:1 и 1:2 с концентраций 0,2% в уксусной кислоте.
Рабочие растворы готовили растворением хитозана в водных растворах органических кислот в соотношении хитозан: кислота 1:1 и 1:2 в течение 1 суток при рН=6,5-6,7, концентрация раствора 0,2%.
Для покрытия пленкой хитозановыми препаратами использовали зимние сорта яюлок и груш. Покрытие фруктов хитозановыми препаратами проводили путем
индивидуального погружения фруктов на 60-80 сек с последующей сушкой на воздухе. В качестве контроля использовали дистиллированную воду. Обработанные фрукты после сушки взвешивали и размещали в холодильник (фирма "Лидер", вместимость 1000кг) для пищевой ценности фруктов проводили визуального и органолептически. Результаты обработки выражали в процентах как отношение числа испортившихся фруктов и отношение потери массы на конец эксперимента. Полученные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты обработки фруктов хитозана с органическими кислотами рН=6,5-6,7, при
темпратуре +30С, влажность 95-97%
№ Параметры хранения и обработки Наименование фруктов
Яблоки сорта «Фарагиз» Яблоки сорта «Фуджи Кику» Груши сорта «Куляля» Груши сорта «Лево-вассер»
Процент потерь
1 Время хранения суток 360 360 360 360
2 Соотношения Хитозан: кислота 1:1 2:1 1:1 2:1 1:1 2:1 1:1 2:1
3 Уксусная кислота 8,5 7,1 9,0 8,4 10,2 11,0 9,8 9,2
4 Янтарная кислота 11,3 10,1 12,2 11,5 15,0 14,8 13,2 12,9
5 Лимонная кислота 15,2 14,3 16,4 16,6 16,1 15,6 18,1 19,2
Комплекс хитозан: глицирризиновая кислота1:1 7,9 7,5 8,5 8,1 9,0 8,6 10,1 9,4
Комплекс хитозан: глицирризиновая кислота 2:1 7,8 7,4 7,8 7,6 8,4 8,0 9,5 9,1
Контроль(дистиллированная вода) 20,2 29,5 32,6 32,8 45,9 49,1 43,5 44,1
Из таблицы-1 видно, что процент потерь фруктов при хранении, обработанных раствором хитозана с органическими кислотами и комплекса хитозан с глицирризиновой кислотой, существенно отличается по сравнению с контролем на 25-45%. Наилучшие результаты зафиксированы для яблок и груш, обработанных раствором хитозан: гдицирризиновая кислота при соотношении 1:1 и 2:1, также хитозан: уксусная кислота при соотношении 2:1. При этом товарный вид и вкусовые качества фруктов оставались в лучшем виде по сравнению с контролем.
Проведенный нами микробиологический анализ на антибактериальную активность растворов хитозан в уксусной кислоте и комплексов хитлзан с глицирризиновой кислотой показали высокую антибактериальную активность против монилиоза [1].
Таким образом новизна предлагаемого подхода заключается в разработке новых композиций на основе хитозана и его производных с использованием в качестве растворителя пищевых кислот, усиливающих антибактериальное действие хитозанового полимера.
ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абдуллаев Ф.Т., Сатторов М. Э., Холмирзаев И.Х., Нематов Н.А. Мева ва сабзавотлар саклаш жараёнида турли замбуруг касалликлари билан зарарланиши ва уларга карши кураш омиллари //Агрокимё химоя ва усимликлар карантини, 2018. №6. -56-60 бет.
2. Елисаева Л.Г., Лучко Н. М., Кудрина В. Н. Технология хранения продукции растениеводства. //Методические указания, М.: Издательство "МСХА", 2001. -С. 84.
3. Dutta P.K., Tripathi Sh., Mehrotra B.K., Dutta J. Perspectives for Chitosan based antimicrobial films in food applications //Journal Food chemistry 2009/-№ 114. - Page. 1173-1182.
4. Рамоновская Д.П., Абдулин В. Ф. Технология получения биополимера хитозана с высокой степенью химической чистоты. // Всеросс. олимпиада молодых ученых "Наноструктурные, волокнистые и композиционные материалы" 2021. -С. 67.
5. Рашидова С.Р., Милушева Р. Хитин-хитозан, синтез, свойства и применения //Т.: Издательство "Фан".-2009. -С. 60.
6. N.A. Nematov, F.T. Abdullayev, L.Y. Jamalova, T.U. Eshboboev. "Study of the effect of chitosan and its products based on viral and bacterial diseases in agricultural practice". E3S Web of Conferences 284, 02007 (2022) TPACEE-2022.
