CC BY
5
УДК 634.11:631.547,6:631,55 D01 10.24412/2311-6447-2022-4-151-155
Созревание яблок в саду перед съемом
Ripening apples in the garden before picking
профессор С.Л. Родиков (ОRCII) 0000-0002-0080-2156) Мичуринский государственный аграрный университет, кафедра агроинженерии и электроэнергетики; ФНЦ им, И.В. Мичурина, тел. 8 (905) 124-03-79, [email protected]
Professor S.A. Rodikov Michurinsk State Agrarian University, Depart chair of Agroengineering and Electric Power Engineering; FN С im. l.V. Michurin, tel. 8 (905) 124-03-79, rsa [email protected]
Аннотация, Исследован метод определения интенсивности выделения углекислого газа плодами после съема с дерева. Показано, что интенсивность выделения углекислого газа плодами по мере созревания увеличивается до определенного времени, затем начинает снижаться. Возможно, имеет место климактерический подъем дыхания плодов, но это требует дальнейшего изучения. Показано, что чем меньше крахмала в яблоках, тем менее интенсивны физиологические процессы и тем меньше транспирация. Установлено, что хлорофилл в кожице яблок при созревании их на дереве практически полностью разрушается к началу октября, что характеризует полное их созревание. Кроме того, отмечаются колебательные процессы при изменении всех исследованных показателей созревания яблок. Показана взаимосвязь отражения на длине волны 700 им ткани яблок сорта Антоновка обыкновенная с содержанием крахмала в ткани по йодокрахмальной пробе. Установлена зависимость субкутикулярного по-бурення (загара) кожицы плодов сорта Антоновка обыкновенная во время холодного хранения от содержания в шгх хлорофилла.
Abstract. A method for determining the intensity of carbon dioxide release by fruits alter removal from a tree has been studied. It is shown that the intensity of carbon dioxide release by fruits increases as they ripen up to a certain time, then begins to decrease. There may be a climacteric rise in fetal respiration, but this requires further study. It has been shown that the less starch in apples, the less intense physiological processes and the less transpiration. It has been established that the chlorophyll in the skin of apples, when they ripen on a tree, is almost completely destroyed by the beginning of October, which characterizes their full ripening. In addition, oscillatory processes axe noted when all the studied indicators of apple ripening change. The relationship between the reflection at a wavelength of 700 nm of the tissue of Antonovka ordinary apples and the content of starch in the tissue according to the iodine-starch test is shown. The dependence of subcuticular browning (scald) of the skin of fruits of the Antonovka vulgaris variety during cold storage on the content of chlorophyll was established.
Ключевые слова: яблоки, созревание, хлорофилл, крахмал, транешфация, дыхание, сьем, загар
Keywords: apples, diphenylamine, laser light scattering coherence, transpiration, scald
Созревание яблок определяется физиологическими показателями, такими как: гидролиз крахмала, транспирация, дыхание. По мере созревания происходит гидролиз крахмала и при полном созревании яблок он полностью преобразуется в сахара. Также с уменьшением крахмала снижается транспирация яблок. Хлорофилл в кожице яблок при росте и созревании их на дереве разрушается, что характеризует их постепенное созревание. Развитие растений, их старение и действие неблагоприятных факторов среды сопровождается изменениями в содержании и составе пигментов. Изменение цвета плодов связаны в основном с преобразованием основных фото синтетич е с к их пигментов: хлорофиллом и каротиноидов.
Изучали влияние физиологических показателей, таких как: гидролиз крахмала, транспирация, дыхание на созревание яблок, исследовали яблоки сорта Антоновка обыкновенная, произрастающие в районе Мичуринска Тамбовской области.
е Родиков С.А., 2022
Исследования проводили в период созревания яблок в конце августа начале сентября 2021 г. После съема яблок в саду через час-два проводят измерения по гидролизу крахмала ткани яблок по йодокрахмальной пробе по 8-ми бальной шкале. В это же время проводили измерение содержания углекислого газа в ткани яблок с помощью прибора, изготовленного на основе К30 - универсального OEM сенсора содержания СОг компании «Измеркон», г. Санкт-Петербург. Транспирацию измеряли по убыли массы плодов при температугре 20 °С и относительной влажности 60 %. Измерение содержания хлорофилла в кожице яблок производилось на спектрофотометре СФ-26 с приставкой на длинах волн 700 и 750 им с пересчетом по формуле: Хл = 5,88*R - 5,61, где R= R750/ R700, отн. ед., Хл - мкг/см2. Яблоки хранились в камере с температурой 3-4 °С и относительной влажностью 85-90 %.
Известно, что плоды яблок в процессе хранения накапливают в своих тканях углекислый газ. И чем более зрелый плод, тем больше в нем содержится двуокиси углерода [1]. Нами проведен анализ яблок на интенсивность выделения углекислого газа во время созревания их в саду. Для этого яблоки помещали в емкость и выдерживали 10 мин. В течение этого времени проводили измерения содержания углекислого газа в емкости. Количество углекислого газа, выделяемого яблоками, вычисляли относительно первичного значения. В это же время определяли содержание крахмала в ткани яблок по йодокрахмальной пробе (рис, 1). Из рис. ] видно, что интенсивность выделения углекислого газа плодами по мерс созревания увеличивается до определенного времени, затем начинает снижаться. Возможно, имеет место климактерический подъем дыхания плодов, но это требует дальнейшего изучения.
Рис. 1. Изменение содержания крахмала и углекислого газа в ткани яблок во время созревания в саду после съема.
На рис. 2 показана взаимосвязь транспирации яблок по убыли их массы с содержанием крахмала в их ткани по йодокрахмальной пробе. Содержание крахмала в ткани яблок характеризует их зрелость, а состояние зрелости определяет интенсивность физиологических процессов в плодах, что, в свою очередь, влияет на интенсивность транспирации плодов. Чем меньше становится крахмала в яблоках, тем менее интенсивны физиологические процессы и тем меньше транспирация.
* 1 1 у = -0.0271 Х + 0.344& R! = 0.557S
♦ ♦
♦ »
♦
♦ * ♦
Йозокрахнальаав проба,балл Рис. 2. Взаимосвязь транспирации яблок с содержанием крахмала в их ткани
Во время созревания яблок в саду начинается разрушение хлорофилла. Исследовались плоды с массой от 28,8 до 62,7 г и с массой от 79,7 до 122,5 г. за период созревания с 6 августа по 23 сентября. На рис. 3 показало данное изменение с Ешчала августа до начала октября. Изменение хлорофилла регистрировали на теневой (верхняя линия) и солнечной (нижняя) сторонах яблока. Из рис. 3 видно, что на солнечной стороне яблока разрушение хлорофилла в кожице начинается значительно раньше, чем на теневой, примерно на месяц для данных метеорологических условий вегетациошюго периода этого года. На солнечной стороне яблока изменение хлорофилла имеет явно выраженный колебательный характер. Подобные колебания наблюдаются и на теневой стороне яблока со сдвигом примерно на месяц в более позднее созревание. Изменение содержания хлорофилла в кожице яблок связано с тем, что в течение суток идет как синтез, так и разрушение хлорофилла. На это влияют солнечный свет и температура воздуха. В зависимости от интенсивности их воздействия происходит преобладание того или иного процесса. Так, из рис. 3 видно, что свет, воздействуя на солнечную сторону яблока, значительно по сравнению с теневой стороной, снижает содержание хлорофилла. Вместе с тем наблюдаются значительные колебания в содержании хлорофилла на ранних этапах созревания яблок. Из рис. 3 также следует, что хлорофилл в кожице яблок при созревании их на дереве практически полностью разрушается к началу октября, что характеризует полное их созревание.
На солнечной стороне цикличность в изменении хлорофилла чаще в 2 раза 10,9 дней (11 дней), на теневой - 21,6 (22 дня). Имеются еще малые циклы - около 5 дней, на солнечной и теневой сторонах яблока.
Колебания в содержании хлорофилла особенно заметны на солнечной стороне яблока в ранний период созревания, когда содержание хлорофилла достигло величины, которая будет на теневой стороне яблока через 20 дней.
Нельзя сказать, что плоды с большей массой созревают быстрее, но тенденция в уменьшении содержания хлорофилла у яблок с максимальной массой наблюдается, Измерения содержания хлорофилла в кожице яблок показали, что интервалы погрешностей измерений пересекаются и можно говорить, что зрелость у них одинакова. Если посмотреть разницу между значениями хлорофилла яблок с максимальной и минимальной массой солнечной и теневой сторон яблока, то можно обнаружить периодические процессы в изменении созревания по хлорофиллу. Кроме того, из рис. 3 видно, что колебания в изменении хлорофилла между яблоками с максимальной и минимальной их массами солнечной и теневой сторон яблок находятся в ггротивофазе.
0.06
0.04
0.02
X а 0.00
с; к -0.02
§ -0.04
^ X -0.06
■0.08
-0.10
-0.12
V
л г/ ; к 0
Ч V »41 - «Л—> 1 ' \ /
* 1 1 * 1 \ . V ь/
1 ' ! > 1 1 '' 1 •
2звг -аег 22 эег 1сен 11 сен Л сен Время, дни
1 опт
Рис. 3. Разница между значениями хлорофилла яблок: с максимальной и минимальной массой солнечной и теневой ауюрон яблока
На солнечной стороне яблока фиксируют минимальное значение хлорофилла и в данном случае видна высокая чувствительность метода по фиксации колебаний, которые характеризуют синтез и распад хлорофилла. Видно, что к концу созревания яблок хлорофилл в кожице достигает минимального значения (рис. 4). На ряде сортов яблок по время хранения развивается физиологическое расстройство в виде побурепия кожицы - загара. Это может быть связано с фотосинтетической активностью хлорофилла в кожице яблок, водным обменом в тканях яблока и между окружающей средой, дыханием. Учитывая, что Загару подвержены яблоки раннего срока съема, следует предположить, что одной из причин может быть высокая синтетическая активность хлорофилла в связи с высоким уровнем его содержания хлорофилла в кожице. Например, на солнечной стороне поверхности яблока низкий уровень хлорофилла и на ней, как мы установили, никогда не развивается загар.
г
и
К £
о ь. о с; х
Л
у \ \
ч
1 Л
¡А А л Ч \ V*
Т \ Л 1
1 У у 1 X П_ - Л
у у ЧЯч к* о-о-'" *
Время, дни
Рис. 4. Изменение содержания хлорофилла в кожице яблок сорта Антоновка обыкновенная во время созревания в саду
На рис. 5 показана взаимосвязь отражения на длине волны 700 нм ткани яблок сорта Антоновка обыкновенная с содержанием крахмала в ткани по йодокрах-мальной пробе. Видно, что с увеличением зрелости, т.е. при достижении йодокрах-мальной пробы в 8 баллов, когда содержание крахмала минимально или его практически нет, отражение света от поверхности ткани, обработанной йодньтад раствором, увеличивается, достигая значения 70 % Остальные 30 % света, проникающие на некоторую глубину в яблоко, поглощаются клеточной тканью.
80
70
¿60
§50
5
5зо I
его
о
10 0
1 2 3 4 5 6 7 8
иодокрахмальная проба, балл
Рис. 5. Взаимосвязь отражения на длине волны 700 нм ткани яблок сорта Антоновка обыкновенная с содержанием крахмала в ткани по йодокрахмальной пробе.
После закладки яблок на хранение я камеру с температурой 3-4 °С и влажностью 85-90 % через 4 мес был произведен анализ плодов на поражение их загаром. На рис. б показана зависимость субкутикулярного по бурения (загара) кожицы плодов сорта Антоновка обыкновенная во время холодного хранения от содержания в них хлорофилла. Видно, что у плодов с большим значением хлорофилла загар был максимальным. Следует учесть, что на развитие загара влияют метеоусловия вегетационного периода и зависимости могут отличаться по годам.
100
90
ао
70
5е во
ГО 50
30 20 10 0
0ÜQ 0 60 1.00 1 50 2 00
Хлорофилл а, мкг/см2
Рис. б. Зависимость субкутикулярного побурения (загара) кожицы плодов сорта Антоновка обыкновенная во время холодного хранения от содержания в них хлорофилла
В ходе опыта была показана возможность разработки автономного прибора и методики для измерения интенсивности выделения углекислого газа плодами; установлена взаимосвязь между содержанием крахмала в ткани яблок и их транспира-цией во время созревания; подтверждена периодичность колебательных процессов при изменении данных показателей созревания яблок; выявили, что к концу созревания яблок в саду хлорофилл в их кожице достигает минимально!« значения; показали взаимосвязь отражения на длине волны 700 нм ткани яблок сорта Антоновка обыкновенная с содержанием крахмала в ткани по йодокрахмальпой пробе; установили зависимость субкутикулярного побурения (загара) кожицы плодов сорта Антоновка обыкновенная во время холодного хранения от содержания в них хлорофилла.
ЛИТЕРАТУРА
Коротышева Л. Б., Пилиненко Л. Б., Малютенкова С. М. Характеристика внутритканевого газового состава яблок и его изменение в процессе хранения \ Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». 2017. Т. 5, № 1. С. 26-34
REFERENCES
Korotysheva L. В., Pilipenko L. В., Malyutenkova S. M. HarakteristLka vnutrit-kanevogo gazovogo sostava yablok i ego izmenenie v processe hrancniya [Characteristics of the interstitial gas composition of apples and its change during storage], Bulletin of SUSU. Series "Food and Biotechnology", 2017, V. 5, No. 1, S. 26-34 (Russian).
