CC BY
0УДК 633.63:632.935.4:631.563 doi.org/10.24412/2413-5518-2024-2-56-58
Влияние ультрафиолетового излучения на технологическое качество маточных корнеплодов сахарной свёклы при хранении
М.А. СМИРНОВ, ст. научн. сотр. лаборатории аналитической оценки технологического качества сахарной свёклы, канд. экон. наук (e-mail: masmirnov@rambler.ru)
Н.А. ЛАЗУТИНА, научн. сотр. лаборатории аналитической оценки технологического качества сахарной свёклы ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»
Введение
В семеноводстве сахарной свёклы на развитие растений первого года жизни большое влияние оказывают способы семеноводства, сроки и нормы посева компонентов гибридов, система защиты от вредных объектов, качество уборки [1].
Правильное хранение маточных корнеплодов сахарной свёклы позволяет обеспечить производство необходимым количеством посадочного материала. При этом качество маточных корнеплодов является определяющим фактором, влияющим на их приживаемость и стартовый рост семенных растений культуры [2].
К основным современным перспективным приёмам хранения маточных корнеплодов можно отнести следующие:
— обработка посадочного материала перед хранением фунгицидами химической и биологической природы;
— обработка посадочного материала перед хранением инфракрасным и низкоинтенсивным когерентным излучением;
— использование холодильников с регулируемыми температурно-влажностными режимами хранения и регулируемой газовой средой [3—5].
В настоящее время в сельскохозяйственном производстве предпринимаются попытки повышения сохранности продуктов другими способами. К их числу можно отнести обработку продуктов ультрафиолетовым (УФ) излучением как физический метод борьбы с поверхностными патогенными микроорганизмами (бактериями и грибами) [6]. Гибель микробов, вызванная ультрафиолетовым облучением, объясняется мутациями ДНК, включая образование димеров циклобутильного типа и пиримидиновых аддуктов. Кроме того, перепроизводство активных форм кислорода, вызванное ультрафиолетовым излучением,
может окислять липиды мембран и ингибировать важнейшие клеточные ферменты [7]. Воздействие ультрафиолетовой обработки на конкретный продукт зависит от многих факторов, включая тип длин волн ультрафиолетового излучения (УФ-А, УФ-В или УФ-С), интенсивность, дозу, вид растения, равномерность обработки [8]. Таким образом, исследование прямого действия УФ-излучения на качественные характеристики маточных корнеплодов компонентов гибридов сахарной свёклы в процессе хранения является актуальным.
Цель работы, материалы и методы исследования
В 2020—2022 гг. в лаборатории аналитической оценки технологического качества сахарной свёклы ВНИИСС были проведены исследования с целью изучить влияние УФ-излучения на технологическое качество маточных корнеплодов сахарной свёклы в процессе хранения. Объектом служили корнеплоды опылителя отечественного гибрида РМС-127.
Схема опыта включала 4 варианта обработки маточных корнеплодов УФ-излучением: в 2020—2021 гг. — экспозиции 60, 90, 120 и 180 с; в 2022 г. - 90, 180, 300 и 600 с. Контрольный вариант — без обработки.
Для исследования воздействия ультрафиолетовой обработки использовали переносную установку. Источником излучения являлась бактерицидная лампа Philips TUV 30W. Обработку маточных корнеплодов проводили с расстояния 50—60 см от их поверхности согласно ГОСТу [9].
Средняя продолжительность хранения маточных корнеплодов в специализированном корнехранилище при нерегулируемых условиях составила 170 суток.
Анализ технологического качества маточных корнеплодов до и после хранения проводили по ряду показателей с использованием общепринятых методик для сахарного производства.
56 САХАР № 2 • 2024
^¿рЩт^Ш!! 20 лет интенсивного развития
^ -"^л/м/и/ пф-птт ги .
www.nt-prom.ru
Результаты и их обсуждение
После уборки корнеплоды маточной, как и фабричной, сахарной свёклы представляют собой неустойчивую систему, которая интенсивно реагирует на внешние изменения (температура, влажность, состав газовой среды) потерей массы и качества. В то же время при закладке на хранение они обладают генетической устойчивостью против неблагоприятных биотических и абиотических факторов, причём эта устойчивость зависит главным образом от сортовых особенностей и в результате хранения может теряться без какого-либо восстановления.
В селекции и семеноводстве сахарной свёклы к основным технологическим качествам маточных корнеплодов относятся:
— визуально определяемые: размер и масса корнеплода, величина обрезки головки, механические повреждения, патологии в развитии, окрас, признаки цветушности, степень израстания;
— химические: химический состав корнеплода (содержание сахарозы и несахаров);
— биологические: структура ткани корнеплода, величина клеток корнеплода и листа, количество, размер и плотность расположения сосудистых колец.
Данные показатели прежде всего определяют качество и выход посадочного материала.
Основные потери массы и сахара при хранении маточных корнеплодов происходят в результате развития процессов дыхания и микробиологической порчи. Чем выше эти показатели, тем ниже качество посадочного материала.
В 2020—2021 гг. после хранения сахаристость корнеплодов уменьшилась на 0,83—1,58 % (табл. 1). Наименьшие потери сахара в процессе хранения (0,83 %) были отмечены в варианте обработки маточных корнеплодов УФ-излучением в экспозиции 120 с. В остальных изучаемых вариантах опыта с применением УФ-излучения потери сахара снизились на 0,93—1,07 %. В контроле они составили 1,58 %.
После продолжительного хранения в маточных корнеплодах всех изучаемых вариантов наблюдалось повышение содержания основных несахаров-мелассообразователей: катионы К+ и №+, а-аминный азот. Содержание а-аминного азота увеличилось с 4,51 до 4,72— 6,04 ммоль/100 г св. Минимальное количество данного мелассо-образователя (4,72 ммоль/100 г св.) было в варианте применения УФ-излучения в экспозиции 180 с,
что меньше, чем в контроле (6,04 ммоль/100 г св.), на 1,32 ммоль/100 г св., или в 1,3 раза.
Содержание К+ увеличилось с 2,41 до 2,45— 2,81 ммоль/100 г св., или в 1,0—1,2 раза. Рост количества №+ по мере хранения был более интенсивным по сравнению с К+ и составил от 1,49 до 2,74— 2,93 ммоль/100 г св., или 1,8—2,0 раза в зависимости от варианта опыта. Минимальное количество №+ накапливалось в корнеплодах с применением УФ-излучения в экспозициях 90 и 120 с — 2,75 и 2,74 ммоль/100 г св. соответственно.
С продлением срока хранения в клеточном соке сахарной свёклы происходит повышение концентрации инвертазы за счёт продуцирования в корнеплоде различных видов микроорганизмов, что приводит к увеличению редуцирующих веществ. После хранения содержание последних возросло во всех вариантах опыта, но в разной степени. Минимальный их прирост отмечен в результате применения УФ-излучения в экспозиции 180 с — от 0,070 до 0,114 %, или на 0,044 %. В вариантах опыта в экспозициях 90 и 120 с повышение содержания редуцирующих веществ в корнеплодах было на уровне 0,061 и 0,060 % соответственно. Максимальное количество редуцирующих веществ наблюдалось в контроле и варианте экспозиции 60 с - 0,069 %.
В условиях 2022 г. в процессе хранения маточных корнеплодов, как и в 2020-2021 гг., снижалась сахаристость и возрастало количество несахаров-мелассообразователей (табл. 2). Наименьшие потери сахара (0,20-0,30 %) были отмечены в вариантах с повышенными экспозициями УФ-излучения: 180, 300 и 600 с. В экспозиции 90 с потери сахара составили 0,40 %, а в контроле - 0,45 %.
В среднем за 2022 г. хранения отмечены следующие изменения технологического качества маточных корнеплодов:
Таблица 1. Технологическое качество маточных корнеплодов опылителя,
2020-2021 гг.
Показатель До хранения Вариант
Контроль Продолжительность УФ-излучения, с
60 90 120 180
Сахаристость, % 17,53 15,95 16,46 16,60 16,70 16,54
Общие потери сахара, % - 1,58 1,07 0,93 0,83 1,00
Среднесуточные потери сахара, % - 0,010 0,007 0,006 0,005 0,006
Сухие вещества, % 25,79 24,71 25,33 25,31 25,41 24,95
К+, ммоль/100 г св. 2,41 2,81 2,53 2,48 2,46 2,45
№+, ммоль/100 г св. 1,49 2,93 2,80 2,75 2,74 2,84
а-аминный азот, ммоль/100 г св. 4,51 6,04 5,42 5,02 4,89 4,72
Массовая доля растворимой углекислой золы, % к массе свёклы 0,378 0,463 0,428 0,414 0,408 0,391
Массовая доля редуцирующих веществ по Мюллеру, % к массе свёклы 0,070 0,139 0,139 0,131 0,130 0,114
№ 2 • 2024 САХАР 57
20 лет интенсивного развития
ШЕШ
мчми. п-ргот. ги
Таблица 2. Технологическое качество маточных корнеплодов опылителя, 2022 г.
Показатель До хранения Вариант
Контроль Продолжительность УФ-излучения, с
90 180 300 600
Сахаристость, % 16,10 15,65 15,70 15,90 15,80 15,90
Обшие потери сахара, % 0,45 0,40 0,20 0,30 0,20
Среднесуточные потери сахара, % 0,003 0,002 0,001 0,002 0,001
Сухие вещества, % 24,54 24,00 24,08 24,29 24,28 24,30
К+, ммоль/100 г св. 2,15 2,77 2,55 2,38 2,31 2,33
№+, ммоль/100 г св. 1,07 1,54 1,47 1,26 1,28 1,25
а-аминный азот, ммоль/100 г св. 3,57 4,79 4,66 4,17 4,19 4,15
Массовая доля растворимой углекислой золы, % к массе свёклы 0,501 0,591 0,580 0,569 0,523 0,525
Массовая доля редуцирующих веществ по Мюллеру, % к массе свёклы 0,052 0,107 0,096 0,093 0,092 0,090
— содержание К+ увеличилось с 2,15 до 2,31— 2,77 ммоль/100 г св., Na+ - с 1,07 до 1,25— 1,54 ммоль/100 г св.,а-аминного азота — с 3,57 до 4,15—4,79 ммоль/100 г св., редуцирующих веществ — с 0,052 до 0,090—0,107 %;
— минимальное накопление несахаров-мелассо-образователей отмечено в корнеплодах, обработанных УФ-излучением в экспозициях 180, 300 и 600 с. При этом между данными вариантами опыта существенной разницы в значениях показателей технологического качества не наблюдалось.
Заключение
Таким образом, применение УФ-излучения на стадии послеуборочного хранения маточных корнеплодов опылителя сахарной свёклы обеспечивает высокое качество посадочного материала и, как следствие, последействие может оказать положительное влияние на продуктивность семенных растений опылителя сахарной свёклы. Наибольший эффект наблюдается при обработке маточных корнеплодов перед хранением УФ-излучением в экспозициях 120 и 180 с.
Список литературы
1. Коэффициент размножения семян и факторы, влияющие на его величину / И.И. Бартенев, Д.С. Гав-рин, А.А. Сенютин, Р.Н. Роев // Сахарная свёкла. — 2021. — № 9. — С. 16—22.
2. Смирнов, М.А. Изменение технологического качества маточных корнеплодов сахарной свёклы в зависимости от способа хранения / М.А. Смирнов, Н.А. Лазутина // Сахар. — 2021. — № 2. — С. 28—31.
3. Сащенко, С.В. НКИ как способ повышения жизнеспособности маточных корнеплодов / С.В. Сащенко, И.И. Бартенев, А.В. Будаговский // Сахарная свёкла. — 2011. — № 6. — С. 28—29.
4. Характеристика препаратов фунгицидного действия, применяемых на сахарной свёкле / И.И. Бартенев, М.В. Кравец, Д.С. Гаврин [и др.] // Сахарная свёкла. — 2015. — № 4. — С. 19—21.
5. Влияние различных условий хранения на поражаемость болезнями и израстание маточных корнеплодов сахарной свёклы / И.И. Бартенев, С.В. Сащенко, Д.С. Гаврин, А.В. Новикова // Вестник Алтайского ГАУ. — 2015. — № 6 (128). — С. 25—31.
6. Влияние УФ-излучения на изменение свойств растительного сырья и его хранимоспособность.
Обзор / М.В. Тришканева, С.Б. Тюрина, Н.И. Федя-нина, А.А. Мусатова // Здоровье населения и среда обитания. — 2019. — № 12 (321). — С. 36—41.
7. Postharvest Ultraviolet Radiation in Fruit and Vegetables: Applications and Factors Modulating Its Efficacy on Bioactive Compounds and Microbial Growth / M. Darre, A.R. Vicente, L. Cisneros-Zevallos, F. Artes-Hernandez // Foods. — 2022. — Feb. 23. — 11(5):653. — https://ri.conicet.gov.ar/ bitstream/handle/11336/195978/CONICET_Digital_ Nro.01d96453-3b40-4876-a668-87a6731c5de9_B. pdf?sequence=2&isAllowed=y (дата обращения: 19.02.2024).
8. Sonntag, F. Nutritional and Physiological Effects of Postharvest UV Radiation on Vegetables: A Review / F. Sonntag, H. Liu, S. Neugart // Journal of Agricultural and Food Chemistry. — 2023. — Jul 5. — 71(26):9951-9972. — https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37344965/ (дата обращения: 19.02.2024).
9. ГОСТ 28369-89. Контроль неразрушающий. Облучатели ультрафиолетовые. Общие технические требования и методы испытаний. — Введ. 1991-01-01. — М. : Стандартинформ, 2006 — 8 с.
Аннотация. Показано влияние УФ-излучения на технологическое качество маточных корнеплодов сахарной свёклы в процессе длительного хранения. Установлено, что обработка маточных корнеплодов перед хранением УФ-излучением в экспозициях 120 и 180 с позволяет снизить потери сахарозы и накопление несахаров. Ключевые слова: маточная сахарная свёкла, УФ-излучение, экспозиция, технологическое качество.
Summary. The effect of UV radiation on the technological quality of sugar beet mother roots during long-term storage is shown. It was found that the treatment of sugar beet mother roots before storage with UV radiation in the expositions of 120 s and 180 s reduces the loss of sakha roses and the accumulation of non-sugars. Keywords: sugar beet mother roots, UV radiation, exposure, technological quality.
58 САХАР № 2 • 2024
^¿рЩт^Ш!! 20 лет интенсивного развития
^ -"^л/м/и/ пф-птт ги .
www.nt-prom.ru
