Введение. Картофель является одним из наиболее употребляемых продуктов питания, его клубни содержат ценные питательные вещества, такие как крахмал (до 25 %), белок (до 3 %), клет- чатку (до 1 %), жир (до 0,3 %).
Картофель является одним из основных объ- ектов хранения, и послеуборочное сохранение его клубней – актуальная проблема. Управление процессами послеуборочного дозревания дает возможность обеспечить сохранение качества при длительном сохранении клубней картофеля [1, 2]. Цель исследования. Оценка влияния техно- логии охлаждения и типов вентиляции на содер- жание биологически активных веществ в клубнях
картофеля сорта Колпашевский в течение года.
Задачи исследования: влияние технологии охлаждения на качество продукции при хранении клубней картофеля в хранилищах заглубленно- го типа в сибирских условиях; сравнение микро- климатических условий (температурный режим, влажность воздуха) при хранении картофеля в картофелехранилищах заглубленного типа (1-й тип – с естественной приточно-вытяжной венти- ляцией; 2-й тип – с активной (принудительной) вентиляцией в течение года); определение и сравнительный анализ содержания биологиче- ски активных веществ в клубнях картофеля сорта Калпашевский в типах хранилищ: с естественной приточно-вытяжной и активной (принудительной) вентиляцией.
В сибирских условиях сохранение биологически активных веществ в овощах [3, 4] и картофеле име- ет большое значение для питания населения.
Объекты и методы исследования. Объек- тами исследования являются клубни картофеля сорта Колпашевский. Сорт российской селекции: ФГБУН «Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук».
В Российской Федерации предпочтительны для выращивания северные территории.
Столовый среднеранний сорт картофеля с удлиненно-овальной формой клубней. Кожура розового цвета, мякоть – белая. Масса товарных клубней до 110 г. Количество клубней в кусте – 8–11шт. Урожайность – 270–380 ц/га. Лежкость – 93 %. Устойчив к заболеваниям: мозаичному ви- русу, черной ножке, ризоктониозу.
Потребительские качества: вкус хороший, ку- линарный тип CD, используется для варки, при- готовления пюре, запекания.
Условия хранения клубней картофеля сорта Колпашевский: постоянное овощехранилище заглубленного типа, построенное из кирпича и предназначенное для длительного хранения картофеля и овощей в пос. Солонцы юга Красно- ярского края. Такой тип овощехранилищ широко распространен в южной зоне Сибирского регио- на. Режим хранения продукции в хранилищах ре- гулируется как естественной приточно-вытяжной вентиляцией (1-й тип хранения), так и активной (принудительной) вентиляцией с искусственным охлаждением (2-й тип хранения). Преимуще- ствами активной (принудительной) вентиляции с искусственным охлаждением является возмож- ность поддержания микроклиматических условий в течение года и равномерное проветривание, что позволяет обеспечить сохранение качествен- ного сырья овощей. Равномерное проветривание позволяет хранить картофель как «навалом» (в закромах больших размеров), так и в секциях [3, 5–9]. При этом в обоих способах хранения увели- чивают сроки хранения картофеля.
Продукция размещена в секциях в соответ- ствии с объемом хранилища. Овощехранилище механизировано погрузчиком и подъемником для перемещения продукции.
Клубни картофеля поступают на хранение вы- зревшими, здоровыми, неповрежденными, неза- раженными, с крепкой кожурой, очищенными от примесей.
Из лабораторно-аналитических методов ис- следования качества продукции использован метод агроэкологического мониторинга и мето- дики определения содержания биологически ак- тивных веществ: цианидный метод определения сахаров в растениях; количественное определе- ние крахмала, определение содержания органи- ческих кислот и аскорбиновой кислоты [8, 10, 11]. Для статистической обработки результатов исследования использован двухфакторный дис- персионный анализ. Он показывает влияние качественных переменных (факторов) на одну зависимую количественную переменную. По ре- зультатам статистической обработки выявлена линейная зависимость между содержанием био- логически активных веществ в овощах и сроками их хранения. Выявлена экспоненциальная зави- симость, а именно экспоненциальный спад, про- цесс уменьшения количественных показателей за период времени. Формулу экспоненциального спада возможно использовать для оценки про-
дукта с течением времени [12].
Исследования выполнены в Инновационной лаборатории «Экологический мониторинг сель- скохозяйственных и лесных культур» ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ.
Результаты исследования и их обсуждение Условия хранения клубней картофеля. Основными факторами соблюдения режима хра- нения клубней картофеля являются температура хранения, относительная влажность воздуха и его газовый состав, световой режим. Различия в температуре хранения в основном определяются сроками хранения и хозяйственным назначением урожая (семенной картофель или предназначен-
ный для переработки).
Применение технологии охлаждения при хране- нии клубней картофеля в постоянном хранилище заглубленного типа, регулируемом активной (прину- дительной) вентиляцией с искусственным охлажде- нием, позволяет поддерживать температуру 3–5 °С, необходимую для хранения сортов картофеля, неустойчивых к пониженной температуре [13]. При охлаждении в клубнях картофеля биохимические процессы проходят со слабой интенсивностью.
Предусматривается выделение трех этапов хранения: лечебный (подготовительный); охлаж- дение (снижение температуры воздуха), основной. Первый этап – лечебный (подготовитель- ный) – наступает после уборки картофеля. В
клубнях картофеля физиологические и биохими- ческие процессы залечивают ранения клубней во время уборки и транспортировки. В местах ранения клубней образуется раневая перидерма благодаря отложению суберина (вещества по- кровной ткани). Синтезируются фунгитоксичные вещества фенольной природы (кофейная кис- лота, скопотелин, гликоалколоиды (солонины, чаконины), подавляющие возбудителей грибных заболеваний. В этот период в клубнях снижается содержание сахаров, идет синтез крахмала, ста- новится более прочной кожура.
Второй этап – охлаждение (предварительный). Технология охлаждения предусматривает сни- жение температуры воздуха. В насыпи клубней картофеля температуру воздуха постепенно сни- жают с 12–15 до 2–4 °С. Снижение температуры происходит в среднем на 0,5 °С в сутки, и продол- жительность охлаждения составляет 25–39 суток. Охлаждение проводят более интенсивно – в сред- нем на 1,0 °С в сутки, если в насыпи клубней кар- тофеля много поврежденных клубней. При этом продолжительность охлаждения сокращается и составляет 10–19 суток. Клубни картофеля нахо- дятся в состоянии покоя, и интенсивность физио- логических и биохимических процессов оценива- ется как слабая.
Третий этап – основной (длительного хране- ния). Оптимальными условиями хранения (без преждевременного прорастания клубней картофе- ля) является стабильная температура 1,5–5,0 °С в сутки при 85–95 % относительной влажности воздуха. Клубни картофеля, как и в предыдущем периоде, находятся в состоянии покоя, и в них замедляется интенсивность процессов жизнеде- ятельности. Относительная влажность воздуха влияет как на продолжительность периода покоя клубней, так и на вес, тургор, устойчивость к бо- лезням и вкусовые качества клубней.
На лежкость клубней картофеля влияет га- зовый состав воздуха. А именно соотношение в воздухе кислорода и углекислого газа. Оптималь- ным является соотношение 15–19 % кислорода и 2–4 % углекислого газа.
Режим хранения продукции регулируется установленной активной (принудительной) вен- тиляцией с искусственным охлаждением возду- ха. Равномерное проветривание обеспечивается системой активной вентиляции. Картофель в та- ких хранилищах можно хранить в закромах боль- ших размеров «навалом».
Хранилища с искусственным охлаждением наиболее перспективны для хранения клубней картофеля, так как в них можно создавать при
хранении оптимальную температуру, соответству- ющую биологическим особенностям продукции.
Содержание биологически активных ве- ществ в клубнях картофеля сорта Кол- пашевский при их хранении в хранилищах заглубленного типа с разной системой вен- тиляции. Биологически активные вещества в достаточном количестве необходимы для пол-
ноценного питания человека, так как в процессах обмена они поступают в ткани и клетки организ- ма человека [3].
Содержание биологически активных веществ в клубнях картофеля сорта Колпашевский в хра- нилище заглубленного типа, регулируемом уста- новленной естественной приточно-вытяжной вентиляцией, показано в таблице 1.
Таблица 1
Содержание биологически активных веществ (среднее значение) в клубнях картофеля сорта Калпашевский при хранении в овощехранилище заглубленного типа, регулируемом естественной приточно-вытяжной вентиляцией (1-й тип хранения)
|
Показатель |
Осень (контроль) |
Зима |
Весна |
Лето |
|
Температурный режим, °С; влажность воздуха, % |
||||
|
1,0; 90–92 |
1,0; 90–95 |
1,0–2,0; 90–96 |
3,0; 88–92 |
|
|
Количество сахаров, % |
1,5 |
1,3 |
1,1 |
0,9 |
|
Количество крахмала, % |
18,3 |
13,2 |
8,6 |
3,7 |
|
Содержание органических кислот (кислотность), мг/ 100 г |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
0,1 |
|
Содержание аскорбиновой кислоты, мг/ 100 г |
25,0 |
22,4 |
11,1 |
5,8 |
Содержание биологически активных веществ в клубнях картофеля сорта Калпашевский в хранилище заглубленного типа, регулируемом
активной (принудительной) вентиляцией с искус- ственным охлаждением, показано в таблице 2.
Таблица 2
Содержание биологически активных веществ (среднее значение) в клубнях картофеля сорта Калпашевский при хранении в картофелехранилище заглубленного типа, регулируемом активной (принудительной) вентиляцией с искусственным охлаждением (2-й тип хранения)
|
Показатель |
Осень (контроль) |
Зима |
Весна |
Лето |
|
Температурный режим, °С; влажность воздуха, % |
||||
|
3,5; 90 |
3,5; 90 |
3,5; 90 |
3,5; 90 |
|
|
Количество сахаров, % |
1,6 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
Количество крахмала, % |
18,5 |
18,1 |
14,7 |
14,5 |
|
Содержание органических кислот (кислотность), мг/ 100 г |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,3 |
|
Содержание аскорбиновой кислоты, мг/ 100 г |
25,1 |
25,0 |
21,3 |
21,0 |
Анализ таблиц 1, 2 показал, что клубни кар- тофеля в свежем урожае имеют высокое содер- жание крахмала (18,3–18,5 %), а также аскорби- новой кислоты (25,0–25,1 мг/100 г). Снижение количества крахмала в клубнях картофеля со- ставляет от 18,3 до 3,7 % (1-й тип хранения) и от 18,5 до 14,5 % (2-й тип хранения); содержание органических кислот уменьшается до 0,1 мг/100 г
(1-й тип хранения) и 0,3 мг/100 г (2-й тип хране- ния).
Потеря содержания аскорбиновой кислоты в клубнях картофеля при 1-м типе хранения со- ставляет 5,8 мг/100 г (табл. 1, рис. 1). При 2-м типе хранения клубней картофеля снижение со- держания аскорбиновой кислоты в течение пери- ода хранения – 21,0 мг/100 г (табл. 2, рис. 2).
Рис. 1. Зависимость содержания аскорбиновой кислоты (мг/100 г) от сроков хранения клубней картофеля в овощехранилище заглубленного типа, регулируемом естественной приточно- вытяжной вентиляцией (1-й тип хранения)
Рис. 2. Зависимость содержания аскорбиновой кислоты (мг/100 г) от сроков хранения клубней картофеля в овощехранилище заглубленного типа, регулируемом активной (принудительной) вентиляцией с искусственным охлаждением (2-й тип хранения)
Соблюдение условий хранения клубней карто- феля сорта Колпашевский в картофелехранили- ще заглубленного типа, регулируемом активной (принудительной) вентиляцией с искусственным охлаждением (2-й тип хранения), обеспечивает лучшую сохранность клубней картофеля и наи- большее содержание таких биологически актив- ных веществ, как сахара, крахмал, органические кислоты и аскорбиновая кислота. Содержание биологически активных веществ лучше сохра- няется в течение срока хранения, что говорит о более высоком качестве продукции.
Статистическая обработка данных по содержанию биологически активных ве- ществ в клубнях картофеля. При условиях хранения в овощехранилище заглубленного типа, регулируемом естественной приточно-вы- тяжной вентиляцией, проявляется экспоненци- альная зависимость. Наблюдается экспонен- циальное падение содержания биологически активных веществ, которое проявляется при 1-м типе хранения в снижении с 50 до 270 суток хра- нения (рис. 1), а при 2-м типе хранения – с 95 по 270 суток хранения (рис. 2). При 2-м типе хране- ния биологически активные вещества в клубнях картофеля при условиях хранения теряют полез- ные свойства медленнее. Например, содержа- ние аскорбиновой кислоты в клубнях картофеля снижается всего от 25,1 до 21,0 мг/100 г, что сви- детельствует о хорошем сохранение качества клубней.
Выводы
-
Применение технологии охлаждения при хранении клубней картофеля в постоянном хра- нилище заглубленного типа (снижение темпера- туры воздуха на 0,5 оС в сутки с продолжительно- стью охлаждения 25–39 суток) предусматривает выделение трех этапов хранения: лечебный (подготовительный); охлаждение (снижение тем- пературы воздуха), основной.
-
При условии хранения клубней картофеля в картофелехранилище заглубленного типа, ре- гулируемом активной (принудительной) венти- ляцией с искусственным охлаждением (2-й тип хранения), содержание биологически активных веществ изменяется медленнее.
-
Экспоненциальная зависимость имеет ме- сто при хранении как 1-го типа хранения, так и 2-го типа хранения. Однако при 2-м типе хране- нии содержание биологически активных веществ в клубнях картофеля уменьшается значительно медленнее и способствует сохранению качества клубней.
