1 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобо-

1
На правах рукописи
ОБЛОМИЙ Роман Николаевич
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ ХРАНЕНИЯ МОРКОВИ
В УСЛОВИЯХ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и
виноградарства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Краснодар – 2011
2
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО
«Кубанский государственный технологический университет»
Научный руководитель:
кандидат технических наук
Барашкина Елена Владимировна
Официальные оппоненты:
доктор технических наук
Родионова Людмила Яковлевна
кандидат технических наук
Хрипко Ирина Александровна
Ведущая организация:
ГНУ Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии
Защита диссертации состоится 15 декабря 2011 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном
технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. Г-251.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета.
Автореферат разослан 15 ноября 2011 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
канд. техн. наук
В.В. Гончар
3
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ*
1.1 Актуальность темы. В настоящее время важнейшей задачей перерабатывающей промышленности РФ является сохранение в межсезонный период
товарного качества и пищевой ценности продукции Российских сельхозпроизводителей.
Морковь принадлежит к основным овощным культурам, имеет важное
значение в питании благодаря богатому химическому составу, включающему
углеводы, минеральные вещества и витамины. Особая ценность ее состоит в
высоком содержании каротина.
В Краснодарском крае ежегодно выращивается около 23 тыс. тонн моркови, при этом две трети от полученного урожая закладывается на длительное
хранение. Морковь имеет невысокую лежкость, к тому же в Краснодарском
крае из-за теплых зим и плохого промораживания почвы в зимнее время
наблюдается высокая заболеваемость корнеплодов различными фитопатологическими болезнями, поэтому от 10 до 30 % урожая, заложенного на хранение,
подвергается порче из-за роста микрофлоры и образования гнили.
Весомый вклад в научное обоснование и развитие технологии хранения
сельскохозяйственной продукции внесли известные ученые Скорикова Ю.Г.,
Скрипников Ю.Г., Широков Е.П., Ветлицкий Л.В., Фельдман А.Л., Сокол П.Ф.,
Исагулян Э.А., Филиппов Ю.В., Бородин И.Ф. и другие.
Известные способы хранения – буртовое, с активной вентиляцией, с искусственным охлаждением, в полиэтиленовых мешках и пескование не позволяют сохранять качество корнеплодов моркови более шести месяцев. Способы
хранения с применением консервантов и антисептиков являются дорогостоящими и сложными, связаны с большими затратами труда и отрицательно сказываются на здоровье потребителя. В связи с этим, актуальным является совершенствование способов хранения моркови в условиях Краснодарского края.
1.2 Цель работы. Целью настоящей работы является совершенствование
способов хранения моркови в условиях Краснодарского края.
____________________________________________________________________
*Автор выражает глубокую благодарность и признательность канд. техн. наук, доценту Исагулян Э.А. за ценные консультации при выполнении диссертационной работы.
4
1.3 Основные задачи исследований:
 систематизация и анализ научно-технической литературы и патентной
информации по теме исследований;
 исследование биохимических и технологических особенностей корнеплодов моркови, районированных в Краснодарском крае, с целью выбора сортов, рекомендуемых для длительного хранения;
 исследование влияния обработки моркови путем гидроорошения электроактивированной водой (ЭАВ) на микрообсемененность корнеплодов при закладке на длительное хранение;
 оптимизация параметров обработки сырья, предназначенного для длительного хранения, с применением воздействия электромагнитного поля крайне
низких частот (ЭМП КНЧ);
 исследование изменения микробиологической обсемененности корнеплодов моркови в зависимости от способа обработки при хранении;
 исследование химического состава и товарных показателей качества
корнеплодов моркови в зависимости от способа обработки при хранении;
 сравнительная оценка активности окислительно-восстановительных
ферментов и исследование динамики изменения содержания полифенольных
веществ и эфирных масел моркови при хранении;
 совершенствование способов хранения моркови в условиях Краснодарского края;
 подбор оборудования для аппаратурного оформления предлагаемых
способов хранения моркови;
 разработка технической документации на технологию хранения моркови усовершенствованными способами с применением гидроорошения ЭАВ и
электромагнитной обработки;
 проведение опытно-промышленной апробации разработанных способов
хранения моркови;
 оценка экономической эффективности от внедрения усовершенствованных способов хранения моркови в условиях Краснодарского края.
5
1.4 Научная новизна. Впервые на основании комплексного исследования биохимических и технологических особенностей корнеплодов моркови
сортов, районированных в Краснодарском крае, определены оптимальные способы и режимы обработки корнеплодов при закладке на хранение, научно и
экспериментально обоснованы условия хранения с применением инновационных способов: применение гидроорошения ЭАВ и обработка ЭМП КНЧ.
Впервые выявлено и экспериментально подтверждено положительное
влияние орошения корнеплодов моркови электроактивированной водой на
снижение микробиологической обсемененности и стабилизацию качества моркови при хранении.
Получены новые сведения о составе эфирных масел корнеплодов моркови и их качественных и количественных изменениях при хранении.
Установлена корреляционная зависимость содержания витамина С, полифенольных веществ, эфирных масел и активности ферментов корнеплодов
моркови от способов обработки и режимов хранения.
Впервые установлено, что периодическое гидроорошение ЭАВ и обработка моркови воздействием ЭМП КНЧ способствуют сохранению потребительских характеристик корнеплодов, увеличивая продолжительность их хранения.
Новизна технических решений подтверждена патентом РФ на изобретение № 2400964 «Способ хранения моркови» от 10.10.2010 г.
1.5 Практическая значимость. Усовершенствованы два способа хранения моркови в условиях Краснодарского края (в условиях периодического гидроорошения и в условиях искусственного охлаждения). Разработана техническая документация на технологию хранения моркови усовершенствованными
способами.
Предложенные способы хранения апробированы в условиях овощехранилищ предприятия ЗАО ПЗ «Колос», ст. Каневская Краснодарского края. Получен экономический эффект 10,3 – 10,6 тыс. руб. на 1 т корнеплодов моркови заложенных на хранение.
1.6 Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы
представлены, обсуждены и одобрены на: V Международной научно-
6
практической конференции «Торгово-экономические проблемы регионального
бизнес-пространства» (г. Челябинск, 2007 г.); IX Всероссийской научнопрактической конференции «Агропромышленный комплекс и актуальные проблемы экономики регионов» (г. Майкоп, 2007 г.); VIII Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии»
(г. Казань, 2007 г.); X международной конференции «Современные проблемы
техники и технологии пищевых производств» (г. Барнаул, 2007 г.); XI Международной научно-практической конференции «Современные проблемы техники
и технологии пищевых производств» (г. Барнаул, 2008 г.); Международной
научно-практической конференции «Государственная программа развития
сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции,
сырья и продовольствия на 2008-2012 гг.» (г. Пенза, 2008 г.); III научнопрактической конференции «Качество продукции, технологий и образования»
(Магнитогорск, 2008 г.); V Международной научно-практической конференции
«Пища, экология, качество» (г. Новосибирск, 2008 г.); IX Международной
практической конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (г. Казань, 2008 г.); II Международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: Достижения, проблемы, перспективы» (г. Пенза, 2008 г.); III Международной научно
практической конференции «Пищевая промышленность и агропромышленный
комплекс: Достижения, проблемы, перспективы» (г. Пенза, 2009 г.).
По результатам конкурса на лучшую научную и творческую работу среди аспирантов и соискателей высших учебных заведений Краснодарского края
за 2010 год научная работа «Совершенствование способов хранения моркови в
условиях Краснодарского края» награждена серебряной медалью и дипломом II
степени Департамента образования и науки Краснодарского края.
1.7 Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 16 научных работ, в том числе 3 научные статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получен патент РФ на изобретение.
1.8 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,
аналитического обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка
использованной литературы и приложений. Основная часть работы изложена
7
на 115 страницах компьютерного текста, содержит 19 таблицы и 15 рисунков.
Список литературы включает 120 источников, в том числе 20 – иностранных
авторов.
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследований. Объектами исследования являлись корнеплоды моркови сортов, районированных в Краснодарском крае, урожая 20072009 гг.: Шантанэ 2461, Нантская 4, Геранда, Несравненная, Урожайная, Рогнеда, Лосиноостровская, Ньюс и Фонтана.
2.2 Методы исследований. В ходе выполнения диссертационной работы
использовали стандартные методы исследований, принятые в пищевой промышленности и специальные методы физико-химических анализов: фото- и
спектроскопия, газожидкостная хроматография.
Морковь хранили в охлаждаемых камерах в соответствии с требованиями
ГОСТ 282759-94. При этом температура воздуха в хранилище составляла от
0 0C до плюс 2 0C, влажность воздуха – от 90 % до 98 %.
Для получения ЭАВ использовали плоскопараллельный электрохимический активатор ПЭХА-1, разработанный кафедрой машин и аппаратов пищевых
производств КубГТУ (г. Краснодар), предназначенный для использования в
пищевой промышленности, работающий в проточном режиме на воде, соответствующей ГОСТ 2874-82.
Обработка корнеплодов воздействием ЭМП КНЧ проводилась в тех же
камерах, где хранилась морковь. Изучение воздействия ЭМП КНЧ на корнеплоды моркови производилось с помощью установки, разработанной кафедрой
радиофизики и радиоэлектроники КубГУ (г. Краснодар), состоящей из генератора сигналов – Г6-31, частотомера – Ф5041, осциллографа – Н3013, излучателя, представляющего собой многослойную катушку и емкости для загрузки
моркови.
Расчеты и построение графиков осуществляли с помощью компьютерных
программ Microsoft Office Excel 2007, Statistica 7.0. Структурная схема исследования представлена на рисунке 1.
8
Анализ информационно - патентной литературы по теме исследований
с использованием фондов научных библиотек РФ и сети Internet
Исследование биохимических и технологических особенностей корнеплодов моркови
сортов, районированных в Краснодарском крае
Исследование влияния различных способов обработки корнеплодов моркови,
изучаемых сортов на товарные показатели и химический состав в процессе хранения
Гидроорошение корнеплодов ЭАВ
Обработка корнеплодов ЭМП КНЧ
Исследование изменения количества микрофлоры корнеплодов
моркови в зависимости от способа хранения
Исследование показателей химического состава моркови
в зависимости от способа хранения
Сравнительная оценка активности окислительно-востановительных
ферментов моркови в зависимости от способа хранения
Исследование состава эфирных масел моркови и динамика
их изменения в зависимости от способа хранения
Качественный и количественный анализ полифенольных веществ
моркови и динамика их изменения в зависимости от способа хранения
Совершенствование способов хранения моркови; разработка технической
документации; апробация усовершенствованных способов хранения моркови
и оценка их экономической эффективности
Рисунок 1 – Структурная схема исследований
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Обоснование выбора сортов моркови для длительного хранения.
Изучен химический состав и лежкость девяти районированных в Краснодарском крае сортов моркови. Установлено, что наилучшей лежкостью обладают
пять сортов моркови: Шантанэ-2461, Нантская-4, Геранда, Несравненная, Лосиноостровская.
9
Химический состав изучаемых сортов моркови урожаев 2007-2009 гг.
представлен в таблице 1. Установлено, что по содержанию сухих веществ, сахаров, пектиновых веществ, витамина С и -каротина сорта моркови – Нантская-4 и Шантанэ-2461 являются наиболее предпочтительными для длительного хранения, поэтому для дальнейших исследований выбраны эти сорта.
Таблица 1 – Химический состав различных сортов моркови, районированных в
Краснодарском крае
Содержание в 100 г продукта
сахара
протомонопексумсадисахатин, г
ма, г хари- риды, г
ды, г
0,41
8,4
5,1
3,3
витамин
С,
мг%
каротин,
мг%
7,6
9,9
4,3
8,0
8,1
3,9
2,6
6,2
5,8
9,0
3,3
6,7
6,8
4,9
0,23
6,6
4,5
2,1
5,4
4,9
0,51
0,28
8,0
3,0
5,0
5,5
3,7
12,0
0,77
0,29
6,7
3,9
2,8
6,2
6,2
11,2
0,69
0,19
6,5
3,4
3,1
5,5
7,1
12,0
0,78
0,28
7,0
3,5
3,5
5,5
5,1
Наименование
сорта
сухие
вещества, г
пектиновые
вещества, г
Шантанэ 2461
13,0
0,71
Нантская 4
15,0
0,76
0,43
7,9
3,6
Геранда
10,0
0,71
0,21
6,5
Несравненная
12,0
0,8
0,29
Урожайная
10,0
0,67
Рогнеда
13,0
Лосиноостровская
Ньюс
Фонтана
3.2 Выбор и обоснование способов хранения моркови.
3.2.1 Исследование влияния обработки моркови путем орошения
ЭАВ на микрообсемененность корнеплодов при закладке на хранение. В
Краснодарском крае уборку моркови осуществляют в октябре, при этом температура почвы составляет около плюс 10 0С, в связи с чем возникает необходимость быстрого охлаждения моркови в хранилищах до требуемой по стандарту
температуры (0 – +2 0С). Кроме того, климатический фактор Краснодарского
края способствует высокой заболеваемости корнеплодов при выращивании различными фитопатологическими болезнями. Все это приводит к росту микрофлоры и значительному образованию гнили при хранении.
Известен способ, позволяющий быстро охладить массу корнеплодов –
гидроорошение охлажденной водой с температурой плюс 2 0С от одного до
16
270
15
14
260
13
250
12
240
11
230
10
17
300
16
290
15
280
14
270
13
260
12
250
11
240
10
230
9
220
9
220
8
210
8
210
0
1
2 3 4 5 6
Сроки хранения, сут
плесени
а)
Рисунок
2
–
7
бактерии
0
Бактерии, КОЕ/г
280
Плесени и дрожжи,
КОЕ/г
17
Бактерии, КОЕ/г
Плесени и дрожжи, КОЕ/г
10
трех раз в сутки. Недостатком способа является большой расход воды и интенсивный рост поверхностной микрофлоры в промежутках между орошениями
из-за высокой влажности воздуха.
Нами предложен способ эффективного снижения количества поверхностной микрофлоры за счет применения для гидроорошения ЭАВ, которая представляет собой бесцветную жидкость, обладающую бактерицидными свойствами с рН = 2,0-3,0 и окислительно-восстановительным потенциалом, равным
930-1166 mВ. При обработке моркови ЭАВ воздействует на микрофлору, тем
самым замедляя развитие плесневых и дрожжевых грибов, бактерий, которые
приводят к порче сохраняемого сырья. Известно, что при гидроорошении на
рост микроорганизмов оказывает влияние частота орошения. Нами было изучено изменение микробиальной обсемененности моркови при гидроорошении
ЭАВ через одни и двое суток хранения, рисунок 2 (а – гидроорошение ЭАВ через сутки, б – гидроорошение ЭАВ через двое суток).
1 2 3 4 5 6 7
Сроки хранения, сут
плесени
бактерии
б)
Исследование
изменения
количества
микрофлоры
корнеплодов моркови при гидроошении ЭАВ
Выявлено снижение роста микробиальной обсемененности в обоих вариантах частоты орошения корнеплодов, поэтому, с целью экономии ЭАВ, для
последующего применения выбрали гидроорошение моркови ЭАВ через двое
суток.
11
3.2.2 Экспериментальный выбор параметров обработки моркови
ЭМП КНЧ. В качестве энергосберегающего приема, альтернативного гидроорошению ЭАВ, нами предложено искусственное охлаждение в зоне воздействия электромагнитного поля, при этом планировалось снизить скорость химических реакций в корнеплодах моркови, а также подавить развитие поверхностной микрофлоры.
Следующим этапом наших исследований явилось определение чувствительности моркови изучаемых сортов к воздействию электромагнитного поля.
Установлено, что восприятие ЭМП КНЧ исследуемой вытяжки моркови является наиболее чувствительным при частоте от 19,5 до 21,5 Гц.
Определение оптимальных параметров проведения обработок моркови
ЭМП КНЧ в течение 240 суток проводили с помощью трехфакторного эксперимента, рисунки 3, 4.
Продолжительность обработки
ЭМП КНЧ, мин
25
20
15
10
5
4
8
12
16
20
24
28
32
2,814
3,629
4,443
5,257
6,072
6,886
7,700
8,515
9,329
10,143
Рисунок 3 – Зависимость скорости снижения массы моркови от
продолжительности и количества
обработок ЭМП КНЧ
Количество обработок
Продолжительность обработки
ЭМП КНЧ, мин
25
Рисунок 4 – Зависимость скорости снижения массы моркови от
2,823 частоты ЭМП КНЧ и продолжи3,417
тельности обработок
4,012
20
15
10
5
19,5
20,0
20,5
Частота ЭМП КНЧ, Гц
21,0
21,5
4,606
5,200
5,795
6,389
6,983
7,578
8,172
12
Учитывали следующие факторы: количество обработок - от одной до четырех в месяц, диапазон частот – от 19,5 до 21,5 Гц и продолжительность одной обработки от 5 до 25 минут. В результате полученных частных зависимостей, представленных на графиках, определены экстремумы наименьшей убыли
массы после хранения в течение 240 суток: частота 21,5 Гц, периодичность обработки ЭМП КНЧ – от 2 до 4 раз в месяц, продолжительностью по от 14 до 20
мин. Основываясь на минимальной убыли массы при хранении корнеплодов,
выбраны оптимальные параметры для проведения дальнейших исследований:
частота 21,5 Гц, периодичность обработки – 2 раза в месяц продолжительностью по 15 мин.
3.3 Исследование химического состава и товарных показателей качества корнеплодов моркови в зависимости от способа обработки при хранении. После проведения предварительных исследований нами была определена
лежкость изучаемых сортов моркови заложенной на хранение двумя усовершенствованными нами способами, в сравнении с контролем (таблица 2).
Таблица 2 – Характеристика применяемых способов хранения корнеплодов
моркови
Наименование способа
хранения
Контроль
Гидроорошение ЭАВ
Обработка ЭМП КНЧ
Вид обработки корнеплодов
ЭАВ
Орошение ЭАВ (t = + 20C)
один раз в двое суток
Мойка корнеплодов ЭАВ
(t= + 2 0C) при закладке
на хранение
Вид дополнительной
обработки
Обработка ЭМП КНЧ 21,5 Гц
один раз в 15 суток
по 15 минут
Отбор проб производили до начала хранения – в октябре, через 80, 160 и
240 суток хранения. В них определяли качество и химический состав: сухие
вещества, пектин, сахара, содержание эфирных масел и полифенольных веществ, витаминов, а также изменение поверхностной микрофлоры корнеплодов
моркови (таблица 3).
Из таблицы 3 видно, что исходная обсемененность корнеплодов моркови
высокая. При закладке на хранение проведена обработка всех опытных образцов моркови ЭАВ, при этом количество микроорганизмов значительно снизилось. Установлено снижение всех видов микроорганизмов в 1,3 – 1,5 раза к
концу хранения в образцах с применением гидроорошения ЭАВ и обработки
13
ЭМП КНЧ по сравнению с исходной обсемененностью, а в контрольном образце установлен рост микроорганизмов в 1,8 – 2 раза. Количество гнили после
240 суток хранения уменьшается (таблица 4).
Таблица 3 – Изменение микробиальной обсемененности корнеплодов моркови
в процессе хранения, КОЕ/г
Микробиальная обсемененность после обработки
и хранения, сут
90
340
185
390
150
570
Гидроорошение ЭАВ
70
325
8
27
12
35
9
30
6
22
Обработка
ЭМП КНЧ
70
325
0,13
0,38
0,15
0,3
0,12
0,26
0,1
0,24
бактерии, 10
бактерии, 10
бактерии, 10
6
325
6
70
6
325
6
плесневые и дрож2
жевые грибы, 10
240
70
бактерии, 10
плесневые и дрож2
жевые грибы, 10
160
Контроль
6
плесневые и дрож2
жевые грибы, 10
80
плесневые и дрож2
жевые грибы, 10
0
бактерии, 10
Наименование
способа
хранения
плесневые и дрож2
жевые грибы, 10
Исходная
обсемененность
Таблица 4 – Показатели лежкости моркови после хранения в течение
240 суток
Способ хранения
Контроль
Гидроорошение ЭАВ
Обработка ЭМП КНЧ
Естественная
убыль, %
29,5
3,0
3,0
Порча моркови, %
обрезь
гниль
10,9
5,2
1,2
0,8
1,1
0,6
Минимальная убыль массы при хранении с применением гидроорошения
ЭАВ и обработки ЭМП КНЧ составила 3 % за 240 суток хранения, при контрольном хранении – 29,5 %. Потеря массы моркови происходит вследствие
расходования органических веществ, в том числе сахаров (10 – 30 %) и клеточной влаги (65 – 90 %) на дыхание. Потери влаги способствуют изменению протекания биохимических процессов. В связи с этим одним из важнейших показателей состояния качества моркови является содержание свободной и связанной
воды. Перераспределение соотношения между содержанием свободной и свя-
240
Сроки хранения, сут
Сроки хранения, сут
14
занной воды свидетельствует о снижении тургора корнеплодов. Результаты изменения свободной и связанной воды при хранении представлены на рисунке 5
(а – свободной, б – связанной).
160
80
0
240
160
80
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Содержание свободной воды, %
Контроль
0
10
20
30
40
50
60
Содержание связанной воды, %
Гидроорошение ЭАВ
Обработка ЭМПНЧ
а)
б)
Рисунок 5 – Изменение содержания свободной и связанной воды в процессе
хранения корнеплодов моркови
Исследования показали, что при хранении моркови в течение 240 суток,
содержание свободной воды в опытных образцах увеличивается от 35 % до 52
% и до 70 % в контроле. Количество связанной воды уменьшается в опытных
образцах от 50 до 38 – 40 %, а в контроле до 25 % соответственно.
Так как потеря массы моркови при хранении происходит вследствие расходования органических веществ на дыхание и прорастание, нами было изучено изменение содержания сухих веществ при хранении корнеплодов различными способами. Установлено, что при хранении за 240 суток с применением гидроорошения ЭАВ и обработки ЭМП КНЧ, содержание сухих веществ уменьшается с 13 % до 12 %, а в контроле до 9 %.
В составе сухих веществ моркови преобладают сахара и пектиновые вещества, обеспечивающие характерные органолептические показатели корнеплодов.
На следующем этапе изучали динамику снижения дисахаридов и моносахаридов, как показатель эффективности предложенных видов обработки (рисунок 6).
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
80
160
240
Массовая доля моносахаридов, %
Массовая доля дисахаридов, %
15
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
80
160
240
Сроки хранения, сут
Контроль
Обработка ЭМПКНЧ
Рисунок
6
–
Сроки хранения, сут
Гидроорошение ЭАВ
Изменение содержания
корнеплодов моркови
сахаров
в
процессе
хранения
Установлено, что в контроле содержание дисахаридов снижается с 3,8 %
до 0,4 %, а в опытных образцах до 1,1 %. Также выявлено, что в процессе хранения моркови с гидроорошением ЭАВ вначале идет незначительное увеличение содержания моносахаридов, а затем снижение, при этом в контроле – с 3,5
% до 1,6 %, а при хранении усовершенствованными способами – до 2,7 %, что
свидетельствует о замедлении биохимических процессов в корнеплодах, заложенных на хранение.
Нами установлено, что при хранении моркови происходит снижение содержания протопектина (рисунок 7). Этот процесс более интенсивно протекает
при контрольном хранении. Установлена лучшая сохранность протопектина в
опытных образцах. В этих условиях снижение содержания протопектина составляет от 0,4 % до 0,28 %, а в контроле до 0,12 %, что совпадает с данными
органолептической оценки консистенции ткани корнеплодов.
Ценность моркови состоит и в содержании витаминов, в связи с чем нами
проведены исследования по изучению изменения массовой доли витамина С и
-каротина при хранении. Установлено снижение содержания витамина С и каротина в процессе хранения. При контрольном хранении – на 50 %, а при
хранении с применением гидроорошения ЭАВ и обработки ЭМП КНЧ на 25 –
30 %.
Содержание протопектина, г
16
14
Рисунок 7 – Изменение содержания протопектина в
процессе хранения корнеплодов моркови
12
10
8
6
4
2
0
8,2
8,6
Сроки хранения, сут
80
160
240
Известно, что на содержание витамина С при хранении влияет активность
окислительно-восстановительных ферментов и в том числе аскорбатоксидазы
(АО) (рисунок 8). Активность ее снижается, но по сравнению с контролем
находится на более высоком уровне, что коррелирует с лучшей сохранностью
витамина С в опытных образцах корнеплодов.
Активность АО,
отн.ед/1 г
Активность АО,
отн. ед./ 1 г
7
6
5
4
3
2
1
0
0
Контроль
80
160
240
Сроки хранения, сут
Гидроорошение ЭАВ
Обработка ЭМП КНЧ
Нантская 4
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
80
160
240
Сроки хранения, сут
Шантане 2461
Рисунок 8 – Изменение активности аскорбатоксидазы в процессе хранения корнеплодов моркови
Оценивая перспективы формирования органолептических характеристик
и эффективность защиты от внешних воздействий, изучен количественный и
качественный состав эфирных масел двух выбранных для исследования сортов
17
моркови. В результате проведения газохроматографического исследования
установлено, что в состав эфирных масел моркови изучаемых сортов входят
шесть основных компонентов (таблица 5).
Таблица 5 – Количественный состав эфирных масел в 100 г корнеплодов
моркови
Наименование компонентов
Массовая доля, %
Нантская 4
Шантанэ 2461
0,031
0,027
0,269
0,331
0,115
0,098
0,063
0,022
0,0026
0,0029
0,0117
0,0177
Уксусная кислота
Пирролидин
Пропионовая кислота
Дауцин
Диоксикоричная кислота
Карвон
Содержание эфирных масел, мг
Содержание эфирных масел, мг
Сравнивая динамику общего количества эфирных масел изучаемых сортов моркови видно, что независимо от вида предлагаемой обработки концентрация эфирных масел после хранения не изменяется, а в контроле снижается в
3 раза (рисунок 9).
При хранении компонентный состав эфирных масел моркови изменяется
в зависимости от способа и сроков хранения. Лучше сохраняются они в течение
240 суток в условиях гидроорошения ЭАВ и обработки ЭМП КНЧ.
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
80
160
Сроки хранения, сут
240
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
80
160
240
Сроки хранения, сут
Контроль
Гидроорошение ЭАВ
Обработка ЭМП КНЧ
Нантская 4
Шантане 2461
Рисунок 9 – Изменение общего содержания эфирных масел в процессе
хранения корнеплодов моркови
Существует обратная зависимость между изменениями компонентов
эфирных масел и активностью ферментов ткани корнеплодов: снижению со-
18
держания эфирных масел сопутствует высокая активность ферментов, особенно
пероксидазы, которая, участвует в их деградации. Активность пероксидазы
(ПО) в процессе хранения уменьшается в большей степени при обработке моркови ЭМП КНЧ (рисунок 10).
30
Активность ПО,
отн.ед./1 г
Активность ПО,
отн.ед./1 г
50
40
30
20
10
0
0
80
160
25
20
15
10
5
0
240
0
Сроки хранения, сут
Контроль
Обработка ЭМП КНЧ
80
160
240
Сроки хранения, сут
Гидроорошение ЭАВ
Шантане 2461
Нантская 4
Рисунок 10 – Изменение активности пероксидазы моркови в процессе
хранения корнеплодов моркови
5
Активность ПФО,
отн.ед./1 г
Активность ПФО,
отн.ед./1 г
Изучена также активность полифенолоксидазы (ПФО) (рисунок 11), так
как морковь содержит оксикоричные кислоты, которые в процессе хранения
накапливаются, воздействуют на дыхание корнеплодов и влияют на качество.
4
3
2
1
0
0
80
160
Сроки хранения, сут
Контроль
Гидроорошение ЭАВ
Обработка ЭМП КНЧ
Нантская 4
240
5
4
3
2
1
0
0
80
160
240
Сроки хранения, сут
Шантане 2461
Рисунок 11 – Изменение активности полифенолоксидазы в процессе
хранения корнеплодов моркови
19
В состав оксикоричных кислот моркови входят: хлорогеновая, кофейная
кислоты и производные кофейной кислоты – феруловая и эфиры кофеилхинной
кислоты. Оксикоричные кислоты почти не содержатся в свежей моркови и образуются в процессе хранения, что в результате приводит к ухудшению вкуса
корнеплодов, так как эти вещества имеют фенольную природу и могут синтезироваться в горькие вещества. Поэтому нами изучена динамика изменения оксикоричных кислот в процессе хранения (рисунок 12).
20
Нантская 4 (контроль)
Содержание оксикоричных
кислот, мг
18
16
Шантанэ 2461 (контроль)
14
12
Нантская 4 (обработка ЭМП КНЧ
и гидроорошение ЭАВ)
10
8
Шантанэ 2461 (обработка ЭМП
КНЧ и гидроорошение ЭАВ)
6
4
2
0
0
80
160
240
Сроки хранения, сут
Рисунок 12 – Изменение содержания оксикоричных кислот в процессе
хранения корнеплодов моркови
Установлено, что при хранении моркови усовершенствованными способами накопление оксикоричных кислот является незначительным – около
0,1 мг в 100 г, по сравнению с контролем – от 12 до 19 мг. Повышенное содержание оксикоричных кислот в контроле коррелирует с повышенной активностью полифенолоксидазы. Активность ее на первых этапах хранения уменьшается, а затем наблюдается увеличение за счет окисления полифенолов в хлорогеновую кислоту и хиноны.
Результаты исследований показали, что при хранении моркови с применением гидроорошения ЭАВ и обработки ЭМП КНЧ по сравнению с контролем
происходит снижение скорости химических реакций в корнеплодах и интенсивности дыхания, замедление скорости биохимических реакций.
3.4 Совершенствование способов хранения моркови в условиях
Краснодарского края. С учетом полученных экспериментальных данных,
нами усовершенствованы два способа хранения моркови. Первый способ хра-
20
нения – с гидроорошением электроактивированной водой, усовершенствованная аппаратурно-технологическая схема представлена на рисунке 13. Способ
предусматривает хранение моркови в охлаждаемых складских помещениях с
орошением моркови охлажденной электроактивированной водой с периодичностью один раз в двое суток.
Второй способ хранения – с обработкой моркови ЭМП КНЧ. На рисунке
14 представлена аппаратурно-технологическая схема, включающая мойку моркови препаратом-аналитом, подсушку, закладку в контейнеры на хранение в
охлаждаемых складских помещениях и обработку ЭМП КНЧ каждые 15 суток.
На способ получен патент РФ на изобретение № 2400964 «Способ хранения
моркови» от 10.10.2010 г.
Разработана техническая документация на технологии хранения моркови
усовершенствованными способами (ТУ 9164-008-02067862-2009, ТУ 9164-00902067862-2009). Предложенные способы хранения апробированы в условиях
овощехранилищ предприятия ЗАО ПЗ «Колос», ст. Каневская Краснодарского
края.
Рассчитана экономическая эффективность от внедрения усовершенствованных способов хранения моркови, которая составляет от 10,3 до 10,6 тыс.руб.
на 1 тонну моркови.
Выводы
1. Обоснован выбор сортов моркови Нантская 4 и Шантанэ 2461 для длительного хранения в условиях Краснодарского края.
2. Впервые выявлена и доказана эффективность применения орошения
корнеплодов моркови ЭАВ на снижение микробиологической обсемененности
корнеплодов и сохранение качества моркови при хранении.
3. Теоретически и экспериментально обоснованы параметры обработки
ЭМП КНЧ корнеплодов при хранении в течение 240 суток: частота 21,5 Гц
продолжительностью 15 минут через 15 суток хранения, позволяющие увеличить срок хранения корнеплодов от 180 до 240 суток.
4. Установлено, что при хранении корнеплодов моркови с периодическим
гидроорошением ЭАВ и обработкой ЭМП КНЧ происходит снижение количества всех видов микроорганизмов в 1,3 – 1,5 раза по сравнению с обсемененностью моркови при закладке на хранение.
21
1 – Оросительная система,
2 – Охлаждаемое складское
помещение,
3 – Электроактиватор,
4 – Насос, 5 – Бак для охлажденной воды,
6 – Охлаждающие батареи
1 – Приемный бункер с загрузочным транспортером,
2 – Электроактиватор,
3 – Моечная установка,
4 – Сушильная установка,
5 – Контейнер для хранения
моркови,
6 – Установка для обработки
ЭМП КНЧ
Рисунок 14 – Усовершенствованная аппаратурно-технологическая схема хранения моркови с обработкой ЭМП КНЧ
21
Рисунок 13 – Усовершенствованная аппаратурно-технологическая схема хранения моркови с гидроорошением
электроактивированной водой
22
5. Выявлена количественная зависимость содержания витамина С, полифенольных веществ, эфирных масел и активности окислительных ферментов
корнеплодов моркови от способов и режимов хранения.
6. Получены новые сведения о составе эфирных масел моркови и их качественных и количественных изменениях при хранении. Установлена лучшая
сохранность эфирных масел в течение 240 суток при хранении с периодическим
гидроорошением ЭАВ и обработкой ЭМП КНЧ.
7. Выявлена корреляционная зависимость между активностью полифенолоксидазы, пероксидазы и изменением полифенольного комплекса моркови и
содержанием эфирных масел при хранении корнеплодов моркови.
8. Усовершенствованы два способа хранения моркови в условиях Краснодарского края: с применением гидроорошения ЭАВ и обработки ЭМП КНЧ.
Составлены аппаратурно-технологические схемы предлагаемых способов хранения.
9. Разработан комплект технической документации на усовершенствованные способы хранения корнеплодов моркови (ТУ 9164-008-02067862-2009, ТУ
9164-009-02067862-2009), проведена их опытно-промышленная апробация в
условиях овощехранилищ предприятия ЗАО ПЗ «Колос», ст. Каневская Краснодарского края.
10. Экономический эффект от хранения одной тонны моркови усовершенствованными способами составил от 10,3 до 10,6 тыс.руб.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Обломий Р.Н. Периодическое гидроорошение – как экологически чистый способ
хранения овощей / Р.Н. Обломий, М.Ю. Гончаренко, Э.А. Исагулян // Матер. 10-й межд.
конф. «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств». – Барнаул:
Изд-во АлтГТУ, 2007. - С. 109-110.
2. Обломий Р.Н. Изменение активности ферментов при хранении моркови / Р.Н. Обломий, Т.А. Джум, Э.А. Исагулян // Сб. матер. V Межд. науч.-практич. конф. «Торговоэкономические проблемы регионального бизнес – пространства». – Челябинск: Изд-во
ЮУрГУ, 2007. Том 2. С. 139-140.
3. Обломий Р.Н. Хранение моркови в условиях Краснодарского края / Р.Н. Обломий,
Э.А. Исагулян // Сб. IX Всерос. науч.-практич. конф. «Агропромышленный комплекс и актуальные проблемы экономики регионов», Майкоп, МГТУ, 2007. – С. 100-101.
4. Обломий Р.Н. Изменение микрофлоры корнеплодов моркови при различных режимах хранения / Р.Н. Обломий, Т.А. Джум, Э.А. Исагулян // Сб. VIII всерос. конф. мол.
ученых с межд. участ. «Пищевые технологии». – Казань: Изд-во «Отечество», 2007. - С. 358.
23
5. Обломий Р.Н. Оценка качества сортов моркови, районированной в Краснодарском
крае / Р.Н. Обломий, Э.А. Исагулян // Сб. матер. 11-й межд. науч.-практ. конф. «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств».– Барнаул: Изд-вом АлтГТУ,
2008. – С. 323-324.
6. Обломий Р.Н. Ферменты моркови / Р.Н. Обломий, Э.А. Исагулян // Сборн. стат.
межд. науч.-практ. конф. «Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012
гг.». – Пенза: Изд-во АНОО «Приволжский Дом знаний», 2008. – С. 75-76.
7. Обломий Р.Н. Кратковременное хранение моркови в условиях Краснодарского
края / Р.Н. Обломий, Э.А. Исагулян // Сб. труд. III науч.-практ. конф. «Качество продукции,
технологий и образования». – Магнитогорск: Изд-во МГТУ им. Г.И. Носова, 2008. - С. 29-30.
8. Обломий Р.Н. Обоснование относительной влажности воздуха при хранении моркови / Р.Н. Обломий, Э.А. Исагулян // Труды V межд. науч.-практ. конф. «Пища, экология,
качество». – Новосибирск: Изд-во ГНУ СибНИПТИП СО Россельхозакадемия, 2008. - С. 8182.
9. Обломий Р.Н. Химический состав моркови, районированной в Краснодарском крае
/ Р.Н. Обломий, Э.А. Исагулян // Сб. тез. докл. IX меж. прак. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». – Казань: Изд-во «Отечество», 2008. - С. 364.
10.Обломий Р.Н. Влияние испарения влаги на сохранность моркови / Р.Н. Обломий,
Э.А. Исагулян // Сб. статей II межд. науч.-практ. конф. «Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: Достижения, проблемы, перспективы». – Пенза: Изд-во АНОО
«Приволжский Дом знаний», 2008. - С. 74-75.
11.Обломий Р.Н. Влияние частоты орошения на рост плесеней при хранении моркови
/ Р.Н. Обломий, Э.А. Исагулян // Сб. стат. III межд. науч.-практ. конф. «Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: Достижения, проблемы, перспективы». – Пенза:
Изд-во АНОО «Приволжский Дом знаний», 2009. - С. 83-84.
12.Обломий Р.Н. Влияние испарения влаги на сохранность моркови / Р.Н. Обломий,
Э.А. Исагулян // Известия вузов. Пищевая технология, 2010. - № 4. - С. 121.
13.Обломий Р.Н. Динамика изменения оксикоричных кислот моркови при хранении /
Р.Н. Обломий, Э.А. Исагулян // Известия вузов. Пищевая технология, 2010. - № 5-6. - С. 1314.
14.Обломий Р.Н. Изменение эфирных масел корнеплодов моркови в процессе хранения / Р.Н. Обломий, Э.А. Исагулян, Е.В. Барашкина // Сб. тез. докл., XI Международная конференция молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии», часть 2. – Казань: Издво «Отечество», 2010. С. 119.
15.Обломий Р.Н. Изменение эфирных масел корнеплодов моркови при хранении /
Р.Н. Обломий, Э.А. Исагулян, Е.В. Барашкина // Известия вузов. Пищевая технология, 2011.
- № 2-3. – С. 123-124.
16.Патент РФ на изобретение № 2400964. Способ хранения моркови / Р.Н. Обломий,
Э.А. Исагулян, Т. В. Мгебришвили. Заявлено № 2008152473/12 от 29.12.2008; опубл.
10.10.2010.