Russian Federation
The research objective was to assess the influence of cooling technology and ventilation types on the stabilization of microclimatic conditions in deep-type storage facilities on the content of biologically active substances in potato tubers of the Kolpashevsky variety during the year. The research problems were the influence of technology of cooling at storage of tubers of potatoes in the storages of buried type in Siberian conditions; comparison of microclimatic conditions (temperature condition, humidity of air) at storage of potatoes in potato storages of buried type (the 1st type - with a natural supply and exhaust ventilation; the 2nd type - with active (compulsory) ventilation within a year); the definition and the comparative analysis of the content of biologically active agents within a year in potatoes tubers of the variety Kolpashevsky in types storages: with a natural supply and exhaust ventilation and active (compulsory) ventilation with artificial cool- ing. The objects of the research were potato tubers of the Kolpashevsky variety of Russian selection. Potato tubers were stored in a vegetable storage facility located in the Siberian Region in the village of Solontsy in the South of Krasnoyarsk Territory. The technology of cooling provides the decrease in air temperature by °C per day with cooling duration of 25–39 days. The applied technology of cooling at storage of potatoes promotes long preservation of quality raw materials. At application of the technology of cooling in vegetable storehouses of buried type with active (compulsory) ventilation with artificial cooling allocate some stages of storage: preparatory, preliminary and the main. Biologically active agents (sugar, starch, organic acids, ascorbic acid) keep optimum contents at observance of the stages of storage and maintenance of stable microclimatic conditions (temperature condition and relative humidity of air) within a year.
potato storage, Kolpashevsky potato variety, cooling technology, buried vegetable storage, ventilation types, microclimatic conditions, biologically active substances, the south of Krasnoyarsk Territory.
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.
1. Sizenko E.I. Neotlozhnye zadachi pischevoy i pererabatyvayuschey promyshlennosti // Hranenie i pererabotka sel'kohozyaystvennogo syr'ya. 2009. № 6. S. 8–10.
2. Beketov P.V., Matusevich G.I. Snizhenie po- ter' kartofelya i ovoschey pri uborke i hranenii. M.: Rossel'hozakademiya, 1986. 220 s.
3. Demidenko G.A. Vliyanie tehnologii ohlazh- deniya na soderzhanie biologicheski aktivnyh veschestv v ovoschah v ovoschehranilische // Vestnik KrasGAU. 2020. № 10 (163). S. 207–213.
4. Banadysev S., Selivanov V., Kozik A. Kak dlitel'no hranit' kartofel' i ovoschi // Ovoschevodstvo i teplichnoe hozyaystvo. 2018. № 6. S. 51–54.
5. Popova N.I. Sovremennye tehnologii v plodoovoschnoy otrasli // Agrobiznes-Rossiya. 2016. № 11. S. 52–55.
6. Trisvyatskiy L.A., Lesnik B.V., Kurdina V.N. Hranenie i tehnologiya sel'skohozyaystvennyh produktov. M.: Agropromizdat, 1991. 445 s.
7. Volosov Yu.V. Metody ocenki kachestva plo- dov i ovoschey: ucheb. posobie. M.: TSHA, 1971. 210 s.
8. Roslov N.N. Hranenie kartofelya i ovoschey. M.: Rossel'hozizdat,1980. 125 s.
9. Demidenko G.A., Titova E.V. Ekologicheskiy analiz sostoyaniya agroekosistem: laborator- nyy praktikum. Krasnoyarsk, 2003. 88 s.
10. Vinogradova A.A., Mel'kina G.M., Fomiche- va L.A. Laboratornyy praktikum po obschey tehnologii pischevyh proizvodstv. M.: Agro- promizdat, 1991. 335 s.
11. Demidenko G.A. Soderzhanie biologicheski aktivnyh veschestv v korneplodah saharnoy svekly v usloviyah ovoschehranilischa // Pro- blemy i perspektivy nauchno-innovacion- nogo obespecheniya agropromyshlennogo kom- pleksa regionov. Kursk: Izd-vo KFANC. 2020. S. 105–107.
12. Brown R.G., Meyer R.F. The fundamental theorum of exponential smoothing. Oper. Res. 1961. Vol. 9. № 5.
13. Dvornikov V.P., Curkan V.N., Gaber I.V. Vli- yanie sortov, usloviy vyraschivaniya, hrane- niya na lezhkost' ovoschey i kartofelya. Kishi- nev: Izd-vo MoldNIINTI, 1986. 53 s.
