Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние проблемы по хранению растительной продукции 9
1.1 Агробиологическая характеристика столовых сортов винограда 11
1.2 Фитопатологические и физиологические заболевания винограда .16
1.3 Современные технологии хранения плодово-ягодной продукции .20
1.4 Холодильное хранение винограда 22
1.4.1 Применение регулируемых и модифицированных газовых сред в технологии хранения плодово-ягодной продукции 24
1.4.2 Технологии хранения плодово-ягодной продукции в регулируемых газовых средах .27 1.4.3Технологии хранения плодово-ягодной продукции в модифицированных газовых средах 29
1.4.4Технологии хранения винограда с применением химических консервантов 34
1.4.5 Биологический способ хранения винограда 35
1.5 Биохимические и физико-химические процессы, протекающие в винограде, при хранении в охлажденном состоянии 40
2 Объекты и методы исследования. Постановка эксперимента 45
2.1 Объекты исследования 45
2.1.2 Характеристика газоселективных трековых мембран 45
2.2 Методы исследования .47
2.3 Постановка эксперимента 50
3 Исследование и обоснование технологических параметров хранения столовых сортов винограда с применением газоселективных трековых мембран .53
3.1 Исследование и обоснование выбора газоселективных трековых мембран и газового состава 53
3.1.1Расчет загрузки, газового состава и площади мембран для хранения столовых сортов винограда 54
3.2 Исследование физиолого-биохимических процессов и показателей качества столовых сортов винограда в процессе хранения при низких положительных температурах с применением газоселективных трековых мембран 58
3.2.1 Интенсивность дыхания .58
3.2.2 Активность терминальных оксидаз 63
3.2.3 Углеводная фракция .70
3.2.4 Органические кислоты .74
3.2.5 Аскорбиновая кислота .81
3.2.6 Фитопатологический и товароведный анализы столовых сортов винограда при холодильном хранении 88
3.2.7 Убыль массы при хранении винограда .89
3.2.8 Интегральный показатель качества винограда 92
4Технология применения газоселективных трековых мембран при хранении столовых сортов винограда в условиях низких положительных температур 95
4.1 Технологическая схема хранения столовых сортов винограда в
контролируемой атмосфере .95
4.2. Экономические показатели хранения столовых сортов винограда с применением газоселективных трековых мембран 97
Заключение .100
Список литературы
- Современные технологии хранения плодово-ягодной продукции
- Характеристика газоселективных трековых мембран
- Исследование физиолого-биохимических процессов и показателей качества столовых сортов винограда в процессе хранения при низких положительных температурах с применением газоселективных трековых мембран
- Экономические показатели хранения столовых сортов винограда с применением газоселективных трековых мембран
Введение к работе
Актуальность темы. В решении проблемы продовольственной безопасности России определяющее значение имеет не только увеличение производства сельскохозяйственной продукции, но и максимально возможное сохранение качества, пищевой и биологической ценности пищевого сырья и продуктов питания с минимальными потерями на различных этапах «выращивание-транспортирование-хранение-реализация». Как показывает практика, потери урожая при хранении, вызванные фитопатогенами, составляют от 20% до 40% в зависимости от технологии, вида, сорта плодов и ягод.
Большинство столовых сортов винограда высокоурожайны, отличаются повышенным содержанием легкоусвояемых углеводов, органических кислот, фенольных соединений, витаминов и минеральных элементов. Однако, свежий виноград является благоприятной средой для развития микроорганизмов и не пригоден для длительного хранения. Для снижения потерь от инфекционных и физиологических заболеваний значительная часть винограда подвергается тепловому консервированию, приводящему к существенным потерям биологически активных веществ (БАВ), снижению пищевой и биологической ценности ягод. В процессе холодильного хранения винограда при низких положительных температурах эти потери значительно меньше, но продолжительность хранения ограничена и составляет от 1 до 4 мес в зависимости от сорта. Для максимально возможного сохранения качества и увеличения продолжительности хранения плодово-ягодной продукции, в том числе винограда, используется наряду с холодом регулируемые и модифицированные газовые среды. Развитием теории и практики хранения растительной продукции занимались многие отечественные и зарубежные ученые: Полегаев В.И., Головкин Н.А., Сокол П.Ф., Гудковский А.В., Шаззо И.Р., Николаева М.А., Палилов Н.А., Елисеева Л.Г., Широков Е.П., КолодязнаяВ.С, Дьяченко B.C., Ципруш Р.Я., Шишкина Н.С., Стрельцов В.Н., Дженеева Э.Л., Wolf J., Zanon К., Stoll К., Fetkenheuer W.
В настоящее время для хранения свежей плодово-ягодной продукции в контролируемой атмосфере (КА) предложены газоселективные мембраны (ГСМ) типа СИГМА, ПВТМС, МДО-АС и МК-К2, Карбоксил-АС, изготовленные из разных полимерных и тканевых материалов, отличающихся газоселективными, адгезионными и другими свойствами. Однако, применяемые мембранные материалы обладают низкими эксплуатационными характеристиками и прочностью, что затрудняет их применение при холодильном хранении плодово-ягодной продукции, в том числе винограда, в промышленных условиях. В лабораториях НИИСК им С. В. Лебедева и ФТИ им А. Ф Иоффе РАН разработаны трековые мембраны, обладающие высокими адгезионными свойствами и прочностью по отношению к силоксановым полимерам и обеспечивают гарантированные селективность и качество фильтрации. Однако, отсутствует научная информация по применению газоселективных трековых мембран (ГСТМ) для создания субнормальных газовых сред при хранении различных сортов плодово-ягодной продукции, в том числе винограда,
снижающих потери от фитопатологических и физиологических заболеваний, что является актуальным и имеет важное социально-экономическое значение.
Цель работы- исследовать влияние газового состава на физиолого-биохимические процессы, физико-химические показатели качества и микробиологические показатели безопасности столовых сортов винограда; разработать технологию их хранения в контролируемой атмосфере с применением газоселективных трековых мембран в условиях низких положительных температур.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-определить основные компоненты химического состава столовых сортов винограда, выращиваемых в Таджикистане;
-обосновать выбор газоселективных трековых мембран, концентраций диоксида углерода и кислорода при холодильном хранении столовых сортов винограда;
- изучить изменение интенсивности дыхания и активности терминальных
оксидаз (фенолоксидазы, каталазы, пероксидазы) в зависимости от сорта,
газового состава контролируемой атмосферы и продолжительности хранения
винограда с применением газоселективных трековых мембран;
-исследовать влияние технологических параметров хранения на изменение содержания моно-и дисахаридов, органических кислот, аскорбиновой кислоты и убыли массы, а также на динамику фитопатологических и физиологических заболеваний винограда;
-по комплексу физико-химических и органолептических показателей качества, а также микробиологических показателей безопасности обосновать сроки годности столовых сортов винограда в зависимости от сорта, концентраций кислорода и диоксида углерода;
- разработать технологию и технологическую инструкцию по хранению
столовых сортов винограда с применением газоселективных трековых мембран в
условиях низких положительных температур; рассчитать экономические
показатели предлагаемой технологии хранения винограда.
Научная новизна. Показано, что при хранении столовых сортов винограда Кишмиш черный и Тайфи розовый в субнормальной газовой среде, содержащей кислорода 2,0-8,0% и диоксида углерода 3,0-7,8%, создаваемой с помощью газоселективных трековых мембран селективностью 3,1, 5,0 и 5,4, замедляются физиолого-биохимические процессы и, как следствие, максимально сохраняются пищевые и биологически активные вещества при пролонгированных сроках хранения в условиях низких положительных температур.
В столовых сортах винограда Кишмиш черный и Тайфи розовый определены: дисахариды, моносахариды, из которых преобладают а-фруктоза и (3- глюкоза, органические кислоты, основными из них являются винная, яблочная, глюконовая и шикимовая, а также восстановленная и обратимо-окисленная аскорбиновая кислота и выявлены кинетические зависимости изменения содержания этих соединений от газового состава и продолжительности холодильного хранения исследуемых сортов винограда в контролируемой атмосфере. Составлены математические модели, характеризующие эти зависимости.
Определены константы скорости реакций псевдопервого порядка окисления и декарбоксилирования органических кислот. Показано, что минимальные потери пищевых и биологически активных веществ при хранении характерны для изучаемых сортов винограда, хранившихся при t=(3±l)C, С02 (4,3±07) % и ССо2 (6,2±0,8) % с применением газоселективной трековой мембраны, имеющей селективность 5.0.
Практическая значимость. Разработана технология и технологическая инструкция (ТИ 976171-002-02066397-2015) по хранению исследуемых сортов винограда с применением композиционного газоселективного материала, состоящего из подложки на основе трековой мембраны из полиэтилентерефталата и селективного слоя с использованием кремний-органического блок-сополимера концентрацией 2,2%, диаметром пор с!=0.2мкм, селективностью 5,0.
Рекомендуется продолжительность хранения при температуре (3±1)С в КА сорта Кишмиш черный - до 75 сут, сорта Тайфи розовый - до 120 сут; контрольных образцов - до 45 и 90 сут соответственно.
Материалы диссертационной работы используются при подготовке бакалавров и магистров по направлению 19.04.02 «Продукты питания из растительного сырья» по профилю «Общая и холодильная технология пищевых продуктов». Технологическая инструкция передана для внедрения ЗАО «Норд-овощ», Санкт-Петербург и ООО «Форм Плюс», г. Исфара, Таджикистан.
Ожидаемый экономический эффект при хранении винограда в контролируемой атмосфере составит от 3200 до 9220 руб на тонну в зависимости от сорта и газового состава.
Основные положения, выносимые на защиту:
- научное обоснование и выбор газоселективных трековых мембран для создания
субнормальных газовых сред при холодильном хранении столовых сортов
винограда;
-результаты исследования основных компонентов химического состава столовых сортов винограда, выращиваемых в Таджикистане;
- зависимости изменения интенсивности дыхания, активности терминальных
оксидаз, содержания моно - и дисахаридов, аскорбиновой кислоты, органических
кислот от сорта, газового состава и продолжительности хранения винограда;
-технология хранения столовых сортов винограда Кишмиш черный и Тайфи
розовый в субнормальных газовых средах с применением газоселективных
трековых мембран при низких положительных температурах.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы прошли апробацию на:6-ой Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии XXI века» (СПб.: НИУ ИТМО, 2013г); 2-3-4-ом Всероссийских конгрессах молодых ученых (СПб.: НИУ ИТМО, 2013, 2014, 2015г); X Международной научно-практической конференции «Научные перспективы XXI века. Достижения и перспективы нового столетия» (г.Новосибирск, 2015г); XLIII-XLV Научных и учебно-методических конференциях (СПб.: НИУ ИТМО, 2013-201 бгг).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 102 страницы основного текста, 16 таблиц, 27 рисунков и 6 приложений. Список литературы включает 132 наименования, из них 21- иностранных.
Современные технологии хранения плодово-ягодной продукции
Одним из основных факторов, снижающих товарное качество плодов и вызывающих большие потери при их транспортировке и хранении, являются возбудители различных инфекционных заболеваний: грибы, бактерии и вирусы. Их можно разделить на две группы [61,63]. 1) проникающие в плоды через живую ткань при выращивании (вызывающие такие болезни, как парша, антракноз, меланоз, фитофтороз, септориоз, рак и бактериальный некроз); 2) проникающие в плоды только через мертвую ткань при различных повреждениях и физиологических расстройствах (различные гнили и плесени плодов, получившие названия в основном по цвету мицелия гриба или характеру поражения – белая, черная, серая, бурая гнили; голубая и зеленая плесени и т. д.). Возбудителями гнилей плодов являются грибы из родов Penicillium, Sclerotinia, Alternaria, Fusarium, Rhizopus, Aspergillus и др. Эти возбудители всегда находятся в большом количестве в воздухе, на плодах и при благоприятных условиях поражают их. Вероятность заражения плодов зависит от вида, сорта, степени зрелости. Зрелые и перезрелые плоды легче подвергаются повреждениям. Микроорганизмы могут проникать в ткани плодов через различные повреждения при выращивании, упаковке и транспортировке, в результате поражения плодов болезнями и вредителями в период вегетации, обработки их химическими веществами.
Другим фактором снижения товарного качества плодов являются различные насекомые – вредители сельскохозяйственных культур (червецы, щитовки, плодожорки, клещи и др.), которые наносят большой вред урожаю не только в период вегетации, но и после уборки.
Также значительно влияют сроки уборки урожая. Для длительного хранения необходимо убирать виноград полностью созревший, недозревший виноград во время хранения не дозревает, а только быстрее портится.
Партии урожая, в которых обнаружено значительное количество повреждений и больных плодов должны подвергаться ряду мероприятий, направленных на уничтожение возбудителей болезней, находящихся на поверхности здоровых плодов. В настоящее время для снижения потерь от микробиальной порчи плодов используются различные химические препараты и биологические средства защиты.
Из болезней винограда наиболее опасны: милдью, оидиум, серая гниль, бактериальный рак, антракноз, вирусные болезни. Инфекционные болезни винограда: Милдью (Plasmopora viticola). Наиболее распространенная и опасная грибная болезнь винограда. Может уничтожить урожай за несколько дней. Болезнью поражаются все зеленые части куста (листья, побеги, соцветия, ягоды). Фаза развития винограда от цветения до образования ягоды до размера горошины является наиболее опасной при поражении милдью. При бурном течении заболевания кусты винограда, как правило, теряют все листья, а так же урожай текущего, редко следующего года. При незначительном поражении кустов винограда у ягод снижается сахаристость, повышается кислотность сока, плохо вызревают побеги и снижается зимостойкость растения[99].
На верхней стороне листа появляются желтоватые, маслянистые просвечивающиеся пятна. После росы, тумана или дождя пятна с нижний стороны листа покрываются легким налетом грибницы, который легко стирается, в дальнейшем эти пятна увеличиваются в размерах, буреют, а затем высыхают. Наиболее подвержены заражению молодые листья, соцветия (они становятся бурого цвета, высыхают и опадают) и незрелые ягоды (буреют у плодоножки). Пораженная кожица ягод высыхает, и они принимают грушевидную форму. Созревшие ягоды не поражаются мильдью. Большая часть пораженных ягод осыпается, оставшиеся ягоды вызревают, но становятся кислыми. На побегах зараженных мильдью, образуются бурые со временем чернеющие пятна [100].
Обработку следует проводить сразу после обнаружения поражения.
Оидиум (Uncinula). Очень опасная болезнь винограда, поражающая надземные части растения, покрывая белым налетом верхнюю сторону листьев. На пораженных болезнью листьях проявляются темные точки. На побегах проявляются пятна, бутоны и цветки буреют и опадают. Если болезнь начинается в период созревания, ягоды трескаются, обнажая серую гниль. При сильном поражении, появляется специфический запах гнилой рыбы. Болезнь проявляется от жаркой и сухой погоды, преимущественно в июле – августе, от резкой смены засухи на влажность. Инкубационный период длится 5 – 6 дней. Потери урожая могут составить до 80 % [102,129].
Серая гниль (Botrytis cinerea). Проявляется в бурении и сморщивании виноградных ягод, покрываются серым гниющим налетом. Заболевание, очень быстро распространяется на всю гроздь. Серая гниль способна уничтожить весь урожай винограда.
Меры борьбы: опрыскивание раствором препаратов упарен мульти (в концентрации 0,2 %), фитоспорин-М, алирин-Б, гамаир. При промышленном выращивании проводят профилактическое опрыскивание растений и полив под корень фундазолом (0,2 %) перед укрытием на зиму, весной после снятия укрытий и при массовом распространении болезни.
Характеристика газоселективных трековых мембран
Для создания контролируемой атмосферы (КА) выбрана газоселективная композиционная мембрана. Газоселективная мембрана (ГСМ) разработана в лабораториях НИИСК им. С. В. Лебедева и Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН. Она состоит из подложки на основе трековых мембран (ТМ) из полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и селективного слоя на основе кремний органического блок-сополимера. Использовали 2,2 % раствор блок-сополимера в толуоле. Диаметр пор0,2 мкм, селективность 3,1, 5,0 и 5,4, плотность пор 1,7 107см-2, пористость объемная (5 - 6) %. Толщина газоселективной селективной мембраны 10 и 20 мкм, селективность размерная (90 - 99) %[34].
В процессе исследования влияния газового состава, отличающегося по содержанию кислорода и диоксида углерода, на качество и сохраняемость столовых сортов винограда при холодильном хранении определяли интенсивность и теплоту дыхания, активность терминальных оксидаз, количество моно- и дисахаридов, органических кислот, аскорбиновой кислоты и убыль массы различными физико-химическими и биохимическими методами анализа. Интенсивность дыхания винограда определяли титрометрическим методом по выделению диоксида углерода [115].
Интенсивность дыхания определяли по следующей формуле, мг СО2/(кг ч): Ъ - число миллилитров 1 н. раствора НС1, пошедшее на титрование 20 мл 0,2 н. раствором КОН в присутствии фенолфталеина; 2 (а - Ь) - число миллилитров 0,1 н. раствора НС1, пошедшее на титрование К2СО3; 2,2 - коэффициент пересчета объема соляной кислоты, затраченной на титрование (1 мл 0,1 н. раствора НС1 соответствует 2,2 мг СО2); \ - время начала опыта, ч; г - время окончания опыта, ч; G - масса исследуемого продукта, кг. Активность каталазы определяли титрометрическим методом, основанном на экстрагировании водой фермента из винограда, после чего в течение определенного времени проводили ферментативную реакцию при добавлении к раствору водного экстракта каталазы пероксида водорода. По окончании ферментной реакции в реакционной среде определяли количество пероксида водорода, которое не разложилось под действием фермента, титрованием в кислой среде раствором перманганата калия [79].
Одновременно с анализируемой пробой проводили определение количества пероксида водорода, оставшегося неразложившимся после проведения реакции с пероксидом водорода инактивированного фермента(контрольный вариант). В данной реакции происходит частичное разложение пероксида водорода не ферментативным путем. По разнице между титрованием контроля и анализируемой пробы определяли количества пероксида водорода, которое подверглось разложению на воду и кислород под действием каталазы, и полученный результат использовали для расчета каталитической активности фермента по формуле: а = (л- ) .? (22) где А - количество мг 0,1 н раствора КМпО4 в контроле; В - количество мг 0,1 н раствора KМп04 в опыте; Т- поправка на титр 0,1 н раствора КМnО4; 1,7 - количество мг перекиси водорода соответствующее 1 мл 0,1 н раствора КМnО4; Н - навеска растительного материала.
Определение активности пероксидазы в растительном сырье основано на проведении ферментативной реакции окисления гваякола перекисью водорода. Продукты окисления гваякола определяли колориметрическим методом на фотоэлектроколориметре, по их количеству судят об активность пероксидазы [4]. Активность пероксидазы рассчитывали по следующей формуле: А = 50 10 2-53 с = Q (23) где: А- активность пероксидазы при температуре 20С (в микромольгваякола окисленного в течение 1 мин при действии фермента, содержащегося в 1 г исследуемого вещества);
С-концентрация серебра (в мг/мл), найденная по калибровочной кривой; а объем исследуемого раствора, взятый для реакции с гваяколом (в мл); «–навеска исследуемого вещества, г; V2 - объем фильтрата, взятого для титрования, мл. Содержание моно- и дисахаридов, органических кислот анализировали в отделе биохимии и молекулярной биологии ВНИИР им Н. И. Вавилова с помощью газожидкостной хроматографии с масс-спектрометрией (ГЖХ МС) на хроматографе «Agilent 6850» (США), используя капиллярную колонку HP-5MS 5 % фенилметилполисилоксана (30,0 м; 250 мкм;0,25 мкм) и при скорости потока инертного газа (гелий) 0,5 мл/Мин- Температура нагревания колонки: начальная — 130 С, конечная — 250 C. Скорость нагревания — 4С/мин. Температура детектора — 250 С, температура инжектора — 300 С, объем в водимой пробы — 1,0 мкл[28].
Органолептические показатели качества винограда оценивали по 5 бальной шкале. Рассчитывали интегральный показатель качества с учетом коэффициентов весомости вкуса, цвета, аромата, консистенции (тургора) и внешнего вида винограда в процессе хранения в различных условиях.
Убыль массы винограда определяли путем периодического взвешивания контрольных и опытных образцов на технических весах с точностью 0,001г.
Виноград исследуемых сортов, укладывали в полимерные контейнеры вместимостью 1,0 кг. Контрольные образцы винограда хранили в контейнерах без ГСТМ в условиях нормальной атмосферы, опытные образцы хранили в контейнерах с герметично закрытыми крышками, в которые были вставлены ГСТМ(приложение 1).
Контрольные и опытные образцы винограда сортов Кишмиш черный и Тайфи розовый хранили в холодильной камере при температуре t = (3±1) С с августа по октябрь и с октября по март соответственно. Относительная влажность воздуха в камере хранения устанавливалась и изменялась в период хранения в интервале 90-95 %. После сбора урожая и периодически в процессе хранения в контрольных и опытных образцах винограда определяли интенсивность дыхания, активность терминальных оксидаз, содержание моно- и дисахаридов, аскорбиновой кислоты, органических кислот, убыль массы, а также фитопатологические и товароведные показатели сохраняемости винограда.
Эксперименты проводились в пятикратной повторности, данные обработаны методом математической статистики с нахождением доверительного интервала при вероятности 0,95 с использованием компьютерных программ (приложение 2). В таблицах и на рисунках приведены средние арифметические значения исследуемых показателей и доверительные интервалы. Схема проведения исследования представлена на рисунке 2.2.
Исследование физиолого-биохимических процессов и показателей качества столовых сортов винограда в процессе хранения при низких положительных температурах с применением газоселективных трековых мембран
Однако активность этих ферментов в опытных образцах ниже, чем в контрольных. Известно, что катализ при специфическом распознавании ферментом субстрата осуществляется за счет ионных групп, которые входят в состав активных центров ферментов. Эти группы обеспечивают специфичность фермент-субстратного взаимодействия. Очевидно, что каталитическая активность ферментов опытных образцов винограда ингибируются за счет повышенной концентрации диоксида углерода и пониженной кислорода. Взаимодействуя с активным центром фермента эти ингибиторы замедляют каталитический процесс, уменьшают скорость ферментативной реакции. Полагаем, что оба ингибитора являются взаимозависимыми и взаимодействуют с одним и тем же участком активного центра. Как следует из приведенных на рисунках данных, минимальные изменения активности этих ферментов отмечены при хранении винограда с применением ГСТМ по варианту (В 1).
Моно- и дисахариды являются основными субстратами дыхательных реакций ягод, в ходе которых синтезируются важнейшие биоэнергетические продукты и промежуточные метаболиты, служащие исходным материалом для синтеза других необходимых для жизни химических веществ.
Моно- и дисахариды накапливаются в период созревания ягод, в значительном количестве, как запасенные вещества, которые при хранении используются на дыхание. Преобладающими сахарами в исследуемом сырье являются фруктоза, глюкоза, арабиноза, сахароза и галактоза (таблица 3.5).
Из таблицы 3.5 следует, что сорта отличаются по содержанию моно- и дисахаридов. В обоих сортах содержится больше моносахаридов, из которых преобладают -глюкоза, -фруктоза, галактоза и арабиноза. Исследуемые сорта отличаются высоким содержанием галактоза (таблица 3.5).
На рисунках 3.10 и 3.11 показаны зависимости изменения содержания моно- и дисахаридов от газового состава и продолжительности хранения исследуемых сортов с применением ГСТМ. Рисунок 3.10 Кинетические кривые изменения содержания суммы моно- и дисахаридов (Смдс) при хранении винограда сорта Кишмиш.
Как следует из рисунков, количество моно- и дисахаридов уменьшается, как в контрольных, так и в опытных образцах винограда, что объясняется гидролизом дисахаридов и окислением глюкозы и фруктозы. Очевидно, что окисляются группы-CIQH, в результате чего образуется глюконовая кислота, содержание которой при хранении винограда обоих сортов увеличивается. Возможно, при окислении концевых групп -СН2ОН образуется глюкуроновая кислота, которая подвергается дальнейшим превращениям и в конце хранения ягод не обнаружена (см. подраздел 3.2.4).
Рассчитана константа скорости реакции окисления (псевдопервого) порядка моно- и дисахаридов (таблица 3.6). Из полученных данных следует, что скорость реакции окисления моносахаридов контрольных образцов винограда сорта Кишмиш черный больше, чем опытных в 5,22 и 2,61 раза, сорта -Тайфи розовый в 3,05 и 2,15 раза для вариантов В1 и В2 соответственно (таблица 3.6).
Таким образом, исследования показали, что при хранении винограда обоих сортов в субнормальной газовой среде (В1 и В2), создаваемой с помощью ГСТМ, в результате замедления процессов дыхания значительно меньше расходуется моно- и дисахаридов относительно контроля.
Органические кислоты являются широко распространенными соединениями в растительной продукции. Они представляют собой связующее звено между углеводным и азотными типами обмена в растительных клетках.
Плоды и ягоды содержат органические кислоты в свободном состоянии или в виде нейтральных солей. Они образуются в ходе двух биологических процессов: дыхания и фотосинтеза. Органические кислоты играют большую роль в обмене веществ и энергии в растительной ткани. Большинство из них образуется как промежуточные продукты окислительного распада углеводов.
В катаболических процессах метаболизма, протекающих в растительной клетки плодов при хранении, принимают участие органические кислоты, подвергаясь окислительному дикарбоксилированию, сопровождающемуся выделением энергии. В тоже время образующиеся продукты обмена органических веществ принимают участие в анаболических процессах, в основе которых лежат реакции синтеза и восстановления, требующие затрат энергии. Биологическая роль органических кислот обусловлена многими факторами. Кислоты служат донорами ионов водорода в окислительно-восстановительных процессах, а ион водорода занимает особое положение в химических реакциях. Кислоты образуется в цикле Кребса, который является непосредственным продолжением гликолитического распада глюкозы. Образующиеся в цикле Кребса кислоты поступают в вакуоль. Метаболическим превращениям кислоты подвергаются в цитоплазме, в которой сосредоточены для этого ферменты.
Включение вакуолярного цитрата или малата в цикле может потребовать изменения проницаемости мембраны, окружающей вакуоль, или митохондриальной мембраны, чтобы обеспечит контакт кислот с ферментами. От уровня обмена между запасным фондом органических кислот и метаболическим во многом зависит физиологическое состояние растительной клетки в послеуборочный период. Кислоты могут служить не только донорами Н+, но и источниками углеродных скелетов для биосинтеза различных соединений: этилена, аминокислот, белков, липидов, летучих веществ. Кислоты играют важную роль в качестве индуктора биосинтеза ферментов в цитоплазме, например малатдегидрогеназы декарбоксилирующией [83].
Экономические показатели хранения столовых сортов винограда с применением газоселективных трековых мембран
Как следует из таблицы 3.14, рассчитанные интегральные показатели качества винограда, хранившегося с применением ГСТМ, превышают показатели качества контрольных образцов винограда обоих сортов и приближены к единице. Различия между показателями при органолептической оценке качества винограда незначительны. По показателям качества биологической группы свойств значения Кв опытных образцов существенно превышают значения Кв контрольных образцов, что обусловлено замедлением физиолого-биохимических процессов, протекающих в растительной ткани в условиях пониженной концентрации кислорода и повышенной диоксида углерода. Значения Кинт для винограда находились в пределах от 0,52 до 0,97 в зависимости от сорта и условий хранения. 4 Технология применения газоселективных трековых мембран при хранении столовых сортов винограда в условиях низких положительных температур
После сбора урожая столовых сортов винограда в потребительской степени зрелости, приемки и оценке их качества, ягоды помешают в полимерные контейнеры вместимостью 5-10кг. В этих контейнерах виноград транспортируют к месту хранения. Предварительно подготавливают камеры хранения: проводят дезинфекцию и охлаждение воздуха до рекомендуемой температуры (t=1±1)С. Виноград охлаждают до t=(3±1)С в воздушной среде, имеющей относительную влажность воздуха =90-95%. Для контейнеров подготавливают крышки с ГСТМ площадью 17±1 см2/кг. После охлаждения винограда контейнеры закрывают крышками с ГСТМ. В герметично закрытых контейнерах формируются рекомендуемый газовый состав В1-СО2=(4,3±0,7)%, ССО2=(6,2±0,8)%. На основании проведенных исследований разработана технология и технологическая инструкция (ТИ 976171-002-02066397-2015) по хранению столовых сортов винограда Кишмиш черный и Тайфи розовый с применением ГСТМ в условиях низких положительных температур (приложение П5). Технологическая схема хранения столовых сортов винограда Кишмиш черный и Тайфи розовый с применением ГСТМ приведена на рисунке 4.1. Сбор урожая столовых сортов винограда в потребительской стадии зрелости
Ожидаемый экономический эффект от применения ГСТМ для хранения столовых сортов винограда Кишмиш черный и Тайфи розовый определяли на основании потерь от фитопатологических заболеваний.
Как следует из таблицы 4.2, ожидаемый экономический эффект зависит от сорта винограда, газового состава и изменяется в пределах от 3200 до 9220 руб на тонну. На основании данных по интегральному показателю качества (таблица 4.1) и себестоимости винограда (таблица 4.2) определена конкурентоспособность, которая представляет собой совокупность тех качественных и стоимостных особенностей, которые учитываются покупателем, исходя из их непосредственной значимости для удовлетворения его потребностей и расходов на приобретение и использование продукта, в частности, винограда [56].
Основными факторами конкурентоспособности являются качество продукции и ее цена. Если учесть, что качество продукции это совокупность свойств продукции, характеризующих назначение, особенности, полезность и ее способность удовлетворять определенные потребности общества, то виноград рассматривается как источник пищевых и биологически активных веществ, необходимых в суточном рационе человека. Конкурентоспособность оценивали путем сопоставления интегрального показателя качества и стоимости контрольных и опытных образцов винограда.
Сравнение проводили по группам показателей качества винограда, определяемых органолептическими и инструментальными методами количественно оценивали интегральным показателем конкурентоспособности по формуле (4.2) = Кш кон Кинт (кош) V На основании данных, приведенных в таблице 4.2, рассчитан коэффициент конкурентоспособности, (Ккон) который для опытных образцов винограда сортов Кишмиш черный составляет Ккон = 1,86 (В1); 1,46 (В2), Тайфи розовый Ккон=1,78 (В1) и 1,46 (В2).
ЕслиК 1, опытные образцы превосходят контрольные по конкурентоспособности; если К 1, то опытные образцы уступают по конкурентоспособности контрольным; если К = 1, то опытные образцы находятся на одном уровне конкурентоспособности с контрольными. Таким образом, по результатам проведенных исследованийвысокая эффективность достигается при хранении исследуемых сортов винограда в КА, содержащей кислорода (4,3±0.7) % и диоксида углерода (6,2±0.8) % (В1).