Введение к работе
Одной из важнейших народохозяйственных задач является рит- ... мичное снабжение населения страны свежими плодами и овошши круглый год. Однако потребность населения в этих продуктах питания удовлетворяется lie-полностью и носит сезонный характер.
Значительная часть внралэнной плодоовощной продукции теряется при хранении. Эти потери по отдельным видам достигают 30$, а иногда и Ь0%. Их сокращение - это резерв увеличения производства плодов и овопей, практически второй урожай. Поэтому изыскание эффективных способов управления физическими, биохимическими и микробиологическими процессами з тканях плодов и овощей, разработка и создание высокоэффективных технологий хргнення на-правленного действия, являются весьма актуальными для науки и техники. Одной из таких перспективных технологий является хранение в регулируемых газовых средах (РГС).
, За последние годы достигнут значительный прогресс а этой области, благодаря работая отечественных исследователей Мстлиц-кого Л.В., Колесника А.А., Сельковой Е.Г., Ципруга Р.Я., Гудк.ов-
ского В.А. и др., а такжо зарубежных
Мвісі-СІСь р (Франция),
&сщ,0 (Канада), lCad&u Л, Кш. ЯСНА), сж$е ^(Польша).
Однако многообразие видов и сортов, изменяющиеся технологии возделывания продукции, различие почвенно-климатических условий, физико-химических свойств плодоовощной продукции требует дифференцированных режимов хранения.
Результаты проведенных исследовании, обобщенных в диссертационной работе, позволили решить важную народохозяйственную проблему, связанную с .сокращением потерь плодов и овощей при хранении, улучпением качества и сохранением шпловой ценности продуктов хранения, а также управление» процесса хранения сочного растительного сырья.
Актуальность проблемы в целом,, репения которой посвящена диссертационная работа, отражена в Постановлениях ГКНТ СССР № 371-75, 535-75, 425-79, Обшесоюзной научно-технической программе 0.51.16 и Российских программах "Научное обеспечение отраслей агропромышленного комплекса", "Перспективные процессы з перерабатывающих отраслях АПК".
- г -
1.2. Цедь^раДзды.
Создание научных основ и высокоэффективных технологий направленного действия при хранении сочного растительного сырья в регулируемых газовых средах. Физико-химическое обоснование и выбор доминирующих факторов управления процессом, разработка методов и средств нераэруоатаего контроля этих параметров, алгоритмизация и составление программ управления процессом хранения.
1.3. Цжч/и&ШІ&ШЖ
Реализация поставленной цели предусматривает:
систематизацию показателей съемной зрелости плодов и раз-' работку методов неразрушашего контроля физиологического состояния объектов, хранящихся в РГС; »
выявление оптимальных концентраций 02 и ОДр при закладке
и в процессе хранения в зависимости от физиологического состояния объекта;
исследование влияния состава газовой среды на фиэиолого-биохимические изменения в тканях плодов, устойчивости к инфекционным заболеваниям и вскрытия механизма ее изменения при хранении;
разработку рациональных для хранения плодов температуры, относительной влажности и состава газовой среды, степени зрелости плодов и продолжительности хранения;
построение математических моделей процесса хранения сочного растительного сырья в РГС переменного и постоянного состава;
разработку программы управления процессами хранения сочного растительного сырья в РГС;
разработку технологических инструкций по хранению свежих цитрусовых плодов и длительному хранению плодов в РГС, в том числе с использованием "отбросного" азота;
разработку рационального способа использования "отбросного" азота для формирования заданного газового состава;
промышленное внедрение и технико-экономическую оценку технологий хранения сочного растительного сырья в РГС.
1.4. нэдадая додцздалабаза
Анализ многочисленных экспериментальных данных позволил:
- сформулировать концепцию общего подхода при физическом
обосновании и выборе доминирующих факторов управления процессом
для установления режимов хранения в РТС при ослабленном дыхании .: на уровне метаболизма, обеспечивавшем сохранность нативных свойств сочного растительного сырья;
выявить особенности механизма интенсивности дыхания плодов и овошзй при хрснєнии в регулируемой газовой среда постоянного и пэременного составов;
получать ЕнаїЕЯКчеспув зависимость прзв&лирукпих факторов хранения в вида обобщенного уравнения, являкиегося основой для алгоритмизации и составления прогреми управления процассом хранения плодоовогной продукции в РТС;
физически обосновать и разработать интегральный метод нэ-разруяаетэго технологического контроля кптекс.чгности дахаякя в устойчивости к анаэробиозу объектов хранения;
получить ийтенатическуэ модель к дать ез-аппсакхв, которое составило основу комплексной снетемы управления прсцзсссм хранения плодов к овогзй в РТС;
прэдложить метод прогнозирования рациональных режимов хранения в FFC для получения конечного продукта с заданным качеством.
Новизна разработанных технологий -запилена положительным ранением на выдачу патента от 24.04.92 г. по авторской заявко $ 4945447 "Способ хранения биологических объектов в РГС".
1.5. SESSSSSasm Ж$№93Ши)ЗЗШШДШШ!!30&^ВЭ$93&
Разработаны научно обоснованные н влробираваннкэ в промышленности новые технологии направленного действия, предусматривав-пкэ хранение сочного растительного сырья (семечковые и цитрусовые плоди, помидоры, огурца и др.) в регулируемой газовой среда и продлевастио срок их хранения без снижения товарного качества.
Эти технологии прошли межведомственные испытания (акт от 23.03.84 г. утвержден Зам.начальника объединения ЧИшгодоовсахоз; акт от 29.03.85 г. утвержден нач.главка "Садоводства, виноградарства, чая и субтропических культур" Мвнсельхоза СССР),одобрз-ны научно-техническим Советом Мшсельхоза СССР и рекомендованы к производственной проверке (протокол № 52 от 17 мая 1978 г.).
Предложение пэ внедрению технологии хранения и обработки ./ сельскохозяйственной продукции и семян в регулируемой газовой среда с повышенным содержанием азота согласовано с Заместителем Министра сельскої д хозяйства СССР я утверждено Министром высшего
и среднего специального образования РСФСР 16 сентября 1985 г.
Нормативно-технологическая документация передана в 1989 году Госагропрому СССР, ВАСХНИД и проектным институтам. Разработанные технологии внедрены в пяти крупных колхозах и совхозах.
Государственная экспертная комиссия Госплана СССР в соответствии с приказом Госплана СССР от 06.03.1986 г. J? 34 проЕела экспертизу, дала положительную оценку результатам представленных научных исследовании и производственных проверок хранения сельскохозяйственной продукции в регулируемой газовой среде, рекомендовала нх к широкому внедрении в СССР (заключение экспертной комиссии Госплана СССР от 17.04.1966 г.).
Результати исследований использованы в лекционном курсе "Технология хранения плодов и оболшй", в курсовом проектировании и дипломных работах для студентов технологических специальностей ЫТИШ1.
1.6. ^цвол.цаа-а«5зщ.
Осношые результаты исследований, изложенные в работе, докладывались на ежегодных научных конференциях МТИПП І978-І99І гг.; Всесоюзной конференции "Развитие производства биологически полноценных пищавых продуктов на основе комплексного использования сырья и снижения его потерь" (г.Москва, ВДНХ СССР, 1982 г.); научной конференции "Ученые МТИПП-Продовольственной прогремые" (г.Москва, 1983 г.); Всесоюзной научной конференции "Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания" (г.Москва, 1984 г.); Всесоюзной научной конференции "Пути увеличения выпуска и сохранение качества пищевых продуктов, внедрение безотходных и малоотходлих технологий на основе использования искусственного холода" (г.Тбилиси, 1984 г.); Общесоюзном семинаре "Интенсификация и автоматизация технологических процессов обработки пищевых продуктов" (г.Москва, 1985 г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Технологические способы обработки и консервирования овощной продукции" (г.Москва 1988 г.); научной конференции "Научное обеспечение хранения и переработки растительного сырья в пищевой промышленности" (г.Москва, 1991 г.).
Результаты работы экспонировались на 5 выставках, организованных ВДНХ, Минвузом СССР и РСФСР, Госпланом СССР, одна из раз-
- 6 -работок награждена в 1987 г. бронзовой медалью ВДНХ.
1.7. Штжшлтшшшлі53жзш
По материалам работы опубликовано бброшюр, 50 научных статей, получено положительное решение о выдаче патента от 24.04.92г. по заявке J? 4945447.
Работа выполнялась в Проблемной НИЛ биохимических методов обр. и хранения пкшеЕых продуктов Московского технологического института пищевой промышленности.
Аналитические и экспериментальные, исследования основывались на макроскопической теории газов, современных представлениях о физиологическом состоянии объектов хранения, теории масспобііеиа, технологиях хранения различных продуктов, использовании принципов системного подхода. Изучение эффективности процесса хранения ориентировалось на сохранение исходного качества п снижении себестоимости конечного продукта, энерго- и ресурсосбережение, охрану окружающей среды посредством контроля и управления процесса:; хранения в РГС.
., Объекты краткосрочного хранения: плоды мандаринов сортов Унпшу широколистный и Уншиу узколистный урезал 1980-1985 гг, вырешенные в Аджарии; помидоры сортов Новинка Приднестровья, Соната, Ранний-83 урожая І983-І99І гг., выращенные на Украине и в Астраханской области.
Объекты длительного хранения: плоды районированных на Украине и Северном Кавказе перспективных сортов яблок' (Ренет Симирен-ко, Джонатаа, Вагнера призовое, Голден и Ред делииесы, Дтанаред, Старкинг, Старнримсон, Кальвиль снежный урожая 1977-1989 гг.); груши сортов Бере Арданпон и Кюре урожая 1987-1990 гг.), картофель сорта "Темп" и капуста "Амагер-611" урожая 1990-1992 гг., выращенные в Московской области.
Опытные партии плодов формировали в период их массового сбора, из достиглих стандартной размерной категории. Обаая схема работы приведена на рис.1.
Для выявления рациональных режимов хранения плодов и картофеля в РГС постоянного состава использовали вероятностно-детерминированный метод планирования эксперимента, обеспечивающий получение достоверно обоснованных значений выходных параметров к
Технология хранения сонного вдститгльвлго сырья в оегулнтмэй глзогой среде (геооля, эксперимент, практика)
Объекты длительного, хмненяя
Объекты краткосрочного хрдкения
МРТОФвЛЬ
КАЛИТА
—г
Смстемдтиэдция поклзлтглеи съемно*
исслодованко дыхатсльного
газоябмєка
ОпоедЄАвШ..дьііл"ггльиого
КОЗФФИЦИеиТЛ-ПРИ ЗАХЛААК» и
В процессе хрдненпя
Исследовлнне влияния ко..цеигрлции Ог и COj і газовой среде ил коэффициент ДЫХАНИЯ
Холодильное «мнение с обычной
ГД3080Й СРЄДОЙ (КОНТРОЛЬ)
Влияние режимов хрлиения НА ФИЗИОЛОГО-Биохимические П0ХЛЗАТЄЛИ, УСТОЙЧИВОСТЬ
ХХХХ~
и сохрлияемость плодов и овощей
ххххх
Факторы хранения (t,lP, Oj.COj
-г
Т) И ВЫСОР ИИТВРВААО» HX ВАРЬИ РОВАНИЯ
Многофакторный эксперимент модельного ТИПА
Анализ и овравотка зкспвримєнтааь иых данных иа эвм
МдтемАтичесхне модели ПРОЦеССА
ХРАНЄНИЯ
Выявлепие предельных хонцсиіраця»
Oj И COj ПРИ ЗАКЛАДНО И В ПРОЦВС-Се ХРАНЕНИЯ
Рациональны* режимы хрлнения плодов и овоще» в РГС постоянного
РАЦИОНАЛЬНЫЕ Режимы ХРАНЄНИЯ пло-'
дов н овоце* в РГС переменного
і Оценил значимости покдзАтглгй
РАЗРАБОТКА ЛеГКОДОСТХПНОГО МЄТОДА
иеРлзрхшлющет» КОНТРОЛЯ ПЛОДОІ ОРИ хгдненнн І РГС
ттттттттт-т
Анализ и овра6отка экиеримеитлль- _ |
ИЫХ ДАННЫХ НА ЭВМ Г»"*
Разработка программ иправмим процес-
СОМ ХРАНЄНИЯ СОЧНОГО РАСТИТЕЛЬНОГО
сырья в РГС
Способы создания и регэлнровлиня сое-Д тава газовой СПДЫ В ХРАНИЛИЩ*
Технология ХММИИЯ ПЛОДОВ И ВВС цей в РГС поетоякнога состава
Использование „ОПРОСНОГО' АЗОТА промышленных предприятий
Технология ХРДНСНИЯ ПЛОДОВ-я \~ овощей в РГС переменного СОСТАВА
ИСПОЛЬЗОВДИИ* АВТОНОМНОЙ МЗДИОРАЗ-делительной ІСТДИОВКИ
МеТПДНКА Р4СЧЄГА РАСХОДА АЗОТА It
продолжительности «становления
ЗАДАННОГО РСЖНМД t ХРАНИЛИЩ*
Использобдннг елона лвтомдтнчее-кого регхлировіиия среды ТИПА ЄАРС
Пкшао ГЛМАА ІІГ.ПЛЄвПіикиЗ
Пріктнчєскля рсллизлциа разравотанныя
технологий
Зконометескля! эффективность релли- I
зсвАнных технологий I
ЕЫЯВЛеНИО БНутреНННХ ПрИЧНИНО-СЛеДСТЕСНМЫХ СЕПЭЭЙ.
Эксперимент по хранению плодов проводили по пятифакторному .-.-
пятиуровневому плану (температура, относительная влажность среды,
содержание кислорода, диоксида углерода и продолжительность хра
нения). ' -
Размещение образцов осуществляли в 25 герметичних емкостях с рабочей емкостыэ до 5 кг. В холодильной камере монтировали стенд, поддержи ваши Я п каждой герметичной емкости независимый газовый состав. Реализованы новые технические рзиения по стабилизации параметров формирующихся газовых сред путем использовані селективной молекулярной проницаемости" стандартних силиконовых пл&нгоп, а тшеке включения в линии подачі газа элементов, обладающих значительным пневмо-гидравлическш сопротивлением.
Состав газовых сред контролировали иа хрочачиогра'^а ХГЛ-4, температуру - термометрами сопротивления н многоточечным- автоматический мостом КСМ-4, относительную пляжі ость воздуха и газовой среды- гидрометром "Волна".
При исследовании плодов определяли: товарное качество - в соответствии с ГОСТ; естественную убыль мессы - методой фиксирования проб; физико-химический состав, активность окислительных фзріентов (аскорбиноксидазы, цитохромоксидазы, пероксидазы, като-лазы), обший анализ микрофлоры, устойчивость плодов к инфекции и анаэробиозу - общепринятыми методами; состав углеводов и органических кислот - методом газозшдкостной хроматографии; красящие вешоства - спектрофотометрическш методом.
Математическую обработку многофакторі ого модельного опыта проводили на ЭВМ "Искра-125бм по специальной программе, которая дает возможность аппроксимировать частные зависимости исследуемого показателя о? каждого из факторов хранения методом наименьших квадратов, а также обобщать выбранные частные зависимости уравнением Протодьпконова. Адекватность получение частных и обобщенной зависимостей оценивали по коэффициентам нелинейной множественной корреляции ( R.) и их значимости ( t» ).
Ввиду комплексного характера решения проблемы хранения, на отдельных этапах исследований и внедрения- разработок принимали участие ученые и специалисты института биохимии им.А.Н.Баха РАН, ВНПО по чаю и субтропическим культурам (г.Махарадзе), НПО "Крио-генмаш", проблемный научно-исследовательской лаборатории с'иохн-
мических методов обработки и хранения пишевых продуктов МТИПП. Всем специалистам, принимавшим участие и оказавшим помощь в проведении .«смплексных исследований и во внедрении разработок, автор выражает глубокую признательность и благодарность.
