Введение. Рацион использования человеком овощей, как и других продуктов питания, предполагает потребление качественного сырья в течение года. Картофель является одним из распространенных продуктом питания во всем мире [1]. Сахара и крахмал относятся к группе гликемических углеводов, снабжающих глюкозой клетки человека и животных [2–7]. Стабилизация содержания сахаров и крахмала в клубнях картофеля в течение срока хранения – актуальная проблема.
Оптимальное содержание этих биологически активных веществ в клубнях картофеля при хранении влияет на вкусовые качества клубней и обеспечивает их сохранность [8–11]. Для переработки клубней картофеля на продукты питания качество клубней имеет большое значение.
Клубни картофеля приобретают сладковатый привкус при условии приближения температуры хранения к 0 ºС. Сладкий вкус исчезнет, если выдержать клубни картофеля в тепле некоторое время. Повышение содержания крахмала и сахаров в клубнях картофеля в середине срока их хранения ухудшает качество получаемых пищевых продуктов, в том числе кулинарные свойства картофеля [12, 13]. При изменении условий хранения одновременно происходят с разной скоростью реакции превращения крахмала и сахаров, основные из которых «крахмал → сахар» и «сахар → крахмал».
Цель исследования: изучить изменение количества сахаров и крахмала в клубнях картофеля в условиях хранения в гуртах в середине срока хранения в картофелехранилище заглубленного типа, оснащенном естественной приточно-вытяжной вентиляцией (1-й тип хранения) и активной (принудительной) вентиляцией с искусственным охлаждением (2-й тип хранения) с применением технологии стабилизации.
Задачи исследования: сравнительное определение количества сахаров и крахмала в течение срока хранения в картофелехранилище заглубленного типа, оснащенном естественной приточно-вытяжной вентиляцией (1-й тип хранения) и активной (принудительной) вентиляцией с искусственным охлаждением (2-й тип хранения); применение технологии стабилизации содержания сахаров и крахмала в клубнях картофеля в середине срока хранения в картофелехранилищах с разными типами вентиляции.
Объекты и методы исследования. Исследование выполнено в Инновационной лаборатории «Экологический мониторинг сельскохозяйственных и лесных культур» ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ.
Объект исследования – клубни картофеля сорта Колпашевский в условиях срока хранения в гуртах картофелехранилища заглубленного типа, оснащенного естественной приточно-вытяжной вентиляцией (1-й тип хранения) и активной (принудительной) вентиляцией с искусственным охлаждением (2-й тип хранения) [11].
Метод агроэкологического мониторинга позволяет получить комплексные фактические данные состояния продукции растениеводства при всем сроке ее хранения. Цианидный метод исследования количества сахаров основан на процессе окисления редуцирующих сахаров. Определение крахмала в картофеле поляриметрическим методом (модифицированным методом Эверса) основано на гидролизе крахмала соляной кислотой до глюкозы и определении оптической активности раствора [14, 15, 19].
Двухфакторный дисперсионный анализ использован для статистической обработки результатов исследования [16, 17]. Для аппроксимации сложных зависимостей использованы полиномы 3-й степени с числом коэффициентов, равным числу экспериментальных точек. Зависимость носит сложный характер и адекватно может быть описана только полиномом 3-й степени. На графиках представлены четыре несовпадающие экспериментальные точки, а полином 3-й степени всегда «идеально пройдет» через эти несовпадающие точки. Это обеспечивает полное совпадение теоретических и экспериментальных значений на исследуемом интервале [17, 18].
Результаты исследования и их обсуждение
1-й тип хранения. Хранение картофеля в картофелехранилище заглубленного типа, оснащенном естественной приточно-вытяжной вентиляцией
При хранении клубней картофеля в гуртах в картофелехранилищах (в середине срока хранения) наблюдается повышение температуры, приводящее к увеличению количества сахаров и крахмала в клубнях картофеля (табл. 1, рис. 1, 2).
Таблица 1
Количество сахаров и крахмала в клубнях картофеля в середине срока хранения в гуртах при использовании естественной приточно-вытяжной вентиляции (1-й тип хранения)
|
Условия хранения |
|||||
|
Температура, ºС |
Влажность, % |
Температура, ºС |
Влажность, % |
Температура, ºС |
Влажность, % |
|
2,0 |
90–92 |
2,0 |
90 |
2,0 |
90–95 |
|
Срок хранения, сут |
|||||
|
0–90 |
90–200 |
200–270 |
|||
|
Количество сахаров, % |
|||||
|
1,7 |
4,1 |
1,5 |
|||
|
Срок хранения, сут |
|||||
|
0–100 |
100–220 |
220–270 |
|||
|
Количество крахмала, % |
|||||
|
18,4 |
9,7 |
3,9 |
|||
Рис. 1. Количество сахаров, %, в картофелехранилище заглубленного типа,
оснащенном естественной приточно-вытяжной вентиляцией (1-й тип хранения)
Рис. 2. Количество крахмала, %, в картофелехранилище заглубленного типа,
оснащенном естественной приточно-вытяжной вентиляцией (1-й тип хранения)
Анализ таблицы 1 и рисунков 1, 2 показал, что в середине срока хранения клубней картофеля в картофелехранилище заглубленного типа, оснащенном естественной приточно-вытяжной вентиляцией, наблюдается увеличение количество сахаров и крахмала. Повышение сахаров до 4,1 % в период 90–200 сут хранения и крахмала до 9,7 % в период 100–220 сут хранения связано с тем, что картофель в гуртах начинает «греться». Между клубнями появляется влажность, и картофель начинает прорастать.
2-й тип хранения. Хранение картофеля в картофелехранилище заглубленного типа, оснащенном активной (принудительной) вентиляцией с искусственным охлаждением при использовании технологии стабилизации
Технология стабилизации количества сахаров и крахмала предусматривает в такой период хранения снижение температуры хранения до 1 ºС и применение режима активного проветривания для просыхания клубней картофеля. Применение технологии стабилизации позволяет нормализовать количество сахаров и крахмала и обеспечить дальнейшее хранение продукции (табл. 2).
Таблица 2
Количество сахаров и крахмала в клубнях картофеля в середине срока хранения
в гуртах картофелехранилища, оснащенном активной (принудительной) вентиляцией
с искусственным охлаждением при использовании технологии стабилизации
(2-й тип хранения)
|
Условия хранения |
|||||||
|
Температура, ºС |
Влажность, % |
Температура, ºС |
Влажность, % |
Температура, ºС |
Влажность, % |
||
|
2,0 |
90–92 |
1,0 |
85 |
2,0 |
90–95 |
||
|
Срок хранения, сут |
|||||||
|
0–90 |
90–200 |
200–270 |
|||||
|
Количество сахаров, % |
|||||||
|
1,7 |
1,6 |
1,5 |
|||||
|
Срок хранения, сут |
|||||||
|
0–100 |
100–220 |
220–270 |
|||||
|
Количество крахмала, % |
|||||||
|
18,4 |
14,2 |
14,0 |
|||||
В картофелехранилищах (в середине срока хранения) при 2-м типе хранения, аналогично с 1-м типом хранения, наблюдается повышение температуры в гурте, приводящее к увеличению количества сахаров и крахмала в клубнях картофеля (рис. 3, 4).
Рис. 3. Количество сахаров, %, в картофелехранилище заглубленного типа
оснащенного активной (принудительной) вентиляцией
с искусственным охлаждением (2-й тип хранения)
Рис. 4. Количество крахмала, %, в картофелехранилище заглубленного типа,
оснащенного активной (принудительной) вентиляцией
с искусственным охлаждением (2-й тип хранения)
Анализ таблицы 2 и рисунков 3, 4 показал, что при 2-м типе хранения обеспечивается возможность сохранения количества сахаров (1,7–1,5 %) за весь период хранения клубней картофеля при использовании технологии стабилизации.
Количество крахмала при хранении клубней картофеля в течение 0–100 сут хранения снижается до 14,2 %. Затем наблюдается увеличение количества крахмала до 18,2 %, в связи с тем, что при хранении в гуртах в середине срока хранения клубни картофеля «греются». В этот период применение технологии стабилизации (снижение температуры хранения до 1 ºС и применение режима активного проветривания для снижения влажности) позволяет замедлить процесс и сохранить клубни картофеля до конца срока хранения.
При 2-м типе хранения период повышения количества сахаров и крахмала в клубнях картофеля в гуртах в середине срока хранения приходится на 90–190 сут хранения. Применение технологии стабилизации позволяет снизить количество сахаров и крахмала в клубнях картофеля, предотвратить прорастание и сохранить качество продукции.
При хранении в гуртах в клубнях картофеля изменяется содержание сахаров и крахмала. В них, в отличие от многих плодов и овощей, как сахар переходит в крахмал, так и крахмал переходит в сахар. Интенсивность процессов перехода «сахара → крахмал» и обратно зависит от температуры хранения клубней картофеля и относительной влажности.
Статистическая обработка данных. В большинстве случаев зависимость носит сложный характер и адекватно может быть описана только полиномом 3-й степени. Исключение – показатель содержания сахаров в таблице 2, где адекватное (R2 = 0,999) описание динамики может быть достигнуто при использовании полинома
2-й степени.
Сопоставление динамики исследуемых показателей в таблицах 1 и 2 с помощью парного двухвыборочного t-теста для средних показывает, что содержание крахмала в таблице 2 в среднем за период статистически значимо (P < 0,05) выше, чем содержание крахмала в таблице 1 (соответственно 16,6 против 8,45). Среднее за период содержание сахаров в таблице 2 также выше, чем в таблице 1 (соответственно 2,93 против 2,55), однако статистическая значимость различий не доказана (P = 0,11 для сахаров).
Выводы
- Содержание сахаров и крахмала в клубнях картофеля, складированных в гурты в середине срока хранения в картофелехранилищах заглубленного типа, показывает увеличение этих биологически активных веществ. При разных типах хранения: регулируемого естественной приточно-вытяжной вентиляцией (1-й тип хранения) и активной (принудительной) вентиляцией с искусственным охлаждением (2-й тип хранения), – наблюдается повышение содержания сахаров и крахмала.
- При 1-м типе хранения обеспечивается возможность сохранения количества сахаров (1,7–1,5 %) за весь период хранения клубней картофеля. Количество крахмала при хранении клубней картофеля в течение 0–100 сут хранения снижается до 3,5 %. Затем наблюдается повышение сахаров до 4,1 % (в период 90–200 сут хранения) и крахмала до 9,7 % (в период 100–220 сут хранения), в связи с тем, что при хранении в гуртах в середине срока хранения клубни картофеля «греются». При 2-м типе хранения период повышения количества сахаров и крахмала в клубнях картофеля в гуртах в середине срока хранения приходится на период 90–190 сут хранения.
- Применение технологии стабилизации в середине срока хранения клубней картофеля в гуртах при 2-м типе хранения предусматривает снижение температуры хранения до 1 ºС и применение режима активного проветривания для просыхания клубней картофеля, что приводит к сохранности качества продукции.
