НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Мироничева Олена Сергіївна

УДК 664.13.004.4:551.5

ОБГРУНТУВАННЯ ВИКОРИСТАННЯ АНТИОКСИДАНТНИХ ПРЕПАРАТІВ ДЛЯ ТРИВАЛОГО ЗБЕРІГАННЯ ПЛОДІВ ЯБЛУНІ

05.18.03 – ПЕРВИННА ОБРОБКА ТА ЗБЕРІГАННЯ ПРОДУКТІВ РОСЛИННИЦТВА

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті винограду і вина “Магарач" УААН ТА У Таврійській державній агротехнічній академії Міністерства аграрної політики України

Науковий керівник - | Член-кориспондент УААН, доктор сільськогосподарських наук, професор Іванченко В’ячеслав Йосипович, Інститут винограду і вина "Магарач" УААН, заступник директора з наукової роботи

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор Мельник Олександр Васильович, Уманська державна аграрна академія, завідувач кафедри плодівництва і виноградарства

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Корабльова Ольга Анатоліївна, Національний ботанічний сад ім.. М.М. Гришка НАН України.

Провідна організація - | Київський національний торговельно-економічний університет, кафедра товарознавства і експертизи продовольчих товарів Міністерства освіти і науки України, м. Київ.

Захист відбудеться “27" лютого 2003 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.10 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041 Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, 3-й корпус, аудиторія 65.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, 4-й корпус, к. 41.

Автореферат розісланий “24" січня 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Косолап М.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. При тривалому зберіганні в плодах зерняткових культур відбуваються різні метаболічні процеси, що ведуть до перестигання і старіння плодів. У закордонній і вітчизняній практиці застосовують цілий комплекс антиоксидантних хімічних сполук, дія яких спрямована на запобігання фізіологічних розладів, на затримку достигання плодів і овочів, стабілізацію їхньої стійкості до мікроорганізмів. В теперішніх умовах збільшення навантаження на довкілля виправдане більш широке використання наукових підходів до антиоксидантних препаратів рослинного походження, тому даний напрямок досліджень є на сьогоднішній день актуальним.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження з розробки й обґрунтування нових елементів технології тривалого зберігання яблук із застосуванням антиоксидантів проводилися відповідно до тематичного плану ІВіВ “Магарач” (номер держреєстрації 0101U006740, протокол № 10 від 23.11.99). Робота виконана в 1999 – 2001 рр. на базі Інституту винограду і вина “Магарач” та кафедри “Механізація переробки сільськогосподарської продукції” Таврійської державної агротехнічної академії (м. Мелітополь).

Мета і задачі дослідження. Застосування біоантиоксидантів у сучасній практиці зберігання вивчено недостатньо. Тому МЕТОЮ наших досліджень стала розробка і обґрунтування нових елементів технології тривалого зберігання яблук із застосуванням антиоксидантних препаратів.

Для реалізації поставленої мети було сформульовано і вирішено ЗАВДАННЯ:

- підібрати комплексні препарати, що дозволили б збільшити тривалість зберігання і максимально зберегти смакові, харчові та товарні якості плодів яблуні в порівнянні зі стандартними технологіями зберігання;

- дослідити вплив різних концентрацій антиоксидантних препаратів на ступінь ураження плодів мікробіологічними захворюваннями і фізіологічними розладами;

- вивчити вплив застосованих антиоксидантів на інтенсивність окислювально-відновних процесів і вміст біологічно активних речовин плодів яблуні при тривалому зберіганні;

- визначити економічну ефективність зберігання плодів після післязбиральної обробки антиоксидантами;

- за результатами досліджень і їхньої виробничої апробації розробити „Технологічну інструкцію з тривалого зберігання яблук із застосуванням антиоксидантів”.

Об'єкт дослідження. Тривале зберігання плодів з післязбиральною обробкою антиоксидантними препаратами.

Предметом дослідження є плоди яблуні сорту Ренет Симиренка, оброблені антиоксидантними препаратами і закладені на зберігання.

Методи дослідження – морфологічний для визначення товарного стану продукції, біохімічні (фотоколориметричний, титрометричний, гравіметричний), мікробіологічний для визначення уражень мікробіологічними захворюваннями.

Наукова новизна роботи полягає в тому, що вперше запропоновані композиції природних і синтетичних антиоксидантів фенольного характеру для обробки яблук перед закладанням на тривале зберігання. Встановлена можливість покращення якості яблук, що зберігаються, на основі низької собівартості обробки. Доведено, що застосування природних препаратів збільшує період зберігання з одночасним підвищенням виходу стандартної продукції. Органолептичні показники були на високому рівні з одночасним зниженням втрат маси і витрат ендогенних біологічно активних речовин.

Практичне значення отриманих результатів. У результаті досліджень розроблені і вивчені антиоксидантні препарати біогенного походження фенольного характеру на основі водних екстрактів кори сосни, зелених оплоднів волоського горіха і синтетичного антиоксиданту дистинол, застосування яких для післязбиральної обробки яблук дозволить збільшити вихід стандартної продукції відповідно на 32,4, 29,7 і 30,6% та максимально зберегти антиоксидантні властивості плодів яблуні.

За результатами дослідів розроблена і затверджена „Технологічна інструкція з тривалого зберігання яблук із застосуванням антиоксидантів” ТІ У 00334830.064 – 2002.

Результати роботи в 2001 році пройшли виробниче випробування в дослідному господарстві “Мелітопольське” Інституту зрошуваного садівництва УААН. На тривале зберігання було закладено 30 т яблук. Економічний ефект від зберігання закладеної продукції склав 37773,4 грн.

Особистий внесок здобувача. Теоретичне обґрунтування товарних і біохімічних факторів формування якості плодів, що зберігаються. Наукове обґрунтування доцільності використання природних препаратів для тривалого зберігання плодів. Обґрунтування ефективності післязбиральної обробки яблук антиоксидантами. Експериментальні дані, покладені в основу дисертації, отримані автором особисто.

Апробація результатів роботи. Основні положення наукової роботи доповідалися на засіданнях секції виноградарства вченої ради Інституту винограду і вина “Магарач” (1999 – 2001рр.), на науково-технічних конференціях секції “Механізація переробки і зберігання сільськогосподарської продукції” Таврійської державної агротехнічної академії (1999 – 2001 рр.), на міжнародному науковому конгресі молодих вчених і студентів "Здоров'я села – здоров'я держави” у Львівському державному медичному університеті ім. Д. Галицького і Львівському державному аграрному університеті (16.05 – 18.05.2000 р.), на міжнародній науково-технічній конференції “Землеробська механіка на рубежі століть” Таврійської державної агротехнічної Академії (29.05 – 31.05.2001 р.), на міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні напрямки технології та механізації процесів переробних та харчових виробництв” у Харківському державному технічному університеті сільського господарства (20.12 – 21.12.2001 р.).

Публікація результатів досліджень. За матеріалами дисертації опубліковано 10 наукових праць, у тому числі 3 у фахових виданнях.

Структура й обсяг роботи. Дисертація викладена на 155 сторінках, містить 9 таблиць, 41 малюнок і 15 додатків. Складається з введення, огляду літератури, загальної характеристики роботи, експериментальної частини, висновків, рекомендацій виробництву. Список використаної літератури включає 261 джерело, у тому числі 56 – іноземних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ роботи

Огляд літератури. Роботами багатьох авторів розглянуто вплив умов, технологій вирощування і збирання на якість та лежкоздатність плодів. Показано, що якісні і кількісні втрати при збиранні врожаю плодових культур викликані несприятливими зовнішніми факторами, що спричиняють активацію процесів обміну у період зберігання. Звертається увага на дослідження багатьох іноземних і вітчизняних вчених у розробці синтетичних і природних антиоксидантних композицій для післязбиральної обробки плодів. Обґрунтовано шляхи пошуку нових антиоксидантних препаратів біогенного походження.

Умови, об'єкти і методика досліджень. Дослідження проводилися в 1999-2002 рр. на базі Таврійської державної агротехнічної академії (м. Мелітополь). Як модельний сорт використовували яблука сорту Ренет Симиренка. Для тривалого зберігання плоди збирали з досягненням технічного ступеня стиглості, типові за забарвленням і формою, відповідно до ГОСТ 21122-75. Перед закладенням на зберігання була проведена інспекція, сортування і калібрування плодів. На зберігання закладали плоди першого товарного ґатунку. Для післязбиральної обробки яблук використовували екстракти зелених оплоднів волоського горіху (ОГ) та кори сосни (СГ) концентрацією 1:9 з додаванням гліцерину, емульсію дистинола (Д) в різних концентраціях та композиції з цих препаратів (ОД та ДС). Час експозиції досліджувався. Плоди висушували підігрітим повітрям і складали у ящики № 3. Використовували шахове укладення, кожен шар перестилали папером. Повторність – п'ятикратна, по 25 кг у кожній. Досліджувані партії плодів зберігалися на базі холодильника третього відділення Інституту зрошуваного садівництва УААН (м. Мелітополь). Температура зберігання 0 ± 10С, відносна вологість повітря 95 ± 1%. За контроль приймали не оброблені плоди.

У ході наукових дослідів вивчався вплив обробки антиоксидантами на зміну товарних, фізіологічних і біохімічних показників яблук, що зберігаються. Добір і підготовка проб для аналізів, органолептична і технологічна оцінки, природна втрата маси, товарний аналіз проводили відповідно до „Методичних рекомендацій по зберіганню плодів, овочів і винограду” (1998 р.); інтенсивність дихання за методом Толмачова І.П. (1950 р.); активність поліфенолоксидази за методом

Х. Починка (1976 р.); пероксидазну активність визначали за модифікованим методом Т. Попова (1971 р.); масову концентрацію цукрів за ДСТ 27198-87; масову концентрацію титруємих кислот за ДСТ 25555.0-82; вміст аскорбінової кислоти - йодометричним методом; вміст фенольних речовин – колориметричним методом за реактивом Фоліна–Деніса. Вивчався вплив антиоксидантів на розвиток збудників мікробіологічних захворювань, а також кількісні і якісні показники епіфітної мікрофлори плодів яблуні. У динаміці щомісяця відбирали зразки з метою виділення з поверхні плодів мікроорганізмів різних таксономічних груп. Повторність п'ятикратна. Було проведено 3 досліди (табл. 1) з обробки плодів яблуні антиоксидантами.

Таблиця 1 - Схема дослідів

Рік | Варіант | Склад для обробки, %

Кора сосни (С) | Оплодні горіху (О) | Гліцерин (Г) | Дистинол (Д) | Лецитин (Лц) | Вода

1999 | С | 15 | решта

СГ | 15 | 1 | - “ -

О | 15 | - “ -

ОГ | 15 | 1 | - “ -

Д-0,012 | 0,012 | 6 | - “ -

Д-0,024 | 0,024 | 6 | - “ -

Д-0,036 | 0,036 | 6 | - “ -

Д-0,048 | 0,048 | 6 | - “ -

Д-0,06 | 0,06 | 6 | - “ -

Контроль | Без обробки

2000 | СГ-5 | 15 | 1 | - “ -

СГ-10 | 15 | 1 | - “ -

СГ-15 | 15 | 1 | - “ -

СГ-20 | 15 | 1 | - “ -

ОГ-5 | 15 | 1 | - “ -

ОГ-10 | 15 | 1 | - “ -

ОГ-15 | 15 | 1 | - “ -

ОГ-20 | 15 | 1 | - “ -

Д-5 | 0,036 | 6 | - “ -

Д-10 | 0,036 | 6 | - “ -

Д-15 | 0,036 | 6 | - “ -

ДС-10 | 15 | 0,036 | 6 | - “ -

ДС-20 | 15 | 0,036 | 6 | - “ -

ОД-10 | 15 | 0,036 | 6 | - “ -

ОД-20 | 15 | 0,036 | 6 | - “ -

Контроль | Без обробки

2001 | СГ-15 | 15 | 1 | - “ -

ОГ-10 | 15 | 1 | - “ -

Д-10 | 0,036 | 6 | - “ -

ДС-10 | 15 | 0,036 | 6 | - “ -

ОД-20 | 15 | 0,036 | 6 | - “ -

Контроль | Без обробки

Математичну обробку результатів досліджень проводили за Б. А. Доспєховим, (1985 р.) і комп'ютерними програмами “Korreg”, “Cohort”, “Excel”.

Метеорологічні умови в період закладання дослідів 1999 – 2001 рр. були не зовсім сприятливими, що було причиною виникнення у плодів оксидаційного стресу.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ та їх обговорення

Товарна якість і органолептичні властивості яблук, оброблених антиоксидантами

Для визначення оптимального складу водних екстрактів оплоднів горіху та сосни і концентрацій препарату дистинол у 1999 році був проведений пошуковий дослід. При застосуванні досліджуваних препаратів в окремих варіантах була відсутня нестандартна продукція. За виходом продукції 1 ґатунку кращі результати спостерігалися у варіантах ОГ, СГ і Д-0,036, де цей показник був вище контролю на 30,1-35,9 %. При цьому кількість плодів, уражених мікробіологічними захворюваннями, знизилася в 4,1-6,6 рази, фізіологічними – у 3,6-12 рази. Найкраща збереженість спостерігалася при використанні препарату ОГ. Обробка дистинолом у різних концентраціях поліпшує імунітет плодів, підвищуючи стійкість плодів до дії патогенної мікрофлори. Проведені кореляційний і регресійний аналізи отриманих експериментальних даних підтверджують, що між концентраціями дистинола і кількістю уражених мікробіологічними захворюваннями плодів існує залежність, рівняння регресії якої має вигляд:

у = 22,9 - 1047,3х + 12315,6х2, (1)

де у- кількість плодів, уражених мікробіологічними захворюваннями, %;

х - концентрація дистинолу, %.

Коефіцієнт лінійної кореляції - r = - 0,65. Довірча імовірність коефіцієнта лінійної кореляції 76,29 %. Кореляційне відношення ? = 0,67. З розрахунків видно, що оптимальною концентрацією дистинолу в емульсії є 0,036%, де максимально знижується кількість плодів, уражених мікробіологічними захворюваннями.

Дегустаційна оцінка за п'ятибальною шкалою після зберігання з застосуванням антиоксидантів показала, що найбільш гармонійним смаком і добре вираженим сортовим ароматом відрізняються яблука, оброблені препаратами СГ і ОГ. При дослідженні впливу препарату Д високу оцінку отримали плоди, оброблені ним в концентрації 0,036 %. Яблука мали характерне зелене забарвлення, відрізнялися соковитим м'якушем і привабливим виглядом.

У 2000 році був закладений основний дослід, що довів ефективність використання антиоксидантів і їх комплексів. При статистичній обробці результатів дослідження біогенних препаратів спостерігаються закономірні відмінності між варіантами в залежності від часу експозиції. Кращим виявився варіант ОГ-10, де вихід продукції 1 ґатунку збільшився на 49,3%, а нестандартної продукції було на 96,1% менше в порівнянні з контролем. Статистична обробка даних використання композиції СГ показала, що кращим був варіант обробки протягом 15 секунд. У цьому варіанті збільшується вихід продукції 1 ґатунку на 45,3%, при зниженні кількості нестандартної продукції на 97,6% відповідно в порівнянні з контролем. При застосуванні препарату Д найбільша кількість плодів 1 ґатунку спостерігалася при експозиції 10 секунд (збільшення виходу продукції 1 ґатунку на 46,6% при зниженні кількості нестандартної продукції на 96,0% у порівнянні з контролем). Обробка комплексом ОД показала кращі результати при 20 секундах експозиції (збільшення виходу продукції 1 ґатунку на 48,0%, зменшення нестандартної продукції на 91,4% у порівнянні з контролем). Аналогічно діяв комплекс ДС. Максимальна ефективність відзначалася при 10 секундній експозиції, де вихід продукції 1 ґатунку збільшився на 49,4%, а нестандартної стало менше на 96,2% у порівнянні з необробленими плодами.

Таким чином, на підставі пошукового досліду, для обробки плодів в основному досліді оптимальними були наступні композиції і їхні комплекси: ОГ та СГ, час обробки 5, 10, 15, 20 секунд; Д-0,036, час обробки 5, 10, 15 секунд; ОД та ДС, час обробки 10, 20 секунд.

При оцінці результатів, отриманих під час проведення основного досліду в 2000 році, було встановлено, що при обробці антиоксидантами значно знижується рівень фізіологічних і мікробіологічних захворювань. Обробка ДС-10 цілком виключила мікробіологічні захворювання, а препарати ОГ-10 і ОД-20 знизили рівень мікробіологічних захворювань у 25,5-26,1 рази в порівнянні з контролем. Застосування препаратів СГ-15 і Д-10 знизило мікробіологічні втрати в 5,4 -9,0 рази в порівнянні з контролем. Аналіз фізіологічних захворювань показав, що антиоксидантні препарати ОГ-10, Д-10, ОД-20 і ДС-10 перешкоджають розвиткові загару і побуріння серцевини. При використанні СГ-15 фізіологічних захворювань зовсім не спостерігалося. 2000 рік характеризувався інтенсивним розвитком розладу підшкірної плямистості. Обробка ОГ-10 і Д-10 знижувала розвиток цього захворювання майже в 2 рази в порівнянні з контрольним варіантом.

При проведенні органолептичної оцінки відзначено, що післязбиральна обробка антиоксидантами повною мірою зберігає зовнішній вигляд плодів. Плоди, оброблені ОГ і СГ, відрізнялися характерним зеленим забарвленням, щільною і хрусткою консистенцією, приємним кисло-солодким смаком і ароматом. При використанні Д стабілізується зміна органолептичних показників, що сприяє збереженню соковитого м'якуша. Композиції ОД і ДС також подовжують споживчу стиглість плодів, що зберігалися.

У 2001 році був проведений повторний експеримент, дані якого підтверджують доцільність використання антиоксидантів при зберіганні плодів (табл. 2).

При обробці препаратами ОГ, СГ, ОД і ДС вихід продукції 1 ґатунку збільшився в 1,7 рази в порівнянні з контролем. Причому ДС показав повну відсутність нестандартної продукції. Варіант Д показав вихід 1 ґатунку на 33,5% вище, ніж у контролі. У цьому варіанті не спостерігалося продукції 3 ґатунку. Плоди вищевказаних варіантів при органолептичній оцінці показали високі смакові якості, наявність інтенсивного, характерного забарвлення і яскраво виражений сортовий аромат.

Таблиця 2 - Товарний аналіз і органолептичні властивості яблук сорту Ренет Симиренка, оброблених антиоксидантами, після 161 доби зберігання. (2001 р.).

Варіант | Вихід стандартної продукції, % | Нестандартна продукція, % | Дегустаційна оцінка, бал

1 ґатунку | 2 ґатунку | 3 ґатунку

Контроль | 55,073,33 | 4,151,45 | 29,524,83 | 10,37 4,31 | 3,9

ОГ-10 | 94,471,05* | - | 1,340,06* | 4,19 1,11* | 4,5

СГ-15 | 95,511,94* | 0,480,50* | 1,950,43* | 2,05 1,40* | 4,7

Д-10 | 88,612,43* | 8,941,95* | - | 2,45 0,65* | 4,1

ОД-20 | 92,490,95* | 1,390,53* | 3,060,28* | 3,06 0,28* | 4,0

ДС-10 | 95,130,26* | 3,710,43* | 1,160,58* | - | 4,4

* - розходження достовірні при порівнянні з контролем, р<0,05

НІР05 = 2,78

Вивчення мікробіологічного ураження оброблених антиоксидантами плодів яблуні при тривалому зберіганні показало, що динаміка чисельності мікроорганізмів різних таксономічних груп у залежності від виду обробки виявляється по-різному. Слід зазначити, що після закладання на зберігання збільшення кількості грибних мікроепіфітів спостерігалося після 30 діб зберігання.

При висіві на поживне середовище частіше всього зустрічалися міцеліальні гриби Penicillium spp., Alternaria spp., Botrytis spp., Gleosporium spp.(табл. 3).

Таблиця 3 - Кількість міцеліальних захворювань при обробці антиоксидантами яблук сорту Ренет Симиренка після 161 діб зберігання, %. (2001 р.)

Варіанти | Penicillium spp. | Alternaria spp. | Botrytis spp. | Gleosporium spp.

Контроль | 10,971,15 | 0,670,06 | 0,70 0,26 | -

ОГ-10 | 0,680,19* | 1,240,47* | 1,11 0,29* | -

СГ-15 | 0,600,06* | - | - | 1,95 0,17*

Д-10 | 1,600,15* | - | 0,32 0,09* | -

ОД-20 | - | - | 2,73 0,40* | -

ДС-10 | - | - | - | 0,72 0,10*

* - розходження достовірні при порівнянні з контролем, р 0,01

Чисельність дріжджоподібних мікроорганізмів у залежності від варіанта досліду, як і у випадку з міцеліальними грибами також достовірно відрізнялася один від одного. Найменшою чисельністю дріжджів характеризуються варіанти ОГ-10 і СГ-15, де їх було в 23,8 – 28,3 рази менше в порівнянні з контролем. Варіант ОД-20, починаючи з 38 доби зберігання, відзначався стрімким наростанням дріжджових мікроорганізмів і до зняття зі зберігання їхня чисельність складала 836,4 пропагул/мм2. Що стосується бактеріальних мікроепіфітів слід зазначити, що найбільшою заспореністю плодів при закладенні на зберігання характеризувалися варіанти СГ-15 і Д-10, а також необроблені плоди. Але варіант СГ-15 уже через 38 діб зберігання характеризувався зниженням кількості бактерій. Найменша чисельність бактеріальних мікроепіфітів спостерігалася у варіанті ОГ-10 і протягом усього періоду зберігання кількість їх знижувалася.

Проведені дослідження підтверджують комплексну ефективність природних і синтетичних композицій. По виходу продукції 1 ґатунку найбільші значення спостерігалися в ОД-20 і ДС-10, причому варіант ДС-10 характеризується відсутністю плодів, уражених мікробіологічними захворюваннями.

Природна втрата маси плодів яблуні, оброблених антиоксидантами

Результати дослідження природної втрати маси плодів у 1999 – 2001 рр. показують, що застосування антиоксидантів при оптимальному часі експозиції досліджуваних препаратів істотно знижує цей показник (рис. 1).

Природна втрата маси при обробці препаратом ОГ-10 знизилася в 3,0 рази у порівнянні з необробленими плодами. Застосування препаратів СГ-15 і ДС-10 зменшило значення загальної втрати маси в 2,6 рази в порівнянні з контролем. Застосування дистинолу також ефективним. Варіант Д-10 показав втрату маси в 2,3 рази нижче контролю. Серед усіх варіантів комплекс ОД-20 менш всього впливав на зміну маси плодів, знизивши цей показник у 2,2 рази в порівнянні з контролем.

Таким чином, застосування антиоксидантів знижує природну втрату маси плодів у 2,2 – 3 рази в порівнянні з необробленими плодами.

Вплив антиоксидантів на інтенсивність дихання плодів при тривалому зберіганні

Зв'язок плодів із зовнішнім середовищем після зняття їх з материнської рослини здійснюється через дихання. Вважається, що основна мета зберігання полягає в тому, щоб, знизивши інтенсивність дихання, затримати настання клімактериксу, а, отже, фази старіння і відмирання плодів. Наші дослідження підтверджують таке судження. У 2000 році велося спостереження за диханням і впливом обробки антиоксидантами на його інтенсивність у процесі тривалого зберігання (табл. 4).

„Підйом” дихання у варіанті ОГ-10 настає пізніше контролю (на 47 доби) і характеризується рівнем виділення СО2 у 1,6 рази нижчим, ніж у контролі. Препарат СГ-15 інакше діє на дихальну активність плодів, підвищуючи її вже на 34 добу зберігання, але надалі дихальні процеси стабілізуються. Застосування препарату

Д-10 дозволяє „відсунути” клімактеричний підйом дихання на 47 діб у порівнянні з контролем, і показує найменше значення цього показника серед всіх варіантів обробок. Дія комплексних препаратів ОД-20 і ДС-10 на плоди ідентична. Клімактеричний підйом дихання в цих варіантах обробки настає на 118 добу, а це на 47 доби пізніше від контрольного варіанта. Причому у варіанті ДС-10 кількість СО2, що виділилася у цей період, була нижчою від контролю на 23,1 %.

Таблиця 4 - Інтенсивність дихання яблук сорту Ренет Симиренка при тривалому зберіганні, мг СО2/ кг г. (2000 р.)

Варіанти | Тривалість зберігання, діб

До зберігання | 34 | 71 | 118 | 153 | 174

Контроль | 11,97

0,38 | 35,05

0,36 | 48,150,24 | 48,020,03 | 48,270,15 | 36,540,30

ОГ-10 | 22,20

0,14* | 24,050,04* | 29,710,35* | 9,25 0,16* | 10,740,24*

СГ-15 | 44,33

0,29* | 28,390,19* | 26,670,20* | 20,440,23* | 11,370,34*

Д-10 | 17,73

0,26* | 20,500,21* | 25,010,10* | 10,260,21* | 11,600,22*

ОД-20 | 21,59

0,39* | 25,580,26* | 49,300,25* | 20,580,16* | 11,520,25*

ДС-10 | 22,08

0,15* | 28,750,37* | 37,130,49* | 12,190,19* | 18,860,18*

* - розходження достовірні при порівнянні з контролем, р 0,05

Результати досліду експериментально доводять, що післязбиральна обробка антиоксидантними композиціями ОГ, СГ, Д, ОД і ДС дозволяє значно знизити інтенсивність дихання плодів і затримати настання клімактериксу, тим самим продовжуючи термін зберігання.

Вплив антиоксидантів на антиоксидаційний комплекс плодів

Участь у неферментативній регуляції обміну речовин – головна властивість фенолів і вітамінів. При нестачі вітамінів виникають серйозні порушення в редокс-ланцюгу дихального газообміну.

Зниження динаміки витрати фенолів спостерігалося при обробці препаратом ОГ-10. Був відзначений максимальний ефект і інгібування швидкості витрат фенолів у 5 разів вище, у порівнянні з необробленими плодами. Уповільнення окислювання фенолів спостерігалося при обробці препаратом СГ-15 і було в 3,6 рази інтенсивніше, ніж у контролі. Застосування препарату Д-10 дозволило в 2,5 рази зменшити швидкість витрат фенолів у порівнянні з контролем, тоді як варіант ОД 20 дозволяє знизити швидкість окислювання фенолів у 2,8 рази у порівнянні з контролем. Обробка ДС-10 сприяє нагромадженню максимальної кількості фенольних сполук на 118 добу, збільшуючи їх запас у 2,1 рази (рис. 2).

Під час зберігання вміст аскорбінової кислоти поступово знижується. Розпад аскорбінової кислоти відбувається протягом всього періоду зберігання (табл. 5).

Таблиця 5 - Зміст аскорбінової кислоти при обробці антиоксидантами в яблуках сорту Ренет Симиренка після 174 діб зберігання, мг %. (2000 р.)

Варіанти | Тривалість зберігання, діб

До зберігання | 34 | 71 | 118 | 153 | 174

Контроль | 11,40,2 | 8,10,1 | 6,90,2 | 5,60,4 | 4,00,1 | 2,50,4

ОГ-10 | 11,90,3 | 10,80,5* | 9,10,7* | 8,00,5* | 6,40,4* | 4,60,4*

СГ-15 | 11,40,2 | 10,00,1* | 8,10,3* | 7,40,2* | 6,10,4* | 4,90,2*

Д-10 | 11,10,1* | 9,90,3* | 8,60,5* | 7,40,2* | 4,60,3*

ОД-20 | 12,00,7 | 11,01,2* | 8,30,1* | 7,40,4* | 6,50,2* | 5,30,3*

ДС-10 | 11,40,2 | 11,10,6* | 10,20,8* | 8,90,1* | 7,00,1* | 5,20,4*

* - розходження достовірні при порівнянні з контролем, р 0,05

Обробка препаратом ОГ-10 дозволяє знизити темпи втрат вітаміну С. При знятті зі зберігання його кількість у цьому варіанті була на 18,2% більшою, ніж у контролі. Застосування композиції СГ-15 знизило втрати вітаміну С на 21,5% у порівнянні з контролем. При використанні Д-10 збереглося 40,2% аскорбінової кислоти, тоді як у контролі - 21,8% від початкового вмісту. Композиції антиоксидантів значною мірою сприяють збереженню аскорбінової кислоти. У плодах, оброблених композицією ОД-20, кількість вітаміну С перевищувала контрольний варіант у 2,1 рази. Рівень вітаміну С у варіанті ДС-10 був вище контролю на 23,7%.

Комплекс пероксидаза-феноли-хінони-поліфенолоксидаза складає один з активних фізіологічних механізмів, що бере участь у захисті рослин від уражень. Обробка антиоксидантами дозволяє в процесі зберігання впливати на активність пероксидази і поліфенолоксидази яблук.

Наші дослідження показують, що в плодах, оброблених ОГ-10, пероксидазна активність на 118 добу зберігання у 3,8 рази вища, ніж у контролі (рис. 3).

У плодах, оброблених препаратом СГ-15, збільшення активності пероксидази настає на 34 добу, але надалі вона повільно знижується. При застосуванні композиції Д-10 максимум активності спостерігався на 118 добу зберігання, причому рівень активності в контролі був у 3,8 рази нижче. У варіанті ОД-20 зниження активності ферменту не відбувалося. Навпаки, активність ферменту набувала максимального значення, що свідчить про інтенсивність нейтралізації пероксиду водню. Обробка препаратом ДС-10 сповільнює інтенсифікацію пероксидації: пік активності наставав на 118 добу зберігання.

Іншою була дія антиоксидантів на активність поліфенолоксидази (рис. 4).

На початку зберігання активність цього ферменту знижується. Найменший рівень активності поліфенолоксидази спостерігався у варіанті ОГ-10 на 71 добу зберігання. Препарати СГ-15 і Д-10, вірогідно, інактивують фермент у порівнянні з контролем, знижуючи тим самим рівень окислених фенолів у клітинах плодів. На перших етапах зберігання зниження активності поліфенолоксидази при обробці композиціями ОД і ДС у контролі було більш інтенсивним, але вже на 71 добу зберігання активність поліфенолоксидази значно підвищувалось. Незначне підвищення активності ферменту починалося лише на 118 добу.

Таким чином, досліджувані антиоксидантні препарати значною мірою інгібують окислювально-відновні процеси, регулюючи неферментативні і ферментативні системи. Одночасно зберігається запас тканинних антиоксидантів, що впливає на зберігання цілющих антиоксидантних властивостей плодами.

Зміна біохімічного складу плодів, оброблених антиоксидантами

Застосування антиоксидантних препаратів дозволяє значно впливати на зміну кількості і складу енергетичних субстратів, що є в плодах (табл. 6).

Після закінчення зберігання в плодах, оброблених препаратами ОГ-10 і СГ-15, вміст моноцукрів був на 20,1 – 34,8% більшим, ніж у контролі, а втрати сахарози знизилися в 4,0 – 6,6 рази. Розчин Д-10 не впливав на вміст сахарози, а кількість моноцукрів перевищувала у 1,2 рази цей показник для необроблених плодів. Ефективним виявилося застосування комплексів ОД-20 і ДС-10. Рівень моноцукрів у цих варіантах перевищував цей показник у необроблених плодів у 1,2 -1,3 рази, сахарози відповідно в 5,5 – 4,4 рази.

Результати наших досліджень показують, що обробка антиоксидантними препаратами значно знижує темпи втрат органічних кислот при зберіганні (табл.5). При обробці препаратами ОГ-10 і СГ-15 їх втрати були більш повільними - у 1,4 рази нижче контролю. Це підтверджує те, що фенольні антиоксиданти, що входять до складу горіха і сосни, запобігають переокисленню органічних кислот. Препарат Д-10 до кінця зберігання підтримував титруєму кислотність на рівні в 1,2 рази вищому, ніж в контролі. При використанні комплексів ОД-20 і ДС-10 також спостерігалася позитивна дія на процеси витрати кислот, інгібуюча дія антиоксидантів дозволила зберегти запас кислот в 1,3 і 1,2 рази вищим, ніж в контролі.

Таблиця 6 - Вміст цукрів і титруємих кислот у оброблених антиоксидантами яблуках сорту Ренет Симиренка після зберігання протягом 174 діб, %. (2000 р.)

Варіанти | Показники, %

Моноцукри | Сахароза | Титруєма кислотність

Контроль | 7,281 0,163 | 0,352 0,139 | 0,396 ± 0,056

ОГ-10 | 8,745 0,568* | 1,389 0,569* | 0,547 ± 0,010*

СГ-15 | 9,815 0,120* | 2,309 0,158* | 0,540 0,064*

Д-10 | 8,320 0,473* | 0,352 0,265* | 0,491 0,028*

ОД-20 | 8,890 0,171* | 1,950 0,155* | 0,503 0,011*

ДС-10 | 9,112 0,218* | 1,546 0,571* | 0,472 0,022*

* - розходження достовірні при порівнянні з контролем, р 0,05

Отримані експериментальні дані показують, що післязбиральна обробка яблук антиоксидантами знижує темпи витрат дихальних субстратів, що запобігає окисленню біологічно активних речовин і підвищує біологічну цінність плодів.

Економічна ефективність зберігання яблук із застосуванням антиоксидантів

Експериментальними дослідженнями і виробничим дослідом доведена економічна ефективність зберігання плодів із застосуванням антиоксидантних препаратів для післязбиральної обробки.

Таблиця 7 - Економічна ефективність зберігання плодів яблуні з застосуванням антиоксидантів, грн/т. (2000 – 2001 рр.)

Варіант обробки | Час обробки, сек. | Собівартість, грн/т | Прибуток, грн/т | Рентабельність, %

Контроль | - | 510,28 | 815,42 | 160

ОГ | 10 | 539,68 | 1282,95 | 238

СГ | 15 | 539,68 | 1309,61 | 243

ДС | 10 | 750,64 | 1184,78 | 158

Високий рівень рентабельності пов'язаний зі скороченням втрат від фізіологічних і мікробіологічних захворювань, з підвищенням виходу товарної продукції 1 ґатунку і скороченням кількості нестандартної продукції.

Технологічна схема зберігання яблук, оброблених антиоксидантами

За результатами досліджень і їх виробничої апробації розроблена технологічна схема зберігання яблук, оброблених антиоксидантами, що включає: збір плодів; попереднє сортування в саду; пакування в ящики; доставку і приймання; інспекцію і калібрування; попереднє охолодження; обробку антиоксидантами; сушіння; пакування в стандартну тару (ящики № 3); маркірування; закладення на зберігання в камери при температурі 0 ±1°С і вологістю 95 ± 1%, зберігання і реалізацію.

Запропонована технологія впроваджена в дослідному господарстві “Мелітопольське” Інституту зрошуваного садівництва УААН.

Матеріали досліджень покладені в основу „Технологічної інструкції ТІ У 00334830.064 – 2002 по тривалому зберіганню яблук із застосуванням антиоксидантів”.

ВИСНОВКИ

1. Обробка плодів антиоксидантними препаратами фенольного характеру сприяє збільшенню виходу товарної продукції 1 ґатунку на 33,5 – 40,4 % за рахунок скорочення втрат від фізіологічних і мікробіологічних захворювань і зниження природної втрати маси в 2,2 – 3 рази.

2. При органолептичній оцінці плоди, оброблені антиоксидантами фенольного характеру, відрізнялися гармонійним смаком и мали 4,4 – 4,7 балів за п'ятибальною шкалою.

3. Застосування водних екстрактів зелених оплоднів волоського горіха і кори сосни в комплексі з гліцерином дає змогу уникнути фізіологічних захворювань плодів, а рівень мікробіологічних захворювань знижується на 75,6 – 79,5%.

4. Комплексні препарати сприяють кращому збереженню запасу біологічно активних речовин у плодах та знижують інтенсивність процесу дихання на 8,2 – 38,5%. Клімактеричний підйом дихання затримується.

5. Застосування біогенних антиоксидантів фенольного характеру знижує інтенсивність окислювально-відновних процесів. При цьому знижуються витрати: цукрів – на 27,7 – 36,6% , органічних кислот – на 19,45 – 35,6%, краще зберігається вміст тканинних антиоксидантів: фенольних речовин у 3,6 – 4,6 рази, аскорбінової кислоти на 40,2 – 52%.

6. Оцінка економічної ефективності показала, що застосування природних антиоксидантів забезпечує підвищення виходу товарної продукції високої якості, дозволяє отримати прибуток 467,53 – 494,19 грн/т і збільшити рівень рентабельності процесу зберігання на 78 – 83%.

7. За результатами проведених досліджень для післязбиральної обробки яблук сорту Ренет Симиренка кращими композиціями є водний екстракт зелених оплоднів волоського горіха у поєднанні з 1% гліцерину, водний екстракт кори сосни у поєднанні з 1% гліцерину.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

З метою збільшення тривалості зберігання яблук сорту Ренет Симиренка, підвищення виходу стандартної продукції за рахунок зниження втрат від мікробіологічних і фізіологічних захворювань і зниження природної втрати маси, рекомендується відразу після збирання обробляти плоди композиціями біогенних антиоксидантів, до складу яких входять: водний екстракт зелених оплоднів волоського горіху (1:9) і 1% гліцерину та водний екстракт кори сосни (1:9) і 1% гліцерину. Для комплексу водний екстракт зелених оплоднів волоського горіху і 1% гліцерину час обробки складає 10 секунд, для водного екстракту кори сосни і 1% гліцерину час обробки - 15 секунд. При обробці плодів яблуні антиоксидантами перед закладенням на зберігання пропонується використовувати „Технологічну інструкцію з тривалого зберігання яблук із застосуванням антиоксидантів” ТІ У 00334830.064 (Ялта, 2002).

Список опублікованих статей за темою дисертації

1. Иванченко В.И., Миронычева Е.С., Калитка В.В. Влияние обработки плодов биоантиоксидантами на их антиокислительный комплекс в период хранения // ИВиВ “Магарач”. Виноградарство и виноделие. - № 1, 2002.- С. 33 – 36. (Отримані та оброблені дані впливу обробки антиоксидантами на збереження біологічно активних речовин у плодах при тривалому зберіганні).

2. Иванченко В.И., Миронычева Е.С. Влияние обработки антиоксидантами на состояние эпифитной микрофлоры и качество яблок сорта Ренет Симиренко при длительном хранении // ИВиВ „Магарач”. Виноградарство и виноделие. - № 4, 2002. – С. 27 – 30. (Отримані та оброблені дані про епіфітну мікрофлору та якість яблук сорту Ренет Симиренка при тривалому зберіганні із застосуванням антиоксидантів).

3. Деклараційний патент України № 45076 А, МПК7 А 23 В 7/14, А 01 F 25/00. Спосіб підготовки плодів до зберігання/ Іванченко В.Й., Калитка В.В., Сердюк М.Є., Мироничева О.С. (Таврійська державна агротехнічна академія) - Бюл. № 3 від 15.03.02. (Експериментальні дані, що лягли в основу патенту, отримані та оформлені дисертантом особисто).

4. Іванченко В.Й., Мироничева О.С. Обґрунтування використання антиоксидантних препаратів біогенного походження для тривалого зберігання плодів яблуні // Здоров'я села – здоров'я держави: Тези Міжнародного наукового конгресу молодих вчених та студентів. – Львів-Дубляни: Львівський державний медичний університет ім. Д.Галицького, Львівський державний аграрний університет. - 2000. – С. 76 – 77. (Експериментальні дослідження та обробка даних проведені особисто).

5. Іванченко В.Й., Мироничева О.С. Вплив післязбиральної обробки біогенними антиоксидантами на товарні характеристики и органолептичні властивості яблук при тривалому зберіганні // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства/ Сучасні напрямки технології та механізації процесів переробних і харчових виробництв. – Вип. 9. – Харківський державний технічний університет сільського господарства. - 2002. – С. 402 – 409. (За отриманими результатами досліду написана стаття і проведена апробація).

6. Технологічна інструкція з тривалого зберігання яблук із застосуванням антиоксидантів ТІ У 00334830.064 – 2002: Затв. Дир. ИВиВ “Магарач” 10.07.02: Термін дії встановлений з 10.07.02 – Ялта. - 2002. – 6 с. - Розробили – Іванченко В.И., Мироничева О.С. (Розробка інструкції, підбір обладнання та впровадження проведені особисто).

7. Ковтун М.Є., Мироничева О.С. Застосування антиоксидантів біогенного походження для тривалого зберігання плодів яблук // Техніка в сільськогосподарському виробництві: Праці / Таврійська державна агротехнічна академія. – Вип. 1 – Т. 9.- Мелітополь: ТДАТА, 1999. – С. 62 – 64. (Проведений огляд літератури і сформульовані загальні положення).

8. Іванченко В.Й., Калитка В.В., Сердюк М.Є., Мироничева О.С. Вплив антиоксидантів біогенного походження на природний збиток маси плодів яблуні при тривалому зберіганні // Праці / Таврійська державна агротехнічна академія. - Вип. 1. - Т.16. – Мелітополь: ТДАТА, 2001. – С. 14 – 16. (Експеримент та аналіз отриманих результатів виконані особисто).

9. Іванченко В.Й., Мироничева О.С., Сердюк М.Є. Вплив антиоксидантів природного і синтетичного походження на заражуваність плодів яблук сорту Ренет Симиренка мікробіологічними захворюваннями при тривалому зберіганні // Праці / Таврійська державна агротехнічна академія. - Вип. 1. - Т. 23. – Мелітополь: ТДАТА, 2001. – С. 45 – 51. (Експеримент та аналіз отриманих результатів виконані особисто).

10. Іванченко В.Й., Мироничева О.С. Вплив післязбиральної обробки антиоксидантами на величину природної втрати ваги яблук сорту Ренет Симиренко при тривалому зберіганні // Праці / Таврійська державна агротехнічна академія. - Вип. 2. - Т.18. – Мелітополь: ТДАТА. - 2001. – С. 45 – 51. (Основний дослід і встановлення закономірностей проведені особисто).

Мироничева Е.С. Обґрунтування використання антиоксидантних препаратів для тривалого зберігання плодів яблуні.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 05.18.03 – первинна обробка і зберігання продуктів рослинництва. - Національний аграрний університет Кабінету Міністрів України, Київ, 2003.

Робота присвячена розробці комплексних антиоксидантів біогенного походження для післязбиральної обробки яблук при тривалому зберіганні. Досліджено вплив антиоксидантів на товарну якість плодів, ураженість фізіологічними і мікробіологічними захворюваннями, інтенсивність обмінних процесів, збереження плодами антиокисного комплексу при тривалому зберіганні. Розроблено і затверджена “Технологічна інструкція з тривалого зберігання яблук із застосуванням антиоксидантів”, що впроваджена в дослідному господарстві “Мелітопольське”.

Ключові слова: антиоксиданти, лежкоздатність, екстракт зелених оплоднів волоського горіху, екстракт кори сосни, дистинол.

Миронычева Е.С. Обоснование использования антиоксидантных препаратов биогенного происхождения для длительного хранения плодов яблони.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 05.18.03 – первичная обработка и хранение продуктов растениеводства. - Национальный аграрный университет Кабинета Министров Украины, Киев, 2003.

Работа посвящена разработке комплексных антиоксидантов биогенного происхождения для послеуборочной обработки яблок при длительном хранении.