Національний університет харчових технологій

КУЯНОВ ВОЛОДИМИР ВІКТОРОВИЧ

УДК 664.121.004.12

КОМПЛЕКСНА ОЦІНКА ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ЯКОСТІ

ГІБРИДІВ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ ВІТЧИЗНЯНОЇ

ТА ЗАРУБІЖНОЇ СЕЛЕКЦІЙ

05.18.05 –Технологія цукристих речовин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ-2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Українському науково-дослідному інституті цукрової промисловості Міністерства агропромислової політики України.

Науковий керівник: | доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Чернявська Людмила Іванівна,

Український науково-дослідний інститут цукрової промисловості,

завідувач відділом сировини, контролю та обліку виробництва

Офіційні опоненти: | доктор технічних наук, професор

Ліпєц Антон Адамович – Національний університет харчових технологій, професор кафедри технології цукристих речовин;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Михайлик В’ячеслав Аврамович – Інститут технічної теплофізики НАН України, провідний науковий співробітник відділу дискретно-імпульсного введення енергії в дисперсні середовища.

Провідна установа: | Інститут харчової хімії та технології НАН України (м. Київ)

Захист відбудеться 23.06.2004 р. о_14_годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.058.04 Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, Київ-33, вул. Володимирська, 68, аудиторія А-311.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету харчових технологій за адресою:

01033, Київ-33, вул. Володимирська, 68.

Автореферат розіслано 21.05.2004 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, к.т.н. О.В.Кобилінська

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Ефективність цукрового виробництва значною мірою залежить від технологічної якості сировини. В собівартості цукру частка сировини становить близько 60%. Аналіз роботи цукрових заводів України за останнє десятиліття показує, що зменшуються обсяги заготівлі цукрових буряків, знижується цукристість та виробіток цукру з одного гектара посівної площі у всіх зонах бурякосіяння.

В Україну на початку періоду формування ринкових відносин та активізації розвитку міжнародного співробітництва почало надходити насіння гібридів зарубіжних селекцій. Якщо у 1992 році площі посіву з використанням зарубіжного насіння складали 0,2%, то у 2000 році –14%, у 2001-2003 роках частка зарубіжних гібридів у промислових посівах є стабільною і становить 10-12%. З’явились також гібриди спільної селекції. Тому дуже актуальним завданням є дослідження формування технологічної якості сучасних гібридів, а також їх зміни в процесі зберігання. Крім того, дуже важливо визначити для кожного заводу оптимальний набір сортів та гібридів за рівнем технічної стиглості, що дозволить починати сезон переробки буряків раніше без втрат їх продуктивності, а також мати сорти, які дозволяли б зберігати коренеплоди в кагатах без значної втрати ними своєї технологічної якості.

Зв’язок роботи з науковими планами, темами. Тематика досліджень входила до планів науково-дослідних робіт Українського науково-дослідного інституту цукрової промисловості на 1995-2000 рр., 2001-2003 рр. (державні облікові номери 0197U010326 та 0198U004819). Зокрема, тема “Визначити особливості формування технологічної якості та здатності до зберігання сортів і гібридів цукрових буряків іноземної та вітчизняної селекції” входила у Координаційний план проведення науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт концерну “Укрцукор” Держхарчопрому України по цукровій промисловості в 1995-1998 роках. Тема “Випробування нових препаратів для обробки коренеплодів цукрових буряків з метою зменшення втрат бурякомаси та цукру при зберіганні” входила до галузевої програми ”Удосконалення існуючих та розробка нових засобів та обладнання для приймання і зберігання цукрових буряків з метою зменшення втрат бурякомаси та цукру”, на 2001-2005 рр..

Автором особисто розроблено програми та методики проведення лабораторних, напівпромислових та промислових досліджень, оброблено та узагальнено отримані результати.

Мета та завдання досліджень. Метою досліджень є комплексна оцінка технологічної якості гібридів цукрових буряків вітчизняної та зарубіжної селекцій.

Відповідно до поставленої мети потрібно було вирішити такі завдання:

- дослідити продуктивність, технологічну якість сучасних гібридів вітчизняної, зарубіжної та спільної селекцій на промислових посівах під час вегетації та в період технічної стиглості;

- дослідити зміну технологічної якості й продуктивності гібридів вітчизняної, зарубіжної та спільної селекцій під час зберігання у кагатах;

- розробити метод підвищення стійкості коренеплодів цукрових буряків до ураження фітопатогенними мікроорганізмами під час зберігання у кагатах;

- розробити технологічний регламент зберігання цукрових буряків з використанням біоцидного препарату.

Об’єкт досліджень – коренеплоди цукрових буряків гібридів вітчизняної, зарубіжної та спільної селекцій, процес цукронакопичення та накопичення маси протягом вегетації, процес зберігання цукрових буряків.

Предмет досліджень - бурякова кашка, буряковий та очищений соки; стійкість коренеплодів до ураження фітопатогенними мікроорганізмами при вирощуванні та зберіганні.

Методи досліджень - традиційно використовувані та спеціально розроблені фізичні, хімічні, аналітичні, фітопатологічні, застосовані з використанням сучасних приладів та комп’ютерних технологій, методи математичного моделювання, оптимізації та статистичної обробки результатів.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше досліджено та зроблено комплексну оцінку технологічної якості коренеплодів сучасних гібридів цукрових буряків та їх стійкість при зберіганні.

Вперше досліджено вплив нового антисептичного препарату Септодор на фітопатогенну мікрофлору цукрових буряків та здійснено вибір його оптимальної концентрації для оброблення коренеплодів.

Розроблено математичні моделі залежностей середньодобових втрат та утворення гнилої маси у коренеплодах від концентрації антисептика та тривалості їх зберігання.

Розроблено спосіб та технологічний регламент зберігання цукрових буряків у кагатах з використанням препарату Септодор, який запатентовано в Україні.

Практичне значення роботи. Наукові розробки, виконані за темою дисертаційної роботи, доведені до практичного впровадження на цукрових заводах.

Результати досліджень використані при розробці цільових програм розвитку бурякоцукрового комплексу на 2000-2005 рр., затверджених Мінагрополітики України.

Досліджено особливості формування технологічної якості основних сучасних гібридів цукрових буряків, що використовуються у промисловому буряківництві України, визначено реальну їх продуктивність за збором маси коренеплодів та цукрози з одного гектара посівів, період досягнення ними технічної стиглості та встановлено стійкість їх до зберігання у кагатах. Результати впроваджено шляхом видачі рекомендацій цукровим заводам про черговість збирання цукрових буряків різних сортів та гібридів, їх переробки та зберігання з метою ефективного використання цукровмісної сировини. Економічний ефект для заводу виробничою потужністю 3 тис. тонн буряків на добу при заготівлі 150 тис. тонн буряків становить 0,19% до маси буряків, що складає 292,44 тонн цукру.

Спосіб та технологічний регламент зберігання коренеплодів цукрових буряків у кагатах з використанням препарату Септодор впроваджено на Лучанському цукровому заводі. Економічний ефект становить 82 гривні на 100 т буряків.

Результати досліджень використовуються у навчальному процесі кафедри технології цукристих речовин Інституту післядипломної освіти Національного університету харчових технологій.

Обгрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій забезпечено використанням сучасних методів досліджень та вимірювальних приладів, статистичних методів оброблення експериментальних даних, засобів обчислювальної техніки, підтверджується адекватністю результатів лабораторних, дослідно-промислових та виробничих досліджень, розробленого та впровадженого технологічного регламенту.

Особистий внесок здобувача полягає у складанні методики досліджень, проведенні теоретичних та експериментальних досліджень на всіх етапах роботи, організації та участі у лабораторних, напівпромислових та промислових випробуваннях, у випробуванні та впровадженні нового технологічного регламенту зберігання цукрових буряків у кагатах, узагальненні експериментальних даних та публікації отриманих результатів, формулюванні наукових положень, складанні загальних висновків та рекомендацій промисловості.

Автором особисто розроблено й обгрунтовано критерії та принципи оптимізації сортової структури посівних площ цукрових буряків у сировинній зоні заводу. Спільно з науковим керівником д.т.н.,ст.н.с. Л.І.Чернявською проведено аналіз та узагальнення результатів досліджень. Дослідження технологічної якості коренеплодів гібридів вітчизняної та іноземної селекції проведено спільно з д.т.н., ст.н.с. В.О. Князєвим. Дослідження стійкості при зберіганні сортів та гібридів проведено спільно з к.т.н. О.Г. Томіленко. Дослідження впливу препарату Септодор на чисті культури грибів-збудників кагатної гнилі виконано спільно з с.н.с. Л.А. Швецовою.

Апробація результатів роботи. Основні положення дисертаційної роботи докладались й були схвалені на Міжнародній науково-технічній конференції “Розроблення та впровадження прогресивних ресурсоощадних технологій та обладнання в харчову та переробну промисловість”(Київ,1997 ), на 60 науковій конференції молодих вчених, аспірантів та студентів (Київ,2003), на ІІІ Міжнародній науково-практичній конференції “Сахар-2003” “Повышение эффективности работы свеклосахарного комплекса” (Москва, 2003), на науково-практичній конференції “Пути повышения эффективности сахарного производства”(Курськ, 2003), на засіданнях Науково-технічної ради УкрНДІЦП в 1998-2003 роках, на семінарах фахівців галузі.

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 14 наукових праць, в тому числі 2 монографії, 5 статей у наукових фахових виданнях, що затверджені ВАК України, 4 тези доповідей на наукових конференціях, 3 - в інших виданнях. Отримано позитивне рішення на видачу патенту України.

Структура роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 6 розділів, висновків й рекомендацій промисловості та 7 додатків. Матеріали дисертаційної роботи викладено на 171 сторінках основного тексту. Робота ілюстрована 28 таблицями та 39 рисунками. Список використаних літературних джерел включає 141 найменування.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та завдання досліджень, охарактеризовано наукову новизну і практичну цінність одержаних результатів.

У першому розділі “АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ ПРО ВПЛИВ СОРТОВИХ ОСОБЛИВОСТЕЙ НА ФОРМУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ЯКОСТІ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ” на основі аналізу даних літературних джерел про вплив сортових особливостей на формування технологічної якості цукрових буряків сформульовано завдання даного дослідження.

Другий розділ “ОБ’ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ” присвячений об’єктам дослідження, критеріям та методам аналізу коренеплодів цукрових буряків, визначення їх хімічних, фітопатологічних та технологічних показників та стійкості до ураження фітопатогенними мікроорганізмами при зберіганні.

Третій розділ “ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ЯКОСТІ ГІБРИДІВ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ ВІТЧИЗНЯНОЇ ТА ІНОЗЕМНОЇ СЕЛЕКЦІЙ ПРИ ВЕГЕТАЦІЇ ТА В ПЕРІОД ТЕХНІЧНОЇ СТИГЛОСТІ” присвячено комплексній оцінці технологічної якості гібридів цукрових буряків вітчизняної та іноземної селекцій при вегетації та в період технічної стиглості.

З точки зору досягнення стиглості та встановлення черговості збирання цукрових буряків гібридів різних селекцій дуже важливим є дослідження динаміки зміни їх основних показників в період вегетації. Показник “середня маса гички” був кращим протягом всього періоду вегетації для гібридів спільної та зарубіжної селекцій. Серед українських гібридів значним розвитком листової поверхні відзначався Український ЧС 70. За показником “середня маса коренеплоду” вітчизняні гібриди відставали від зарубіжних та спільних в середньому на 1 вересня на 46...72 г, на 1 жовтня - на 35...75 г.

На 1 серпня цукристість становила: українських гібридів - 13,7% до маси буряків, гібридів спільної селекції - 13,5%, німецкої селекції –13,74%, шведської селекції – 13,86%. На 1 вересня приріст становив відповідно 1,92%, 3,0%; 2,22% та 2,16% до маси буряків. На 1 жовтня порівняно з цукристістю на 1 вересня приріст вмісту цукрози становив в українських гібридів 1,46%, у гібридів спільної селекції-0,5%, у гібридів німецької та шведської селекції - 1,20%. У гібрида Українського ЧС 70 приріст цукристості на 1 вересня та на 1 жовтня порівняно з рівнем цукристості на 1 серпня становив відповідно 2,0 та 1,7% (абс.).

На період масового збирання у гібридів спільної селекції середня маса коренеплоду становила 630 г, середня маса гички -234 г, цукристість -17,0% до маси буряків, коефіцієнт стиглості - 0,37.

Гібрид Український ЧС 70 досягає стану технічної стиглості в другій декаді вересня. Кращий з німецьких гібридів Перла досягає стану технічної стиглості в першій декаді вересня, шведський гібрид Емма - в кінці серпня. Гібриди спільної селекції досягають технічної стиглості в кінці серпня (Слов’янский ЧС 94), першій декаді вересня (КВ Ялтушків). Цей фактор потрібно враховувати при визначенні черговості збирання цукрових буряків у зоні кожного цукрового заводу. Нами, зокрема, рекомендується гібриди Український ЧС 70, Слов’янський ЧС 94 та Екстра збирати й переробляти на початку виробничого сезону; гібриди Іванівський ЧС 33, Соня, КВ Ялтушків, Перла – збирати в пізні терміни й переробляти без зберігання; гібриди Гала, Уляна збирати в пізні терміни з короткостроковим зберіганням; гібрид Льговсько-Верхняцький ЧС 31 збирати після 25 вересня й переробляти після середніх термінів та довготривалого зберігання.

В кінці вегетаційного періоду спостерігалось зниження вмісту в коренеплодах буряків лужних елементів – калію та натрію, підвищився вміст ? – амінного азоту, що було зумовлено випаданням опадів та високою температурою повітря у вересні (рис. 1, а,б), підвищувалась чистота очищеного соку (рис. 1, в), знижувався вміст цукрози у мелясі (рис.1,г) Слід зазначити, що гібриди зарубіжної селекції характеризувались значно нижчим вмістом мелясоутворювачів, так як вона з самого початку була зорієнтована на зниження їх в процесі вегетації, більш високою чистотою очищеного соку та нижчим показником вмісту цукрози у мелясі (рис. 1, в, г).

На 1 вересня українські гібриди забезпечують біологічну урожайність коренеплодів 39,8 тонн з га посівів, спільної селекції-37,3, німецької –36,2, шведської – 36,5 тонн з га; на 1 жовтня -відповідно 44,3; 49,6; 46,6 та 46,2 тонни з га. Потенційний біологічний збір цукрози з га становить відповідно на 1 вересня та 1 жовтня гібридів української селекції 5,22 та 7,65 т з га; спільної – 6,0 та 8,35; німецької –5,78 та 7,98 т з га; шведської – 5,88 та 7,96 т з га. Гібрид Український ЧС 70 на 01.10 має урожайність та збір цукру 44,6 тонн з га та 7,8 тонн з га. Німецький гібрид Перла за урожайністю та збором цукру з га знаходиться на рівні з Українським ЧС 70 (46,5 та 7,8 тонн з га на 01.10);. шведський гібрид Емма має найвищу урожайність та збір цукру серед досліджених матеріалів (53,1 та 9,3 тонн з га на 01.10).

Одержаними нами даними підтверджено високий потенціал вітчизняних гібридів в умовах пересічного господарства України, яке має змогу забезпечити виконання всієї технології вирощування цієї технічної культури в повному обсязі, зокрема, внесення органічних та мінеральних добрив, повний захист від шкідників та хвороб, виконання всіх агротехнічних заходів тощо.

Нами було здійснено поглиблене дослідження гібриду Український ЧС 70, який займає більше 30% площ, відведених під цю технічну культуру. В пробах буряків, які було відібрано 20.08 та 20.09, було визначено хімічний склад та технологічні показники шляхом перероблення коренеплодів на лабораторній установці “завод на столі”. За отриманими аналітичними даними були зроблені розрахунки основних техніко-економічних показників – виходу цукру та коефіцієнта виробництва. Основні результати досліджень представлені в табл.1. Установлено, що на 20.08 буряки гібриду Український ЧС 70 характеризуються ще невисоким вмістом сухих речовин-21,98%, середніми значеннями цукристості –15,36% до маси буряків (69,82% до маси СР), мають на 40% підвищений вміст редукуючих речовин. Відношення показників середньої маси гички до середньої маси коренеплоду на цю дату становить 1,0-1,06, що свідчить про те, що буряки ще недозрілі. За показниками чистоти бурякового, дифузійного та очищеного соків цукрові буряки мають хороший потенціал при дозріванні як сировина для одержання цукру.

В середньому на 20.09 цукристість збільшилась на 1,84% (абс.), знизився вміст редукуючих речовин на 21,5 %, підвищилась чистота бурякового соку на 0,77%, зменшилось значення МБ-фактора на 3,15 одиниць. Вихід цукрози теж збільшився на 1,8% до маси буряків, коефіцієнт виробництва становить на цю дату 77,32%, що на 2,44 (абс.)% вище, ніж на 20.08

Таблиця 1.

Хіміко-технологічні показники цукрових буряків гібриду

Український ЧС 70 на 20.08 та на 20.09.

Показники | Проби буряків, відібрані

20.08. | 20.09

Коренеплоди цукрових буряків

Вміст сухих речовин, % | 21,98 | 24,22

Цукристість, %

·

·

Вміст редукуючих речовин,

% до маси буряків | 0,14 | 0,11

Вміст золи кондуктометричної,% | 0,52 | 0,54

Вміст калію, ммоль/100 г буряків | 5,36 | 4,83

Вміст натрію, ммоль/100 г буряків | 1,20 | 1,13

Вміст -амінного азоту,ммоль/100 г буряків | 3,13 | 3,91

Коефіцієнт лужності | 1,92 | 1,52

Буряковий сік

Чистота бурякового соку. % | 87,53 | 88,30

Вміст кислот, ммоль на

100 г соку | 8,78 | 7,5

Очищений за методом П.М.Силіна сік

Чистота очищеного соку,% | 91,72 | 92,03

Вміст цукрози в мелясі,

% до маси буряків | 1,95 | 2,08

Вихід цукрози,

% до маси буряків | 11,50 | 13,30

Коефіцієнт виробництва, % | 74,88 | 77,32

МБ-фактор | 34,15 | 31

. На 20.09 буряки за відношенням маси гички до маси коренеплоду характеризуються як стиглі. На період технічної стиглості за комплексом показників (чистота очищеного соку та МБ-фактор) буряки гібриду Український ЧС 70 відносяться до категорії “хорошої якості”.

Четвертий розділ “ЗМІНА ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ЯКОСТІ І ПРОДУКТИВНОСТІ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ ВІТЧИЗНЯНОЇ ТА ІНОЗЕМНОЇ СЕЛЕКЦІЙ ПІСЛЯ ЗБЕРІГАННЯ У КАГАТАХ” присвячений дослідженню зміни технологічної якості й продуктивності коренеплодів цукрових буряків вітчизняної та іноземної селекції після зберігання у кагатах. Стійкість коренеплодів до ураження фітопатогенними мікроорганізмами при зберіганні визначали напівпромисловим методом – шляхом зберігання сіткових проб коренеплодів у промислових кагатах Яготинського цукрового заводу. Тривалість зберігання проб у кагатах становила від 32 до 70 діб. Узагальнені результати хіміко-фітопатологічних досліджень наведено в табл 2.

Таблиця 2.

Хіміко-фітопатологічні показники коренеплодів цукрових буряків

гібридів різних селекцій після їх зберігання у кагатах

Гібриди досліджуваних

селекцій | Середньо- добові

втрати цукрози, % | Кількість загнилих коренеплодів, % до маси проби | Гнила маса,

% | Паростки, %

української | 0,0138 | 7,2 | 0,160 | 0,038 | спільної | 0,0125 | 10,8 | 0,095 | 0,035 | німецької | 0,0172 | 13,4 | 0,430 | 0,060 | шведскої | 0,0162 | 12,2 | 0,274 | 0,040 | Встановлено, що найменші середньодобові втрати цукрози та найнижчий вміст гнилої маси й паростків мають гібриди спільної селекції, незначною мірою їм поступаються гібриди української селекції. Високі середньодобові втрати, високий вміст гнилої маси та паростків мають гібриди шведської селекціїї. Найбільш нестійкими є гібриди німецької селекції. Кількість загнилих коренеплодів становила 7,2% у українських гібридів, 10,8% - у гібридів спільної селекції, 13,4% - у гібридів німецької селекції та 12,2% - у гібридів шведської селекції. За кількістю гнилої маси у пробах гібриди різних селекцій розмістились у такій послідовності: найнижчий вміст гнилої маси мали гібриди спільної селекції – 0,095% до маси буряків; гібриди української селекції –0,16%; шведської селекції –0,27%; німецької – 0,43%.

Дослідженнями УкрНДІЦП встановлено, що у стійких до фітопатогенних мікроорганізмів коренеплодів при зберіганні рівень гнилої маси не перевищує 0,1%. Доведено, що за цим критерієм серед досліджуваних гібридів стійкими до кагатної гнилі є гібриди спільної селекції, у решти гібридів цей показник перевищує установлене межове значення. Зокрема, українські гібриди мають цей показник в 1,6 рази вищий, ніж значення за критерієм, шведські гібриди - в 2,7 рази. Найбільш нестійкими є гібриди німецької селекції, показник вмісту гнилої маси у них перевищує значення за установленим критерієм у 4,3 рази.

За показником середньодобових втрат цукрози у коренеплодах при зберіганні кращими також були гібриди спільної селекції, вони мали середньодобові втрати 0,0125% до маси буряків. Українські гібриди мають втрати на 10% вищі, вони становлять 0,0138% до маси буряків, Шведські і німецькі гібриди значно поступаються спільним і українським гібридам. Зокрема, порівняно з гібридами спільної селекції середньодобові втрати вищі у шведських - на 30%, у німецьких – на 38%; порівняно з українськими гібридами - відповідно на 17 і 25%.

Встановлено, що вміст редукуючих речовин у буряках зарубіжної селекції після зберігання найвищий за абсолютним значенням, а також вони мають найбільший їх приріст протягом періоду зберігання. Наприклад, гібриди німецької селекції мають вміст редукуючих речовин 0,185%, а гібриди шведської селекції – 0,172% до маси буряків, що в 1,85 та 1,72 рази більше, ніж для буряків нормальної якості (за П.М.Сіліним). У буряках цих селекцій приріст редукуючих речовин становить відповідно 194 та 209%. Найнижчий вміст та приріст редукуючих речовин мають коренеплоди гібридів української селекції, відповідно 0,128% до їх маси та 140% до вихідного значення.

Підтверджено, що після зберігання найвищі показники чистоти бурякового та очищеного соків мають цукрові буряки спільної селекціїї – 88,57% і 91,38%, на другому місці матеріали української селекції - 88,3% і 91,37%, потім шведської та німецької селекцій, відповідно 88,15% і 91,17% та 87,95% та 91,26% .

Встановлено, що після зберігання буряків у кагатах найвищий вихід цукрози за абсолютним значенням мають українські гібриди – 13,65% до маси буряків, на другому місці - гібриди шведської селекції з показником 13,30%, потім спільної селекціїї –13,20%. Найнижчий результат мають німецькі гібриди –13,03%. Тобто, буряки іноземної селекції мають вихід цукру на 0,35% (шведські гібриди) та 0,62% (німецькі гібриди) нижчий, ніж українські гібриди.

Дослідженнями хімічного складу буряків окремих гібридів показано, що найвище значення вмісту цукрози до маси СР мав Український ЧС- 70 –71,90%, зниження вмісту цукрози протягом періоду зберігання становило 2,05%. У решти гібридів показник цукристості (до маси сухих речовин) був у межах 70,10 - 70,75 %. Вміст редукувальних речовин та ? – амінного азоту, а також їх зміна в процесі зберігання для окремих гібридів досліджуваних селекцій відповідає закономірності, установленій нами для окремих селекцій. Гібрид Український ЧС 70 мав збільшення вмісту редукувальних речовин в 1,45 рази, гібриди спільної селекції - в 1,35-1,67 рази. Максимальний вміст редукувальних речовин мав гібрид Емма –1,129% до маси сухих речовин, приріст їх становив 358%. Значним приростом редукувальних речовин характеризується гібрид Перла - 238% до вихідного значення.

В результати досліджень встановлено, що більш значною мірою змінився хімічний склад буряків зарубіжної селекції, зменшилась цукристість, збільшився вміст редукувальних речовин та ? – амінного азоту. Це зумовило зниження чистоти бурякового та очищеного соків, збільшення вмісту цукрози у мелясі, зменшення виходу цукрози та коефіцієнта заводу.

Аналіз окремих гібридів після зберігання показав, що вони в основному мають такі ж закономірності: більший приріст нецукрів мають гібриди зарубіжної селекції, більше зниження виходу цукрози та більший приріст вмісту цукрози у мелясі також характерний для цих гібридів.

Результати визначення продуктивності гібридів цукрових буряків після зберігання у розрізі досліджуваних селекцій наведено у табл. 3

Таблиця 3.

Вихід цукрози з гектара після зберігання коренеплодів цукрових буряків

у розрізі селекцій та зміна його порівняно з вихідним значенням

Гібриди

селекцій | Вихід цукрози після зберігання | Збір цукрози після зберігання, т/га | Змен-шення виходу цукро-зи, т/га

% до маси буряків | % до вихідної

величини |

т/га | % до вихідної

величини

української | 13,65 | 94,99 | 6,14 | 94,60 | 0,35

спільної | 13,20 | 94,76 | 6,48 | 94,74 | 0,35

німецької | 13,03 | 93,54 | 5,82 | 93,57 | 0,40

шведської | 13,30 | 94,39 | 6,13 | 94,02 | 0,39

Встановлено, що найвищий вихід цукрози з коренеплодів цукрових буряків після зберігання мають українські гібриди –13,65%, вони також мають найменше зниження виходу порівняно з вихідною величиною (до зберігання) – 5,01%. За ними йдуть гібриди шведської та спільної селекцій. відповідно 13,30% і 13,20% та 5,61% і 5,24%. Найнижчий вихід цукру з коренеплодів цукрових буряків німецької селекціїї – 13,03%, вони також мають найбільше зниження цього показника порівняно з вихідною величиною-6,46%. Зниження виходу цукрози з одного гектара посівної площі у абсолютних величинах становить по 0,35 т/га для українських та гібридів спільної селекції, гібриди шведської селекції мають зниження 0,39 т/га, німецької – 0,40 т/га.

Найвищий вихід цукрози з буряків після їх зберігання у промислових кагатах у розрізі розглянутих гібридів мав гібрид спільної селекції Слов’янський ЧС 94 – 13,68% до маси буряків, за ним – гібрид шведської селекції Емма –13,60%, Український ЧС 70 та німецький гібрид Перла, відповідно, 13,34 та 13,24% до маси буряків.

Всі переваги більшості сортів іноземного походження як у технологічній якості, так і врожайності втрачаються навіть при короткостроковому зберіганні, особливо при високих температурах повітря. Тому їх краще збирати і переробляти без зберігання як на початку виробничого сезону, так в період масового збирання буряків. Для таких гібридів не рекомендується застосовувати перевалочний спосіб збирання, при якому збільшується кількість значно пошкоджених коренеплодів і знижується стійкість буряків до ураження фітопатогенними мікроорганізмами під час зберігання.

За необхідності короткострокового зберігання гібриди іноземного походження слід укладати в окремі кагати на бурякоприймальних пунктах заводів.Такі кагати потребують особливого нагляду за їх станом і повинні швидше перероблятись.

Перспективними є гібриди спільної селекції, кількість яких за останні роки значно збільшилася. Вони проходять випробування на державних сортодільницях та дослідно-селекційних станціях і кращі зареєстровані гібриди будуть надходити у промислове буряківництво. За даними наших досліджень вони мають високий потенціал по урожайності коренеплодів та збору цукрози з одного гектара посівів, а також менше зниження технологічних показників при зберіганні у промислових кагатах.

П’ятий розділ “РОЗРОБЛЕННЯ СПОСОБУ ПІДВИЩЕННЯ СТІЙКОСТІ КОРЕНЕПЛОДІВ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ РІЗНИХ СЕЛЕКЦІЙ ДО УРАЖЕННЯ ФІТОПАТОГЕННИМИ МІКРООРГАНІЗМАМИ ПІД ЧАС ЗБЕРІГАННЯ У КАГАТАХ” присвячено результатам досліджень по розробленню способу підвищення стійкості коренеплодів цукрових буряків сортів та гібридів під час зберігання у кагатах.

В останні роки з’явились препарати нового покоління, які мають значний антисептичний ефект. Серед них є дезинфекуючий засіб - препарат Септодор, який має бактерицидні та фунгіцидні властивості й відноситься до групи четвертинно-амонійних сполук, що містить чотири катіонних поверхнево-активних речовини. Препарат Септодор належить до ІІІ-ІY класу токсичності. Не має тератогенних та мутагенних властивостей.

З метою оцінки його біоцидних властивостей нами були проведені лабораторні, напівпромислові та промислові дослідження впливу препарату Септодор на хіміко-фітопатологічні та технологічні показники коренеплодів цукрових буряків.

Лабораторні дослідження фунгіцидної та фунгітоксичної дії препарату Септодор проводили на чистих культурах грибів Botrytis cinerea, Fusarium culmorum, Rhizopus nigricans – збудників кагатної гнилі коренеплодів цукрових буряків, а також на асоціаціативному комплексі мікроорганізмів з гнилої тканини буряків.

Ефективність дії препарату визначали за інтенсивністю росту гриба, вимірюючи середній діаметр колонії. Найбільш ефективно діє на Вotrytis cinerea Септодор в концентраціях 0,05 та 0,1%. Ефективність цих концентрацій спостерігалась з самого початку росту гриба до кінця досліду. У варіанті з концентрацією 0,1% препарату відмічалось пригнічення росту Вotrytis cinerea, порівняно з контролем - на 90 % з 5 по 10 добу і на 82 % - на 21 добу. Фунгістатичний ефект спостерігався на асоціативному комплексі грибів, виділених з гнилої тканини, при концентрації Септодору 0,1%, а фунгіцидний – при 0,15%.

З метою уточнення концентрації робочих розчинів Септодору та виключення впливу на дослід таких факторів, як механічні пошкодження, ураження хворобами коренеплодів при вегетації нами були проведені дослідження на сіткових пробах коренеплодів цукрових буряків ручного збирання. Проби зберігались у сховищі у спеціальних умовах з постійним температурно-вологим режимом (температура 8-9ОС, відносна вологість повітря – 94%)

У дослідному варіанті при короткострокому зберіганні у сховищі було відмічено зниження загнивання коренеплодів на 23%. При середньостроковому зберіганні спостерігається зменшення кількості загнилих коренеплодів на 15,9 та 28,6% (до контролю) при обробці 0,025 та 0,05% розчинами Септодору. При обробці 0,1 % розчином відмічено відсутність загнилих та покритих плісенями коренеплодів. Після довгострокового зберігання встановлено зменшення: кількості загнилих коренеплодів при обробці 0,025% Септодором на 21,6%; 0,05% - на 31,6%; 0,1% -на 57,6% та зниження середньодобових втрат цукру на 0,01-0,04 % (абс.) порівняно з необробленими коренеплодами. Найкращі хіміко-фітопатологічні показники були отримані при обробці коренеплодів 0,05-0,1% розчинами Септодору.

На основі досліджень було розроблено спосіб зберігання цукрових буряків у кагатах з використанням Септодору, на який одержано позитивне рішення на видачу патенту України.

У шостому розділі “ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАНЬ У ПРОМИСЛОВИХ УМОВАХ ТА ВПРОВАДЖЕННЯ СПОСОБУ ЗБЕРІГАННЯ БУРЯКІВ У КАГАТАХ З ВИКОРИСТАННЯМ БІОЦИДНОГО ПРЕПАРАТУ СЕПТОДОР ДЛЯ ЗМЕНШЕННЯ ВТРАТ ЦУКРОЗИ” наведено результати дослідно-промислових випробувань та впровадження способу зберігання цукрових буряків у кагатах з використанням антисептичного препарату Септодор з метою зменшення втрат цукрози, які були проведені на Лучанському цукровому заводі. Промислове впровадження здійснювалось шляхом укладання одночасно дослідного та контрольного кагатів.

Об’ємну обробку коренеплодів цукрових буряків при укладанні їх на зберігання в кагати проводили препаратом Септодору за допомогою розробленої нами установки. Під час укладання буряків в дослідний кагат вони були оброблені 0,05% розчином препарату Септодор.В процесі зберігання поверхня кагатів була двічі оброблена вапняним молоком, а температурний режим зберігання контролювався за допомогою кагатних термометрів. Дослідний та контрольний кагати зберігались протягом 33 діб. Під час передачі буряків з кагатів на переробку були відібрані масові проби та виконано їх хіміко-фітопатологічний аналіз (табл. 4 та рис. 2). Установлено, що в дослідному кагаті кількість коренеплодів, вкритих плісенями, зменшилась на 41,3%, загнилих – на 34,2%, кількість гнилої маси - на 80,0%, що зумовило зменшення середньодобових втрат цукрози на 20,0% порівняно з контролем. Вони складали після тривалого зберігання (33 доби) – 0,020% у буряках контрольного кагата та 0,016 % у буряках з дослідного кагата.

Ефективність препарату при обробленні коренеплодів перед зберіганням становить 82,67 грн. на 100 т буряків.

Таблиця 4

Хіміко-фітопатологічні показники якості коренеплодів

цукрових буряків з контрольного та дослідного кагатів

Показники | Кагати | Зменшення,

% до контролю

контрольний | дослідний

Кількість коренеплодів,% до маси проби:

пророслих | 49,0 | 38,0 | 22,4

покритих плісенню | 66,0 | 38,2 | 41,3

загнилих | 9,8 | 6,45 | 34,2

Гнилої маси, % до маси буряків | 2,3 | 0,45 | 80,0

Середньодобові втрати

цукрози,% до маси буряків | 0,020 | 0,016 | 20,0

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

За результатами системного аналізу літературних даних, теоретичних та експериментальних досліджень зроблена комплексна оцінка технологічної якості гібридів цукрових буряків вітчизняної та зарубіжної селекцій, з метою зменшення втрат цукрози розроблено регламент та спосіб зберігання цукрових буряків з використанням антисептика Септодор, доведено ефективність використання Септодору для пригніченння діяльності кагатної мікрофлори при зберіганні буряків у кагатах. Реалізація запропонованих

мікрофлори при зберіганні буряків у кагатах. Реалізація запропонованих заходів забезпечить підвищення ефективності виробництва та зменшення втрат цукрози при зберіганні та переробленні цукрових буряків.

1. Встановлено, що на 1 вересня біологічна урожайність коренеплодів українських сортів та гібридів становить 39,8 тонн з га, спільної селекції – 37,3; німецької – 36,2; шведської – 36,5; на 1 жовтня - відповідно 44,3; 49,6;46,6 та 46,2 тонн з га. На 1 вересня та на 1 жовтня біологічний збір цукру з га посівів відповідно становив для гібридів української селекції 5,22 та 7,65 тонн з га; спільної – 6,0 та 8,35; німецької – 5,78 та 7,98; шведської – 5,88 та 7,96 тонн з га.

2. Доведено, що гібриди української селекції характеризуються вищим на 4-8,4% вмістом лужних елементів, на 0,7-13,9% ? – амінного азоту, нижчою на 0,25-0,3% чистотою бурякового соку, нижчим на 0,13-0,38% виходом цукру порівняно з гібридами німецької та шведської селекцій.

3. Установлено, що при зберіганні у промислових кагатах найменша частка загнилих коренеплодів спостерігалась у українських гібридів і становила 3,3-12,6%, у гібридів спільної селекції – 5,6-15,9%, німецької – 7,5-24,8, шведської – 9,9-14,9%. Найнижчий вміст гнилої маси мали гібриди спільної селекції – 0,095%, українські гібриди мали 0,16%, гібриди шведської селекції – 0,27%, німецької – 0,43%. За показником середньодобових втрат цукрози при зберіганні кращими були гібриди спільної селекції, на другому місті українські гібриди, які мають середньодобові втрати на 10% вищі; у гібридів німецької та шведської селекції ці втрати вищі на 38 та 30%.

4. Доведено, що після зберігання коренеплоди зарубіжної селекції мають найвищий вміст редукуючих речовин та їх приріст порівняно з вихідними даними: відповідно, гібриди німецької селекції – 0,185% до маси буряків та 194%(відн.), шведської – 0,172% та 209%; гібриди української селекції – 0,128% та 140%. Найвищі показники чистоти бурякового та очищеного соків мають коренеплоди цукрових буряків спільної селекції – 88,57% та 91,38%, на другому місці гібриди української селекції – 88,3% та 91,37%, за ними шведської селекції – 88,15% та 91,17%, найнижчі показники мають буряки німецької селекції – 87,95% та 91,26%.

5. Доведено, що після зберігання коренеплодів приріст вмісту цукрози у мелясі становив для українських гібридів 6,5%, для гібридів спільної селекції – 7,7%, шведської – 10,8%, німецької – 16%. За абсолютним значенням показники для буряків зарубіжних селекцій зрівнялись з вітчизняними. Найвищий вихід цукру мають українські гібриди – 13,65%, на другому місці – гібриди шведської селекції з показником 13,30%, на третьому – гібриди спільної селекції –13,20%, найнижчий результат у гібридів німецької селекції- 13,03%.

6. Доведено, що найвищий біологічний збір цукру з га посівів мають після зберігання гібриди спільної селекції – 6,48 т/га, за ними – українські й шведські гібриди, відповідно, 6,14 та 6,13 т/га, найнижчий показник у гібридів німецької селекції –5,82 т/га.

7. Доведено, що переваги гібридів іноземного походження у технологічній якості та урожайності значною мірою втрачаються при зберіганні буряків у кагатах. Рекомендується перед внесенням нових гібридів у Реєстр сортів рослин України здійснювати перевірку їх технологічної якості та стійкості до ураження фітопатогенними мікроорганізмами в умовах промислового буряківництва та зберігання у виробничих умовах.

8. Рекомендується в зоні бурякосіяння кожного заводу оптимізувати набір гібридів за критерієм найвищого виходу цукрози таким чином, щоб на період пуску мати 20% технічно стиглих буряків, весь вересень працювати з 3-5 добовим запасом коренеплодів, на зберігання укладати стійкі до фітопатогенних мікроорганізмів коренеплоди. Гібриди зарубіжної селекції потрібно збирати й переробляти без зберігання, у разі необхідності короткострокового зберігання їх потрібно укладати в окремі кагати. Встановлено, що очікувана економічна ефективність від оптимізації набору гібридів й удосконалення режиму збирання, зберігання та перероблення коренеплодів для заводу виробничою потужністю 3 тис. тонн буряків на добу становить 292 тонни цукру на суму 577,6 тисяч гривень.

9. Доведено фунгіцидний вплив дезинфікуючого препарату Септодор на основні збудники кагатної гнилі. На десяту добу препарат у концентраціях 0,05 – 0,1% пригнічував ріст міцелію основного збудника кагатної гнилі, Botrytis cinerea, на 90%; Fusarium culmorum – на 52-56%; Rhisopus nigricans на 90-91,7%. Математичною обробкою експериментальних даних встановлено, що оптимальною концентрацією при короткостроковому зберіганні буряків є 0,07% розчин, для середніх термінів зберігання- 0,042%; для довготривалого зберігання – 0,041%-ний розчин Септодору.

10. Розроблено математичні моделі прогнозування кількості загнилих коренеплодів, вмісту гнилої маси та середньодобових втрат цукрози при зберіганні буряків у кагатах, оброблених розчинами біоцидного препарату Септодор, залежно від тривалості зберігання.

11. Розроблено спосіб та затверджено Регламент зберігання цукрових буряків з використанням препарату Септодор та одержано позитивне рішення на видачу патенту України. Промисловими випробуваннями доведена економічна ефективність препарату при обробці коренеплодів перед зберіганням, яка становить 82,67 грн. на 100 т буряків.

Список праць, опублікованих за темою дисертації

Монографії

1.Технологічна якість цукрових буряків та підвищення ефективності виробництва цукру// Мількевич В.М., Куянов В.В., Ю.С. Іоніцой та інш. К.: Укр. Фітосоціол. Центр.-2000.-130 с.

Особистий внесок: участь у проведенні досліджень, обробка та узагальнення результатів, написання розділу монографії.

2.Сахарная свекла. Проблемы повышения технологических качеств и эффективности переработки// Л.И.Чернявская, Ю.С.Ионицой, В.О.Штангеев, В.Н.Кухар, В.М.Милькевич, В.В.Куянов//К.: Укр.социол.центр.-2003.-308 с.

Особистий внесок: участь у написанні рукопису 3 розділу.

Статті у фахових виданнях

1.Вплив сортових особливостей на формування технологічної якості і зберігання цукрових буряків /В.В.Куянов, В.О.Князєв, О.Г.Томіленко, І.В. Ярощук, О.І.Артеменко // Цукор України.-1996.-№3.-С.9-12.

Особистий внесок: участь у проведенні досліджень, обробка та узагальнення результатів, написання статті.

2.Влияние сортовых особенностей на формирование технологических качеств и хранение сахарной свеклы/ В.В. Куянов, В.А.Князев, Е.Г.Томиленко, И.В.Ярощук, Е.И. Артеменко // Сахарная промышленность.-1997.-№7.- С.9-13.

Особистий внесок: участь у проведенні досліджень, обробка та узагальнення результатів, написання рукопису статті.

3.Препарат Септодор для улучшения технологических качеств свеклы при хранении /Л.И.Чернявская, Л.А.Швецова, В.В.Куянов и др. // Сахар.-2003.-№3.- С. 38-41.

Особистий внесок: участь у розробці програми та методики досліджень, проведенні лабораторних, напівпромислових та промислових випробувань, обробка та узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації

4.Чому зменшується цукристість буряків / П.К.Пасічник, В.В. Куянов, А.Г.Мацебера, В.М.Маласай // Цукор України.-2003.- №2.- С.8-10.

Особистий внесок: участь у обробленні статистичних та експериментальних даних, узагальненні результатів та