ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ ГРУШИ НА ОСНОВЕ ПРЕПАРАТОВ ХИТОЗАНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ

ENVIRONMENTALLY FRIENDLY TECHNOLOGIES STORAGE OF PEAR FRUITS BASED ON CHITOSAN AND ITS DERIVATIVES
Цитировать:
Абдуллаев Ф.Т., Холмирзаев И.Х. ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ ГРУШИ НА ОСНОВЕ ПРЕПАРАТОВ ХИТОЗАНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2022. 5(95). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/13598 (дата обращения: 10.12.2022).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

В статье авторами приводятся результаты исследований хранения осенне-зимних сортов груши с использованием препаратов на основе хитозана и его комплексов с органическими комплексами. Показано, что обработка плодов груш перед хранением хитозановыми препаратами увеличивает срок хранения плодов, сокращает их потери, сохраняет вкусовые и товарные качества, а также потребительские свойства.

ABSTRACT

In the article, the authors present the results of studies on the storage of autumn-winter pear varieties using preparations based on chitosan and its complexes with organic complexes. It has been shown that the treatment of pear fruits with chitosan preparations before storage increases the shelf life of fruits, reduces their losses, preserves taste and commercial qualities, as well as consumer properties.

 

Ключевые слова: хитозан, уксусная кислота, янтарная кислота, глицирризиновая кислота, антимикробные и антибактериальные свойства, лежкость, длительность хранения.

Keywords: chitosan, acetic acid, succinic acid, glycyrrhizic acid, antimicrobial and antibacterial properties, keeping quality, shelf life.

 

Климат Узбекистана хорошо подходит для произрастания груш. Дерево груши даёт обильные урожаи, может прожить до 70-80 лет. Многолетние наблюдения показывают, что деревья груши хорошо растут в северных и горных районах и дают хорошие и качественные урожаи. При правильной посадке и своевременном уходе, грушевые деревья, выращенные на крепких побегах, плодоносят с 5-6-летнего возраста, а полной урожайности достигают в возрасте 10-12 лет. Груши красивы и могут долго храниться, их плоды устойчивы к транспортировке.

Одной из важных задач садоводства Узбекистана является увеличение объема выращиваемой сельскохозяйственной продукции и насыщение потребительского рынка высококачественными плодами груши. Одновременно с увеличением производства свежих плодов, для полного обеспечения населения Узбекистана высококачественной продукцией, огромное значение приобретает сохранение качества плодов при хранении и транспортировке. Это даст дополнительный потенциал для увеличения экспортной способности республики [1].

Для пищевой промышленности сегодня важно сохранение как можно большего количества свежих плодов, а также продление срока их хранения. В настоящее время для решения этих задач используются различные методы. К ним относятся обработка фруктов, изменение газовой среды, регулирование температуры, замораживание под давлением или создание газово-модифицированной среды, добавление антибиотиков и консервантов, воздействие гамма-лучами и многое другое. Но, методы, указанные выше, имеют свои недостатки. К ним относятся снижение потребительских качеств и покупательной способности плодов, изменение их органолептических свойств и, самое главное, вредное воздействие на здоровье потребителей.

Сроки употребления и переработки плодов груши, при существующих в данное время способах хранения, ограничены, поэтому появляется острая необходимость в разработке новых экологически-чистых методов хранения, которые позволяют намного увеличить эти сроки.

После закладки плодов на хранение, процесс их жизнедеятельности продолжается. В плодах, в процессе технического и потребительского созревания, происходят сложные физиологические и биохимические процессы: дыхание, обмен веществ, увядание и т.п., оказывающие существенное влияние на их лёжкость, товарный вид и вкусовые качества. При хранении плодов первоочередной задачей является максимально уменьшить эти процессы.

Одним из использующихся на данный момент методов является обработка плодов антиоксидантом в композиции с высокими дозами СО2 и хранение в озоновой среде. Такие способы считаются малозатратными. При таком методе для плодов создается метаболический «шок», который задерживает их увядание.

Повышенное содержание СО2 вызывает замедление физиологических процессов в плодах, задерживает созревание, тормозит ферментативные реакции, задерживает распад хлорофилла, подавляет воздействие этилена, воздействует на изменение окраски плодов [2].

В настоящей статье приведены результаты научных исследований экологически-безопасных способов обработки плодов перед длительным хранением трех осенне-зимних сортов груши - «Бера лигелия», «Кулола» и «Зимняя нашвати», предназначенных для экспорта.

В основе препаратов, использованных для обработки плодов, лежит биополимер хитозан и его производные композиции со съедобными органическими кислотами. Выбор хитозана обусловлен тем, что он является природным биополимером, нетоксичен, обладает высокой биологической активностью, а также проявляет антимикробные, антибактериальные и сорбционные свойства. Благодаря своим качествам, он широко используется в пищевой и фармацевтической промышленности, медицине и других отраслях.

Сорт груши «Бера лигеля» – это дерево средних размеров, плод весит 120-150 грамм и имеет округло-яйцевидную форму. Кожура плода гладкая, тонкая, перед сбором ярко-малинового цвета, окраска плодов в период вторичного созревания становится желтовато-красной. По всей кожице проявляются крошечные черно-коричневые пятна. Урожайность хорошая, плоды созревают в конце сентября.

Сорт груши «Кулола» – поздний осенне-зимний сорт. Достигает в высоту в среднем 7-8 метров, в ширину 5-6 метров. Плод крупный, его средний вес 380-400 грамм, некоторые плоды до 850-950 грамм. Кожура плода светло-желтая, что также придает желтовато-синий оттенок. Плоды собирают в первой половине октября, они не падают с дерева вследствие жесткости стебля.

«Зимняя нашвати» – местный сорт, плоды которого хорошо сохраняются зимой в течение длительного времени. Средний вес плода 150-200 грамм, некоторые могут достигать 300-400 грамм. Форма плода округлая, удлиненная, верхняя часть гладкая. Плоды созревают в первой половине октября. Средний срок хранения этих плодов, согласно рекомендации международной организации USAID, составляет от 5 до 7 месяцев, что принято нами за контроль.

Сбор плодов был организован согласно общепринятой методике [3]. Полив деревьев груши прекращали за 15 дней до уборки, количество нитратов в плодах проверяли на «Нитротесте», содержание составило менее 60 мг на 1 кг плодов (выборка по нормативу). Плоды перед обработкой охлаждали до 3-50С.

Затем было изготовлено 17 различными препаратов на основе хитозана, его производных и комплексов, плоды сортов груши обрабатывали опрыскиванием плодов препаратами, после чего высушивали и помещали в холодильник для длительного хранения при температуре 1-1,5°С и относительной влажности 90-95%. Полученные результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Влияние препаратов на основе хитозана и его комплексов на срок хранения различных сортов груши, температура 1-1,50С, относительная влажность 90-95%

 

 

Варианты препаратов

Сорта груши

Бере лигеля, срок хранения (мес.)

По сравнению с  контролем, %

Куляля,

срок хранения (мес.)

По сравнению с  контролем, %

Зимняя нашваты, срок хранения (мес.)

По сравнению с  контролем, %

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

1

Срок хранения, по данным USAID, контроль

5

100

7

100

6

100

 

2

Хитозан 0,1%, уксусная к-та 0,2%

(в соотношении 1:1)

10

200

11

157

8

133

 

3

Хитозан 0,1%, уксусная к-та 0,1 %

(в соотношении 1:1)

9

180

10

142

9

150

 

4

Хитозан 0,2%, уксусная к-та 1%

(в соотношении 2:1)

2,1

42

4,5

64

4,5

75

 

5

Хитозан 0,2% уксусная кис-та 0,2%

(в соотношении 1:1)

11

220

13

186

8,5

142

 

6

Хитозан 0,2%, уксусная к-та 0,2%

(в соотношении 1:2)

9

180

18

257

7

117

 

7

Хитозан 0,2%, калиевая соль лимонной к-ты (в соотношении 1:2)

6

120

8,2

117

6,8

113

 

8

Хитозан 0,2%, калиевая соль лимонной к-ты (в соотношении 2:1)

7

140

9

129

7,5

125

 

9

Хитозан 0,2%, аммониевая соль виниловой к-ты 0,2% (в соотн. 1:2)

6,2

124

9

129

7

117

 

10

Хитозан 0,2%, янтарная к-та 0,25%

(в соотношении 1:1)

9

180

10

143

8

133

 

11

Хитозан 0,1%, янтарная к-та 0,1%

(в соотношении 1:1)

10

200

11

157

8,5

142

 

12

Хитозан 0,1%, аскорбиновая

к-та 0,1% (в соотношении 1:1)

3,2

64

5

71

4,5

75

 

13

Хитозан 0,2%, аскорбиновая

к-та 0,25% (в соотношении 1:1)

3

60

4

57

4

67

 

14

Хитозан 0,1%, глицирризиновая

к-та 0,01% (в соотношении 1:1)

10,6

212

14

200

15

250

 

15

Хитозан 0,2%, глицирризиновая к-та 0,01% (в соотношении 1:1)

10,5

210

15

214

14

233

 

16

Хитозан 0,5%, уксусная к-та 2%

(в соотношении 1:1)

2

40

4

57

3

50

 

 

Из таблицы 1 видно, что при длительном хранении сортов груши, препараты на основе хитозана и его комплексов с органическими кислотами по-разному влияют на срок хранения плодов, это зависит от концентрации хитозана и органических кислот, а также от соотношения. Самые положительные результаты показали препараты хитозана (при концентрации 0,1% и 0,2%) с уксусной кислотой в соотношении 1:1 и 1:2.

Комплекс хитозана (концентрации 0,1% и 0,2%) с янтарной кислотой с концентрацией 0,15 и 0,25% при соотношении 1:1 также показал высокую фунгистатическую активность при хранении сортов груши.

Применение супромолекулярных комплексов хитозана (концентрацией 0,1% и 0,2%) с глицирризиновой кислотой, с концентрацией 0,01% в этаноле при соотношении 1:1, предотвращало развитие порчи и замедляло процесс созревания и распада плодов. При этом сохранялась твёрдость плодов и без какого-либо отрицательного влияния на органолептические свойства плодов груши.

Покрытие плодов груши вышеуказанными препаратами представляет собой своеобразную барьерную плёнку для проникновения O2 и CO2, тем самым замедляя дыхание плода, что в свою очередь уменьшает потерю веса, также снижает потерю витамина С, содержащегося в плодах.

Препараты хитозана с глицирризиновой кислотой обеспечивают защитный противомикробный барьер против возбудителей заболеваний в плодах груш.

В обработанных плодах груши снижается уровень дыхания и выработка этилена, при этом груши сохраняют свой первоначальный цвет. Сохранение зелёного цвета связано с отсутствием процесса окисления фермента хлорофилла и, в результате, сохранения хлорофилла в кожуре.

Препараты на основе хитозана 0,1% и 0,2% с калиевой солью лимонной кислоты в соотношении 2:1 и 1:2 и аммониевая соль винильной кислоты 0,2% при соотношении 1:2 не оказали существенного влияния на срок хранения плодов.

Препараты на основе хитозана 0,1% и 0,2% в комплексе с аскорбиновой кислотой 0,1% и 0,25%, при соотношении 1:1, отрицательно влияли на срок хранения плодов груши. Это, видимо, связано с тем, что аскорбиновая кислота агрессивно влияет на кожицу плодов груши.

Также увеличение концентрации хитозана до 0,5% и уксусной кислоты до 2% тоже отрицательно влияло на срок хранения плодов. Видимо, это связано  с сильным уменьшением рН среды раствора, что отрицательно влияет на кожицу сортов груши.

Обработанные хитозановыми препаратами плоды груши теряли вес в интервале от 1,5 до 4,5% за период хранения. Необработанные фрукты потеряли от 10 до 20% за тот же интервал хранения. Это связано с влиянием хитозановых препаратов на поддерживание упругости и твёрдости мякоти плодов [4].

Таким образом применение технологии при хранении сортов груш препаратов на основе хитозана с уксусной, янтарной и глицирризиновой кислотой позволяет снижать трудоёмкость и повышает экономичность данного метода на 35-45% по сравнению с традиционными методами. Выявлено, что хитозановые препараты снижают потерю от гниения, понижают интенсивность дыхания плодов груши, а также замедляют их из-за окисления этилена, сохраняют вкусовые качества. К тому же хранение плодов груши с хитозановыми препаратами позволяет контролировать физиологические расстройства и грибные болезни.

Таким образом, выявлено положительное влияние послеуборочных обработок плодов груши на сохранение их качества при хранении, что повысило выход здоровой продукции в 1,5-2,0 раза по сравнению с контролем. Хранение плодов в озоновой среде оказалось более эффективным и дало возможность продлить срок хранения на 1–1,5 месяца.

 

Список литературы:

  1. Сизенко Е.И. Неотложные задачи пищевой и перерабатывающей промышленности //Хранение и переработка сельхозсырья. – 2009.– № 6.– С.8-10.
  2. Лисина А.В. Влияние озоновой среды на ингибирование физиологических расстройств и грибных болезней плодов яблони при хранении //Лисина А.В., Воробьев В.Ф., сборник научных трудов «Плодоводство и ягодоводство России», М., 2016.- Т.XLVI.- С.195-202.
  3. Абдуллаев Ф.Т., Шукуруллаева М., Ражабова Д.Ю., Холмирзаев И.Х. Жамолова Л.Ю. Перспективы применения хитозана и его производных при хранении фруктов. //Тезисы докладов республиканской научной конференции “Роль интеграции науки о полимерах и образования в инновационном развитии отраслей экономики“. Ташкент 2015. 6 ноября. С. 139-140.
  4. Воробьёв В.Ф., Повышение устойчивости груши к физиологическим расстройствам и грибным болезням при хранении. /В.Ф.Воробьёв, А.В.Лисина, Ю.Н.Онучин //Плодоводство и ягодоводство России.- Сборник научных трудов. М, 2010, Т.XXIV.- С.195-202.
Информация об авторах

канд. хим .наук, Ташкентский государственный  аграрный университет, Республика Узбекистан, г.Ташкент

Candidate of chemical Sciences, Tashkent state agrarian University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

ст. преподаватель, Ташкентский государственный аграрный университет, Республика Узбекистан, г.Ташкент

Senior Lecturer, Tashkent state agrarian University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top