ТЕХНОЛОГИИ ПИШЕВОЙ И ПЕРЕРАБАТЫВАВШЕЙ...
TRANSCRIPT
ISSN 2311-6447
ТЕХНОЛОГИИ ПИШЕВОЙ И ПЕРЕРАБАТЫВАВШЕЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ АПК- ПРОДУКТЫ ЗДОРОВОГО ПИТАНИЯ
TECHNOLOGIES FOR THE FOOD AND PROCESSING INDUSTRY
OF AIC - HEALTHY FOOD
№ 1 , 2
АссоциацияТехнологическая платформа «Технологии пищевой
и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания»
( Ассоциация «ТППП АПК» )
Association«Technology platform «Technologies of Food and Processing Industries
of Agro-industrial Complex- Healthy Food»( Association «TFPI AIC»)
ТЕХНОЛОГИИ ПИЩЕВОИИ ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ АПК -
ПРОДУКТЫ ЗДОРОВОГО ПИТАНИЯ___
TECHNOLOGIES FOR THE FOOD AND PROCESSING INDUSTRY
OF AIC - HEALTHY FOOD
№ 1, 2020
НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
SCIENTIFIC-THEORETICAL JOURNAL
Воронеж2020
2020Voronezh
Журнал включен в перечень изданий, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации
для опубликования диссертационных исследований
Журнал издается при информационной поддержке Министерства здравоохранения РФ
Материалы журнала размещаются в БД РИНЦ (http://elibrary.ru, л/д № 234-04/2014)БД AGRIS (ЦНСХБ http://www.cnshb.ru/!
ЭБС Лань fhttp://e.lanbook.com, л/д № 11/08)ЭБ КиберЛенинка (http://cyberleninka.ru/, л/д № 32325-01)
РЕДАКЦИЯ ЖУРНАЛА________________________________РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ ЖУРНАЛА________________________________
Председатель:ЧЕРТОВ Е.Д. - д.т.н., профессор, председатель Правления Ассоциации «ТППП АПК», советник при ректорате ФГБОУ ВО «ВГУИТ»
Заместитель председателя:АНТИПОВ С.Т. - д .т.н., профессор, заместитель председателя Экспертного совета Ассоциации«ТППП АПК», зав. кафедрой МАПП ФГБОУ ВО «ВГУИТ»Члены редакционного совета:ЛИСИЦЫН А.Б. - д.т.н., профессор, академик РАН, председатель Экспертного совета Ассоциации«ТППП АПК», научный руководитель ФГБНУ «ФНЦ ПИЩЕВЫХ СИСТЕМ ИМ. В.М. ГОРБАТОВА» РАН
ПАНФИЛОВ В.А. - д .т.н., академик РАН, профессор ФГБОУ ВО «РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева», руководитель рабочей группы «Продовольственное машиностроение» Экспертного совета Ассоциации «ТППП АПК»
ВИКТОРОВА Е.П. - д .т.н., профессор, заместитель председателя Учёного Совета , заместитель директора по науке КНИИХП - филиала ФГБНУ СКФНЦСВВ, заслуженный деятель науки РФ, Кубани и Республики Адыгея
ТРУНОВ Ю.В. - д.с .-х.н., профессор кафедры биотехнологии, селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур ФГБОУ ВО МичуринскийГАУ , заслуженный деятель науки РФ
БАБУШКИН В.А. - д. с-х.н., профессор, член Правления Ассоциации «ТППП АПК», ректор ФГБОУ ВО МичуринскийГАУ
ВАСИЛЬЕВА Л.М. - д. с-х.н., профессор, директор научно-образовательного центра «Осетроводство» ФГБОУ ВО «АГУ», заместитель председателя Экспертного совета Ассоциации «ТППП АПК»
СОЛОПОВ В.А. - д.э .н., профессор, заместитель председателя Экспертного совета Ассоциации «ТППП АПК», руководитель проектного офиса ФГБНУ «Федеральный научный центр имени И.В. Мичурина»
АНТИПОВА Л.В. - д .т.н., профессор ФГБОУ ВО «ВГУИТ», руководитель рабочей группы «Производство пищевых продуктов» Экспертного совета Ассоциации «ТППП АПК»
ДВОРЯНИНОВА О.П. - д.т.н., доцент ФГБОУ ВО «ВГУИТ», руководитель рабочей группы «Аквакультура» Экспертного совета Ассоциации «ТППП АПК»
КОРНЕЕВА О.С. - д .б.н., профессор, руководитель рабочей группы «Биохимическое производство»Экспертного совета Ассоциации «ТППП АПК», проректор по научной и инновационной деятельности ФГБОУ ВО «ВГУИТ»
АЛЕКСАНЯН И.Ю. - д .т.н., профессор ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет »
АЛЕКСЕЕВ Г.В. - д .т.н., профессор ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики»
РОСЛЯКОВ Ю.Ф. - д .т.н., профессора ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет» заслуженный изобретатель РФ
НОВОСЕЛОВ С.И.- д.с .-х.н., профессор, заведующий кафедрой ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет»
ЭРЛИХМАН В.Н.- д .т.н., профессор ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет»
ИВАНОВА В.Н.- д.э .н., процессор, лауреат премии Правительства РФ в области образования, ректор ФГБОУ ВО «МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ)»
ПОНОМАРЕВА Е.Н. - д .б.н., профессор кафедры «Аквакультура и рыболовство» ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет»
ТУЖИЛКИН В.И. - д .т.н., профессор ФГБОУ ВО «МГУПП», заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент РАН
Международный состав:ДЬЯКАН ЯРОСЛАВ - д.т.н., профессор Кошалинского политехнического университета, Польша
ВАРАДИ ЛАСЛО - д.б.н., президент сети центров аквакультуры Центральной и Восточной Европы (НАСИ), президент Венгерской ассоциации аквакультуры, Венгрия
КИЗАТОВА М.Ж. - д .т.н., профессор, проректор по науке и инновациям АО «АТУ», республика Казахстан
ОСПАНОВ А.А. - д .т.н., академик КазНАЕН, профессор КазНАУ, руководитель научно-исследовательского центра технологии перерабатывающих производств, республика Казахстан
АКУЛИЧ А.В. - д .т.н., профессор УО «МГУП», заслуженный изобретатель РБ, республика Беларусь
ШИРИШ СОНАВЕЙН - д .н., профессор ФГАОУ ВО «Южно-уральский государственный университет» (НИУ), зав. Международной лаборатории «Синтез и анализ пищевых ингредиентов»
РЕДАКЦИОННЫЕ КОЛЛЕГИИ РУБРИК
Сельскохозяйственная продукцияД.т.н. Белозеров Г.А. (зам. гл. ред.), д.т.н. Остриков А.Н., д.с-х.н. Причко Т.Г., д.т.н. Елисеева Л. Г., д.б.н. Никифорова А.С., д.б.н. Камалов Р.А., д.т.н. Василенко В.Н.
Акв акультураД.т.н. Дворянинова О.П. (гл. ред.), д.т.н. Эрлихман В.Н. (зам. гл. ред.), д.б.н. Сальников А.Л., д.т.н Мукатова М.Д, д.х.н Деркач С.Р., д.т.н. Иванова Е.Е., д.с-х.н. Васильева Л.М., д.б.н Ленева И.А.
Производство пищевых продуктовД.т.н Антипова Л.В. (гл. ред.), д.т.н. Чернуха И.М. (зам. гл. ред.), д.б.н. Озолинь О.Н., д.т.н. Римарева Л.В., д.с-х.н. Горлов И.Ф, д.т.н. Пономарева Е.И., д.с-х.н. Морозова Н.И., д.т.н. Родионова Н.С.
МашиностроениеД.т.н. Панфилов В.А. (гл. ред.), д.т.н. Шахов С.В. (зам. гл. ред.), д.т.н. Антипов С.Т., д.т.н. Пеленко В.В., д.т.н. Арет В.А., д.т.н. Шаззо А.Ю., д.т.н. Шевцов А.А., д.т.н. Магомедов Г.О.
Ответственный секретарь: Лутова А.О.
Учредитель: Ассоциация «Технологическая платформа «Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания» (Ассоциация «ТППП АПК»)
Журнал зарегистрирован Управлением Федеральной службы по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций по Российской Федерации: Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-61466 от 10 апреля 2015 г.
Подписной индекс в объединенном каталоге "ПРЕССА РОССИИ" 38920
Адрес Ассоциации «Технологическая платформа «Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания»394036, Воронеж, пр. Революции, 19, ауд. 409 тел./факс: (473) 255-55-57 E-mail: [email protected]платформа-апк.рф
Сдано в набор 20.02.2020.Подписано в печать 27.03.2020.Формат 70x100 1/8.Усл. печ. л. 16,5. Тираж 1000 экз. Заказ 556 Цена - свободная.
© Ассоциация «Технологическая платформа «Т ехнологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания», 2020
Любое воспроизведение материалов и их фрагментов возможно только с письменного разрешения редакции.
The Journal is included in the list of publications, which recommended by the Highest Attestation Commission of the Ministry of Education and Science
of the Russian Federation for publishing dissertation researches
The Journal is polished with information support of The Ministry of Heath of the Russian Federation Journal articles are placed in the base of Russian Science Citation index data (http://elibrary.ru,
license agreement № 234-04/2014)In the base of AGRIS (CNCHB http ://www.cnshb.ru/)
In the electronic library system of publishing house Lan’ (http://e.lanbook.com, license agreement № 11/08) In the electronic library CyberLeninka (http://cyberleninka.ru/)
_______________________ EDITORIAL BOARD________________________EDITORIAL COUNCIL OF THE JOURNAL
Chairman:CHERTOV E.D. - Doctor of Technical Sciences, Professor, Chairman of the Board Association «TFPI AIC», adviser of Voronezh State University of Engineering Technologies
Vice - chairman:ANTIPOV S.T. - Doctor of Technical Sciences, Professor, vice - chairman of the Expert Council Association «TFPI AIC», head of the department of Voronezh State University of Engineering Technologies
Members of the Editorial Council:LISICIN A.B. - Doctor of Technical Sciences, Professor, Academician of the Russian Academy of Sciences, Chairman of the Expert Council Association « TFPI AIC », Scientific head of FSBNU «FNC FOOD SYSTEMS NAME V.M. GORBATOVA» RAN
PANFILOV V.A. - Doctor of Technical Sciences, Academician of the Russian Academy of Sciences, Professor of Russian Timiryazev State Agrarian University, Head of the working group «Food Engineering» of the Expert Council Association « TFPI AIC »
VICTOROVA E.P. - Doctor of Technical Sciences, Professor, Chairman of the Scientific Council, Deputy Director for Science of KNIHP - branch of FSBNU SKFNTSVV, Honored Scientist of the Russian Federation, Kuban and Republic of Adygea
TRYNOV U.V. - Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Professor of Federal State Scientific Institution «All-Russian Research Institute of Horticulture named after I.V. Michurin», Honored Scientist of the Russian Federation
BABYSHKIN V.A. - Doctor of Agricultural Sciences, Professor, member of the Board Association «TFPI AIC», Rector of Michurinsk State Agrarian University
VASILIEVA L.N.- Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Director of Research and Education Center «Osetrovo» of Astrakhan State University, Vice - chairman of the Expert Council Association « TFPI AIC »
SOLOPOV V.A. - Doctor of Economic Sciences, Professor, vice - chairman of the Expert Council Association « TFPI AIC », Vice-rector of researching and innovation of Michurinsk State Agrarian University
ANTIPOVA L.V. - Doctor of Technical Sciences, Professor of Voronezh State University of Engineering Technologies, Head of the working group «Food production» of the Expert Council Association «TFPI AIC»
DVORIANINOVA O.P. - Doctor of Technical Sciences, docent of Voronezh State University of Engineering Technologies, Head of the working group « Aquaculture» of the Expert Council Association «TFPI AIC»
KORNEEVA O.S. - Sc.D., Professor of Voronezh State University of Engineering Technologies, Head of the working group «Biochemical production» of the Expert Council Association « TFPI AIC »
ALEKSANIAN I.U. - Doctor of Technical Sciences, Professor of Astrakhan State Technical University
ALEKSEEV G.V. - Doctor of Technical Sciences, Professor The St. Petersburg national research university of information technologies, mechanics and optics
ROSLYAKOV YU.T. - Doctor of Technical Sciences, Professor FGBOOU WAUGH «Kuban state technological university», honored inventor of the Russian Federation
NOVOSELOV S.I. - Doctor of Agricultural Sciences, professor, head of the chair The Mari state university
ERLIKHMAN V.N. - is a Dr.Sci.Tech., professor Kaliningrad state technical university
IVANOVA V.N. - is a Dr.Econ.Sci., the processor, the winner of an award of the Government of the Russian Federation in the field of education, the rector MGUTU of K.G. Razumovsky (PKU)
PONOMAREVA E.N. is a Doctor of Biological Science, professor of Aquaculture and Fishery department Astrakhan state technical university
TUZHILKIN V.I. - the Dr.Sci.Tech., professor MGUPP, the honored worker of science of the Russian Federation, the corresponding member of RAS
International members:DYACAN YAROSLAV- Doctor of Technical Sciences, Professor of Koszalin Polytechnic University, Poland
VARADI LASLO - Sc.D., president of a network of the centers of an aquaculture of the Central and Eastern Europe (NASI), president of the Hungarian association of an aquaculture, Hungary
KIZATOVA M.Z. - Doctor of Technical Sciences, Professor, vice-rector of researching and innovation of Almaty Technological University, The Republic of Kazakhstan
OSPANOV А.А. - Doctor of Technical Sciences, Academician of the Kazakhstan National Academy of Natural Sciences, Head of the research center of technology of processing industries, The Republic of KazakhstanAKYLICH A.V. - Doctor of Technical Sciences, Professor of Mogilev State University of Foodstuffs, Honored Inventor of the Republic of Belarus, Republic of BelarusSHIRISH SONAVEIN - d.a., Professor South Ural State University"(NIU), Head of the International Laboratory "Synthesis and Analysis of Food Ingredients"
EDITORIAL BOARD COLUMNSAgricultar production
Doctor of Technical Sciences Belozerov G.A. (Deputy chief editor), Doctor of Technical Sciences Ostrikov A.N., Doctor of Agricultural Sciences Prichko T.G., Doctor of Technical Sciences Eliseeva L.G., Doctor of Biology Sciences Nikiforova A.S., Doctor of Biology Sciences Kamalov R.A., Doctor of Technical Sciences Vasilenko V.N.
Aquaculture
Doctor of Technical Sciences Dvoryaninova O.P. (chief editor), Doctor of Technical Sciences Erlihman V.N. (Deputy chief editor), Doctor of Biology Sciences Salnikov A.L., Doctor of Technical Sciences Mykatova M.D., Doctor of Chemical Sciences Dergach S.R., Doctor of Technical Ivanova E.E., Doctor of Agricultural Sciences Vasilieva L.M., Doctor of Biology Sciences Leneva I.A.
Production food product
Doctor of Technical Sciences Antipova L.V. (chief editor), Doctor of Technical Sciences Chernyha I.M. (Deputy chief editor), Doctor of Biology Sciences Ozolin O.N., Doctor of Technical Sciences Rimareva L.V., Doctor of Agricultural Sciences Gorlov I.F., Doctor of Technical Sciences Ponomareva E.I., Doctor of Agricultural Sciences Morozova N.I., Doctor of Technical Sciences Rodionova N.S.
Food mechanical engineering
Doctor of Technical Sciences Panfilov V.A. (chief editor), Doctor of Technical Sciences Shahov S.V. (Deputy chief editor), Doctor of Technical Sciences Antipov S.T., Doctor of Technical Sciences Pelenko V.V., Doctor of Technical Sciences Aret V.A., Doctor of Technical Sciences Shazzo A.U., Doctor of Technical Sciences Shevzov A.A., Doctor of Technical Sciences Magomedov G.O.,
Executive Secretary: Lutova A.O.
Founder: Association «Technology platform «Technology of food and processing industry agroindustrial complex - healthy food» (Association «TFPI AIC»)The journal is registered by the Federal Service for Supervision of Communications,Information Technologies and Mass Communications of the Russian Federation: Registration certificate PI № ФС77-61466 from the 10th of April 2015
Subscriptions Index in Agency «Rospechat» 38920
Address of Association «Technology platform «Technology of food and processing industry agroindustrial complex - healthy food» (Association «TFPI AIC»)394036, Voronezh, ave. Revolution, 19, aud. 409 tel./fax: (473) 255-55-57 E-mail: [email protected]платформа-апк.рф
Rented in a set 20.02.2020.Signed print 27.03.2020.Size 70x100 1/8.Cont. printed sheets 16,5. Circulation 1000 copy. ord. Price - not fixed.
© Association «Technology platform «Technology of food and processing industry agro-industrial complex - healthy food»
556 ( Association «TFPI AIC»), 2020
СодержаниеПРОИЗВОДСТВО ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
О.В. Сычева, О.В. СычевУсловия перехода к персонализированному питанию 8
Е.П. Викторова, Е.В. Лисовая, М.Р. ЖанеОпределение эффективного соотношения соевого лецитина и четыреххлористого углерода для снижения степени мицеллообразования в системе«фосфолипиды-триацилглицерины-свободные жирные кислоты» 15
А.А. Зайцев, В.Л. Захаров, С.Ю. Шубкин, Н.Ф. Щегольков Сравнительная оценка качества твёрдого сыра,изготовленного из творога торговой сети КФХ 22
А.П. Мансуров, В.А. Бочаров, И.С. Бугрова, С.И. ДанилинРазработка состава и технологии пробиотического кисломолочного продукта для питаниядетей раннего возраста 30
АКВАКУЛЬТУРАЕ.И. Хрусталев, Л.В. Савина, К.А. Молчанова, Т.М. Курапова Оценка гематологического статуса европейского угряи клариевого сома, выращиваемых в УЗВ 40
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ПРОДУКЦИЯ
Л.Н. Путилина, Д.С. Гаврин, Н.Г. Кульнева Формирование технологического качества корнеплодовсахарной свеклы под действием внекорневых подкормок 49
С.М. Горлов, Т.В. Першакова, В.В. Лисовой, Г.А. Купин, А.А. Тягущева, В.Н. Алёшин Влияние электромагнитных полей крайне низких и сверхнизких частот и биопрепарата витаплан на активность пероксидазы, полифенолоксидазы и содержание полифенольных веществ в яблоках в процессе хранения 59
Л.М. ХурноваАнализ двухфакторного комплекса зависимости роста горчицы листовой от дозыдиатомитовой муки и биогумуса 70
Д.В. Кабалина, Т.В. Першакова, В.В. ЛисовойОпределение биологической эффективности обработки яблок биопрепаратами 81
МАШИНОСТРОЕНИЕ
A. В. Журавлев, И.Н. Сухарев, А.А. Шишкин, А.Д. СтрижковИсследование теплофизических характеристик зерна гречихи, высушенного в аппарате с закрученным потоком теплоносителя 87
B. Д. Богданов, Н.Г. Тунгусов, А.А. Симдянкин Техническое обеспечение участка по производствусухих концентратов морепродуктов 96
ContentsPRODUCTION FOOD PRODUCT
O.V. Sychev, O.V. SychevConditions for transition to personalized nutrition
E.P. Viktorova, E. V. Lisovaya, M.R. Zhane Determination of the effective ratio of soy lecithinand carbon tetrachloride to reduce the degree of micelle formation in the system «phospholipids-triacylglycerines-free fatty acids »
A.A. Zaytsev, V.L. Zakharov, S.Y. Shubkin, N.F. Shchegolkov Comparative assessment of quality of hard cheese made of curd of commercial network and peasant farm
A.P. Mansurov, V.A. Bocharov, I.S. Bugrova, S.I. Danilin Development of the composition and technologyof a probiotic fermented milk product for the nutrition of young children
AQUACULTURE
E.I. Khrustalev, L. V. Savina, K.A. Molchanova, T.M. KurapovaEvaluation of the hematological status of the european eel and catfish, growed in the RAS
AGRICULTAR PRODUCTION
L.N. Putilina, D.S. Gavrin, N.G. Kulneva Formation of sugar beet root technological quality under influence of foliar applications
S.M. Gorlov, T. V. Pershakova, V. V. Lisovoy, G.A. Kupin, A.A. Tiagusheva, V.N. Aleshin Influence of electromagnetic fields of extremely low and super low frequency and microbial pesticide vitaplan on peroxidase and polyphenol oxidase activity and total polyphenolic content in apples during storage
L.M. KhurnovaAnalysis of two-factor complex dependence growth of mustard leaf from dosage diatomitic flour and biohumus
D.V. Kabalina, T. V. Pershakova, V. V. LisovoyDetermination of the biological effectiveness of apple processing with biopreparations
FOOD MECHANICAL ENGINEERING
A. V. Zhuravlev, I.N. Sukharev, A.A. Shishkin, A.D. StrizhkovInvestigation of thermophysical characteristics of buckwheat grain, dried in a device with a swirling flow of coolant
V.D. Bogdanov, N.G. Tungusov, A.A. SimdyankinTechnical support for the production of dry seafood concentrates
8
15
22
30
40
49
59
70
81
87
96
ПРОИЗВОДСТВО ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
УДК 613.24 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10026
Условия перехода к персонализированному питанию
Conditions for transition to personalized nutrition
Профессор О.В. Сычева, магистрант О.В. Сычев (Ставропольский государственный аграрный университет) кафедра технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции, тел. +7(8652)286169 E-mail: [email protected]
Professor O.V. Sychev, Undergraduate O.V. Sychev (Stavropol state Agrarian University) chair of technology of production and processing of agricultural products, tel. +7(8652) 286169 E-mail: [email protected]
Реферат. Рацион питания является важнейшим фактором поддержания адекватного гомеостаза для конкретного индивидуума. Однако питание может принести не только пользу, но и вред. У людей диагностировано множество алиментарно-зависимых заболеваний, причинами которых являются как наследственность, так и нарушения питания. В России - это серьезная проблема, так как на долю алиментарно-зависимых заболеваний приходится 35-40 % от всех выявляемых патологий. Установлено, что россияне употребляют большое количество жиров, но полиненасыщенных жирных кислот, к которым относятся омега-3 и омега-6, недостаточно. Отмечается недостаточное потребление минеральных веществ и витаминов, биологически активных компонентов и пищевых волокон. Причина - большое количество рафинированных продуктов, произведенных промышленным способом, обилие фаст-фуда, а также высокая степень загрязнения окружающей среды. Несмотря на достижения науки в области питания и меры государственной поддержки, направленные на обеспечение здорового питания населения страны, острота данной проблемы сохраняется. Существуют другие факторы, оказывающие влияние на пищевой статус человека. Доказана и не подвергается сомнению роль генетики в процессе усвоения пищи. Одинаковая пища на двух разных людей может влиять по- разному. Поэтому генетический фактор при проектировании персонифицированных рационов питания является объективным необходимым условием наряду с рядом других факторов - микробиом конкретного человека, культуры питания, к которой адаптирован человек. Будущее за персонализированным питанием, которое является одной из стратегических задач перспективного рынка Фуд- нет.
Summary. Diet is the most important factor in maintaining adequate homeostasis for a particular individual. However, nutrition can bring not only benefits but also harm. People have been diagnosed with many alimentary-dependent diseases, the causes of which are both heredity and eating disorders. In Russia, this is a serious problem, since alimentary-dependent diseases account for 35-40 % of all detected pathologies. It is established that Russians consume a large amount of fat, but polyunsaturated fatty acids, which include omega-3 and omega-6, are not enough. There is insufficient consumption of minerals and vitamins, biologically active components and dietary fibers. The reason - a large number of refined products produced industrially, the abundance of fast food, as well as a high degree of environmental pollution. Despite the achievements of science in the field of nutrition and measures of state support aimed at ensuring a healthy diet of the population, the severity of this problem remains. However, the role of products is significant, and paramount, but there are other, important factors that affect the nutritional status of a person. The role of genetics in the process of assimilation of food is proved and not questioned. The same food, two different people can be affected in completely different ways. Therefore, the genetic factor in the design of personalized diets is an objective prerequisite, along with a number of other factors - the mi- crobiome of a particular person, the food culture to which a person is adapted. The future belongs to personalized food, which is one of the strategic objectives of the promising Foodnet market.
© Сычева О.В., Сычев О.В., 2020
8
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Ключевые слова: рациональное, персонализированное питание, алиментарно-зависимые заболевания, генетический код, рынок Фуднет.
Keywords: rational, personalized, nutrition, alimentary-dependent diseases, genetic code, Foodnet market.
Питание как средство адаптации организма к изменяющимся условиям биосферы является не единственным, но наиболее значимым инструментом поддержания гомеостаза человека. Прежде всего, речь о так называемых алиментарно - зависимых, тесно связанных с пищей и питанием, заболеваниях. Анализ структуры алиментарно-зависимых заболеваний показывает, что это очень серьезная угроза(рис. 1).
5% 2%
н Сердечно-сосудистые расстройства н Новообразования ы Сахарный диабет II типа
Алиментарные дефициты
Рис. 1. Структура алиментарно-зависимых заболеваний
В России уровень распространенности патологий, которые напрямую связаны с неправильным питанием, в 2 раза выше, чем в европейских странах. Но лидируют все равно Соединенные Штаты, где около 60 % пациентов страдают именно алиментарно-зависимыми заболеваниями. В России достигнут рубеж 35-40 %, что опережает Индию (27 %), Бразилию (33 %) и Китай (21 %) [1].
Установлено, что существует несколько причин возникновения алиментарно- зависимых заболеваний. Это и пищевая аллергия, и врожденные нарушения обмена веществ, которые можно отнести к числу объективных причин и факторов. Фактически гораздо больший процент заболеваний от вредных привычек и нарушений правильного питания. Отсюда у человека возникают опасные заболевания, которых могло бы и не быть.
Резонный вопрос: «Неужели мы не знаем, как надо питаться, какие продукты принесут только пользу?». Конечно, знаем. Современные представления о питании и государственная политика в области питания базируются на научно обоснованных теориях и концепциях, которые совершенствуются и дополняются с учетом новых научных данных, а также меняющихся условий существования человека [5, 7].
Теория сбалансированного питания академика А. А. Покровского, направленная на обеспечение организма всеми необходимыми веществами в достаточном количестве и оптимальных соотношениях, долгое время была основой современной науки о питании. В настоящее время она переросла в теорию адекватного питания с учетом дополнений академиком А. М. Уголевым, связанных с исследованиями
9
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
механизмов усвояемости пищевых веществ и значения для организма пищевых волокон, симбиотической микрофлоры кишечника, гормонов и гормоноподобных веществ, вырабатываемых в органах пищеварения и образующихся из пищи.
В рамках теории адекватного питания развиваются концепции дифференцированного, направленного, функционального и индивидуального питания. По определению академика В. А. Тутельяна, питание XXI века будет базироваться на совокупности традиционных продуктов с продуктами заданного химического состава и генетически модифицированными с широким применением для коррекции биоло-
Рис. 2. Принципы рационального питания
Однако за 50-летний период наблюдений установлено, что россияне употребляют большое количество жиров и недостаточно полиненасыщенных жирных кислот, к которым относятся омега-3 и омега-6, недостаточно минеральных веществ и витаминов, биологически активных компонентов и пищевых волокон. Особенно это относится к витаминам, среди которых: С - его недостаток достигает 60-70 %, витамин В9 (фолиевая кислота) - 7-80 %, а также минеральные вещества: кальций - до 60 %, йод - до 70 %, железо - до 40 %. Причина - большое количество рафинированных продуктов, произведенных промышленным способом, обилие фаст-фуда, а также высокая степень загрязнения окружающей среды.
Не решает проблему даже государственная политика в области здорового питания и многочисленные исследования, направленные на создание продуктов функциональной направленности, а также обладающие лечебными и лечебнопрофилактическими свойствами [3, 4, 8].
10
Таким образом, можно констатировать, что рацион питания является, безусловно, важнейшим фактором поддержания адекватного гомеостаза для конкретного индивидуума. Но одинаковая пища на двух разных людей может влиять по- разному. Верно и обратное утверждение - пища влияет на геном человека [2, 6]. Поэтому уже сегодня компетентная медицинская общественность не только заявляет, публикует и разрабатывает, но и начинает практиковать персонифицированное питание, закладывая в основу такой персонификации генетический код1.
Физиологические возможности каждого человека связаны с особенностями его организма, которые фактически запрограммированы геномом. Геном каждого человека - это только ему присущий набор различных аллелей (разновидностей) каждого гена, что называется генотипом, а то, как он себя проявляет в конкретном человеке, - фенотипом.
При помощи анализа данных генома с высокой вероятностью может быть выявлено множество наследственных заболеваний. При этом вероятность их проявления зависит не только от генотипа, но и от фенотипа, прежде всего, от рациона питания. Поэтому объективным условием при проектировании персонифицированных рационов питания является учет генотипа индивидуума.
При этом важно понимать, что человек - это экосистема. Удивительно, но невидимые бактерии численностью более 100 млрд (в 10 раз больше, чем число клеток организма-хозяина) весят около 2 кг. Та же чувствительность к лактозе не всегда связана с генетическим кодом человека. Возможна ситуация, когда генетический код позволяет перерабатывать лактозу, а микробиом вызывает нежелательную реакцию, что, в свою очередь, стимулирует иммунную систему. И такая реакция может быть на любой продукт питания.
Также необходимо учитывать, к какой культуре питания адаптировался геном человека на протяжении последних столетий. Например, в Корее и вообще на Дальнем Востоке население более адаптировано к острой пище, в северных странах рацион складывается преимущественно из пищи животного происхождения, а в Африке есть племя, где жители питаются исключительно жирным мясом. Представьте, если посадить на такой рацион европейского человека, он сразу начнет набирать вес. Та же чувствительность или, наоборот, устойчивость к лактозе генетически проявляются по-разному в странах Европы и в небольших племенах Африки, которые выживают только за счет потребления молока и молочных продуктов.
Ясно, что будущее за персонализированным питанием. Оно учитывает личные потребности человека в отношении здоровья, включая учет собственного анамнеза, истории болезней семьи и целей в отношении здоровья. Поэтому принцип подбора продуктов для персонифицированного питания должен быть всесторонне взвешенным (рис. 3).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Генетический код - базовый код, заложенный в виде определенной последовательности 4 основных нуклеотидов (химическая молекула), которые содержат все клетки человеческого организма, как впрочем и клетки всех живых организмов, существующих на планете.
11
Рис. 3. Факторы учета для персонализированного питания
Из многообразия продуктов надо выбирать подходящие для себя. Персональный рацион питания должен содержать макро- и микронутриенты (в том числе минорные), создающие комфортные условия гомеостаза органов и систем, подверженных угрозе генетически наследуемых заболеваний. Поэтому лучше прислушиваться к себе и экспериментировать, понимать основные принципы здорового питания и делать ставку на натуральный, минимально обработанный, разнообразный рацион. При этом необходим учет глобальных трендов в индустрии питания. Потребители все чаще выбирают продукты, которые не только удовлетворяют голод и дают необходимые питательные вещества, но обладают дополнительными преимуществами - улучшают физическое и умственное здоровье [10].
Одна из приоритетных научно-технологических инициатив - развитие рынка Фуднет (рис. 4), который планируется к 2035 г. широко развить в масштабах всей России.
Т ехнологии персонализированных и функциональныхпродуктов питания на основе анализа пищевого и микронутриентного статуса человека, в том числе с помощью методов исследования генома; а также сервисами подбора индивидуальных рационов питания и диет
Умноесельское
хозяйство
Персонализированное
питание
«Фуднет» - это рынокпроизводства и реализациипитательных веществн конечных видов пищевыхпродуктов Ускоренная(персонализированных и общих,на основе традиционного сырья FoodNet селекциясопутствующих П -решении(например, обеспечивающихсервисы по логистике и подборуиндивидуального питания)
одукты, созданныеиз новых видовбиологического сырья, в томчисле биомассыНовыеДоступная из синтезирован о го белкаисточники отходов и клеточных культурорганика сырья которые можно использоватьдля производства кормовыхдобавок, биопластикаи биологически активныхвеществ
Рис. 4. Сегменты рынка FoodNet
12
Для рынка FoodNet разрабатывается цифровая платформа персонализированного питания. По сообщению разработчиков (Московский университет технологий и управления им. К. Г. Разумовского): «Механизм формирования рынка персонализированного питания будет достигнут путем сопоставления цифрового двойника потребителя с учетом медицинских показателей, вкусовых предпочтений, метаболизма человека и цифрового двойника. На основе анализа этих данных будет готов цифровой рацион питания».
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
ЛИТЕРАТУРА1. Алиментарно-зависимые заболевания: понятие, список, распространен
ность, причины. [Электронный ресурс]. URL : https://fb.ru/article/448215/alimentarno-zavisimyie-zabolevaniya-ponyatie-spisok-rasprostranennost-prichinyi
2. Батурин А.К., Сорокина Е. Ю., Погожева А. В., Тутельян В. А. Генетические подходы к персонализации питания // Вопросы питания. 2012. - Т. 81. - № 6. - С. 4-11.
3. Кайшев В.Г., Серёгин С.Н. Состояние и перспективы развития рынка функциональные продуктов питания // Переработка молока. - 2018. - № 1 (219). - С. 14-17, - № 2 (220). - С. 64-67, - № 3 (221). - С. 72-75.
4. Кайшев В.Г., Серёгин С.Н. Состояние и перспективы развития производства функциональных продуктов питания // Мясные технологии. - 2018. - № 1 (181). - С. 38-41, - № 2 (182). - С. 54-57.
5. Серёгин С.Н., Кайшев В.Г., Аварский Н.Д. Основы государственной политики в сфере производства функциональных продуктов питания // В книге: Современные технологии функциональных пищевых продуктов. Москва, 2018. - С. 15-33.
6. Сидоренко М. Ю. Персонифицированное питание: монография. М.: ДеЛи плюс. - 2016. - 192 с.
7. Сорокина И. Правильное питание. Новый взгляд на старую проблему [Электронный ресурс]. URL : https://profilib.org/chtenie/126863/sorokina-irina- pravilnoe-pitanie-novyy-vzglyad-na-staruyu-problemu-7.php.
8. Сычева О. В. Разработка технологии продуктов здорового питания - приоритетное направление научных исследований кафедры технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции // Современные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции. Сборник научных статей по материалам 77-й региональной научно-практической конференции «Аграрная наука - Северо-Кавказскому федеральному округу». 2013. - С. 104-106.
9. Сычева О.В., Реутова А.Е. Стратегические ориентиры развития рынка продуктов питания в России // Современные аспекты производства и переработки сельскохозяйственной продукции. Сборник статей по материалам V Международной научно-практической конференции, посвященной 15-летию кафедры технологии хранения и переработки животноводческой продукции Кубанского ГАУ. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Труби- лина», 2019. - С. 173-177.
10. Сычева О.В., Шлыков С.Н., Омаров Р.С. Научные принципы создания пищевых продуктов для персонализированного питания в соответствии с концепцией развития перспективного рынка «Foodnet» // Пищевая индустрия. - 2019. - № 1 (39). - С. 36-37.
REFERENCES
1. Alimentarno-zavisimye zabolevaniya: ponyatie, spisok, rasprostranennost', prichiny. [Alimentary-dependent diseases: concept, list, prevalence, causes.]. URL : https: / /fb.ru/article/448215/alimentarno-zavisimyie-zabolevaniya-ponyatie-spisok- rasprostranennost-prichinyi (Russian).
13
2. Baturin A.K., Sorokina E. Yu., Pogozheva A. V., Tutel'yan V. A. Geneticheskie podkhody k personalizatsii pitaniya [Genetic approaches to nutrition personalization] // Voprosy pitaniya, 2012, T. 81, No 6, pp. 4-11 (Russian).
3. Kayshev V.G., Seregin S.N. Sostoyanie i perspektivy razvitiya rynka funktsion- al'nyy produktov pitaniya [State and prospects o f development of the functional food market] // Pererabotka moloka, 2018, No 1 (219), pp. 14-17, No 2 (220), pp. 64-67, No 3 (221), pp. 72-75 (Russian).
4. Kayshev V.G., Seregin S.N. Sostoyanie i perspektivy razvitiya proizvodstva funktsional'nykh produktov pitaniya [State and prospects o f development o f functional food production] // Myasnye tekhnologii, 2018, No 1 (181), pp. 38-41, No 2 (182), pp. 54-57 (Russian).
5. Seregin S.N., Kayshev V.G., Avarskiy N.D. Osnovy gosudarstvennoy politiki v sfere proizvodstva funktsional'nykh produktov pitaniya [Fundamentals o f state policy in the field o f functional food production] // V knige: Sovremennye tekhnologii funktsional'nykh pishchevykh produktov, Moskva, 2018, pp. 15-33.
6. Sidorenko M. Yu. Personifitsirovannoe pitanie: monografiya [Personalized food], M.: DeLi plyus, 2016, 192 p.
7. Sorokina I. Pravil'noe pitanie. Novyy vzglyad na staruyu problemu [Proper diet. A new look at an old problem] URL : https:,profilib.org,chtenie,126863,sorokina-irina- pravilnoe-pitanie-novyy-vzglyad-na-staruyu-problemu-7.php (Russian).
8. Sycheva O. V. Razrabotka tekhnologii produktov zdorovogo pitaniya - prior- itetnoe napravlenie nauchnykh issledovaniy kafedry tekhnologii proizvodstva i pere- rabotki sel'skokhozyaystvennoy produktsii [Development o f technology o f healthy food products is a priority direction o f scientific research o f the Department o f technology of production and processing o f agricultural products] // Sovremennye tekhnologii v pro- izvodstve i pererabotke sel'skokhozyaystvennoy produktsii. Sbornik nauchnykh statey po materialam 77-y regional'noy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Agrarnaya nau- ka - Severo-Kavkazskomu federal'nomu okrugu», 2013, pp. 104-106 (Russian).
9. Sycheva O.V., Reutova A.E. Strategicheskie orientiry razvitiya rynka produktov pitaniya v Rossii [Strategic guidelines for the development o f the food market in Russia] // Sovremennye aspekty proizvodstva i pererabotki sel'skokhozyaystvennoy produktsii. Sbornik statey po materialam V Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy 15-letiyu kafedry tekhnologii khraneniya i pererabotki zhivotnovodcheskoy produktsii Kubanskogo GAU. FGBOU VO «Kubanskiy gosudar- stvennyy agrarnyy universitet imeni I. T. Trubilina», 2019, pp. 173-177 (Russian).
10. Sycheva O.V., Shlykov S.N., Omarov R.S. Nauchnye printsipy sozdaniya pishchevykh produktov dlya personalizirovannogo pitaniya v sootvetstvii s kontseptsiey razvitiya perspektivnogo rynka «Foodnet» [Scientific principles o f creation o f food products for personalized nutrition in accordance with the concept o f development o f a promising market «Foodnet»] // Pishchevaya industriya, 2019, No 1 (39), pp. 36-37 (Russian).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
14
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
УДК 664.34:547.953.2 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10027
Определение эффективного соотношения соевого лецитина и четыреххлористого углерода для снижения
степени мицеллообразования в системе «фосфолипиды-триацилглицерины-свободные
жирные кислоты»
Determination of the effective ratio of soy lecithin and carbon tetrachloride to reduce the degree
of micelle formation in the system «phospholipids-triacylglycerines-free fatty acids »
Гл. науч. сотрудник Е.П. Викторова, ст. науч. сотрудник Е.В. Лисовая, мл. науч. сотрудник М.Р. Жане(Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции - филиал ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия») отдел пищевых технологий, контроля качества и стандартизации, тел. (861)252-06-40 E-mail: [email protected]
Chief researcher E.P. Viktorova, Senior Researcher E.V. Lisovaya, Junior Researcher M.R. Zhane(Krasnodar research Institute for storage and processing of agricultural products-branch of the North Caucasus Federal scientific center for horticulture, viticulture, and winemaking) department of food technologies, quality control, and standardization, tel. (861) 252-06-40 E-mail: [email protected]
Реферат. Проведены исследования по разработке способа определения кислотного числа жидких соевых лецитинов на основе импульсного метода ядерного магнитного резонанса. Целью исследования являлось определение эффективного соотношения «соевый лецитин - CCU» для снижения степени мицеллообразования в системе «фосфолипиды - триацилглицерины - свободные жирные кислоты» с целью дальнейшей разработки способа определения кислотного числа жидких соевых лецитинов с помощью импульсного метода ядерного магнитного резонанса. Показано различие в способности к мицеллообразованию подсолнечных, рапсовых и соевых лецитинов, причем фосфолипиды соевых лецитинов имеют наиболее низкую способность к мицеллообразованию по сравнению с фосфолипидами подсолнечных и рапсовых лецитинов. В результате исследования ядерно-магнитных релаксационных характеристик отдельных компонент, содержащихся в жидком соевом лецитине и в системе «соевый лецитин - CCU» в соотношении 1:3, выявлено, что после внесения четыреххлористого углерода в систему в указанном соотношении наблюдается изменение времен спин-спиновой релаксации и амплитуд сигналов ЯМР протонов четырех компонент, содержащихся в лецитине, что свидетельствует об их количественном перераспределении, причем значительно увеличивается доля индивидуальных молекул триацилглицеринов, свободных жирных кислот и фосфолипидов за счет снижения степени мицеллообразования молекул фосфолипидов и степени ассоциации молекул триацилглицеринов и свободных жирных кислот. Таким образом, эффективным соотношением соевого лецитина и четыреххлористого углерода для снижения степени мицеллообразования в системе «фосфолипиды - триа- цилглицерины - свободные жирные кислоты» является 1:3 (по массе), что имеет важное практическое значение для разработки способа определения кислотного числа соевого лецитина с помощью импульсного метода ядерного магнитного резонанса.
© Викторова Е.П., Лисовая Е.В., Жане М.Р., 2020
15
Summary. The relevance of research on the development of a method for determining the acid number of liquid soy lecithins based on the pulsed method of nuclear magnetic resonance is shown. The aim of the study was to determine the effective ratio of «soy lecithin- CCU» to reduce the degree of micelle formation in the «phospholipids - triacylglycerines - free fatty acids» system in order to further develop a method for determining the acid number of liquid soy lecithins using the pulsed nuclear magnetic resonance method. The difference in the ability to micelle formation of sunflower, rapeseed and soy lecithins is shown, and the phospholipids of soy lecithins have the lowest ability to micelle formation in comparison with the phospholipids of sunflower and rapeseed lecithins. As a result of the study of nuclear magnetic relaxation characteristics of individual components contained in liquid soy lecithin and in the system «soy lecithin - CCU» in a ratio of 1:3, it was found that after adding carbon tetrachloride to the system in this ratio, there is a change in the spin-spin relaxation times and the amplitudes of the NMR signals of the protons of the four components contained in lecithin, which indicates their quantitative redistribution, and the proportion of individual triacylglycerine molecules, free fatty acids and phospholipids significantly increases, due to a decrease in the degree of micelle formation of phospholipid molecules and the degree of Association of triacylglycerine molecules and free fatty acids. Thus, the effective ratio of soy lecithin and carbon tetrachloride to reduce the degree of micelle formation in the «phospholipids - triacylglycerines - free fatty acids» system is 1:3 (by weight), which is of great practical importance for developing a method for determining the acid number of soy lecithin using the pulsed nuclear magnetic resonance method.
Ключевые слова: фосфолипиды, соевые лецитины, четыреххлористый углерод, ядерно -магнитные релаксационные характеристики.
Keywords: phospholipids, soy lecithins, carbon tetrachloride, nuclear magnetic relaxation characteristics.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Широкое применение лецитинов в качестве пищевых добавок в производстве различных продуктов питания, обусловленное уникальными технологическими и функциональными свойствами лецитинов, требует разработки методов оперативного контроля их показателей качества. В работах [1-3] приведены данные, подтверждающие эффективность применения импульсного метода ядерного магнитного резонанса для определения кислотных чисел жидких подсолнечных и жидких рапсовых лецитинов. Разработанные способы определения кислотных чисел жидких подсолнечных и жидких рапсовых лецитинов на основе метода ЯМР предусматривают специальную пробоподготовку образцов лецитинов, позволяющую путем предварительного растворения образца лецитина в неполярном апротонном растворителе - четыреххлористом углероде (CCU) в определенном соотношении, снизить степень мицеллообразования фосфолипидов и степень ассоциации свободных жирных кислот, и тем самым увеличить количество реакционноспособных молекул кислых форм фосфолипидов и молекул свободных жирных кислот в системе «фосфолипиды - триацилглицерины - свободные жирные кислоты».
Следует отметить, что лецитины, полученные из соевых масел, являются наиболее распространенным видом коммерческих лецитинов, что обусловлено большими объемами мирового производства соевого масла, а также площадями посевов сои по сравнению с подсолнечником и рапсом [4, 5]. Это обстоятельство подтверждает актуальность проведения исследований по разработке способа определения кислотного числа жидких соевых лецитинов на основе импульсного метода ядерного магнитного резонанса.
Ранее нами были установлены различия ядерно-магнитных релаксационных характеристик жидких подсолнечных, рапсовых и соевых лецитинов, обусловленные особенностями качественного и количественного состава жирных кислот в триацилглицеринах и фосфолипидах, содержащихся в лецитинах.
Таким образом, для разработки способа определения кислотного числа жидких соевых лецитинов с помощью импульсного метода ядерного магнитного резонанса в первую очередь необходимо определить эффективное соотношение «соевый лецитин - CCU» для снижения степени мицеллообразования в системе «фосфолипиды - триацилглицерины - свободные жирные кислоты».
16
Для этого исследовали влияние четыреххлористого углерода на сумму амплитуд сигналов ЯМР протонов четырех компонент, содержащихся в жидких соевых лецитинах. Это позволяет количественно оценить снижение степени мицеллообразования фосфолипидов, а также снижение степени ассоциации свободных жирных кислот, содержащихся в лецитинах.
Модельные системы готовили путем добавления к навеске лецитина, равной 5 г, четыреххлористого углерода в различных соотношениях по массе. В качестве контрольного образца был принят образец соевого лецитина без добавления четыреххлористого углерода. Ядерно-магнитные релаксационные характеристики определяли на ЯМР-анализаторе АМВ-1006 М при температуре 23 0С.
На рис. 1 приведена диаграмма изменения значений суммы амплитуд сигналов ЯМР протонов четырех компонент (Асис), содержащихся в соевом лецитине, при разных соотношениях «лецитин - СС14 ». Анализ рис. 1, позволяет определить эффективное соотношение «соевый лецитин - СС14», равное 1:3, обеспечивающее максимальное количество протонов в системе «фосфолипиды - триацилглицерины - свободные жирные кислоты» благодаря снижению степени мицеллообразования фосфолипидов и снижению степени ассоциации свободных жирных кислот.
Ранее было установлено, что для максимального снижения степени мицеллообразования в системе «фосфолипиды - триацилглицерины - свободные жирные кислоты» подсолнечного лецитина эффективным соотношением «лецитин - СС14 » является соотношение 1:5, а для рапсового лецитина - 1:4, т.е. эффективное соотношение для соевого лецитина ниже, чем для подсолнечного и рапсового.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Соот-
1:4,0
1:3,5
1:3,0
1:2,5
1:2,0
1:1,5
1:1,0
Контроль
300 350 400 450
А,
500 550
СИС; ОТН. еД.
688
688
688
681
674
668
194
647
600 650 700
Рис. 1. Зависимость амплитуд сигналов ЯМР протонов соевого лецитина (Асис) от соотношения «лецитин - ССЫ»
Это можно объяснить различной способностью указанных лецитинов к мицеллообразованию, которая характеризуется значениями критической концентрации мицеллообразования (ККМ1 и ККМ2), причем, чем ниже значение ККМ, тем выше способность к мицеллообразованию.
В табл. 1 приведена сравнительная оценка способности к мицеллообразованию подсолнечных, рапсовых и соевых лецитинов.
17
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Таблица 1Сравнительная оценка способности к мицеллообразованию лецитинов
ЛецитинЗначение ККМ, % при 20 °С
ККМ1 ККМ2Подсолнечный 0,098 0,206
Рапсовый 0,130 0,263
Соевый 0,148 0,280
Приведенные в табл. 1 данные подтверждают более низкую способность к мицеллообразованию фосфолипидов соевых лецитинов по сравнению с фосфолипидами подсолнечных и рапсовых лецитинов, что обусловлено особенностями состава индивидуальных групп фосфолипидов указанных лецитинов, а также большим содержанием в соевых лецитинах негидратируемых форм фосфолипидов, которые представляют собой комплексные соединения фосфатидилсеринов, фос- фатидилинозитолов и фосфатидных кислот с металлами.
На следующем этапе проводили исследование влияния четыреххлористого углерода на значения ядерно-магнитных характеристик отдельных компонент, содержащихся в жидком соевом лецитине. В табл. 2 приведена сравнительная оценка значений времени спин-спиновой релаксации протонов компонент соевого лецитина и системы «соевый лецитин - СС14» при соотношении, равном 1:3.
Таблица 2
Сравнительная оценка значений времени спин-спиновой релаксации протонов компонент соевого лецитина и системы «соевый лецитин - ССЦ»
ПоказательЗначение показателя для
соевого лецитина (контроль)
системы «соевый лецитин - СС14»
Время спин-спиновой релаксации протонов компонент, мс:первой (Т21) 100 394
второй (Т22) 22 37
третьей (Т23) 4 5
четвертой (Т24) 2 2
Из приведенных данных видно, что при внесении в систему четыреххлористого углерода в соотношении 1:3 значение времени спин-спиновой релаксации протонов первой компоненты, характеризующей индивидуальные молекулы три- ацилглицеринов и свободных жирных кислот, содержащихся в лецитине, увеличилось значительно (почти в 4 раза). Время спин-спиновой релаксации протонов второй компоненты, характеризующей молекулы триацилглицеринов и свободных жирных кислот в виде ассоциатов низких порядков, содержащихся в лецитине, увеличилось почти в 1,7 раза, а время спин-спиновой релаксации протонов третьей и четвертой компонент, характеризующих молекулы фосфолипидов в виде мицелл низких и высоких порядков, практически не изменилось. В табл. 3 приведены значения амплитуд сигналов ЯМР протонов компонент соевого лецитина и системы «соевый лецитин - СС14» при соотношении, равном 1:3.
18
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Таблица 3Значения амплитуд сигналов ЯМР протонов компонент соевого лецитина
и системы «соевый лецитин - ССЦ»
Значение показателя дляПоказатель
соевого лецитина (контроль) системы «соевый лецитин - СС14»
Амплитуда сигналов ЯМР протонов компонент, отн. ед.: первой 89 346
второй 139 110
третьей 151 215
четвертой 115 17
Сумма амплитуд сигналов ЯМР протонов компонент (Асис), отн.ед. 494 688
Из приведенных в табл. 3 данных видно, что в системе «соевый лецитин - СС14 » значения амплитуд сигналов ЯМР протонов первой и третьей компонент увеличиваются по сравнению с контролем, причем значение амплитуды сигналов ЯМР протонов первой компоненты увеличивается значительно. Значения амплитуд сигналов ЯМР протонов второй и четвертой компонент в указанной системе снижаются по сравнению с контролем. Такое изменение значений амплитуд сигналов ЯМР протонов компонент в системе «соевый лецитин - СС14» по сравнению с контролем свидетельствует о количественном перераспределении компонент в соевом лецитине после внесения четыреххлористого углерода, причем увеличивается и количество резонирующих протонов в системе в целом, что подтверждается увеличением суммы амплитуд сигналов ЯМР протонов компонент.
В табл. 4 приведена сравнительная оценка содержания протонов компонент в соевом лецитине и в системе «соевый лецитин - СС14 » при соотношении 1:3, а на рис. 2 показано влияние СС14 на изменение содержания компонент соевого лецитина по сравнению с контролем.
Таблица 4
Сравнительная оценка содержания протонов компонент в соевом лецитинеи в системе «соевый лецитин - ССЦ»
Значение показателя дляПоказатель
соевого лецитина (контроль) системы «соевый лецитин - СС14»
Содержание протонов компонент, % к сумме (Асис):
первой 18,0 50,2
второй 28,1 16,0
третьей 30,6 31,3
четвертой 23,3 2,5
19
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
Изме35
нение30
содер25
жания20
компо-15
нент10
леци-5
тина,0
% по -5
срав- -10
нению -15с кон- -20
тролем -25
32,2
0,7
ЩШ-20,8
первая вторая третья четвертая
Рис. 2. Влияние CCU на изменение содержания компонент соевого лецитина по сравнению с контролем (без ССЬ)
Из приведенных в табл. 4 и на рис. 2 данных видно, что при внесении в систему четыреххлористого углерода в соотношении 1:3 значительно увеличивается доля первой компоненты, характеризующей индивидуальные молекулы триацилг- лицеринов и свободных жирных кислот, за счет высвобождения молекул триа- цилглицеринов и свободных жирных кислот из ассоциатов низких порядков (снижение доли второй компоненты). Кроме этого, доля первой компоненты увеличивается в результате высвобождения молекул фосфолипидов из мицелл (снижение доли четвертой компоненты) и нахождения их в системе в большей степени в виде индивидуальных молекул, в меньшей степени - в виде мицелл низких порядков (третья компонента).
Таким образом, установлено эффективное соотношение соевого лецитина и четыреххлористого углерода для снижения степени мицеллообразования в системе «фосфолипиды - триацилглицерины - свободные жирные кислоты», равное 1:3 (по массе). Это имеет важное практическое значение для разработки способа определения кислотного числа соевого лецитина с помощью импульсного метода ядерного магнитного резонанса.
ЛИТЕРАТУРА 1 2 3 * *
1. Исследование возможности применения метода ядерно-магнитной релаксации для определения кислотного числа подсолнечных лецитинов / Е.П. Викторова, О.С. Агафонов, С.М. Прудников [и др.]// Новые технологии. - 2018. - №3. - С. 13-20.
2. Пат.2690022 Российская Федерация, МПК7 G01N 24/08. Способ определения кислотного числа подсолнечного лецитина / Викторова Е.П., Агафонов О.С., Шахрай Т.А. [и др.]; заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия» (ФГБНУ СКФНЦСВВ). - № 2018127428; заявл. 25.07.2018; опубл. 30.05.2019, Бюл. № 16. - 8 с.
3. Инструментальный метод определения кислотного числа рапсовых лецитинов/ Е.П. Викторова, О.С. Агафонов, Е.В. Лисовая [и др.] // Известия ВУЗов.Пищевая технология. - 2019. - № 5-6. - С. 96-98.
20
4. Анализ состояния и перспективы развития селекции и семеноводства масличных культур: науч. аналит. обзор / В.Ф. Федоренко [и др.]. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019 - 96 с.
5. Лисовая Е.В. Анализ ассортимента лецитинов, представленных на российском рынке / Е.В. Лисовая, Е.П. Викторова, В.В. Лисовой // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания. - 2019. - №2. - С. 51-55.
REFERENCES
1. Issledovanie vozmozhnosti primeneniya metoda yaderno-magnitnoj relaksacii dlya opredeleniya kislotnogo chisla podsolnechnyh lecitinov [Investigation o f the possibility o f using the nuclear magnetic relaxation method to determine the acid number of sunflower lecithins], E.P. Viktorova, O.S. Agafonov, S.M. Prudnikov i dr., Novye tekhnologii, 2018, No 3, pp. 13-20 (Russian).
2. Pat.2690022 Rossijskaya Federaciya, MPK7 G01N 24/08. Sposob opredeleniya kislotnogo chisla podsolnechnogo lecitina [Method for determining the acid number of sunflower lecithin], Viktorova E.P., Agafonov O.S., SHahraj T.A. i dr.; zayavitel' i patentoobladatel': Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe nauchnoe uchrezhdenie «Severo-Kavkazskij federal'nyj nauchnyj centr sadovodstva, vinogradarstva, vinodeli- ya» (FGBNU SKFNCSVV), No 2018127428; zayavl. 25.07.2018; opubl. 30.05.2019, Byul. No 16, 8 p. (Russian).
3. Instrumental'nyj metod opredeleniya kislotnogo chisla rapsovyh lecitinov [Instrumental method for determining the acid number of rapeseed lecithins], E.P. Viktorova, O.S. Agafonov, E.V. Lisovaya i dr., Izvestiya VUZov. Pishchevaya tekhnologiya, 2019, No 5-6, pp. 96-98 (Russian).
4. Analiz sostoyaniya i perspektivy razvitiya selekcii i semenovodstva maslichnyh kul'tur [Analysis o f the state and prospects o f development of selection and seed production o f oilseeds]: nauch. analit. obzor, V.F. Fedorenko i dr., Moscow: FGBNU «Rosinformagrotekh», 2019, 96 p. (Russian).
5. Lisovaya E.V., Viktorova E.P., Lisovoj V.V. Analiz assortimenta lecitinov, pred- stavlennyh na rossijskom rynke [Analysis o f the range o f lecithins available on the Russian market] Tekhnologii pishchevoj i pererabatyvayushchej promyshlennosti APK - produkty zdorovogo pitaniya, 2019, No 2, pp.51-55 (Russian).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
21
УДК 637.3.07 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10028
Сравнительная оценка качества твёрдого сыра, изготовленного из творога торговой сети КФХ
Comparative assessment of quality of hard cheese made of curd of commercial network and peasant farm
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Директор А.А. Зайцев (ORCID 0000-0003-3377-0805),(Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина) агропромышленный институт, тел. +7 910 742-53-52
доцент В.Л. Захаров (ORCID 0000-0003-4891-658X),(Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина) кафедра технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, тел. +7 904 291-39-97
ст. преподаватель С.Ю. Шубкин (ORCID 0000-0002-4144-9627),(Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина), кафедра технологических процессов в машиностроении и агроинженерии, тел. +7 906 686-87-51 E-mail: [email protected]
вед. науч. сотрудник Н.Ф. Щегольков (ORCID 0000-0002-7078-4133)(Всероссийский научно-исследовательский институт племенного дела) Липецкая лаборатория разведения крупного рогатого скота, тел. +7 (495) 515-95-57
Director A.A. Zaytsev,(I.A. Bunin State University) Agro-Industrial Institute, tel. +7 910 742-53-52
Associate Professor V.L. Zakharov,(I.A. Bunin State University) chair of Agricultural Products Storage and Processing Technology, tel. +7 904 291-39-97
Teacher S.Y. Shubkin,(I.A. Bunin Elets State University) chair of Technological Processes in Mechanical Engineering and Agro-Engineering, tel. 7 906 686-87-51 E-mail: [email protected]
Leading Researcher N.F. Shchegolkov(All-Russian Research Institute of Tribal Affairs) Lipetskaya Cattle Breeding Laboratory, tel. +7 (495) 515-95-57
Реферат. В России запрещено производить сыры из непастеризованного молока. Однако при пастеризации нарушается соотношение кальция и казеина, молочный сгусток теряет свою прочность, поэтому при производстве творога и сыра в качестве отвердителя используется хлорид кальция. Молоко, предназначенное для получения сыров согласно требованиям безопасности пищевых продуктов, подвергается термической обработке, бактофугированию и микрофильтрации. Эти процессы должны проводиться в максимально щадящих режимах, чтобы сохранить в первоначальном виде ту молочнокислую микрофлору, которая обеспечивает уникальные ферментативные реакции, сообщая неповторимый вкус продукту. Цель исследования заключалась в оценке качества сыра, полученного из творога торговой сети в сравнении с сыром из молока КФХ. Сыр из творога крестьянского (фермерского) хозяйства (КФХ) относится к высшему товарному сорту и является лучшим по качеству. Для производства твёрдых сыров творог торговой сети без добавления хлорида кальция вполне пригоден. По органолептическим, физико-химическим показателям, сроку годности он соответствует ГОСТ Р 52686-2006 и относится к 1-му товарному сорту. Творог торговой сети с добавлением хлористого кальция не является сыропригодным. Себестоимость сыра, изготовленного из творога торговой сети, в 2,5-2,9 раза выше, чем из творога КФХ. Показателем наличия в твороге хлористого кальция можно считать пониженную титруемую кислотность (около 106 °Т), а биоиндикатором отсутствия хлорида кальция в сыре - сизый пеницилл (Penicillum glaucum Link).
© Зайцев А.А., Захаров В.Л., Шубкин С.Ю., Щегольков Н.Ф., 2020
22
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Summary. In Russia, it is prohibited to produce cheeses from unpasteurized milk. However, the ratio of calcium to casein is disturbed in pasteurization, the milk clot loses its strength, so calcium chloride is used as a curing agent in the production of curd and cheese. Milk intended for cheese production according to food safety requirements is subjected to thermal treatment, bactophugation and microfiltration. These processes should be carried out in the most sparing conditions possible in order to keep the lactic acid microflora in its original form, which provides unique enzymatic reactions, giving a unique taste to the product. The aim of the study was to assess the quality of cheese obtained from the curd of the trading network compared to cheese from KPC milk. Cheese made of curd of peasant (farmer) farm (KFH) belongs to the highest commercial class and is the best in quality. For the production of hard cheeses, the curd of the commercial network without the addition of calcium chloride is quite suitable. According to organoleptic, physical and chemical parameters, shelf life it corresponds to GOST R 52686-2006 and belongs to the 1st commercial class. Curd of commercial network with addition of calcium chloride is not cheese-usable. The cost of cheese made of curd of the commercial network is 2.5-2.9 times higher than that of curd KPC. An indicator of the presence of calcium chloride in the curd is reduced titrated acidity (about 106 °T), and a bioindicator of the absence of calcium chloride in the cheese is sifted penicilla (Penicillum glaucum Link).
Ключевые слова: творог, оценка качества, твёрдый сыр, микроорганизмы.
Keywords: curd, quality assessment, hard cheese, microorganisms.
В основе сыроделия лежат сложные биохимические процессы, в которых основная роль принадлежит молочнокислому и пропионовокислому брожению. На состав и технологические свойства молока и произведённого из него сыра, оказывает влияние целый ряд факторов, важнейшим из которых является порода коров. При сравнительной оценке сыропригодности молока коров основных пород РФ приоритетной породой является симментальская [10]. Исследованиями установлено, что молоко, полученное от коров воронежского типа красно-пёстрой породы, является высококачественным сырьём для изготовления сыра высших сортов по современной технологии [1]. В России запрещено производить сыры из непастеризованного молока. Однако при пастеризации нарушается соотношение кальция и казеина, молочный сгусток теряет свою прочность, поэтому при производстве творога и сыра в качестве отвердителя используется хлорид кальция [2]. Молоко, предназначенное для получения сыров согласно требованиям безопасности пищевых продуктов, подвергается термической обработке, бактофугированию и микрофильтрации. Эти процессы должны проводиться в максимально щадящих режимах, чтобы сохранить в первоначальном виде ту молочнокислую микрофлору, которая обеспечивает уникальные ферментативные реакции, сообщая неповторимый вкус продукту. В сырах определяют содержание физически и химически связанной воды, рН, содержание поваренной соли, а также содержание таких микроорганизмов, как Listeria monocytogenes, Salmonella spp., Yersinia enterocolitica, Bacillus cere- us, Escherichia coli, энтеробактерии и коагулазоположительные стрептококки. В зависимости от сорта сыра рН готового продукта составляет 4,96-6,35, а влажность - 43,6-70,7 %, содержание поваренной соли - 0,41-4,84 %. Титруемая кислотность сыра из молока коров красно-пёстрой породы, как правило, находится в пределах 202-224 °Т, рН сыра «Российского» - 5,15-5,35. Для улучшения однородности сыров наилучшим образом подходит добавление желатина в количестве 0,5 %, а для увеличения водоудерживающей способности сыра - добавление натуральных пищевых волокон, выделенных из апельсина. Цель исследования заключалась в оценке качества сыра, полученного из творога торговой сети, в сравнении с сыром из молока КФХ.
В качестве основного сырья для варки сыра использовали творог двух торговых марок жирностью 9 %, содержанием белка 16 %, углеводов 3 %, изготовленный по ГОСТ 31453-2013 [6]: 1 - с добавленным хлористым кальцием, 2 - без хлористого кальция. Контрольным вариантом служил творог жирностью 16,2 % из цельного молока коров симментальской породы КФХ «Масленникова Г.А.». Молоко, послужившее сырьём для контрольного варианта при температуре 23,7 °С имело
23
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
следующие показатели: плотность 1,0261 г/см3, рН 6,61, кислотность 22 °Т, содержание жира 4,33 %, белка 3,57 %, соотношение жира и белка близко к норме (1,25:1,1), соматических клеток более 1500/мл. Кислотность молока и творога определяли по ГОСТ 3624-92[4]. Содержание в молоке белка, сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), жира и плотности определяли на анализаторе молока «Клевер-2», количество соматических клеток - на вискозиметрическом анализаторе молока «Соматос мини», рН - на рН-метре-иономере «Эксперт-001».
Творог проваривали в течение 10 мин в молоке жирностью 2,5 %, после чего в творог добавляли следующие ингредиенты из расчёта на 10 кг творога: 180 г сливочного масла «Крестьянское» по ГОСТ 32261-2013 [7] с содержанием жира 72,5 %, белка - 1 %, углеводов - 1,4 %; 10 куриных яиц; 60 г поваренной соли; 12 г столовой соды. После тщательного перемешивания смесь варили в течение 45 минут на сыроварне MaggioPro30.4 с объёмом рабочей камеры 30 л и автоматическим раз- мешивателем (рис. 1).
Рис. 1. Сыроварня MaggioPro 30.4
Температура внутри камеры поддерживалась автоматическим терморегулятором на уровне 80-90 0С. Горячую массу раскладывали по пластиковым формам для созревания. Через сутки определяли свойства полученного сыра. Органолептическую оценку сыров проводили по 100-балльной шкале для полутвёрдых сыров [8]. Влажность творога и сыра определяли термостатно-весовым методом в процентах от сырой навески, содержание жира - кислотным методом [3], плотность - режущим цилиндром объёмом 65,74 см3. Себестоимость готового продукта рассчитывалась исходя из стоимости сырья и электроэнергии. Все показатели сыра определяли через сутки после его приготовления. Поскольку одним из контролируемых показателей была плотность сыра, то мы не добавляли ферментный препарат, который создал бы неоднородную дырчатую текстуру. Микроскопирование сыра проводили на микроскопе «Микмед-5» после окрашивания его 1 %-ным водным раствором метиленового голубого индикатора.
Созревание сыра не проводили, поэтому у всех трёх вариантов в 10 полях зрения микроскопа не обнаружено ароматобразующих стрептококков и сырной палочки (рис. 2).
24
|АШс£
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
а б вРис. 2. Микроструктура сыра с молочнокислыми бактериями (Lactococcus lactis
Lister), изготовленного из творога с хлористым кальцием (а), без хлористого кальция (б) и КФХ (в). Увеличено в 1000 раз
Различия в качестве сырной массы проявились уже на стадии варки. Сырная масса из творога с хлоридом кальция даже через 1,5 ч варки при температуре 98 ° С не сплавилась в однородную массу, а сохранила свою зернистость. Остальные 2 варианта уже через 45 мин варки превратились в однородную сырную массы. Выход сыра составил 61-66 % от массы исходного сырья.
Самыми важными органолептическими показателями сыра являются вкус, запах, консистенция, внешний вид корки и рисунок на срезе. Органолептический анализ, проведённый через сутки, выявил ещё большее различие в качестве сыра (табл. 1).
Таблица 1Органолептическая оценка образцов сыра в баллах
Вариант творога для
сыра
Вкус и запах
Консистенция сыра
Внешний вид корки
Рисунок на срезе Цвет Общий
балл
С хлоридом кальция 20 5 2 2 2 31
Без хлорида кальция 40 20 8 8 5 81
КФХ 45 25 10 10 5 95
Сыр из творога с хлоридом кальция представлял собой слегка спрессованную творожную массу, которая рассыпается при попытке порезать её. Цвет неоднородный: на белом фоне присутствуют кремовые зёрна (рис. 3).
25
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
а б вРис. 3. Внешний вид готового сыра из творога с хлоридом кальция (а), без хлорида
кальция (б) и творога КФХ (в)
Согласно проведённой балльной оценке и, опираясь на государственный стандарт [5], сыр из творога с хлоридом кальция имел балл менее 34, поэтому он может быть использован только на переработку. Сыр из творога без хлористого кальция имел балл в диапазоне от 75 до 86, что позволяет отнести его к 1-му сорту. Сыр из творога КФХ имел балл более 86, поэтому отнесён к высшему сорту.
Содержание поваренной соли в сырах, импортируемых в Россию, чаще всего составляет 2,0-3,7 %, а отечественных от 1,3-1,8 до 2,2-2,4 %. В наших образцах сыра содержалось 0,94-0,98 % поваренной соли. Влажность творога торговой сети с хлористым кальцием и без него были существенно выше, чем у творога КФХ. Судя по рН и титруемой кислотности, самым кислым был творог КФХ, а наименее кислым - из торговой сети с хлоридом кальция. Кислотность творога всех марок не выходила за рамки стандарта. Влажность сыра может колебаться от 55 до 76 % в зависимости от используемого фермента [9]. Судя по содержанию воды в готовом сыре и опираясь на стандарт [5], сыр, полученный из творога торговой сети с хлористым кальцием, следует отнести к полутвёрдому, а из творога торговой сети без хлорида кальция и творога КФХ - к твёрдому. Влажность сыра из творога торговой сети с хлористым кальцием существенно выше, чем у других двух вариантов (табл. 2).
Таблица 2Качество и себестоимость сыра в зависимости от используемого творога
Маркатворога
Свойства творога Свойства готового сыра
рН Влажность, %
Кислотность, °Т
Плотность,г/см3
Влажность, %Себестои
мость,руб/кг
С хлористым кальцием 4,71 72,11 106 0,96 59,74 590,0
Без хлористого кальция 4,73 72,83 124 0,99 55,58 690,0
КФХ(контроль) 4,52 68,9 220 1,01 53,21 240,0
НСР05 0,1 2,21 10,53 0,02 2,83
НСР % 2,14 3,1 7,01 2,27 5,04
26
Различия между сыром из творога торговой сети без хлорида кальция и крестьянско-фермерского несущественны. Жирность сыра из творога торговой сети составляла 18 %, из творога КФХ - 31,3 %. Согласно ГОСТ Р 52686-2006 сыры из творога торговой сети можно отнести к низкожирным, а из творога КФХ - к полужирному. Сыр из творога торговой сети с хлоридом кальция имел запах и вкус варёного творога, то есть не свойственный сыру. Эта творожная масса на дне сыроварни имела пригар, запах которого также передался готовому продукту. Влажность данного готового продукта была выше, а плотность меньше, чем у остальных двух вариантов.
Сыр из творога торговой сети без хлорида кальция и контрольный вариант вполне соответствовали требованиям стандарта [7], имели однородную плотную массу светло-жёлтого цвета с запахом и вкусом сыра.
При хранении сыра при температуре + 4 °С размножение клеток кишечной палочки, энтеробактерий и мезофильных лактобацилл происходит крайне медленно, а при + 10 °С намного быстрее. Рост мезофильных и термофильных лактококков, рН и влажность сыра, как правило, одинаковы при обеих температурах хранения [21].
В ходе эксперимента выяснилось, что на сыре из творога, не содержащего хлористый кальций, через 7 сут хранения при температуре +5 °С появилась благородная плесень (Penicillum glaucum Link), в то время как на сыре из творога с хлористым кальцием такая плесень не зафиксирована (рис. 4).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
а б вРис. 4. Сизый пеницилл (Penicillum glaucum Link) на сыре из творога торговой сети без
хлорида кальция (а, б) и творога КФХ (в). Увеличено в 1000 раз
Порча продукта определялась по появлению плесени мукор и характерному кислому запаху. При хранении сыра при температуре +5 °С и влажности воздуха 80-85 % срок годности сыра составил: из творога торговой сети без хлорида кальция и творога КФХ - 15 сут, а из творога торговой сети с хлористым кальцием - всего 10 суток, что выходит за рамки ГОСТ Р 52686-2006.
Наименьшая себестоимость сыра получена при его изготовлении из творога КФХ, наивысшая - из творога торговой сети без хлорида кальция. Сыр из творога КФХ относится к высшему товарному сорту и является лучшим по качеству. Для производства твёрдых сыров творог торговой сети без добавления хлорида кальция вполне пригоден. По органолептическим, физико-химическим показателям, сроку годности он соответствует ГОСТ Р 52686-2006 и относится к 1 товарному сорту. Творог торговой сети с добавлением хлористого кальция не является сыропригодным. Себестоимость сыра, изготовленного из творога торговой сети, в 2,5-2,9 раза выше, чем из творога КФХ. Показателем наличия в твороге хлористого кальция можно считать пониженную титруемую кислотность (около 106 °Т), а сизый пеницилл (Penicillum glaucum Link) может служить как дополнительный биоиндикатор отсутствия хлорида кальция. 27
ЛИТЕРАТУРА
1. Бабушкин В.А. и др. Сыропригодность молока, полученного от коров воронежского типа красно-пёстрой породы / В.А. Бабушкин, Я.В. Авдалян, И.В. Зизю- ков, Н.Ф. Щегольков // Вестник МичГАУ. - 2012. - № 4. - С. 66-68.
2. Борисова А.В., Будникова Ю.В. Оценка сыропригодности питьевого молока, реализуемого в торговой сети г. Самары / Безопасность и качество товаров: матер XII Междунар. науч.-практ. конф. - Саратов. - 2018. - С. 25-30.
3. ГОСТ 5867-90 Молоко и молочные продукты. Методы определения жира. Разработан и внесён ВНИКМИ. Утверждён и введён в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 26.07.90. № 2293. - Москва: Стандартинформ, 2009. - 13 с.
4. ГОСТ 3624-92 Молоко и молочные продукты. Титриметрические методы определения кислотности. Утверждён и введён в действие Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 12.02.92. № 145. - Москва: Стандартинформ, 2009. - 8 с.
5. ГОСТ Р 52686-2006 Сыры. Общие технические условия. Разработан ГНУ ВНИИМС РАСХН. Утверждён и введён в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27.12.2006г. № 457-ст. - Москва: Стандартинформ, 2007. - 18 с.
6. ГОСТ 31453-2013 Творог. Технические условия. Разработан ГНУ ВНИИМС РАСХН. Введён в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28.07.2013. № 271-ст. - Москва: Стандартинформ, 2013. - 10 с.
7. ГОСТ 32261-2013 Масло сливочное. Технические условия. Разработан ГНУ ВНИИМС РАСХН. Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 44 от 14.11.2013г.). - Москва: Стандартинформ, 2014. - 19 с.
8. Дегустационный анализ: методич. указания / Новосибирский ГАУ. Сост.: Д.А. Плотников, О.В. Лисиченок. - Новосибирск: ИЦ «Золотой колос», 2015. - 76 с.
9. Зюзина О.В., Дрогунова М.С., Машук В.В. Результаты оценки тенденций образования сгустка мягкого сыра / Безопасность и качество товаров: матер XII Междунар. науч.-практ. конф. - Саратов. - 2018. - С. 77-83.
10. Карамаева А.С., Соболева Н.В., Карамаев С.В. Влияние породы на сыропригодность молока и качество сыра / Молочное и мясное скотоводство. - 2018. - № 5. - С. 34-38.
11. СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТАБИЛЬНОГО КАЧЕСТВА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ В ПРОЦЕССЕ ХРАНЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ БИОПРЕПАРАТОВ Першакова Т.В., Лисовой В.В., Купин Г.А., Панасенко Е.Ю., Викторова Е.П. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2016. № 117. С. 540-550.
REFERENCE1. Babushkin V.A. i dr. Syroprigodnost' moloka, poluchennogo ot korov voronezh-
skogo tipa krasno-pjostroj porody [Cheese suitability o f milk obtained from cows o f Voronezh type red-dog breed], V.A. Babushkin, Ja.V. Avdaljan, I.V. Zizjukov, N.F. Shhegol'kov, Vestnik MichGAU, 2012, No 4, pp. 66-68 (Russian).
2. Borisova A.V., Budnikova Ju.V. Ocenka syroprigodnosti pit'evogo moloka, reali- zuemogo v torgovoj seti g. Samary [Evaluation o f Raw Property o f Drinking Milk Sold in the Trade Network o f Samara], Bezopasnost' i kachestvo tovarov: mater XII Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., Saratov, 2018, pp. 25-30 (Russian).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
28
3. GOST 5867-90 Moloko i molochnye produkty. Metody opredelenija zhira. Raz- rabotan i vnesjon VNIKMI. Utverzhdjon i vvedjon v dejstvie Postanovleniem Gosudar- stvennogo komiteta SSSR po upravleniju kachestvom produkcii i standartam ot 26.07.90 [State Standard 5867-90 Milk and dairy products. Fat definition methods. It is developed and brought by All-Union research and design institute o f the dairy industry. Approved and put into effect Resolution o f the State committee of the USSR on product quality control and standards o f 26.07.90], No 2293, Moskva: Standartinform, 2009, 13 p (Russian).
4. GOST 3624-92 Moloko i molochnye produkty. Titrimetricheskie metody opredelenija kis-lotnosti. Utverzhdjon i vvedjon v dejstvie Postanovleniem Komiteta standar- tizacii i metrologii SSSR ot 12.02.92, [State Standard 3624-92 Milk and dairy products. Methods o f determination of acidity titration. Approved and put into effect Resolution of Committee for Standardization and Metrology of the USSR of 12.02.92], No 145, Moskva: Standartinform, 2009, 8 p (Russian).
5. GOST R 52686-2006 Syry. Obshhie tehnicheskie uslovija. Razrabotan GNU VNIIMS RASHN. Utverzhdjon i vvedjon v dejstvie Prikazom Federal'nogo agentstva po tehnicheskomu regulirovaniju i metrologii ot 27.12.2006 g [State Standard R 526862006 Cheeses. General specifications. Developed by the State Scientific Institution of the All-Russian Research Institute o f Oil Production and Cheese Production of the Russian Academy of Agricultural Sciences. It was approved and put into effect by the Order of the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology o f 27.12.2006.], No 457- st, Moskva: Standartinform, 2007, 18 p (Russian).
6. GOST 31453-2013 Tvorog. Tehnicheskie uslovija. Razrabotan GNU VNIIMS RASHN. Vvedjon v dejstvie Prikazom Federal'nogo agentstva po tehnicheskomu regulirovaniju i metrologii ot 28.07.2013 [State Standard 31453-2013 Cottage cheese. Specifications. Developed by the State Scientific Institution o f the All-Russian Research Institute o f Oil Production and Cheese Production o f the Russian Academy of Agricultural Sciences. It is put into operation by the Order of Federal Agency for Technical Regulation and Metrology from 7.28.2013], No 271-st., Moskva: Standartinform, 2013, 10 p (Russian).
7. GoST 32261-2013 Maslo slivochnoe. Tehnicheskie uslovija. Razrabotan GNU VNIIMS RASHN. Prinjat Mezhgosudarstvennym sovetom po standartizacii, metrologii i sertifikacii (protokol № 44 ot 14.11.2013g.) [State Standard 32261-2013 Butter. Specifications. Developed by the State Scientific Institution o f the All-Russian Research Institute o f Oil Production and Cheese Production o f the Russian Academy of Agricultural Sciences. It was put into effect by the Order of the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology dated 28.07.2013], Moskva: Standartinform, 2014, 19 p (Russian).
8. Degustacionnyj analiz: metodich. ukazanija [Tasting analysis: methodical instruction], Novosibirskij GAU, Sost.: D.A. Plotnikov, O.V. Lisichenok, Novosibirsk: IC «Zolotoj kolos», 2015, 76 p (Russian).
9. Zjuzina O.V., Drogunova M.S., Mashuk V.V. Rezul'taty ocenki tendencij obra- zovanija sgustka mjagkogo syra [Results o f assessment of trends of soft cheese clot formation], Bezopasnost' i kachestvo tovarov: mater XII Mezhdunar. nauch.-prakt. konf, Saratov, 2018, pp. 77-83 (Russian).
10. Karamaeva A.S., Soboleva N.V., Karamaev S.V. Vlijanie porody na syroprigod- nost' moloka i kachestvo syra [Influence of the breed on milk cheese and cheese quality], Molochnoe i mjasnoe skotovodstvo, 2018, No 5, pp. 34-38 (Russian).
11. METHODS OF ENSURING STABLE QUALITY OF VEGETABLE RAW MATERIALS DURING STORAGE USING BIOPREPARATIONS Pershakov T.V., Lisova V.V., Cupin G.A., Panasenko E.Y., Victorova E.P. Political Network Electronic Scientific Journal o f the Cuban State Agrarian University. 2016. № 117. Page 540-550.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
29
УДК 637.07 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10029
Разработка состава и технологии пробиотического кисломолочного продукта для питания
детей раннего возраста
Development of the composition and technology of a probiotic fermented milk product
for the nutrition of young children
Профессор А.П. Мансуров (ORCID 0000-0002-7272-672X),(Институт пищевых технологий и дизайна - филиал ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет») кафедра естественнонаучных и математических дисциплин, тел. 8-910-899-38-39 Е-mail: [email protected]
доцент В.А. Бочаров (ORCID 0000-0003-1907-765X),(Институт пищевых технологий и дизайна - филиал ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет») кафедра товароведения, сервиса и управления качеством, тел. 8-910-128-27-00 E-mail: [email protected]
директор И.С. Бугрова (ORCID 0000-0002-9513-6597),(Муниципальное бюджетное учреждение здравоохранения «Молочная кухня») тел. 8-920-254-99-30 E-mail: bugrova. [email protected]
зав. кафедрой С.И. Данилин (ORCID 0000-0003-4488-7953)(Мичуринский государственный аграрный университет») кафедра технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства, тел. 8-905-048-14-75 E-mail: [email protected]
Professor A. P. Mansurov,(Institute for food technology and design - a branch of «Nizhny Novgorod state engineering- economic University») chair of natural Sciences and mathematics, tel. 8-910-899-38-39 E-mail: [email protected]
Associate Professor V.A. Bocharov,(Institute for food technology and design - a branch of «Nizhny Novgorod state engineering- economic University») chair of commodity science, service and quality management, tel. 8-910-128-27-00 E-mail: [email protected]
Director I.S. Bugrova,(Municipal public health institution «Dairy kitchen») tel. 8-920-254-99-30 Email:bugrova. [email protected]
Associate Professor S.I. Danilin(Michurinsk state agrarian University) chair of technology of production, storage and processing of plant products, tel. 8-905-048-14-75 E-mail: [email protected]
Реферат. Исследовано влияние растительного наполнителя «черника» на качество и биологическую ценность ацидофильной пасты. Работа проводилась в 2019 г. на базе Института пищевых технологий и дизайна и детской молочной кухни Нижнего Новгорода. В работе использованы общепринятые стандартные методы определения органолептических, физико-химических и микробиологических показателей. В результате проведенных исследований установлено, что производство ацидофильной
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
© Мансуров А.П., Бочаров В.А., Бугрова И.С., Данилин С.И., 2020
30
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
пасты с добавлением растительного наполнителя «черника» приводит к улучшению органолептических, физико-химических, микробиологических показателей, а также пищевой и биологической ценности по сравнению ацидофильной пастой, приготовленной по традиционной технологии. Установлена оптимальная доза внесения наполнителя «черника» в количестве 12 %. Новый разработанный продукт (ацидофильная паста с добавлением растительного наполнителя «черника») может использоваться для детского питания, так как он является диетическим продуктом, хорошо переносится детьми с лактозной недостаточностью, кроме того, содержит природные антибиотики. Совместно с детской молочной кухней планируется разработать технические условия на данный продукт, получить патент и зарегистрировать новый продукт «ацидофильная паста с добавлением растительного наполнителя «черника».
Summary. The scientific work is devoted to the study of the effect of the plant filler "blueberry" on the quality and biological value of acidophilic paste. The work was carried out in 2019 on the basis of the Institute of food technologies and design and children's dairy cuisine in Nizhny Novgorod. The paper uses generally accepted standard methods for determining organoleptic, physico-chemical, and microbiological parameters. As a result of the conducted research, it was found that the production of acidophilic paste with the addition of the plant filler "bilberry" leads to an improvement in organoleptic, physical, chemical, microbiological parameters, as well as food and biological value compared to acidophilic paste prepared using traditional technology. The optimal dose of «blueberry» filler in the amount of 12 % has been established. The new developed product acidophilic paste with the addition of a vegetable filler "blueberry" can be used for baby food, since it is a dietary product, is well tolerated by children with lactose deficiency, in addition, it contains natural antibiotics. Together with the children's dairy kitchen, it is planned to develop technical conditions for this product, get a patent, and register a new product "acidophilic paste with the addition of a vegetable filler «blueberry».
Ключевые слова: ацидофильная паста, наполнитель «черника», детское питание, диетический продукт, природные антибиотики.
Keywords: acidophilic paste, blueberry filler, baby food, dietary product, natural antibiotics.
Широкие эпидемиологические исследования, проводимые в РФ ГУ НИИ питания РАМН, НЦЗД РАМН и других научных и лечебных учреждениях, выявили ряд нарушений питания населения РФ, в том числе детей раннего возраста, входящих в состав контингента из группы повышенного риска, что ведёт к ухудшению состояния здоровья и развитию заболеваний. При этом особо острой указывается проблема дефицита ряда микронутриентов, таких как витамина С (у 60-70 %), железа (20-40 %), кальция (40-60 %), йода (до 70 %) [5].
Нарушение питания детей раннего возраста являются причиной значительного распространения среди них железодефицитной анемии, пищевой аллергии, кариеса, гипотрофии и заболеваний желудочно-кишечного тракта и обмена веществ.
В последние годы в науке о питании получило развитие новое направление - так называемое функциональное питание. Функциональные продукты при систематическом употреблении оказывают регулирующее действие на микроорганизмы или те или иные органы и системы, обеспечивая безмедикаментозную коррекцию их функций [3].
В соответствии с современной концепцией функционального питания в рационе детей обширную группу составляют молочные продукты, обладающие высокой пищевой и биологической ценностью и соответствующие возрастным физиологическим и психологическим особенностям ребёнка. Молоко содержит в своём составе более 100 различных компонентов, они сбалансированы и легкоусвояемы, предотвращают развитие существующих дефицитов пищевых нутриентов у детей. Кисломолочные продукты в диетическом и лечебном питании по своим функциональным свойствам превосходят молоко, так как содержат составные части молока в более усвояемом виде [6, 8].
31
Инновационные подходы в решении обогащения кисломолочных продуктов предусматривают использование в рецептурах сырья растительного происхождения. За счет направленного изменения химического состава достигается повышение содержание белка, наличия пищевых волокон, микронутриентов и других веществ позволяющих улучшить минеральный состав и повысить пищевую ценность конечного продукта.
Разработка инновационных технологий кисломолочных продуктов с использованием растительного сырья путем введения компонентов растительного происхождения позволяет придать традиционным продуктам новые свойства и регулировать химический состав продуктов в соответствии с современными требованиями науки о питании [5, 8].
На современном этапе производства функциональных пищевых продуктов основным направлением является разработка комбинированных обогащенных продуктов высокого качества [10]. Повышение степени рациональности состава пищевых продуктов, по мнению академиков Н.Н. Липатова и И.А. Рогова, а также ряда других ученых, может быть достигнуто только за счет многокомпонентности.
При создании комбинированных продуктов возможно регулирование их химического состава в соответствии с современными требованиями науки о питании.
Многочисленные исследования показали, что введение растительных добавок в молочную основу, прежде всего овощей, плодов, ягод в свежем виде и зернового сырья, которые являются природными поставщиками дефицитных для детского организма пищевых волокон, а также микро- и макроэлементов, витаминов и других биологически активных веществ, оказывает благотворное физиологическое воздействие на развитие растущего организма позволяет повысить пищевую ценность конечного продукта. Кроме того, молочные продукты помогают усвоению кальция из других продуктов, улучшают его биодоступность, т.к. содержат белок и лактозу. В качестве одной из таких добавок следует рассматривать растительный наполнитель «черника» фирмы «Центис».
Цель работы - исследование влияния растительного наполнителя «черника» на качество и биологическую ценность ацидофильной пасты с массовой долей жира 10 %.
Задачи исследования:- провести аналитический обзор литературы по данной теме;- определить методики проведения исследования;- изучить влияние вносимых компонентов на органолептические, физико
химические и микробиологические показатели ацидофильной пасты;- определить влияние наполнителей «черника» на пищевую и энергетическую
ценность ацидофильной пастыПрактическим воплощением идей оздоровления человека стало применение
кисломолочных продуктов. Кисломолочные продукты более легко, чем молоко усваиваются организмом, т.к. в них белки молока частично распадаются на более простые легкоусвояемые вещества. Образующаяся в диетических кисломолочных продуктах молочная кислота и диоксид углерода влияют на секреторную деятельность желудочно-кишечного тракта, вызывая более интенсивное выделение желудочного сока и ферментов, ускоряя переваривание пищи. Поэтому диетические кисломолочные продукты используют для специализированного питания [6]. Кисломолочные продукты, по принятой в настоящее время терминологии называют продуктами с пробиотическими свойствами. Роль кисломолочных продуктов как пробиотиков, в настоящее время изучена достаточно подробно. Основой для их производства являются заквасочные культуры, состоящие из различных штаммов молочнокислых бактерий. Привлекательность этих микроорганизмов как активных пробиотиков объясняется их способностью повышать сопротивляемость организма, подавлять развитие многих патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
32
Кисломолочные продукты получают из цельного, обезжиренного или нормализованного молока путем внесения заквасок и создания условий для сквашивания нормализованной смеси и получения сгустка. При этом используются чистые культуры молочнокислых бактерий с добавлением или без добавления дрожжей или уксуснокислых бактерий. Высокая усвояемость кисломолочных продуктов является следствием их воздействия на секреторно-эвакуационную деятельность желудка и кишечника. В результате жизнедеятельности заквасочной микрофлоры продукты образуются такие вещества, как молочная кислота, спирт, углекислый газ, антибиотики, витамины, которые благоприятно воздействуют на организм человека и нормализуют деятельность желудочно-кишечного тракта, препятствуют развитию патогенной микрофлоры, повышают иммунитет [2].
Сильными антибиотическими и терапевтическими свойствами отличается ацидофильная палочка, являющаяся представителем нормальной кишечной микрофлоры и легко приживающаяся в кишечном тракте. Она благоприятно действует на организм, подавляет вредную и патоген-ную микрофлору кишечника. Ацидофильная палочка обладает огромной активностью и большим спектром терапевтических свойств и широко применяется для лечения кишечно - желудочных заболеваний (холецистита, колита, дизентерии, дисбактериоза), а также туберкулеза, детской грудной астмы, анемии, гепатита, дифтерии, брюшного тифа, ожогов, язв, фурункулов и др. Среди ее антибиотических веществ описаны ацидофилин и лактоцидин. Ацидофилин угнетает развитие гнилостных бактерий, стрептококков и стафилококков, возбудителей брюшного тифа, пара- тифов А и В, дизентерии, туберкулеза и дифтерии.
Ацидофильная палочка повышает сопротивляемость организма к патогенным бактериям, особенно к стафилококкам, вызывающим угревую сыть, фурункулы, пневмонию, менингит, костные и суставные заболевания. Кроме этого, ацидофильная палочка подавляет процессы гниения в кишечнике, улучшает пищеварение, моторику, обменные процессы, поддерживает естественный иммунитет, восстанавливает микрофлору после длительного приема лекарств, помогает справляться с грибковыми болезнями [2, 4].
Ацидофильная паста представляет собой белковый кисломолочный продукт, частично адаптированный к детскому организму. Вырабатывается из коровьего пастеризованного молока путем внесения заквасочной культуры на основе штаммов lactobacillusacidophilus (97 и 630) с использованием концентрата прямого внесения - термофильных молочнокислых палочек, образующих невязкий сгусток, и ацидофильных палочек, образующих вязкий сгусток. Соотношение данных культур 50:50.
Готовая паста имеет приятный кисломолочный вкус и запах, консистенцию густой сметаны, молочно-белый или слегка кремовый цвет. Кислотность не более 80-110 °Т. Срок хранения при t +4±2 °С не более 36 ч.
Преимуществом ацидофильной пасты является то, что молочнокислые микроорганизмы этого продукта более прочно поселяются в кишечнике ребенка. Это именно те микроорганизмы, которые всегда имеются в кишечнике детей первых месяцев жизни при вскармливании их материнским молоком.
Ацидофильная паста предназначена для непосредственного употребления в питании детей раннего возраста (в виде прикорма с восьми месяцев), и всех возрастных групп в качестве диетического (лечебного и профилактического) питания, а также может быть использована в организованных коллективах (детских садах, школьных учреждениях, больницах, санаториях и в детских оздоровительных лагерях).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
33
Ацидофильная паста содержит белки и углеводы, следы молочного жира, органические кислоты, воду, ди- и моносахариды, витамин РР, группы В, С, Н, холин, кальций, магний, натрий, калий, фосфор, железо, хлор, цинк, йод, медь, марганец, селен, хром, фтор, молибден и кобальт. Она не разрушается под действием пищеварительных соков, лучше чем другие молочнокислые бактерии приживается в толстом кишечнике, а продукт ее жизнедеятельности обладает широким бактерицидным действием [2, 4].
В профилактике в комплексной терапии заболеваний, обусловленных качеством питания, нуждаются дети дошкольного возраста, подрастающее поколение, люди пожилого возраста, спортсмены, население, проживающее в районах с неблагоприятной экологической обстановкой или в условиях несбалансированного питания или стресса. На современном этапе производства специализированных функциональных пищевых продуктов одним из основных направлений является разработка комбинированных продуктов высокого качества, обогащенных животным или растительным сырьём с целью регулирования состава конечного продукта в соответствии с современными требованиями науки о питании.
Большое внимание уделяется сырью растительного происхождения, содержащему биологически активные вещества и обладающему полифункциональными свойствами. Многочисленные исследования показали, что введение растительных добавок в молочную основу позволяет повысить пищевую ценность конечного продукта, улучшить его минеральный состав, обогатить ценными компонентами. Кроме того, молочные продукты помогают усвоению кальция из других продуктов, улучшают его биодоступность, т.к. содержат белок и лактозу.
Наполнители фирмы «Центис», а именно «черника», производятся только из отборного, натурального сырья. Натуральные экстракты производятся посредством применения щадящих физических методов. При разработке рецептур мы учитываем не только наличие биоактивных компонентов, но и сенсорные свойства. Выбор сырья осуществляется в соответствии с «Постановлением о диетических продуктах питания» (Диетическое постановление), в котором установлены строгие критерии допуска продуктов питания для грудных и маленьких детей. На наполнители имеется сертификат о соответствии.
Главным достоинством ягоды черники являются антиоксиданты. Они обладают бактериостатическим действием, т.е. угнетают развитие болезнетворных микроорганизмов. В чернике, кроме углеводов, содержатся многие элементы: калий, магний и фосфор, а также органические кислоты железо, медь и другие минеральные вещества и витамины А, С, В1, B6, РР. Пантотеновая кислота, содержащаяся в чернике, способствует улучшению обмена веществ.
Главное преимущество разрабатываемого продукта, в том, то что Ацидофильная паста добавлением наполнителя «черника» содержит: витамин А, бета каротин В1, В6, В12 С, D, E, H, PP, холин, железо, цинк, йод, медь, селен, фтор, фосфор, калий, натрий, магний, кальций.
Вкусные фруктово-ягодные наполнители компании «Zentis», поставляются в течение нескольких десятилетий не только немецким, но и всем известным европейским молокозаводам. С 1997 г. Компания стала открывать собственное производство за границей. Фруктово-ягодные биоэнергетические наполнители (обогащенные), в состав которых входят вторичные растительные вещества, специалисты компании «Центис» производят из природных цельных овощей и фруктов посредством применения щадящих физических методов. Эти наполнители содержат как первичные, так и вторичные растительные вещества, а также большинство других биоактивных ингредиентов в концентрированной форме.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
34
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
В качестве исследуемых образцов применялась ацидофильная паста массовой долей жира 10 % с добавлением растительного наполнителя «черника». Рекомендуемая изготовителем норма внесения растительной добавки составляет от 9 - 15 %, нами для проведения исследований взяты дозы 9, 12 и 15 %. Эксперименты проводились в трёхкратной повторности.
Перечень оборудования для производства ацидофильной пасты: емкостное оборудование от 40 до 600 л; стерилизатор паровой ГПД - 700; сплит система; автомат дозировочный; протирочная машина, миксер; электроплиты 4-х конфорочные; тележки; термостатирующее устройство УТ-40; роторный насос; компрессор; ванна для охлаждения; ванна для слива сыворотки; настольные весы; напольные весы; молокопровод.
Перечень материальных средств участвующих в процессе производства ацидофильной пасты: марля; моющие средства; дезинфицирующие средства; производственные столы; ящики; бачки; шумовки, сито, ложки; полипропиленовый стаканчик; крышка нахлобучка; пластинка к полипропиленовому стаканчику; пергаментная бумага; полиэтиленовые пакеты со стикерами.
Приготовление закваски для ацидофильной пасты: в стерилизованное и охлажденное до +37-40 0С молоко вносят закваску ацидофильных бактерий из расчета: жидкой закваски - 1-2 %, сухой - флакон на 100 мл.
Определение внешнего вида и цвета осуществляли визуально, консистенцию, вкус и запах определяли органолептически и характеризовали на соответствие требованиям ТР ТС 033/2013 и нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарты.
В результате органолептической оценки (табл. 1), установлено, что ацидофильная паста соответствует требованиям стандарта и внесение наполнителей приводит к изменению вкуса и цвета готового продукта. Ацидофильная паста с наполнителем приобрела аромат свежих ягод, различные оттенки фиолетового цвета, однако внесение 15 % наполнителя привело к образованию более жидкойконсистенции.
Таблица 1Изменение органолептических показателей ацидофильной пасты с внесением
различных доз наполнителя «черника»
Наименованиепоказателей
Ацидофильная паста ТУ 9222-006-52463146 -2016
Ацидофильная паста с добавлением наполнителя
9 % 12 % 15 %
Вкус и запах
Чистые, кисломолочные, без посторонних привкусов и запахов. Вкус кисло-сладкий, слегка острый, освежающий
Вкус кислосладкий, ощущается слабый аромат свежих ягод
Вкус кислосладкий, слегка острый, освежающий, ощущается умеренный аромат свежих ягод
Вкус сладкий, ощущается ярковыраженный аромат свежих ягод
ЦветМолочно-белый, слегка кремовый, равномерный по всей массе
Бледно - фиолетовый
Фиолетовый Насыщенныйфиолетовый
Консистенция
В меру вязкая, однородная масса. Допускается слегка тягучая консистенция
Однородная масса, густая
Однородная масса, в меру густая
Однородная масса, консистенция жидкой сметаны
35
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
Определение физико-химических показателей и энергетической ценности ацидофильной пасты с наполнителем проводилось в соответствии со следующими методиками.
1. Определение массовой доли жира - по ГОСТ 30648.1-99 и нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.
2. Определение массовой доли белка - по ГОСТ 30648.2 и нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.
3. Определение кислотности - по ГОСТ 30648.4-99 и нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.
4. Определение массовой доли углеводов - по ГОСТ Р 51259 и массовой доли сахарозы по ГОСТ 3628 и нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.
5. Определение массовой доли влаги - по ГОСТ 30648.3, ГОСТ 3626-73 и нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.
Согласно СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» при расчете энергетической ценности использовались следующие коэффициенты: Белки - 4 ккал/г; Углеводы - 4 ккал/г; Жиры - 9 ккал/г. Энергетическая ценность продукта (Эц, ккал) рассчитывалась по формуле:
Эц = 4*Юб+4*Юу+ 9*Юж,где «б - массовая доля белков, г; «у - массовая доля углеводов, г; Иж- массовая жиров, г.
В результате проведенных исследований (табл. 2) установлено, что ацидофильная паста соответствует требованиям стандарта, а внесение наполнителя увеличивает содержание углеводов и энергетическую ценность ацидофильной пасты с наполнителем «черника».
Массовая доля углеводов при внесении наполнителя «черника» в образце № 1 (9 %) достигло на 8,4 %, в образце № 2 (12 %) увеличилась на 0,5 %, в образце № 3 (15 %) увеличилась на 0,9 %, по сравнению с ацидофильной пастой с наполнителем 9 %. Титруемая кислотность при внесении различных доз наполнителя изменялась в сторону увеличения незначительно.
Таблица 2Изменение физико-химических показателей и энергетической ценности
ацидофильной и пасты с внесением наполнителя «черника»
Наименованиепоказателей
Ацидофильная паста ТУ
9222-00652463146-
Ацидофильная паста с наполнителем
9 % 12 % 15 %
Массовая доля белка, г Не менее, 8 8 8 8
Массовая доля жира, г Не менее, 10 10 10 10
Углеводы, г Не более, 12 8,4 8,9 9,3Титруемая кислотность, от не более, 110 98 102 106
Энергетическая ценность, ККал 152,0 155,6 157,6 159,2
36
Для того чтобы определить степень безопасности ацидофильной пасты после добавления наполнителя, проведен микробиологический анализ образцов на присутствие бактерий группы кишечной палочки (Колиформы) в 0,1 г, Staphylo- cocusaureus в 1 г, патогенных микроорганизмов, в т.ч. бактерий рода Сальмонелла.
Определение микробиологических показателей проводилось независимой лабораторией в ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Нижегородской области» по приведенным ниже методикам.
1. Молочнокислых микроорганизмов - по ГОСТ 10444.11 и нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.
2. Дрожжей и плесени - по ГОСТ 10444.12.13 и нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.
3. Подготовка микроскопических препаратов, БГКП (колиформ) - по СанПин 42-123-4423-87, ГОСТ 32901 и по нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.
4. E. coli - по СанПин 42-123-4423-87, ГОСТ 30726 и нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.
5. Staphylococcusaureus- по СанПин 42-123-4423-87, ГОСТ 30347 и нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.
Результаты микробиологического анализа образцов отражены в табл. 3.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Таблица 3Изменение микробиологических показателей ацидофильной пасты
Наименованиепоказателей
Ацидофильная паста ТР ТС
033/2013Объем (массы) продукта, см3 (г), в которой не допускаются
Ацидофильная паста с добавлением наполнителя «черника»
9 % 12 % 15 %
КМАФАнМ, КОЕ*/ см3, г
Микрофлора характерная для ацидофильной закваски, отсутствие клеток
посторонней микрофлоры
Микрофлора характерная для ацидофильной за
кваски, отсутствие клеток посторонней микрофлоры
Микрофлора характерная
для ацидофильной закваски,
отсутствие клеток посторонней микрофло
ры
Микрофлора характерная
для ацидофильной закваски,
отсутствие клеток посторонней микрофло
рыДрожжи, КОЕ/ см3, г Не допускается Не обнаруже
но Не обнаружено Не обнаружено
Плесени, КОЕ/ см3, г Не допускается Не обнаруже
но Не обнаружено Не обнаружено
Бактерии группы кишечной палочки (Коли формы) в 0,1 г
Не допускается Не обнаружено Не обнаружено Не обнаружено
Staphylococus аиге^в 1 г Не допускается Не обнаруже
но Не обнаружено Не обнаружено
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. бактерии рода Сальмонелла и листе- рии L. Monocytogenes в 25 г
Не допускается Не обнаружено Не обнаружено Не обнаружено
37
Бактерии группы кишечной палочки (Колиформы) в 0,1 г, Staphylococusaure- us в 1 г, патогенные микроорганизмы в т.ч. бактерии рода Сальмонелла в 25 г не обнаружены ни в одном из образцов.
*КОЕ - колониеобразующие единицы; *КМАФАнМ - количество мезофильных аэробных и факультативно - анаэробных микроорганизмов; *БГКП - бактерии группы кишечных палочек.
В результате микробиологических исследований было установлено, что все показатели соответствуют требованиям стандарта.
Таким образом, выяснили, что производство ацидофильной пасты с добавлением растительного наполнителя «черника» приводит к улучшению органолептических, физико-химических, микробиологических показателей, а также пищевой и биологической ценности по сравнению ацидофильной пастой, приготовленной по традиционной технологии. Установлена оптимальная доза внесения наполнителя «черника» - в количестве 12 %.
Новый разработанный продукт может использоваться для детского питания, т.к. она является диетическим продуктом, хорошо переносится детьми с лактозной недостаточностью, кроме того, содержит природные антибиотики. Совместно с детской молочной кухней планируется разработать технические условия на данный продукт, получить патент и зарегистрировать новый продукт «ацидофильная паста с добавлением растительного наполнителя «черника».
ЛИТЕРАТУРА
1. Технический регламент Таможенного союза "О безопасности молока и молочной продукции"(ТР ТС 033/2013)
2. Вербина, Н.М., Каптаев, Ю.В. Микробиология пищевых производств/ Н.М. Вербина, Ю.В. Каптаев. - М.: Агропромиздат, 2015. - 386 с.
3. Винницкая В.Ф. Технология функциональных и специализированных продуктов питания с использованием адаптивного сортимента местного растительного сырья: монография / В.Ф. Винницкая, О.В. Перфилова. - Мичуринск: изд-во Мичуринского государственного аграрного университета, 2018. - 184 с.
4. Горбатова, А.Н. Биохимия молока и молочных продуктов/ А.Н. Горбатова. - 3-е изд., перераб. и доп.- СПб.: ГИОРД, 2016- 320 с.
5. Доронин А.Ф., Шендеров Б.А. Функциональное питание. - М.: Грантъ, 2002.- 296 с.
6. Исследование влияния наполнителя «яблоко-груша» на качество и биологическую ценность кефира, предназначенного для детского питания / А.П. Мансуров, В.А. Бочаров, В.Н. Макаров, С.И. Данилин, В.С. Ратушный // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания.- 2019. - №1. - С. 41-48.
7. Королева, Н.С. Микробиологические основы молочного производства/ Н.С. Королева, Л.А. Банникова, В.Ф. Семенихина. - М.: Наука, 2014- 400с.
8. Национальная программа оптимизации питания детей в возрасте от 1 года до 3 лет в Российской Федерации / Союз педиатров России [и др.]. - М.: ПедиатрЪ, 2015. - 36 с.
9. Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года: утв. Распоряжением Правительства Российской Федерации от 25. 10 .2010 № 1873-р
10. Оценка функциональных свойств малоиспользуемого местного растительного сырья и продуктов его переработки / В.Ф. Винницкая, Д.В. Акишин, О.В. Перфилова, С.И. Данилин // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2017. - № 3. - С. 112-117.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
38
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
REFERENCE
1. Technical regulations of the Customs Union "on safety o f milk and dairy products" (TR CU 033/2013)
2. Verbina, N. M. Kataev, J. B. Microbiology of food production/ N. M. Verbina, J. V. Kataev. - Moscow: Agropromizdat, 2015. - 386 p.
3. Vinnitskaya V.F. Technology of functional and specialized food products using an adaptive assortment o f local plant materials: monograph / V.F. Vinnitskaya, O.V. Perfilova. - Michurinsk: publishing house of the Michurinsk State Agrarian University, 2018 .-- 184 p.
4. Gorbatova, A. N. Biochemistry o f milk and dairy products. - 3rd ed., Rev. and extra - SPb.: GIORD, 2016 - 320 p.
5. Doronin A. F., Shenderov B. A. Functional nutrition. - Moscow: Grant, 2002. - 296 p.
6. Investigation o f the influence of the "Apple-pear" filler on the quality and biological value o f kefir intended for baby food/ A. P. Mansurov, V. A. Bocharov, V. N. Makarov, S. I. Danilin, V. S. Ratushny / / Journal. "Technologies o f food and processing industry of agro-industrial complex - healthy food products" 2019, no. 1, p. 4148
7. Koroleva, N. S. Microbiological bases of dairy production/ N. S. Koroleva, L. A. Bannikova, V. F. Semenikhina. - Moscow: Nauka, 2014-400s.
8. National program for optimizing nutrition for children aged 1 to 3 years in the Russian Federation / Union o f pediatricians o f Russia [et al.]. - Moscow: Pediatrician, 2015. - 36 p.
9. Fundamentals o f the state policy o f the Russian Federation in the field of healthy nutrition of the population for the period up to 2020: UTV. By order o f the Government of the Russian Federation o f 25. 10 .2010 № 1873-p
10. Evaluation of the functional properties of underutilized local plant materials and products of its processing / V.F. Vinnitskaya, D.V. Akishin, O.V. Perfilova, S.I. Danilin // Bulletin o f the Michurinsk State Agrarian University. - 2017. - No. 3. - P. 112-117.
39
АКВАКУЛЬТУРА
УДК 639.3, 639.3.043, 612.11 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10030
Оценка гематологического статуса европейского угря и клариевого сома, выращиваемых в УЗВ
Evaluation of the hematological status of the european eel andcatfish, growed in the RAS
Профессор Е.И. Хрусталев, доцент Л.В. Савина, зам. зав. кафедрой К.А. Молчанова, доцент Т.М. Курапова(Калининградский государственный технический университет) кафедра аквакультуры, биологии и болезней гидробионтов, тел. 8-921-263-36-47 E-mail: [email protected]
Professor E.I. Khrustalev, Associate professor L.V. Savina, Deputy head o f the department K.A. Molchanova, Associate Professor T.M. Kurapova (Kaliningrad State Technical University) chair of aquaculture, biology and disease of hydrobi- onts, tel. 8-921-263-36-47 E-mail: [email protected]
Реферат. Несмотря на то что в УЗВ удается создать управляемый и стабильный режим основных абиотических факторов, с ростом рыб изменяется их физиологическое состояние. Важнейшим элементом, отражающим физиологический статус, является кровь, поэтому изучение красной и белой крови рыб позволяет установить уровень соответствия факторов биологической потенции рыб, раскрываемой в условиях УЗВ. Цель исследования - установление широкого спектра гематологических показателей угря и клариевого сома, выращиваемых в УЗВ, в разрезе возрастной динамики и введение их в качестве составного элемента в физиологический статус рыб. Исследования проводили на базе промышленных УЗВ ООО «ТПК Балтптицепром». Угря со стадии стекловидной личинки и до достижения товарной массы выращивали в УЗВ. Потомство клариевого сома получали от собственных производителей. Инкубацию икры сома проводили в аппаратах «Вейса», являющихся составным элементом инкубационной УЗВ в составе мобильной рыбоводной лаборатории (МРЛ) КГТУ. Стабильность условий по температуре воды, содержанию в ней растворенного кислорода, величине водородного показателя, концентрации азотистых соединений, применяемой системе нормированного кислорода проявилась в определенной величине и динамике показателей. У сома, выращиваемого в УЗВ, установлена корреляционная связь концентрации гемоглобина с массой тела и коэффициентом массонакопления. Установленный нами гематологический статус клариевого сома и угря, выращиваемого в УЗВ, в дальнейшем может быть использован для оценки физиологического состояния и условий выращивания в УЗВ.
Summary. Despite the fact that in RAS it is possible to create a controlled and stable regime of the main abiotic factors, nevertheless, their physiological state changes with the growth of fish. The most important element reflecting the physiological status is blood, therefore, the study of red and white blood of fish allows you to establish the level of compliance of the factors of biological potency of fish, revealed in the conditions of RAS. In this regard, the aim of this study was to establish a wide range of hematological indicators of eel and catfish grown in RAS, in the context of age dynamics and introducing them as a component into the physiological status of fish. The studies were carried out on the basis of industrial RAS of LLC «TPK Baltptitseprom». Eel from the stage of the vitreous larva and before reaching marketable mass was grown in RAS. Catfish progeny were obtained from their own producers. Catfish eggs were incubated in Weiss apparatuses, which are an integral part of the incubation RAS as part of the mobile fish breeding laboratory (MFL) of the KSTU. The stability of the conditions, primarily in terms of water temperature, dissolved oxygen content in it, the value of the hydrogen index, the concentration of nitrogen compounds, the normalized oxygen system used, manifested itself in a certain value and dynamics of the indicators. In catfish grown in ultrasonic testing, a correlation relationship between hemoglobin concentration and the modelling of fish growth was established. The hematological status of catfish and eel, grown in RAS that we established, can be further used to assess the physiological state and growing conditions in RAS.
© Хрусталев Е.И., Савина Л.В., Молчанова К.А., Курапова Т.М., 2020
40
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Keywords: УЗВ, угорь, клариевый сом, коэффициент массонакопления, гематология, выращивание рыбы.
Keywords: RAS, eel, catfish, the modelling of fish growth, hematology, fish farming.
Практика последних десятилетий подтверждает, что выращивание европейского угря и клариевого сома связано с использованием установок замкнутого водоснабжения (УЗВ) [1]. Это объективно обусловлено возможностью установления в течение года температурного режима с диапазоном значений 24-27 °С, при котором сбалансированы составные элементы общего обмена у рыб и ростовая потенция раскрывается на уровне средних и высоких значений. Это подтверждают наши исследования, проведенные по обоим объектам, когда величина экологического коэффициента массонакопления [2] была 0,5 до 0,7 [1, 3].
Общим для угря и клариевого сома свойством является хорошая устойчивость к высоким концентрациям аммиака и аммония, нитритов и нитратов. На порядок выше, чем у других объектов выращивания в УЗВ [4]. Основным отличием в отношении к абиотическим факторам является требование к содержанию в воде растворенного кислорода. Несмотря на определенную роль кожи в обеспечении организма угря кислородом, всё же определяющим является жаберное дыхание. Поэтому содержание растворенного в воде кислородом целесообразно поддерживать выше 6-7 мг/л, что согласуется с высокой плотностью посадки и величиной рыбопродукции 200-300 кг/м3 [1]. У клариевого сома в виду наличия лабиринтового органа основное пополнение организма кислородом идёт за счет заглатывания рыбами атмосферного воздуха [4]. Поэтому при выращивании сома в УЗВ достаточно насыщение воды кислородом на уровне 2-3 мг/л, что соответствует возможности получения рыбопродукции до 400-500 кг/м3.
Несмотря на то что в УЗВ удается создать управляемый достаточно стабильный режим основных абиотических факторов, по мере роста рыб изменяется их физиологическое состояние. Важнейшим элементом, отражающим его, является кровь - наиболее остро реагирующая ткань организма на действие абиотических и биотических факторов. Поэтому изучение красной и белой крови рыб позволяет установить уровень соответствия упомянутых факторов биологической потенции рыб, раскрываемой в условиях УЗВ.
Цель данного исследования - установление широкого спектра гематологических показателей угря и клариевого сома, выращиваемых в УЗВ, в разрезе возрастной динамики и введение их в качестве составного элемента в физиологический статус рыб [5,6].
Исследования проводили на базе промышленных УЗВ ООО «ТПК Балтпти- цепром». Угря со стадии стекловидной личинки и до достижения товарной массы выращивали в УЗВ, состоящей из шести бассейнов с объемом воды 4-5 м3 каждый, механического «треугольного» фильтра со стабильным наклонным сетным полотном, двух биофильтров с неорганизованной загрузкой гранулированного полиэтилена с объемом воды 5 м3 в каждом, дегазатора с объемом воды 1,6 м3, оксигенатора с расходом насыщенной кислородом воды 10 м3/ч, ультрафиолетового устройства, встроенного в дегазатор.
Потомство клариевого сома получали от собственных производителей. Инкубацию икры проводили в аппаратах «Вейса», являющихся составным элементом инкубационной УЗВ в составе мобильной рыбоводной лаборатории (МРЛ) «КГТУ», включающей помимо стойки аппаратов «Вейса» бассейн-накопитель воды объемом 0,7 м3, биофильтр-биореактор объемом 0,1 м3, ультрафиолетовую лампу.
41
Выращивание молоди проводили в питомной УЗВ МРЛ, состоящей из 24 бассейнов с объемом воды 0,3 м3 каждый, механического «треугольного» фильтра с наклонным сетным полотном, трех биофильтров-биореакторов объемом 0,25 м3 каждый, ультрафиолетового устройства, бассейна-распределителя воды объемом 0,15 м3. Оксигенатор с расходной характеристикой 2 м3/ч использовали только на этапе выращивания личинок до массы 0,3-0,5, когда у них начинал функционировать лабиринтовый орган.
В состав УЗВ по выращиванию крупного посадочного материала (0,5 кг) и товарной рыбы (1,0 кг) входили 10 бассейнов с объемом воды 0,5 м3 каждый, три бассейнов шестиугольной формы с объемом воды 3 м3 каждый и 2 бассейна прямоугольной формы с объемом воды 7 м3 каждый, механический «треугольный» фильтр, биофильтр с неорганизованной загрузкой гранулированного полиэтилена [7], бассейн-распределитель воды со встроенным ультрафиолетовым устройством.
В период выращивания угря температура воды была 25-26 °С, клариевого сома 24-27 °С. Содержание кислорода при выращивании угря было от 7 до 11 мг/л. При выращивании сома - 2-4 мг/л. Кормили стекловидных личинок в первые 20 сут мороженной икрой судака. С 10-ых сут. стали приучать к стартовому корму Aller Futura. При достижении массы 20 г перешли на кормление продукционным кормом Aller Trident (датской фирмы Aller Aqua).
Молодь сома до массы 10 г кормили стартовым кормом Aller Futura, затем перешли на корм собственном рецептуры РКС-15(16), содержание белка в котором было 35 %, жира 9,5 %.
Гематологические параметры определяли у рыб в возрасте четырех (в апреле) и семи месяцев (в июле) классическими методиками. Концентрацию эритроцитов определяли прямым подсчетом форменных элементов с использованием консервирующего раствора Хендрикса. Для подсчета использовали камеру Горяева. Для определения концентрации лейкоцитов использовали косвенный метод. Концентрацию гемоглобина определяли с помощью портативного гемоглобинметра МиниГЕМ 540 унифицированным гемоглобинцианидным методом с использованием ацетонциангидрина. Концентрацию общего белка в сыворотке крови (ОБС) определяли в зависимости от коэффициента рефракции. Среднее содержание гемоглобина в эритроците (СГЭ) и цветной показатель (ЦП) вычисляли математически.
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) определяли СОЭ-метром с использованием 5 %-ного раствора трехзамещенного цитрата натрия. Подсчет лейкоцитарной формулы осуществлялся н мазках, окрашенных по Паппенгейму, идентификацию проводили по классификации клеток крови рыб, предложенной Н.Т. Ивановой (1983). Индекс сдвига лейкоцитов (ИСЛ) и нейтрофилов (ИСН) определяли по формуле, предложенной Л.Д. Житеневой с соавторами (1997).Статистическую обработку материала проводили по стандартным методикам с помощью программных пакетов «Microsoft Excel 13». Общепродукционный коэффициент массонакопления (Км) [2] рассчитывали по формуле:
^ (М 1/3кон - М 1/3 нач) X 3K = ,(T - Т )кон нач
где Мнач и Мкон - начальная и конечная масса рыб, г; Тнач и Ткон - возраст рыб в начале и конце периода, сут.
Основываясь на полученных данных в ходе исследований и учтенных биотехнических нормативах, можно оценить, насколько может быть реализована ростовая потенция у клариевого сома (рис. 1).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
42
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Рис. 1. Величина коэффициента массонакопления (Км) у клариевого сома на этапах выращивания
Как видно, на первых двух этапах величина Км самая низкая. Это подтверждает то, что значительная часть энергии питательных веществ корма расходуется у личинок сома на функциональные нужды и совершенствование пищеварительной системы. Эффективность усвоения питательных веществ корма в пищеварительном тракте, особенно в первые 20 сут. выращивания, достаточно низкая. Увеличение Км до самых высоких значений (0,23-0,25) на этапах выращивания сома от 1 до 500 г закономерно связано с эффективно функционирующей пищеварительной системой у неполовозрелых рыб. Очевидно, этому соответствует качество использованных кормов.
Гематологические параметры клариевого сома определяли в возрасте четырех, семи и десяти месяцев. Возраст четырех месяцев соответствовал крупному посадочному материалу, возраст семи и дясяти месяцев - товарной продукции. Молодь в возрасте четырех месяцев разделили на две группы по массе. Группа 1 массой до 100 г (средняя масса особей в контрольной группе составляла 93,10 ±3,5 г), группа2 рыб массой 200 г и более (средняя масса особей составляла 229,2 ±34,1 г), группа3 - семимесячные рыбы (достигали массы 489,5 ±48,8 г) и группа 4 - десятимесячная товарная рыба (782,60±42,66 г).
У четырехмесячной молоди из группы 2 установлен более высокий уровень содержание гемоглобина в эритроците (СГЭ) 55,29±1,85 пг, цветной показатель (ЦП) 1,66±0,06, концентрация эритроцитов (Э) - 1,32±0,04 Т-л-1 при значительном уровне концентрации лейкоцитов (Л) 34,14±1,55 Г-л-1 и общего белка (ОБС) 37,25±1,98 г-л-1 (табл. 1). Высокая пищевая активность наряду с высоким темпом роста и упитанностью, сопровождается повышением ОБС и концентрации лейкоцитов. Увеличению лейкопоэза у рыб способствует высокая температура. Поэтому несколько завышенные, на первый взгляд, концентрации ОБС и лейкоцитов являются естественными, поскольку рыбы выращивались при высокой температуре воды и максимальной пищевой активности (частота кормления достигала 2-3 раза в сут.).
43
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
Таблица 1Гематологические показатели клариевого сома, выращенного в УЗВ
Параметры Группа 1 Группа 2 Группа 3 Группа 4Hb, г • л-1 58,03±6,093 72,80±3,805 89,00±7,49 100,5±5,643,5Э, Т • л-1 1,01±0,08*>4 1,32±0,04*’3,5 1,94±0,093 2,41±0,254,5Л, Г • л-1 36,83±3,63 34,14±1,553 46,97±0,553 48,49±7,86ОБС, г • л-1 44,96±0,264 37,25±1,98 39,48±2,89 38,75±1,554СГЭ, пг 55,23±10,24 55,29±1,851 45,75±2,241 44,08±5,49ЦП 1,66±0,31 1,66±0,061 1,37±0,071 1,32±1,16СОЭ, мм - 2,14±0,09 3,13±0,31 3,83±0,33
*>** - различия достоверны между особями групп 1 и 2 при р<0,05 и 0,01; 12 - различия достоверны между рыбами группы 2 и 3 при р<0,05; и 0,001 соответственно; 34 - различия достоверны между особями групп 1 и 4 при р<0,05 и 0,001 соответственно; 5’6’7 - различия достоверны между особями групп 2 и 4 при р<0,01.
Особи из размерной группы 1 имели более низкую концентрацию эритроцитов (р<0,05) и высокую концентрацию белка (р<0,01), чем из группы 2, что отражает высокий уровень их пластического обмена и подтверждается их самым высоким коэффициентом массонакопления.
У более крупных и старших рыб из групп 3 и 4 отмечалась более высокая концентрация гемоглобина и эритроцитов, что связывается нами со снижением у них коэффициента массонакопления. Выдвинутое нами предположение в определенной степени подтверждается корреляционным анализом. Установлена сильная корреляционная связь между массой рыб и концентрацией гемоглобина (г=0,84), средняя отрицательная связь коэффициента массонакопления и Hb (г=0,64) и сильная положительна связь концентрации гемоглобина и эритроцитов (рис. 2).
Рис. 2. Корреляционная связь концентрации гемоглобина с массой и Км
Проведенный анализ позволяет сделать вывод, что у рыб сохраняется естественная динамика увеличения концентрации гемоглобина со снижением темпа роста, однако при специфичности принятой технологии у старшевозрастных рыб концентрация гемоглобина поддерживается за счет увеличения концентрации эритроцитов. Такое сгущение крови может быть ответной реакцией на биотехнику.
Лейкоцитарная формула у клариевого сома, выращенного в УЗВ, имела явно выраженный лимфоидный характер и была представлена агранулоцитами - лимфоцитами, моноцитами и гранулоцитами миелоидного ряда (миелоциты, метамиелоциты, палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилы), а также в небольшом количестве (менее 1 %) встречались псевдоэозинофилы и псевдобазофилы (табл. 2). Соотношение клеток белой крови у сома, вращиваемого в УЗВ, в течение 4 и 7 мес.находилось в пределах нормы для костистых рыб.
44
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Таблица 2Лейкоцитарная формула клариевого сома, выращенного в УЗВ, %
Форменные элементы крови Группа 1 Группа 2 Группа 3 Группа 4
Миелоцитынейтрофильные 6,14±0,93* 1,85±0,80* 4,75±1,44 4,33±1,15Метамиелоцитынейтрофильные 3,33±0,33 2,30±0,791 6,50±1,501 6,00±2,701Палочкоядерныенейтрофилы 2,33±0,33 1,60±0,32 2,25±0,95 6,08±1,961Сегментоядерные нейтрофилы 4,83±0,07* 1,60±1,00* 1,63±0,90 5,33±1,181Всего нейтрофилов (ОЧН) 16,67±1,20* 7,35±2,58* 15,13±2,90 21,75±5,451Псевдобазофилы 0,50±0,29 0,15±0,10 0,88±0,31 0,42±0,20Псевдоэозино-филы 0,33±0,17 0,35±0,22 0,63±0,24 0,40±0,15Моноциты 1,7±0,44 0,90±0,56 3,50±1,66 1,75±0,56Лимфоциты 81,3±1,17* 91,25±3,031 * 79,86±4,051 75,68±5,77ИСН 2,44±0,18 4,61±0,98 17,94±9,49 3,33±0,62ИСЛ 0,21±0,02* 0,09±0,03* 0,20±0,05 0,33±0,10
*- различия достоверны между сеголетками массой 50 - 100 г и сеголетками массой 100 - 500 г при р<0,05; 1 3 - различия достоверны между самками и самцами при р<0,05 и 0,001, соответственно.
Необходимо отметить, что лейкоцитарная формула особей из группы 1 и 2 имела достоверные отличия (рис. 2). Было установлено, что у сомов из группы 1 доля миелоцитов нейтрофильных достоверно выше в 3 раза, в 2 раза выше доля сегментоядерных нейтрофилов, ОЧН и ИСЛ. По нашему мнению, при прочих равных условиях отражает их высокий Км и высокую пищевую активность, однако нельзя полностью исключать и влияние самой массы при специфических условиях выращивания. Для установления гематологических параметров угря, выращиваемого в УЗВ, брали контрольные выборки рыб в возрасте 13 (группа 1), 15 (группа 2) и 19 (группа 3) мес., их значения приведены в табл. 3.
Таблица 3Гематологические показатели угря, выращенного в УЗВ
Параметры Группа 1 Группа 2 Группа 3Hb, г̂ л-1 83,4±6,81 108,8±4,1* 89,6±4,01,i
Э, Тл-1 1,23±0,14 1,32±0,06 1,46±0,07
СГЭ,пг 69,6±5,1 84,0±5,6* 61,62±2,5*
Л, Гл-1 41,82±4,58 48,16±3,84 36,25±5,56
ОБС, гл-1 37,66±2,712 53,65±2,952 53,54±3,102
1 - различия достоверны при р < 0,01 между группами 1 и 2; * - различия достоверны при р < 0,01 между группами 2 и 3; 2 - различия достоверны при р < 0,01 между группой 1 и группой 2 и 3.
45
Угорь из группы 1 средняя масса 79,3±5,6 г имел концентрацию гемоглобина 83,4±6,8 г-л-1. Рыбы из группы 2 за два мес. увеличили свою массу в 2,3 раза и достигли значений 187,3±15,5 г. Они имели достоверно большую концентрацию гемоглобина в сравнении с двумя другими группами рыб. Концентрация гемоглобина достигала максимального уровня 108,8±4,1 г-л-1. У рыб из группы 3 за 4 мес. выращивания в УЗВ масса заметно увеличилась в 3 раза и достигла 323,1±10,5 г, а концентрация гемоглобина существенно снизилась и составила 89,6±4,0 г-л-1.
Учитывая недоместифицированность данного объекта и достаточно стрессовый метод выращивания (высокая температура, сортировки, пересадки и т.д.), концентрация гемоглобина в крови угря была достаточно высокой и находилась в пределах, установленных для вида как в природных популяциях, так и при других методах выращивания. Например, Hb в крови угря, выловленного в Куршском заливе Балтийского моря, составляла 116 г-л-1. В более южных широтах у рыб из популяций Северной Африки особи массой 45-93 г имели Hb от 60 до 156 г-л-1. Рыбы из Адриатического моря аналогичной весовой категории имел Hb от 96 до 127 г-л-1 [8, 9]. Рыбы из прудовых товарных хозяйств имели концентрацию гемоглобина 111,8±0,41 г-л-1 и несмотря на разную биотехнику выращивания достоверных различий с выращенными нами в УЗВ не имели.
Нами установлено, что СГЭ у угря, выращенного в условиях УЗВ, в группе 1 составляло 69,6±5,1; в группе 2 достигло максимума - 84,0±5,6 и в группе 3 достоверно снизилось (p<0,01) до минимальных значений 61,62±2,5 пг. Угорь показывает при выращивании в УЗВ высокую обеспеченность гемоглобином одного эритроцита в течение всего периода выращивания в УЗВ от посадочного материала.
У европейского угря, выловленного в Куршском заливе СГЭ составляло 77,8 пг, у рыб из южных широт этот показатель был несколько ниже - 72,0 пг [8, 9].
Концентрация эритроцитов (Э) в крови европейского угря из рыбоводных хозяйств и природных популяций варьирует в широких пределах и зависит от множества факторов. Концентрация эритроцитов у угря массой около 100 г составляла 1,18±0,10 Т л -1. В крови рыб аналогичного размера из природных популяций северной Африки она была 1,60±0,73 Т л -1, рыб из Куршского залива массой от 45 до 100 г - 1,48-1,50 Т л -1 [8, 9]. Концентрации эритроцитов и лейкоцитов крови угря, выращенного в УЗВ, в исследованных группах были близки и достоверно не различались. Однако если концентрация эритроцитов лежала в пределах значений, установленных для вида, то концентрация лейкоцитов была значительно выше, чем у рыб из естественной популяции (табл. 3).
При сравнении концентрации лейкоцитов угря, выращенного в УЗВ, и рыб из некоторых природных популяций, можно констатировать, что концентрация лейкоцитов, установленная нами, была значительно выше. Так, концентрация, установленная нами, более чем на 60 % была выше, чем таковая для угря из Куршского залива. Такие высокие значения концентрации лейкоцитов у угря из УЗВ являются естественными и были вызваны рядом обстоятельств: адаптацией природной молоди к новым условиям, комплексным влиянием специфических факторов выращивания, высокой пищевой активностью молоди, обеспечившей увеличение массы угря более чем в 4 раза за полгода исследований.
Высокий уровень пищевой активности подтверждается и высоким уровнем ОБС и коэффициентом массонакопления (табл. 3), который увеличивается по мере адаптации молоди к условиям УЗВ. Концентрация белка в сыворотке крови зависит от интенсивности и характера питания, уровня обмена веществ, которые, в свою очередь, в значительной степени связаны с термическими и гидрологическими условиями обитания и выращивания, физиологическим состоянием рыбы. Высокое содержание ОБС в пределах установленных норм является благоприятным признаком; значительные потери белка связаны со снижением жизнестойкости и могут сопровождаться гибелью рыб. ОБС служит экспресс-тестом определения уровня физиологического состояния рыб при выращивании в индустриальных хозяйствах, свидетельствующим об интенсивности питания и обменных процессов.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
46
Значения концентрации общего белка в сыворотке крови угря, выращенного в УЗВ, были на высоком уровне и достоверно не различались, что свидетельствует о высокой пищевой активности и высоком уровне пластического обмена (табл. 3).
Несмотря на тот факт что лейкоцитарная формула изменяется на протяжении жизненного цикла, связи с изменением физиологического состояния особей и факторов внешней среды у исследованных рыб, выращенных в УЗВ, установлено не было. За весь период выращивания только у рыб в группе 2 количество нейтрофилов сдвинулось в сторону молодых форм, что подтверждается достоверным увеличением у них ИСН. Возможно, данное изменение связано с адаптацией молоди. Несмотря на это все значения лежали в доверительных границах нормы для костистых рыб. В периферической крови были обнаружены восемь форм лейкоцитов (табл. 4).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Таблица 4Лейкоцитарная формула европейского угря, выращенного в УЗВ, %
Параметры Группа 1 Группа 2 Группа 3Миелоциты нейтрофильные 2,6±0,7 1,4±0,4 0,9±0,3Метамиелоциты нейтрофильные 1,3±0,5 1,3±0,7 1,0±0,3Палочкоядерные нейтрофилы 0,8±0,3 0,8±0,2 0,7±0,4Сегментоядерные нейтрофилы 0,6±0,2 1,1±0,4 1,4±0,7Общее число нейтрофилов 5,3±0,9 4,6±1,3 4,0±0,9Псевдоэозинофилы 0,1±0,1 - 0,1±0,1Псевдобазофилы 0,5±0,3 0,2±0,1 0,3±0,3Моноциты 0,7±0,4 0,2±0,1 0,3±0,2Лимфоциты 93,4±1,2 95,1±1,2 95,3±0,7ИСН 7,88±1,35! 3,61±1,09! 2,31±0,54ИСЛ 0,06±0,01 0,05±0,02 0,05±0,01
Оценка ростовой потенции клариевого сома и европейского угря, выращиваемых в УЗВ, по величине коэффициента массонакопления и выделения в стандартной формуле величины экологического коэффициента на уровне средних и высоких значений (0,5-0,7) подтвердила соответствие ее благополучия условиям выращивания. Поэтому проведенный анализ красной и белой крови исследуемых рыб позволил выйти на уровень оценки гематологических показателей, соответствующих специфическим условиям искусственной экосистемы УЗВ. Стабильность условий по температуре воды, содержанию в ней растворенного кислорода величине водородного показателя, концентрации азотистых соединений, применяемой системе нормированного кислорода, проявилась в определенной величине и динамике показателей.
У сома, выращиваемого в УЗВ, установлена корреляционная связь концентрации гемоглобина с массой тела и коэффициентом массонакопления. Оценка гематологических показателей, данная с учетом изменения размерно-возрастных характеристик рыб, позволила установить гематологический статус сома и угря, определяемый видовыми особенностями и условиями выращивания рыб в УЗВ. Установленный гематологический статус клариевого сома и угря, выращиваемых в УЗВ, в дальнейшем может быть использован для оценки физиологического состояния и условий выращивания в УЗВ.
47
ЛИТЕРАТУРА1. Хрусталев Е.И. Биологические и технологические основы угреводства. Оль-
штын: Соларис Друк, 2013. 306 с.2. Купинский С.Б. Продуктивные возможности объектов аквакультуры. Аст
рахань: Изд-во ДФ ФГОУ ВПО «АГТУ», 2007. 133 с.3. Современные проблемы и перспективы развития аквакультуры / Е.И. Хру
сталев, Т.М. Курапова, О.Е. Гончаренок, К.А. Молчанова. Спб.: Лань, 2017. 416 с.4. Adamek Z. 2005. NASO-PAFAD study reports o f Czech Republic.5. Гематологические показатели годовиков радужной форели при выращива
нии в УЗВ / К.А. Молчанова, Е.И. Хрусталев, Г.Г. Серпунин, Л.В. Савина // Рыбное хозяйство, 2018. № . С. 69 - 72.
6. Иммунологические показатели радужной форели, выращиваемой в УЗВ / К.А. Молчанова, Е.И. Хрусталев, Т.М. Курапова // Рыбное хозяйство, 2018. № . С. 73 - 79.
7. Проскуренко И.В. Замкнутые рыбоводные установки. М.: ВНИРО, 2003. 152 с.
8. Studies on Anguillicoliasis in cultured Anguilla anguilla fish farms in Delta region, Egypt with special reference to hematological, biochemical changes and treatment / Hussien A.M.Osman, Abd El-Mohsen, H. Mohamed , Ahmed. E. Noor El-Deen and Ahmed.M.E., El-Refaey // Researcher, 2012. № 4(11). Pp. 77-83.
9. Comparative hematology o f wild Anguilliformes (Muraena Helena, L. 1758, Conger conger, L. 1758 and Anguilla anguilla L. 1758) / D. Dikic', D. Lisici, S. Matic- Skoko, P. Tutman, D. Skaramuca, Z. Franic, B. Skaramuca // Animal Biology, 2013. № 63. Pp. 77-92.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
REFERENCES
1. Khrustalev E.I. Biologicheskie i tehnologicheskie osnovy ugrevodstva [Biological and technological bases o f eel breeding]. Olsztyn: Solaris Druk, 2013. 306 p. (Russian).
2. Kupinskij S.B. Produktivnye vozmozhnosti ob#ektov akvakul’tury [Productive capabilities o f aquaculture facilities]. Astrahan’: Izd-vo DF FGOU VPO «AGTU», 2007. 133 s. (Russian).
3. Sovremennye problemy i perspektivy razvitiya akvakul’tury [Modern problems and prospects for the development o f aquaculture.], E.I. Khrustalev, T.M. Kurapova,O. E. Goncharenok, K.A. Molchanova, Spb.: Lan’, 2017, 416 pp. (Russian).
4. Adamek Z, 2005. NASO-PAFAD study reports o f Czech Republic.5. Gematologicheskie pokazateli godovikov raduzhnoj foreli pri vyrashhivanii v
UZV [Hematological indices o f yearlings o f rainbow trout when grown in RAS] / K.A. Molchanova, E.I. Hrustalev, G.G. Serpunin, L.V. Savina // Rybnoe hozjajstvo, 2018. № . S. 69 - 72. (Russian).
6. Immunologicheskie pokazateli raduzhnoj foreli, vyrashhivaemoj v UZV [Immunological parameters o f rainbow trout, grown in the RAS] / K.A. Molchanova, E.I. Hrustalev, T.M. Kurapova // Rybnoe hozjajstvo, 2018. № . S. 73 - 79. (Russian).
7. Proskurenko I.V. Zamknutye rybovodnye ustanovki [Closed hatcheries]. M.: VNIRO, 2003. 152 s. (Russian).
8. Studies on Anguillicoliasis in cultured Anguilla anguilla fish farms in Delta region, Egypt with special reference to hematological, biochemical changes and treatment / Hussien A.M.Osman, Abd El-Mohsen, H. Mohamed , Ahmed. E. Noor El-Deen and Ahmed.M.E., El-Refaey // Researcher, 2012. № 4(11). Pp. 77-83.
9. Comparative hematology o f wild Anguilliformes (Muraena Helena, L. 1758, Conger conger, L. 1758 and Anguilla anguilla L. 1758) / D. Dikic', D. Lisici, S. Matic-Skoko,P. Tutman, D. Skaramuca, Z. Franic, B. Skaramuca // Animal Biology, 2013. № 63. Pp. 77-92.
48
Сельскохозяйственная продукция
УДК 633.63:631.81:664.12 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10031
Формирование технологического качества корнеплодов сахарной свеклы под действием внекорневых подкормок
Formation of sugar beet root technological quality under influence of foliar applications
Вед. науч. сотрудник Л.Н. Путилина (ORCID 0000-0002-5991-5235), (Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара им. А.Л. Мазлумова) лаборатория хранения и переработки сырья, 8(960)104-39-58 E-mail: [email protected]
науч. сотрудник Д.С. Гаврин,(Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара им. А.Л. Мазлумова) отдел семеноводства и семеноведения сахарной свеклы E-mail: [email protected]
профессор Н.Г. Кульнева (ORCID 0000-0003-3802-9071)(Воронежский государственный университет инженерных технологий) кафедра технологии бродильных и сахаристых производств E-mail: [email protected]
Leading research officer L.N. Putilina,(The A.L. Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar) laboratory of row material storage and processing, 8(960)104-39-58 E-mail: [email protected]
Research officer D.S. Gavrin,(The A.L. Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar) sugar beet seedgrowing department E-mail: [email protected]
Professor N.G. Kulneva(Voronezh State University of Engineering Technologies) chair of fermentation and sugar industries technology E-mail: [email protected]
Реферат. В последние годы особый интерес возникает к качеству выращенного урожая сахарной свеклы и последующей его переработки с максимальным извлечением сахара. Основным фактором повышения продуктивности и улучшения технологических показателей корнеплодов является обеспечение сбалансированного минерального питания макро- и микроэлементами, что достигается в том числе с помощью внекорневых подкормок. Цель работы состояла в изучении влияния внекорневых подкормок комплексными удобрениями на рост и развитие растений, а следовательно, на величину урожая и его качество. Состав экспериментального удобрения был предложен отделом семеноводства и семеноведения ВНИИСС изначально для подкормки маточной свеклы на основании показателей выноса сахарной свёклой макро-, мезо- и микроэлементов, приведенных в различных литературных источниках. Экспериментальное удобрение получено из хелатов отдельных микроэлементов и хорошо растворимых солей макроэлементов, выпускаемых химическими предприятиями, специализирующимися на производстве минеральных удобрений. В результате исследований установлено положительное влияние комплексных удобрений в качестве внекорневой подкормки сахарной свеклы на формирование большей площади ассимиляционной поверхности листьев и сохранение их фотосинтетического потенциала в активном состоянии до начала уборки. В варианте с экспериментальным удобрением получена наибольшая прибавка урожая корнеплодов и более высокий сбор сахара: на удобренном фоне - 4,4 и 7,98 т/га, на неудобренном фоне - 2,2 и 4,53 т/га соответственно. Внесение данного комплексного удобрения в качестве внекорневой подкормки способствовало получению корнеплодов с лучшими технологическими качествами, обеспечивающими наименьшие потери сахара в мелассе и наибольший прогнозируемый выход сахара на заводе: 1,79 и 14,11 % (удобренный фон); 1,44 и 14,38 % (неудобренный фон) соответственно. Это связано с тем, что элементы, входящие в состав экспериментального удобрения, оказывали положительное влияние на ростовые процессы, усиливали процесс фотосинтеза, улучшали углеводный обмен.
© Путилина Л.Н., Гаврин Д.С., Кульнева Н.Г., 2020
49
Summary. The problem of sugar beet yield quality and its subsequent processing with the maximum sugar extraction has attracted special interest last years. To provide macro- and microelements for balanced mineral nutrition is a main factor to increase productivity and improve technological indices of beet roots that is achieved by foliar applications as well. Aim of the work was to study influence of complex fertilizers’ foliar applications upon growth and development of plants, and, hence, on yield quantity and quality. An experimental fertilizer composition based on indices of macro-, meso- and microelements removal by sugar beet presented in different literature was proposed by the Seed-growing department of The A.L. Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar, primarily, to be used for additional fertilizing of mother roots. The experimental fertilizer was obtained from chelates of individual microelements and well-soluble macronutrient salts produced by mineral fertilizer manufacturers. The investigations resulted in revealing a positive influence of complex fertilizers as foliar applications for sugar beet upon formation of greater assimilation surface area of leaves and keeping their photosynthetic potential active till harvesting was determined. The greatest gain in beet root yield and higher sugar yield (4.4 and 7.98 t/hectare with fertilized background, and 2.2 and 4.53 t/hectare with unfertilized background, accordingly) were obtained in the variant with the experimental fertilizer. Use of this complex fertilizer as a foliar application promoted obtaining of beet roots with better technological qualities providing the least molasses sugar losses and the greatest sugar output at factory: 1.79 and 14.11 % (the fertilized background); 1,44 and 14,38 % (the unfertilized background), accordingly. It was because of the elements being part of the experimental fertilizer that had a positive effect on growth processes, enhanced photosynthesis process, and improved carbohydrate metabolism.
Ключевые слова: сахарная свёкла, внекорневые подкормки, фотосинтез, продуктивность, технологическое качество, выход сахара.
Key words: sugar beet, foliar applications, photosynthesis, productivity, technological quality, sugar output.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
В последние годы особый интерес возникает к качеству выращенного урожая сахарной свеклы и последующей его переработки с максимальным извлечением сахара. Как культура интенсивного типа требовательна к условиям питания. Основными элементами, которые сахарная свекла потребляет в относительно больших объемах, являются азот, фосфор, калий, магний, кальций и натрий. Однако немаловажное значение в питании данной культуры принадлежит микроэлементам (бор, марганец, сера, железо медь, цинк, молибден и др.), содержание которых составляет тысячные и десятитысячные доли массы растений. Агрохимическая и физиологическая роль микроэлементов состоит в том, что они улучшают обмен веществ и устраняют его функциональные нарушения; содействуют нормальному течению физиолого-биохимических процессов; положительно влияют на процессы синтеза хлорофилла; повышают иммунитет растений и их устойчивость к болезням; предотвращают физиологическую депрессию, вызванную природно-климатическими стрессами, действием пестицидов; воздействуют на интенсивность разнообразных ферментных процессов (окислительно - восстановительные реакции в растениях) как активаторы или как ингибиторы активности; положительно влияют на урожай и качество растительной продукции [1, 2].
В случаях, когда поглощение элементов минерального питания затруднено, дополнительным их источником может стать внекорневая подкормка. Вопросами, касающимися внекорневых подкормок, занимались многие исследователи, в том числе и сотрудники ВНИИСС (Дворянкин Е.А., Минакова О.А., Косякин П.А. и др.). Внекорневые подкормки делятся на две группы: корректирующие и стимулирующие. Корректирующие подкормки предназначены для оперативного устранения дефицита того или иного элемента питания в процессе вегетации растений, стимулирующие - для повышения качественных и количественных характеристик урожая, устойчивости культуры к неблагоприятным внешним факторам [3].
50
В настоящее время существует большое количество препаратов для внекорневых подкормок, содержащих микроэлементы. Многие из этих удобрений являются универсальными и предназначаются для подкормки различных сельскохозяйственных культур. При этом в зависимости от культуры меняются дозы и кратность подкормок, но соотношение элементов питания в препарате остается постоянным. Важную роль играет химическая форма микроэлементов в удобрениях. Наиболее технологичной в настоящее время считается хелатная форма, когда микроэлементы находятся в соединениях с комплексообразующими веществами: EDTA (этилендиамин-тетрауксусная кислота) и DTPA диэтилентриа- минпентауксусная кислота). Микроэлементы, находящиеся в хелатной форме, при внекорневой подкормке лучше усваиваются растениями и практически не конкурируют друг с другом в растворе (отсутствует эффект антагонизма ионов) в отличие от простых солей этих элементов. При наличии в комплексном удобрении макро- и мезоэлементов последние также должны находиться в виде хорошо растворимых химических соединений [4, 5].
В связи с вышеизложенным исследования по изучению влияния внекорневых подкормок комплексными удобрениями на рост и развитие растений, а следовательно, на урожайность и технологическое качество корнеплодов сахарной свёклы представляют научный и практических интерес.
Научные исследования проводили в 2018-2019 гг. на базе лаборатории хранения и переработки сырья ФГБНУ «ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова» с закладкой полевого опыта. Влияние внекорневой подкормки сахарной свёклы изучалось на двух фонах удобренности:
контроль (без удобрений);удобренный фон - внесение удобрений под все культуры севооборота, в том
числе под сахарную свеклу - NieoPieoKieo. Всего N59P59K59 и 11 т навоза на 1 га севооборотной площади.
Схема опыта включала следующие варианты:1) контроль (без внекорневой подкормки);2) эталон - внесение комплексных водорастворимых удобрений АО «ОХК
«УРАЛХИМ»: SOLAR УНИВЕРСАЛ 19:19:19+МЭ (1-е внесение) и SOLAR ФИНАЛ 12:6:36+2,5MgO+M3 (2-е внесение) с нормой расхода 4 кг/га. Норма расхода рабочего раствора - 200 л/га;
3) эксперимент - проведение внекорневой подкормки растений комплексным водорастворимым удобрением, состав которого был предложен отделом семеноводства и семеноведения ВНИИСС изначально для подкормки маточной свеклы на основании показателей выноса сахарной свёклой макро-, мезо- и микроэлементов, приведенных в различных литературных источниках [3]. Экспериментальное удобрение получено из хелатов отдельных микроэлементов и хорошо растворимых солей макроэлементов, выпускаемых химическими предприятиями, специализирующимися на производстве минеральных удобрений (табл. 1).
Таблица 1Содержание элементов питания в экспериментальном удобрении ВНИИСС
для внекорневых подкормок сахарной свеклы, %
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Nобщ P2O5 K2O Na2O CaO MgO SO3 Cl Fe Mn B Zn Cu Mo
4,92 1,64 9,85 1,64 2,46 1,64 2,98 2,54 0,657 0,329 0,164 0,164 0,041 0,004
51
Все компоненты данной смеси представлены в порошковой форме, хорошо растворимы в воде, что дало возможность изготовить сухое концентрированное комплексное удобрение для сахарной свеклы. Норма расхода препарата на фабричной свекле составила 2 кг/га, норма расхода рабочего раствора - 200 л/га.
Опыт был заложен методом рендомизированных повторений в трехкратной повторности. Общая площадь опытной делянки составила 648 м2, учетной - 18 м2. Внекорневую подкормку проводили двукратно.
Урожайность сахарной свеклы определяли количественно-весовым методом; содержание хлорофилла в листьях - с помощью N-тестера; показатели технологического качества корнеплодов (сахаристость, а-аминный азот, калий, натрий) - на автоматизированной системе Betalyser. Объектом исследований являлись корнеплоды сахарной свеклы гибрида отечественной селекции РМС-120 (ВНИИСС).
Известно, что микроэлементы оказывают существенное влияние на накопление сахара в свёкле, которое определяется двумя главными факторами - поступлением углеводов из листьев и интенсивностью синтеза сахарозы в корнеплодах. Важным условием для этого процесса является развитие фотосинтетического аппарата растений. При наличии мощного ассимиляционного аппарата в листьях образуются растворимые углеводы, которые, превращаясь в транспортные формы, обеспечивают постоянный приток моносахаридов и сахарозы в корнеплоды [6].
На формирование и продуктивность работы листового (фотосинтетического) аппарата растений большое влияние оказывают условия внешней среды, а именно температура, водообеспеченность, солнечная радиация, минеральное питание и др. [7]. В связи с этим в наших исследованиях была поставлена задача - установить влияние внекорневых подкормок на показатель массы листьев и активизацию процессов фотосинтеза (содержание хлорофилла, продуктивность фотосинтеза с учетом общей вегетативной массы).
Установлено, что внекорневая подкормка комплексными удобрениями растений сахарной свеклы способствовала увеличению площади фотосинтезирующей поверхности листьев. Так, на удобренном фоне данный показатель был на уровне 117,9-121,4 см2 и на неудобренном фоне - 79,9-82,5 см2, что выше в сравнении с контрольными вариантами на 15,9-19,4 и 2,3-5,6 % соответственно (табл. 2).
Таблица 2Влияние внекорневых подкормок на особенности формирования
фотосинтетического аппарата растений сахарной свеклы
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Вариант
Средняя площадь поверхности одного активно фотосинте
зирующего листа, см2
Содержание хлорофилла (показание N-
тестера), усл. ед.
Коэффициентпродуктивности
фотосинтеза
Кпф % к контролю
Удобренный фон
Контроль 101,7 512 4,58 -Эталон 121,4 532 5,69 24,2Эксперимент 117,9 546 5,67 23,8
Неудобренный фон
Контроль 78,1 426 4,15 -Эталон 82,5 470 4,84 16,6Эксперимент 79,9 458 4,56 9,9
52
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Применение внекорневых подкормок способствовало увеличению содержания хлорофилла: на удобренном фоне - на 20-34 усл. ед., на неудобренном фоне - на 32-44 усл. ед. в сравнении с контрольными вариантами (512 и 426 усл. ед. соответственно) .
Следует отметить, что наибольший коэффициент продуктивности фотосинтеза наблюдался в эталонном варианте с применением водорастворимых минеральных удобрений АО «ОХК «УРАЛХИМ»: на удобренном фоне он составил 5,69, что на 24,2 % выше контрольного варианта (4,58); на неудобренном фоне - 4,84, что на 16,6 % выше в сравнении с соответствующим контролем (4,15).
Наблюдения показали, что к первому сроку уборки в контрольном варианте масса ботвы сахарной свеклы составила на неудобренном фоне 2,01 кг, на удобренном фоне - 2,88 кг, что ниже, чем в вариантах с внекорневыми подкорками соответственно на 16,9-17,9 % и 5,5-14,6 %. Аналогичная тенденция наблюдалась и ко второму сроку уборки. Однако следует отметить снижение массы ботвы сахарной свеклы, обусловленное отмиранием листьев (рис. 1).
Рис. 1. Масса ботвы растений сахарной свеклы в зависимости от применения внекорневых подкормок
О положительном влиянии внекорневых подкормок комплексными удобрениями на развитие растений можно судить и по такому показателю, как отношение массы ботвы к массе корнеплодов. На момент первого срока уборки в вариантах с внекорневыми подкормками данный показатель был больше в сравнении с контрольным вариантом: на удобренном фоне - на 8,6-14,3 %, на неудобренном - на 2,9-8,8 %. Это говорит о большей величине ассимиляционной поверхности листьев на единицу массы корнеплодов в вариантах с применением комплексных удобрений. Ко второму сроку уборки рост корнеплодов опережал рост листьев, поэтому отмечено снижение показателя отношения массы ботвы к массе корнеплодов во всех вариантах опыта в 1,3-2,1 раза (рис. 2).
53
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
Неудобренный фон Удобренный фон
Щ 1 срок уборки 2 срок уборки
| 1 срок уборки Щ 2 срок уборки
Рис. 2. Влияние внекорневой подкормки на развитие листовой поверхности и корнеплодов сахарной свеклы
Средняя масса корнеплода к первому сроку уборки изменялась по вариантам от 249 до 304 г на неудобренном фоне и от 418 до 451 г - н а удобренном фоне, ко второму сроку уборки этот показатель увеличился до 272352 г и 475-532 г соответственно. Наибольший средний вес корнеплода отмечен в варианте с экспериментальным удобрением. Так, во второй срок уборки в сравнении с контрольным вариантом на удобренном фоне данный показатель был выше на 12,0 %, на неудобренном - на 29,4 %. Применение экспериментального удобрения обеспечило наибольший среднесуточный прирост массы корнеплода, который был на уровне 4,3 г на удобренном фоне и 2,5 г - на неудобренном фоне. В контрольном варианте данный показатель составил 3,0 и 1,2 г соответственно, в эталонном варианте - 3,6 и 1,8 г.
Относительно варианта без подкормки максимальная прибавка урожая на изучаемых гибридах была получена во второй срок уборки в экспериментальном варианте: на удобренном фоне - 4,4 т/га (или 10,4 %) при урожайности в контрольном варианте 39,8 т/га, на неудобренном фоне - 2,2 т/га (или 8,9 %) при урожайности в контроле 23,0 т/га. В то же время на эталонном варианте отмечена несколько меньшая прибавка урожая корнеплодов: на удобренном фоне - 3,6 т/га (или 8,5 %), на неудобренном - 1,8 т/га (или 7,3 %) (табл. 3).
Достоверных различий по биологической урожайности между вариантами с применением комплексных удобрений не выявлено.
54
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Таблица 3Влияние внекорневой подкормки на продуктивность гибридов сахарной свеклы
Вариант
Средний вес корнеплода, г Среднесуточный
прирост массы корнеплода, г
Биологическая урожайность, т/га
1 срок уборки
2 срок уборки 1 срок уборки 2 срок убор
киУдобренный фон
Контроль 418 475 3,0 39,8 42,3Эталон 435 504 3,6 43,2 45,9Эксперимент 451 532 4,3 43,9 46,7НСРо,5 2,1 2,2
Неудобренный фонКонтроль 249 272 1,2 23,0 24,7Эталон 273 307 1,8 24,6 26,5Эксперимент 304 352 2,5 25,1 26,9НСРо,5 1,0 1,1
Важным технологическим показателем сахарной свеклы является содержание в ней сахарозы, так как она является базовым показателем при расчете выхода кристаллического сахара при переработке свеклосырья. В результате технологической оценки корнеплодов исследуемых вариантов опыта отмечено снижение сахаристости ко второму сроку уборки, что вызвано обильным выпадением осадков. Установлено, что при обработке посевов экспериментальным препаратом содержание сахара в корнеплодах увеличилось на 0,21 абс. % на удобренном фоне и на 0,24 абс. % - на неудобренном в сравнении с контрольными вариантами, в которых данный показатель был на уровне 17,37 и 17,62 % соответственно. Существенных различий между эталонным и экспериментальным вариантами не наблюдалось (рис. 3).
■ 1 срок уборки я 1 срок уборки■ 2 срок уборки в 2 срок уборки
Рис. 3. Влияние внекорневой подкормки на содержание сахара в корнеплодах гибрида РМС-120
55
Сахаристость - это важный, но отнюдь не единственный критерий качества сахарной свеклы. Калий, натрий и а-аминный азот являются наиболее вредоносными мелассообразователями и играют отрицательную роль при извлечении сахара, а также увеличивают потери его в мелассе. Установлено, что на удобренном фоне в сравнении с неудобренным прогнозируемые потери сахара при переработке корнеплодов сахарной свеклы аналогичного качества в среднем по всем вариантам опыта выше на 24,7 % (табл. 4).
Таблица 4Влияние внекорневой подкормки на технологические показатели сахарной свеклы
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
ВариантNa +,
ммоль/100 г свеклы
К +,ммоль/ 100 г
свеклы
q-NH2, ммоль/100 г
свеклы
Потери сахара в
мелассе, %
Выходсахара,
%Удобренный фон
Контроль 1,13 5,48 3,62 2,14 13,55Эталон 1,08 4,68 3,51 2,01 14,07Эксперимент
0,68 4,68 2,79 1,79 14,11
Неудобренный фонКонтроль 0,47 4,79 1,81 1,55 14,03Эталон 0,40 4,88 1,52 1,48 14,35Эксперимент
0,43 4,59 1,50 1,44 14,38
Наименьшие потери сахара в мелассе и наибольший выход сахара на заводе наблюдались в экспериментальном варианте, где они были на уровне соответственно, 1,79 и 14,11 % (удобренный фон), 1,44 и 14,38 % (неудобренный фон). Возможно, это объясняется тем, что элементы, входящие в состав экспериментального удобрения, оказывали положительное влияние на ростовые процессы, усиливали процесс фотосинтеза, способствовали поглощению основных элементов питания, улучшали углеводный обмен, что в конечном итоге повлияло на технологическое качество корнеплодов.
Основным показателем, характеризующим эффективность свекловичного производства, является биологический сбор сахара с одного гектара, который напрямую зависит от урожайности и сахаристости корнеплодов. Имеющиеся данные позволяют судить о том, что более высокий сбор сахара с 1 га посева ко второму сроку уборки был получен в варианте с внесением экспериментального комплексного удобрения: 7,98 т/га на удобренном фоне и 4,53 т/га - на неудобренном (в контроле 7,14 и 4,10 т/га соответственно) (рис. 4).
Рис. 4. Биологический сбор сахара в зависимости от внекорневых подкормок
56
Прибавка относительно контроля в данном варианте составила: на удобренном фоне - 11,8 %, на неудобренном - 10,5 %. Существенных различий между вариантами с внекорневыми подкормками не отмечено, отклонение не превысило 3,0 %.
Установлено положительное влияние комплексных удобрений в качестве внекорневой подкормки сахарной свеклы на формирование большей площади ассимиляционной поверхности листьев и сохранение их фотосинтетического потенциала в активном состоянии до начала уборки. В варианте с экспериментальным удобрением получена наибольшая прибавка урожая корнеплодов и более высокий сбор сахара: на удобренном фоне - 4,4 и 7,98 т/га, на неудобренном фоне- 2,2 и 4,53 т/га соответственно. Внесение экспериментального комплексного удобрения в качестве внекорневой подкормки способствовало получению корнеплодов с лучшими технологическими качествами, обеспечивающими наименьшие потери сахара в мелассе и наибольший выход сахара на заводе: на удобренном фоне - 1,79 и 14,11 %; на неудобренном фоне - 1,44 и 14,38 % соответственно.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лицуков С.Д., Акинчин А.В., Трофимова Е.А. Влияние микроудобрений на урожай и качество сахарной свеклы в условиях юго-западной части ЦЧР / / Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2014. - №9.- С. 46-48.
2. Минакова О.А., Косякин П.А., Александрова Л.В. Эффективность различных видов подкормки сахарной свеклы в ЦЧР // Сахар. - 2019. - №3. - С. 52-55.
3. Гаврин Д.С., Бартенев И.И. Экспериментальный состав комплексного удобрения для сахарной свёклы // Наука - свекловодству: Сборник научных трудов, посвященный 95-летию ФГБНУ «ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова». - Воронеж: Воронежский ЦНТИ филиал ФГБУ «РЭА» Минэнерго России, 2017. - С. 171-175.
4. Аскаров В.Р. Влияние микроудобрений и фунгицидов на продуктивность свекловичных посевов // Сахарная свёкла. - 2016. - № 9. - С. 39-42.
5. Путилина Л.Н., Косякин П.А., Лазутина Н.А. Влияние микроудобрений в хелатной форме на технологическое качество и продуктивность сахарной свёклы в условиях ЦЧР // Сахар. - 2018. - №3. - С. 42-45.
6. Жердецкий И.Н., Смирных В.М. Внекорневая подкормка микроудобрениями и площадь ассимиляционного аппарата / / Сахарная свекла. - 2010. - №3. - С 31-34.
7. Костюкович Т.К. Влияние агрометеоролологических условий на фотосинтетическую продуктивность сахарной свеклы // Украинский гидрометеорологический журнал. - 2009. - №5. - С. 163-167.
REFERENCES
1. Litsukov S.D., Akinchin A.V., Trofimova E.A. Vliyanie mikroudobreniy na urozhay i kachestvo sakharnoy svekly v usloviyakh yugo-zapadnoy chasti TsChR [Influence of microfertilizers on sugar beet yield and quality under conditions of south -west part o f the Central Black-Earth Region] Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii, 2014, No. 9, pp. 46-48.
2. Minakova O.A., Kosyakin P.A., Aleksandrova L.V. Effektivnost razlichnykh vidov podkormki sakharnoy svekly v TsChR [Effectiveness of different types o f sugar beet additional fertilizing in the Central Black-Earth region] Sakhar, 2019, No. 3, pp. 52-55.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
57
3. Gavrin D.S., Bartenev I.I. Eksperimentalnyy sostav kompleksnogo udobreniya dlya sakharnoy svekly [Experimental composition o f complex fertilizer for sugar beet] Nauka - sveklovodstvu: Sbornik nauchnykh trudov, posvyashchennyy 95-letiyu FGBNU “VNIISS im. A.L. Mazlumova”, Voronezh: Voronezhskiy TsNTI filial FGBU “REA” Minenergo Rossii, 2017, pp. 171-175.
4. Askarov V.R. Vliyanie mikroudobreniy i fungitsidov na produktivnost sveklovichnykh posevov [Productivity o f sugar beet depending on use microfertilizers and fungicides] Sakharnaya svekla, 2016, No. 9, pp. 39-42.
5. Putilina L.N., Kosyakin P.A., Lazutina N.A. Vliyanie mikroudobreniy v khelatnoy forme na tekhnologicheskoe kachestvo i produktivnost sakharnoy svekly v usloviyakh TsChR [Influence o f microfertilizers in chelate form on technological quality and productivity o f sugar beet under the Central Black-Earth Region conditions], Sakhar, 2018, No. 3, pp. 42-45.
6. Zherdetskiy I.N., Smirnykh V.M. Vnekornevaya podkormka mikroudobreniyami i ploshchad assimilyatsionnogo apparata [Foliar fertilizing o f sugar beet with microfertilizers and area o f assimilating apparatus] Sakharnaya svekla, 2010, No. 3, pp. 31-34.
7. Kostyukovich T.K. Vliyanie agrometeorolologicheskikh usloviy na fotosinteticheskuyu produktivnost sakharnoy svekly [Influence o f meteorology conditions on sugar beet photosynthetic efficiency] Ukrainskiy gidrometeorologicheskiy zhurnal, 2009, No. 5, pp. 163-167.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
58
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
УДК 664.8.03 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10032
Влияние электромагнитных полей крайне низких и сверхнизких частот и биопрепарата витаплан
на активность пероксидазы, полифенолоксидазы и содержание полифенольных веществ
в яблоках в процессе хранения
Influence of electromagnetic fields of extremely low and super low frequency and microbial pesticide vitaplan
on peroxidase and polyphenol oxidase activity and total polyphenolic content in apples during storage
Ст. науч. сотрудник С.М. Горлов, вед. науч. сотрудник Т.В. Першакова, ст. науч. сотрудник В.В. Лисовой, ст. науч. сотрудник Г.А. Купин, мл. науч. сотрудник А.А. Тягущева, ст. науч. сотрудник В.Н. Алёшин(«Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» - филиал ФГБНУ "Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия» (КНИИХП - филиал ФГБНУ СКФНЦСВВ)) отдел хранения и комплексной переработки сельскохозяйственного сырья E-mail: [email protected]
Senior researcher S.M. Gorlov, Leading researcher T.V. Pershakova, Senior researcher V.V. Lisovoy, Senior researcher G.A. Kupin, Junior researcher A.A. Tiagushevа, Senior researcher V.N. Aleshin(«Krasnodar Research Institute of Agricultural Products Storage and Processing» - branch of FSBSO «North-Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture & Viniculture» (KRIAPSP - branch of FSBSO NCFSCHV) department of storing and complex processing of agricultural raw materials E-mail: [email protected]
Реферат. Представлены результаты изучения влияния обработок яблок сорта Алые Паруса электромагнитными полями крайне низких и сверхнизких частот и биопрепаратом «Витаплан», содержащим бактерии Bacillus Subtilis ВКМ B-2604D и ВКМ B-2605D, на изменение активности пероксидазы, полифенолоксидазы и содержание полифенольных веществ. Установлен различный характер изменения вышеназванных показателей в зависимости от способа обработки яблок перед закладкой на хранение. Способами обработки, приводившими к наибольшему увеличению активности пероксидазы, являются водный раствор биопрепарата «Витаплан» 1010 КОЕ/мл и электромагнитные поля сверх низких частот (35 Гц, 12 мТл, 30 мин). Существенное увеличение активности полифенолоксидазы наблюдалось только в случае обработки биопрепаратом Витаплан. Увеличение содержания общих полифенолов по сравнению с контролем было зафиксировано после обработки электромагнитными полями крайне низких частот (20 Гц, 8 мТл, 40 мин) и сверхнизких частот, в то время как обработка биопрепаратом «Витаплан» не приводила к увеличению данного показателя. Более глубокое изучение данного феномена представляет интерес как для прикладных, так и для фундаментальных исследований, посвященных изучению механизмов индукции резистентности в растительном сырье.
© Горлов С.М., Першакова Т.В., Лисовой В.В., Купин Г.А., Тягущева А.А., Алёшин В.Н., 2020
59
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
Summary. The article presents the results of studying the influence of treatments of apples of the cultivar Alyye Parusa with electromagnetic fields of extremely low and super low frequency and the microbial pesticide Vitaplan containing bacteria Bacillus subtilis VKM B-2604D and VKM B-2605D on the change of activity of peroxidase, polyphenol oxidase and the total polyphenolic content. A different nature of changes in the abovementioned indicators was established depending on the mode of treatment of apples before storing. The modes of treatment that led to the highest increase in peroxidase activity are the aqueous solution of Vitaplan 1010 CFU/mL and super low frequency electromagnetic fields (35 Hz, 12 mT and 30 min). A significant increase in the activity of polyphenol oxidase was observed only in the case of treatment with the microbial pesticide Vitaplan. An increase in the total polyphenolic content compared with the control was recorded after treatments with extremely low frequency (20 Hz, 8 mT and 40 min) and super low frequency electromagnetic fields, while treatment with the microbial pesticide Vitaplan did not lead to an increase in this indicator. A deeper study of this phenomenon is of interest for both applied and fundamental research on the mechanisms of resistance induction in fruits and vegetables.
Ключевые слова: электромагнитные поля крайне низких и сверх низких частот, Bacillus subtilis, пероксидаза, полифенолоксидаза, полифенолы, яблоки, индуцированная резистентность.
Keywords: extremely low and super low frequency electromagnetic fields, Bacillus subtilis, peroxidase, polyphenol oxidase, polyphenols, apples, induced resistance.
Патогенные инфекции приводят к значительным экономическим потерям в сельском хозяйстве [1]. По этой причине разработка и усовершенствование способов контроля и предотвращения заболеваний растений являются одними из основных задач для исследователей, работающих в интересах агропромышленного комплекса. При этом с целью сокращения масштабов использования химических пестицидов актуальным является поиск альтернативных стратегий, одной из которых является индукция естественной резистентности к фитопатогенам в растениях (в том числе во фруктах и овощах в послеуборочный период). В основе данной стратегии лежит способность некоторых биологических агентов, химических веществ и видов физического воздействия активировать защитные механизмы в растениях, что сопровождается накоплением антимикробных полифенольных веществ и повышением активности некоторых ферментов (пероксидаза, полифенолоксидаза, хитиназа, ^-1,3-глюканаза, фенилаланин-аммиак-лиаза, каталаза идр.) [2-5].
В проведенных ранее исследованиях было установлено, что обработка яблок электромагнитными полями крайне низкой частоты и биопрепаратами приводит к снижению микробиальной обсемененности в процессе хранения, хотя механизмы данного явления оставались неизученными [6, 7].
Цель работы - выявление закономерностей влияния предварительной обработки яблок электромагнитными полями крайне низкой и сверхнизкой частоты (ЭМП КНЧ/СНЧ) и биопрепаратом «Витаплан» на активность пероксидазы, поли- фенолоксидазы и содержание полифенольных веществ в процессе хранения.
В качестве объектов исследования использовали яблоки сорта Алые Паруса (урожай 2019 г.).
Обработку ЭМП КНЧ/СНЧ проводили на лабораторной экспериментальной установке. В качестве биологического агента использовали коммерчески доступный биопрепарат «Витаплан» (производитель - группа компаний «АгороБиоТехнология», http://bioprotection.ru) содержащий штаммы бактерий Bacillus subtilis ВКМ В-2604D и ВКМ В-2605D.
Обработку объектов исследования проводили следующим образом:- биопрепарат Витаплан, водный раствор 1010 КОЕ/мл, полное погружение с
последующим высушиванием на воздухе;- ЭМП КНЧ 20 Гц, 8 мТл, 40 мин;- ЭМП СНЧ 35 Гц, 12 мТл, 30 мин.
60
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Для проведения обработки яблоки были извлечены из холодильной камеры на 2 часа (обработка + высушивание). Контроль обработке не подвергали, но яблоки также были извлечены из холодильной камеры на 2 ч. После обработки яблоки хранили в течение 5 недель в одной холодильной камере при температуре +5±1 °С и влажности 75±3 %. Отбор проб проводили один раз в неделю. Для определения активности ферментов отбирали яблоки без механических повреждений и признаков микробиологической порчи. Каждая проба состояла из 3 яблок, которые использовались для получения навески массой 3 г. Полученная навеска растиралась в ступке с 5 мл натрий-фосфатного буфера рН 6,0 с добавлением 0,1 г поливинилпирролидона PVP K-90. После центрифугирования при 12000 об/мин (14700g) в течение 20 мин полученный экстракт использовался для определения активности ферментов.
Определение активности пероксидазы проводили фотометрическим методом с использованием гваякола в качестве субстрата [8]. При этом определяли увеличение в поглощении при 460 нм в течение 120 с после добавления перекиси водорода в реакционную смесь. Активность фермента выражали в относительных единицах на 1 г сырой массы за 1 мин.
Определение активности полифенолоксидазы проводили фотометрическим методом с использованием пирокатехина в качестве субстрата [9]. При этом определяли увеличение в поглощении при 420 нм в период с 2 до 5 мин после добавления фермента в реакционную смесь. Активность фермента выражали в относительных единицах на 1 г сырой массы за 1 мин.
Содержание общих полифенолов определяли колориметрическим методом с использованием реактива Фолина-Дениса и выражали в мг эквивалента галловой кислоты на 100 г сырой массы [10]. Экспериментальные исследования проводились в трехкратной повторности (статистическую значимость оценивали на уровне Р = 0,05). Математическую обработку экспериментальных данных проводили методом описательной статистики и дисперсионного анализа, используя пакеты программ Microsoft Excel и Statistica.
Влияние различных способов обработки яблок сорта Алые Паруса перед хранением на активность пероксидазы представлено на рис. 1.
Рис. 1. Изменение активности пероксидазы при хранении яблок сорта Алые Паруса,прошедших предварительную обработку
61
Как следует из представленных на рисунке 1 данных, при хранении необработанных яблок сорта Алые Паруса (контроль) активность пероксидазы вначале, на 1-й неделе, снижалась на 29 %. Но уже на 2-й неделе активность резко возрастала и оказывалась на 62 % больше, чем в яблоках до обработки и закладки на хранение. Далее, на 3-й и 4-й неделях активность постепенно снижалась исходному значению, а на 5-й неделе снова наблюдалось увеличение.
Активность пероксидазы в яблоках сорта Алые Паруса, прошедших предварительную обработку, также изменялась нелинейно.
При этом активность пероксидазы на 1-й неделе для всех вариантов обработки была выше, чем в контроле, так как активность либо сильно возрастала, как в яблоках, обработанных биопрепаратом «Витаплан» (на 122,2 % выше исходного значения), либо возрастала незначительно (выше исходного значения на 4,1 % в яблоках, обработанных ЭМП КНЧ 20 Гц, и на 11,8 % в яблоках, обработанных ЭМП СНЧ 35 Гц), но не снижалась, как в контроле.
В случае с яблоками, обработанными биопрепаратом «Витаплан», после достижения локального максимума на 1-й неделе активность пероксидазы резко снижалась в район исходного значения на 2-й неделе, затем постепенно возрастала на 3-й и 4-й неделях (на 90,2 % выше исходного значения), после чего снижение продолжалось на 5-ой неделе, когда активность вновь оказывалась близка к исходному значению (на 10,6 % выше).
Активность пероксидазы в яблоках, обработанных ЭМП КНЧ 20 Гц, достигала максимума на 2-ой неделе (на 50,8 % выше исходного значения), затем снижалась на 3-й и 4-й неделях и снова несколько возрастала на 5-й неделе, оказываясь при этом примерно на уровне исходного значения.
Активность пероксидазы в яблоках, обработанных ЭМП СНЧ 35 Гц, постепенно возрастала, достигая максимума на 3-ей неделе (на 84,3 % выше исходного значения), после чего наблюдалось снижение к исходному значению.
На рис. 2-5 представлено изменение активности пероксидазы в объектах исследования на отдельных графиках с линией тренда, уравнением тренда и величиной достоверности аппроксимации.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Рис. 2. Изменение активности пероксидазы при хранении яблок сорта Алые Парусабез обработки (контроль)
62
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Анализируя данные, представленные на рис. 1-5, можно сделать вывод, что характер изменения активности пероксидазы в течение 5 недель в обработанных и необработанных яблоках сорта Алые Паруса имеет следующее сходство: во всех четырех вариантах можно выделить этап начального увеличения активности с достижением некоторого максимума и последующий этап снижения активности. В вариантах обработки кроме, ЭМП 35 Гц, также виден этап формирования второго максимума (полноценное формирование при обработке биопрепаратом «Виталлии» и начало формирования в вариантах без обработки и ЭМП 20 Гц).
Р и с . 3 . И з м е н е н и е а к т и в н о с т и п е р о к с и д а з ы п р и х р а н е н и и я б л о к с о р т а А л ы е П а р у с а ,
о б р а б о т а н н ы х б и о п р е п а р а т о м В и т а п л а н 1 0 10 К О Е / м л
Р и с . 4 . И з м .е н е н и е а к т и в н о с т и п е р о к с и д а з ы п р и х р а .н е н и и я б л о к с о р т а А л ы е П а р у с а ,
о б р а б о т а н н ы х Э М П К Н Ч 2 0 Г ц , 8 м Т л
63
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
Рис. 5. Изменение активности пероксидазы при хранении яблок сорта Алые Паруса, обработанных ЭМП СНЧ 35 Гц, 12 мТл
Влияние различных способов обработки яблок сорта Алые Паруса перед хранением на активность полифенолоксидазы представлено на рис. 6.
Как следует из представленных на рисунке 6 данных, при хранении необработанных яблок (контроль) активность полифенолоксидазы на 1-й неделе незначительно снижалась (на 4,4 %). На 2-й неделе наблюдалось существенное увеличение активности - на 31,1 % по сравнению с исходным значением. На 3-й неделе исследуемый показатель снижался, но оставался выше исходного значения на 13,3 %. На 5-й неделе вновь наблюдалось некоторое увеличение активности (на 22,2 % выше исходного значение).
Рис. 6. Изм.енение активности полифенолоксидазы при хра.нении яблок сорта АлыеПаруса, прошедших предварительную обработку
64
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Активность полифенолоксидазы в яблоках, обработанных биопрепаратом Витаплан, значительно возрастала уже на 1-й неделе (на 66,7 %). На 2-й неделе активность снижалась к исходному значения (выше на 15,6 %) и оставалась там на 3-й неделе. На 4-й неделе наблюдалось формирование второго максимума (выше на 57,8 %), после чего, на 5-й неделе, активность вновь возвращалась к исходному значению. Активность полифенолоксидазы в яблоках, обработанных ЭМП 20 Гц и 35 Гц, после некоторого увеличения на 1-й неделе (на 20 и на 11,1 %, соответственно) колебалась незначительно - в пределах 20 % от исходного значения.
Анализируя данные, представленные на рис. 6, можно сделать вывод, что существенное изменение активности полифенолоксидазы наблюдается только в варианте обработки биопрепаратом «Витаплан».
На рис. 7-10 представлено изменение активности полифенолоксидазы в объектах исследования на отдельных графиках с линией тренда, уравнением тренда и величиной достоверности аппроксимации.
Р и с . 7. И з м е н е н и е а к т и в н о с т и п о л и ф е н о л о к с и д а з ы п р и х р а н е н и и я б л о к с о р т а А л ы е
П а р у с а б е з о б р а б о т к и (к о н т р о л ь )
Витаплан Линия тренда
у= -0,0287х4+ 0,4073х3- 1,9843х2+ 3,8296х- 1,7733R2 = 0,999
Недели
Р и с . 8 . И з м е н е н и е а к т и в н о с т и п о л и ф е н о л о к с и д а з ы п р и х р а .н е н и и я б л о к с о р т а А л ы е
П а р у с а , о б р а б о т а н н ы х б и о п р е п а р а т о м « В и т а п л а н » 1 0 10 К О Е / м л
65
Рис. 9. Изменение активности полифенолоксидазы при хранении яблок сорта Алые Паруса, обработанных ЭМП КНЧ 20 Гц, 8 мТл
При сравнении данных, представленных на рис. 1 и 6, можно сделать вывод, что активность полифенолоксидазы в целом отличается большей стабильностью по сравнению с активностью пероксидазы. При этом максимальные значения активности обоих исследуемых ферментов наблюдались после обработки биопрепаратом «Витаплан».
Рис. 10. Изм.енение активности полифенолоксидазы при хранении яблок сорта Алые Паруса, обработанных ЭМП СНЧ 35 Гц, 12 мТл
Влияние различных способов обработки яблок перед хранением на содержание общих полифенолов представлено на рис. 11.
66
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Рис. 11. Изменение содержания общих полифенолов при хранении яблок сорта Алые Паруса, прошедших предварительную обработку
Из представленных на рис. 11 данных следует, что содержание общих полифенолов в яблоках сорта Алые Паруса, обработанных ЭМП 20 Гц, было выше, чем в контроле только на 1-ой неделе. Обработка ЭМП 35 Гц обеспечивала более высокое содержание общих полифенолов на 1-й и 2-й неделях. Обработка биопрепаратом «Витаплан» не приводила к увеличению исследуемого показателя.
Получены экспериментальные данные о влиянии обработки яблок сорта Алые Паруса электромагнитными полями КНЧ/СНЧ и биопрепаратом «Витаплан», содержащим бактерии Bacillus Subtilis ВКМ В-2604И и ВКМ В-2605И, на этапе подготовки к хранению на активность пероксидазы, полифенолоксидазы и содержание полифенольных веществ.
Установлен различный характер изменения вышеназванных показателей в зависимости от способа обработки яблок перед закладкой на хранение. Способами обработки, приводившими к наибольшему увеличению активности перокси- дазы, являются водный раствор биопрепарата «Витаплан» 1010 КОЕ/мл и ЭМП СНЧ (35 Гц, 12 мТл, 30 мин). Существенное увеличение активности полифенолок- сидазы наблюдалось только в случае обработки биопрепаратом «Витаплан». Увеличение содержания общих полифенолов по сравнению с контролем было зафиксировано после обработки ЭМП КНЧ (20 Гц, 8 мТл, 40 мин) и СНЧ, в то время как обработка биопрепаратом Витаплан не приводила к увеличению данного показателя. Более глубокое изучение данного феномена представляет интерес как для прикладных, так и для фундаментальных исследований, посвященных изучению механизмов индукции резистентности в растительном сырье.
ЛИТЕРАТУРА
1. FAO, 2011. Global food losses and food waste - Extent, causes and prevention. Gustavsson, J., Cederberg, C., Sonesson, U., van Otterdijk, R., Meybeck, A. Rome (http://www.fao.org/docrep/014/mb060e/mb060e00.pdf).
2. Romanazzi, G., et al, 2016. Induced resistance to control postharvest decay of fruit and vegetables. Postharvest Biol. Technol. 122, 82-94.
3. Usall, J., et al, 2016. Physical treatments to control postharvest diseases of fresh fruits and vegetables. Postharvest Biol. Technol. 122, 30-40.
67
4. Ojaghian, M. R., et al, 2017. Efficacy o f UV-C radiation in inducing systemic acquired resistance against storage carrot rot caused by Sclerotinia sclerotiorum. Postharvest Biology and Technology 130, 94-102.
5. Hashmi, M. S., East, A. R., Palmer, J. S., Heyes, J. A., 2013. Hypobaric treatment stimulates defence-related enzymes in strawberry. Postharvest Biol. Technol. 85, 77-82.
6. Лисовой, В.В. Исследование влияния электромагнитных полей на изменение микробиальной обсемененности фруктов в процессе хранения / В.В. Лисовой, Т.В. Першакова, Е.П. Викторова, Г.А. Купин, В.Н. Алёшин, Л.В. Михайлю- та // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). - 2017. - № 126 (02). - С. 843-854.
7. Першакова, Т.В. Сравнительная оценка эффективности влияния биопрепаратов «Витаплан» и «Фитоспорин М» на изменение микробиальной обсемененности яблок в процессе хранения / Першакова Т.В., Купин Г.А., Алёшин В.Н., Ми- хайлюта Л.В., Бабакина М.В. // Новые технологии. - 2017. - № 3 - С. 49-54.
8. Kochba, J., Lavee, S., Spiege, R.P., 1977. Difference in peroxidase activity and isoenzymes in embryogenic and non-embryogenic ‘Shamouti’ orange ovular callus lines. Plant Cell Physiol. 18, 463-467.
9. Duangmal, K., Apenten, R.K.O., 1999. A comparative study o f polyphenoloxi- dases from taro (Colocasia esculenta) and potato (Solanum tuberosum var. Romano). Food Chem. 64, 351-359.
10. Ramful, D., Tarnus, E., Aruoma, O. I., Bourdon, E. and Bahorun, T., 2011. Polyphenol composition, vitamin C content and antioxidant capacity o f Mauritian citrus fruit pulps. Food Reviews International 44 (7), 2088-2099.
REFERENCES
1. FAO, 2011. Global food losses and food waste - Extent, causes and prevention. Gustavsson, J., Cederberg, C., Sonesson, U., van Otterdijk, R., Meybeck, A. Rome (http://www.fao.org/docrep/014/mb060e/mb060e00.pdf).
2. Romanazzi, G., et al, 2016. Induced resistance to control postharvest decay of fruit and vegetables. Postharvest Biol. Technol. 122, 82-94.
3. Usall, J., et al, 2016. Physical treatments to control postharvest diseases of fresh fruits and vegetables. Postharvest Biol. Technol. 122, 30-40.
4. Ojaghian, M. R., et al, 2017. Efficacy o f UV-C radiation in inducing systemic acquired resistance against storage carrot rot caused by Sclerotinia sclerotiorum. Postharvest Biology and Technology 130, 94-102.
5. Hashmi, M. S., East, A. R., Palmer, J. S., Heyes, J. A., 2013. Hypobaric treatment stimulates defence-related enzymes in strawberry. Postharvest Biol. Technol. 85, 77-82.
6. Lisovoy, V.V. Issledovanie vliyaniya elektromagnitnykh poley na izmenenie mikrobial'noy obsemenennosti fruktov v protsesse khraneniya [Research o f electromagnetic fields influence on changes o f microbial contamination o f fruits’ surface during storage], V.V. Lisovoy, T.V. Pershakova, E.P. Viktorova, G.A. Kupin, V.N. Aleshin, L.V. Mikhaylyuta, Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta (Nauchnyy zhurnal KubGAU), 2017, No 126 (02), pp. 843-854 (Russian).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
68
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
7. Pershakova, T.V. Sravnitel'naya otsenka effektivnosti vliyaniya biopreparatov «Vitaplan» i «Fitosporin M» na izmenenie mikrobial'noy obsemenennosti yablok v protsesse khraneniya [Comparative assessment o f influence efficiency of biopreparations “Vitaplan” and “Phytosporin M” on change of microbial contamination o f apples in the process of storing], Pershakova T.V., Kupin G.A., Aleshin V.N., Mikhaylyuta L.V., Babakina M.V., Novye tekhnologii, 2017, No 3, pp. 49-54 (Russian).
8. Kochba, J., Lavee, S., Spiege, R.P., 1977. Difference in peroxidase activity and isoenzymes in embryogenic and non-embryogenic ‘Shamouti’ orange ovular callus lines. Plant Cell Physiol. 18, 463-467.
9. Duangmal, K., Apenten, R.K.O., 1999. A comparative study of polyphenoloxi- dases from taro (Colocasia esculenta) and potato (Solanum tuberosum var. Romano). Food Chem. 64, 351-359.
10. Ramful, D., Tarnus, E., Aruoma, O. I., Bourdon, E. and Bahorun, T., 2011. Polyphenol composition, vitamin C content and antioxidant capacity o f Mauritian citrus fruit pulps. Food Reviews International 44 (7), 2088-2099.
69
УДК 58.02+635.075 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10033
Анализ двухфакторного комплекса зависимости роста горчицы листовой от дозы диатомитовой муки и биогумуса
Analysis of two-factor complex dependence growth of mustard leaf from dosage diatomitic
flour and biohumus
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Доцент Л.М. Хурнова(Пензенский государственный университет архитектуры и строительства) кафедра инженерной экологии, тел. 8-927-38-83-884 E-mail: [email protected]
Associate Professor L.M. Khurnova(Penza state University of architecture and construction) chair of engineering ecology,tel. 8-927-38-83-884E-mail: [email protected]
Реферат. Синергидный эффект от совместного применения минеральных и органических удобрений в условиях агросистем может проявляться по-разному. Представляло интерес выявление синергидного эффекта при внесении корневой подкормки в виде комплекса «диатомитовая мука- биогумус», на рост горчицы листовой в условиях двухфакторного эксперимента, моделируемого в агросистеме. Изучение влияния комплекса «диатомитовая мука-биогумус» на такой показатель роста, как ширина самых больших листьев горчицы листовой, проводили в позднеосенний период при выращивании в закрытом грунте. В качестве исходного посадочного субстрата использовали песок с примесью каолина. Исследовано отдельное и совместное влияние факторов концентрации диатоми- товой муки и биогумуса в градациях 0 (контроль), 5, 10 и 15 %. Показано, что в осенний период влияние биогумуса на рост крестоцветных характеризуется средними значениями и может варьировать без учета ошибки репрезентативности от 9 до 30 % от общего влияния всех факторов среды. С учетом репрезентативности выборки показатель влияния биогумуса для порога вероятности 0,95 может изменяться от 4,4 до 33,6 %. Показатель влияния биогумуса прямо пропорционален температурным условиям и интенсивности освещения. Влияние диатомитовой муки на ширину самых больших листьев горчицы листовой не прослеживается (показатель влияния около 0 %). Совместное влияние комплекса «диатомитовая мука-биогумус» на ширину самых больших листьев горчицы листовой минимально и статистически недостоверно.
Summary. The synergistic effect of the combined use of mineral and organic fertilizers under agrosystem conditions can manifest itself in different ways. It was of interest to identify a synergistic effect when making root dressing in the form of a complex of diatomite flour-biohumus, on the growth of leaf mustard in a two-factor experiment simulated in the agrosystem. The study of the effect of the diatomite flour-biohumus complex on such a growth indicator as the width of the largest leaf mustard leaves was carried out in the late autumn period when grown in closed ground. Sand with the use of kaolin was used as the initial planting substrate. A separate and joint effect of the concentration factors of diatomite flour and biohumus in gradations of 0 (control), 5, 10 and 15 % was investigated. It is shown that in the autumn period, the effect of biohumus on the growth of crucifers is characterized by average values and can vary, without taking into account the error of representativeness, from 9 to 30 % of the total effect of all environmental factors. Taking into account the representativeness of the sample, the indicator of the influence of biohumus for the probability threshold of 0.95 can vary from 4.4 to 33.6 %. The indicator of the influence of biohumus is directly proportional to temperature conditions and light intensity. The influence of diatomaceous flour on the width of the largest leaf mustard leaves is not visible (impact index is about 0%). The combined effect of the biohumus-diatomite flour complex on the width of the largest leaf mustard leaves is minimal and not statistically significant.
Ключевые слова: горчица листовая, биогумус, диатомитовая мука, плодородие почв,агросистема.
Keywords: leaf mustard, vermicompost, diatomaceous meal, soil fertility, agrosystem.
© Хурнова Л.М., 2020
70
|АШс£Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности
АПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Кремний является структурообразующим почвенным элементом, влияющим на уровень почвенного плодородия. Постоянный его вынос приводит к ускорению деградации почв [1]. Возникающий дефицит кремния, как питательного элемента, резко ухудшает природные защитные свойства сельскохозяйственных растений, что приводит как к снижению урожайности и необходимости увеличивать дозы средств химической защиты растений, что отрицательно влияет на качество продукции [2]. Использование кремниевых удобрений важно с точки зрения восстановления природного баланса питательных элементов в системе «почва-растение», снижения скорости деградационных процессов и получения стабильных урожаев высокого качества.
При изучении биогеохимически активных растворимых форм кремния установлено их положительное действие на продуктивность агрофитоценоза, показатели роста растений, улучшение корневого питания и состояние почвенного поглощающего комплекса [3,4].
Имеются литературные данные о положительном взаимном комплексном влиянии кремниевых удобрений вместе с другими минеральными удобрениями (азотными и фосфорными) на показатели роста белокочанной и цветной капусты, томатов, кукурузы [1].
Проводились исследования влияния диатомита и навоза на агрохимические свойства чернозема выщелоченного [5].
Так при внесении диатомита и навоза отмечали положительный баланс гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного. Показано, что внесение только диатомита изменяет адсорбционно-десорбционные свойства дерново-подзолистой песчаной почвы и снижает вымывание фосфора из пахотного слоя [1]. Также внесение только диатомита положительно влияет на рост пшеницы на выщелоченных черноземах. Особенно сильно данное влияние проявляется на этапе прорастания семян, так как почва в это время года еще не прогрета и растворимость фосфатов низкая [6].
Представляло интерес подтверждение возможного положительного эффекта при комплексном использовании кремниевого удобрения на примере диатомита, с органическим удобрением, на примере биогумуса на показатели роста одного из представителей семейства крестоцветных - горчицы листовой. Диатомит является наиболее известным удобрением, добываемым как минеральное сырье, и не имеет в своем составе биогенных элементов. Биогумус отличает высокое содержание гу- миновых кислот, фульвокислот и гуминов, что придает этому органическому удобрению высокие агрохимические и ростстимулирующие свойства. Все питательные вещества находятся в биогумусе в сбалансированном сочетании и в виде биодоступных для растения соединений [7]. Особенно это актуально для агросистем, так как в условиях дефицита земли агрокультура не позволяет использовать севооборот и некоторые другие приемы, поддерживающие плодородие почв. В большинстве работ, посвященных действию биогумуса на рост растений, отмечали его положительное влияние. В наших исследованиях доказано положительное влияние биогумуса на различные показатели томатов, выращенных в открытом грунте [8].
Цель работы - выявление и оценка влияния корневой подкормки комплексом «диатомитовая мука-биогумус» на рост горчицы листовой в условиях двухфакторного эксперимента.
Эксперимент проводили на участке Товарищества «Строитель», расположенного с южной стороны федеральной трассы Москва-Челябинск, рядом с пос. Чемо- дановка Пензенской области. Использовали семена горчицы листовой сорта «Волнушка», производства «АЭЛИТА». Период проведения эксперимента - с 31 августа по 15 октября 2016 г. Для приготовления подкормки использовали мелкодисперсный биогумус (содержание биогумуса не менее 70 %) хозяйства Пензенского филиала ОЧУ ВО «Академия МНЭПУ». Измельченный диатомит (диатомитовая мука) с содержанием кремнезема 84-87 % был получен от производственной компании «Квант» Никольского района Пензенской области.
71
Растения высаживались в рамную поликарбонатную теплицу, размером 9х3х3 м. Толщина поликарбоната: бока - 6 мм, верх - 4 мм. Проветривание производилось с учетом погодных факторов открытием форточек в верхней части торцов теплицы и дверей. Расположение теплицы - восток-запад. Для исключения постороннего влияния внешних неорганизованных факторов (наличия в коренных возделываемых почвах биогенных и микроэлементов) и увеличения «чистоты» эксперимента в качестве посадочного субстрата использовали песок с примесью каолина, который был получен в пределах экспериментальной площадки с глубины 1 м. Объем исходного субстрата составлял 12 л (ведро) на каждую закладку.
Для исключения подпитки посадочного субстрата с нижележащих и боковых слоев культурной почвы теплицы закладка производилась в ямах, выложенных цельным полиэтиленовым листом, толщиной 60 микрон. Профиль закладки представлял собой обратный конус с основанием диаметром 0,5 м. Площадь, занятая растениями, составляла около 3 м2. Полив осуществлялся лейкой 1 раз в неделю. Для исследования гигроскопичной емкости диатомитовой муки за неделю до окончания эксперимента полив не проводили.
Постановка эксперимента проводилась согласно [9] по типу двухфакторного комплекса зависимости параметров растений от градаций диатомитовой муки и биогумуса от 0 (контроль) до 15 % по каждому фактору: биогумус - фактор А, диа- томитовая мука - фактор В.
Было произведено 16 закладок. Расшифровка градаций комплекса «диатомитовая мука-биогумус» представлена в табл. 1.
Таблица 1Соотношение биогумуса и диатомитовой муки в градациях комплекса
(номера закладок с запада на восток)
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
ГрадацииГрадации биогумуса, % от объема закладки
А1- 0 А2- 5 А3- 10 А4- 15
Ди-атомит,%
В1 - 0 1 5 9 13В2 - 5 2 6 10 14В3 - 10 3 7 11 15В4 - 15 4 8 12 16
Количество использованных растений в опыте и контроле составило по 4 ряда горчицы на каждое соотношение градиентов биогумуса и диатомитовой муки. Посев осуществлялся сухими семенами по 30 шт. в ряду. Для анализа влияния подкормки «диатомитовая мука-биогумус» на показатели роста горчицы листовой использовали в качестве критерия ширину 10 самых крупных листьев в каждом соотношении градаций, см. Измерения проводили с помощью рулетки измерительной, соответствующей требованиям ГОСТ 7502-98.
Обработка статистического материала производилась в соответствии с [9].Для анализа роста горчицы листовой были взяты средние по величине выра
женности фактора ряды из каждой градации. Дата съемки параметров 2 недели (14 сентября 2016 г.).
Общий вид ячеек по градациям с 3-м настоящим листом представлен на рис. 1.
Визуально определяется, что в контроле (А1В1) развитие растений угнетено и с увеличением концентрации диатомитовой муки изменяется незначительно. Острый дефицит биогенных элементов в субстрате резко отрицательно сказывается на наборе листовой массы. При появлении в субстрате биогумуса ситуация кардинально меняется - растения растут хорошо и признаков элементного голодания не отмечается.
72
|АШс£Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности
АПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
С западной стороны теплицы листовая масса накапливается лучшими темпами, чем с восточной стороны. Это свойственно всем тепличным растениям в ранневесенний и позднеосенний периоды, так как рост растений коррелирует с температурой и освещенностью. В начале дня после ночных понижений температуры освещение лучше с восточной стороны, но температура почвы в теплице еще низкая. В середине дня условия для всех растений одинаковые. К концу дня почва максимально прогревается, и корневая система растений работает лучше, чем утром. В дневной период условия освещенности с западной стороны лучше, чем с стороны. В результате можно утверждать, что в межсезонье между растениями в теплице наблюдается ассиметричная конкуренция с большим благоприятствованием особям, находящимся на западной стороне теплицы.
Анализ частных средних ширины листовой пластины (рис. 2) показывает, что наибольшие средние показатели ширины листовой пластины наблюдались при отсутствии диатомитовой муки. Показатели в контроле фактора В для различных концентраций диатомита практически не отличаются друг от друга. В дальнейшем при увеличении концентрации биогумуса до 5 % следует резкий рост ширины листа горчицы (почти на 3 см), при 10 % рост также наблюдается, но не такой значительный. При переходе к концентрации до 15 % наблюдается снижение показателя, по сравнению с предыдущей градацией примерно на 1 см.
Градации
В 1 В 2 В 3 В 4
А1
А2
А3 !§Ш'ЩМА4
Рис.1. Экспериментальный участок горчицы (14 сентября 2016 г.)73
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Рис. 2. Частные средние дисперсионного комплекса ширины листовых пластин горчицы (14 сентября 2016 г.)
Для остальных градаций диатомитовой муки динамика ширины листа схожая, но по абсолютным показателям ниже, чем при отсутствии диатомита.
Результаты расчета дисперсионного комплекса сведены в табл. 2. Они показывают, что влияние диатомитовой муки оказалось низким (почти нулевым) и, естественно, недостоверным. Влияние биогумуса составило 30 % от всех факторов среды и достоверно для высшего порога вероятности безошибочных прогнозов (0,999). Совместное влияние градаций - 2 % и недостоверно, что указывает на практическое отсутствие взаимодействия (антагонизма или усиления) между исследуемыми факторами влияния ц. Дата съемки параметров 4 недели (2 октября). Общий вид ячеек по градациям (2 октября) представлен на рис. 3. В контроле (А1В1) развитие растений продолжает быть угнетенным и с увеличением концентрации диатомитовой муки изменяется незначительно.
Таблица 2Результаты двухфакторного дисперсионного комплекса зависимости ширины
листовой пластинки горчицы, см (результативный фактор) от концентрации диатомитовой муки (фактор А) и биогумуса (фактор В)
на период 14 сентября 2016 г.
Факторы А ВСовместное
влияние(АВ)
Организованные (x)
Неорганизованные
(z)
Общеевлияние
(У)Дисперсии 6,91 143,13 8,70 158,741 315,33 474,07Показатель влияния (n 2x) 0,01 0,30 0,02 0,33 0,67 1,00
Достоверность по Фишеру (порог вероятности прогноза) <0,95 0,999 <0,95 0,999
74
Однако в данных ячейках появляются растения с более высоким темпом развития. Это объясняется тем, что для полива использовалась вода из водопровода Товарищества «Строитель», поступающая из ^-мезосапробного пруда с высоким содержанием биогенных элементов. Так как пористость песка высокая, при поливе большая часть воды скапливалась в нижней части полиэтиленовой чаши ячейки, и те растения, которые изначально имели более длинные корни дефицита в биогенах. Таких растений в общей численности особей градации В1 оказалось не более 1 %. Семядольные листья остальных особей приобретали желтоватый цвет и усыхали. Это свидетельствует о том, что растения полностью израсходовали запасные питательные вещества.
В ячейках с биогумусом такого не происходит. Сохраняется тенденция резкого усиления роста при наличии в субстрате биогумуса. Следует отметить, что лучший рост теперь отмечается у растений, находящихся на восточной стороне теплицы. При увеличении концентрации биогумуса визуально наземная биомасса растений ячейки становится выше (рис. 4).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Градац и и ^
А1
А2
А3
А4
В 1 В 2 В 3 В 4
Рис. 3. Экспериментальный участок горчицы (2 октября 2016 г.)
75
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
ДиатомитО%------ Диатомит 5%------ Диатомит 10%--------- Диатомит 15%7
С.D
§ Ь и
h л Аи ч- 5
" о* D Sо .S
f / У '
>3 *-
11
0
0 5 10 15Градации биогумуса,%
Рис.4. Частные средние дисперсионного комплекса ширины листовых пластин горчицы (2 октября 2016 г.)
На рис. 4 заметна тенденция выхода на плато кривых зависимости между градациями биогумуса 5 и 10 %. Это указывает на то, что кроме явного влияния биогумуса появляется фактор конкуренции за свет, так как посадка плотная и растения начинают друг друга затенять. При этом можно говорить об освещенности, как о приоритетном факторе. Этот вывод доказывает и снижение показателя влияния биогумуса на результативный признак до 19 % (табл. 3), а также уменьшение достоверности влияния организованных факторов (х).
Влияние диатомитовой муки снизилось до нуля, совместное влияние факторов А и В уменьшилось до 1 % и так же, как и в предыдущем случае остается недостоверным.
Дата съемки параметров 6 недель (15 октября 2016 г.). Общий вид ячеек по градациям (15 октября) представлен на рис. 5. Выявленные на предыдущих съемках закономерности отслеживались и на данную контрольную дату. За промежуток времени со 2 по 15 октября полив растений не проводился с целью проверки гипотезы о наличии у диатомита водоемкости.
Таблица3Результаты двухфакторного дисперсионного комплекса зависимости ширины
листовой пластинки горчицы, см (результативный фактор) от концентрации диатомитовой муки (фактор А) и биогумуса (фактор В) на период 2 октября 2016 г.
Факторы А ВСовместноевлияние
ЛАВЦ
Организованные (x)
НеорганизованныеIzL
Общеевлияние(У.
Дисперсии 0,53 290,79 9,73 301,04 1247,07 1548,10Показатель влияния (n2x) 0,00 0,19 0,01 0,19 0,81 1,00
Достоверность по Фишеру (порог вероятности прогноза) <0,95 0,999 <0,95 0,99
76
В результате в контрольной ячейке слабые растения погибли, те, у которых была развита корневая система, выжили и продолжили набирать биомассу ускоренными темпами на биогенных элементах, содержащихся в воде для полива. Этому способствовало и то, что конкуренция за свет в таких ячейках, по сравнению с другими, почти отсутствовала. В остальных ячейках растения с пожелтевшими листьями и увядшие располагались в основном по краю ячеек, где слой субстрата был глубиной не более 2-3 см. Визуально влияние диатомита на устойчивость к засухе у растений не прослеживалось.
Разность в контроле по фактору биогумуса (комплекс градаций В1 - 0 %) в большинстве градаций диатомита отсутствовала, однако при его концентрации 15 % результативный признак явно был выше (рис. 6).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Градации В 2 В 3 В 4
Рис. 5. Экспериментальный участок горчицы (15 октября 2016 г.)
77
Анализ частных средних показывает, что при концентрации биогумуса от 5% и выше разность ширины листьев между градациями В практически отсутствует. Это указывает на то, что биогенные элементы, вымытые в нижнюю часть ячейки, где располагаются корни крупных растений, перестали быть лимитирующим фактором роста.
Данный вывод доказывает еще большее снижение показателя влияния биогумуса, по сравнению с предыдущим периодом съемки до 9 % (табл. 4). Видимо, усиление конкуренции за световой ресурс и общее понижение температуры в октябре постепенно нивелирует влияние концентрации биогенных элементов, тем самым устанавливая минимально необходимый концентрационный порог. Снижение интенсивности физиологических реакций из-за падения температуры закономерно.
Это доказывает и появившееся на данный период недостоверное влияние организованных в эксперименте факторов (х), которое составило всего 10 %. Из данных табл. 4 следует, что влияние «диатомитовой муки и совместное влияние комплекса диатомитовая мука-биогумус на рост горчицы листовой нулевое или близко к нулю».
Таблица 4Результаты двухфакторного дисперсионного комплекса зависимости ширины
листовой пластинки горчицы, см (результативный фактор) от концентрации диатомитовой муки (фактор А) и биогумуса (фактор В) на период 15 октября 2016 г.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Факторы А ВСовместноевлияние(ш
Организованные (x)
НеорганизованныеIzL
Общеевлияние
Дисперсии 10,73 337,42 20,95 369,09 3413,05 3782,14Показатель влияния (y2x) 0,00 0,09 0,01 0,10 0,90 1,00
Достоверность по Фишеру (порог вероятности прогноза) <0,95 0,95 <0,95 <0,95
Рис. 6. Частные средние дисперсионного комплекса ширины листовых пластин горчицы (на дату 15 октября 2016 г.).
78
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Таблица 4Результаты двухфакторного дисперсионного комплекса зависимости ширины листовой пластинки горчицы, см (результативный фактор) от концентрации
диатомитовой муки (фактор А) и биогумуса (фактор В) на период 15 октября 2016 г.
Факторы А ВСовместноевлияние1ABL
Организованные (x)
Неорганизованные1ZL
Общеевлияние1У_
Дисперсии 10,73 337,42 20,95 369,09 3413,05 3782,14Показатель влияния (n1 2 3 4x) 0,00 0,09 0,01 0,10 0,90 1,00
Достоверность по Фишеру (порог вероятности прогноза) <0,95 0,95 <0,95 <0,95
По результатам эксперимента можно сделать общий вывод, что в осенний период влияние биогумуса на рост крестоцветных характеризуется средними значениями и может варьировать без учета ошибки репрезентативности от 9 до 30% от общего влияния всех факторов среды. С учетом репрезентативности выборки показатель влияния биогумуса для порога вероятности 0,95 может изменяться от 4,4 (погрешность для фактора В в последней съемке составила 4,6 %) до 33,6 % (погрешность для первой съемки составила 3,6 %). Показатель влияния биогумуса прямо пропорционален температурным условиям и интенсивности освещения. Влияние диатомитовой муки на ширину самых больших листьев горчицы практически не прослеживается и статистически недостоверно. Совместное влияние комплекса «диатомитовая мука-биогумус» также минимально и статистически недостоверно.
В холодную часть вегетационного периода при выращивании в закрытом грунте на песчаном субстрате горчицы листовой можно отметить:
- достоверное влияние биогумуса на ширину самых больших листьев, что характеризуется средними значениями и может варьировать от 9 до 30 % от общего влияния всех факторов среды. Показатель влияния прямо пропорционален температурным условиям и интенсивности освещения;
- отсутствие влияния диатомитовой муки на ширину самых больших листьев горчицы листовой (показатель влияния около 0 %);
- минимальное и статистически недостоверное совместное влияние комплекса диатомитовая мука-биогумус на ширину самых больших листьев горчицы листовой.
ЛИТЕРАТУРА
1. Матыченков И.В. Взаимное влияние кремниевых, фосфорных и азотных удобрений в системе почва-растение: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. - М.: Агрохимия. - 2014. - 31 с.
2. Бочарникова Е.А., Матыченков В.В., Матыченков И.В. Кремниевые удобрения и мелиоранты: история изучения, теория и практика применения// Агрохимия. - 2011. - № 7. - С. 84-96.
3. Куликова А.Х. Кремний и высококремниевые породы в системе удобрений сельскохозяйственных культур. - Ульяновск: Ульяновский ГСХА, 2012. - 167 с.
4. Козлов Ю.В., Самсонова Н.Е. Использование соединений кремния при выращивании зерновых культур // Плодородие. - 2009. - № 6. - С. 20-22.
79
5. Кузина Е.Е., Кузин Е.Н., Арефьев А.Н. Влияние диатомита и навоза на агрохимические свойства чернозема выщелоченного//Нива Поволжья. -2018. - № 1 (46). - С. 36-39.
6. Балеев Д.Н. Влияние температурного фактора на прорастание семян овощных зонтичных культур// Вестник РУДН. Серия «Агрономия и животноводство». - 2013. - №1. - С. 19-28.
7. Малай С. Дождевые черви для высокого урожая, или золото под ногами. - М.: Колос, 2011. -192 с.
8. Хурнова Л.М., Федосеев О.Н. Оптимизация использования биогумуса в экологическом огородничестве (на примере томатов)// Нива Поволжья. - 2019. - №1 (50). - С. 44-51.
9. Федосеев О.Н. Математическое моделирование в экологии. - Пенза: Академия МНЭПУ, 2016. -250 с.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
REFERENCES
1. Matychenkov I.V. Vzaimnoe vliyanie kremnievyh, fosfornyh i azotnyh udobrenij v sisteme pochva-rastenie [Mutual influence o f silicon, phosphorus and nitrogen fertilizers in the soil-plant system]: Avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoj stepeni kandidata biologicheskih nauk, М., Agrohimiya, 2014, 31 pp. (Russian).
2. Bocharnikova E. A., Matychenkov V. V., Matychenkov I. V. Kremnievye udo- breniya i melioranty: istoriya izucheniya, teoriya i praktika primeneniya [Silicon fertilizers and meliorants: history o f study, theory and practice o f application] Agrohimiya, 2011, No 7, pp. 84-96 (Russian).
3. Kulikova A.H. Kremnij i vysokokremnievye porody v sisteme udobrenij sel'sko- hozyajstvennyh kul'tur [Silicon and high-silicon rocks in the system of agricultural fertilizers], Ul'yanovsk: Ul'yanovskij GSKHA, 2012, 167 pp. (Russian).
4. Kozlov YU.V., Samsonova N.E. Ispol'zovanie soedinenij kremniya pri vyrash- chivanii zernovyh kul'tur [The use o f silicon compounds in the cultivation o f grain crops] Plodorodie, 2009, No 6, pp. 20-22 (Russian).
5. Kuzina E.E., Kuzin E.N., Arefev A.N. Vliyanie diatomita i navoza na agro- himicheskie svojstva chernozema vyshchelochennogo [Influence o f diatomite and manure on agrochemical properties o f leached ^ernozem ] Niva Povolzh'ya, 2018, No 1 (46), pp. 36-39 (Russian).
6. Baleev D. N. Vliyanie temperaturnogo faktora na prorastanie semyan ovoshchnyh zontichnyh kul'tur [Influence o f temperature factor on germination of seeds o f vegetable umbrella crops] Vestnik RUDN. Seriya «Agronomiya i zhivotnovod- stvo», 2013, No 5, pp. 19-28 (Russian).
7. Malaj S. Dozhdevye chervi dlya vysokogo urozhaya, ili zoloto pod nogami [Earthworms for high yield, or gold underfoot], M.: Kolos, 2011, 192 pp. (Russian).
8. Hurnova L.M., Fedoseev O.N. Optimizaciya ispol'zovaniya biogumusa v ekologicheskom ogorodnichestve (na primere tomatov) [Optimization o f the use o f biohumus in ecological gardening (for example, tomatoes] Niva Povolzh'ya, 2019, No 1(50), pp. 44-51 (Russian).
9. Fedoseev O.N. Matematicheskoe modelirovanie v ekologii [Mathematical modeling in ecology], Penza: Akademiya MNEPU, 2016, 250 pp. (Russian).
80
УДК 632.937 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10034
Определение биологической эффективности обработки яблок биопрепаратами
Determination of the biological effectiveness of apple processing with biopreparations
Аспирант Д.В. Кабалина, вед. науч. сотрудник Т.В. Першакова, ст. науч. сотрудник В.В. Лисовой(Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции - филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия») тел. 8(861) 252-18-41 Е-mail: [email protected]
Graduate Student D.V. Kabalina, Leading Researcher T.V. Pershakova, Senior Scientific V.V. Lisovoy(Krasnodar Research Institute of Storing and Processing Agricultural Products Branch of the Federal State Budgetary Scientific Institution «North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Winemaking) tel. 8(861) 252-18-41 Е-mail: [email protected]
Реферат. Длительное хранение фруктов может быть обеспечено за счет снижения микробиальной обсемененности их поверхности в результате предварительной обработки биопрепаратами перед закладкой на хранение. Приведены результаты исследований по влиянию послеуборочной обработки яблок биопрепаратами. При температуре хранения +24±1 °С биологическая эффективность обработки биопрепаратами: по распространенности болезни составила от 76,5 до 80,0 %, по развитию болезни составила от 84,6 до 88 %, а при температуре хранения +2±1 °С, биологическая эффективность обработки биопрепаратами: по распространенности болезни составила от 74,7 до 78,1 %, по развитию болезни составила от 87,5 до 89,7 %. Показана высокая биологическая эффективность биопрепаратов на основе микробов - антагонистов Bacillus subtilis в отношении фитопатогенов яблок.
Summary. Long-term storage of fruits can be achieved by means of decreasing microbial contamination of their surface as a result of fruits pre-treatment by biopreparations before dispatching for storage. The results of studies on the effect of post-harvest handling biological products for storage of apples are presented. At a storage temperature of + 24 ± 1 ° C, the biological effectiveness of treatment with biological products: according to the prevalence of the disease, was from 76.5 to 80.0 %, according to the development of the disease, it was from 84, 6% to 88%, and at a storage temperature of + 2 ± 1 °C, the biological effectiveness of treatment with biological products: according to the prevalence of the disease, it was from 74.7 to 78.1 %, according to the development of the disease, it was from 87.5 to 89.7 %. High biological efficiency of biopreparations of the basis of antagonistic microbes of Bacillus subtilis regarding phytopathogens of apples.
Ключевые слова: яблоки, биопрепараты, микробиальная обсемененность, биологическая эффективность.
Keywords: apples, biopreparation, microbial contamination, biological efficiency.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
© Кабалина Д.В., Першакова Т.В., Лисовой В.В., 2020
81
Во всем мире поиск безопасных и эффективных альтернатив синтетическим, химическим фунгицидам для снижения послеуборочных потерь был предметом многочисленных исследований за последние три десятилетия, однако не все из них широко распространены и коммерчески жизнеспособны. Тем не менее, существует реальная необходимость продолжать эту линию исследований, поскольку правила использования новых и существующих фунгицидов становятся все более строгим [1, 2].
По оценкам аналитиков валовой сбор яблок в России в 2019 г. составляет около 1,7 млн т (во всех хозяйствах), что на 100 тыс. т больше, чем в 2018 г. Рост товарного производства яблок за последние годы связан, прежде всего, с развитием интенсивного садоводства [3]. Однако около трети собранного урожая яблок теряется из-за таких факторов как неэффективное управление, отсутствие подготовки производителей и проблемы с надлежащими условиями хранения. В связи с этим актуальным является совершенствование существующих и разработка новых способов хранения яблок, для обеспечения потребителей выкокачественной продукцией круглый год.
Результат длительного хранения зависит от таких факторов, как сорт, технологии и условия выращивания, уборка урожая и послеуборочная обработка, а также от способа и места хранения, обеспечения системы контроля и управления режимами температуры и влажности в хранилище [4]. В течение длительного времени хранения яблок происходят сложные биохимические процессы, повышается восприимчивость яблок к патогенам, усиливается поражение микробиологическими заболеваниями, вызываемыми различными плесневыми грибами. Это связано с тем, что, по биохимическому составу яблоки относят к сочным фруктам, они содержат большое количество влаги и питательных веществ, что представляет благодатную среду для развития патогенных микроорганизмов [5].
Снижение влияния этих отрицательных факторов и на этой основе обеспечение высокого качества яблок для потребителей, сведение до минимума потерь являются основными задачами современной технологии длительного хранения. Длительное хранение яблок может быть обеспечено за счет снижения микробиальной обсемененности их поверхности в результате предварительной обработки фруктов биопрепаратами перед закладкой на хранение [6].
В последние годы проводится активный поиск штаммов для создания новых полифункциональных микробиологических средств защиты на основе биологически активных веществ, антибиотиков или живых культур микробов - антагонистов возбудителей микробиальных заболеваний яблок. Бактерии Bacillus subtilis относятся к числу наиболее перспективных агентов биологического контроля фитопатогенов растительного сырья и плодоовощной продукции и широко применяются в качестве продуцентов современных биопрепаратов [6, 7].
Защитный эффект биопрепаратов на основе Bacillus subtilis обусловливается способностью штамма к синтезу антибиотиков полипептидного и аминогликозид- ного ряда, которые ингибируют патогенную микрофлору, но при этом не токсичны для человека и окружающей среды. Особенность бактерий Bacillus subtilis как основы биопрепаратов - устойчивость к неблагоприятным условиям внешней среды за счет способности к спорообразованию [7, 8].
Цель работы состояла в определение биологической эффективности обработки яблок биопрепаратами в процессе хранения. В соответствии с поставленной целью решали следующие задачи
- оценить степень поражаемости фитопатогенами яблок, в зависимости от сорта;
- оценить биологическую эффективность обработки яблок биопрепаратами на основе штаммов бактерий Bacillus subtilis при различных температурах хранения.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
82
В процессе исследования биологической эффективности обработки яблок биопрепаратами в качестве объектов исследования использовали:
- яблоки свежие поздних сроков созревания съемной степени зрелости, сорта Ренет Симиренко, Голден Делишес, Гала, Флорина, Айдаред, Джонаголд, первого сорта;
- фитопатогенные микроорганизмы, выделенные из пораженных плодов яблок: Penicilium (Penicillium digitatum, Penicillium expansum), Monilia (Monilia fructi- genum, Monilia laxa), Botrytis cinerea. Для эксперимента применялась смесь фитопатогенных микроорганизмов;
- биопрепараты на основе Bacillus subtilis: Алирин-Б (штамм В -10 ВИЗР), Витаплан (штамм ВКМ В-2604В и штамм ВКМ В-2605 D), биопрепарат разработанный учеными КНИИХП - филиал ФГБНУ СКФНЦСВВ пат № RU 2689649 (штамм ВКМ В-2604 D, штамм ВКМ В-2605 D, штамм ИПМ 215) [9].
Биологическую эффективность обработки биопрепаратами определяли согласно методическим указаниям по регистрационным испытаниям фунгицидов [10].
Яблоки, не пораженные болезнями и не имеющие механических повреждений, в количестве по 100 шт. на пробу подвергали заражению фитопатогенными микроорганизмами, нанося на поверхность методом опрыскивания подготовленную суспензией с концентрацией 106 спор/мл. Обработанные яблоки хранили при температуре +24±1 °С в закрытых контейнерах, давая возможность адаптации патогенам на поверхности яблок. Далее методом опрыскивания проводили обработку яблок водными растворами биопрепаратов с концентрацией инокулята Bacillus subtilis 1*108 КОЕ/мл, температура раствора 23-25 °С, дозировка раствора - 1,2 мл на 1 кг яблок. Контрольные образцы яблок обработке биопрепаратами не подвергались.
После проведенной обработки одну часть проб яблок хранили при температуре +2 ±1 °С, другую при +24 ±1 °С и относительной влажности воздуха 90-95 %.
В табл. 1 представлены результаты исследования биологической эффективности обработки биопрепаратами яблок после заражения фитопатогенными микроорганизмами. Яблоки хранились при температуре +24 ±1° С в течение 14 сут.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Таблица 1Исследование биологической эффективности обработки яблок биопрепаратами перед хранением при температуре +24 ±1 °С
Сорт Распространенность болезни
(Р), %
Развитие болезни (R), %
Биологическая эффективность
по P, % по R, %Контроль
РенетСимиренко 100 52 - -
Голден Делишес 100 58 - -Гала 100 54 - -Флорина 100 51 - -Айдаред 100 54 - -Джонаголд 100 56 - -
ВитапланРенетСимиренко 32 7,4 76,9 85,8
Голден Делишес 38 8,2 78,4 85,9Гала 34 7,9 76,8 85,4Флорина 34 7,0 79,4 86,3Айдаред 29 6,8 76,6 87,4Джонаголд 33 6,8 79,4 87,9
83
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
Окончание табл. 1
Сорт Распространенность болезни
(Р), %
Развитие болезни (R), %
Биологическая эффективность
по P, % по R, %Алирин - Б
РенетСимиренко 36 8,0 77,8 84,6
Голден Делишес 40 8,2 79,5 85,9Гала 34 8,0 76,5 85,2Флорина 36 7,6 78,9 85,1Айдаред 33 7,4 77,6 86,3Джонаголд 35 7,0 80,0 87,5
Биопрепарат пат.. № RU 2689649РенетСимиренко 28 6,2 77,9 88,0
Голден Делишес 34 7,8 77,1 86,6Гала 32 7,0 78,1 87,0Флорина 30 6,5 78,3 87,3Айдаред 28 6,1 78,2 88,7Джонаголд 30 6,3 79,0 88,8
Из данных, приведенных в табл. 1, следует, что при температуре хранения +24±1 °С распространенность заболевания в контроле составила 100 %, биологическая эффективность обработки биопрепаратами по распространенности болезни составила от 76,5 до 80,0 %, по развитию болезни - от 84,6 до 88 %.
В табл. 2 представлены результаты, отражающие биологическую эффективность обработок биопрепаратами яблок после заражения фитопатогенными микроорганизмами. Яблоки хранились при температуре +2±1° С в течение 14 сут.
Таблица 2Исследование биологической эффективности обработки яблок
биопрепаратами перед хранением при температуре +2±1 °С
Сорт Распространенность болезни
(Р), %
Развитие болезни (R), %
Биологическая эффективность
по P, % по R, %Контроль
РенетСимиренко 100 32 - -
Голден Делишес 100 36 - -Гала 100 33 - -Флорина 100 34 - -Айдаред 100 32 - -Джонаголд 100 36 - -
ВитапланРенетСимиренко 16,5 3,7 77,6 88,4
Голден Делишес 18,5 4,2 77,3 88,3Гала 17,0 4,0 76,5 87,9Флорина 17,5 4,0 77,1 88,2Айдаред 17,0 3,8 77,7 88,1Джонаголд 18,0 4,0 77,8 88,9
84
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Окончание табл. 2Сорт Распространен
ность болезни(Р), %
Развитие болезни (R), %
Биологическая эффективность
по P, % по R, %Алирин- Б
РенетСимиренко 17,5 4,0 77,1 87,5
Голден Делишес 19,5 4,4 77,4 87,8Гала 18,0 4,1 77,2 87,6Флорина 18,4 4,1 77,7 87,9Айдаред 17,8 3,9 78,1 87,8Джонаголд 18,5 4,2 77,3 88,3
Биопрепарат пат. № RU 2689649РенетСимиренко 15,0 3,4 77,3 89,4
Голден Делишес 16,0 3,9 75,6 89,2Гала 15,5 3,4 78,1 89,7Флорина 14,8 3,5 76,4 89,7Айдаред 15,0 3,4 77,3 89,4Джонаголд 15,8 4,0 74,7 88,9
Из данных, приведенных в табл. 2 следует, что при температуре хранения +2±1 °С распространенность заболевания в контроле составила 100 %, биологическая эффективность обработки биопрепаратами: по распространенности болезни составила от 74,7 до 78,1 %, по развитию болезни - от 87, 5 до 89,7 %.
По результатам оценки биологической эффективности обработки яблок биопрепаратами можно сделать выводы, что биопрепараты на основе Bacillus subtilis показали высокую биологическую эффективность против фитопатогенов, вызывающих микробиальные заболевания яблок при длительном хранении. Таким образом, проведенные исследования подтверждают целесообразность использования обработки яблок биопрепаратами перед закладкой на хранение.
ЛИТЕРАТУРА
1. Michael Wisniewskia, Samir Drobyb, John Norellia, Jia Liuc, Leonardo Sche- nad. Alternative management technologies for postharvest disease control: The journey from simplicity to complexity // Postharvest Biology and Technology. - 2016. - V 122. - P. 3-10. http://dx.doi.org/10.1016Zj.postharvbio.2016.05.012.
2. Gianfranco Romanazzia, Simona Marianna Sanzanib, Yang Bic, Shiping Tiand, Porfirio Gutierrez Martineze, Noam Alkanf. Induced resistance to control postharvest decay o f fruit and vegetables // Postharvest Biology and Technology. - 2016. - V 122. - P. 82-94. http://dx.doi.org/10.1016Zj.postharvbio.2016.08.003
3. Кулистикова Т. Россия остается крупнейшим импортером яблок и груш // Агроинвестор. - 2019. - №12. https://www.agroinvestor.ru/markets/news/32910- rossiya-ostaetsya-krupneyshim-importerom-yablok-i-grush
4. Турбин В.А., Черненко Е.И. Уточнение технологических параметров длительного хранения яблок поздних сроков созревания // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - 2019. - № 18. - С. 35-46.
5. Першакова Т.В., Кабалина Д.В. Современные технологии хранения фруктов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2017. - №131. - С. 1056-1066. doi:10.21515/1990-4665-131-087
6. Pershakova T.V., Kupin G.A., Kabalina D.V., Mikhailyuta L.V., Gorlov S.M. , Babaki- na M.V. Studying the antagonistic properties of bacillus subtilis bacteria to pathogens of fruits in in vitro and in vivo experiments //Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. - 2018. - Т. 10, № 4. P. 920-925.
85
7. Кабалина Д.В., Першакова Т.В., Горлов С.М., и др. Антагонистическая активность биопрепаратов в отношении фитопатогенов бактериальной и грибковой природы // Новые технологии.- 2018.- № 2. - С. 36-41.
8. Купин Г.А., Першакова Т.В., Алёшин В.Н. и др. Влияние биопрепарата «Экстрасол» на изменение микробиальной обсемененности фруктов в процессе хранения //Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.-2017.- № 131.-С. 450-461.
9. Кабалина Д.В., Першакова Т.В., Михайлюта Л.В. и др. Биологический препарат для защиты яблок от фитопатогенных микроорганизмов при хранении // Патент РФ № 2689649. - 2019.
10. Долженко, В. И. Методические указания по регистрационным испытаниям фунгицидов в сельском хозяйстве. - СПб, 2009. - 378 с.
REFERENCES1. Michael Wisniewskia, Samir Drobyb, John Norellia, Jia Liuc, Leonardo Sche-
nad. Alternative management technologies for postharvest disease control: The journey from simplicity to complexity, Postharvest Biology and Technology, 2016, No 122, pp. 3 -10. http://dx.doi.org/10.1016/j.postharvbio.2016.05.012 (Netherlands)
2. Gianfranco Romanazzia, Simona Marianna Sanzanib, Yang Bic, Shiping Tiand, Porfirio Gutierrez Martineze, Noam Alkanf. Induced resistance to control postharvest decay o f fruit and vegetables, Postharvest Biology and Technology, 2016, No 122. pp. 82-94. http://dx.doi.org/10.1016/j.postharvbio.2016.08.003 (Netherlands).
3. Kulistikova T. Rossiya ostaetsya krupneyshim importerom yablok i grush, Agroinvestor [Russia remains the largest importer o f apples and pears], 2019, No 12. - https: //www.agroinvestor.ru/markets/news/32910-rossiya-ostaetsya-krupneyshim- importerom-yablok-i-grush (Russian).
4. Turbin V.A., Chernenko E.I. Utochnenie tekhnologicheskikh parametrov dlitel'nogo khraneniya yablok pozdnikh srokov sozrevaniya, Izvestiya sel'skokho- zyaystvennoy nauki Tavridy [Refinement o f technological parameters o f long-term storage o f apples o f late ripening], 2019, No 18, pp. 35-46 (Russian).
5. Pershakova T.V., Kabalina D.V. Sovremennye tekhnologii khraneniya fruktov, Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstven- nogo agrarnogo universiteta [Modern fruit storage technology], 2017, No 131, pp. 10561066. doi: 10.21515/1990-4665-131-087 (Russian).
6. Pershakova T.V., Kupin G.A., Kabalina D.V., Mikhailyuta L.V., Gorlov S.M. , Babakina M.V. Studying the antagonistic properties o f bacillus subtilis bacteria to pathogens o f fruits in in vitro and in vivo experiments, Journal o f Pharmaceutical Sciences and Research, 2018,I 4, No 4, pp. 920-925 (India)
7. Kabalina D.V., Pershakova T.V., Gorlov S.M., i dr. Antagonisticheskaya ak- tivnost' biopreparatov v otnoshenii fitopatogenov bakterial'noy i gribkovoy prirody, No- vye tekhnologii [Antagonistic activity o f biological products against phytopathogens of bacterial and fungal nature], 2018, No 2. pp. 36-41 (Russian).
8. Kupin G.A., Pershakova T.V., Aleshin V.N. i dr. Vliyanie biopreparata «Ekstrasol» na izmenenie mikrobial'noy obsemenennosti fruktov v protsesse khraneniya, Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudar- stvennogo agrarnogo universiteta [The influence o f the biological product «Extrasol» on the change o f microbial contamination o f fruits during storage], 2017, No 131 pp. 450461 (Russian).
9. Kabalina D.V., Pershakova T.V., Mikhaylyuta L.V. i dr. Biologicheskiy preparat dlya zashchity yablok ot fitopatogennykh mikroorganizmov pri khranenii [Biopreparation for protecting apples from phytopathogenic microorganisms during storage], Patent RF № 2689649, 2019 (Russian).
10. Dolzhenko, V. I. Metodicheskie ukazaniya po registratsionnym ispy-taniyam fungitsidov v sel'skom khozyaystve [Guidelines for registration testing o f fungicides in agriculture], St. Petersburg, 2009, 378 pp. (Russian).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
86
ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЕМАШИНОСТРОЕНИЕ
УДК 66.047.4/.6 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10035
Исследование теплофизических характеристик зерна гречихи, высушенного в аппарате с закрученным потоком теплоносителя
Investigation of thermophysical characteristics of buckwheat grain, dried in a device
with a swirling flow of coolant
Профессор А.В. Журавлев (ORCID 0000-0001-9272-939x), доцент И.Н. Сухарев (ORCID 0000-0002-1221-4255), студент А.А. Шишкин, студент А.Д. Стрижков (Воронежский государственный университет инженерных технологий) кафедра машин и аппаратов пищевых производств, тел. 8-920-215-21-65 E-mail: [email protected]
А.Ю. Баранов (ИП Литвинов К.В.)
Professor A.V. Zhuravlev, Associate Professor I.N. Sukharev, Student A.A. Shishkin, Student A.D. Strizhkov(Voronezh state University of engineering technologies) chair of machines and apparatus of food production, tel. 8-920-215-21-65 E-mail: [email protected]
A. Yu. Baranov (Litvinov K. V.)
Реферат. Гречиха одна из важных сельскохозяйственных культур, являющаяся незаменимым продуктом питания. Гречневая крупа имеет высокие вкусовые качества, питательна, хорошо усваивается. Гречневую крупу относят к числу лучших диетических продуктов. Кроме того, гречиха является хорошим медоносом, а высокая усвояющая способность ее корневой системы повышает плодородие почвы. Сушка зерна гречихи является одной из важнейших стадий подготовки данного сырья к последующему процессу его переработки. От режима сушки зависят пищевая ценность и качественные показатели готовой продукции, являющиеся результатом структурно-механических, биологических и физико-механических преобразований веществ. Технологические режимы сушки зерна гречихи зависят от содержания в них воды и оказывают существенное влияние на изменение углеводов, денатурацию белка, окисление липидов, изменения витаминов и органических кислот. Сушка гречихи осуществляется в настоящее время в сушильных установках для зерновых культур (шахтные, барабанные и пр.), характеризуется низкой эффективностью из-за невозможности обеспечения постоянного полного контакта поверхности гречихи с теплоносителем. При рассмотрении основных направлений совершенствования процесса сушки дисперсных продуктов нами был сделан вывод о том, что качественная и эффективная сушка гречихи может быть реализована только при использовании аппаратов с активным гидродинамическим режимом, существующим в аппаратах с закрученным потоком теплоносителя.
Summary. One of the main directions of technical progress in all industries without exception is the improvement of technological processes by increasing their efficiency. Buckwheat is one of the most important agricultural crops, which is an indispensable food product. Buckwheat has high taste qualities, is nutritious, and is well digested. Buckwheat is considered one of the best dietary products. In addition, buckwheat is a good honey plant, and the high assimilation capacity of its root system helps to increase soil fertility. Drying of buckwheat grain is one of the most important stages of preparation of this raw material for the subsequent process of its processing. The food value and quality indicators of the finished
© Журавлев А.В., Сухарев И.Н., Баранов А.Ю., Шишкин А.А., Стрижков А.Д., 2020
87
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
product, which are the result of structural-mechanical, biological and physical-mechanical transformations of substances, depend on the drying mode. Technological modes of drying buckwheat grains depend on their water content and have a significant impact on changes in carbohydrates, protein denatura- tion, lipid oxidation, changes in vitamins and organic acids. Drying of buckwheat is currently carried out in drying plants for grain crops (mine, drum, etc.) is characterized by low efficiency due to the inability to ensure constant full contact of the surface of buckwheat with the coolant. When considering the main directions for improving the drying process of dispersed products, we concluded that high-quality and effective drying of buckwheat can be realized only when using devices using the active hydrodynamic mode that exists in devices with a swirling flow of coolant.
Ключевые слова: зерно гречихи, закрученный поток теплоносителя, теплофизические характеристики, теплопроводность, удельная теплоемкость, температуропроводность.
Keywords: buckwheat grain, swirling coolant flow, thermal characteristics, thermal conductivity, specific heat capacity, thermal conductivity.
Сушка гречихи - сложная и специфическая задача из-за работы в интервале от 22 до 14 % влажности. Значительная часть влаги содержится в поверхносных слоях семени в свободном виде. Конечная влажность с максимальным разбросом ее по объему продукта должна быть не более 1 %. При этом к высушиваемому продукту как к исходному сырью для создания лечебных препаратов, функциональных продуктов питания и кормов предъявляются более высокие требования по качеству (сохраняемость полезных веществ и витаминов) по сравнению с соответствующими требованиями, предъявляемыми к обычным пищевым продуктам, в том числе к традиционной зерновой и зернобобовой продукции.
Необходимо разработать новый способ сушки гречихи, который позволит интенсифицировать процесс сушки, снизить энергозатраты на проведение процесса и обеспечить высокое качество высушиваемого продукта. В области внешнего влагообмена интенсифицировать процесс можно путем повышения температуры и скорости агента сушки, а также увеличения активной площади поверхности зерен, участвующей в процессе тепло- и влагообмена с агентом сушки. Для этого применяются сушильные аппараты со взвешенным слоем материала с различной гидродинамикой, которая определяет время пребывания высушиваемого материала в аппарате, допустимую температуру сушильного агента, интенсивность протекания процессов тепло- и массообмена, энергетические затраты на сушку. Использование активных гидродинамических режимов позволяет существенно интенсифицировать процесс сушки без снижения экономической эффективности, обеспечить высокое качество готового продукта, полную безопасность и технологичность процесса [1, 2].
Можно сделать вывод о том, что эффективную и качественную сушку гречихи можно осуществить в тепломассообменных аппаратах с активным гидродинамическим режимом, что обеспечит высокую скорость нагрева семян и небольшую продолжительность процесса обезвоживания. Это, в свою очередь, сократит длительность воздействия на продукт повышенных температур и сохранит питательную и биологическую ценности, в частности термолабильные витамины, т.е. повысит качество готового продукта.
При движении дисперсного материала в аппаратах с активным гидродинамическим режимом происходит непрерывное взаимодействие частиц друг с другом и со стенкой сушилки, что приводит к увеличению относительной скорости движения взаимодействующих фаз, времени пребывания материала в аппарате, повышению концентрации твердой фазы [1, 2, 6, 8]. Особенно сильно взаимодействие между частицами при полидисперсном составе высушиваемого материала [3]. Это создает благоприятные условия для интенсификации тепло- и массообмена и повышения эффективности процесса сушки.
88
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Для исследования теплофизических характеристик гречихи нами была спроектирована и изготовлена экспериментальная сушильная установка с регулируемым закрученно-фонтанирующим потоком дисперного материала (рис. 1).
Установка состоит из патрубка для подвода влажного продукта 1, цилиндрической обечайки 2 с окнами для выхода высушенного продукта и отработанного теплоносителя, конусного днища 3, крышки 4, которые в совокупности составляют сушильную камеру, патрубка 5 для подачи осевого потока Теплоносителя, на котором установлен завихритель 6. Патрубок 7 для подачи тангенциального потока теплоносителя служит для регулирования закрученности потока, решетка 8 предназначена для предотвращения попадания частиц материала в воздуховод. В верхней части цилиндрической обечайки 2 к окнам прикреплен патрубок 9 для отвода высушенного материала и отработанного теплоносителя [7].
Экспериментальная установка снабжена приборами и устройствам для управления и контроля за технологическими параметрами процесса. Заданная температура теплоносителя, подводимого в камеру 1, поддерживается автоматически с помощью Одноканальных ПИД регуляторов измерителей ОВЕН ТРМ10 (рис. 2) и трехфазным твердотельным реле KIPPRIBOR 40А (рис. 3). Температура отработанного теплоносителя измеряется многофункциональным прибором SKYWATCH ATMOS (рис. 4).
Влажный продукт
1
Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1 - сменная сушильная камера; 2- завихритель; 3 - удерживающая решетка; 4 - осевой патрубок для подачи теплоносителя; 5 - тангенциальный патрубок для подачи теплоносителя; 6, 8 - калориферы; 7, 9 - вентиляторы; 10 - щит управления; 11, 12 - ча,стотные преобразователи для регулирования подачи вентиляторов; 13 - электрический счетчик; 14, 15 - регуляторы температуры в калориферах; 16 - дифференциальный ман,ом.етр
Контроль относительной влажности теплоносителя на выходе из сушильной камеры осуществляется многофункциональным прибором SKYWATCH ATMOS (рис. 4).
Рис. 2. Терм,оригуля- Рис. 3. Твердотель- Рис. 4. Многофункци- Рис. 5. Частотными тор ОВЕН ТРМ 10 ное реле KIPPRIBOR ональный прибор преобразователями
SKYWATCH ATMOS Веспер89
Измерение скорости воздуха на входе и выходе из сушильной камеры производилось многофункциональным прибором SKYWATCH ATMOS Регулирование расхода воздуха осуществляется частотными преобразователями Веспер Е2-8300 (рис. 5) путем изменения частоты вращения вентилятора.
Гречиха высушивалась в коническо-цилиндрической камере в нижней части (рис. 6), у меньшего основания которой установлен завихритель и выполнено цилиндрическое кольцо, к которому тангенциально (по касательной) подключен патрубок для подвода закручивающего потока теплоносителя. Конструктивные размеры камеры менялись с помощью различных конических вставок разного размера: внутренний диаметр нижнего основания конуса - изменяется от 50 до 150 мм, внутренний диаметр цилиндрической части - 300 мм, высота цилиндрической части - 200 мм, высота конической части 200 мм, внутренний диаметр тангенциального патрубка - 30 мм [7].
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Рис. 6. Конфигурация сушильной камеры
Для выполнения тепловых расчетов сушильных аппаратов необходимо знать тепловые характеристики (теплопроводность, температуропроводность, теплоемкость) высушиваемых материалов, от которых зависит выбор рационального метода и режима сушки материала. Так, решение вопроса о возможности применения для сушки конкретного продукта аппаратов с активными гидродинамическими режимами зависит не только от диффузионного сопротивления, определяемого внутренней пористой структурой материала, но и от его способности воспринимать необходимое для сушки количество теплоты. Тепловые характеристики необходимо знать при обработке результатов экспериментальных исследований процессов тепло- и массообмена, определении механизма переноса теплоты во влажном материале, анализе форм и видов связи влаги с материалом и т. д. [4].
Исследования теплофизических характеристик гречихи проводили на экспериментальном стенде (рис. 7). На стенде имеется общий выключатель 1, промежуточный тумблер 2 для подачи напряжения на потенциометр 3, который включается двумя тумблерами, находящимися за дверкой потенциометра. На передней панели стенда закреплен эталон 6 с известными теплофизическими характеристиками, на который помещается образец пищевого продукта 8, а также установлена греющая поверхности 10 с возможностью перемещаться в вертикальном положении. Рядом со стендом установлен ультратермостат 14, обеспечивающий постоянную температуру греющей поверхности 10. Ультратермостат 14 включается вертикальным ползунком 12. Кнопкой 13 включается насос, подающий горячую воду к греющей поверхности. Вода нагревается ТЭНом, который управляется ползунком 15. Температура воды регулируется электроконтактным термометром 11, который автоматически поддерживает ее постоянное значение, что обеспечивает постоянный поток теплогреющей поверхности.
90
Рис. 7. Экспериментальный стенд
В греющей поверхности 10 установлена термопара 9, подключенная к потенциометру 3 и показывающая температуру греющей поверхности. В плоскости соприкосновения пищевого продукта и эталона установлен шарик 7 дифференциальной термопары, второй шарик 5 этой термопары установлен на противоположном конце эталона, являющегося полуограниченным стержнем системы двух тел - эталон и ограниченным стержнем - пищевой продукт. Эта система образуется после присоединения греющей поверхности сверху к пищевому продукту.
Начальная стадия охватывает малые промежутки времени, характеризуемые числом Фурье Ко < 0,55 [5]. Эксперимент, основанный на теории этой стадии теплопроводности, является непродолжительным. При этом исключается влияние эффекта термовлагопроводности на исследуемые тепловые свойства. Задача сводится к совместному решению дифференциальных уравнений теплопроводности для одномерного потока:
- для исследуемого материала:
- для эталона:
дТэ (х,т) д 2ТЭ (х,т)
дт Э дх2(h < х < да) (2)
где х - текущая координата; h - высота слоя исследуемого материала; t - любой момент времени; Тм - температура исследуемого материала, К; Тэ - температура эталона, К.
Начальные и граничные условия этой задачи выражаются следующей системой уравнений:
ТМ ( х ,0 ) = ТЭ ( х >0 ) = Т0
ТМ ( h , T ) = ТЭ ( h , T )
д Тм ( h , r ) д % ( h , T )лм = ЛЭ
дх дх
Тм ( 0 ,т ) = Тя = const
Тэ ( г о т ) = Т0
(3)
91
где Тн - температура нагревателя, К;То - температура исследуемого образца и эталона в начальный момент
времени, К.Для температуры Т в месте стыка образца и эталона (когда х = h) решение
уравнений (1), (2) с учетом (3) дается в виде бесконечного ряда:
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Т_ТТ Н
(1 + а )- [ erfc ( у ) - а ■ erfc ( 3y) +...]
где:
а = Я ■ y ja- , Яд ■ ^ ам
Ям ' \ ]а - , + Яэ - аerfc ( у ) = 1 - erf ( у )
_ h 2>/а ■ т
у 2erf ( у) = — I е~у ■ dy - интеграл вероятности Гаусса.
ж 0
Для малых значений t решение уравнения ограничивается первым членом ряда. В этом случае решение имеет вид:
Т = ( 1 + а ) -[ 1 - erfc ( у ) ]Т Н
При проведении исследований начальная температура продукта и эталона в течение всего опыта поддерживалась постоянной. Эталон 6 сечением 70'70 мм и длиной 150 мм изготовлен из органического стекла и имеет следующие характеристики: аэ =15,7 м2/с, 1э=0,1839 Вт/мхК, Сэ = 10,88 Дж/кгхК, Гэ = 1075 кг/м3.
Данный метод заключается в исследовании ограниченного (пищевой продукт) и полуограниченного (эталон) тел, которые приводятся в соприкосновение по одной общей плоскости. Нагреватель, нагретый до постоянной температуры, приведен в соприкосновение с продуктом и передает постоянный поток теплоты, который проходит через толщину пищевого продукта с различной скоростью. В результате температура в плоскости соприкосновения пищевого продукта с эталоном изменяется и записывается на диаграмме потенциометра в виде кривой, по которой можно определить время и изменение температуры.
Температуропроводность и теплопроводность определяются по эмпирическим формулам, полученным из решения системы дифференциальных уравнений, составленных для данной системы двух тел, в одно из которых входят неизвестные теплофизические характеристики. Относительно этих характеристик решается система уравнений, включающая параметры проведенного опыта. Так как исследуемые два тела соприкасаются по одной общей плоскости, то по принципам математической физики можно составить два дифференциальных уравнения с едиными начальными и граничными условиями первого рода, обусловленных параметрами проводимого опыта.
Теплопроводность 1м (Вт/(мхК)) исследуемых образцов зерна гречихи определяется по эмпирической формуле:
Я,. = Я1 - h 1 + h\
ам
аэ
92
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
где 1м, ам - температуропроводность образца исследуемого пищевого продукта; 1э = 0,184 Вт/(мхК), ам = 15,7x10 -8 м2/с - соответственно теплопроводность и температуропроводность эталона; h - вспомогательная величина, определяемая по формуле:
h f[1 - Ф (Л] 1
где t" - температура в плоскости соприкосновения образца продукта и эталона, определяемая по полученной диаграмме, °С; Up - температура греющей поверхно-
ГГ
сти, определяемая по полученной диаграмме аналогично, °C; Ф( ) - функция Гаусса.
Удельная теплоемкость пищевого продукта (Дж/(кгхК)) определяется по зависимости:
с =Л / (а р )
где Гм - плотность зерна гречихи, кг/м3.Значения коэффициентов температуропроводности, теплопроводности и
удельной теплоемкости в интервале температур 293...393 К для образцов зерна гречихи влагосодержанием 10 .150 % приведены в приложении. Относительные погрешности определения а и А не превышали 1 %. Результаты обработки экспериментов представлены на рис. 8-11.
10 12 14 16 18 20 22 24________ %
W
Рис. 8 - Зависимость коэффициента теплопроводности А, от влажности, К: 1 - Т=353; 2 - Т=333; 3 - Т=313; 4 - Т=293
0 293 303 313 323 333 343 353 363
______________ __ К
Т ~
Рис. 9. Зависимость коэффициента теплопроводности А от температуры, %: 1 2 - W =20; 3 - W =18; 4 - W =15; 5 - W =13
W=22;
93
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
10 12 14 16 18 20 22 24____________ %
W
Рис. 10 Зависимость коэффициента температуропроводности аот влажности, К: 1 - Т=353; 2 - Т=333; 3 - Т=313; 4 - Т=293.
0 293 303 313 323 333 343 353 363К
Т
Рис. 11 Зависимость коэффициента температуропроводности а108 от температуры, %: 1 - W=22; 2 - W =20; 3 - W =18; 4 - W =15; 5 - W =13
Из рис. 8-11 видно, что при увеличении температуры, коэффициент температуропроводности а, коэффициент теплопроводности А и удельная теплоемкость c монотонно возрастают. В ходе обработки полученных данных выявлено, что теплофизические характеристики (коэффициент температуропроводности, коэффициент теплопроводности и удельная теплоемкость) имеют линейный характер. С увеличением температуры значение коэффициента температуропроводности снижается, а коэффициент теплопроводности и удельной теплоемкости возрастает, что подтверждается при подстановке полученных значений в уравнение (4).
ЛИТЕРАТУРА
1. Алимов, Р. З. Интенсификация конвективного тепломассообмена в трубах с помощью завихренного двухфазного потока [Текст] / Р. З. Алимов // Изв. АН СССР. ОТН. Энергетика и автоматика. - 1962. - № 1.
2. Антипов, С. Т. Сушка пивной дробины в аппарате с закрученным потоком фаз [Текст] / С. Т. Антипов, В. Е. Добромиров, А. В. Прибытков; Воронеж. гос. тех- нол. акад. - Воронеж, 2005. - 164 с.
3. Бахвалов, Н. С. Численные методы [Текст] / Н. С. Бахвалов. - М. : Бином, 2010. - 636 с.
4. Войновский, А. А. Оценка эффективности энергопотребления су-шильного оборудования [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук [Текст] / Войновский А. А. - М., 2005. -17 с.
94
5. Журавлев, А. В. Сушильная камера с активным гидродинамическим режимом [Текст] / А. В. Журавлев // Сборник научных трудов “Модернизация существующего и разработка новых видов оборудования для пищевой промышленности” / Воронеж. гос. технол. акад. - Воронеж, 2004. - С. 28-30.
6. Разработка высокоинтенсивной сушилки с регулируемым закрученным потоком теплоносителя Текст] / С. Т. Антипов, А.В. Журавлев, А. В. Бородкина, А. Ю. Баранов // Научно - теоретический журнал «Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий», Сер. : Процессы и аппараты пищевых производств. - 2013. - № 4. - С. 47-49
7. Исследование форм связи влаги в семенах амаранта сорта Ультра методом дифференциально-термического анализа [Текст] / С.Т. Антипов, А.В. Журавлев, И.В. Кузнецова, И.М. Черноусов, А.Ю. Баранов // Хранение и переработка сельхозсырья. 2010. № 8. С. 40-41.
8. Теоретические основы теплотехнических процессов зерноперерабатывающих производств [Текст] : учеб. пособие / Г. Г. Странадко, А. А. Шевцов, Л. И. Лыткина, В. А. Дятлов; Воронеж. гос. технол. акад.- Воронеж : ВГТА, 2005. - 256 с.
REFERENCE1. Alimov, R. Z. Intensification of convective heat and mass transfer in pipes us
ing a swirling two-phase flow [Text] / R. Z. Alimov / / Izv. USSR ACADEMY OF SCIENCES. REL. Energy and automation. - 1962. - No. 1.
2. Antipov, S. T. Drying beer pellets in a device with a swirling flow of phases [Text] / S. T. Antipov, V. E. Dobromirov, A.V. Pribytkov; Voronezh. state technol. Acad.- Voronezh, 2005. - 164 p.
3. Bakhvalov, N. S. Numerical methods [Text] / N. S. Bakhvalov. - Moscow: Bi- nom, 2010. - 636 p.
4. Voynovskiy, A. A. Assessment o f efficiency of the su-Shilen equipment [Text] : author. dis. ... Cand. Techn. Sciences [Text] / voynovsky A. A.-M., 2005. -17 s.
5. Zhuravlev, A.V. Drying chamber with active hydrodynamic mode [Text] / A.V. Zhuravlev / / Collection o f scientific papers " Modernization of existing and development o f new types of equipment for the food industry” / Voronezh. state technol. Acad.- Voronezh, 2004. - Pp. 28-30.
6. Development of a high-intensity dryer with a controlled swirling flow of coolant Text] / S. T. Antipov, A.V. Zhuravlev, A.V. Borodkina, A. Yu. Baranov / / Scientific and theoretical journal "Bulletin of the Voronezh state University o f engineering technologies", Ser. : Processes and devices o f food production. - 2013. - No. 4. - Pp. 47-49
7. Investigation o f moisture bond forms in Ultra amaranth seeds by differential thermal analysis [Text] / S. T. Antipov, A.V. Zhuravlev, I. V. Kuznetsova, I. M. Cher- nousov, A. Yu. Baranov / / Storage and processing of agricultural raw materials. 2010. No. 8. Pp. 40-41.
8. Theoretical bases of heat engineering processes o f grain processing industries [Text]: studies. Handbook / G. G. Stranadko, A. A. Shevtsov, L. I. Lytkina, V. A. Dyatlov; Voronezh. state technol. Acad.- Voronezh: vgta, 2005. - 256 p.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
95
УДК 664.95 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10036
Техническое обеспечение участка по производству сухих концентратов морепродуктов
Technical support for the production of dry seafood concentrates
Профессор В.Д. Богданов (ORCID 0000-0002-0913-780X), доцент Н.Г. Тунгусов,(Дальневосточный рыбохозяйственный технический университет) кафедра технологиипродуктов питанияE-mail: bogdanovvd@dgtru. ru
ст. преподаватель А.А. Симдянкин (ORCID 0000-0001-7242-5356)(Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)) кафедра холодильной техники, кондиционирования и теплотехники, тел. 8-924-131-16-70 E-mail: [email protected]
Professor V.D. Bogdanov, Associate Professor N.G. Tungusov,(Far East Fisheries Technical University) chair of Food Technology E-mail: [email protected]
St. teacher A.A. Simdyankin(Kemerovo Institute of Food Processing (University)) chair of Refrigeration, Air Conditioning and Heat Engineering, tel. 8-924-131-16-70 E-mail: [email protected]
Реферат. Современные научные исследования и разработки направлены на создание технологий концентратов натуральных продуктов из сырья содержащего эссенциальные, минорные и биологически активные пищевые вещества Рациональной технологией получения таких продуктов является криообработка, при которой биологически активные вещества, находящиеся в сырье, не подвергаются жесткому воздействию внешних факторов и сохраняются в естественных формах и пропорциях. Цель работы - технологическое и техническое обеспечение практической реализации технологии сухих концентратов из морепродуктов. Объектом исследования являлась технология производства сухих концентратов из морепродуктов. Оборудование рассчитывалось и подбиралось с учетом движения сырья на каждой технологической операции. Разработан и утвержден стандарт организации на производство нового вида продукции - СТО 00471515-071-2019 «Сухие концентраты из морепродуктов. Требования к качеству и безопасности. Требования к производству, хранению, реализации». Произведен продуктовый расчет по каждому виду морепродукта с целью определения количества сырья, перерабатываемого на каждой технологической операции, и выхода готовой продукции. Осуществлен подбор оборудования для обеспечения технологического процесса производства сухих концентратов промысловых гидробионтов производительностью 100 кг/сут по сырью. Высокое качество готового продукта обеспечивается за счет поддержания низкой температуры во время всех технологических операций. Предложена компоновка оборудования в технологическую линию по производству сухих концентратов морепродуктов. Оборудование может быть рекомендовано для проектирования подобных участков на других предприятиях, осуществляющих переработку водных биологических ресурсов.
Summary. Modern scientific research and development includes the use of natural and natural substances that use natural, minimal and biologically active food substances. natural forms and proportions. The aim of this work is the technological and technical support for the practical implementation of the technology of dry concentrates of seafood. The advantages of cryogenic technology is also that in the process of freeze-drying, the concentration of biologically active components occurs. Dried products have important advantages: long shelf life, minimal packaging, transportation and storage costs. The object of the study was the technology for the production of dry concentrates from seafood. As raw materials are used:
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
© Богданов В.Д., Тунгусов Н.Г., Симдянкин А.А., 2020
96
Pacific squid carcasses (Todarodes pacificus), cucumaria muscularis shell (Cucumaria japonica), scallop mantle (Mizuhopecten yessoensis), octopus skin (Octopus dofleini), Pacific herring milk. The equipment was selected taking into account the movement of raw materials in each technological operation. An organization standard was developed and approved for the production of a new type of product - STO 00471515071-2019 "Dry seafood concentrates.” Quality and safety requirements. Requirements for production, storage, sales. The necessary organoleptic, physical, chemical and microbiological indicators were established for food dry seafood concentrates, their normative values were determined. A product calculation was made for each type of seafood in order to determine the amount of raw materials processed at each technological operation and the yield of finished products. Equipment was selected to ensure the technological process for the production of dry concentrates of commercial aquatic organisms with a capacity of 100 kg / day for raw materials. A set of selected technological equipment of the designed section allows, if necessary, to significantly increase its productivity. High quality of the finished product is ensured by maintaining a low temperature during all technological operations. The layout of the equipment in the technological line for the production of dry seafood concentrates is proposed. Equipment can be recommended for designing similar at other enterprises engaged in the processing of aquatic biological resources.
Ключевые слова: сухой концентрат, оборудование, замораживание, измельчение, технологическая линия.
Keywords: dry concentrate, equipment, freezing, grinding, processing line.
Многие современные научные исследования и разработки направлены на создание технологий концентратов натуральных продуктов из сырья содержащего эссенциальные, минорные и биологически активные пищевые вещества. Как правило, такие продукты вырабатываются в сухом виде и используются в качестве основы для получения разнообразных инстант-продуктов или биокорректоров пищи с целью придания ей сбалансированности по микро- и макронутриентам, высокого качества и биологической полноценности [1,2,3,4,5].
Рациональной технологией получения таких продуктов является криообработка, при которой биологически активные вещества, находящиеся в сырье, не подвергаются жесткому воздействию внешних факторов и сохраняются в естественных формах и пропорциях. Преимуществами криогенной технологии является то, что в процессе сублимационной сушки происходит концентрирование биологически активных компонентов [6,7,8,9,10,11]. Кроме того, сырье подвергается криоизмельчению в состоянии охлажденном до очень низких температур, что позволяет предотвратить процессы окисления, агрегации сырья и освободить биологически активные вещества для полного усвоения их организмом человека. Кроме того, сушеные продукты имеют важные преимущества: длительный срок годности, минимальные затраты на упаковку, транспортирование и хранение [12].
В Дальрыбвтуз разработана технология производства сухих концентратов морепродуктов на основе методов криообработки. Она успешно прошла лабораторные и промышленные испытания. Следующим этапом развития инновационного процесса практической реализации новой технологии должна стать стадия технологических расчетов и конструкторских разработок.
Цель работы - технологическое и техническое обеспечение практической реализации технологии сухих концентратов из морепродуктов. Для этого необходимо разработать нормативную документацию на производство сухих концентратов морепродуктов, произвести расчет потребности сырья в процессе движения по стадиям производства, подобрать оборудование и скомпоновать его в технологическую линию.
Объектом исследования являлась технология производства сухих концентратов из морепродуктов (рис. 1). В качестве сырья использовали: тушки кальмара тихоокеанского (Todarodes pacificus), мускульную оболочку кукумарии (Cucumaria ja ponica), мантиго морского гребешка (Mizuhopecten yessoensis), кожу осьминога (Octopus dofleini), молоки сельди тихоокеанской (Pa.cific herring). Для выбора и расчета технологического оборудования участка по производству сухих концентратов морепродуктов (около 10 % влажности) произведен продуктовый расчет с целью определения количества сырья, перерабатываемого на каждой технологической операции, и выхода готовой продукции. Производительность участка установлена
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
97
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
по количеству сырья, поступающего на переработку - примерно 100 кг/сут. Выход готового продукта составил от 12 до 20 кг в зависимости от вида сырья (табл. 1).
Рис. 1. Структурная схема технологического процесса производства пищевых сухих концентратов из морепродуктов
Для выполнения проектных работ использовали методы анализа, сравнения. Необходимое количество оборудования непрерывного действия рассчитывали по
формуле:
.Vи = - н
где п- необходимое количество машин и аппаратов; N - часовая производительность на заданной операции в весовых, объемных или штучных единицах; M - часовая производительность одной машины ( аппарата) согласно технической характеристике (в тех единицах, что и N) [13].
Статистическую обработку данных проводили стандартным методом оценки результатов испытаний для малых выборок. Цифровые величины, приведенные в таблицах, представляют собой арифметические средние, надежность которых (Р) = 0,95, доверительный интервал (Л)±10 %.
98
Разрабатывался стандарт организации «Сухие концентраты из морепродуктов. Требования к качеству и безопасности. Требования к производству, хранению, реализации». Разрабатываемый документ устанавливает требования к технологическому процессу производства, качеству и безопасности продукции, а также санитарно-эпидемиологические требования и нормы, правила приемки, упаковки, маркировки, транспортирования и хранения, методы контроля, обеспечивающие качество и безопасность для жизни и здоровья людей, окружающей среды.
По органолептическим, физическим и химическим показателям пищевые сухие концентраты морепродуктов должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 1.
По микробиологическим показателям, содержанию токсичных элементов, пестицидов, полихлорированных бифенилов, радионуклидов пищевые сухие концентраты из морепродуктов должны соответствовать требованиям действующих технических регламентов [14,15,16].
Таблица 1Органолептические и физико-химические показатели
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Наименование показателя Характеристика
Внешний вид Сыпучая, без слежавшихся, плотных комков, однородная сухаямасса
Цвет От кремового до коричневого
Запах и вкус Свойственный данному виду продукта, без постороннего, порочащего привкуса и запаха
Консистенция Однородная по всей массеРазмеры частиц От 20 до 200 мкм
Массовая доля влаги, % Не более 12Массовая доля белка, % Не менее 35
Массовая доля минеральных веществ, % Не менее 8,0
Массовая доля жира, % Не более 10
Наличие посторонних примесей
Не допускается
По результатам проведенных исследований разработан и утвержден стандарт предприятия на новый вид продукции - СТО 00471515-071-2019 «Сухие концентраты из морепродуктов». Требования к качеству и безопасности. Требования к производству, хранению, реализации.
Для выбора и расчета технологического оборудования участка по производству сухих концентратов морепродуктов произведен продуктовый расчет с целью определения количества сырья, перерабатываемого на каждой технологической операции и выхода готовой продукции (табл.2).
99
Технологии пищевой и АПК-продукг
оабатывающей промышленности1орового питания, № 1, 2020
Продуктовый расчетТаблица 2
Видсырья
Количество по- ступающе го сырья, кг
Технологическая операция Выход готового продукта, кг
измельчение сушка криоизмельчение
фасование
выход полуфабриката, кг
выход полуфабриката, кг
выход полуфабриката, кг
выход полуфабриката, кг
Тушкакальмара
101,85 99,81 18,37 18,18 18,0 18Молокисельди
74,37 72,88 20,41 20,20 20,0 20Кукума-рия 95,37 93,46 12,24 12,12 12,0 12Мантиягребешка
97,61 95,65 15,30 15,15 15,0 15Шкураосьминога 96,85 94,91 20,41 20,20 20,0 20
Для обеспечения технологического процесса осуществляли подбор технологического оборудования пооперационно. При проведении операции «Прием сырья» проводится оценка его качества (как правило органолептически) и осуществляется определение его количества взвешиванием на весах, установленных на технологическом столе. Предлагается включить в состав участка:
- весы платформенные серии ВПА от компании «Тензо-М», размер платформы от 200х300 мм до 600х800 мм, нагрузка от 5 до 500 кг;
- стол рабочий КСР-0,7/5 ЦОБП, габариты 700x500x870 .Предварительное измельчение сырья может осуществляться на волчке шне
ковом или в блокорезке. Волчек (или промышленная мясорубка) предназначен для производства фарша, путем измельчения ножами и последующего продавли- вания шнеком мяса. Благодаря мощности волчок способен перерабатывать замороженную мясную продукцию, благодаря чему фарш сохраняет свою свежесть, не деформируется структура белковых соединений и мясных волокон. Волчки для мяса надежны и просты в эксплуатации, удобны в техническом обслуживании. Некоторые их модели, например JR200, оборудованы собственным загрузочным устройством, что значительно ускоряет процесс загрузки продукции и облегчает работу оператора [17].
Что касается блокорезок, распространенная модель STARCUTTER, то они применяются для промышленной переработки замороженного мяса и других продуктов питания. Эти машины бережно и аккуратно режут сырье температурой до минус 30 °С на мелкие, средние и крупные куски. Блокорезки STARCUTTER перерабатывают 2 блока одновременно, достигая производительности до 11 т/ч при низком уровне рабочего шума [18].
В проектируемом участке предлагается использовать блокорезку STARCUT- TER 318, имеющую достаточную мощность и производительность, обеспечивающую измельчение сырья заданных размеров частиц (от 3 до 9 мм). Измельченное сырье для дальнейшего домораживания до температуры минус 25-30 оС направляется в морозильную камеру, например производства компании «РосХолод-ДВ».
100
Измельчение замороженного сырья может осуществляться на аппаратах типа куттер.
Куттер фирмы LASKA может осуществлять переработку как охлажденного, так и предварительно измельченного мороженого мяса благодаря высоким скоростям резания и особой геометрии ножей. Также для тонкого измельчения мороженых продуктов применяются куттера, произведенные компаниями MADO (Германия) [18] и Волтек-Групп [19].
В проекте предлагается использовать куттер марки К65(К 60V) компании «LASKA», так как он по сравнению с другими подходит как по производительности, так и по эксплуатационным характеристикам. Следующей технологической операцией является сублимационная сушка. Основной целью сублимационной сушки является сохранение природных свойств сырья, витаминов, ферментов (до 97 %), биологической активности и вкуса продуктов. В этом процессе из сырья удаляется до 97 % влаги. Сушильный аппарат выбирается, исходя из обрабатываемого на предприятии количества сырья [7].
Сублимационные сушилки компании XINYANG (Китай). Оборудование серии LG применяется для обработки широкого спектра продуктов, таких как: морепродукты, мясо, мясной суп, креветки, рыбное филе, говядина, свинина, курица, порошок чеснока, порошок имбиря, порошок лука, помидоры, порошок перца и т.д. [10].
Промышленные установки лиофильной сушки Scientz (Китай) предназначены для производства крупных партий фармацевтических препаратов и инновационных продуктов питания от 25 до 850 кг по готовому продукту [19]. Предлагается использовать сублимационные сушилки компании «Scientz» (Китай) модель 600F. Оборудование предназначено для сублимационной сушки при давлении <10 Па, обеспечивает достаточно высокую скорость сушки, вместимость 60 л. Для обеспечения заданной производительности участка принимаем 2 аппарата.
Криоизмельчение высушенного сырья происходит при температуре ниже - 70 °C. Заданная температура достигается подачей хладагента в аппарат для измельчения. Криогенные роторные дробилки для пищевой и фармацевтической промышленности компании «Schenck process holding GMBH» марки «Kemutec Kek» обеспечивает одноступенчатое тонкое измельчение с контролируемым диапазоном размера частиц 100, 50 и менее 20 мкм. Измельчение осуществляется с контролем заданной температуры [20].
Высокоскоростная криогенная роторная мельница ZM 200 компании «GMBM» применяется в пищевой промышленности для тонкого измельчения мягких, среднетвердых, волокнистых и хрупких материалов. В криогенных измельчителях пищевых продуктов марки HX компании «Jiangsu» (Китай) используется низкотемпературная пульверизаторная система с жидким азотом в качестве источника холода. Охлажденный при низкой температуре материал разбивается посредством высокоскоростного вращения крыльчатки, достигается комплексный эффект дробления за счет сдвига, столкновения, трения. Измельченный материал собирается воздушным уловителем. В системе холодный источник формирует замкнутый цикл, который обеспечивает полное использование хладагента и экономит энергию. Температура холодного источника для измельчения может быть снижена до -196 °C. Температура может контролироваться и регулироваться в процессе измельчения. В проекте предлагается использовать криогенный измельчитель для пищевых продуктов марки HX-200 компании «Jiangsu», обеспечивающий необходимую степень дробления и соответствующую производительность.
Фасование может осуществляться в полимерные пакеты без вакуумирования, а также с вакуумированием. Для фасования сыпучих продуктов применяются различные конструкции фасовочных аппаратов. В проектируемой линии предлагается установить фасовочный автомат Ранет-Саше-D вертикального типа, обеспечивающий дозировку порошка в широком диапазоне значений с достаточной производительностью и использованием вакуума.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
101
Количество единиц технологического оборудования участка по производству сухих концентратов из морепродуктов рассчитывалось, исходя из установленной производительности 100 кг в сутки по сырью. Особенностью технологического процесса является строгое соблюдение температурного режима, не допускающего отепления мороженого сырья и полуфабриката на первых стадиях обработки. В связи с этим выбраны аппараты для измельчения с избыточной производительностью с целью максимального сокращения продолжительности операций. При этом самой длительной и малопроизводительной операцией является сублимационная сушка. Комплект подобранного технологического оборудования проектируемого участка позволяет при необходимости значительно увеличить производительность. Для модернизации потребуется только увеличить количество аппаратов сублимационной сушки (табл. 3).
ТаблицаЗ
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Технологическое оборудование участка
Наименование Марка Габариты, мм Количество единиц, шт.
Стол технологический КСР-0,7/5 ЦОБП 700х500х870 1Весы платформенные ВПА 800х300х800 1Блокорезка STARCUTTER 318 2000х1600х1600 1Куттер K 60V 1520х1200х1300 1Стол технологический фасования мороженного полуфабриката КСР-0,7/5 ЦОБП 700х500х870 1Сублимационная сушилка Scientz 600F 3500х1300х2800 2Криогенная мельница Jiangsu HX-200 1600х1100х1700 1Аасовочный автомат Ранет-Стик-70 1750х800х700 1Стол технологический для упаковки КСР-0,7/5 ЦОБП 700х500х870 1
Компоновка оборудования в технологическую линию по производству сухих концентратов представлена на рис. 2.
Рис. 2. Расположение оборудования для получения сухих пищевых концентратов: 1- Камера хранения; 2 - Блокорезка STARCUTTER 31; 3 - Технологический стол КСР-0,7/5 ЦОБП; 4 - весы ВПА; 5 - Куттер K 60V; 6 технологический стол фасования мороженного полуфабриката КСР-0,7/5 ЦОБП; 7 - лиофильная сушка Scientz 600F; 8 - технологический стол; 9 - криомельница Jiangsu HX-200;10 - технологический стол для упаковки КСР-0,7/5 ЦОБ; 11 - Фасовочный аппарат Ранет-Стик-70
102
По результатам проведенных исследований разработан и утвержден стандарт предприятия на новый вид продукции - СТО 00471515-071-2019 «Сухие концентраты из морепродуктов. Требования к качеству и безопасности. Требования к производству, хранению, реализации», введенный в действие соответствующим приказом руководителя организации. Произведен продуктовый расчет с целью определения количества сырья, перерабатываемого на каждой технологической операции и выхода готовой продукции. Осуществлен подбор и расчет технологического оборудования участка по производству сухих концентратов из морепродуктов и его компоновка в производственную линию. Оборудование может быть рекомендовано для проектирования подобных участков по переработке морепродуктов с целью производства сухих концентратов на других предприятиях, осуществляющих переработку водных биологических ресурсов.
Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания от Федерального агентства по рыболовству Российской Федерации
ЛИТЕРАТУРА
1. Popov A. M. Sistemic Regularities in the Study and Design of Technological Complexes for the Production o f Instant Peverages. Foods and Raw Materials, 2014, vol. 2, no. 2, pp. 156-160/ DOI: http://doi.org/10.12737/5474
2. Pavlyuk R., Kakadii I., Pogarskii A., Stukonozhenko. The influence o f the processes of para-thermal cryogenic treatment and mehanolysis on biopolymers and biologically active substances in the process of producing the health containing nanoproducts. Eastern-european journal o f enterprise technologies. 2017. V.6.№11(90) P.41-47.
3. M.Jridi, R.Nasri, R.B. S.-B. Salem, I.Lassoued, A.Barkia, M.Nasri, N.Souissi Chemical and biophysical properties of gelatins extracted from the skin o f octopus (Octopus vulgaris) LWT - Food Science and Technology V. 60, Is. 2, P. 1, 2015, P. 881 -88
4. R. Durand, E. Fraboulet, A. Marette, L. Bazinet Simultaneous double cationic and anionic molecule separation from herring milt hydrolysate and impact on resulting fraction bioactivities.// Separation and Purification Technology V. 210, . 2019, P. 431-44
5. ErmolaevV. A. Kinetics of the Vacuum Drying o f Cheeses. Foods and Raw Materials, 2014, vol. 2, no. 2, pp. 130-139. DOI http://doi.org/10.12737/5471
6. Джаруллаев Д.С., Рамазанов А.М., Яралиева З.А., Сязин И.Е. Совершенствование технологической линии производства плодоовощных криопорошков/ / Известия высших учебных заведений. Пищевая технология -2012 - 4 (328). - С. 64 -66
7. Осецкий А.И. Грищенко В.И., Гольцев А.Н., М. А. Кравченко, Стрючкова Е.В. Криогенные технологии в производстве фармацевтических, косметических, агротехнических препаратов и биологически активных пищевых добавок // Проблемы криобиологии. - 2009. - Т. 19. - № 4. - С. 488-499.
8. Титова С. Куранова А., Л. К., Голубева О. А. Разработка технологии кормового рыбного криофарша/ Вестник МГТУ. 2017. Т. 20, № 3. С. 619-627.DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-3-619-627
9. Касьянов Г.И., Ломачинский В.В., Ахмедов М.Э., Рамазанов А.М., Яралие- ва З.А. Получение и применение биокорректоров в форме криопорошков из овощей и фруктов. Наука. Техника. Технология. 2014. №3. С.117-123.
10. Голубева О. А., С Титова. А., Греков Е. О. Криоэкструзия в технологии производства рыбных кормов. Вестник МГТУ. 2018. Т. 21, № 3. С. 427-433. DOI: 10.21443/1560-9278-2018-21-3-427-433.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
103
11. Peng J, Zheng F, Wei L, Lin H, Jiang J, Hui G. Jumbo squid (Dosidicus gi- gas) quality enhancement using complex bio-preservative during cold storage. Journal o f Food Measurement and Characterization. 2018;12(1):78- 86. DOI: 10.1007/s11694-017-9618-y
12. Xie H.K, Zhou D.Y, Liu Z.Y, Li D.Y, Tan Z.F, Dong X.F, Liu X.Y, Shahidi F, Zhu B.W.. Effects o f natural phenolics on shelf life and lipid stability o f freeze-dried scallop adductor muscle. Food Chemistry. 2019;295:423-431. DOI:https:// doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.05.133
13. Тунгусов Н.Г., Шадрина Е.В., Богданов В.Д. Технологическое обеспечение основных процессов комбинированной технологии производства кормовой добавки из морских звезд.// Научные труды Дальрыбвтуза. -2017 - №43. - С 8388.
14. ТР ТС 021/2011 Технический регламент таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». Утверждён Решением Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. № 880. 242 с. Доступно через: www.tsouz.ru 29.12.2011
15. ТР ЕАЭС 040/2016. Технический регламент Евразийского экономического союза 040/2016 «О безопасности рыбы и рыбной продукции». Утверждён Решением Совета Евразийской экономической комиссии от 18 октября 2016 г. № 162. 138 с. Доступно через: www.eaeunion.org 20.03.2017.
16. Богданов В.Д, Дементьева Н.В, Симдянкин А.А. Оценка качества и безопасности сухого концентрата трепанга.// Научные труды Дальрыбвтуза. -2017 - №41. - С 98-104.
17. Кабулов Б.Б., Мустафаева А.К., Джилкишева А.Г., Жаппаров П.А. Измельчение замороженного мясного сырья на экспериментальном волчке-дробилке (optional/по выбору) В сборнике: Современные инновации в науке и технике Сборник научных трудов 8-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Ответственный редактор А.А. Горохов. 2018. С. 85-88.
18. Яремчук.Н.В. Им любое мясо по зубам// Мясные технологии. 2010 - 7 (91). - с. 28-32
19. Официальный сайт компании Вилитек [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://vilitek.ru/products/liofilnye-sushki/.
20. Официальный сайт компании Retsch [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.retsch.ru/ru/.
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
REFERENCES
1. Popov A. M. Sistemic Regularities in the Study and Design o f Technological Complexes for the Production o f Instant Peverages. Foods and Raw Materials, 2014, vol. 2, no. 2, pp. 156-160/ DOI: http://doi.org/10.12737/5474
2. Pavlyuk R., Kakadii I., Pogarskii A., Stukonozhenko. The influence o f the processes o f para-thermal cryogenic treatment and mehanolysis on biopolymers and biologically active substances in the process of producing the health containing nanoproducts. Eastern-european journal o f enterprise technologies. 2017. V.6.№11(90) P.41-47.
3. M.Jridi, R.Nasri, R.B. S.-B. Salem, I.Lassoued, A.Barkia, M.Nasri, N.Souissi Chemical and biophysical properties o f gelatins extracted from the skin o f octopus (Octopus vulgaris) LWT - Food Science and Technology V. 60, Is. 2, P. 1, 2015, P. 881 -88
4. R. Durand, E. Fraboulet, A. Marette, L. Bazinet Simultaneous double cationic and anionic molecule separation from herring milt hydrolysate and impact on resulting fraction bioactivities.// Separation and Purification Technology V. 210, . 2019, P. 431-44
104
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
5. ErmolaevV. A. Kinetics of the Vacuum Drying o f Cheeses. Foods and Raw Materials, 2014, vol. 2, no. 2, pp. 130-139. DOI http://doi.org/10.12737/5471
6. Dzharullaev D.S., Ramazanov A.M., Yaralieva Z.A., Syazin I.E. Improving the technological line for the production o f fruit and vegetable cryopowders // News of higher educational institutions. Food Technology -2012 - 4 (328). - S. 64-66(in Russian)
9. Kasyanov G.I., Lomachinskii V.V., Akhmedov M.E., Ramazanov A.M., Yaralieva Z.A. Production and application of biocorrectors in the form of cryoproscopic vegetables and fruits. The science. Equipment. Technology. 2014. №3. P.117-123. (in Russian)
10. Golubeva O.A., S Titova. A., Grekov E. O. Cryoextrusion in fish feed production technology. Bulletin of MSTU. 2018.Vol. 21, No. 3. P. 427-433. DOI: 10.21443 / 1560-9278-2018-21-3-427-433
11. Peng J, Zheng F, Wei L, Lin H, Jiang J, Hui G. Jumbo squid (Dosidicus gigas) quality enhancement using complex bio-preservative during cold storage. Journal o f Food Measurement and Characterization. 2018;12(1):78-86. DOI: 10.1007/s11694-017 -9618-y
12. Xie H.K, Zhou D.Y, Liu Z.Y, Li D.Y, Tan Z.F, Dong X.F, Liu X.Y, Shahidi F, Zhu B.W.. Effects o f natural phenolics on shelf life and lipid stability o f freeze-dried scallop adductor muscle. Food Chemistry. 2019;295:423-431. DOI:https:// doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.05.133
13. Tungusov N.G., Shadrina E.V., Bogdanov V.D. Technological support for the main processes of the combined technology for the production o f feed additives from starfish. // Scientific works o f Dalrybvtuz. 2017 - No. 43. - C 83-88. (in Russian)
16. Bogdanov V.D., Dementieva N.V., Simdyankin A.A. Assessment o f the quality and safety of dry trepang concentrate. // Scientific works o f Dalrybvtuz. 2017 - No. 41. - C 98-104. (in Russian)
17. Kabulov B.B., Mustafayeva A.K., Dzhilkisheva A.G., Zhapparov P.A. Grinding frozen meat in an experimental grinder (optional / optional) In the collection: Modern innovations in science and technology. Collection o f scientific papers of the 8th A llRussian Scientific and Technical Conference with international participation. Executive Editor A.A. Gorokhov. 2018.S. 85-88. (in Russian)
105
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Требования к оформлению материалов для журнала «Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности
АПК - продукты здорового питания»
1. Материалы представляются в двух видах: на электронном носителе и распечатанные на одной стороне листа белой бумаги формата А4 (1 экз.) на лазерном принтере. Они должны быть набраны в редакторе MS Word версия не ниже 12 (Office не выше 2007) и напечатаны через одинарный интервал по ширине страницы:
основной текст - Times New Roman Cyr 11 с полями: левое 21 мм, правое 21 мм, верхнее и нижнее 25 мм;колонтитулы от края - верхний и нижний 1,6 см; заголовки по центру - Times New Roman Cyr 11, жирный; красная строка -1 см; перенос слов - автоматический.
С левой стороны с абзаца в начале статьи набираются:УДК - Times New Roman Cyr 11;должность, степень И. О. Ф. авторов - Times New Roman Cyr 11 (на русском и английском языках);место работы, кафедра и контактный телефон (можно рабочий), Email авторов - Times New Roman Cyr 10.реферат - Times New Roman Cyr 9 (объем 200-250 слов на русском и английском языках);ключевые слова - Times New Roman Cyr 9, до 10 слов (на русском и английском языках);
По центру дается название статьи - Times New Roman Cyr 14, жирный, строчной (без переноса) (на русском и английском языках).
Объем для статьи - 4-8 с. Структурно статья должна иметь четко выраженное введение, в котором ставится задача (описывается решаемая проблема), основную часть, где излагаются используемые авторами пути решения поставленной задачи, приводятся и обсуждаются результаты, и заключение, в сжатой форме подводящее итог работы. Повторение одних и тех же данных в статье, таблице и графике не допускается. Размерность всех характеристик приводится в системе СИ.
К каждой статье под заглавием дается реферат на русском и английском языках через 1 строку друг от друга. Название статьи, фамилия, имя, отчество приводятся полностью на русском и английском языке.
Название статьи или краткого сообщения должно быть лаконичным и точно отражать содержание.
Иллюстрации в формате jpeg или gif:• должны быть расположены после ссылки на них в тексте;•должны выполняться на компьютере с обозначением всех необходимых букв и сим
волов в соответствии с ЕСКД и Р 50-77-80. Все буквенные и цифровые обозначения, приведенные на рисунках, поясняются в основном или подрисуночном тексте. Подрисуночные подписи даются Times New Cyr 10, на формат рисунка.
Графические объекты (диаграммы, графики) должны быть активными (т.е. подлежать редактированию стандартными средствами, например, MS Excel).
6. Формулы и буквенные обозначения:•буквы латинского алфавита, используемые в индексах, набирают курсивом;•буквы русского и греческого алфавита - прямым шрифтом; знак вектора - полужирным;•нумерация формул в тексте сквозная. Нумеруются только те формулы, на которые есть ссылки в тексте.
Формат формул (стандартный редактор) :• стиль - «математический»;
106
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
• размер символа — 11Sizes (Размеры)
Full(Обычный) 11 - 10Subscript / Superscript (Крупный индекс) 7Subsubscript / Superscript (Мелкий индекс)
5
Symbol(Крупный символ) 12Subsymbol (Мелкий символ) 9
7. Таблицы (слово печатается курсивом) по правому краю, должны быть с заголовками и обязательно располагаться после ссылки на них в тексте. Графы в таблицах должны иметь краткие заголовки. Упоминаемые в заголовках величины сопровождаются соответствующими единицами измерений.
8. Литература (слово печатается: Times New Roman Cyr 11, жирный, прописной) на русском и на английском языке включает источники, использованные автором при написании статьи, и должна содержать не более 10 наименований. Ссылки в тексте даются в квадратных скобках: [1], помещаются в конце статьи и оформляются согласно ГОСТ 7.1-2003. В список не включается литература 10-летней давности.
Журнал принимает в печать научно-теоретические, -практические, - производственные оригинальные статьи по тематикам рубрик:
1. Сельскохозяйственная продукция.2. Аквакультура.3. Производство пищевых продуктов.4. Продовольственное машиностроение.5. Биохимическое производство.6. Образование.7. Экономика и управление.
Журнал «Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания» выходит 6 раза в год.
Статья должна быть тщательно проверена и подписана всеми авторами.На отдельном листе авторы указывают ФИО полностью, адрес, ученую степень,
должность, место работы, контактный телефон, E-mail, a также отмечают с кем вести переписку.
К статье должны прилагаться сопроводительные документы:- сопроводительное письмо;- выписка из протокола заседания кафедры с рекомендацией статьи к печати;- экспертное заключение;- положительная рецензия ведущего ученого в данной области или членаредакционной коллегии серии, заверенная подписью и печатью.
Вопрос об опубликовании статьи, ее отклонении решает редакционная коллегия журнала и еe решение является окончательным. В случае возвращения статьи для исправления датой представления считается день получения исправленного текста. Срок доработки - не более 1 месяца.
Материалы, не соответствующие данным требованиям оформления, к публикации не принимаются. Рукописи авторам не возвращаются.
С аспирантов плата не взимается.
107
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
Requirements to registration of materials for the magazine «Technologies food and processing industry
Agrarian and industrial complex - products of healthy food»
Materials are represented in two types: on an electronic medium and unpacked on one party of a leaf of white paper of the A4 format (1 copy) on the laser printer. They have to be gathered in the MS Word editor the version not lower than 12
(Office of not higher than 2007) also are printed through an unary interval on page width:
• the main text - Times New Roman Cyr 11 with fields: left 21 mm, right 21 mm, top and bottom 25 mm;
• headlines from edge - the top and bottom 1,6 cm;• headings on the center - Times New Roman Cyr 11, fat;• new paragraph of-1 cm;• hyphenation - automatic.On the left side from the paragraph at the beginning of article are gathered:• UDC - Times New Roman Cyr 11;• a position, I. O. F. degree of authors - Times New Roman Cyr 11 (in the Russian and
English languages);• the place of work, department and contact phone (it is possible the worker), Email of
authors - Times New Roman Cyr 10.• the paper - Times New Roman Cyr 9 (the volume of 200-250 words in the Russian
and English languages);• keywords - Times New Roman Cyr 9, to 10 words (in the Russian and English lan
guages);On the center the name of article - Times New Roman Cyr 14, fat, lower case is given
(without transfer) (in the Russian and English languages).2 . Volume for article - 4-8 pages. Structurally article has to have accurately ex
pressed introduction in which the task (the solved problem is described), the main part where solutions of an objective used by authors are stated is set, results, and the conclusion which in a condensed form is summing up the result of work are brought and discussed. Repetition of the same data in article, the table and graphics isn't allowed. Dimension of all characteristics is given in SI system.
3 . To each article under the title the paper in the Russian and English languages in 1 line from each other is given The name of article, surname, name, middle name are provided completely in Russian and English.
4 . The name of article or the short message has to be laconic and is exact reflect the contents.
5 . Illustrations in the jpeg or gif format:• have to be located after the link to them in the text;• have to be carried out on the computer with designation of all necessary letters and
symbols according to ESKD and P 50-77-80. All alphabetic and digital references given on drawings, are explained in the basic or the caption. Caption signatures are given to Times New Cyr 10, on a drawing format.
Graphic objects (charts, schedules) have to be active (i.e. to be subject to editing by standard means, for example, MS Excel).
6 . Formulas and alphabetic references:• the letters of the Latin alphabet used in indexes, gather in the italics;• letters of the Russian and Greek alphabet - a direct font; vector sign - semiboldface;• numbering of formulas in the text the through. Only those formulas on which there
are links in the text are numbered.Format of formulas (the standard editor):• style - «mathematical»;
108
• the symbol size — 11
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленностиАПК-продукты здорового питания, № 1, 2020
SizesFull 11 - 10Subscript/Superscript 7Sub-subscript/Superscript
5
Symbol 12Subsymbol 9
7 . Tables (the word is printed in the italics) on the right edge, have to be with headings and it is obligatory to settle down after the link to them in the text. Columns in tables have to have short headings. Sizes mentioned in headings are accompanied by the corresponding units of measurements.
8 . Literature (the word is printed: Times New Roman Cyr 11, fat, capital) in Russian and in English includes the sources used by the author at writing of article, and has to contain no more than 10 names. References in the text are given in square brackets: [1] ] are located at the end of article and are made out according to GOST 7.1-2003. The list doesn't join literature of 10-year prescription.
The magazine accepts in the press scientific-theoretical, - practical, - production original articles on subjects of headings:
1 . Agricultural production.2 . Aquaculture.3 . Production of foodstuff.4 . Food mechanical engineering.5 . Biochemical production.6 . Education.7 . Economy and management.
The «Technologies Food and Agrarian and Industrial Complex Processing Industry — Products of Healthy Food» magazine leaves 6 times a year.
Article has to be carefully checked and signed by all authors.On a single sheet authors specify a full name completely, the address, a scientific
degree, a position, a work place, contact phone, E-mail, an also note with whom to correspond.
Accompanying documents have to be applied to article:- cover letter;- extract from the chair minutes with article recommendation for printing;- expert opinion;- the positive review of the leading scientist in the field or the member of an editorial
board of the series, assured by the signature and the press.The question of article publication, its deviation is solved by an editorial board of the
magazine and ee the decision is final. In case of article return for correction by date of representation it is considered day of obtaining the corrected text. Completion term - no more than 1 month.
The materials which aren't conforming to these requirements of registration, to the publication aren't accepted. Manuscripts to authors don't come back.
The paym ent isn't raised from graduate students.
109