Урожайность картофеля, лежкость при хранении и качество картофелепродуктов в зависимости от режимов обработки клубней озоновоздушной смесью

Актуальность темы. За последние годы в технологии хранения картофеля достигнуты значительные результаты. Тем не менее, потери при хранении до сих пор велики.
Наиболее значимый ущерб наносится картофелю в период длительного хранения при высоких температурах, рекомендуемых при переработке на обжаренные продукты, поскольку при низкой температуре в клубнях накапливается повышенное количество Сахаров, вследствие чего они становятся непригодными для переработки. При повышенной температуре клубни многих сортов начинают прорастать уже в декабре > январе месяцах. За рубехсом в борьбе с прорастанием широко используются химические препаратыингибиторы прорастания. Поиск новых безопасных и эффективных средств воздействия на клубни, тормозящих их прорастание весьма актуален, особешю для хранения картофеля, предназначенного для переработки.
Исследования ряда авторов показывают, что обработка клубней озоноБоздушной смесью при определенных режимах снижает потери при хранении, повышает качественные показатели клубней, позволяет отказаться от применения химических препаратов при хранении и получать обжаренные картофелепродукты высокого качества.
Подготовить научно-обоснованные рекомендации по режимам обработки клубней озоновоздушной смесью (озонирования) в сочетании с температурами хранения на урожайность, лежкость, качество картофеля ц картофелепродуктов.
Изучить влияние обработки клубней озоновоздушной смесью на: 1) рост и развитие растений, урожай и качество картофеля (содержание сухих веществ, редуцирующих Сахаров, крахмала, потребительские показатели); 2) лежкость при длительном хранении в зависимости от температуры хранения; 3) качество обжаренных картофелепродуктов. Показать экономическую эффективность изучаемых режимов озонирования.
Установлена эффективность воздействия озоновоздушной смеси на рост, развитие и урожайность картофеля, дежурств, качество клубней и картофелеиродуктов; вня&тены оптимальные обработки клубней озоновоздушной смесью (озонирования) в зависимости от температуры хранения.
Практическая значимость результатов исследований. Обоснованные режимы обработки клубней озоновоздушной смесью повышают урожайность, снижают потери при хранении, повышают потребительские показатели клубней и качество обжаренных картофелепродуктов.
Объект исследований: сорта картофеля различных групп спелости и назначения.
Объект исследований: сорта картофеля различных групп спелости и назначения.
Предмет исследований – влияние обработки клубней озоновоздушной смесью на урожайность, лежкость при хранении, биохимические показатели клубней, показатели качества картофеля и картофелепродуктов.
Положении, выносямыс па защиту. Рост и развитие растений, урожайность в последействии, лежкость картофеля, его биохимические и потребительские показатели и качество обжаренных продуктов в зависимости от температуры хранения, экспозиции и режимов обработки клубней озоновоздушной смесью (озонирования).
Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку в хранилище ВНИИКХ Люберецкого района Московской области, г.п. Красково-1. Производственная проверка подтвердила полученные выводы.
Апробация работы. Результаты работы доложены на Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение и инновационное развитие картофелеводства» 6-8 августа 2008г Коренево ВНИИКХ, костерное (стендовое) соощение «Обработка клубней озоновоздушной смесью и ее влияние на лежкость, качество картофелепродуктов переработки и урожайность картофеля. (Чулков Б.А.)
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 3 научные статьи, в т.ч. одна – в рецеігзируемом журнале.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 145 стр., состоит из введения, обзора литературы, 4 глав, выводов и предложений производству. Содержит 13 таблиц, 21 рис. и 26 приложений. В списке использованной литературы 129 источника, в т.ч. 63-на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Полевые опыты проводили п 2006-2008 гг. на экспериментальной базе ВНИИКХ «Коренево» на дерново-подзолистой супесчаной почве. Опыта по лежкости (потерям) проводили в 2005-2008 гг.
Агрохимические показатели почвы: рН (соя.)-4,3…4,8; гидролитическая кислотность-3,4…4,1 мг-экв./100г почвы; Р2Ог-340…370 мг/кг почвы и К20-105… U 9 мг/кг (по Кирсанову); гумус (по ТюринуН ,8.. .2,0 %.
Агротехника возделывания-общепринятая для зоны. Учет урожаясплошной поделялочный. Посадка-5-10 мая в предварительно нарезанные гребни, на глубину 8-10 см, клубнями массой 50-80 г.
Схема оігыта. Исследования проводились в соответствии со структурной схемой (рис. 1), предусматривающей обработку картофеля для посадки в трех режимах: №1-октябрь и апрель; №2-октябрь-апрель ежемесячно; №3- первая декада апреля; для переработки-октябрь -май ежемесячно. Метеорологические условия в годы исследований были различнымикак благоприятными в 2006 и 2008 гт. по сумме и распределению температур (рис. 2) и осадков (рис. 3), так и неблагоприятными-2007, который был засушливым и жарким. Методика исследований. Агрохимическая характеристика почвы: гумус по Тюрину (ГОСТ 26213- – 91); Р205 и К2 0 – по Кирсанову (ГОСТ 26207- 91); рН (сол) потендиометрически (ГОСТ 26483-85); гидролитическая кислотность – по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91).
Фенологические наблюдения проводили по методике ВНИИКХ (1967). В течение вегетации отмечали начало появления всходов, полные всходы, вступление в фазу бутонизации, полную бутонизацию, начало цветения, полное цветение,
Биометрические показатели – высоту растений, количество стеблей в кусте определяли в фазу цветения.
Урожай и его структуру определяли методом сплошной копки делянок картофелекопателем с последующим сбором вручную и взвешиванием
Температура. Картофель для посадки сорта Удача и Невский хранили при температуре 2-4 “С, предназначенные для переработки – Голубизна, Леди Розетта при 8-10 “С и поддерживали ее на постоянном уровне в холодильных камерах ВНИИКХ в течение всего периода хранения.
Лежкость клубней при хранении с определением общих потерь в том числе, естественной убыли массы, абсолютной гнили и потерь на ростки определяли по методическим указаниям ВАСХНИЛ, 1977. Для определения этих показателей на хранение закладывали сетки с клубнями массой 5 кг в трехкратной повторности.
Озонирование. Клубни каждого сорта массой по 5кг помещали в сетки в трехкратной повторности для соответствующего режима обработки с помощью озонатора ОВОД — 01 конструкции Костромского НИИСХ.
При температуре хранения 2-4 °С клубни обрабатывали с экспозицией 4; 24; 36; 48 часов независимо от режима озонирования, при температуре хранения 8-10 °С для переработки – 24; 48; 72; 96 часов. Концентрация озона2,5 мг/м3.
Биохимические и потребительские показатели клубней, качество хрустящего картофеля и фри определяли в соответствии с «Методическими указаниями по оценке сортов картофеля на пригодность к промышленной переработке» (В.П. Кирюхин, М.М. Чеголина, 1
Сухое вещество и крахмал определяли по удельной разнице массы клубней в воздухе и воде, редуцирующие сахара – методом с использованием полосок глюкоурихрома.
Потребительские качества клубней определяли по потемнению мякоти сырых и вареных клубней через 20 минут’, 3 н 24 часа, вкус – органолентическим методом через 10 минут после варкн в кожуре • Указанные показатели, оценивали по 9-бальной шкале.
Качество хрустящего картофем и фри определяли без бланширования и с бланшированием долек с оценкой по таким показателям как цвет и консистенция.
Математическая обработка результатов исследований проводилась методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985).
Фенологические наблюдения. Данные фенологических наблюдений (табл. 1) в среднем за 2006-2008гг отличались по режимам и экспозициям озонирования.
В оптимальном режиме №2 при экспозиции 48 часов па сорте Удача начало всходов было раньше на 3, а по сорту Невский с экспозицией 36 часов на 4 дня но сравнению с контролем. Соответственно полные всходы были на этих сортах раньше на 3 дня.
Фаза бутонизации наступила: у сорта Удача в среднем за три года во втором режиме на 42 день от посадки тоі да как на контроле па 46 день, а у сорта Невский в том же режиме с экспозицией 36 часов на 50 день, а контроль на 54депъ от посадки.
Полное цветение у сорта Удача в режиме 2 с обработкой озоном 48 часов проходило на пять дней раньше, чем на контроле, а у сорта Невский в том же режиме с эшюзициейЗб часов та 4 дня раньше в сравнении с контролем.
Таблица 1 – Прохождение растениями основных фаз развития от посадки до полного цветения в зависимости от режима обработки клубней озоновоздушной смесью (в среднем за 2006 – 2008 гг.) Биометрические показатели растений. Как свидетельствуют данные, приведенные в (табл. 2\ количество стеблей зависит oт режима обработки и экспозиции озонирования клубней. Из трех изученных режимов наибольшим количеством стеблей отмечается сорт Удача в режиме №2 с экспозицией 48 часов и составляет (5,2 шт.\куст) на контроле (43 шт.\куст), а на сорте Невский в среднем за 2006-2008 год в том же режиме при 36 часовой экспозиции (5,0 шт.\куст) контроль составил (3,5 шт./куст).
Из изучаемых режимов обработки по всем видам максимальная высота стеблей была отмечена на сорте Удача с экспозицией 48 часов (53 см), а на Невском с экспозицией 36 часов (40 см) в режиме №2
Таблица 2 – Количество основных стеблей в кусте и высота растений (фаза цветения) в зависимости от сорта, режима и экспозиции обработки клубней озоновоздушиой смесью (в среднем за 2006 – 2008 гг.) Урожайность картофеля: (табл. 3) по обоим сортам была максимальной в благоприятном 2006 и 2008 году. Это связано с тем, что 2006 и 2008 год по характеру распределения осадков в критическую фазу развития (бутонизация – цветение) был наиболее оптимальным по сравнению с 2007 годом исследований. Урожайность картофеля в среднем га 2006-2008гг значительно отличалась но режимам и экспозициям озонирования.
Максимальная прибавка в среднем за три года по сорту Удача составила 2,7 тта или на 10 %, по сорту Невский на 3,7 тта или 15,6 % при обработке во втором режиме (октябрьапрель) с экспозицией 36 и 48 часоа
Таблица 3 – Урожайность картофеля (т/га) в зависимости от режима и озоновоздушной смесью Структура урожая. Структура урожая (табл. 4) значительно отличалась по режь мам и экспозициям озонирования. В среднем за 3 года наибольший проценг выхода товарных клубией фракции более 40 мм отмечен во втором режиме copra Удача с экспозицией 43 часов (83,9 %) и сорта Невский с экпозицией 36 часов (84,8%)
Таблица 4 – Товарность картофеля (%) в зависимости от режима и экспозицки обработки клубней озоновоздушиой смесью (в среднем за 2006-2008 гг.)
Потери при хранении, п том числе убыль массы, в зависимости от сорта, режима, экспозиции обработки клубней озоновоздушиой смесью и температуры хранении. Наибольшее снижение потерь при температуре хранения 2-4 °С наблюдалось у сортов при обработке клубней озоновоздушной ежемесячно (режим №2)
При обработке озоновоздушной смесью сорта Невский (рис. 4) в режиме №2 (октябрь-апрель) в среднем за три года с экспозицией 48 часов потери снизились на 7,1 %. Рис. 4 Потери в зависимости or зшаазиции и режима обработки аадновіздушной смесью клубней, температура хранения 2-4 °С (в среднем за 2005 – 2008 гг.) сорт Невский
По сорту Удача (рис. 5) уменьшение потерь во втором режиме по сравнению с контролем составило при 48 часовой экспозиции 7,8 %.
При температуре хранений картофеля для переработки 8-10 *С. Наибольшее снижение потерь по сорту Голубизна и Леди Розетта (рис. 6) было при экспозиции озонирования 96 часов. По сравнению с контролем потери снизились в среднем за три года в 2-2,2 раза и составили около 11 %, тогда как на контроле 23-25 %. Рис. 5 Потери в зависимости от экспозиции и режим обработки озоновоздушной смесью клубней. температура хранения 2-4*С (в среднем за 2005 – 2008 гг.) сорт Удача Рис. 6 Потери в зависимости от ЭКСПОЗИЦИИ И обработки клубней озоновоздушной смесью. При температуре хранения 8-10 °С. Определение потерь – май. (в среднем за 2005-2008 гг.)
Биохимические и потребительские показатели клубней в зависимости от экспозиции и режима обработки клубней озоновоздушной смесью. В понятие биохимические показатели клубней входит большой комплекс определений. Однако в наших исследованиях, исходя из поставлешюй задачи, определяли лишь три показателя – содержанке сухих веществ, крахмала и редуцируюимх сахароз, определяющие в основном качество и эффективность производства хрустящего картофеля и фри, а также его потребительские показатели.
Для произюдства хрустящего картофеля и фри содержание сухих веществ, в клубнях должно быть, не ниже 20%, содержание редуцирующих сахароз не более 0,25-030 %.
Клубни сортов Голубизна и Леди Розетта имели высокое содержание сухих веществ, которое к концу периода хранения снизились незначительно – на 0,1 – 1,5 % по сравнению с контролем. Обработка с зкепозицией, начиная с 48 часов снизила содержание редуцирующих Сахаров в два раза по сравт тению с контролем.
Потребительские показатели клубней картофеля. При температуре хранения 8-10 °С устойчивость мякоти клубней сорта Голубизна и Леди Розетта к потемнению в процессе хранения в среднем за три года (2005-2008) была относительно высокой и находилась с контролем практически на одном уровне.
Обработка озоновоздушной смесью несколько снизила устойчивость к потемнению сырых клубней, особенно, к концу хранения – в апреле, мае месяцах. У вареных клубней в начальный период хранения (октябрь-январь) обработка клубней озоновоздушной смесью повышала устойчивость мякоти к потемнению в среднем на 1-2 балла.
Качество хрустящего картофеля и фри в зависимости от исследуемых факторов. В наших исследованиях в качестве нижней границы хорошего качества принята продукция с оценкой 6 баллов и выше при девятибальной оценке. Результаты исследований показывают (рис. 7 и 8), что качество хрустящего картофеля и фри в значительной степени зависит от времени переработки и экспозиции обработки озоновоздушной смесью.
Повышенная температура хранения в сочетании с экспозицией 72 и 96 часов обеспечивает высокое качество хрустящего картофеля и фри независимо от времени хранения и сорта. По сравнению с контролем качество обжаренных продуктов в этих вариантах было выше на 2-3 балла Рис. 7 Качество хрустящего картофеля в зависимости от периода хранения и экспозиции обработки клубней озоновоздушной смесью.
Температура хранения 8-10 °С. Сорт Голубизна, (в среднем за 2005-2008 гг.) Рис. 8 Качество хрустящего картофеля в зависимости от периода хранения и экспозиции обработки клубней озоновоздушной смесью.
Температура хранения 8-10 °С. Сорт Леди Розетта (в среднем за 2005-2008 гг.)
Экономическую эффективность обработки клубней озоновоздушной смесью определяли отдельно при температуре хранения 2-4 °С и при 8-10 °С в зависимости от экспозиции и режимов обработки клубней озоновоздушной смесью.
При температуре хранения 2-4 °С оценивали влияние на урожайность и на потери при длительном хранении.
При температуре хранения 8-10 °С по влиянию на качество продукции и потери в процессе хранения.
Температура хранения 2-4 °С
С учетом снижения потерь и повышения урожайности в пересчете на 1 тонну заложенного на хранение картофеля расчетный эффект составил по сорту Удача – 7716 руб/т, по сорту Невский – 9870,0 руб/т.
Температура хранения 8-10 °С
Расчетный эффект от обработки клубней озоновоздушной смесью составил:
Сорт Голубизна
Хрустящий картофель – 51582 руб/т
Картофель фри – 5842 руб/т
Сорт Леди Розетта
Хрустящий картофель – 37882 руб/т
Картофель фри — 5632 руб/т
ВЫВОДЫ
1. Рост, развитие растений, продуктивность и лежкость картофеля определялись режимами обработки клубней озоновоедушной смесью
2 Обработка клубней озоновоздушной смесью ускоряла появление всходов по сравнению с контролем по сорту Удача на 3 дня, а по сорту Невский – на 4 дня. При этом увеличивалось количестю стеблей, соответственно, на 0,9 и на 1,5 шикует. Высота стеблей в фазу цветения была выше чем в контроле на 8 см по сорту Удача и на 7 см по сорту Невский.
3. По изменению биометрических показателей растений картофеля и величине урожайности наиболее зффектиияым оказался режим ежемесячной обработки клубней озоновоздушной смесью с октября по апрель в концентрации 2,5 мг/м с экспозицией 36 и 48 часов при температуре хранения 2-4 С. Обработка клуиней озоновоздушной смесью повысила сбор клубней по сорту Удача на 2,7 т/га, по сорту Невский на 3,7 т/га или т 10,0 и 15,6%.
4. Обработка клубней озоновоздушной смесью при температуре хранения 2-4 *С с экспозицией 36 и 48 часов снижает потери по сравнению с контролем на 7,1 — 7,8 %
5. Картофель, предназначенный для переработки на обжаренные продукты (хрустящий картофель, фри), с температурой хранения 8-10 °С рекомендуется обрабатывать в процессе хранения ежемесячно с экспозицией 72 и 96 часов. 1 Зри таком режиме обработки обеспечивается снижение потерь по сравнению с контролем в 1,8-2 раза.
6. Обработка с экспозицией 72 и % часов к окончанию срока хранения снижает по сравнению с контролем содержание в клубнях редуцирующих сахаров в два раза, сухих веществ на 1,1-1,2 % по сорту Голубизна и в пределах до 1,0 % по сорту Леди Розетта
7. Устойчивость мякоти вареных клубней через 24 часа выше на 1-2 балла по сравнению с контролем за счет обработки при рекомендуемой экспозиции.
8. Суммарный расчетный экономический эффект по величине условно – чистого дохода от обрзбсяки клубней озоновоздушной смесью при хранении 2-4 *С в зависимости от сорта состаатяег 7716 – 9870 руб/г за счет снижения потерь и повышения урожайности в последействии и 37882 – 51582 руб/г при переработке на хрустящий картофель и 5632 – 5842 руб/г – на фри.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для повышения урожайности в последействии и снижения потерь при хранении картофель сортов Удача и Невский рекомендуется обрабатывать озоновоздушной смесью в концентрации 2,5 мг/м ежемесячно с экспозицией 36 и 48 часов (температура хранения 2-4 С).
2. С целью снижения потерь, повышения выхода и качества обжаренных картофелепродуктов (хрустящий картофель и фри) клубни сортов Голубизна и Леди Розетта обрабатывают озоновоздушной смесью в процессе хранения ежемесячно с экспзицией 72 и 96 часов (температура хранения 8-10 *С)