Технологічні властивості картоплі залежно від сорту, умов вирощування та зберігання

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

ТЕХНОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КАРТОПЛІ ЗАЛЕЖНО ВІД СОРТУ, УМОВ ВИРОЩУВАННЯ ТА ЗБЕРІГАННЯ

05.18.03 - первинна обробка та зберігання продуктів рослинництва

Войцешина Наталія Іванівна

Київ - 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті картоплярства УААН

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор Колтунов Віктор Андрійович, Київський національний торговельно-економічний університет, професор кафедри товарознавства і експертизи продовольчих товарів

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор, членкор УААН, Іванченко В'ячеслав Йосипович, Національний інститут винограду і вина „Магарач” УААН, заступник директора з наукової роботи

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Пузік Людмила Михайлівна, Харківський державний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, доцент кафедри плодоовочівництва і зберігання

Провідна установа - Інститут овочівництва і баштанництва УААН, відділ насінництва, стандартизації, зберігання та переробки, п/в „Селекційне” Харківської області

Захист відбудеться “16” травня 2006 року о 10⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.10 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65

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

Автореферат розісланий “15” квітня 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Рожко В.М.

Войцешина Н.І. Технологічні властивості картоплі залежно від сорту, умов вирощування та зберігання - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 05.18.03 - первинна обробка та зберігання продуктів рослинництва. Національний аграрний університет, Київ, 2006.

Дисертація присвячена проблемам зберігання картоплі та її переробки на продукти харчування.

Вивчено вплив погодних умов на господарські, споживні і технологічні властивості сортів картоплі.

Проведено всебічну комплексну оцінку сортів вітчизняної і зарубіжної селекції на придатність до переробки для виготовлення картоплепродуктів, а також оцінку сортів картоплі за сукупністю фізичних, теплофізичних і фізіологічних властивостей.

Вивчено лежкоздатність сортів в умовах температури зберігання 2-4?С і 8-10?С. Визначені кращі вітчизняні сорти картоплі для тривалого зберігання на продовольчі цілі та для виготовлення картоплепродуктів, розрахована їх економічна ефективність вирощування, зберігання та переробки.

Ключові слова: картопля, сорт, картоплепродукти, режими зберігання, лежкоздатність, біохімічні та технологічні показники бульб, редукуючі цукри, кулінарні властивості, умови зберігання

Войцешина Н. И. Технологические свойства картофеля в зависимости от сорта, условий выращивания и хранения - Рукопись.

Диссертация на получение научной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 05.18.03 - первичная обработка и хранение продуктов растениеводства. Национальный аграрный университет, Киев, 2006.

Диссертация посвящена проблемам хранение картофеля и его переработки на продукты питания.

Изучено влияние погодных условий на хозяйственные, питательные и технологические свойства сортов картофеля. Выявлены наиболее динамические и урожайные сорта в каждой группе спелости, их товарный и фракционный склад для изготовления разных картофелепродуктов. Сорта картофеля по-разному реагировали на минеральные удобрения. Повышенные и высокие дозы минеральных удобрений при оптимальному их соотношении повышали урожай и товарность сортов, не ухудшали органолептические показатели картофелепродуктов, сдерживали образование редуцирующих сахаров при хранении. Бланширование картофелепродуктов является мощним фактором улучшения их цвета. В структуре товарного урожая исследуемых сортов преобладала средняя фракция клубней диаметром 40-60 мм округлой и округло-овальной формы с неглубоким залеганием глазков, пригодных для изготовления чипсов. Для производства полуфабриката картофеля фри пригодны сорта, которые имеют продолговатую форму клубней с диаметром 60 мм и более.

Определена интенсивность дыхания клубней картофеля при разных температурных режимах хранения, проведены расчеты количества воздуха, необходимого для охлаждения продукции, физические и теплофизические свойства клубней картофеля.

Изучена лежкоспособность сортов при разних температурных режимах хранения. Сохранность сортов картофеля зависит от условий вегетационного периода года. Лежкоспособность сорта не зависит от группы спелости. В каждой группе есть сорта с хорошей, средней и низкой лежкоспособностью. Определены наиболее лежкоспособные сорта при температуре 2-4?С Фантазия, Обрий, Купава, Явир, а при 8-10?С Кобза, Серпанок, Фантазия, Обрий, Поляна, Доброчин.

Установлено, что продовольственный картофель долгое время надо хранить при температуре 2-4?С с последующим кратковременным обогревом для устранения конденсата, а картофель, предназначенный для изготовления картофелепродуктов - при температуре 2-4?С с последующим кондиционированием теплым воздухом или при переменной температуре 2-4?С и 8-10?С со сменой температурных режимов через неделю.

Изучены биохимический состав, питательная ценность клубней картофеля перед закладкой и после длительного хранения, кулинарные свойства клубней и их изменения при хранении. Особое внимание уделялось определению содержания сухих веществ и редуцирующих сахаров в клубнях картофеля как основным химическим показателям при установлении пригодности того или иного сорта на продукты питания. Проведена группировка отечественных сортов картофеля за целевым назначением в кулинарии (кулинарно-потребительский тип).

Проведена всесторонняя комплексная оценка сортов отечественной и зарубежной селекции на пригодность для переработки на чипси и полуфабрикат картофеля фри. На всех стадиях хранения определены лежкоспособность, содержание сухих веществ и редуцирующих сахаров, отходы при переработке, процент ужарки, жиропоглотительная способность, органолептические и урожайные показатели, рассчитана экономическая эффективность выращивания, хранения и переработки.

Ключевые слова: картофель, сорт, картофелепродукты, режимы хранения, лежкоспособность, биохимические и технологические показатели клубней, редуцирующие сахара, кулинарные свойства.

Voytseshyna N.I. Technological properties of a potato depending on grades, conditions of cultivation and storage - Manuscript.

The dissertation on reception of a scientific degree of the candidate of agricultural sciences on a speciality 05.18.03 - primary processing and storage of plant groving products. National agrarian university, Kiev, 2006.

The dissertation is devoted to problems of potato storaging and its processing on products of a feed.

The influence of weather conditions of a potato on its economic, nutritious and technological properties is investigated.

The all-round complex estimation of domestic and foreign selection grades on suitability for processing on potatoes products, and also estimation of potato products grades by set physical, thermal and physiological properties is carried out.

Investigate long term storing of grades in conditions of 2-4?C and 8-10?C temperature of a storage. The most long term storing and best for preparation of potato products and food means grades are determind. The temperature modes of a storage of a potato intended for manufacturing on products of potatoes are established, the economic effectiveness of their growing, storaging and processing are counted.

Key words: a potato, grade, potatoes products, modes of a storage, biochemical and technological parameters tubers, reducing of sugar, culinary properties.

картопля селекція сорт господарський

2) лабораторні методи - проведення біохімічних досліджень та оцінка якості картоплі; 3) метод математичної статистики - підготовка експеримен-тальних даних до аналізу та визначення точності і вірогідності досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведено комплексний науково обґрунтований аналіз формування сортів вітчизняної і зарубіжної селекції під час вегетації за споживними і технологічними ознаками, встановлена можливість початку збирання для виготовлення картоплепродуктів, вплив високих доз мінеральних добрив на технологічні властивості бульб. Виявлені найбільш динамічні і врожайні сорти в кожній групі стиглості, їх товарність і фракційний склад для виготовлення різних картоплепродуктів. Проведено оцінку сортів за сукупністю фізичних, теплофізичних і фізіологічних властивостей. Визначені найбільш лежкоздатні сорти, встановлені температурні режими зберігання картоплі, призначеної для виготовлення картоплепродуктів, вивчена лежкоздатність сортів в умовах підвищеної температури зберігання 8-10?С. Проведені дослідження зміни споживних властивостей сортів під час їх зберігання при різних температурних режимах. Досліджені кулінарні властивості бульб та їх зміни при зберіганні, проведено групування сортів за призначенням. Визначені кращі вітчизняні сорти картоплі для тривалого зберігання на продовольчі цілі та для виготовлення чипсів і напівфабрикату картоплі фрі, обґрунтована економічна доцільність їх виробництва, зберігання і переробки.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати знайдуть практичне використання в селекції при створенні сортів тривалого зберігання для промислової переробки, будуть використані при заготівлі картоплі з метою формування однакових партій по лежкоздатності, тривалості зберігання і переробки на картоплепродукти, створення і вирощування сортів цілеспрямованого і універсального використання.

Результати досліджень пройшли виробничу перевірку у дослідному господарстві “Немішаєве” (Київська обл.) та на підприємстві ООО „Крижана” Фудз (м. Житомир).

Особистий внесок здобувача полягає в оволодінні необхідними методами досліджень, підборі і опрацюванні даних літератури, розробці планів досліджень. Дисертантом самостійно виконано польові та лабораторні дослідження, узагальнені отримані дані, проведено їх аналіз і статистична обробка результатів, сформульовані висновки, підготовлені до друку наукові праці, проведено впровадження результатів досліджень у виробництво. Матеріали дисертаційної роботи одержані автором самостійно або спільно з співробітниками Інституту картоплярства УААН.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідались на науково-виробничих нарадах відділу технології (2001-2004 рр.), пленарному засіданні науково-практичної конференції викладачів, аспірантів та студентів Сумського НАУ (Суми, 2005), міжнародній науково-практичній конференції „Сучасні досягнення та перспективи розвитку галузі зберігання та переробки продукції рослинництва” (Київ, 2005).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 наукових праць, з них 8 статей у провідних фахових виданнях та тези доповідей. Одержано 2 авторських свідоцтва на сорти картоплі (Лелека, Багряна), створені в Інституті картоплярства УААН.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 208 сто- рінках друкованого тексту й складається з вступу, дев'яти розділів, висновків, рекомендацій виробництву, містить 25 рисунків, 46 таблиць, 6 додатків. Список використаних джерел налічує 308 найменувань, у тому числі 57 латиницею. Додатки включають таблиці, протоколи санепідемстанції, зміну №1 до ТУ У 46.72.175-2001, технологічну інструкцію ТІ 46.72.175 - 2006.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано її мету та наукову новизну, визначено основні напрямки досліджень.

У першому розділі „Основи вирощування і зберігання картоплі з високими технологічними якостями та стан виробництва картоплепродук-тів” наведені літературні дані про сучасний стан виробництва чипсів та картоплі фрі, агробіологічні основи вирощування картоплі з заданими технологічними властивостями, хімічний склад бульб, його зміни в процесі зберігання. Проаналізовано лежкість різних сортів картоплі, способи та умови збереженості споживних і технологічних властивостей картоплі, вимоги до картоплі, як сировини для картоплепереробної галузі. Наведено характеристику кулінарних властивостей сортів картоплі вітчизняної селекції. На основі аналізу літературних джерел сформульовано мету і завдання досліджень.

У другому розділі „Схеми, методика та умови проведення досліджень” викладено порядок проведення досліджень, які виконувались протягом 2001 -2005 рр. в Інституті картоплярства УААН. Схема проведення досліджень пока-зана на рис.1.

Вегетаційні умови вирощування картоплі були різні, але в цілому відображали специфіку погодних умов Полісся України. Досліди були закладені на типових для Полісся дерново-середньопідзолистих супіщаних ґрунтах з товщиною орного шару 20-22 см. Спосіб посадки картоплі - гребеневий, схема садіння - 70х30 см. Загальна площа ділянки 25 м², облікової - 22,4 м². Повторність - 4-кратна.

Об'єктами досліджень були 30 сортів різних груп стиглості української селекції: ранньостиглі - Бородянська рожева-ст., Дніпрянка, Загадка, Зов, Косень 95, Кобза, Незабудка, Повінь, Серпанок; середньоранні - Світанок київський-ст., Водограй, Доброчин, Немішаївська 100, Купава, Обрій, Поляна, Фантазія; середньостиглі - Луговська-ст., Багряна, Віринея, Лелека, Лілея, Либідь, Слов'янка, Явір; середньопізні - Зарево-ст., Дзвін, Ольвія, Ракурс, Червона рута.

Після збору врожаю картоплю зберігали протягом 14 діб в кагатах з припливно-витяжною вентиляцією, вкритих соломою. Тимчасове зберігання бульб дозволило виявити хворі бульби, провести лікувальний період з метою заліковування травм і загрубіння шкірки. Через два тижні картоплю на протязі тижня вручну перебирали, сортували, видаляли рослинні рештки, дрібні, механічно пошкоджені, старі та уражені хворобами і шкідниками бульби. Підготовлену стандартну картоплі використовували для відповідних дослідів згідно програми досліджень. Зберігали продовольчі бульби з 1 жовтня до 25 квітня, а для картоплепродуктів - 5 місяців, температурні режими зберігання в камерах КХ-6 встановлювали відповідно схемі досліджень, відносна вологість 85-95%.

З фізичних і теплофізичних показників визначали об'ємну масу, фізичну та істинну густину, шпаруватість, пористість, теплоємність, теплопровідність, коефі-цієнт температуропровідності (В.А. Колтунов, 2003).

Фізіологічні показники: інтенсивність дихання - за кількістю вуглекислого газу, який виділяли бульби (Х.П. Починок, 1976), енергію, що виділяється бульбами у вигляді тепла (Л.В. Метлицький, 1970), інтенсивність вологовиділення і структуру втрати маси (Є.П. Широков, 1985).

На основі фізичних, теплофізичних і фізіологічних показників розраховували для кожного сорту потребу контейнерів згідно насипної маси бульб, маси картоплі у холодильній камері сховища, кількість тепла, яку потрібно видалити для охолодження продукції і виведення надлишків тепла від 1 т продукції, можливе підвищення температури зберігання картоплі в сховищі в результаті життєдіяльності бульб залежно від температури зберігання.

Досліди по зберіганню проводили відповідно з „Методическими указаними по проведению научно - исследовательских работ по хранению овощей”

(М., ВАСХНИЛ, 1982), „Методическими рекомендациями по хранению плодов, овощей и винограда. Организация проведения исследований” (ІВіВ „Магарач” УААН, 1998), „Методичних рекомендацій щодо проведення досліджень з картоплею” (ІК УААН, 2002), „Методических рекомендаций по специализиро-ванной оценке сортов картофеля” (Минск, 2003).

Досліди по зберіганню проводили у 4-х кратній повторності. Для визначення втрат, зміни якості хімічного складу в процесі і в кінці зберігання, закладали в камери поліпропіленові сітки з масою бульб по 10 кг в кожній, які зважували з точністю до 1 г. Визначали технічний брак, абсолютний брак, який поділяли на втрати за рахунок паростків і гнилі, а природні втрати за формулою P=(P₁- P₂) *100/ P₁, де P₁ - маса при закладанні, кг; P₂ - маса після зберігання, кг.

Визначення вмісту сухих речовин проводили методом висушування наважки картоплі до постійної маси при температурі 105?С в сушильній шафі, крохмаль - за питомою масою (ГОСТ 7194-81), сирий протеїн, білок, вітамін С, мінеральний та амінокислотний склад, нітрати, каротиноїди, глікоалкалоїди - методом інфрачервоної спектроскопії на інфрачервоному аналізаторі (ІФА) якості моделі 4500 з комп'ютерною програмою в лабораторії біотехнології і біохімії Інституту картоплярства УААН. При визначенні хімічного складу бульб в кінці визначеного терміну зберігання проводили перерахунок вмісту хімічних речовин на початкову масу за формулою х = а*(100-б)/100, де х - вміст речовин з урахуванням природної втрати маси, %; а - вміст речовин в кінці зберігання, %; б- втрата маси за період зберігання, %.

Кулінарні властивості бульб сортів картоплі визначали за методикою державного сортовипробування сільськогосподарських культур (2001р.) та методичних рекомендацій щодо проведення досліджень з картоплею (2002 р.).

Комплексну оцінку придатності сортів картоплі до переробки на картоплепродукти проводили згідно „Методических рекомендаций по специализированной оценке сортов картофеля” (Минск, 2003) та „Методичних вказівок щодо проведення досліджень з картоплею” (2002 р.).

Економічну ефективність вирощування, зберігання та переробки картоплі проводили за методикою В.А. Колтунова (2004 р.), статистичну обробку даних - методом дисперсійного аналізу (Б.А. Доспехов, 1972).

У третьому розділі „Формування господарських, споживних та техно-логічних властивостей бульб картоплі” досліджена залежність врожайності сортів картоплі від умов вегетаційного періоду, морфологічні показники бульб різних сортів картоплі, вплив різних норм мінеральних добрив на врожайність і структуру врожаю. Врожайність при рекомендованій агротехніці залежала тільки від погодних умов і сорту. В кожній групі стиглості є високоврожайні динамічні сорти і менш врожайні (табл. 1). Врожайність вітчизняних сортів за роками була в межах 16,3-39,2 т/га, зарубіжних 18,5-24,5 т/га. Сорти Повінь (рс), Доброчин (ср) і Слов'янка (сс) менше реагували на зміну погодних умов року і щороку давали стабільні врожаї з невеликим відхиленням від середніх даних (33,4-36,6 т/га). Порівняно високий рівень врожайності мали ранньостиглі сорти Серпанок і Коб-за; середньоранні - Немішаївська 100, Обрій, Фантазія, Купава; середньостиглі - Віринея, Явір. Середньопізні сорти високою врожайністю не відмічалися, але серед них виділявся сорт Червона рута. Вказані сорти відрізнялися і високим виходом товарного врожаю.

Товарність врожаю різних сортів коливалась в широких межах, що внесло певні корективи у вихід товарного врожаю та його розподіл на фракції за призначенням на картоплепродукти. Товарність іноземних сортів, які ми вивчали для порівняння з вітчизняними, була за роками більш стабільною.

По комплексу морфологічних показників для виробництва чипсів найкращими сортами є Загадка (рс), Фантазія (ср), Дзвін (сп), а для виробництва напівфабрикату картоплі фрі - Слов'янка (сс). Абсолютна більшість сортів віт-чизняної і зарубіжної селекції за морфологічними показниками придатні для переробки. Умови року не впливали на індекс форми і кількість вічок і вносили корективи на глибину їх залягання.

Таблиця 1 - Врожайність сортів картоплі, його структура та морфологічні показники (середнє за 2001-2004 рр.)

Сорти картоплі по-різному реагують на кількість внесених мінеральних добрив при оптимальному їх співвідношенні. Для сорту Фантазія оптимальною дозою мінеральних добрив є N₁₂₀P₁₂₀K₁₈₀. При цьому одержали найвищий врожай 25,9 т/га при товарності 92,4%. Із збільшенням норми добрив знижувались врожайність і товарність. У сорту Загадка із збільшенням норм добрив навпаки підвищувалась як врожайність бульб так і їх товарність. Врожай картоплі сорту Фантазія найбільш придатний для виготовлення чипсів, а сорту Загадка може використовуватися як для чипсів так і для гарнірної картоплі.

У розділі чотири „Фізичні та теплофізичні показники бульб різних сортів картоплі” по всім вивчаємим сортам досліджені об'ємна маса бульб (т/м³), середня маса бульб, їх середній об'єм, істинна і фізична густина, пористість, шпаруватість, теплоємність, теплопровідність, температуропроводність. На основі об'ємної маси бульб розраховані величини завантаження контейнера К-450 і кількість контейнерів на 1000 т картоплі. Визначена інтенсивність дихання бульб всіх 30 сортів картоплі в умовах зберігання їх при температурі 2-4?С, 8-10?С і 18?С. Проведені розрахунки по виділенню СО₂ 1 кг і 1 т бульб за добу при всіх температурних режимах, розрахунки кількості повітря, яке необхідне для охолодження продукції і виведення надлишків тепла у картоплі різних сортів, можливе підвищення температури зберігання картоплі в сховищі за 1 добу при різних температурних режимах зберігання.

Коливання в інтенсивності дихання між сортами при температурі зберігання 2-4?С становило від 1,10 до 2,14 мг СО₂ кг/год, при температурі 8-10?С - 1,75-2,78, а при 18?С - 5,07-7,01 мг СО₂ кг/год, тобто зросла в 3,6 рази.

На основі фізичних, теплофізичних і фізіологічних досліджень встановлено, що найбільш економічно вигідно зберігати фракцію картоплі для виробництва чипсів розміром в діаметрі 40-60 мм, ніж фракцію для виробництва картоплі фрі з діаметром більше 60 мм, так як у першому випадку буде потребно менше контейнерів для розміщення певної кількості бульб і зросте коефіцієнт завантаження сховища.

Найбільш економічними сортами по зберіганню енергоресурсів є Фантазія, Луговська, Лелека, Ольвія, які потребують відносно меншу кількість повітря і холоду для їх охолодження і підтримання температурного режиму в оптимальних межах.

У п'ятому розділі „Лежкоздатність бульб картоплі залежно від сорту та температурного режиму зберігання” вивчались 30 сортів картоплі вітчизняної селекції при двох температурних режимах і 4 сорти іноземної селекції при темпе-ратурі 8-10⁰С.

Збереженість картоплі, як і врожайність, залежала від погодних умов вирощування: у гірші по врожайності роки була гірша збереженість. В цілому за три роки досліджень середні загальні втрати сортів картоплі, які зберігались при температурі 2-4⁰С за всіма групами стиглості склали 8,9-10,9%, тобто великої різниці не було. Різко зростали втрати при зберіганні картоплі при 8-10⁰С, призначеної для виготовлення картоплепродуктів (11,9-25,6%). При обох режимах в сезонах 2002-2004 рр. збереженість бульб всіх сортів була краща, ніж в сезоні 2001-2002 рр.

Втрати картоплі сортів всіх груп стиглості, які зберігались при температурі 2-4⁰С розподілялись наступним чином, %: 2,7 - природні втрати маси, 0,8 - паростки, 1,9 - гниль, 4,3 - технічний брак, всього 9,7%, а при температурі 8-10С відповідно 6,8; 2,3; 4,3; 4,3; всього 17,7.

Лежкоздатність сорту не залежить від групи стиглості. В кожній групі є сорти з високою лежкістю, середньою і низькою. Серед досліджуваних нами сортів різних груп стиглості ми не виявили жодного сорту, у якого б збереженість була відмінною, тобто на рівні 95-100%. З 30 вивчаємих нами сортів зі збереженістю вище 90% виявлено 15 сортів, але найвища збереженість спосте-рігалась у бульб картоплі сорту Фантазія (93,5% з коливаннями за роками 92,5-94,5%). Картопля сортів Явір (сс), Обрій і Купава (ср) мали середній вихід то-варних бульб 92,2-92,4% з коливанням за роками в межах 91,1-93,3%.

До групи з високою збереженістю протягом 5 місяців при температурі 8-10С треба віднести сорти картоплі, у яких вихід товарних бульб складає не менше 85%. До таких належать Кобза і Серпанок (рс), Фантазія, Обрій, Поляна і Доброчин (ср).

Після тривалого зберігання при всіх температурних режимах втрати бульб внесли відповідні корективи в кількість врожаю, який дійшов до споживача і переробника (табл.2). У ранньостиглій групі при всіх температурних режимах більше всього товарного врожаю з 1 га збереглося у сортів Повінь та

Таблиця 2 - Товарний врожай бульб картоплі (т/га) після зберігання їх при різних температурах