Производство, хранение и переработка винограда

Развитие промышленного производства быстрозамороженных продуктов имеет большое экономическое и социальное значение, т. к. обеспечивает, с одной стороны, значительную экономию продовольственных ресурсов за счёт снижения потерь сельскохозяйственной продукции, а с другой - сбалансированное питание населения в течение года и сокращение труда на домашнее приготовление пищи. Замораживание позволяет собрать вместе продукцию, которая растёт в разных местах и разновременно. При этом переработка замороженных ягод с технологической точки зрения, на наш взгляд, предпочтительнее, т. к. у свежих ягод затруднена сокоотдача и при измельчении часть мякоти остаётся на семенах.

В замороженных ягодах кристаллы льда разрушают клеточные структуры, тем самым интенсифицируя сокоотдачу и способствуя лучшему перетиранию мякоти, что приводит к получению продукта более тонкой дисперсности.

Замораживание и размораживание вызывают в биологических объектах значительные химические, физико-химические и структурные изменения, в конечном итоге приводящие к изменению пищевой ценности замороженных продуктов при хранении [5; 151; 208; 378; 414; 474; 492; 497].

Исследование биохимического состава 11 сортов плодов и ягод, выращенных на Ленинградской плодоовощной опытной станции, показало, что при замораживании в них снижается содержание сахаров, витамина С, увеличивается кислотность, теряется сок, ухудшаются органолептические свойства. Отмечается, что интенсивность указанных изменений зависит от: конечной температуры замораживания, а также видовых и сортовых особенностей плодов и ягод [117; 152].

Проблема сохранения высокого качества продуктов при хранении в замороженном виде во многом сводится к максимальному снижению потерь физиологически важных микронутриентов, особенно витамина С.

Витамины реагируют на действие низких температур неоднозначно, но общее их содержание в продукте снижается. Увеличение скорости замораживания и понижение конечной температуры позволяют снизить общие потери витаминов.

В процессе замораживания имеют место потери важнейших биологически активных веществ растительного сырья - полифенольных (Р- активных) веществ, аскорбиновой, пантотеновой и фолиевой кислот. Интенсификация процесса замораживания при более низких температурах и в псевдокипящем слое способствует лучшему сохранению этих веществ [254].

На основе многочисленных исследований выявлено, что существенное влияние на сохранность продуктов оказывает предварительная товарная обработка, температура замораживания и продолжительность хранения [17; 243; 238; 309]. Согласно этим данным потеря аскорбиновой кислоты при замораживании плодов и винограда достигает 10-15%.

По некоторым данным замораживание и последующее хранение плодов и ягод сопровождается значительными потерями С и Р-витаминной активности [152; 236; 238; 482].

У большинства сортов сливы при замораживании содержание аскорбиновой кислоты уменьшается на 35-64%, а черешню, абрикос и персик можно отнести к числу плодов, у которых С-витаминная активность при замораживании россыпью может падать до 0є [258].

Более высокой стабильностью отличаются витамины группы В. Многочисленные исследования свидетельствуют о достаточной стабильности витаминов В1, В2, В6. Установлено, что в замороженном винограде сохранность витаминов группы В составляет 95 - 100% [36; 162; 323; 327; 482].

При замораживании ягод отмечено увеличение количества моно- и дисахаридов, что связано с защитной функцией клеток. В этом проявляется их способность защищать белки, обладающие гидрофильными свойствами, от денатурации во время обезвоживания вызванного замораживанием [220; 145]. Однако по некоторым данным, при замораживании плодово-ягодной продукции может происходить снижение содержания моно- и дисахаридов. Этот факт связывается, по всей видимости, с синтезом уроновых кислот или фосфорным обменом, происходящим при пониженных температурах в отсутствие света, с процессом остаточного дыхания, способствующим синтезу сахарозы и моносахаридов [194; 236 243; ].

Айзенберг В. Я. отмечает, что такие компоненты химического состава, как сухие вещества, общий сахар, минеральные вещества, титруемая и активная кислотность, общий азот, микроэлементы практически остаются без изменения в течение 8-9 месяцев хранения [17].

Содержание сухих веществ при замораживании в одних случаях несколько снижается [62; 327; 504], в других - незначительно увеличивается [149; 316], или остается практически без изменения в течение 10 месяцев хранения [17; 36; 411].

Неоднозначно в процессе замораживания и хранения ведут себя ферменты. Одни их них разрушаются, другие, например, инвертаза, малочувствительны к изменению в широких пределах рН (3-7, 5). Однако, в целом их активность при замораживании снижается [265].

Известно, что окраска является одним из важнейших факторов, определяющих товарный вид продукта. Немаловажное значение при ее формировании имеют: хлорофилл, каротиноиды, флаванолы, антоциановый комплекс и другие фенольные вещества.

Плоды, особенно богатые этими соединениями, после размораживания и оттаивания становятся слаще, уменьшается их терпкость. Это объясняется тем, что в результате окисления кислородом воздуха в плодах снижается количество дубильных веществ, а глюкоза частично переходит в более сладкую фруктозу, в результате чего вкус плодов улучшается [73; 317].

Содержание массовой доли лейкоантоцианов уменьшается на 33-87%, от их первоначального количества. Кроме того, сильно темнеющие сорта, как правило, богаче катехинами и окисляются в большей степени [149].

Дженеевой Э. Л. установлено, что при длительном хранении ягод замороженной земляники теряется около трети красящих веществ, оставшихся после замораживания [149].

Замечено, что с увеличением срока хранения в винограде содержание антоцианов и лейкоантоцианов уменьшается в пределах 18, 9 - 36, 4% [396; 552].

Под действием ферментов некоторые полифенольные соединения окисляются, при этом плоды и ягоды буреют [396]. Во избежание этого их замораживают в сахарном сиропе, который инактивирует действие ферментов, способствует уменьшению потерь ароматических соединений. Кроме того, сахар, проникая в ткани, улучшает вкусовые качества продукта. Добавление сахара приводит к образованию мелких кристалликов льда при замораживании [323]. Действие сахара можно усилить добавлением определенных количеств антиоксидантов. Такими инактиваторами могут служить аскорбиновая, лимонная, яблочная и сернистая кислоты, хлорид и гипосульфит натрия [331].

Кошелева Т. И. и др. [250] отмечают, что в процессе замораживания разных сортов сливы, их хранения и дефростации происходит изменение биохимического состава - повышение титруемой кислотности на 1, 4 - 4, 6% по сравнению со свежими плодами тех же сортов, незначительное снижение общего количества сахаров. При этом содержание пектиновых веществ колебалось по сортам от 0, 6 до 0, 9%. После размораживания во всех сортообразцах возросло количество лейкоантоцианов до 106, 7-128, 1%, очевидно за счет гидролиза олигомерных форм [73; 177; 250].

Физико-химические и органолептические показатели алычи сортов Гранит, Кремень, Чук и Десертная при замораживании изменились незначительно [165].

С целью расширения ассортимента продукции лечебно-профилакти-ческого назначения большой интерес представляет производство замороженных полуфабрикатов и готовых блюд с пектином из-за его способности образовывать студни и связывать ионы тяжелых и радиоактивных металлов [158; 271; 441].

Процесс замораживания растительного сырья сопровождается изменением качественного и количественного состава как водорастворимого пектина, так и протопектина. При замораживании яблок и слив [250], ягод жимолости [181], черники, брусники, голубики, клюквы [483] отмечено снижение количества пектиновых веществ.

На кафедре технологии продукции общественного питания КубГТУ проведены работы по изучению влияния низкой температуры на такие свойства пектинов, как вязкость, молекулярная масса, комплексообразующая способность. Установлено, что вязкость и молекулярная масса пектинов практически не изменяются под действием низких температур. Их комплексообразующая способность по отношению к ионам свинца и никеля после замораживания также остается на прежнем уровне [182; 491].

В процессе хранения замороженных продуктов некоторые исследователи отмечают снижение их натурального аромата за счет изменения качественного состава и количественного содержания летучих соединений. Нестабильность содержания ряда ароматических веществ связана с деградацией содержимого клеток под действием температуры и изменяющейся кислотности. Ароматические вещества также могут улетучиваться в результате изменения парциального давления. Герметичность упаковки во многом способствует стабилизации аромата при хранении [309; 495].

Сравнительный анализ биохимических показателей в ягодах винограда после хранения в холодильнике с искусственным охлаждением и при низкотемпературном замораживании свидетельствует о более высокой сохранности питательных свойств при низкотемпературном хранении.

Исследования в области сохранения азотистых веществ, в том числе аминокислотного состава показали преимущество низкотемпературного замораживания перед другими видами переработки [35; 476].

Таким образом, тщательный анализ современных отечественных и зарубежных научных публикаций, освещающих вопросы влияния низких температур на различные виды растительного сырья, убедительно свидетельствуют, что качество продукции при этом не ухудшается. Биологически активные вещества, незаменимые аминокислоты, макро- и микроэлементы, необходимые для поддержания здоровья, а также представители органических соединений, обусловливающие аромат и окраску пищевых продуктов, под действием холодовой обработки изменяются незначительно. Поэтому низкотемпературное замораживание овощей, плодов и ягод рекомендуется многими исследователями как перспективная технология, которая открывает большие возможности в области переработки и длительного хранения растительного сырья.

Быстрозамороженные плоды и овощи мы рассматриваем как относительно новые и перспективные для нашей страны продукты питания.

Установлено, что спрос на быстрозамороженные плоды и овощи достаточно устойчив и имеет потенциальные возможности роста, около 96% опрошенных семей потребляют эти продукты [178].

Такие достоинства замораживания, как высокая степень сохранения пищевой ценности и органолептических свойств позволяют считать, что замороженные продукты мало отличаются от свежих, не подвергшихся консервированию. Если все важнейшие показатели пищевой ценности свежих плодов и овощей при обычных способах хранения быстро меняются, то при быстром замораживании они как бы фиксируются и остаются без заметных изменений даже при длительном хранении [48; 377; 383; 572].

Одной из ключевых проблем конкурентоспособности замороженного растительного сырья является максимальное сохранение натуральных свойств при замораживании и длительном хранении. Решение этой проблемы представляется возможным, во-первых, путем подбора хозяйственно-ботанических сортов, наиболее пригодных для замораживания и длительного хранения, и, во-вторых, поиском оптимальных условий холодильной обработки [294; 353].

При подборе сортов для замораживания необходимо учитывать следующие требования: плоды и ягоды должны сохранять высокую влагоудерживающую способность; прочную структуру; устойчивость к растрескиванию; повышенное содержание клетчатки, гемицеллюлоз и пектиновых веществ, обеспечивающих относительную стабильность покровных тканей и консистенции мякоти как после замораживания, так и при дефростации; привлекательный внешний вид; вкусовые и питательные достоинства [25; 204; 238; 374; 387; 518].

По существующим методикам, разработанным сотрудниками ИВиВ «Магарач» и ГНБС по сортоотбору плодов и ягод для быстрого замораживания рекомендуются темноокрашенные сорта смородины, черешни, вишни, сливы и винограда, так как они сохраняют намного лучше натуральную окраску, чем светлоокрашенные [189].

Среди ягодных культур, которые используют для замораживания, земляника занимает ведущее место. Дженеева Э. Л. отмечает, что из изученных сортов для замораживания в натуральном виде пригодны: Редгаунтлент, Занга-Зангана, Брелла, Сейрайс, Покахонтас. Рекомендуется замораживание при температуре минус 35єС. Лучшие потребительские свойства имеют земляника, замороженная россыпью, пульпа из ее ягод и ягоды в земляничной пульпе. Большим хозяйственным достоинством пульпы и ягод, залитых пульпой, является более эффективное использование тары, а также возможность выработки продукта из зрелых ягод любых сортов, не образующих при замораживании неприятных вкусовых оттенков [149].

Дербеденевой З. А. и соавторами изучено влияние различных условий замораживания и хранения на влагоудерживающую способность ткани земляники сортов Комсомолка и Красавица Загорья [122; 123].

Ягоды земляники замораживали несколькими способами: в воздушном скороморозильном аппарате при минус 30єС, в кипящем слое (способом флюидизации) при минус 30єС и в жидком азоте (орошением) при минус 100єС - минус 196єС и при минус 196 - минус 70єС в зависимости от зоны аппарата.

Отмечено, что лучше сохраняются исходное качество ягод земляники, ее форма и консистенция в процессе холодильного хранения при использовании наиболее современных способов замораживания - в жидком азоте и в кипящем слое (методом флюидизации) [122; 123].

Исследования с использованием жидкого азота проводили Fuster C, Prestamo G.. Они замораживали землянику сортов Риога, Гуфф и Кембридж в жидком азоте при температуре минус 100єС с достижением внутри ягоды минус 20°С [537].

Авторы работы [259] замораживали ягоды малины жидким СО2 и N2 в кипящем слое при температуре минус 25єС, обеспечивая их высокую сохранность хранения при температуре минус 24єС в течение трех месяцев.

В результате проведенного исследования авторами работы [117] установлено, что земляника сортов Заря, Фестивальная, Павловчанка пригодна для замораживания, а наименьшие изменения химического состава и органолептических свойств наблюдались при замораживании земляники до минус 10єС.

Кангина И. Б., Бондаренко Н. Ф. пришли к выводу, что следует замораживать ягоды земляники средних и поздних сроков созревания с плотной мякотью, интенсивной окраской, хорошо отрывающимися чашелистиками и высокими вкусовыми качествами [204].

Изучением влияние замораживания на ягоды смородины занимались авторы работ [117; 152; 170; 258; 405; 499; 566]. Установлено, что оптимальным способом является замораживание россыпью при температуре воздуха минус 40єС и скорости потока 1, 5 м/с до конечной температуре минус 18 и минус 25єС.

Кроме того, установлено, что сорта черной смородины - Голубка, Карельская, Федоровская пригодны для замораживания, так как способны после отепления в достаточной степени сохранять исходное качество.

Исследователи Снапян Г. Г., Миносян С. М., Хачатрян Г. В., Ходжумян Г. В. и др. рекомендуют при замораживании плодов сливы, инжира, абрикосов и персика, ягод черешни и вишни, выращиваемых в Армении, оптимальную температуру заморозки не выше минус 18єС при относительной влажности воздуха 80-90% и продолжительности замораживания 2-3 часа [323; 430; 470; 482].

Красную смородину и крыжовник замораживали для дальнейшей переработки на конфитюр и желе, а малину для потребления в натуральном виде. Ягоды замораживают сразу после сбора, расфасовывают в упаковку с добавлением 60% -го сиропа [259]. Проводились работы по замораживанию ягод малины при температуре минус 20°С, с последующим хранением в течение шести месяцев. Сорта Глен клоб, Кенбай и гибрид N588 были лучшего качества [559].

В настоящее время предлагается поиск новых направлений в замораживании, который зависит от вида продукции. Так, Сенина Е. П. и Малишевская М. Г., изучая качество замороженных абрикосов и персиков в соке с мякотью при температуре минус 40єС, пришли к заключению, что органолептические свойства у них лучше, по сравнению со стерилизованной продукцией [301; 411-413].

Исследователями Киевского торгово-экономического института разработан способ предварительной обработки плодового сырья в концентрированных растворах сахарозы и антиокислителя, позволяющий сохранить при замораживании и последующем хранении натуральную окраску и консистенцию плодов не только в замороженном, но и в размороженном состоянии. Способ позволяет предотвратить вытекание сока из размороженных плодов, повышает их пищевую и питательную ценность.

Наряду с обычным замораживанием плодов и ягод в последнее время находит распространение глубокое замораживание готовых обеденных блюд и полуфабрикатов, успешно конкурирующее с классическими методами термической стерилизации [291; 208; 247; 268]. Замораживание требует меньше энергозатрат и обеспечивает высокое качество пищи, однако, оно более сложно, из-за необходимости специального хранения продуктов при температуре минус 18-20єС. Поэтому в Японии, например, явное предпочтение отдают термической стерилизации блюд в современной упаковке, а в США - глубокому замораживанию [47].

Плоды и ягоды, замороженные при низких температурах можно использовать как для потребления в свежем виде (после дефростации), так и для переработки на различные виды консервов или кулинарных изделий [38; 390].

Быстрозамороженные плодово-ягодные полуфабрикаты находят широкое применение в производстве детского питания [38]. Сотрудники Азовского промышленного комплекса детского питания в производстве консервов для детей предлагают использовать быстрозамороженные плодово-ягодные полуфабрикаты, которые согласно технологической инструкции хранят в холодильных камерах при температуре не выше минус 18єС и относительной влажности воздуха 95% в течение 12 месяцев [90; 91].

Имеются разработанные рецептуры производства измельченной десертной продукции и плодово-ягодных ассорти в сиропе с пониженным содержанием сахара. Исследования показали, что все виды измельченной продукции и плодово-ягодного ассорти после замораживания, в процессе хранения и по окончании его (12 месяцев) имели вкус, цвет, аромат, присущие свежим плодам, ягодам, из которых они приготовлены [182; 270; 409; 472].

Новым направлением использования замороженных плодово-ягодных смесей является применение их в качестве наполнителей и биологически активных добавок в производстве кондитерской, молочной, хлебопекарной продукции, в общественном питании.

Работы, проводившиеся во ВНИИКОПе совместно с Институтом питания АМН СССР, показали, что на основе фруктовых пюре, в частности, яблочного, могут быть получены хорошие по вкусу и привлекательные по внешнему виду, содержащие биологически активные добавки десертные и сладкие блюда, а также самбук, мусс, кисель и другие, что позволяют разнообразить меню [90].

На основании выполненного аналитического обзора проблем в области получения и хранения плодово-ягодной продукции можно сделать вывод, что одним из приоритетных направлений в настоящее время является дальнейшая интеграция эффективного использования низких температур в отрасли, а также разработка технологических параметров переработки замороженного сырья в межсезонный период на различные продукты с высокими пищевыми достоинствами и оценкой качества готовой продукции.

Таким образом, проблема, круглогодового обеспечения населения свежей плодово-ягодной продукцией многофакторная, требующая комплексного подхода, решение которой возможно на основе внедрения в производство новых сортов винограда, обладающих групповой устойчивостью к неблагоприятным биотическим и абиотическим факторам, интеграции всех возможных способов хранения и переработки, обеспечивающих получение экологически чистой продукции с высоким содержанием биологически активных веществ.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2. 1. Агроэкологические и почвенно-климатические условия в годы проведения исследований

Сорта винограда, используемые для разработки технологии хранения винограда в регулируемой атмосфере, возделывались в Предгорном опытном хозяйстве института «Магарач» Бахчисарайского района Республики Крым, а для агробиологической оценки, низкотемпературного замораживания и разработки новых продуктов - на коллекционном участке ГСУ ГУП «Аксай» Хасавюртовского района Республики Дагестан.

Почвенный покров Предгорного опытного хозяйства института «Магарач», откуда брался виноград для закладки на хранение в РА, представлен черноземом южным слабогумусированным, высококарбонатным. Почва на участках содержалась по системе черного пара. В течение вегетационного периода выполнялись 3-4 культивации на 7-12 см и 2 межкустовые культивации с приспособлением ПРВН-72000. Норма внесения удобрений на глубину 35-40 см, NPК по 100 кг. действующего вещества на гектар.

В зимний период проводился один влагозарядковый полив из расчета 850-1000 м3 на га, за вегетационный период - один полив из расчета 500-600 м3 на га.

Сложившиеся погодные условия в ПОХ «Магарач» анализировали, по данным метеостанции п. Почтовое Бахчисарайского района. Климат предгорно-приморской зоны Крыма умеренно-теплый, мягкий, засушливый. Господствующими ветрами в осенне-зимний период являются северо-восточные, в весенне-летний период - юго-восточные. В целом климат Предгорной зоны Крыма является благоприятным для ведения неукрывной культуры винограда. Вместе с тем по годам исследований имелись довольно большие различия. Из 3-х лет исследований 1986 год был наиболее благоприятным для нормального вызревания винограда, пригодного на длительное хранение. Ко времени уборки урожая 1986 года (конец сентября, начало октября) сумма эффективных температур даже превышала многолетний показатель (3109°С против 3003°С в конце сентября), т. е. созревание винограда шло в нормальных температурных условиях. По количеству выпавших осадков год был типичный. В 1986 году выпало 442 мм осадков, а средний многолетний показатель составляет 482 мм, на 40 мм меньше нормы. Дефицит влаги наблюдался именно в период созревания и сбора урожая, что, в конечном счете, благоприятно сказалось на качестве урожая, идущего на хранение (рис. 2. 1. 1).

Лето 1987 года было прохладнее обычного. Ко времени уборки урожая недобор тепла по сравнению с многолетним составил 230-310°С. Дефицит тепла был вызван снижением среднесуточных температур периода роста и созревания ягод. Выпадение дождей в течение вегетации было неравномерным. За год выпало на 173 мм осадков больше обычного.

Основное количество дождей выпало в первую половину вегетации (май-июнь) и в августе, когда шло созревание винограда. Июль, сентябрь были засушливыми, осадков выпало в сентябре всего 11 мм, что в три с лишним раза ниже нормы (рис. 2. 1. 2)

1988 год оказался наиболее влажным из изучаемых дет, среднегодовая норма по осадкам была превышена на 192 мм. Только в июле выпало менее обычного дождей, а так за всю вегетацию осадки превышали многолетний показатель.

Наибольшее количество осадков выпало в июле и в сентябре - во время сбора урожая (в 2 раза выше нормы), что отрицательно сказалось на качестве урожая. Сумма эффективных температур и среднесуточная температура были близкими к многолетним данным (рис. 2. 1. 3).

ГУП «Аксай» Хасавюртовского района РД, откуда брался виноград, используемый для исследований по разработке технологии производства быстрозамороженного винограда, расположен в Северной зоне Дагестана. Для характеристики климата места проведения исследований мы использовали данные метеостанции «Хасавюрт», расположенной в 30 км от хозяйства. Климат умеренно-континентальный, характеризующийся сравнительно жарким и сухим летом и неустойчивой зимой.

Амплитуда колебания температуры воздуха в течение года составляет 69°С - летом может достигать максимума 40°С в июле, а минимальная в декабре - минус 29°С. Продолжительность безморозного периода составляет 213 дней, а продолжительность периода со среднесуточной температурой выше 10°С составляет 192 дня.

Сумма активных температур достигает 3667°С, что вполне достаточно для получения высококачественного столового винограда.

По обеспеченности влагой в теплый период года территория хозяйства относится к умеренно-засушливой зоне. Наибольшее количество осадков выпадает в период с апреля по октябрь месяц. Гидротермический коэффициент, характеризующий влагообеспеченность района, составляет 0, 91. При таком ГТК виноградники обязательно нужно поливать.

Господствующими ветрами являются западные (31%) и восточные (28%). Вероятность ветров со скоростью 11-15 м/сек. 6-7% и столько же ветров со скоростью свыше 15 м/сек. Средняя относительная влажность воздуха колеблется в пределах 62-89%, в жаркие месяцы в полуденное время опускается до 30%, а при суховеях до 20%.

Почвенный покров представлен лугово-каштановыми почвами. По агрохимической характеристике почвы и рекомендаций по применению удобрений, разработанных в 1983 году, почвы хозяйства относятся к карбонатным.

Мощность гумусового слоя не менее 50 см. Гумуса в верхней части содержится большое количество - от 2, 5 до 4%. Валовое содержание обменного калия 28-35 мг, фосфора - 0, 8-1, 9 мг на 100 г почвы. Нитрификационная способность почв достигает 2, 9-5, 8 мг на 100 г почвы.

Следовательно, почвы опытного участка обеспечены калием и фосфором в средней степени, азотом - низкой. Недостаточное содержание элементов питания компенсируется глубоким внесением органических и минеральных удобрений. Плантации расположены на высоте 120 м над уровнем моря.

Таким образом, достаточная теплообеспеченность, продолжительный вегетационный период, значительные запасы воды для полива создают в обоих регионах исследований благоприятные условия для производства столового винограда разных сроков созревания и направлений использования.

2. 2. Краткая характеристика объектов исследования

Принимая во внимание тот факт, что качество замороженного винограда во многом зависит от биологических особенностей сорта, в качестве объектов исследования выбраны местные и интродуцированные сорта, рекомендуемые, разрешенные и временно разрешенные для возделывания.

Всего в эксперименте использованы 19 сортов винограда, различающихся по срокам созревания, устойчивостью к болезням, вредителям, внешнему виду, окраске и величине ягод: Агадаи, Декабрьский, Космонавт, Кутузовский, Лоза горянки, Молдова, Муромец, Мускат гамбургский, Шасла розовая, Памяти Вердеревского, Жемчуг Зала, Памяти Негруля, Юбилей Журавля, Смуглянка молдавская, Яловенский устойчивый, Антей магарачский, Страшенский, Ранний Магарача, Кишмиш черный. Из них сорта Агадаи, Молдова, Декабрьский, Муромец, Жемчуг Зала (Зала Дендь), Кишмиш черный, Шасла розовая включены в Государственный реестр Российской Федерации и допущены к использованию в Республике Дагестан по состоянию на 29 ноября 2002 г. При разработке многокомпонентных плодово-ягодных смесей кроме винограда (Молдова) в качестве объектов исследования использовались абрикос (Краснощекий), алыча (Обильный), земляника (Зенга-Зенгана), кизил (Лесной), малина (Скромница), черная смородина (Минай Шмырев).

2. 3. Программа и методы исследований

Работа выполнялась во Всесоюзном научно-исследовательском институте винограда и продуктов его переработки «Магарач» (г. Ялта) в 1986 - 1998 годы и в Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии (г. Махачкала) в 1998- 2005 г. г., а также в производственных условиях Крыма и Дагестана.

Программой исследований предусматривалось проведение большого количества исследований в различных направлениях, взаимно дополняющих и вытекающих друг из друга.

Исследования выполнялись в соответствии с методическими указаниями «Проведение исследований по хранению плодов, ягод и винограда» (1983), «Методические указания по проведению исследований с быстрозамороженными плодами, ягодами, овощами» (1989), «Методические рекомендации по хранению плодов, овощей и винограда (организация и проведение исследований) « (1998), ГОСТ 15. 101-98 «Порядок выполнения научно-исследовательских работ», ОСТ 111-18-84 «Полуфабрикаты плодово-ягодные (пульпа и пюре) быстрозамороженные»; руководством «Агротехнические исследования по созданию интенсивных виноградных насаждений на промышленной основе» (1978) и др.

Первое направление исследований предусматривало проведение анализа состояния и перспектив развития отрасли столового виноградарства и плодоводства РД. Для этого были использованы данные комитета по статуправлению за последние 50 лет, оперативная информация комитета «Дагвино», Министерства сельского хозяйства РД и других источников.

Второе направление посвящено исследованию возможности внедрения новых устойчивых сортов винограда в зоне укрывного виноградарства РД с целью устойчивого производства винограда. Исследования велись в 2000 - 2002 годы на госсортоучастке ГУП «Аксай» Хасавюртовского района РД. В качестве объектов исследований были взяты 12 сортов винограда различного происхождения и обладающие разной устойчивостью к морозам, болезням и вредителям. Проводились фенологические наблюдения, агробиологические учеты, увологические оценки исследуемых сортов.

Следующее направление ставило целью разработать элементы технологии длительного хранения устойчивых сортов винограда в регулируемой атмосфере и с периодическими обработками высоких доз диоксида углерода, путем выявления оптимальных параметров комплекса факторов, используемых в технологическом процессе и оказывающих влияние на качество винограда при хранении. В реализации данного направления исследований неоценимую помощь оказали доктора сельхознаук, профессора С. Ю. Дженеев и В. И. Иванченко.

Экспериментальная часть данных исследований выполнялась в отделе столового винограда ВНИИВ и ПП «Магарач», на базе производственного холодильника Предгорного опытного хозяйства «Магарач», в лаборатории хранения и переработки плодов Крымской опытной станции садоводства, в отделе почвенной микробиологии Южной зоны СССР ВНИИСХМ, а также на кафедре технологии хранения, переработки и стандартизации сельскохозяйственных продуктов Дагсельхозакадемии.

Уборку опытных партий винограда производили при достижении им физиологической зрелости. Грозди упаковывали в заранее взвешенные и промаркированные ящики № 1-1 ГОСТ 13359-83 по стандартной методике, после чего поступали в холодильные камеры, где их подвергали предварительному охлаждению в течение 48 часов. Для создания различных газовых режимов в качестве герметической камеры использовали полиэтиленовые контейнеры, сваренные из слабо проницаемой для газов и влаги полиэтиленовой пленки толщиной 150 мкм. В основании контейнера лежит квадрат со сторонами 70 Ч 70 см. В каждый контейнер укладывали 4-6 ящиков с виноградом, после чего он термически запаивался. Все контейнеры оснащались 2-4 штуцерами, предназначенными для определения и корректирования состава газовой среды, а также изучения интенсивности дыхания ягод винограда.

Для изучения интенсивности дыхания в верхний ящик устанавливали вакуумный эксикатор с 1, 5-2 кг гроздей, в крышку вставляли резиновую пробку с двумя выводами. К одному из выводов в эксикаторе прикрепляли резиновый шарик, который служил компенсатором при отборе проб на анализ.

Необходимые газовые режимы достигались в трехдневный срок путем продувки контейнеров газообразным азотом через штуцера, установленные в контейнерах, с последующей коррекцией чистым азотом, углекислым газом и кислородом из баллонов высокого давления. Избыточное количество углекислоты, накапливающееся в процессе хранения, удаляли с помощью щелочного скруббера, разработанного кафедрой виноградарства Крымского СХИ им. М. И. Калинина.

Газовые составы контролировали ежедневно с помощью газоанализатора ГХП-100 и поддерживали с точностью до ±0, 5%.

Для реализации этого направления исследований были поставлены 4 опыта.

Опыт № I. «Подбор газовых режимов для длительного хранения винограда в зонах с низкой теплообеспеченностью», предусматривал экспериментальное изыскание оптимальных параметров газовой среды, обеспечивающих длительное хранение винограда сортов Молдова, Антей магарачский и Агадаи. Для последующей математической обработки результатов опыта, по каждому сорту были изучены следующие газовые режимы (%) :



СО2	О2	N2
3	3	94
5	3	92
8	3	89
3	5	92
5	5	90
8	5	87
0	21	79 (контроль)

Температура хранения и относительная влажность воздуха постоянные и составляли соответственно 0°С и 91%.

С целью снижения пестицидной нагрузки и получения экологически чистой продукции на устойчивом сорте Молдова был поставлен опыт № 2 «Разработка режимов фумигации сернистым ангидридом устойчивых сортов винограда» по следующей схеме:

Опыт № 2

Вариант	Режим хранения СО2: О2, %	Доза обработки SО2, г/м3	Интервал между обработками, дней
1	8: 5	0, 5	30
2	8: 5	0, 5	45
3	8: 5	I	30
4	8: 5	I	45
5	8: 5	I	60
6	8: 5	5 г/м3 при закладке	В дальнейшем без обработки
7	0: 21	5 г/м3 при закладке	В дальнейшем без обработки
8	0: 21	I	10

В опыте № 2 изучались следующие показатели:

микробиологическая обсемененность на поверхности ягод - ежемесячно по вышеприведенной методике;

товароведный анализ;

массовое содержание диоксида серы в ягодах винограда - на основе международного стандарта ИСО 5522-81, с учетом ГОСТа 25555. 5-82, принятого в консервной промышленности.

Вопросы уточнения оптимальной степени зрелости винограда, предназначенного для длительного хранения в регулируемой атмосфере, решались в опыте № 3.

Виноград, собранный в 3 срока при сахаристости 12-13 г/100 см3, 15-16 г/100 см3 и 18-19 г/100 см3, хранили двумя способами: контроль - при свободном доступе воздуха и регулируемая атмосфера - в режиме 8% - СО2 и 5% - О2. Были проведены следующие учеты: I) товарные качества гроздей; 2) коэффициент транспортабельности; 3) естественная убыль массы ягод; 4) массовые концентрации сахаров и кислот.

Опыт № 4. Для дальнейшего совершенствования технологии хранения в РА предусматривается сравнительное изучение сохраняемости винограда с периодическими обработками гроздей высокими дозами СО2 (96-98%). Для периодических обработок ягод винограда диоксидом углерода использовали пищевой СО2.

Обработки гроздей проводили по следующей схеме:

Через каждые 5 суток в экспозиции 24 и 48 часов - (СО2 5/24; СО2 5/48).

Через каждые 15 суток в экспозиции 24 и 48 часов - (СО2 15/24; СО2 15/48).

Обработки винограда сернистым ангидридом (SО2) проводили по всем вариантам в дозе 0, 5-2, 0 г/м3 через каждые 35-40 суток.

Периодические обработки гроздей высокими дозами СО2, проводили в герметичных мешках - контейнерах из полиэтиленовой пленки толщиной 200 мкм. После выдержки опытных образцов в заданных условиях дальнейшее хранение после разгерметизации производили в холодильниках с обычной атмосферой до следующей обработки. Оценку давали по товарно-технологическим, биохимическим, органолептическим, микробиологическим показателям. В опытах использовали два сорта - Агадаи и Молдова. Исследования по периодическим обработкам гроздей высокими дозами проводили совместно с О. М. Рамазановым [288-292; 351; 354].

Грозди, предназначенные для биохимических анализов, укладывали в специально предназначенные ящики. Отбор средней пробы производили ножницами по диагонали из средней части каждой грозди по несколько ягод. Из мякоти удаляли семена и измельчали на гомогенизаторе, что позволяло значительно снизить колебания, связанные с различием состава отдельных ягод и гроздей. Сернистый ангидрид подавали в контейнеры из баллона через микрокапиллярный реометр, используя методику С. Ю. Дженеева и др. [136]. Контрольные варианты по каждому сорту являлись общими для всех разделов исследования.

Четвертое направление исследований предусматривало дальнейшее развитие технологии длительного хранения винограда с использованием низких и сверхнизких температур с целью логического завершения системы бесперебойного снабжения населения столовым виноградом, особенно в зимне-весенний период, и доставки его в отдаленные регионы страны.

Экспериментальная часть работы выполнялась в 1998 - 2005 гг. на кафедре технологии хранения, переработки и стандартизации сельскохозяйственных продуктов Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии, отделе биотехнологии Прикаспийского института биологических ресурсов ДНЦ РАН, криогенной лаборатории Института физики ДНЦ РАН, лаборатории биохимии Прикаспийского зонального НИИ ветеринарии и в производственных условиях ГУП «Аксай» Хасавюртовского района Республики Дагестан, ОАО «Дагхладокомбинат» (г. Махачкала). Часть исследований по разработке технологии производства быстрозамороженного винограда выполнялась совместно с аспирантом Х. М. Магомедовым 2000-2004 годы [338; 341; 343-352].

Целью исследования является технохимическая оценка и подбор сортов винограда для быстрого замораживанию в условиях Дагестана по комплексу агробиологических, технологических, физических, биохимических, микробиологических и органолептических показателей.

Исходя из поставленной цели изучались следующие вопросы:

агробиологическая и увологическая оценка исследуемых сортов винограда;

влияние биологических особенностей сорта винограда на пригодность к замораживанию и подбор наиболее подходящих сортов;

скорость замораживания ягод в зависимости от уровня температур;

исследование пищевой и биологической ценности замороженного винограда;

микрофлора ягод винограда при быстром замораживании и хранении;

экономическая эффективность производства замороженного винограда.

В результате реализации поставленных задач разработать технические условия на быстрозамороженный столовый виноград.

Для получения достоверно воспроизводимых результатов, отражающих истинное состояние продукции на каждый момент времени, отбирали среднюю пробу гроздей винограда. Для этого с типичных кустов отбирали нормально развитые грозди с характерными для каждого сорта размерами, степенью зрелости, окраской и другими качественными показателями.

Средняя проба обеспечивала закладку опытов по всем вариантам в количестве, достаточном для проведения технологических, физических, биохимических, микробиологических, органолептических и других видов анализа.

Виноград, предназначенный для быстрого замораживания, должен отвечать требованиям, предъявляемым к ягодам первого товарного сорта по ГОСТ 25896-83 «Виноград свежий столовый. Технические условия».

С учетом того, что замораживание почти полностью приостанавливает метаболические процессы в ягодах, грозди винограда для эксперимента убирали после наступления съемной зрелости близкой к полной. Наступление оптимальной съемной зрелости для каждого сорта определяли по комплексу внешних признаков и вкусовых качеств с учетом массовых концентраций сахаров и титруемых кислот.

Грозди винограда, убранные с соблюдением всех требований и упакованные в стандартную тару, в тот же день доставляли в лабораторию для проведения необходимых исследований. Доставленные грозди подвергали инспекции и сортировке, во время которых каждую гроздь внимательно осматривали и удаляли из нее некондиционные ягоды - поврежденные, увядшие, сухие, недозрелые и перезрелые.

После этого грозди подвергали мойке водопроводной водой по ГОСТ Р51232-98, затем подсушивали потоком воздуха во избежание слипания ягод при замораживании.

Грозди винограда, за исключением проб для проведения анализов в свежих ягодах, подвергали быстрому замораживанию в низкотемпературном шкафу GRUNLAND Т 25/01. 1 с интенсивным перемешиванием воздуха при температуре минус 30°С до достижения в центре ягоды температуры минус 18°С.

Температуру внутри ягоды измеряли полупроводниковым измерителем температуры ИТ-1 со шкалой от +50°С до минус 190°С.

Замороженные грозди упаковывали в пакеты из полиэтиленовой пленки по ГОСТ 10354 марки «пищевая» массой нетто продукта до 1, 0 кг и в дальнейшем хранили в низкотемпературных холодильниках при постоянной температуре минус 18°С и относительной влажности воздуха 90-95%.

Программой данного направления исследований было предусмотрено проведение нескольких экспериментов.

Опыт 1. «Исследование сортов винограда на пригодность к низкотемпературному замораживанию».

Для эксперимента были использованы рекомендуемые и разрешенные сорта столового винограда, как местного происхождения, так и интродуцированные из других зон. Сорта винограда различались по срокам созревания, окраске, размерам ягод, консистенции мякоти, толщине кожицы, химическому составу и другим показателям.

Замораживали грозди винограда после соответствующей подготовки при температуре минус 30°С.

Сорта винограда распределялись по следующим группам:

По срокам созревания:

ранние: Муромец, Лоза горянки, Космонавт, Кишмиш черный, Ранний Магарача, Жемчуг Зала, Шасла розовая.

средне-поздние: Кутузовский, Памяти Негруля, Яловенский устойчивый, Мускат гамбургский, Декабрьский, Страшенский;

поздние: Агадаи, Смуглянка молдавская, Юбилей Журавля, Молдова, Памяти Вердеревского.

По цвету ягод:

белоягодные сорта: Агадаи, Яловенский устойчивый, Жемчуг Зала, Памяти Вердеревского;

темноягодные сорта: Муромец, Лоза горянки, Космонавт, Кутузовский, Памяти Негруля, Мускат гамбургский, Декабрьский, Юбилей Журавля, Молдова, Смуглянка молдавская, Страшенский, Кишмиш черный, Ранний Магарача

Опыт 2. «Влияние низких и сверхнизких температур на скорость замораживания и качество ягод».

Исследовались разные уровни температурного воздействия на ягоду:

Минус 18°С - общепринятая температура промышленного хранения замороженной продукции.

Минус 30°С - рекомендуемая температура для быстрого замораживания.

Минус 196°С - температура кипения жидкого азота для сверхбыстрого замораживания (одно и двухступенчатый способ).

Опыт 3. «Влияние массовой концентрации сахаров и массы ягод на продолжительность замораживания».

Устанавливались зависимости скорости замораживания от содержания растворимых сухих веществ и величины ягод.

Оценка качества винограда давалась по комплексу увологических, биохимических, физических, микробиологических и органолептических характеристик поэтапно: в свежем виде, сразу после замораживания и в процессе низкотемпературного хранения через 3, 6 и 9 мес.

Пятое направление работы предусматривало проведение исследований по разработке новых способов использования свежих и замороженных винограда, плодов и ягод с целью создания многокомпонентных смесей, обладающих повышенной биологической ценностью, высокими вкусо-ароматическими достоинствами, экологической безвредностью, конкурентоспособностью, возможностью потребления в течение всего года и доставки в отдалённые регионы страны.

Исследования выполнялись в 2002-2005 годы на кафедре технологии хранения, переработки и стандартизации сельскохозяйственных продуктов Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии, лаборатории биохимии Прикаспийского зонального НИИ ветеринарии и в производственных условиях ассоциации «Консервплодовощ» МСХ РД, совместно с соискателем Б. М. Гусейновой [334-340; 346-342; 353-355].

Объекты изучения подбирались исходя из ранее проведенных исследований по выявлению сортов пригодных для замораживания плодов, ягод и винограда, а также с учетом методических указаний [97-103; 319-321].

Для проведения эксперимента свежие плоды, ягоды, виноград, сырьё, полуфабрикаты и материалы, используемые для изготовления, отвечали требованиям действующей нормативно-технической документации:

ГОСТ 6828-89. Земляника свежая. Технические условия;

ГОСТ 21832-76. Абрикосы свежие. Технические условия;

ГОСТ 16524-70. Кизил свежий. Технические условия;

ГОСТ 21920-76. Слива и алыча крупноплодная свежая. Технические условия;

ГОСТ 25896-83. Виноград свежий столовый. Технические условия;

РСТ РСФСР 351-88. Малина свежая. Технические условия;

ГОСТ 6829-89. Смородина черная свежая. Технические условия

ГОСТ 29187-01. Плоды и ягоды быстрозамороженные. Технические условия;

ТУ 9165-001-00493600-04. Виноград столовый быстрозамороженный;

ГОСТ 21-94. Сахар-песок.

Кроме стандартной продукции, соответствующей ГОСТам, для переработки на протёртые смеси допускается использовать и нетоварную часть продукции.

По микробиологическим и санитарно-гигиеническим показателям готовая плодово-ягодная продукция соответствовала Сан ПиН 2. 3. 2. -1078. - 01., ГОСТ 29187-91. [314].

Замораживание сырья проводили при температуре минус 30°С до достижения в центре продукта температуры минус 18°С.

Плоды и ягоды перед замораживанием упаковывали в полиэтиленовые пакеты по 0, 5 кг; протёртые смеси расфасовывали в полистироловые банки емкостью 250 г. Хранение проводили в течение 3-9 месяцев при температуре минус 18°С.

Рецептуры многокомпонентных плодово-ягодных смесей разрабатывались исходя из биологической ценности и вкусоароматических достоинств исследуемых плодов и ягод.

Переработка сырья для получения плодово-ягодных многокомпонентных протёртых смесей проводилась на гомогенизаторах.

Исследования осуществлялись в 2 этапа.

На первом этапе проводилась технологическая, биохимическая и органолептическая оценка качества свежего плодово-ягодного сырья, а также полученных из него замороженных образцов с целью разработки рецептур многокомпонентных плодово-ягодных смесей.

Объектами исследований являются перспективные в условиях Дагестана сорта винограда и плодово-ягодных культур с разными сроками созревания, окраске плода, ароматическими свойствами, консистенцией мякоти, количественным и качественным содержанием биологически активных веществ и микроэлементов:

земляника сорта Зенга Зенгана;

абрикос сорта Краснощекий;

алыча сорта Обильный;

виноград сорта Молдова;

черная смородина сорта Минай Шмырев;

малина сорта Скромница;

кизил - лесной.

Технологическая схема замораживания плодов и ягод включала следующие этапы:

Сбор плодов и ягод;

Инспекция, мойка, подсушивание;

Замораживание при температуре минус 30°С;

Хранение при минус 18°С в течение трех месяцев.

Оценку качества продукции проводили поэтапно: в свежем виде, сразу после замораживания, после 3-х месяцев хранения.

Второй этап исследований был посвящен разработке оптимальных рецептур многокомпонентных протертых смесей; исследованию их органолептических свойств и биохимической ценности в процессе хранения, а также микробиологической стабильности в динамике дефростации и определению энергетической ценности готового продукта.

Приготовление многокомпонентных протёртых смесей проводилось по следующей технологической схеме:

Дефростация замороженных плодов и ягод до минус 5єС при комнатной температуре в течение 2-3 часов;

Протирка плодов и ягод с добавлением 0, 05% аскорбиновой кислоты;

Купажирование по рецептуре с добавлением сахара 2, 5%; 5, 0%; 7, 5%; 0, 05%; 0%.

Расфасовка;

Замораживание при температуре минус 30°С;

Хранение при температуре минус 18°С.

Качество готовой продукции оценивалось поэтапно: - полученных плодово-ягодных смесей до замораживания; - сразу после низкотемпературной обработки; - через три и девять месяцев хранения смесей при минус 18°С.

ГЛАВА 3. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СТОЛОВОГО ВИНОГРАДАРСТВА И ПЛОДОВОДСТВА В РЕСПУБЛИКЕ ДАГЕСТАН

Агропромышленный комплекс является одной из базовых отраслей экономики Республики Дагестан, доля которого в региональном валовом продукте составляет около 25, 5%. В отрасли работает около трети занятых в экономике, их которых в растениеводстве - 73%, а в животноводстве - 27%.

Основными производителями плодов и ягод (кроме винограда) являются личные подсобные хозяйства населения и крестьянско-фермерские хозяйства.

Виноградовинодельческая отрасль России - одна из составляющих агропромышленного комплекса, которая имеет важное социальное и политическое значение для регионов.

Столовое виноградарство является специфичной отраслью общего виноградарства, которое при правильном взаимодействии базисных и вспомогательных звеньев этой системы является высокорентабельным и доходным. Около 99% производства винограда сосредоточено в Южном федеральном округе (Северо-Кавказский эколого-географический регион). Особое место в Российской Федерации по производству столового винограда, предназначенного как для потребления на месте, так и для вывоза его в другие регионы, принадлежит Дагестану. Благоприятные природно-климатические условия уникального региона, наличие квалифицированных кадров, развитой транспортной сети, богатых исторических традиций позволяют выращивать виноград для различных целей использования.

В последние годы в развитии виноградовинодельческой отрасли мира, происходят процессы, связанные с реорганизацией структуры производства.

Основными направлениями использования винограда в мире остаются: переработка на вино (83%), потребление в свежем виде (12%), сушка (5%) [429]. Незначительное место занимает производство сока и некоторых безалкогольных продуктов. В настоящее время во многих странах наблюдается сокращение потребления алкогольных напитков, в связи с чем на мировом рынке упал спрос на виноградное вино, что повлекло в свою очередь сокращение площадей виноградников. Возросли товарные запасы винодельческой продукции во всех странах, в связи с чем возникли проблемы, связанные с использованием винограда.

С ожидаемым в ближайшее время вступлением нашей страны во Всемирную торговую организацию (ВТО) проблемы использования винограда во весь рост встанут и перед Россией. Поэтому в настоящее время дальнейшее развитие отрасли в мире, наряду с известными путями, связывают с поиском новых, нетрадиционных направлений использования винограда. Во всех странах мира отмечается тенденция повышения качества выпускаемой продукции, поэтому для производства вина и соков используются, главным образом, высокоценные винные и столово-винные сорта, для потребления в свежем виде - столовые и иногда столово-винные и кишмишные сорта, для сушки - кишмишно-изюмные сорта.

В последние годы во многих странах мира отмечается увеличение потребительского спроса и потребления столового винограда - в ФРГ на 25, 1%, Швейцарии - 15, 1%, Бельгии - 7, 9%, Японии - 21, 9%, Марокко - 81, 3%, Чили - 50, 4%. По производству свежего винограда лидирует Китай (1, 95 млн. т.), далее Турция (1, 43), США (0, 79), Италия (0, 72), Бразилия (0, 35), Германия (0, 3), Испания (0, 28), Марокко (0, 27) и Франция (0, 23) [163].

В структуре виноградных насаждений основной удельный вес занимают посадки сортов технического направления использования. Производством столового винограда в мире занимаются 47 стран, из которых самыми крупными производителями являются Италия, Греция, Испания, Франция, США, Чили, Турция и другие.

Наиболее важными рынками потребления столового винограда являются США, Англия, Испания, Япония, ФРГ, Франция и др.

В России производство и потребление плодов и ягод, в т. ч. столового винограда находится на очень низком уровне, что связано с уменьшением валовых сборов как за счет сокращения площадей под ними, так и снижения урожайности. За последние 10 лет в России площади виноградников сократились с 200 тыс. га до 68 тыс. га. Валовой сбор составляет 200-300 тыс. тонн в год вместо прежних 800-850 тыс. тонн.