1.6. Сохранность технологических качеств корнеплодов фабричной сахарной свеклы при хранении

Эффективность сахарного производства в значительной мере зависит от величины потерь сахарозы. В себестоимости сахара затраты на производство сырья достаточно велики. Поэтому одним из резервов увеличения производства сахара из сахарной свеклы является сокращение потерь при хранении, когда теряется примерно десятая часть сахара, накопленного за период вызревания корнеплодов. В неблагоприятных условиях хранения потери свекломассы и сахара могут достигать больших величин.

Под техническим качеством корнеплодов сахарной свеклы надо понимать комплекс их биологических, химических и физических особенностей, которые обеспечивают нормальный ход технологических процессов и максимальный выход сахара при переработке сырья на заводе [169].

Удержание на соответствующем уровне технологических качеств свеклы при хранении – это верный дополнительный источник получения значительного количества сахара. Надо понимать решающую роль сырья в судьбе сахарного производства, и в первую очередь – высокое исходное качество свеклы, сохранение и лучшее использование этого качества [156].

На стадии процесса производства величину и качество урожая сахарной свеклы формируют в основном четыре составных фактора: биологический, агротехнический, химический и экономический [156].

Важным фактором сохранения корнеплодов фабричной сахарной свеклы являются физические свойства, приобретенные в процессе уборки. К ним относятся подвяленность, механические повреждения и др.; на первое место по своему отрицательному действию на последующий процесс хранения сахарной свеклы вышли механические повреждения корнеплодов. Установлено, что даже незначительное повреждение корнеплодов отрицательно влияло на их хранение. При хранении механически поврежденные корнеплоды увеличивают расход сахаров [41, 138].

Если на хранение поступает в сильной степени травмированное сырье, то сдержать распространение гнилостных микроорганизмов путем дезинфекции поверхности корнеплодов практически не представляется возможным. Этот вывод подтверждается и данными по потерям сахара и снижению его выхода. В сильной степени травмированное сырье, не кондиционное по этому показателю, необходимо отправлять для немедленной переработки [77].

При повреждении хвостовой части потери сахара у сахарной свеклы увеличиваются на 11 %, самого корнеплода – на 18 %, при удаленных головках – на 43 %. М.И. Повалюхин отмечает, что при больших срезах обнажаются более глубокие, богатые сахаром слои клеток, и они легко поражаются микроорганизмами. При удалении головок нарушается регулирующая деятельность ферментных систем, разложение сахарозы становится бесконтрольным.

Процессы, происходящие в корнеплодах во время хранения и их продолжительность, зависят от многих причин. Выкопанные корнеплоды быстро теряют влагу и подвядают, в связи с чем увеличивается проницаемость протоплазмы и облегчается проникновение микроорганизмов в корнеплоды, что ведет к их загниванию. Даже незначительное подвяливание вызывает активность фермента инвертазы, причиной чего служит переход части фермента из связанного состояния в свободное. По исследованиям Б.А. Рубина, Л.В. Метлицкого, увядание сахарной свеклы вызывает значительное усиление дыхания клетки, в результате чего возрастают потери пластических веществ, ухудшаются технологические качества хранящихся корнеплодов [147].

Быстрая потеря корнеплодами влаги в течение нескольких суток не только приводит к резкому изменению видимых качественных показателей, но и значительно снижает абсолютное содержание сахара и его выход относительно его исходной массы. Чем выше исходная подвяленность корнеплодов, тем в большей степени происходит их загнивание [131].

Лежкость корнеплодов зависит от качества закладываемых на хранение корнеплодов и условий хранения. Величина потерь при хранении находится в зависимости от условий роста, сортовых особенностей и используемых удобрений [57,184].

Самые высокие потери сахара при хранении отмечены у цветушных корнеплодов. На каждый процент цветушности в ворохе сырья при хранении потери сахара и снижение его выхода возрастают на 0,6 %. Находясь в общем ворохе сырья, цветушные экземпляры являются очагами первичного загнивания. Поэтому сырье с плантаций, имеющих высокий процент цветушности (более 3 %), необходимо направлять для немедленной переработки. Хранению оно не подлежит [143].

Независимо от продолжительности хранения наименьшие потери сахара отмечаются при наибольших дозах внесения удобрений. При выборе оптимальной дозы необходим не только учет плодородия почв, окупаемости удобрений за счет прибавки урожая, но и контроль за изменением технологических качеств корнеплодов. Главным оценочным фактором при этом должен быть выход сахара с единицы посевной площади. При браковке корнеплодов в момент приемки сырье с повышенной сахаристостью, в том числе и за счет внесения высоких норм удобрений, следует направлять на длительное хранение [43,143].

Недопустимо повышение температуры хранения, так как это вызывает активное дыхание корнеплодов. Интенсивное дыхание сопровождается выделением энергии. При недостатке кислорода дыхание становится анаэробным с выделением отравляющих веществ. В связи с этим важно для хранения отбирать здоровые корнеплоды и поддерживать оптимальную температуру 0-2°С с относительной влажностью воздуха 90…95 %.

Основной причиной потерь во время хранения корнеплодов являются физиологические процессы, происходящие в живом организме, – дыхание, прорастание почек, развитие гнилостных заболеваний [171]. Так, в исследованиях J. Ciutmenski потери сухого вещества на дыхание в зависимости от сорта свеклы составили от 4,5-5,6 %, потери влаги – от 1,4 до 2, загнивание корнеплодов – от 5,4 до 5,7 %.

В результате обобщения данных В.К. Мицкевича, В.Г. Заурова, А.С. Лукаткина установлено, что 40…50 % потерь свеклы при хранении связаны с нарушением дыхательных процессов, а 50…60 % – с деятельностью грибов и бактерий. Особенно опасна корневая гниль, которая поражает свеклу еще в период вегетации, а затем, в зависимости от условий хранения и физиологического состояния корнеплодов, заболевание может затухать или активизироваться. Загнивание обычно начинается с хвоста корнеплода, что объясняется большим его подвяливанием и обламыванием при уборке. При прорастании свеклы сахароза более интенсивно расходуется на дыхание и вовлекается в метаболические процессы, связанные с образованием ростков.

Изменение качественных показателей свеклы при различной длительности хранения изучали на Рамонском сахарном заводе. Исследования М.И. Повалюхина показывают, что один из наиболее существенных факторов, вызывающих изменение технологических качеств корнеплодов без их загнивания, – дыхание и наблюдаемый при этом биологический распад сахарозы. Причем с удлинением срока хранения усиливается процесс распада, что автор связывает с травмированностью свекловичного сырья [142].

Ухудшение качества свеклы при хранении, с одной стороны, обусловлено, физиологическими процессами, связанными с жизнедеятельностью корнеплодов, с другой – микробиологическими процессами, связанными с развитием грибных и бактериальных возбудителей кагатной гнили [143].

Повышение сахаристости свеклы только на один процент к ее массе при заготовке 100 млн тонн корнеплодов в год означает дополнительный сбор в поле 1 млн тонн сахара. Снижение удельного содержания несахаров может позволить сократить потери сахара при переработке свеклы и увеличить выход кристаллического сахара на 0,5 % к массе корнеплодов. В результате улучшения хранения свеклы можно снизить потери сахара примерно на 0,5 % к физической массе [144].

С увеличением продолжительности хранения свеклы не только растет общее снижение выхода сахара, но и ускоряется его темп. По мере удлинения срока хранения снижается мелассообразующая способность несахаров, но в связи с их интенсивным накоплением повышаются выход мелассы и потери сахара в ней [145].

Известно, что с момента уборки сахарной свеклы и до конца ее переработки на сахарных заводах нередко теряется до 20 % сахара [40]. По данным исследований, проводимых И.В. Якушкиным и Б.А. Рубинным, сахаристость корнеплодов при хранении их в поле снижается за каждый день, особенно в первые дни, почти на 0,1% [146].

Изменения химического состава корнеплодов в период их хранения бывают значительными. Это вызывается физиологическими и биохимическими процессами, протекающими в хранящихся корнеплодах, и связанными с обменом веществ химическими превращениями [146].

Повысить сохранность корнеплодов свеклы можно регуляцией условий хранения или их физиологического состояния. Регуляция условий хранения, основанная на физических методах, не удовлетворяет запросам производства и потому мало используется [147]. В институте ботаники им. Н.Г. Холодного изучались физиолого-биохимические основы прорастания корнеплодов сахарной свеклы и некоторые приемы эндогенной регуляции этого процесса [130]. В результате исследований выявлено, что улучшить лежкость свеклы, уменьшить потери при хранении можно путем создания сортов интенсивного типа, сочетающих высокую продуктивность и устойчивость к прорастанию и фитопатогенам. В США уже выведена линия свеклы, устойчивая к гнили корней при хранении [148].

В последние годы изучается регуляция физиологического состояния корнеплодов при хранении с применением физиологически активных веществ. Эти вещества в определенных концентрациях подавляют процессы, приводящие к потере сахаров.

В опытах В.Б. Варшавской лучшую сохранность корнеплодов сахарной свеклы обеспечила обработка ее посевов в предуборочный период холинпроизводными препаратами. Так, применение водного раствора хлорхолинхлорида в концентрации 0,3 % из расчета 3 л на 1 т сырья сдерживало процесс гниения и способствовало снижению среднесуточных потерь сахара на 40-45 %. Аналогичные результаты были получены при обработке посевов сахарной свеклы за 30-40 дней до уборки хлорхолинхлоридом из расчета 0,4-1,2 кг/га.

В комплексе мероприятий, направленных на улучшение условий сохранности корнеплодов сахарной свеклы, особое место занимает управление процессами метаболизма, прорастания, а также интенсивностью прохождения микробиологических процессов, вызывающих гниение свеклы, с помощью холинпроизводных и бензимидазольных регуляторов роста, а также создания комбинированных препаратов, представляющих собой смеси ингибиторов роста и антисептиков [149].

Исследованиями В.Г. Гаркуши установлено, что применение ФАВ 2,4 Д и хлората магния позволило уменьшить естественную убыль до 4,9…6,8 %, тогда как на вариантах без применения этих средств она составила 15,3 %. После четырехмесячного хранения выявлена четкая закономерность задержки прорастания корнеплодов в вариантах с применением ФАВ 2,4 Д и десиканта. Остаточного содержания применяемых химических средств в корнеплодах не обнаружено.

По данным О.А. Зауралова, А.С. Лукаткиной, химическая регуляция физиологического состояния корнеплодов сахарной свеклы во время хранения обработкой их препаратами консервирующего действия перед закладкой в кагат позволяет значительно изменить обмен веществ и улучшить качество корнеплодов. При этом авторы отмечают снижение интенсивности дыхания, потерь сахарозы и содержания моносахаридов.

В настоящее время широко изучается влияние удобрений на улучшение качественного состава корнеплодов. В то же время можно предположить, что поскольку вносимые удобрения оказывают влияние на качество выращиваемой сахарной свеклы, то, по всей видимости, это влияние будет прослеживаться и в процессе хранения корнеплодов. Этому вопросу посвящено недостаточно исследований [151, 152, 153, 154, 155, 156].

Обобщая все вышесказанное, можно заключить, что использование различных сортов и гибридов, минеральных удобрений и физиологически активных веществ оказывает существенное влияние на формирование урожая, технологические качества и сохранность корнеплодов.

Таким образом, проведенный обзор литературы показывает необходимость и актуальность дальнейшего изучения вопросов роста и развития растений сахарной свеклы, получения качественного сырья и его дальнейшей сохранности.