Биохимическая и органолептическая оценка ягод ремонтантной малины при хранении

Полный текст

Введение

В Иркутской области набирают популярность сорта малины обыкновенной с ремонтантным типом плодоношения. Преимущество возделывания ремонтантных сортов малины перед сортами летнего срока созревания основывается на их высокой продуктивности, плодоношении в первый год после посадки, более длительном периоде плодоношения, возможности возделывания в закрытом грунте и более длительным периодом хранения ягод. Плоды малины ремонтантной могут стать важнейшим компонентом в структуре питания местного населения благодаря высокому содержанию сахаров, витаминов и микроэлементов. Плоды большинства сортов ремонтантной малины не уступают по питательности летним сортам малины (Раченко и др., 2021).

Плоды малины ремонтантной относят к продукции с низким показателем лежкости (Seglina et al., 2010). Это ограничивает продолжительность использования плодов в свежем виде (Антипенко, 2019). Выделение сортотипов ремонтантной малины с более длительным периодом хранения и максимально сохраненными питательными и товарными качествами одна из важнейших задач для селекционеров. Несмотря на то, что в плодах количественное соотношение питательных веществ является генотипическим признаком (Евдокименко и др., 2008), оно может изменяться в процессе хранения. А вот какие сорта характеризуются меньшими потерями сахаров, витаминов и кислот при хранении мы выяснили в результате исследования.

Цель исследования – выявление сортов и форм ремонтантной малины, плоды которых при продолжительном хранении имеют минимальные потери питательной ценности и органолептических качеств.

Задачи исследования:

1. Выполнить сравнительный биохимический анализ ягод во время хранения.
2. Провести органолептическую оценку ягод в разные периоды хранения.

Материалы, методы и объекты исследований

Объектами исследования послужили плоды сортов и форм ремонтантной малины отечественной селекции: Рубиновое ожерелье, Геракл, Евразия, Пингвин, Золотые купола, 37-15-4, 1-220-1 и 32-151-1 коллекционного участка СИФИБР СО РАН в городе Иркутске на участке многолетних насаждений малины площадью 0,2 га. Исследования проводили согласно программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур (Казаков и др.,1999). Период исследования 2020…2022 гг. Для анализа отбирали здоровые, без механических повреждений ягоды в технической степени зрелости. Плоды взвешивали и охлаждали при температуре +4…+6ºС в течение 2…4 часов (Емельянова и др., 2016). Это является одним их необходимых этапов сохранения качества растительного сырья (Венгер и др., 2017). После охлаждения раскладывали в одноразовые полиэтиленовые контейнеры, объемом 250 мл и размещали в климатической камере MKT фирмы Binder. Условия хранения были одинаковые: температура 0…+1ºС, и постоянная относительная влажность воздуха 50…60%.

Оценку качества хранения плодов проводили по ГОСТ 33915-2016. Оценивали общее состояние, внешний вид (плоды чистые, здоровые без лишней влажности), запах и вкус (отсутствие посторонних запахов и вкуса, соответствие помологическому описанию) и количество некондиционных экземпляров сразу после сбора, через 7 и 14 дней хранения. При повреждении в упаковке более 1/3 – плоды признавалась не пригодными.

Для органолептической оценки ягод использовали 5-ти бальную систему оценки, разработанную в отделе Прикладных и Экспериментальных разработок на основании ГОСТ 33915-2016. Для оценки внешнего вида предлагалась следующая шкала: 5 – плоды чистые, сухие, целые, здоровые, однородные по размеру и зрелости; 4 – плоды чистые, сухие, целые, здоровые, менее однородные по размеру и зрелости; 3 – плоды чистые, сухие, целые, здоровые, неоднородные по размеру и зрелости; 2 – плоды с плодоложем, мягкие, с признаками инфекций и повреждениями насекомыми, неоднородны по зрелости и размеру; 1 – неудовлетворительный товарный вид. Для оценки вкуса: 5 – хорошо выраженный малиновый, сладкий, с легкой кислинкой, с приятным послевкусием; 4 – не ярко выраженный малиновый, сладкий, с легкой кислинкой, с приятным послевкусием; 3 – малиновые нотки слабые, не выраженный; 2 – малиновые нотки отсутствую, практически безвкусные; 1 – неприятный. Для оценки аромата: 5 – хорошо выраженный, приятный, малиновый; 4 – не выраженный, приятный, малиновый; 3 – слабовыраженный, приятный, малиновый; 2 – практически отсутствует; 1 – без малинового аромата, присутствие неопределенных ноток, несвойственных плодам малины. Результатом общей оценки стал среднеарифметический показатель. Результаты органолептической оценки проверяли расчетом стандартного отклонения. Для 5-ти балльной шкалы, если отклонение не превышает 0,5 балла, то совокупность оценок однородна, при отклонении в 1 и более балла – неоднородна.

Для биохимического исследования отбирали плоды сразу после сбора, через 7 и 14 дней хранения. Плоды замораживали и хранили в морозильной камере MKT фирмы Binder при температуре -35ºС. При заморозке сохраняются до 80…90% биологически активных веществ. (Антипенко, 2019; Причко, Дрофичева, 2015). Анализировали плоды одинакового срока хранения (не более 1 месяца). Исследования проводили в лаборатории токсикологии и биохимии в ФГБУ «Иркутская МВЛ». Определение сахаров в плодах (ГОСТ 32167-2013) проводили на жидкостном хроматографе Shimadzu тип Prominence, оснащенном рефрактометрическим детектором RID – 20A Ser. No L 214655 04296. Для приготовления растворов и элюентов использовали деионизированную воду, которую получали на установке AquaMAX-Ultra. Исходные стандартные растворы глюкозы, фруктозы, сахарозы с концентрацией 5,0 мг/мл готовили из ГСО фирмы Sigma-Aldrich или Supelco. Определение витаминов (ГОСТ 34151-2017, ГОСТ Р 54635-2011, ГОСТ 25999-83, ГОСТ Р 50479-93, ГОСТ Р 54634-2011) проводили на жидкостном хроматографе Agilent G 1322, оснащенном флуориметрическим и диодно-матричным детекторами. Для приготовления растворов использовали дионизированную воду AquaMAX-Ultra. Растворы для анализа готовили и хранили в темноте при + 4,0°С в стеклянной посуде с притертыми пробками. Рабочие растворы готовили разбавлением исходного раствора водой непосредственно перед анализом. Определение массовой доли органических кислот выполняли методом капиллярного электрофореза с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель-205» фирмы Люмэкс (ГОСТ Р 56373-2015). Сущность метода заключается в извлечении из проб органических кислот дистиллированной водой, дальнейшем разделении анионных форм органических кислот, вследствие различий их электрофоретической подвижности в процессе миграции по кварцевому капилляру в электролите под действием электрического поля, с последующей регистрацией разницы оптического поглощения электролитом и анионных форм определяемых компонентов в ультрафиолетовой области спектра. Все исследования проводили в трехкратной биологической и трехкратной аналитической повторности.

Статистическую обработку результатов проводили по стандартной методике (Огольцова, Красова, 1999) с использованием программы Microsoft Office Excel.

Результаты и их обсуждение

Результаты исследования подходящего режима для хранения плодов малины ремонтантной (2019…2021 гг.) показали, что оптимальная температура хранения плодов ремонтантной малины +1…+2ºС и -1…0ºС (Киселева и др., 2021). Для последующих исследований при хранении плодов использовали усредненную температуру 0…+1ºС. Плоды большинства сортов, сохранялись в кондиционном состоянии до 14 дней. Исключение составила форма 1-220-1, плоды которой сохраняли кондиционный вид не более 10 дней, далее ягоды интенсивно повреждались возбудителями грибных инфекций.

После сбора плодов была проведена первая органолептическая оценка плодов, затем ее выполнили через 7 и 14 дней. Среднестатистическое отклонение составило от 0,35 до 0,49. Результаты оценки представлены на рисунке 1.

 

Рисунок 1 – Органолептическая оценка плодов малины ремонтантной, график корреляции

 

Дегустационная оценка показала, что при хранении ухудшается вкус и товарный вид у ягод сортов Рубиновое ожерелье, Евразия и Пингвин в среднем на 1,17 баллов (с 4,5 до 3,3; с 3,9 до 2,8 и с 4,4 до 3,4 соответственно). Существенно на 0,8 балла снижается оценка плодов у сорта Геракл. У формы 37-15-4 и сорта Золотые купола, наоборот, за период хранения ягоды становятся более ароматными и вкусными, поэтому средний балл повысился на 0,3 и 0,7 балла. На корреляционном графике видна прямая зависимость периода хранения от оценки плодов. Коэффициент корреляции по сортам составляет от 0,78 до 0,99. Стандартное отклонение в пределах 0,32 до 0,89.

Пищевая и диетическая привлекательность плодов заключается в том, что в их составе преобладают моносахариды – глюкоза и фруктоза, в меньшем количестве дисахарид – сахароза (Матназарова, 2019). Сахара в плодах и овощах это важные запасные питательные вещества, содержание которых при хранении может увеличиваться, так как вследствие гидролиза крахмала образуется глюкоза. Особенно активно тратится сахароза (Гусейнова и др., 2007), в меньшей степени фруктоза и глюкоза. На графике содержания сахаров в плодах мы видим, что на седьмой день хранения общее содержание сахаров резко увеличивается, особенно за счет фруктозы (на 80%) и сахарозы (на 72%) и в меньшей степени происходит увеличение глюкозы (на 66%) (рисунок 2).

 

Рисунок 2 – График изменения содержания сахаров в плодах малины ремонтантной при режиме хранения 0…+1°С, %, корреляционная зависимость

 

Через две недели отмечены потери сахаров, на 2% снизилось содержание фруктозы, по сравнению с первоначальным показателем, на 4% глюкозы и наибольшее снижение наблюдалось в содержании сахарозы на 8%. При этом не у всех сортов потери сахаров одинаковые. На рисунках 3, 4 и 5 в динамике показано изменение содержания сахаров в плодах по сортам. В период закладки на хранение наибольшее содержание фруктозы отмечено в плодах сорта Рубиновое ожерелье и формы 37-15-4. За две недели хранения в плодах сорта Рубиновое ожерелье отмечены потери этого показателя на 15%, у формы 32-151-4 на 7% (составило 3,59% и 3,52% соответственно).

У сорта Золотые купола на 14 день хранения отмечено повышение содержания фруктозы в плодах на 14,8%, показатель повысился с 2,1% до 2,41%. (рисунок 3). Колебаний содержания фруктозы в плодах у остальных исследуемых сортов не более 3%.

 

Рисунок 3 – Динамика содержания фруктозы в плодах малины ремонтантной при режиме хранения 0…+1°С, %

 

При анализе содержания глюкозы в плодах исследуемых сортов, отмечено, что через две недели хранения наибольшие потери были в плодах сортов: Геракл (на 42%) показатель снизился с 1,77% до 1,03%, Евразия (на 17%) – с 1,5% до 1,24%, Рубиновое ожерелье (на 14%) – с 3,97% до 3,41%, Золотые купола (на 13%) – с 1,75% до 1,51% и формы 37-15-4 (на 10%) – с 2,5% до 2,25%. У плодов сорта Пингвин и формы 32-151-1 потери глюкозы составили менее 2% (рисунок 4).

 

Рисунок 4 – Динамика содержания глюкозы в плодах малины ремонтантной при режиме хранения 0…+1°С, %

 

Наибольшие потери сахарозы в плодах при длительном хранении отмечены в плодах сорта Евразия и формы 37-15-4 – показатель снижался с 0,2% до 0,15% (на 25%), Геракл (на 13,3%) – с 0,3% до 0,26%, и у формы 32-151-1 (на 6,7%) – с 0,3% до 0,28%. В плодах сорта Пингвин отмечено повышение содержания сахарозы в плодах к концу второй недели хранения на 18,2%, показатель повышался с 0,22% до 0,26% (рисунок 5).

 

Рисунок 5 – Динамика содержания сахарозы в плодах малины ремонтантной при режиме хранения 0…+1°С, %

 

Наравне с сахарами важным компонентом плодов являются органические кислоты, которые играют важную роль в формировании вкуса и аромата плодов (более 90% из них представлены яблочной и лимонной кислотами) (Почицкая и др., 2019). В процессе хранения кислоты используются при дыхании, поэтому важно поддерживать оптимальные условия хранения, которые снижают интенсивность дыхания. Во время хранения они распадаются быстрей, чем сахара, и соответственно изменяется сахарокислотный индекс, от которого напрямую зависят вкусовые качества плодов (Янчук, Макаркина, 2014).

В лаборатории токсикологии и биохимии плоды малины ремонтантной исследовали на наличие кислот. В значимых количествах были выявлены лимонная (87% от общего количества кислот) и яблочная (2,5% от общего количества кислот), остальные отмечены в незначительных количествах (менее 2%). В плодах малины ремонтантной выявлено содержание следующих кислот: щавелевой – менее 0,03%, фумаровой – менее 0,005%, янтарной – менее 0,05%, пропионовой – менее 0,1%, молочной – менее 0,12%, бензойной – менее 0,005%, сорбиновой – менее 0,025%. На рисунке 6 видно, что, при хранении наблюдается постепенное и значительное снижение содержания лимонной кислоты на 27,59% (с 2,9% до 2,1%), в то время как снижение яблочной заметно меньше и составляет всего 12,94% (с 0,085% до 0,074%).

 

Рисунок 6 – График изменения содержания кислот в плодах малины ремонтантной при режиме хранения 0…+1°С, %, корреляционная зависимость

 

На корреляционном графике видна прямая зависимость периода хранения от оценки плодов. Коэффициент корреляции на обоих графиках составляет 0,99.

Наибольшие потери лимонной кислоты через две недели хранения отмечены в плодах у сортов Геракл на 46,4% (с 3,51% до 1,88%), Рубиновое ожерелье, Золотые купола и форм 37-15-4 и 32-151-1 потери составили от 32 до 38%. Отсутствуют потери лимонной кислоты за период хранения в плодах сорта Евразия (рисунок 7).

 

Рисунок 7 – Динамика содержания лимонной кислоты в плодах малины ремонтантной при режиме хранения 0…+1°С, %

 

Содержание яблочной кислоты после двух недель хранения значительно снизилось в плодах сорта Золотые купола на 34% (с 0,076% до 0,05%) и формы 32-151-1 на 38,3% (с 0,081% до 0,05%). В плодах сорта Евразия потери яблочной кислоты составили 16,7% (с 0,263% до 0,219%). В плодах сортов Рубиновое ожерелье, Геракл и формы 37-15-4 потерь яблочной кислоты не зафиксировано (рисунок 8).

 

Рисунок 8 – Динамика содержания яблочной кислоты в плодах малины ремонтантной при режиме хранения 0…+1°С, %

 

Малина, хотя и в меньшей степени, является источником ряда витаминов, таких как А, В1, В2, E, PP (Жбанова, 2018). В плодах малины ремонтантной выделили и проанализировали витамины: А, В1, В2, С, Е и РР. По результатам исследования можно сказать, что плоды малины богаты витаминами: С, Е и РР, их содержание значимо в питании человека. Витамина А содержится около 0,02 ± 0,004 мг/100г, В1 и В2 менее 0,01 ± 0,002 мг/100г, витамина С от 6,5 ± 0,43 до 12,5 ± 0,86 мг/100г, витамина Е – от 0,17 ± 0,03 до 0,31 ± 0,07 мг/100г, витамина РР – от 0,20 ± 0,04 до 0,39 ± 0,06 мг/100г. Содержание витаминов в плодах при длительном хранении уменьшается. Содержание витаминов А, В1 и В2 за период хранения не изменилось. Снижение количества витаминов Е и РР за период хранения в пределах 8…9% равномерно по сортам. Содержания витамина С при хранении плодов заметно снижается, у некоторых сортов неравномерно (рисунок 9).

 

Рисунок 9 – Среднее содержание витамина С в плодах малины ремонтантной, мг/100г, график корреляции

 

Наибольшие потери витамина С в плодах отмечены у сорта Рубиновое ожерелье и составили более 17,6% (с 11,14 мг/100г до 9,18 мг/100г) и формы 37-15-4 – более 8% (с 11,08 мг/100г до 10,18 мг/100г). У остальных сортов и форм потери витамина С составили не более 2%.

Выводы

В результате органолептической оценки выявлено, что за период двухнедельного хранения у формы 37-15-4 и сорта Золотые купола, средний балл повысился на 0,3 и 0,7 балла.

После двухнедельного хранения в плодах отмечены потери сахаров: на 2% снижение содержания фруктозы, на 4% глюкозы и наибольше снижение наблюдается содержания сахарозы на 8%. Если рассматривать по сортам, то наименьшие потери глюкозы выявлены в плодах сорта Пингвин и формы 32-151-1 – менее 2%. Повышение содержания фруктозы в плодах отмечено у сорта Золотые купола на 14,8%, а в плодах сорта Пингвин отмечено повышение содержания сахарозы на 18%.

Отсутствуют потери лимонной кислоты за период хранения в плодах сорта Евразия. В плодах сортов: Рубиновое ожерелье, Геракл и формы 37-15-4 потерь яблочной кислоты не отмечено.

Содержание витаминов А, В1 и В2 за период хранения не изменилось. Наблюдается снижение количества витаминов Е и РР за период хранения в пределах 8…9% равномерно по сортам. Наибольшие потери витамина С в плодах отмечено у сорта Рубиновое ожерелье и составляет более 17,6% и формы 37-15-4 – более 9%. У остальных сортов и форм потери витамина С составили не более 2%.

Благодарности

Благодарность выражается ЦКП «Биоаналитика» и ЦКП «Биоресурсный центр» Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН (г. Иркутск, Россия) за возможность использования в исследованиях оборудования и коллекционного материала. Благодарность выражается руководству ФГБУ «Иркутская МВЛ» за возможность использования в исследованиях оборудования и материалов.

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Об авторах

Елена Николаевна Киселева

СИФИБР СО РАН

Email: elenasolya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4267-5829

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий инженер отдела прикладных и экспериментальных разработок 

Россия, 664032, Иркутск, ул. Лермонтова, 132

Максим Анатольевич Раченко

СИФИБР СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bigmks73@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-7644-7771

доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физиолого-биохимической адаптации растений, заведующий отделом прикладных и экспериментальных разработок 

Россия, 664032, Иркутск, ул. Лермонтова, 132

Анна Максимовна Раченко

СИФИБР СО РАН; ИрГАУ им. А.А. Ежевского

Email: matmod@sifibr.irk.ru
ORCID iD: 0000-0001-5568-4938

ведущий инженер отдела прикладных и экспериментальных разработов СИФИБР СО РАН, преподаватель кафедры земледелия и растениеводства ФГБОУ ВО Иркутский ГАУ

Россия, 664032, Иркутск, ул. Лермонтова, 132; 664038, Иркутская область, Иркутский район, п. Молодежный

Ольга Федоровна Жилкина

ФГБУ «Иркутская МВЛ»

Email: olga_usib@bk.ru

заведующий отделом токсикологии и биохимии 

Россия, 664000, Иркутск, ул. Боткина, 4

Татьяна Николаевна Малова

ФГБУ «Иркутская МВЛ»

Email: olga_usib@bk.ru

кандидат химических наук, токсиколог отдела токсикологии и биохимии

Россия, 664000, Иркутск, ул. Боткина, 4

Мария Вячеславовна Атанова

ФГБУ «Иркутская МВЛ»

Email: olga_usib@bk.ru

заместитель заведующего отделом токсикологии и биохимии 

Россия, 664000, Иркутск, ул. Боткина, 4

Список литературы

Дополнительные файлы