Исследование влияния комплексной обработки фруктов электромагнитными полями крайне низких частот и биопрепаратом на изменение микробиальной контаминации их поверхности и потерю массы в процессе длительного хранения

Исследование влияния комплексной обработки фруктов электромагнитными полями крайне низких частот и биопрепаратом на изменение микробиальной контаминации их поверхности и потерю массы в процессе длительного хранения

Фрукты являются важной частью рациона человека и многих животных. Особенностью фруктов, как и другого растительного сочного сырья, является высокое содержание влаги и питательных веществ (например, углеводов). Это делает фрукты чувствительными к условиям хранения и уязвимыми к микробиологической порче.

В случае плохо организованного процесса хранения фруктов, потери массы и снижение качества могут быть значительными, что делает актуальным исследования, направленные на усовершенствование существующих и разработку новых технологий хранения фруктов.

В Краснодарском научно-исследовательском институте хранения и переработки сельскохозяйственной продукции (КНИИХП — филиал ФГБНУ СКФНЦСВВ) ведутся исследования в области разработки технологий хранения с применением электромагнитных полей крайне низких частот (ЭМП КНЧ) и биопрепаратов. Установлено, что разработанные технологии обеспечивают снижение микробиальной обсемененности и сохранность в сырье основных биологически активных веществ [1 — 12].

В предыдущих работах было исследовано, в частности, влияние ЭМП КНЧ и некоторых биопрепаратов на степень снижения микробиальной обсемененности фруктов (яблок и груш) в процессе хранения [13, 14].

Так, например, были установлены эффективные режимы обработки яблок и груш электромагнитными полями крайне низких частот, позволяющие снизить микробиальную контаминацию поверхности фруктов. Однако время обработки при этом было существенным (40 — 50 минут). В связи с этим представляло интерес изучить возможность сокращения времени обработки за счет комплексного воздействия физических (ЭМП КНЧ) и биологических (биопрепараты) факторов.

Целью данного исследования являлось изучение влияния комплексной обработки фруктов ЭМП КНЧ и биопрепаратом на изменение микробиальной обсемененности их поверхности в процессе длительного хранения.

Материалы и методы исследования. В качестве объектов исследования были выбраны яблоки районированного в Краснодарском крае сорта Айдаред и груши районированного в Краснодарском крае сорта Конференция.

Отбор проб для микробиологических исследований осуществляли в соответствии с ГОСТ 31 904;2012 [15], подготовку проб — в соответствии с ГОСТ 26 669–85 [16]. Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) определяли по методике, приведенной в ГОСТ 10 444.15−94 [17]. Количество плесневых грибов определяли в соответствии с ГОСТ 10 444.12−2013 [18].

Обработка электромагнитными полями проводилась на экспериментальной установке, состоящей из универсального генератора сигналов RIGOL DG1022, усилителя MMF LV102, осциллографа LeCroy WA202 и соленоида (длина — 802 мм, диаметр — 204 мм, 533 витка на 1 ряд). Обрабатываемый материал помещали в соленоид, после чего подвергали воздействию электромагнитного поля с заданными параметрами за счет регулировки частоты и силы тока в соленоиде.

Для дополнительной (комплексной) обработки применяли водные растворы биопрепарата «Витаплан» [12, 19].

В качестве контрольных образцов использовали фрукты, не подвергавшиеся обработке ЭМП КНЧ и водным раствором биопрепарата.

Яблоки сорта Айдаред хранили в течение 8 месяцев при температуре — (+2) ч (+3) 0С и относительной влажности воздуха — 90%, а груши сорта Конференция хранили в течение 7 месяцев при температуре — (0oС) и относительной влажности воздуха — 90%.

Результаты исследования и их обсуждение. Для изучения влияния комплексной обработки яблок и груш на изменение микробиальной обсеменённости их поверхности в процессе хранения объекты исследования перед закладкой на хранение обрабатывали по следующим схемам:

Яблоки. Схема № 1. Обработка ЭМП КНЧ с параметрами частота — 22 Гц, сила тока — 10 А в течение 40 минут.

Схема № 2. Обработка водным раствором биопрепарата «Витаплан» с концентрацией биоагента 106 КОЕ/г (расход 1 мл на 100 г).

Схема № 3. Последовательная обработка ЭМП КНЧ с параметрами — 30 Гц — 15 А в течение 5 минут и водным раствором биопрепарата «Витаплан» с концентрацией биоагента 106 КОЕ/г (расход 1 мл на 100 г).

Груши. Схема № 1. Обработка ЭМП КНЧ с параметрами частота — 26 Гц, сила тока — 5 А в течение 50 минут.

Схема № 2. Обработка водным раствором биопрепарата «Витаплан» с концентрацией биоагента 106 КОЕ/г (расход 1 мл на 100 г).

Схема № 3. Последовательная обработка ЭМП КНЧ с параметрами — 26 Гц — 10 А в течение 5 минут и водным раствором биопрепарата «Витаплан» с концентрацией биоагента 106 КОЕ/г (расход 1 мл на 100 г).

Данные по влиянию способа обработки яблок на степень снижения количества микроорганизмов на поверхности яблок через 8 месяцев хранения приведены в таблице 1.

Из приведенных в таблице 1 данных следует, что максимальное снижение микробиальной обсемененности достигается при комплексной обработке, сочетающей обработку ЭМП КНЧ и водным раствором биопрепарата «Витаплан».

Таблица 1 Влияние способа предварительной обработки яблок сорта Айдаред на степень снижения количества микроорганизмов через 8 месяцев хранения по сравнению с контрольным образцом

Данные по влиянию способа обработки груш на степень снижения количества микроорганизмов на поверхности фруктов через 7 месяцев хранения приведены в таблице 2.

Таблица 2 Влияние способа предварительной обработки груш сорта Конференция на степень снижения количества микроорганизмов через 7 месяцев хранения по сравнению с контрольным образцом.

Из приведенных в таблице 2 данных следует, что наибольшая степень снижения количества микроорганизмов также достигается в результате комплексной обработки груш ЭМП КНЧ и водным раствором биопрепарата «Витаплан».

В процессе хранения в исследуемых образцах фруктов определяли величину потерь массы, в том числе от естественной убыли и микробиальной порчи.

На рисунках 1 и 2 в виде диаграмм приведены данные по влиянию предварительной обработки фруктов на величину потерь их массы при хранении.

Из приведенных на рисунках 1 и 2 диаграмм следует, что при хранении яблок и груш растут общие потери массы, которые состоят из суммы потерь из-за естественной убыли массы и потерь в результате микробиальной порчи. Обработка фруктов по любой из рассматриваемых трех схем позволяет снизить потери массы. При этом наименьшие потери наблюдаются при использовании комплексной обработки (схема № 3) как в случае яблок, так и случае груш.

Выводы.

В результате проведенных исследований установлена более высокая эффективность комплексной последовательной обработки фруктов ЭМП КНЧ и водным раствором биопрепарата «Витаплан» на снижение микробной контаминации поверхности фруктов (яблок и груш) и потери массы в процессе хранения по сравнению с обработкой фруктов только ЭМП КНЧ или биопрепаратом. При этом удалось сократить время обработки в ЭМП КНЧ с 40 минут (для яблок) и с 50 минут (для груш) до 5 минут, благодаря комплексному воздействию с использованием биопрепарата.

• 1. Пат. 2 591 719, Российская Федерация, МПК А01F25/00. Способ хранения столовой свеклы [Текст] / Лисовой В. В., Купин Г. А. и др.; заявитель и патентообладатель — ФГБНУ «Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции», — заявка № 2 015 115 453/13; заявл. 23.04.2015; опубл. 20.07.2016.
• 2. Пат. 2 577 398, Российская Федерация, МПК А01F25/00. Способ хранения моркови [Текст] / Лисовой В. В., Купин Г. А. и др; заявитель и патентообладатель — ФГБНУ «Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции», — заявка № 2 014 151 297/13; заявл. 17.12.2014; опубл. 20.03.2016.
• 3. Купин, Г. А. Исследование влияния электромагнитного поля на изменение микробиальной обсемененности корнеплодов моркови в процессе хранения [Текст] / Г. А. Купин, Е. П. Викторова, В. Н. Алёшин, Л. В. Михайлюта // Вестник АПК Ставрополья. — 2015. — № 3 (19). — С. 46 — 50.
• 4. Першакова, Т. В. Исследование влияния электромагнитного поля на изменение микробиальной обсемененности растительного сырья в процессе хранения /Т.В. Першакова, В. В. Лисовой, Г. А. Купин, Л. В. Михайлюта, Е. Ю. Панасенко, Е.П. Викторова// Успехи современного естествознания. — 2016. — № 5. — С. 74−78; URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35 901 (дата обращения: 11.10.2017).
• 5. Першакова, Т. В. Способы обеспечения стабильного качества растительного сырья в процессе хранения с применением биопрепаратов [Электронный ресурс] / Т. В. Першакова, В. В. Лисовой, Г. А. Купин, Е. П. Викторова, Е. Ю. Панасенко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). — 2016. — № 03 (117). — URL: http://ej.kubagro.ru/2016/03/pdf/33.pdf (дата обращения: 11.10.2017).
• 6. Першакова, Т. В. Способы обеспечения стабильного качества растительного сырья в процессе хранения / Т. В. Першакова, В. В. Лисовой, Г. А. Купин, В. Н. Алёшин, Е. Ю. Панасенко, Е. П. Викторова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. — 2016. — № 02 (116). — URL: http://ej.kubagro.ru/2016/02/pdf/14.pdf (дата обращения: 11.10.2017).
• 7. Исследование влияния электромагнитных полей на степень гибели микроорганизмов в зависимости от их концентрации / Михайлюта Л. В., Купин Г. А., Бабакина М. В., Гораш Е. Ю., Алёшин В. Н. // Сборник материалов XIV Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности». — 8 — 9 октября 2015 г. — Республика Беларусь, Минск, 2015. — С. 65 — 68.
• 8. Способы обеспечения устойчивости растительного сырья в процессе хранения / Першакова Т. В., Купин Г. А., Алёшин В. Н. // Материалы III-й международной (заочной) научно-практической конференции «Инновационные технологии в промышленности — основа повышения качества, конкурентоспособности и безопасности потребительских товаров». — 31 января 2016 г. — Москва, 2016. — С. 320 — 326.
• 9. Исследование влияния электромагнитного поля на видовой состав микрофлоры столовой свеклы / Панасенко Е. Ю., Алёшин В. Н., Бабакина М. В., Купин Г. А., Михайлюта Л. В. // «Научное обеспечение инновационных технологий производства и хранения сельскохозяйственной и пищевой продукции». Сборник материалов III Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов. — ФГБНУ ВНИИТТИ, Краснодар.- 4 — 24 апреля 2016. — С. 207−210.
• 10. Зависимость микробиальной обсемененности растительного сырья от параметров его обработки в эмпкнч / Лисовой В. В., Першакова Т. В., Купин Г. А., Михайлюта Л. В., Панасенко Е. Ю., Викторова Е. П., Алёшин В. Н. // Материалы VI международной научно-практической конференции «Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья: фундаментальные и прикладные аспекты». — 26 — 28 мая 2016 г. — Краснодар, 2016. — С. 24 — 28.
• 11. Анализ способов обеспечения качества растительной продукции в процессе хранения / Т. В. Першакова, В. В. Лисовой, Г. А. Купин, В. Н. Алёшин // Сборник трудов XIII международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество». — Красноярск, Красноярский ГАУ, 18−19 мая 2016 года.- С.38−42.
• 12. Перспективы применения биопрепаратов при хранении фруктов / В. Н. Алёшин, Г. А. Купин, Т. В. Першакова, Д. В. Кабалина // Сборник материалов конгресса «Наука, питание и здоровье». — г. Минск, 8−9 июня 2017 г. — С. 452 — 459.
• 13. Пат. 2 624 953, Российская Федерация, МПК — A01F25/00. Способ хранения яблок и груш / Лисовой В. В., Викторова Е. П., Купин Г. А., Алёшин В. Н., Михайлюта Л. В., Бабакина М. В., Першакова Т. В, Ачмиз А. Д.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (ФГБНУ КНИИХП) (RU). — № 2 016 120 482, заявл. 25.05.2016; опубл. 11.07.2017.
• 14. Лисовой, В. В. Исследование влияния электромагнитных полей на изменение микробиальной обсемененности фруктов в процессе хранения / В. В. Лисовой, Т. В. Першакова, Е. П. Викторова, Г. А. Купин, В. Н. Алёшин, Л. В. Михайлюта // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. — 2017. — № 126 (02). URL: http://ej.kubagro.ru/2017/02/pdf/59.pdf (дата обращения: 11.10.2017).
• 15. ГОСТ 31 904;2012. Продукты пищевые. Методы отбора проб для микробиологических испытаний. — Введ. 01.07.2013. — М.: Стандартинформ, 2014. — 8 с.
• 16. ГОСТ 26 669–85. Продукты пищевые и вкусовые. Подготовка проб для микробиологических анализов. — Введ. 30.06.1986. — М.: Стандартинформ, 2010. — 10 с.
• 17. ГОСТ 10 444.15−94. Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов. — Введ. 01.01.1996. — М.: Стандартинформ, 2010. — 7 с.
• 18. ГОСТ 10 444.12−2013. Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Методы выявления и подсчета количества дрожжей и плесневых грибов. — Введ. 01.07.2015. — М.: Стандартинформ, 2014. — 12 с.
• 19. Витаплан СП [Электронный ресурс] - URL: http://bioprotection.ru/new/preparations/vitaplan-sp-100-g.html (дата обращения 11.10.2017).