Влияние термической обработки на безопасность овощной продукции

Введение. Посредством питания осуществляется связь организма человека и животных со средой обитания. Недостаточное и избыточное питание приводит к нарушению обмена веществ. В рацион полноценного питания входят обязательные компоненты пищи: вода, минеральные вещества и витамины.

Растения - один из основных источников питания человека и животных, а овощные культуры широко используются в их пищевом рационе. Проблема загрязнения растениеводческой продукции нитратами, избыточное потребление которых может привести к ряду серьезных заболеваний, приобрела особую остроту в настоящее время [1,2].

Среди представителей высших растений выделяется группа семейств, аккумулирующих значительное количество нитратов. Среди семейств, охватывающих овощные культуры, наибольшей способностью к накоплению нитратов отличаются следующие культуры: из семейства листовые -капуста, а из семейства корнеплодные - свекла [1].

Хозяйства АПК, расположенные в районах пригородной зоны г. Красноярска, являются основными поставщиками овощной продукции для жителей краевого центра. Вся продукция капусты и свеклы этих хозяйств имеет содержание нитратов, превышающее уровень ПДК.

Разработка технологии снижения содержания нитратов в овощной продукции актуальна повсеместно и способствует решению вопросов продовольственной безопасности населения. Исследование термической обработки разных сортов свеклы и капусты, выращенных в условиях пригородной зоны такого крупного промышленного центра, как город Красноярск, является приоритетной.

Цель исследования: применение режимов термической обработки овощей (свеклы и капусты), выращенных в пригородной зоне г. Красноярска, для снижения содержания в них нитратов.

Задачи исследования:

• 1)    анализ содержания нитратов в продукции разных сортов капусты и свеклы в хозяйствах пригородной зоны г. Красноярска;

• 2)    характеристика режимов термической обработки овощей (свеклы и капусты);

• 3)    оценка влияния термической обработки разных сортов капусты и свеклы на содержание в них нитратов.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования являются овощные культуры открытого грунта: листовые (капуста) и корнеплодные (свекла), накапливающие повышенное содержание нитратов в пригородной зоне г. Красноярска.

Капуста - овощная культура, семейства капустовых, род одно-, дву- и многолетних растений. Выращивают повсеместно.

Свекла - овощная, кормовая и сахароносная культура, семейства маревых, род одно-, дву- и многолетних растений. Выращивают повсеместно.

Основным методом исследования является термическая обработка и термический анализ, позволяющие определить температуры и время воздействия на овощи (свеклу и капусту) для получения безопасной продукции питания [3]. Планирование эксперимента основывалось на установлении оптимальных режимов термической обработки капусты и свеклы для снижения уровня нитратов ниже ПДК.

Лабораторный эксперимент выполнен в Инновационной лаборатории «Микроэкологический мониторинг сельскохозяйственных и лесных культур» при Институте агроэкологических технологий

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет». Изучены образцы разных сортов капусты и свеклы Березовского района. Уровень гидротации – соотношение овощного продукта к воде (ОВ : вода): для капусты – 1:2; для свеклы – 1:4. В начале эксперимента все образцы были доведены до кипения в бессолевой среде. Повторность трехкратная.

Методы экологического мониторинга позволяют дать оценку фактического состояния объектов природной среды, в том числе под влиянем факторов антропогенного воздействия [4, 5]. Определение нитратов в овощной продукции выполнялось ионометрическим методом (ГОСТ 4329-77.4), основанным на извлечении нитратов раствором алюмокалиевых квасцов с последующим измерением их концентрации в полученной вытяжке с помощью ионоселективного электрода. Для ускорения анализа можно использовать сок анализируемой продукции, разбавленнный раствором алюмокалиевых квасцов [5]. В полученной суспензии измеряют концентрацию нитрат ионов. Измерения проводят при помощи ионометра ИН-002 в соответствии с Дополнениями к СанПиН № 472288 и выполняют обработку результатов анализа [6].

Результаты исследования и их обсуждение. Накопления нитратов в различных овощных культурах носят наследственно закрепленный характер, т. е. они обладают сортовой спецификой, выявленной у ряда видов культур (табл. 1).

Таблица 1

Сорта капусты и свеклы с различным уровнем нитратов в урожае 2012–2014 гг.

Культура	Сорта с низким содержанием нитратов	Сорта с высоким содержанием нитратов
Капуста	Цветная, брюссельская, кольраби	Капуста листовая: Ранняя, Подарок, Слава
Свекла	Свекла листовая (Мангольд)	Свекла корнеплодная: Бордо, Египетская плоская, Цилиндрическая, Столовая

Данные таблицы 1 показывают, что сорта капусты листовой и свеклы корнеплодной, выращенные в условиях пригородной зоны г. Красноярска, характеризуются высоким содержанием нитратов в урожае 2012–2014 гг. Сортовые различия по накоплению нитратов обусловлены реакцией на условия окружающей среды, режимом минерального питания, разной продолжительностью периода вегетации сорта, генетически закрепленным уровнем нитратредуктазы [7], а также вносимых доз азотосодержащих удобрений.

В капусте и свекле, выращенных в пригородных районах г. Красноярска, отмечается превышение содержания нитратов по сравнению с ПДК в 1,5–2 раза (табл. 2).

Анализ таблицы 2 показал, что повышенное содержание нитратов в капусте и свекле наблюдается во всех исследуемых районах и междусортовые вариации небольшие. Используются высокоурожайные сорта, способные к аккумуляции нитратов, и повышение вносимых доз азотосодержащих удобрений, как неорганических, так и органических, усиливает процесс накопления.

Экспериментальные исследования термической обработки капусты и свеклы в образцах Березовского района позволили определить оптимальные режимы для получения безопасной овощной продукции (табл. 3).

Таблица 2

Содержание нитратов в овощной продукции до использования термического метода, мг/ГК

Культура, сорт	Район исследования				ПДК
	Емельяновский	Березовский	Манский	Сухобузимский
Капуста:					900
Ранняя	1258.7	1577.4	1178.9	1243.7
Подарок	1208.9	1305.3	1152.6	1197.6
Слава	1101.5	1253.7	1097.2	1152.4
Свекла:					1400
Бордо	1945.2	2802.9	1842.3	2167.4
Цилиндрическая	1902.3	1606.4	1634.6	1856.1
Столовая	1809.8	1437.5	1588.2	1679.9
Египетская плоская	1723.6	1534.3	1575.8	1529.5

Таблица 3

Оптимальные режимы термической обработки капусты и свеклы в бессолевой среде для образцов Березовского района исследования

Культура, сорт	Температура, о С			Время воздействия, мин			Уровень гидротации (соотношение ОП:вода)		Среднее содержание нитратов, ПДК, мг/кг
	60	80	100	20	45	60	1:4	1:2
Капуста:									900
Ранняя			+	+				+	527.6
Подарок		+		+				+	415.2
Слава	+					+		+	387.3
Свекла:									1400
Бордо		+			+		+		832.1
Цилиндрическая		+				+	+		643.6
Столовая		+			+		+		531.5
Египетская плоская		+		+			+		438.8

Анализ таблицы 3 показал, что капуста сорта Ранняя, аккумулирующая наибольшее количество нитратов в культуре, уменьшает их содержание ниже уровня ПДК при уровне гидротации 1:2; температуре – 100 оС; времени воздействия – 20 мин. Сорт Слава – при том же уровне гидротации; температуре – 60 оС; времени воздействия – 60 мин.

Свекла сорта Бордо, аккумулирующая наибольшее количество нитратов в культуре, уменьшает их содержание ниже уровня ПДК при уровне гидротации 1:4; температуре – 80 оС; времени воздействия – 45 мин. Сорт Египетская плоская – при том же уровне гидротации; температуре – 80 оС; времени воздействия – 20 мин.

Выводы

• 1.    Анализ содержания нитратов в продукции разных сортов капусты во всех районах исследования показал их различия в зависимости от сроков созревания. Раннеспелые сорта капусты (например Ранняя) накапливают большее содержание нитратов, чем позднеспелые сорта (например Слава). Сорта свеклы также имеют определенные различия между собой по содержанию нитратов в продукции, и можно построить следующий убывающий ряд: Бордо > Цилиндрическая > Столовая > Египетская плоская.

• 2.    Режимы термической обработки свеклы и капусты зависят от сорта и сроков созревания продукции. Продукция из раннеспелых сортов капусты (например Ранняя) снижает содержание нитратов ниже уровня ПДК в результате термической обработки при температуре 100 ^оС и времени воздействия 20 мин. Продукция из позднеспелых сортов капусты (например Слава) снижает содержание нитратов ниже уровня ПДК в результате термической обработки при температуре 60 ^оС и времени воздействия 60 мин.

• 3.    При воздействии термической обработки на овощную продукцию (капуста, свекла) наблюдается уменьшение содержания нитратов до предельно допустимых концентраций (ПДК) во всех исследуемых образцах.

Свекла сортов Бордо и Столовая уменьшает содержание нитратов ниже уровня ПДК при температуре 80 оС; времени воздействия 45 мин. Сорт Цилиндрическая – при температуре 80 оС; времени воздействия 60 мин. А сорт Египетская плоская – температуре 80 оС; времени воздействия 20 мин.

Тем самым разработанные режимы термической обработки овощной продукции способствуют решению вопросов продовольственной безопасности населения.