Влияние условий хранения на качество топинамбура

Relevance. Jerusalem artichoke is a culture that has recently received a lot of attention. It is used to prepare highly effectivemedicines, fruit and vegetable drinks andpurees, andisalso usedin cooking. The issue of preserving Jerusalem artichoke tubers as a raw material source, a promising direction in the technology of functional products. The purpose of the research is to determine the influence of temperature storage regimes on the preservation of consumer qualities of Jerusalem artichoke tubers.

Conflictofinterest. The authors declare no conflict of interest.

Authors' Contribution: All authors contributed equally to the writing of the article.

Materials and methods. The object of research is Jerusalem artichoke tubers ( Helianthus tuberosus L.). Plants were grown in the Perm region of the Perm kray. Tubers before being stored were sorted, washed, dried and placed in polymer bags. The test samples were stored at three temperature regime: -22…-18°C, 0…4 and 18…22°C for 3 months. Samples were taken every 30 days. The quality was assessed by organoleptic parameters, dry matter content, total sugar, inulin and vitamin C. Construction of models for predicting the qualityindicators of Jerusalem artichoke was carried out on the basis of structural relationships with storage conditions, which were established using two approaches: correlation and information-logical.

Received: 16.06.2020

Accepted for publication: 29.07.2020

Accepted: 25.02.2021

Results. Organoleptic parameters of tubers of the studied samples met the requirements of GOST 32790-2014. The mass fraction of total sugar and vitamin C at 18…22°C decreased relative to the initial content by 10.8 and 57.8%. Storage of tubers is accompanied by a decrease in inulin, and after three months, its mass fraction was lower than the original by 61.9 %. Using correlation analysis, linear structural relationships between quality indicators and storage conditions were established, according to which the content of carbohydrates and vitamin C primarily depends on the temperature regime (r=-0.8-0.4), and secondly – on the storage conditions term (r =-0,3-0,3). The use of theinfor-mation-logical method allowed usto confirm the established correlation relations. The obtained adequate models for predicting the level of quality characteristics of tubers, depending on the storage period andtemperature regime, allow youif necessary to quickly change the storage conditions. The analysis made it possible to identify the optimal term and temperature regime of storage of tubers. Keywords: tubers, temperatureregime, shelf storage, consumer properties, correlation analysis, statistical indicators, information and logical analysis

Введение

Особенностью топинамбура является накопление в качестве резервного полисахарида инулин, содержание которого в клубнях колеблется от 2 до 30%. Инулин и инулодекстрины способствуют сохранению и восстановлению микробиоты, витаминов, макро- и микроэлементов, что позволяет поддерживать иммунный статус и антиоксидантную систему организма на высоком уровне [1, 2]. Помимо пребиотиков клубни топинамбура содержат витамины групп В, PP, аскорбиновую кислоту, β-каротин, биотин, макро-, микроэлементы. Белок топинамбура содержит практически все незаменимые аминокислоты. Минеральный состав клубней представлен такими элементами как калий, магний кальций, фосфор, железо, цинк, кремний [2-5].

Мировой ассортимент насчитывает более 300 сортов и гибридов топинамбура, в том числе 12 дикорастущих, однако в России в Государственный реестр включено всего 5 [6-8].

Исследования показывают, что на основе топинамбура готовят высокоэффективные лекарственные средства, необходимые для коррекции обмена веществ при сахарном диабете, атеросклерозе, ожирении, при заболеваниях почек, печени, сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, фруктово-овощные напитки и пюре, кофейные напитки, а также используют в кулинарии [9-16]. При хранении клубней происходят химические и биологические процессы, которые определяют в дальнейшем не только качество сырья, но и конечного продукта [5-8, 11, 17]. Вопрос сохранения клубней топинамбура в качестве сырьевого источника является недостаточно освещенными и требует дополнительного развития.

Показатель Indicators	Температура, °С / Temperature, °С
	0	0…4			18…22			-22…-18
		Срок хранения, дней / Shelf storage, days
		30	60	90	30	60	90	30	60	90
Сухое вещество, %	21,1±0,3	21,6±0,2	22,4±0,4	22,9±0,4	20,8±0,3	20,5±0,2	20,3±0,2	20,4±0,2	19,7±0,2	19,1±0,3
Витамин С, МЕ	25,9±1,0	28,6±2,0	37,4±1,6	46,2±1,8	18,0±2,0	16,4±2,0	14,6±0,8	30,2±4,2	22,6±1,0	28,8±2,4
Общий сахар, %	19,4±0,8	18,4±0,3	18,6±0,4	18,9±0,1	17,6±0,1	17,6±0,2	16,7±0,3	24,0±0,1	23,6±0,2	23,9±0,1
Инулин, %	15,9±0,3	15,7±0,5	15,0±0,0	14,5±0,2	11,9±0,1	10,9±0,1	10,4±0,3	10,3±0,1	6,8±0,0	6,1±0,0

ность в клубнях в процессе холодильного хранения. Хранение клубней сопровождалось снижением массовой доли инулина, и после трех месяцев она была ниже исходной на 61,9%. Содержание углеводов и витамина С определяется условиями хранения и содержанием сухого вещества в клубнях. Для получения моделей прогноза качества клубней от условий хранения необходимо установить тесноту связи между ними, которые позволят включить в уравнения только те показатели, которые являются значимыми. На основании корреляционного анализа установлено отсутствие математически доказуемой связи содержания сухого вещества от условий хранения. Температурный режим оказал существенное отрицательное влияние на содержание общего сахара (r =-0,789) и витамина С (r =-0,742) в клубнях и среднее положительное на концентрацию инулина (r=0,467). Срок хранения в меньшей степени определил изменения качественных показателей в клубнях ( =-0,293-0,344).

Для детальной оценки взаимосвязей изучаемых факторов на потребительские параметры качества использовали информационно-логический анализ, с помощью которого установлена теснота и форма структурной связи между качественными показателями клубней и условиями их хранения (табл. 2).

По усилению степени влияния условий хранения на качество топинамбура, образовали следующий ряд: температура ˃ срок хранения. По общей информативности и коэффициенту эффективности передачи информации наиболее информативной является взаимосвязь между содержанием инулина в клубнях и температурой хранения.

Полученные структурные связи использовали для разработки моделей прогноза качественных признаков клубней (табл. 3). Модели качественные, так как имеют высокие показатели адекватности.

Выводы

Исследования показали, что в процессе хранения при всех изученных режимах наиболее стабильным качественным показателем является содержание сухого вещества. Клубни топинамбура, используемые для переработки,целесообразно хранить при температуре 0…4°С в течение 90 дней и в течение 30 дней при -22…-18°С. Такие условия позволят максимально сохранить потребительские свойства клубней. Хранение топинамбура при температуре 18…22°С следует ограничивать до 14-15 суток, так как в последующие дни начинает ухудшаться качество клубней. Для обеспечения непрерывных поставок свежих клубней

Таблица 2. Результаты информационно-логического анализа Table 2. Information and logical analysis results

Показатель Indicators	Сухое вещество Dry matter content		Витамин С Vitamin C		Общий сахар Total sugar		Инулин Inulin
	Срок хранения Shelf storage	Температура Temperature	Срок хранения Shelf storage	Температура Temperature	Срок хранения Shelf storage	Температура Temperature	Срок хранения Shelf storage	Температура Temperature
Н(А)*	1,7439	1,7117	1,8399	1,8895	1,9633	1,8997	1,7793	1,7793
Н(В)	1,9923	2,0000	2,0000	2,0000	2,0000	2,0000	2,0000	2,0000
Т(А/В)	0,4028	1,0139	0,7048	0,8058	0,3852	0,8049	0,5228	1,2163
К(А/В)	0,2028	0,5060	0,3524	0,4029	0,1926	0,4035	0,2614	0,6084

Примечание: Н(А) – неопределенность изучаемого явления (условия хранения); Н(В) – неопределенность изучаемого фактора (качественные показатели клубней топинамбура); Т(А/В) – количество информации, поступающей от фактора В к явлению А; К(А/В) – коэффициент эффективности передачи информации.

Таблица 3. Статистические показатели моделей (ρ <0,05) Table 3. Statistical indicators of models (ρ <0.05)

Модели Models		ή	R2, %	θ, %
1	Y 1 = -71,9-0,516X+5,83X 1 +4,41X 2	0,9105	82,9	81,3
2	Y 2 = 13,4-0,0566X+2,49X 1 -0,485X 1 2+0,283X 2	0,9165	84,0	81,9
3	Y 3 = 38,9+0,0520X-0,0132X2-0,000091X3-1,01X 3	0,9649	93,1	92,2

Примечание: Y 1 – содержание витамина С в клубнях, МЕ, Y 2 – содержание общего сахара в клубнях, %, Y 3 – содержание инулина в клубнях, %; Х – температура хранения, ºС, Х 1 – срок хранения, месяц, Х 2 – содержание сухого вещества в клубнях, %, Х 3 – содержание общего сахара в клубнях.

топинамбура в торговые сети и на сырьевые площадки перерабатывающих предприятий рекомендуется хранить при температуре 0…4°С. В результате информационно-логического анализа, установлено, что определяющим критерием изменения качества является температурный режим, на втором месте срок хранения. Полученные адекватные модели прогноза позволяют устанавливать уровень качественных признаков клубней топинамбура под влиянием условий хранения.

Об авторах:

Aboutthe authors:

NatalyaM. Mudrykh – Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor of the Department of Agrochemistry, ,