Биология хранения свеклы
19-12-2016, 10:42
Сахарная свекла после уборки и очистки лишена листьев; поэтому прекращен процесс образования и накопления в ней сахарозы, прекращено также поступление в корень влаги из земли. Однако корень продолжает жить. Жизнь проявляется в дыхании корня, которое доставляет энергию, выделяет теплоту.
Дыхание есть процесс сжигания сахарозы за счет кислорода воздуха; при этом сахароза сначала распадается на глюкозу и фруктозу (при помощи фермента инвертазы), которые затем окисляются в углекислоту и воду (при участии фермента оксидазы):
Как бы хорошо ни хранили сахарную свеклу, при хранении живых корней ее всегда теряется сахар на дыхание. Интенсивность дыхания и потери сахара на дыхание зависят от температуры. При низких температурах потери меньше, при повышении температуры на 10° потери на дыхание увеличиваются почти в 2—2,5 раза, т. е. дыхание, как и большинство других химических реакций, подчиняется (приблизительно) закону Вант-Гоф-фа. Потери сахара на дыхание в 1 день, по нашим определениям, таковы:
Кроме превращения сахарозы в углекислый газ (дыхание), идет превращение се в некоторые несахара. Поэтому при хранении свеклы полная потеря сахара несколько больше того количества, которое использовалось на образование углекислого газа.
При анаэробном хранении сахарной свеклы (т. е. без доступа воздуха) количество выделяемого углекислого газа уменьшается вдвое, но зато значительно увеличивается превращение сахарозы в несахара («интрамолекулярное дыхание»).
Небольшая как будто величина суточных потерь сахара на дыхание составляет при длительном производстве весьма значительную суммарную потерю сахара. Например, при средней потере 0,01% за 150 дней хранения теряется 1,5% от массы свеклы, или около 9% от массы сахара, содержащегося в свекле.
Кроме нормальных неизбежных потерь сахара на дыхание при хранении свеклы в свежем состоянии, всегда имеются потери от разрушения тканей корня микроорганизмами, т. е. от развивающихся на свекле плесеней и бактерий. При самых благоприятных условиях хранения эти потери можно снизить почти до нуля, но при небрежном хранении потери микробиологического характера быстро возрастают и приводят иногда даже к полной гибели огромных количеств свеклы. Поэтому необходимо особенно внимательно изучить условия развития на свекле микроорганизмов и всякими мерами предохранять от них свеклу при хранении.
Убранная свекла нестерильна, наоборот, на ее поверхности вместе с частицами земли имеется множество зародышей всевозможных микроорганизмов. Однако они не развиваются, здоровая свежая свекла не заражается и не заболевает. Она, как и всякий здоровый организм, обладает естественным «иммунитетом», (т. е. защищенностью), оказывает сопротивление развитию болезнетворных зародышей, так как здоровые живые клетки выделяют особые вещества, которые убивают микроорганизмы. Микроорганизмы вначале могут развиваться лишь на отмерших клетках свеклы, которые имеются на пораненных, подмороженных или завядших (подсохших, дряблых) местах. Первоначально микробы ведут жизнь сапрофитов (живущих на трупах). Развившись на мертвых клетках корня и усилившись, микроорганизмы начинают поражать и соседние ослабленные живые клетки, т. е. уже начинается разрушительная работа паразитов, развивающихся на живой ткани корня свеклы.
Следовательно, при хранении свеклы важнейшее, решающее значение имеет забота о том, чтобы свекла была в здоровом состоянии и благодаря этому обладала естественным иммунитетом. Никакие искусственные мероприятия против развития микроорганизмов не помогут, если сама свекла утратила естественную способность бороться с ними. Поэтому надо предохранять корни свеклы от ранений. Неизбежные ранения при обрезке ботвы и корешка сравнительно легко заживают, но боковые ранения, наносимые при небрежном обращении со свеклой, заживают труднее и легко приводят к загниванию корня. Не менее, чем порезы и царапины, вредят свекле также и ушибы. В ушибленных, помятых местах часть клеток отмирает, и там развиваются микроорганизмы.
При замораживании клетки свеклы также умирают: в них свертывается протоплазма, разрываются стенки клеток. По этой причине подмороженная свекла по оттаивании является прекрасной почвой для развития микроорганизмов и немедленно загнивает.
Нельзя допускать также увядания свеклы, т. е. потери влаги, при этом свекла делается дряблой. Потеря, например, 5—10% влаги кажется как будто не имеющей значения (ведь в свекле очень много влаги — около 75%), на самом деле это чрезвычайно вредно. Влагу теряет главным образом лишь поверхностный слой клеток, и при общей потере, например лишь 5% массы свеклы из поверхностного слоя ее уходит, может быть, 50%, что приводит к ослаблению иммунитета и даже к отмиранию поверхностных слоев клеток, на которых при этом пышно развивается плесень.
Свекла при хранении страдает от двух групп микроорганизмов — от плесеней и от бактерий. Первоначально развиваются плесени, требующие для своего развития воздуха и поэтому образующие колонии на поверхности корня свеклы. Постепенно плесени разрушают плотную ткань кожицы свеклы и дают доступ гнилостным бактериям к внутренним частям корня, где они и развиваются. Для их жизни отсутствие воздуха даже полезно (анаэробы).
Плесени и бактерии различно относятся и к реакции среды. Плесени обычно сами образуют кислоты, окисляя сахар кислородом воздуха, поэтому они лучше развиваются в кислой среде и не могут развиваться в щелочной. Гнилостные бактерии, наоборот, имеют оптимум своего развития в щелочной, а не в кислой среде.
Из плесеней, поражающих сахарную свеклу, следует отметить Botrytis cinerea, Phoma betae, Rhizopus betavora.
Botrytis cinerea обладает способностью прорывать пробковый поверхностный слой кожицы свеклы; питанием для него могут служить любые углеводы, содержащиеся в свекле, даже клетчатка. Сбраживая углеводы, Botrytis образует много щавелевой кислоты путем окисления кислородом воздуха. Он может развиваться лишь при доступе воздуха (безусловный аэроб).
Оптимальной реакцией для Botrytis является pH 4,5. Он совершенно не переносит щелочной среды. В присутствии извести и даже мела он не может развиваться, так как нейтрализуется кислота; кроме того, грибок не переносит и самого иона кальция (может быть, потому что он осаждает из раствора щавелевую кислоту).
Botrytis — один из обычных плесневых грибов, развивающихся на завядшей свекле; он дает так называемую бурую, сухую гниль корня.
Phoma betae также питается почти всеми углеводами свеклы (кроме клетчатки). Оптимум развития — при слабокислой среде (pH 6,5). Phoma betae — опасный для свеклы паразит, который вызывает «черную сухую гниль»; грибок особенно легко поражает свеклу при недостатке в почве бора.
Rhizopus betavora может хорошо развиваться и в нейтральной среде и в отсутствие воздуха.
Из бактерий, чаще всего портящих свеклу, можно назвать Bacterium betae viscosum и Bacterium betae flavum. Они вызывают «слизистый бактериоз» свеклы. Эти бактерии быстро развиваются при pH 7,0—7,2, т. е. при слабощелочной реакции. Интересно, что в присутствии мела резко усиливается развитие слизистых бактерий свеклы (вероятно, мел связывает и обезвреживает какие-либо продукты обмена, выделяемые бактериями). Из корней свеклы, пораженных слизистым бактериозом, вытекает бесцветная мутноватая слизь. Такое же ослизнение вызывают эти бактерии развиваясь в соке свеклы. Для развития этих бактерий не требуется воздуха. Кроме сахарозы и инвертного сахара, слизистые бактерии усваивают также и пектиновые вещества, и пентозы. Среди продуктов их брожения найдена молочная кислота. Ткань корня свеклы, пораженного бактериями, делается слизистой и приобретает серый или бурый цвет.
Протеолитические бактерии (т. е. бактерии, разлагающие белки) не играют заметной роли в гниении свеклы, вероятно, потому что свекла содержит мало белков.
Наилучшая температура для развития плесени и бактерий на свекле 25—30° С. Чем температура ниже, тем медленнее развиваются микроорганизмы, поэтому и следует хранить свеклу при возможно более низкой температуре (около 0°С), но не ниже 0°С.
Итак, биологические и микробиологические факторы требуют соблюдения следующих условий при хранении сахарной свеклы:
- температура при хранении свеклы должна быть возможно более низкая, так как это снижает потери сахара на дыхание и. задерживает развитие микроорганизмов; однако она ни в коем случае не должна опускаться ниже нуля, чтобы не подморозить свеклу;
- корень свеклы должен быть здоровым с неослабленным естественным иммунитетом, без отмерших частей, легко подвергающихся гниению; для этого необходимо предотвращать ранение и ушибы свеклы, не допускать подмораживания, потерь влаги свеклой и увядания ее;
- тщательная сортировка свеклы; чтобы не вносить очагов заражения и гниения, ненадежную (незрелую, подмороженную, завядшую, заплесневевшую, загнившую, дуплистую) свеклу ни в коем случае не следует примешивать к свежей, складываемой для длительного хранения.
Дыхание есть процесс сжигания сахарозы за счет кислорода воздуха; при этом сахароза сначала распадается на глюкозу и фруктозу (при помощи фермента инвертазы), которые затем окисляются в углекислоту и воду (при участии фермента оксидазы):
С6Н12О6 + 6О2 = 6Н2О + 6СО2 + 674 ккал (2821,9 кдж).
Как бы хорошо ни хранили сахарную свеклу, при хранении живых корней ее всегда теряется сахар на дыхание. Интенсивность дыхания и потери сахара на дыхание зависят от температуры. При низких температурах потери меньше, при повышении температуры на 10° потери на дыхание увеличиваются почти в 2—2,5 раза, т. е. дыхание, как и большинство других химических реакций, подчиняется (приблизительно) закону Вант-Гоф-фа. Потери сахара на дыхание в 1 день, по нашим определениям, таковы:
Кроме превращения сахарозы в углекислый газ (дыхание), идет превращение се в некоторые несахара. Поэтому при хранении свеклы полная потеря сахара несколько больше того количества, которое использовалось на образование углекислого газа.
При анаэробном хранении сахарной свеклы (т. е. без доступа воздуха) количество выделяемого углекислого газа уменьшается вдвое, но зато значительно увеличивается превращение сахарозы в несахара («интрамолекулярное дыхание»).
Небольшая как будто величина суточных потерь сахара на дыхание составляет при длительном производстве весьма значительную суммарную потерю сахара. Например, при средней потере 0,01% за 150 дней хранения теряется 1,5% от массы свеклы, или около 9% от массы сахара, содержащегося в свекле.
Кроме нормальных неизбежных потерь сахара на дыхание при хранении свеклы в свежем состоянии, всегда имеются потери от разрушения тканей корня микроорганизмами, т. е. от развивающихся на свекле плесеней и бактерий. При самых благоприятных условиях хранения эти потери можно снизить почти до нуля, но при небрежном хранении потери микробиологического характера быстро возрастают и приводят иногда даже к полной гибели огромных количеств свеклы. Поэтому необходимо особенно внимательно изучить условия развития на свекле микроорганизмов и всякими мерами предохранять от них свеклу при хранении.
Убранная свекла нестерильна, наоборот, на ее поверхности вместе с частицами земли имеется множество зародышей всевозможных микроорганизмов. Однако они не развиваются, здоровая свежая свекла не заражается и не заболевает. Она, как и всякий здоровый организм, обладает естественным «иммунитетом», (т. е. защищенностью), оказывает сопротивление развитию болезнетворных зародышей, так как здоровые живые клетки выделяют особые вещества, которые убивают микроорганизмы. Микроорганизмы вначале могут развиваться лишь на отмерших клетках свеклы, которые имеются на пораненных, подмороженных или завядших (подсохших, дряблых) местах. Первоначально микробы ведут жизнь сапрофитов (живущих на трупах). Развившись на мертвых клетках корня и усилившись, микроорганизмы начинают поражать и соседние ослабленные живые клетки, т. е. уже начинается разрушительная работа паразитов, развивающихся на живой ткани корня свеклы.
Следовательно, при хранении свеклы важнейшее, решающее значение имеет забота о том, чтобы свекла была в здоровом состоянии и благодаря этому обладала естественным иммунитетом. Никакие искусственные мероприятия против развития микроорганизмов не помогут, если сама свекла утратила естественную способность бороться с ними. Поэтому надо предохранять корни свеклы от ранений. Неизбежные ранения при обрезке ботвы и корешка сравнительно легко заживают, но боковые ранения, наносимые при небрежном обращении со свеклой, заживают труднее и легко приводят к загниванию корня. Не менее, чем порезы и царапины, вредят свекле также и ушибы. В ушибленных, помятых местах часть клеток отмирает, и там развиваются микроорганизмы.
При замораживании клетки свеклы также умирают: в них свертывается протоплазма, разрываются стенки клеток. По этой причине подмороженная свекла по оттаивании является прекрасной почвой для развития микроорганизмов и немедленно загнивает.
Нельзя допускать также увядания свеклы, т. е. потери влаги, при этом свекла делается дряблой. Потеря, например, 5—10% влаги кажется как будто не имеющей значения (ведь в свекле очень много влаги — около 75%), на самом деле это чрезвычайно вредно. Влагу теряет главным образом лишь поверхностный слой клеток, и при общей потере, например лишь 5% массы свеклы из поверхностного слоя ее уходит, может быть, 50%, что приводит к ослаблению иммунитета и даже к отмиранию поверхностных слоев клеток, на которых при этом пышно развивается плесень.
Свекла при хранении страдает от двух групп микроорганизмов — от плесеней и от бактерий. Первоначально развиваются плесени, требующие для своего развития воздуха и поэтому образующие колонии на поверхности корня свеклы. Постепенно плесени разрушают плотную ткань кожицы свеклы и дают доступ гнилостным бактериям к внутренним частям корня, где они и развиваются. Для их жизни отсутствие воздуха даже полезно (анаэробы).
Плесени и бактерии различно относятся и к реакции среды. Плесени обычно сами образуют кислоты, окисляя сахар кислородом воздуха, поэтому они лучше развиваются в кислой среде и не могут развиваться в щелочной. Гнилостные бактерии, наоборот, имеют оптимум своего развития в щелочной, а не в кислой среде.
Из плесеней, поражающих сахарную свеклу, следует отметить Botrytis cinerea, Phoma betae, Rhizopus betavora.
Botrytis cinerea обладает способностью прорывать пробковый поверхностный слой кожицы свеклы; питанием для него могут служить любые углеводы, содержащиеся в свекле, даже клетчатка. Сбраживая углеводы, Botrytis образует много щавелевой кислоты путем окисления кислородом воздуха. Он может развиваться лишь при доступе воздуха (безусловный аэроб).
Оптимальной реакцией для Botrytis является pH 4,5. Он совершенно не переносит щелочной среды. В присутствии извести и даже мела он не может развиваться, так как нейтрализуется кислота; кроме того, грибок не переносит и самого иона кальция (может быть, потому что он осаждает из раствора щавелевую кислоту).
Botrytis — один из обычных плесневых грибов, развивающихся на завядшей свекле; он дает так называемую бурую, сухую гниль корня.
Phoma betae также питается почти всеми углеводами свеклы (кроме клетчатки). Оптимум развития — при слабокислой среде (pH 6,5). Phoma betae — опасный для свеклы паразит, который вызывает «черную сухую гниль»; грибок особенно легко поражает свеклу при недостатке в почве бора.
Rhizopus betavora может хорошо развиваться и в нейтральной среде и в отсутствие воздуха.
Из бактерий, чаще всего портящих свеклу, можно назвать Bacterium betae viscosum и Bacterium betae flavum. Они вызывают «слизистый бактериоз» свеклы. Эти бактерии быстро развиваются при pH 7,0—7,2, т. е. при слабощелочной реакции. Интересно, что в присутствии мела резко усиливается развитие слизистых бактерий свеклы (вероятно, мел связывает и обезвреживает какие-либо продукты обмена, выделяемые бактериями). Из корней свеклы, пораженных слизистым бактериозом, вытекает бесцветная мутноватая слизь. Такое же ослизнение вызывают эти бактерии развиваясь в соке свеклы. Для развития этих бактерий не требуется воздуха. Кроме сахарозы и инвертного сахара, слизистые бактерии усваивают также и пектиновые вещества, и пентозы. Среди продуктов их брожения найдена молочная кислота. Ткань корня свеклы, пораженного бактериями, делается слизистой и приобретает серый или бурый цвет.
Протеолитические бактерии (т. е. бактерии, разлагающие белки) не играют заметной роли в гниении свеклы, вероятно, потому что свекла содержит мало белков.
Наилучшая температура для развития плесени и бактерий на свекле 25—30° С. Чем температура ниже, тем медленнее развиваются микроорганизмы, поэтому и следует хранить свеклу при возможно более низкой температуре (около 0°С), но не ниже 0°С.
Итак, биологические и микробиологические факторы требуют соблюдения следующих условий при хранении сахарной свеклы:
- температура при хранении свеклы должна быть возможно более низкая, так как это снижает потери сахара на дыхание и. задерживает развитие микроорганизмов; однако она ни в коем случае не должна опускаться ниже нуля, чтобы не подморозить свеклу;
- корень свеклы должен быть здоровым с неослабленным естественным иммунитетом, без отмерших частей, легко подвергающихся гниению; для этого необходимо предотвращать ранение и ушибы свеклы, не допускать подмораживания, потерь влаги свеклой и увядания ее;
- тщательная сортировка свеклы; чтобы не вносить очагов заражения и гниения, ненадежную (незрелую, подмороженную, завядшую, заплесневевшую, загнившую, дуплистую) свеклу ни в коем случае не следует примешивать к свежей, складываемой для длительного хранения.