Стандартизація і управління якістю цукрового буряка

Цукровий буряк (Веtа vulgaris) – одна з основних технічних культур. Він дає сировину для цукрової промисловості. Відходи бурякоцукрового виробництва використовують на корм тваринам (меласа і жом) і в якості добрив (фільтр – прісне багно). Цукровий буряк вирощують для виробництва цукру: 1кг коренеплодів відповідає 26 кормовим одиницям.

Технологічна гідність цукрового буряка визначається комплексом біологічних, хімічних і фізичних особливостей, від взаємозв’язку яких залежить характер технологічних процесів, вихід і якість кристалічного цукру, розмір витрат цукру. Формування технологічних властивостей буряка в процесі вирощування і його зберігання до переробки залежать від природнокліматичних і господарських факторів.

В коренеплодах цукрового буряка міститься біля 75% води і 25% сухих речовин. Основну масу сухих речовин складає сахароза – 14-20%, що дозволяє при переробці отримати з кожних 100 кг більш як 12 кг цукру. Сахароза під дією ферментів легко гідролізується. При цьому утворюються редукуючі речовини (інвертний цукор) або суміш моноцукрів глюкози і фруктози. Накопичення редукуючих речовин в цукровому буряку є небажане явище, так як у процесі очищення (дефекації) дифузного соку проходить реакція моноцукрів з азотистими сполуками і утворюють меланоїдини - темнозабарвлені сполуки. Колір соку стає темнішим. В свіжих, здорових коренеплодах моноцукри становлять всього 0,04-0,1% маси. На зміни вмісту інвертного цукру суттєво виливають умови зберігання коренеплодів. Висока температура, ураження мікроорганізмами, різка зміна температури в кагатах сприяє накопиченню інвертного цукру.

Окрім сахарози у склад сухих речовин входять нецукри: азотисті, пектинові речовини, клітковина, геміцелюлоза, зола і інші речовини. Вміст азотистих речовин в буряку становить біля 1%. Половина азотистих речовин приходиться на білковий азот. Наявність білкового азоту не заважає виробництву, так як при нагріванні і під дією вапна білки коагулюють і видаляють з соку. Дуже небажаний шкідливий азот: азот амінокислот, азот органічних основ і частково азот амідів. Шкідливий азот не видаляється при технологічному процесі і перешкоджає кристалізації цукру. Вміст шкідливого азоту підвищується при нестачі вологи в процесі вегетації рослин, при надлишковому внесені азотних добрив і нестачі фосфорних і калійних, в коренеплодах, уражених мікроорганізмами, а також підморожених, а потім що відтаяли.

В цукровому буряку містяться у невеликій кількості органічні кислоти (щавельна, гліколева, яблунева, винна, лимонна і ін.). Багато кислот повністю видаляються при очищенні соку і не заважають кристалізації цукру.

Половину всіх нерозчинних речовин м’якоті або 2,4-2,5% маси кореня складають пектинові речовини, які знаходяться у нерозчинній формі у вигляді протектину. В бурякоцукровому виробництві при підвищені температури до 80˚С проходить гідроліз протопектину і в соку накопичується велика кількість розчинних пектинових речовин, які набухають у воді і збільшують в’язкість розчинів, забруднюючи дифузію соку.

Мінеральні речовини цукрового буряка в основному представленні калієвими і фосфорними солями, в невеликих кількостях міститься барій, свинець, бор, залізо, кобальт, мідь, марганець. Мінеральні речовини ускладнюють бурякоцукрове виробництво, так як переходять у розчин, утворюючи колоїди і важко відокремлюються.

Важливим показником фізико-механічних властивостей коренеплодів цукрового буряка є тургор кореня, здатність розрізуватися в стружку.

Підв’яле коріння втрачає стійкість до захворювання кагатною гниллю у процесі зберігання. В них посилює гідролітична активність ферментів і дихання, що приводить до значних втрат цукру.

Сильно уражують грибними і бактеріальними хворобами також корені з механічними пошкодженнями і підморожені. Останні непридатні навіть для короткочасного зберігання. Погано розрізаються у стружку не тільки підв’ялі, але й з здерев’янілі (цвітушні) коренеплоди.

Ступінь дерев’янистості визначається особливістю структури тканин бурякового кореня, вмістом в клітинах лігніну і целюлози.

Вимоги до якості цукрового буряка. Коренеплоди за фізичним станом повинні мати нормальний тургор. В кондиційному буряку можлива наявність коренеплодів з дефектами, але не вище норм, передбачених стандартом. Наявність підв’ялих коренів (з пониженим тургором), з порушенням природної твердості і ламкості, з вигинанням хвостів без виломлення не повинно бути більш 5%; з сильними механічними пошкодженнями (із зрізами, відривами, пошкоджені тваринами, с/г шкідниками і гризунами на 1/3 коренеплоду і більше)-12%.

Допускається вміст цвітушних коренеплодів не більш 1% і зеленої маси – не більш 3%.

Наявність великої кількості зеленої маси ускладнює вивантаження коренеплодів з автотранспорту і їх закладання у кагати, при зберіганні приводить до підвищення температури. Відокремлена від коренеплодів зелена маса швидко загниває, створюючи осередки гнилі. Зелені листки, черешки, що залишилися на коренеплоді, попадають в стружку, що призводить до зменшення виходу кристалічного цукру і збільшення його вмісту в мелассі. Партію буряка, в якій виявлено більше 3% зеленої маси, не приймають, і здавачу пропонують довести її до кондиційного стану.

Не допускається вміст в партії загнилих, муміфікованих (зів’ялих без відновлення тургору), підморожених коренеплодів із скловидними або почорнілими тканинами.

Цукровий буряк, що містить цвітушні, підв’ялі з сильними механічними пошкодженнями коренеплоди вище вказаних норм, а також підморожений, але непочорнілий відносять до некондиційного. За такий буряк проводиться скидка із закупівельної вартості і зменшується норма продажу цукру цукроздатчику.

Базисна цукристість коренеплодів цукрового буряка за сировинними зонами цукрових заводів, визначається щорічно за середньозваженими результатами цукристості при прийманні за попередні п’ять років і затверджується відповідними с/г органами.

Для оцінки якості партії буряка відбирають середню пробу ручним або механічним способом. Маса проби повинна бути не менше 12 кг. В лабораторії визначають загальну засміченість і забрудненість. Грунт, бадилля, листки, бур’яни а також інші органічні і мінеральні домішки повністю видаляються з маси партії буряка, що приймається.

Технологічні властивості цукрового буряка заготівельники оцінюють за цукристістю коренеплодів. Вміст цукру визначають у водному екстракті буряка на електронному автоматичному поляриметрі.

На цукрових заводах якість клітинного соку характеризують показником його доброякісності.

Доброякісність соку – це відношення вмісту сахарози до маси сухих речовин, виражене у відсотках. Показник доброякісності залежить від сорту, умов вирощування і зберігання і коливається у межах від 80 до 90%.

Щоб усунути втрати і підвищити доброякісність соку цукрового буряка, слід викопаний буряк в той же день відправити на цукроприймальний пункт цукрового заводу або зберігати на місці протягом короткого часу, не допускаючи в’янення і підморожування коренеплодів.

Ґрунтово-кліматичні умови та якість цукрових буряків.При збільшенні інтенсивності освітлення та зменшення вологості повітря із півночі на південь збільшується абсолютне та відносне надходження зольних елементів у цукрові буряки. Змінюється і склад золи. На півдні менше одновалентних катіонів калію та натрію, а також магнію, але зростає вміст кальцію, фтору, мангану, фосфору, хлору та сульфатів. Це призводить до збільшення вмісту цукру на півдні. У листках цукрових буряків, вирощених на півдні, інтенсивніше відбувається синтез цукру з моносахарів. На півночі більше азоту в рослинах цукрових буряків (Одеса - 3,13% на суху речовину без цукру, а в Києві - 3,81%, у тому числі небілкового азоту, відповідно, 50 і 56%). На один градус широти з півночі на південь цукристість коренеплодів зростає приблизно на 0,19%.

Удобрення й якість цукрових буряків.Ефективність видів, доз і форм добрив визначається особливостями ґрунтово-кліматичних умов і попередників цукрових буряків.

Характерною особливістю цукрових буряків є їх висока чутливість до внесення органічних добрив. Ефективність використання органічних добрив під цукрові буряки визначається рівнем забезпеченості ґрунту вологою. У зоні нестійкого зволоження на чорноземах вилугуваних у перерахунку на 1 т гною, внесеного під цукрові буряки в дозах 20-40 т/га, урожай його збільшився на 1,1-2,0 ц/га, а цукристість підвищилася на 0,2-0,5%. Систематичне внесення гною на чорноземі вилугуваному легкосуглинковому Білоцерківської дослідно-селекційної станції більше ніж удвічі підвищило урожай цукрових буряків та на 0,9% збільшило вміст сахарози в коренеплодах.

Умови мінерального живлення цукрових буряків мають значний вплив на формування їх продуктивності. Чим повніше буряки забезпечені азотом у період утворення листків, тим вища урожайність і цукристість. У період росту коренеплодів і накопичення цукру зниження частки азоту, навпаки, позитивно впливає на якість коренеплодів, інакше відбувається клітинне розбавлення цукру, накопичуються небілкові форми азоту. Внесення фосфору сумісно з азотними добривами може до деякої міри запобігати негативному впливу останніх на якість коренеплодів, оскільки він використовується зокрема для синтезу нуклеїнових сполук, а також у якості каталізатора при синтезі сахарози. Раціональне співвідношення між азотом, фосфором і калієм та іншими елементами сприяє нормальному проходженню процесів фотосинтезу, утилізації і міграції вуглеводів, зменшенню вмісту "шкідливого" азоту переважно за рахунок інтенсивнішого синтезу білкового азоту і тим самим поліпшенню якісного складу цукрових буряків.

Господаренко Ґ.М., вивчаючи вплив добрив на продуктивність коренеплодів, встановив, що азотні добрива у найбільшій мірі збільшують втрати цукру в меласі, знижують чистоту нормального очищеного соку. За даними автора, 1 кг/га нітратного азоту збільшує вміст α-амінного азоту на 0,14 мг-екв на 100 г соку, що зумовлює зниження технологічного виходу цукру.

Збільшення долі калію в добривах, що вносяться, в деякій мірі затримує зниження цукристості коренеплодів і сприяє підвищенню збору цукру з гектара. Так на чорноземі слабовилугуваному при збільшенні норми калійних добрив від 200 до 270 кг/га на фоні N₁₈₀Р₁₈₀ цукристість коренеплодів збільшилася на 0,72%, азбір цукру з гектара - на 0,62 т.

Дослідження Марчука І.У., Ященко Л.А., показали, що протягом періоду вегетації цукрових буряків вплив добрив на накопичення сахарози виявлявся по-різному, залежно від їх норм та поєднання.

Найвищий вміст сахарози відзначено в коренеплодах, які вирощували без внесення добрив, що пояснюється закінченням біохімічних і ростових процесів у рослинах цього варіанту. Основною причиною меншого вмісту сахарози, як протягом періоду вегетації, так і на час збору врожаю, у варіантах із підвищеними нормами азоту є утворення крупних клітин, в яких зростає вміст клітинного соку, а концентрація сахарози знижується, а також незакінчений ріст рослин цукрових буряків.

Використання добрив, особливо в підвищених нормах, не тільки знижує вміст сахарози у коренеплодах, але й до деякої міри погіршує технологічні показники їх якості. Найвищий (4,34 і 9,33 мг-екв) вміст "шкідливих" нецукрів відмічено при використанні на фоні гною N₂₁₀Р₂₇₀К₂₅₅. Оскільки втрати цукру в меласі залежать від вмісту в соку "шкідливого" азоту і розчинної золи, у цьому варіанті вони становили 3,26%, що було найвищим показником серед удобрюваних варіантів і зумовило зниження чистоти соку на 4,30% порівняно з контролем.

Пізнє підживлення буряків азотом недоцільне. Воно, хоча і збільшує врожайність, протесуттєво знижує цукристість та інші показники якості коренеплодів.

Мікродобрива, в умовах низької забезпеченості мікроелементами ґрунтів, здатні не тільки суттєво збільшити врожайність цукрових буряків, але й поліпшити основні показникиякості коренеплодів. Борні мікродобрива в дозах від 0,3-0,5 до 1-1,5 кг на га на провапнованих кислих ґрунтах та в умовах дефіциту бору здатні збільшити врожайність коренеплодів на 22 ц/га при одночасному зростанні цукристості на 0,35%. Мідні добрива найбільш ефективні на торф'яно-болотних ґрунтах та на бідних міддю доступних рослинам дерново-підзолистих. Мідь сприяє підвищенню стійкості цукрових буряків до захворювання церкоспорозом. Разом з тим вона може збільшити врожайність коренеплодів на 11-104 ц/га при зростанні цукристості на 0,6-0,8%. Рекомендують вносити під цукрові буряки піритний огарок під глибоку оранку в дозі 6-8 ц/га один раз на 4-5 років, або 3-4 ц/га один раз в 3-4 роки.

Внесення кобальту збільшує врожайність на 54 ц/га, а цукристість на 1,1%. На карбонатних ґрунтах рухомість цинку дуже незначна, а також на кислих ґрунтах після їх вапнування. Вона зменшується також відзастосування високих доз фосфорних добрив. Внесення цинку в цих умовах у дозах 3-5 кг під оранку або культивацію збільшує врожайність на 10-80 ц/га, а цукристість – 0,2-1,9%. Внесення 0,2-0,4 кг/га молібдену врядки або 1-1,2 кг/га в передпосівну культивацію збільшує врожайність на 20-48 ц/г, цукристість - на 0,6-1,2%.

Усі мікродобрива можна вносити в ґрунт при основному обробітку, в передпосівнукультивацію або в рядки, а також при кореневому та позакореневому підживленні. Часто мікроелементи входять у склад суперфосфатів (борного, цинкового, манганізованого). Мікродобрива найчастіше використовують для передпосівного обпудрювання насіння або ж вводять до складу розчину, який використовують для дражування насіння.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.