Касумова А.А.
ИССЛЕДОВАНИЕ ФЕРМЕНТОВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ХОЛОДИЛЬНОМ ХРАНЕНИИ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ *
Аннотация:
объектом исследования является выбор оптимального режима хранения сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) для производства сахара в холодильной камере. Хранение сахарной свеклы, выращенной в местных условиях для производства сахара, осуществлялось в холодильной камере при температуре +2...+30С и влажности воздуха 85-95% в течение четырех месяцев. В исследовательской работе изучена динамика изменения активности ферментов класса оксидоредуктаз и гидролаз при длительном хранении сахарной свеклы в холодильной камере при температуре +2...+3 °C каждые 30 суток. При длительном хранении сахарной свёклы в холодильной камере активность исследуемых оксидоредуктаз имела тенденцию к постоянному снижению, наибольшую активность имел фермент пероксидаза, а наименьшую – каталаза. Анализ исследования показал, что повышение активности ферментов к концу хранения сахарной свёклы вызывает разложение сахарозы и пектиновых веществ. Следует отметить, что, в отличие от инвертазы оксидоредуктазы к концу хранения снизили свою активность, но не прекратили её полностью. Это означает, что при длительном хранении сахарной свёклы в холодильнике обмен веществ ослабевает в результате активности окислительно-восстановительных процессов, но не прекращается полностью. Вот почему в результате повышения активности ферментов инвертазы и пектинэстеразы продолжается процесс расщепления питательных компонентов, входящих в состав сахарной свеклы. Повышение активности ферментов класса оксидоредуктаз и гидролаз способствует разложению питательных веществ, в том числе сахарозы. Поэтому сахарную свеклу важно хранить в холодильных условиях при температуре +2…+30С и относительной влажности воздуха 85-95%, и в течение месяца частично подавать на переработку.
Ключевые слова:
сахарная свекла, ферменты, оксидоредуктазы, гидролазы, холодильное хранение
DOI 10.24412/2712-8849-2025-889-297-312
Введение. В настоящее время особое внимание уделяется всестороннему развитию пищевой промышленности [1,2,3,7,9]. Одним из важнейших направлений пищевой промышленности является производство сахара [11,12]. С этой целью в нашей стране действует Имишлинский сахарный завод, отвечающий современным требованиям. Построенный и введенный в эксплуатацию сахарный завод не только привел к развитию нашей экономики, но и к созданию десятков тысяч новых рабочих мест. В Имишлинском и в других низменных зонах близлежащих районов значительно расширены площади возделывания сахарной свеклы для производства сахарного песка. Производство сахара не только удовлетворяет потребность населения, но и создает широкие возможности для развития кондитерской, консервной, алкогольной и безалкогольной промышленности [17,18,19,23,24,25,26].Следует отметить, что в настоящее время наша республика не импортирует сахар из-за рубежа, наоборот, наша республика экспортирует высококачественный сахар в соседние страны. Имишлинский сахарный завод работает на основе современной безотходной технологии. Так, используя отходы, отделенные от процесса производства диффузионного сока, по специальной технологии производятся корма, что стимулирует развитие животноводства. Кроме того, меласса, которая отделяется как вторичный продукт в процессе образования кристаллов сахара, содержит более 80% сухих веществ, основу которых составляют сахара. Меласса также считается сырьем для производства спирта. В настоящее время с использованием этих отходов работает завод, выпускающий спирт различного назначения [29,35,38,51,52].Установлено, что каждому человеку, занимающемуся лёгким и умственным трудом, необходимо потреблять 350–400 г углеводов или сладких продуктов в день [64,65]. Однако людям, занимающимся физическим трудом, необходимо потреблять до 500–650 г углеводистых продуктов в день в зависимости от возраста. При недостатке сахара в рационе питания наблюдаются признаки слабости и утомления организма [15,67]. Экологическая чистота сахарной пудры, в том числе и производимой пищевой продукции, положительно влияет на здоровье человека [21]. Экологически небезопасные, генетически модифицированные продукты, помимо негативного влияния на здоровье человека, вызывают у него различные формы неприятных заболеваний [28,30,31]. Поэтому специалисты, работающие в пищевой промышленности, в том числе и в сахарном производстве, должны обеспечивать людей экологически чистыми продуктами [13,14,37,57,58,62,63]. Очень важно, чтобы рафинированный сахар, входящий в ежедневный рацион питания людей, был экологически чистым.Доставленная на завод сахарная свекла до переработки хранится навалом на территории сахарного завода, а это способствует снижению сахарозы и других питательных компонентов сахарной свеклы [41]. Так как под действием высокой температуры воздуха, самосогревания активность ферментов класса оксидоредуктаз и гидролаз увеличивается [32,33,36,44,45,46,47]. Поэтому была поставлена цель изучить активность ферментов обоих классов.Материалы и методы исследования. Объектом исследования является выбор оптимального режима хранения сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) для производства сахара в холодильной камере. Хранение сахарной свеклы, выращенной в местных условиях для производства сахара, осуществлялось в холодильной камере при температуре +2...+30С и влажности воздуха 85-95% в течение четырех месяцев. Активность ферментов класса оксидоредуктаз и гидролаз принята как количество фермента, которое катализирует превращение 1 мкмоля субстрата или получение 1 мкмоля продукта в минуту при оптимальных условиях [40]. Достоверность полученных результатов было проверено методами математической статистики [4,20]. Обсуждение результатов. В исследовательской работе изучена динамика изменения активности ферментов класса оксидоредуктаз и гидролаз при длительном хранении сахарной свеклы в холодильной камере при температуре +2...+3 °C каждые 30 суток. Динамика изменения активности ферментов класса оксидоредуктаз представлена в таблице 1.Таблица 1. Изменение активности ферментов класса оксидоредуктаз при длительном хранении сахарной свеклы в холодильной камере (мкг/моль). Данные таблицы 1 показывают, что при длительном хранении сахарной свёклы в холодильной камере без применения сернистого ангидрида и других антисептических веществ активность исследуемых оксидоредуктаз имела тенденцию к постоянному снижению [6,8,10,16]. Если в день уборки сахарной свёклы активность фермента аскорбатоксидазы составляла 0,52 мкг/моль, то на 30-е сутки хранения этот показатель составил 0,48 мкг/моль, на 60-е сутки – 0,44 мкг/моль, на 90-е сутки – 0,42 мкг/моль и через четыре месяца – 0,40 мкг/моль.Эти изменения активности наблюдались и у других представителей исследованных ферментов (о-дифенолоксидаза, пероксидаза, каталаза). Более наглядно изменение активности ферментов при длительном хранении сахарной свёклы в холодильной камере представлено на рисунке 1.Рис 1. Изменение активности ферментов класса оксидоредуктаз при длительном холодильном хранении сахарной свёклы.Как видно из рисунка 1 активность исследуемых оксидоредуктаз постоянно снижается при длительном холодильном хранении сахарной свеклы. При длительном холодильном хранении сахарной свеклы наибольшую активность имел фермент пероксидаза, а наименьшую – каталаза.Из данных таблицы 1 стало ясно, что при длительном холодильном хранении сахарной свеклы активность оксидоредуктаз снизилась на 17,0÷28,1%. Если в день уборки сахарной свеклы, то есть перед хранением, активность фермента аскорбатоксидазы составляла 0,52 мкг/моль, то в конце хранения она составила 0,40 мкг/моль. Установлено, что при длительном холодильном хранении сахарной свеклы активность фермента аскорбатоксидазы снизилась на 23,1%. Таким образом, в конце хранения активность фермента аскорбатоксидазы снизилась на 23,1%, о-дифенолоксидазы на 20,3%, пероксидазы на 17%, каталазы на 28,1%. Из сравнения изменений активности ферментов при длительном хранении сахарной свеклы в холодильной камере видно, что активность каталазы снижается в большей степени.При длительном хранении растительной продукции, в том числе сахарной свёклы, в обычных или холодильных условиях необходимо создавать режимы, способствующие постоянному снижению активности ферментов [22,27,34,39]. Снижение активности ферментов приводит к замедлению обменных процессов в пищевых продуктах, в том числе в сахарной свёкле [43,48,49,50]. Более точно, уменьшение активности ферментов препятствует использованию питательных веществ сахарной свёклы, в том числе сахарозы, на процессы инверсии или дыхания [53,54,55,56]. В результате показатели качества и пищевая ценность сахарной свёклы остаются в значительной степени стабильными.Изменения активности ферментов инвертазы и пектинэстеразы, относящихся к классу гидролаз, при длительном хранении сахарной свёклы в ходе исследования представлены в таблице 2.Таблица 2. Изменение активности ферментов класса гидролаз при длительном холодильном хранении сахарной свёклы (мкг/моль). Из данных таблицы 2 видно, что при длительном холодильном хранении сахарной свеклы активность ферментов инвертазы и пектинэстеразы изменяется по-разному. Например, если в первый день хранения сахарной свеклы активность фермента инвертазы составляла 23,4 мкг/моль, то на 30-й день хранения этот показатель значительно снизился и составил 21,2 мкг/моль. Затем до конца хранения происходил процесс относительного повышения активности фермента инвертазы. Так, если на 60-й день хранения сахарной свеклы активность фермента инвертазы составляла 22,8 мкг/моль, то на 90-й день этот показатель составил 24,2 мкг/моль, а в конце хранения — 24,8 мкг/моль. Показатели, отмеченные для фермента инвертазы, были такими же, как и для пектинэстеразы.При длительном холодильном хранении сахарной свеклы активность ферментов инвертазы и пектинэстеразы в начале хранения снижалась, а в последующие дни их активность возрастала.Данные, представленные в таблице 2, показывают, что при длительном холодильном хранении сахарной свёклы активность исследуемых ферментов увеличивается. Если активность фермента инвертазы в сахарной свёкле до хранения составляла 23,4%, то после хранения этот показатель увеличился на 6,0%, достигнув 24,8%. К концу хранения активность фермента пектинэстеразы увеличилась на 5,2%.Анализ исследования показал, что повышение активности ферментов к концу хранения сахарной свёклы вызывает разложение сахарозы и пектиновых веществ. Следует отметить, что, в отличие от инвертазы оксидоредуктазы к концу хранения снизили свою активность, но не прекратили её полностью. Это означает, что при длительном хранении сахарной свёклы в холодильнике обмен веществ ослабевает в результате активности окислительно-восстановительных процессов, но не прекращается полностью [59,60,61,66]. Поэтому в результате повышения активности ферментов инвертазы и пектинэстеразы продолжается процесс расщепления питательных компонентов, входящих в состав сахарной свеклы.Известно, что ферменты инвертаза и пектинэстераза играют значительную роль в процессе производства сахара. Гидролиз сахарозы являющийся основным показателем качества сахарной свеклы, происходит под действием фермента инвертазы. Поэтому в процессе производства сахара следует выбирать такой технологический режим, который бы стабилизировал активность фермента инвертазы. Кроме того, категорически запрещается в качестве сырья при производстве сахара допускать на производство размягченную и увяленную сахарную свеклу. Размягчение сахарной свеклы означает, что значительная часть питательных веществ, входящих в ее состав, подвергается ферментативным процессам, в результате которых процесс размягчения сахарной свеклы происходит за счет действия пектиновых ферментов, в том числе фермента пектинэстеразы [5]. Для предотвращения размягчения сахарной свеклы в первую очередь важно полностью прекратить или снизить активность фермента пектинэстеразы.Выводы. Повышение активности ферментов класса оксидоредуктаз и гидролаз способствует разложению питательных веществ, в том числе сахарозы. Поэтому сахарную свеклу важно хранить в холодильных условиях при температуре +2…+30С и относительной влажности воздуха 85-95%, и в течение месяца частично подавать на переработку.
Номер журнала Вестник науки №8 (89) том 4
Ссылка для цитирования:
Касумова А.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ФЕРМЕНТОВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ХОЛОДИЛЬНОМ ХРАНЕНИИ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ // Вестник науки №8 (89) том 4. С. 297 - 312. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/25458 (дата обращения: 18.01.2026 г.)
Вестник науки © 2025. 16+