• ЗАКАЗАТЬ ХЛОРЕЛЛУ
• ВОДА
• ЖИВОТНОВОДСТВО
• ТИЛАПИЯ
• НАУКА
• О компании
• Галерея
• Вопрос-Ответ /
  Консультация онлайн
• Наши заказчики
• Отзывы

• English version
• Новости
• Прайс-лист
• Пресса о нас...
• Отчеты
• Контакты
• Материалы

Хранение плодов с помощью биопрепаратов: хлореллы и «Водосбора»

Введение

Пищевой рацион человека должны ежедневно составлять фрукты и овощи. Они -поставщики витаминов, минеральных веществ, углеводов, пищевых волокон, органических кислот, пектиновых веществ.

Актуальность исследования. Каждый дачник, вырастив и собрав с приусадебного участка урожай, сталкивается с проблемой хранения плодов. Высокое содержание воды затрудняет сохранение биологических и вкусовых качеств плодов.

В предыдущей работе, изучая воздействие хлореллы на рост и развития растений, заметила, что в суспензии хлореллы лук репчатый не подвержен загниванию.

Гипотеза: биологическая особенность хлореллы (поглощает максимальное количество солнечной энергии на Земле, выделяет кислород) позволит использовать её для хранения плодов.

Цель работы: сохранить питательную ценность плодов, их органолептические свойства с помощью суспензии хлореллы.

Задачи:

- изучить научную литературу по исследуемой теме;

- продлить сроки хранения летнего сорта яблок Мельба и ягод, обработанных микроводорослью;

-проанализировать качество хранения в биопрепаратах хлорелле и «Водосборе»;

-сравнить процент сохранности товарного вида плодов, обработанных биопрепаратами, с подами - контроль;

- рассчитать экономическую эффективность затрат на выполнение исследовательского проекта в практической деятельности.

Предмет исследования: суспензия хлореллы и препарат для продления сохранности фруктов «Водосбор».

Объект исследования: ягоды клубники садовой, яблоки сорта Мельба.

Суспензия хлореллы (Chlorellavulgaris) для работы была предоставлена ООО НПО «Альгобиотехнология» г. Воронежа. Исследования проводила на экспериментальной площадке МБУДО «Детского эколого-биологического центра «Росток» июне-сентябре 2017 г.

Изучая научную литературу по данной теме, обнаружила, что влияние хлореллы на хранения плодов не изучено. Научной литературы по исследуемой теме недостаточно. На биологических и медицинских сайтах много информации-рекламы об уникальном составе хлореллы.

Литературный обзор

Овощи и плоды относятся к пищевым продуктам, в наименьшей степени подлежащих замене какими-либо другими пищевыми продуктами. По рекомендации ВОЗ количество овощей и фруктов в питании каждого человека должно составлять не менее400 граммов в сутки. Фрукты оказывают выраженное нормализующее влияние на деятельность полезной кишечной микрофлоры, снижают интенсивность гнилостных процессов, повышают моторную функцию желудка, усиливают перистальтику кишечника. [7]

Сохранить фрукты удается с помощью современных технологий:

1.сушка (существует несколько видов промышленных технологий сушки). С фруктов максимально удаляют воду (практически 80%). Нельзя утверждать, что сушеные фрукты имеют богатый витаминный состав. Они полезны содержанием волокон, железа, магния, кальция и фосфора.

2. замораживание в скороморозильных аппаратах (позволяет замораживать ягоды, фрукты, резаные плоды и овощи в больших объемах - до 500 т/день).

3. технология озонирования (благодаря ей производится обеззараживание плодов путем нейтрализации насекомых и очищению от токсических веществ, микроорганизмов, плесени).

4. охлаждаемый метод - хранение в холодильниках с различными системами охлаждения. Обмен воздуха в холодильниках осуществляется при помощи вентиляции. [2]

В условиях повышенной концентрации углекислого газа снижается интенсивность дыхания и обмена веществ и, следовательно, продлеваются процессы дозревания и увеличивается срок хранения фруктов. Замедляется также распад хлорофилла, что способствует более длительному сохранению зеленой окраски яблок. Однако при повышенной концентрации СО₂ возрастает чувствительность фруктов и к низким температурам, усиливается побурение мякоти, образование пятен, образуются пустоты в плодах. Специальные холодильные установки используются в хранилищах для фруктов. В качестве консерванта для подавления процессов созревания во время хранения используется углекислый газ.[4]

5. Модифицированная газовая среда (МГС) и регулируемая атмосфера (газовая среда). В МГС воздух, находящийся внутри упаковки, замещается смесью газов - азота и углекислого газа. Это позволяет замедлить процесс окисления и порчи продуктов, предотвратить развитие и размножение грибков, бактерий и других микроорганизмов. В последнее время она используется в упаковке вместо вакуума. Первые аналоги МГС (появились в начале 30-х годов) в среде специального газа - этилена. Это фитогормон, который растения вырабатывают сами для регулирования своих биологических процессов. В больших дозах он сбивает внутренние процессы и ускоряет созревание. [4]

Самым прогрессивным способом длительного хранения свежих плодов является хранение в регулируемой атмосфере (РА). Хранение в обычных условиях предполагает обычную воздушную среду с содержанием около 21% кислорода, 79% азота и сотые доли углекислого и других газов. Регулируемая атмосфера предполагает повышенное содержание углекислого газа и пониженное - кислорода. Положительное действие такой атмосферы заключается в следующем: снижается интенсивность дыхания, и как следствие, замедляются процессы дозревания, замедляется распад хлорофилла, сахаров, крахмала, пектина, снижается степень побурения мякоти, кожицы у яблок, продлевается срок хранения. [6]

Если концентрация углекислого газа превышает допустимую, усиливается побурение мякоти, образуются пустоты в плодах, ухудшается вкус. Концентрация углекислого газа должна быть в пределах 1-5%.Хранение в РА осуществляется в герметичных холодильных камерах. Регулируемая атмосфера в камерах создается или за счет дыхания самих плодов, или путем введения в камеру отдельных газов. Для быстрого создания нужного газового режима в камеру иногда вводят большое количество азота, тогда концентрация 0 ₂в атмосфере быстро снижается.К недостаткам метода можно отнести значительные расходы на строительство камер [6]

Простейшей разновидностью газового хранения является хранение в пакетах из полиэтилена толщиной 35-60 мкм. Благодаря дыханию самих плодов повышается концентрация С0₂ и снижается концентрация 0₂. Углекислый газ через пленку диффундирует в окружающую среду, а кислород - в пакет. В пакете повышается содержание влаги. Высокая влажность внутри герметичных пакетов предупреждает увядание плодов и овощей, но в то же время может способствовать прорастанию спор микроорганизмов. [2]

В помещенных на хранение фруктах происходят разнообразные процессы. Из физических процессов наиболее существенное значение имеет испарение влаги. Свежие фрукты богаты водой и имеют незначительную толщину покровных тканей, при хранении интенсивно теряют влагу. Это приводит к уменьшению массы, увяданию, потере товарного вида. Мелкие, незрелые плоды, теряют больше влаги, так как у них менее развиты покровные ткани. Увеличение температуры при хранении делает воздух более сухим, что влечет за собой большее испарения влаги. [4]

В процессе дыхания происходит окислительный процесс распада органических веществ до углекислого газа и воды при участии кислорода с выделением энергии. Такое дыхание называется аэробным. Если фрукты сохраняются в условиях недостаточного количества кислорода (менее 2 %) или при полном его отсутствии, то в тканях может наступить процесс бескислородного (анаэробного) дыхания – брожение. В клетках накапливается спирт, что ускоряет гибель фруктов. [4]

Основные направления химических процессов во время хранения - распад сложных органических соединений на более простые. Изменения касаются, прежде всего, углеводов. Крахмал подвергается гидролизу и в результате количество крахмала в плодах уменьшается, увеличивается количество сахаров, но часть сахаров тратится на дыхание, благодаря чему общая сумма сахаров при хранении постепенно уменьшается.[2]

Хлорелла зародилась в водах мирового океана 3,5 млрд. лет назад. Хлорелла очень неприхотлива и встречается почти повсеместно – в пресных водах, на сырой земле, на коре деревьев. Хлорелла – представитель отдела Зеленных водорослей. Тип таллома одноклеточный. Клеточная стенка целлюлозная. Шаровидная клетка хлореллы содержит одно ядро и чашевидный хроматофор. Глазка и сократительных вакуолей нет. Клеточная стенка целлюлозная. Размножается хлорелла исключительно спорами (бесполое размножение), образующимися обычно по 4–8 в одной клетке и освобождающимися после разрыва ее стенки. [1]

Клетки штамма Chlorellavulgaris делятся в лабораторных условиях. Штамм хорошо растет при использовании в питательной среде любых азотсодержащих минеральных солей. Для хлореллы характерны очень высокие темпы размножения. Благодаря этому она стала объектом массового культивирования для использования в самых разных направлениях.[3]

В царстве растений хлорелла стоит на первом месте по очень многим показателям. Так, например, химический состав клетки по содержанию белков, незаменимых аминокислот, витаминов, набору микроэлементов, биологически активным веществам превосходят водные и наземные растения. В результате фотосинтеза большинство наземных и водных растений, в том числе и одноклеточная хламидомонада, усваивают 1-2 % солнечной энергии, а хлорелла - рекордное количество солнечной энергии (до 12%). [1]

Микроскопическая водоросль хлорелла считается долгожительницей нашей планеты благодаря сверхпрочным целлюлозным стенкам клетки. Светочувствительный глазок и пульсирующая вакуоль отсутствуют. Жгутиков нет, передвижение пассивное - с током воды. Фотосинтез протекает в объемных хроматофорах. Интенсивно делится. Размножение только бесполое. Споры без жгутиков.[5]

Болгарский ученый П. И. Станчев, изучавший биохимический состав водоросли, обнаружил, что в клеточной массе хлореллы содержится 350 различных веществ: углеводы, белки, органические и жирные кислоты, углеводороды, витамины. Хлорелла производится в лабораторных условиях и продается в виде суспензии или в гранулах. Суспензия хлореллы имеет насыщенно зеленый цвет. В 1 литре суспензии хлореллы содержится 5-6г биомассы хлореллы, в которой: 45-55% белка, 5-10 %- липидов, 35% углеводов, 10% минеральных веществ. [3]

Преимущество штаммов хлореллы Chlorellavulgaris заключается не только в возможности сохранять бактериальную стерильность суспензии, но и ее однородность, когда в культуре не могут развиваться не только прочие виды водорослей, но и другие штаммы хлореллы. Антагонизм этих штаммов к бактериям и вирусам настолько высок, что, попадая в культуру, они не способны выжить. Это позволяет в производственных условиях при соблюдении биотехнологии культивирования хлореллы стабильно получать стандартную продукцию. [5]

Практическая часть

Исследование №1

Хранение плодов клубники садовой, обработанной суспензией хлореллы.

Предмет исследования: хлорелла.

Объект исследования: плоды клубники садовой.

Материалы и оборудование: шприц 5 мл, 6 чашек Петри, кристаллизатор.

Ход работы.

Произвели отбор сырья. Убрали порченые плоды.

Набрали шприцом 15 мл суспензии хлореллы в кристаллизатор.

Обработали ягоды поочередно, опустив в кристаллизаторс хлореллой (излишки суспензии использовали повторно для другой исследовательской работы).

Разложили их по 2(рис.1, приложение) в чашки Петри.

Заносили в таблицу наблюдения (табл. 1, приложение).

Сравнили сроки хранения плодов с клубникой -контроль.

Вывод:плоды клубники, обработанные суспензией хлореллой, через 10 дней 100% высохли, клубника – контроль на 3 день 100% покрылась серой гнилью

Исследование №2

Хранение яблок сорта Мельба в «Водосборе»и суспензии хлореллы .

Предмет исследования: биопрепараты: «Водосбор» и хлорелла.

Объект исследования: плоды - яблоко.

Материалы и оборудование: шприц 2 мл, кристаллизатор,18 чашек Петри

Ход работы.

Произвели отбор сырья зрелых здоровых яблок. Убрали поврежденные.

Набрали шприцом 20 мл суспензии хлореллы в кристаллизатор.

Обработали плоды поочередно, опустив в кристаллизатор с хлореллой (излишки суспензии использовали повторно для другой исследовательской работы).

Наблюдения заносили в таблицу (табл.2, приложение).

Сравнили по внешнему виду сроки хранения плодов(рис.3,4, приложение) построили диаграмму (рис. 5, приложение).

Вывод: сохранность товарного вида яблок (по истечению месяца) с биопрепаратом хлорелла составила 83,33 %, «Водосбором» -66,66 %, яблоки-контроль-0% (сгнили).В суспензии хлореллы на яблоках начинает развиваться плесень на 41 день, «Водосборе»- 26 день, контроль- 17 день.На яблоках в суспензии хлореллы абсолютная гниль на 57 день исследования, «Водосборе»- 50 день, контроль- 35 день.

Результаты работы

Анализируя полученные данные работы, сделала вывод: биопрепараты позволяют продлить сроки хранения летнего сорта яблок Мельба. Повышают их сроки хранения (при комнатной температуре) в 2 раза. Сохраняют питательную ценность и органолептические свойства плодов. Сохранность товарного вида яблок (по истечению месяца)с биопрепаратом хлорелла составила 83,33 %, «Водосбором» -66,66 %, яблоки-контроль-0% (сгнили). В суспензии хлореллы на яблоках начала развиваться плесень на 41 день , «Водосборе»- 26 день, контроль- 17 день. На яблоках в суспензии хлореллы абсолютная гниль - 57 день исследования, «Водосборе»- 50 день, контроль- 35 день.

Плоды клубники, обработанные суспензией хлореллой, через 10 дней 100% высохли, клубника – контроль на 3 день 100 % покрылась серой гнилью. Следовательно, хлорелла подавляет жизнедеятельность гнилостных бактерий.

«Водосбор» - средство природного происхождения на основе натуральных смол хвойных растений покрывает растение прозрачной, блестящей пленкой, которая замедляет потерю влаги яблок.Восковой налет препятствует развитию гнили.

Биологическая особенность хлореллы -поглощает максимальное количество солнечной энергии, выделяя кислород, позволяет использовать её суспензию для хранения фруктов. Хлорелла препятствует росту анаэробных бактерий, эффективно подавляет рост низших грибов.

Обработку биопрепаратами можно проводить непосредственно перед сбором урожая. Сельскохозяйственная продукция в суспензии хлореллы и «Водосборе»сохраняет биологические и вкусовые качества яблок, остается экологически чистой.

Расчёт экономической эффективности затрат на выполнение исследовательского проекта в практической деятельности составил 80 рублей. На хранение1 кг яблок израсходовано 20 мл суспензии хлореллы и 10 мл «Водосбора». На хранение 0,5 кг ягод клубники - 15 мл суспензии хлореллы.

Перспективы работы

В дальнейшем планирую сравнить качество и сроки хранения фруктов обработанных хлореллой и химическим препаратом для продления сроков хранения. Исследовать эффективность уменьшения развития гнили на ягодах клубники, после обработки их хлореллой.

Практические рекомендации

Применение биопрепаратов позволяет:

1) улучшить товарный вид фруктов и ягод;

2) продлить срок их хранения;

3) повысить транспортабельность фруктов и ягод;

4) сохранить плоды экологически чистыми

Обработку биопрепаратами можно проводить непосредственно перед сбором урожая

Список литературы

Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы / Т. Л. Богданова, Е. А. Солодова.-М.:АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2012.- 539 с.

Волкинд И.Л. Промышленная технология хранения овощей и плодов. – М.: Агропромиздат, 1994.-239с.

Мельников С.С. Хлорелла: физиологически активные вещества и их использование / С.С. Мельников, Е.Е. Мананкина. - Минск: Наука и техника, 1991. - 79 с.

Николаева М.А. Хранение плодов и овощей. – М.: Экономика, 2006. – 176с.

Павлова М., Сурков В. Водоросли / М. Павлова, В. Сурков // Газета «Биология». - 2002. - № 10. - с. 12-18.

Скрипников Ю.Г. Прогрессивная технология хранения плодов и овощей. – М.: Агропромиздат, 2001. – 132 с.

Здоровое питание: лучшее начало жизни. ВОЗ, Европейское региональное бюро, 2016 г.-89 с.

Приложение

Таблица № 1.Наблюдения за хранением клубники садовой.

Таблица № 2.Наблюдения за хранением яблок сорта Мельба.

Рис. 1.Появление гриба на клубнике-контроль ( 2 день исследования). Слева на право:

1 ряд -клубника с хлореллой, 2 ряд – клубника-контроль.

Рис. 2.Плоды клубники в хлорелле ( 10 день исследования).

Рис. 3.Хранениеяблок (слева на право: 1,2 ряд - обработаны хлореллой,3,4 ряд - яблоки-контроль, 5,6 ряд- обработаны «Водосбором»), 29 день исследования.

Рис. 4.Хранениеяблок (слева на право:1,2 ряд - обработаны хлореллой,3,4 ряд – яблоки-контроль, 5,6 ряд- обработаны «Водосбором»), 35 день исследования.

Рис. 5 Процент сохранности плодов яблок.