Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Жизнеспособность и технологическое качество семян подсолнечника при хранении в низкокислородной газовой среде

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Жизнеспособность и технологическое качество семян подсолнечника при хранении в низкокислородной газовой среде"

0 6 .91

КРАСНОДАРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОПОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ЯКУШЕВА Антонина Андреевна

УДК: 664.86.035.1:663.854.78

ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ КАЧЕСТВО СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА ПРИ ХРАНЕНИИ В НИЗКОКИСЛОРОДНОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЕ

Специальность 03.00.04 — биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар — 1992

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного

кафедре клеточной физиологии и иммунологии биологического факультета Московского Государственного Университета им.М.В.Ломоносова.

Научные руководители: доктор технических наук

В.Д.Надыкта

1 .кандидат биологических наук

Е.Р.Картапова

Официальные оппоненты: заслуженный деятель кадки и

специализированного Совета К.063.4С.03 при Краснодарском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 350072, г.Краснодар, ул.Московская 2, корп."А" ЙШ, ученому Секретарю. '

С диссертацией можно ознакоииться в библиотеке Краснодарского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института.

Автореферат разослан ",£3 мая 1992 г.

Ученый секретарь специализированного

'Знамени технологическом институте пищевой промышленности и на

техники Российской.Федерации, доктор технических наук,профессор В.Г.Щербаков

кандидат биологических наук В.С.Петабская

Ведущая организация: Красногвардейский маслозавод

Краснодарского края Защита состоится 23 июня 1ЭЭ2 г. в час. на заседании

А.Д.йинакова

¿¿КГЗслШ)

■ тдвл . !■ хортзций {;

Актуальноеть проблемы. Районированные в настоящее время сорта и гибриды подсолнечника, являющегося основной масличной культурой страны, отличаются от исходных низкомасличных сортов увеличенным содержанием ненасыщенных жирных кислот в составе лияидов, повшзеиной активностью пиполитг.ческих ферментов к более низким урозпец критическол влажности семян. Сохранение их до технологической переработки и посева представляет трудноре-шаемую проблезд как в условиях хлебоприемных, так и масложиро-вых предприятий.

Одним из возможных путей решения проблемы сохранения се-ыян является разработка перспективных технологии послеубороч-нол обработки свеаеубранннх семян с использованием б качестве консервирующего агента низкокислородннх газовых сред.

Поскольку технологическое репение хранения семян должно базироваться на знашш метабрлических процессов, происходящих в семенах, мы акцентрировали внимание на физиолого-биохиакческих изменениях, связанних с жизнеспособностью сеиян, при хранении в низкокислородном газовой среде.

Актуальность тепы исследование подтверждается включением её в комплекс исследованиЛ по технологии хранения сельскохозяйственного сырья и семян в низкокислородних газовых средах,проводившихся в „НИШ в соответствии с постановлениями ГККТ и программа ¿яивуза РС^СР "Продовольствие".

Цель и задачи исследования. Дель работы заключалась в изучении £;изиолого-биохишческих изменений, происходящих 2 Семенах высокомасличного подсолнечника при хранении под влиянием недостатка кислорода в окрукакцей атмосфере, определяющих

уровень их жизнеспособности и технологическое качество.

Исходя из дели работы были поставлены следующие задачи:

- .выяснить характер изменения жизнеспособности семян подсолнечника, при краткосрочном и длительном хранении в низкокислородных газовых средах;

- изучить влияние низкокислородных газовых сред на сечена подсолнечника различного исходного качества, сортовой и гибридной принадлежности;

- разработать на основе биохимических и технологических изменений, выявленных в семенах, математическое описание процесса консервирования семян подсолнечника низкокислородныш газовыми средами; '

- предложить сиособы расчета продолжительности безопасного консервирования в низкокислородных газовых средах свзхе-

бранных сеыян подсолнечника различного исходного качества;

- провести опытно-промыплеяную проверку послеуборочной обрабони свехеубракных семян подсолнечника низкокислородныш газовьши средами

Научная новизна. Выполнен комплекс экспериментальных ис-следоьаний, выявивший влияние низко гл с дородных газовых сред ка жизнеспособность семян при длительном и краткосрочном хранении:

- показано, что в условиях гипоксии замедляются процессы, связанные со старением семян;

- дано биохимическое обоснование непригодности классического тегразольного метода для оценки жизнеспособности се-шш подсолнечника, длительно хранившихся в низко кислородных газовых средах;

3.

- изучено влияние сортовой и гибридной принадлекности семян подсолнечника, величины исходного кислотного числа масла в семенах на сохранение их жизнеспособности и технологического качества при хранении в низкокислородной газовой среде;

-полечено математическое описание процесса 'консервирования свеаеубраннда семян подсолнечника низкокислородныыи газовыми средами.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследования. Разработаны технологические рекомендации и уточнены режимы послеуборочной обработки свежеубранных сеыян подсолнечника низкокислородньши газовыми средами принятые к внедрению; обоснована и подтверждена производственной проверкой эффективность и целесообразность хранения свекеубранных семян подсолнечника псвыленной влазности по рекомендуемым регсикаи. Предложены методы расчета продолжительности безопасного консервирования подсолнечника в низкокислороднкх газовых средах. Применение предлагаемых рекомендации позволит сохранить посевные и технологические качества сеыян подсолнечника, а полученные математические модели, описывающие изменение качества сенян при хранении могут быть применены для управления процессами послеуборочной обработки подсолнечника низко-кислородншк газовкик средами.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на научных конференциях: 'Оченне ИГИШ - Продовольственной программе" (Москва, ГЭ83 г.), "Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства,хранения и тр&аснортпрояш! продуктов питания" (г.Москва, 1984- г.), "Физиология семян" (дуианбе, ±988 г.), "Теоретическая и прикладная

карпология" (Кишинев, IS89 г.), Зекдународном симпозиуме по семенам (Новосибирск, ISS0 г.), Всесоюзном совещании-семинаре "Хранение сельскохозяйственных продуктов в регулируемой газовой среде" (Краснодар, 1990 г.). Отдельные результаты работы экспонировались на выставках 3£БК, Минвуза СССР и РС^СР, одна из разработок награждена дипломом I степени.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений, Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит 24 таблиц и 24 рисунков. Список литературы включает-isi наименовании, в том числе 53 иностранных.

Обзор литературы. Б обзоре литературы обобщены современные представления о сеиенах подсолнечника как объекте послеуборочное обработки и хранения, рассмотрены йизиолого-биохи-цическ^е процессы, приводящие к потере семенами жизнеспособности и сникзнии технологического качества, оценены современные способы послеуборочнои обработки и временного консервирования свезеубранных подсолнечных семян, включая хранение в низко кислородных газовых средах.

ЭКСШРИНЗНМЛЬНАЯ ЧАСТЬ

I. Объекты и методы исследования. Объектом исследования служили сенена подсолнечника: сортов - Передовик улучшенный, ЗНКИМК 6540, Юбилейный 80; гибридов-Почин, Авант и Венгерский, выращенных в OCX "Березанское" и на полях Всесоюзного научно-исследовательского института масличных культур (BHHEUK) ии.-иС.Пустовойта, г.Краснодар.

лабсратсрнпе исследования проводили на экспериментальных стендах для послеуборочное обработки и хранения семян в газовой срзде.

Газовые среды необходимого состава создавали путем смешивания газообразного азота и атмосферного воздуха, а тагеге использовали производственные калиброванные смеси заданного состава. Регулирование газового состава осуществляли путем периодическом продувки семейной иассы газовом средой. Состав газовой среды контролировали по углекислому газу и кислороду с помощью хроматографа лХЫ-72, газоанализатора ГХ11-Ю0, температуру - термометрами сопротивления.

Производственные испытания по хранешпо семян подсолнечника в низкокислородных газовых средах проводили в металлических силосных установках, смонтированных в 1986 г. на Краснодарском экспериментальной маслозаводе ;ГиО 'Ч'аслояирпроы". Источником га.зозои среди слукил технический азот (содержание - 0,5«), поставляема с Краснодарского кислородного завода.

Качество семян определяли в соответствии с действующими стандартами к общепринятыми методами исследования: отбор проб -ГОСТ 12033-85, влажность - ГОСТ 10653-64, лузхистость - Г0С2 х0855-61-, энергии прорастания и лабораторном всхожесть -ГОСТ 12088-65, аасялчпость - ГОСТ 10857-54, кислотное число -Г'иС'Г ^Ойби—77.

,.:;:знесяосо'5ность еемяя оценивали тетразолькым методом (..;е еду народные правила опенки качесгза семян, 1383), методом регистрации запедлеппоа лэшшесвевциж (ЗЛ) на фосфороскопе (¿есолова, Зеселозскил, 19о5), а тают по выходу ионов калия

о.

из сеыян в наружный водный раствор (Карташова, йаркарова и др., 1389

Сбдие липиды извлекали из семян модифицированным методой •З-опча смесью хлороформ: этанол в соотношении 2:1, Фракционный состав ляпидов сеыян определяли тонкослойной хроматографией с использованием денситоыетрии. Состав аирных кислот липидов определяли газояждйостнои хроматографией, первичные и вторичные продукты окисления липидов - по общепринятый в иаслокиро-вой промышленности методам (Рзсехин, Сергеев, IS77), содержание сушш токоферолов определяли с применением стабильного свободного радикала ДЙ1Г) по модифицированной методике Линова (Linov 1Ьо9).

Содержание этилового спирта в сеиенах определяли Яодоыет-ричесюш иетодои (Петров, 1965), активность кагалазы - титро-цетрическиы методом (Ауэрман, Попов, IS73), активность триаЦил глицероляииазы - модифицированным пирометрическим методом (Попов, йряхика, Роыанак, IS60), активностыротеолитических ферментов согласно Halde , Luisi , Palnieri, ISS6. ПОДГОТОВКУ образцов для электронной шкроскопии клаток неристеыатическоЯ зоны корнай 4-х дневных проростков семян проводили согласно Potanov , Krishnamurthy IS72, ЙОГОГрафИИ получены На

электронном микроскопе штдщ- ив.

Математическую обработку результатов исследований проводили по Грачеву (1979). Доспехову (1985), Малышеву (IS8I) с использованием ЭЗМ типа IBM PC.

х Жизнеспособность семян исследовалась совместно с к.т.п. Терешсинои С.Д.

2. Результаты исследования.

¿.I. Обоснование и выбор метода определения жизнеспособности семян подсолнечника при хранении в условиях кислотэодио-д недостаточности. Жизнеспособность семян находит свое отражение как в морфологической структуре, так и ¿¡ункциопальных проявлениях, выявляющихся при анализе биохимических, биофизических и физиологических процессов. Ьри отоы, физиологические процессы: зсхо'-иесть, энергия прорастания и сила семян выступают, как результирующие биохимических и биофизических процессов, происходящих в семенах. Для познания физиологических процессов и их регулирования, в нашем случае условиями низкокиглороднои газовой среды, необходимы наиболее полные сведения о биохимических и био,изическ1:х процессах, имеющее место в семенах.

При одинаковой продолжительности хранения восхожесть се-::ян з условиях гипоксии била всегда выие, чеы при доступе воздуха (табл.1). При определении -изнеспособиосги семян тетра-золькым методом, основанном на использовании восстановительно.! способности дегидрогеназ, было установлено, что независимо от сорта семян при одном и том ке сроке хранения з условиях газовол среди и воздуха при практически равнои всхожести, за-редиий семян окрашивались по-разкому. Среди зародыкеи семян, хранившихся в низкокислороднои газовол среде, был значительно меньший проценг теиноокрашенных по сравнению с зародышами семян, хранизпихзя при доступе воздуха. С увеличением срока хранения (более пяти лет) большая часть -.сизнеспособных семян полностью переставала окрашиваться гетразолоч (табл.1).

Таблица I

Оце нка ж з не сп о с о б ко с ти семян подсолнечника после хранения в низкокислородной газовой среде и при доступе воздуха

Сор г семян

Содер-"Продол хание .нигель-Оо в ччость

среде хра^-

Оценка в схода-'Акти в'Выход "Замед-

сти.>_ ность ионов .ленная

_„ „„ „„ : ката-: калия * лишне-

тег!-" раске" лмы' в Рас-:сденцю расга- раске . ;твор. чел.еп

золой

10 !'/".

.:Н2°2г:100 се. !с.в. : мян .'

Передсвлк 1-2 I 97 97 160,0 60,6 39,8

Улучшенный 21 95 85 154,3 62,0 40,1

1-2 5 95 94 159,4 64,8 36,0

21 94 94 161,0 68,1 39,2

— 1-2 II 77 33 131,1 100,7 114,2

21 34 68 86,2 142,1 108,2

ВНШШ-80 1-2 I 87 87 137,8 79,5 68,7

а 80 82 114,5 88,9 96,7

ВШШ 6540х 1-Е 10 57 17 139,4 128,8 102,7

21 37 40 122,8 135,0 110,3

Jl_ 1т2 II 71 22 166,0 103,8 121,2

21 19 31 74,3 169,0 130,4

х Семена различных лет урояая

9.

Подобный факт ыояно объяснить снижением общей дегидрогеказ-ной активности семян в условиях гипоксии(Каргашова,Гусев,Те-решкина и др.,1990), что приводит к снижению восстановления солей тетразолия и искажению результатов, отражающих аизне-способность семян.Проведенная оценка жизнеспособности семян по активности каталазы показала, что в пределах сорта активность зтого фермента была несколько ниже у семян, хранив-нихся на воздухе и имевших более низкую всхозесть, чем при хранении в газовой среде (табл.1). Подобные результаты были получены и при изучении активности кислых протеиназ в семенах подсолнечника в зависимости от их жизнеспособности (табл.2).

Таблица 2

Протеолитическая активность гибридов подсолнечника

Почин_' Венгерскии_ Авант_

Всхо- 'Прогеоли-: Всхо- 'Прогеоли-:Всхо-Т1ротеоли яесть,: тическая же.сть, тическая яесть,тическая /<> . актив- : > ¡актив- : 'актив-• ность, .ность, . .ность,

: усл.ед. : 'усп-ед. : ' усл.ед.

Исходные семена 92 2,8 92 3,7 89 3,2

Газовая среда 79 2,3 60 3,4 50 2,9

Воздух 60 1.7 50 1,7 30 1,3

Потеря семенами зсизнэспособности связывается с нарушением избирательном проницаемости биомембран для клеточных метаболитов, что подтверждается интенсивным выделением из ненизнеспособ-

Условия хранения

них сеыян различных электролитов (Роберто, К72). В нашей случае проницаемость мембран оценивали по выходу из семян ионов калия в наружный водный раствор (табл.1).

Более высокому уровни всхожести соответствовал меньший выход из секяи электролита калия. Данная закономерность проявлялась более наглядно по мере увеличения продолг:ительности хранения и разницы зо всхогсести семян. уровнем жизне-

способности сеыян и выходом из них ионов калия установлена прямолинейная корреляционная зависимость ( Х-- 0,79).

Полученные результаты позволит предположить, что в условиях пошгаенлого содержания кислорода уменьшается окислительная деструкция биомеабран и в результате этого дольше сохраняется жизнеспособность семян.

О лучшей сохранности биомембран у семян, хранившихся в низкокислородной газовой среде и имевших более высокую всхожесть, свидетельствуют полученные нами результаты по замедленной люминесценции, характеризующей степень гидратации биополимеров (табл.1). При иаруиеник проницаемости биомембран происходит потеря воды клетками, что сказывается на уровне свечения семян. Свечение семян, значительно снизивших свою всхожесть, почти в 2-3 раза превышало свечение нежизнеспособных семян. Между всхожестью семян и уровнем ЗД показана прямолинейная коррелационная зависимость ( 2" -- 0,75).

Следует отметить, что семена 5-ти летнего срока хранения при одинаковой всхокести в условиях доступа воздуха имели больший уровень ЗЛ, чем хранившиеся в низкокислородной газовой среде. 3 последующие годы хранения первые

интенсивно теряли всхожесть, а у вторых она в значительной степени сохранялась.

Очевидно, ЗЛ отражает изменения в свойствах биополимеров, которые предществуют снижению ростовых.процессов. Это было подтверждено результатами развития проростков из таких семян. Гак, средняя длина корпел проростков из семян 5-ги летнего хранения в условиях гипоксии составила 3,2, а у семян воздушного варианта хранения - 2,1 см.

На основании результатов оценки жизнеспособности семян по выходу ионов калия в водныл раствор и по интенсивности ЗЛ мохно сделать вывод, что более высокий уровень всхожести семян, хранившихся в условиях низкокислородной газовой среды, обуславливается лучшей сохранностью клеточных биомембран.

Ьти показатели, помимо всхожести, могут быть использованы для оценки жизнеспособности семян, хранившихся в условиях понизанного содержания кислорода. Для семян длительно хранившихся з условиях низкокислородной газовол среды мы ке рекомендуем использовать топографический тетразолькый метод.

2.2. Изменение характера метаболических процессов в Семена;: подсолнечника при хранении в условиях низ ко кисло род ной газовол среды. При хранения сеияк подсолнечника повшеппо'Л влажности в низкокислородной газовой среде имеет место их консервирование, 'благодаря пониженному содержанию кислорода, что сопровождается некоторыми изменениями метаболических процессов, связанных с липидньш комплексом хранящихся семян.

Дефицит кислорода в окружающей семена атмосфере приводит к сии:кениго интенсивности перекнсногс окисления липидов.что сио-

собсгвуег стабилизации фракционного и кирнокислотного состава липидвв, существенному замедлении роста кислотных и перекисных чисел. В результате тормоясения окислительных процессов в условиях гипоксии наблюдается уменьшение накопления первичных и вторичных продуктов окисления липидое, сохранение на более высоком уровне природных антиоксидантов - токоферолов (К), антирадикальной активности (АРА) (тао'л.З).

Таблица 3

Окисление липидов семян подсолнечника при хранении*

Содерка-ние Ог в

среде хранения, * аб.

Влаз-.Всхо- Пере- Пока- Пока-ность-кесть ¡кисное:затель:затель сеиян^сецян, .ч^сло, Д2зо ^272

Содерза ние,токоферолов^ иг, >

АРА, мг.экв

Исходные семена

21 6,5 96 0,030 0,76 0,14 91,I 0,122

При хранении (t- 20°С, '£"= 30 су т.)

21 13,5 63 0,043 1,25 0,11 80,1 0,109

1-2 13,5 82 0,048 0,91 0,15 83,4 0,111

Снижение уровня окислительных процессов в липидном комплексе семян в условиях гипоксии обеспечивает лучшую сохранность клеточных бяоыембран. Стабилизация биомембран семян в

х Данные получены совместно с к.т.н. Терешкиной С.Д.

низко кислородной газовой среде способствует более длительному сохранению семенами высокой жизнеспособности.

В то же время, в условиях недостатка у семян повышенной влажности активизируется анаэробный путь дыхания, что сопровождается выделением токсичных продуктов их жизнедеятельности, отравляющих зародыш и снижающих жизнеспособность семян.

Между вхожестью семян, хранившихся в низкокислородной газовой среде и накоплением в них конечного продукта анаэробного дыхания - этилового спирта получана тесная прямолинейная корреляционная зависимость <-0,79).

Статистической обработкой экспериментальных данных установлено, что на интенсивность накопления С^Н^ОН в семенах,наряду с влажностью и температурой, существенное влияние оказывает концентрация в газовой среде (рисЛВ).

Экспериментально установлено, что снижение концентрации в газовой среде ниже 2,0>» интенсифицирует процесс анаэробного дыхания хранящихся семян повышенной влажности. Это приводит к резкому возрастании содеркания этилового спирта в семенах, а следовательно снижению их жизнеспособности, йсли для семян повышенной влажности в условиях низкокислородной газовой среды происходит активация спиртового брояения, то при хранении сухих семян имеет место активация пентозофосфатного пути (ПЯ1) дыхания. Рядом авторов было установлено, что у семян, хранившихся в условиях гипоксии, снижена активность дегидро-геназ цикла Кребса и повьтаена активность глюкоэо-6-фосфатде-гидрогеназы (Г-6-ФДГ) - фермента первой стадии пентозофосфатного пути обмена (Карташова, Лебедева, Терешкина, 1984).

О снизэдии общей дегидрогеназной активности, где основной вклад принадлежит дегидрогеназам цикла Кребса, у семян,хранящихся в низкокислородной газовой среде, свидетельствуют и наши данные, полученные при оценке жизнеспособности тетразояьным методом (табл.1).

Активация Пй1 в условиях гипоксии приводит к повышению жизнеспособности семян, за счёт накопления восстановителя НАД* Н,}, используемого на биосинтетические процессы при прорастании семян.

Преимущества хранения семян в условиях низкокислоро.цной газовой среды сказывается и на дальнейшем развитии проростков. ;,1еристематические клетки корней 4-х дневных проростков из семян многолетнего хранения в условиях пойманного содержания кислорода, обладали внсокой функциональной активностью. Это выражалось в частой встречаемости органелл, в частности,хорошо развитых митохондрий, диктиосоы, многочисленной сети каналов эндоплаэыаткческого ретикулуаа. ¿ля клеток корней проростков, полученных иг семян воздушного хранения, характерна разреженная цитоплазма, визикуляция мембран, экранирование" практичэски всей структуры клетки липидными каплями, наличие фрагментов разрушенных органоидов, что свидетельствует о их низкой функционально,! активности.

2.3. Влияние условии хранении, исходного качества и сортовой принадлежности семян подсолнечника на их жизнеспособность и технологические показатели. В реальных условиях хранения семена подвергаются одновременному воздействию переменной температуры окружающей среды, изменяющейся в течение суток и в зависимости от времени года, относительной гласности газовой

среды, влияющей на влажность семян из-за их гигроскопичности. Кроме агого, за счет дыхания семенной кассы изменяется газовая атмосфера, окружающая семена. Семена, составляющие партию, поступающую на хранение эсегда разнокачественны. Они могут иметь из-за разнокачествеиности различную начальную влазность кислотное число масла з сеаеиах, различную глзне способность и прочее. Знание характера воздействия основных факторов, влияющих на качество семян, позволит установить границы их неблагоприятного воздействия и прогнозировать сохранность се-нян при хранении.

Температура. влажность семян, концентрация Оп в меясемен-нол атмосфере. Для определения зависимости У-^-^Щ '¿](1) где: У - показатель определяющий качество семян;

£ - температура хранения, °С;

IV - ютакшсть семян, ("02) - концентрация кислорода в газовой среда ,/•> аб. (С0,>$ 1,0'& - продолжительность храпения, (сутки) пользовались "строгой рандоадзацией".

Статистическая обработка экспериментальных данных показала, что все исследуемые факторы при хранении семян подсолнечника значимы. Однако, наибольпее влияние на сохранность семян подсолнечника оказывает температура и влажность семян. Злияние концентрации Ог> (в исследуеы>м диапазоне от 0,5 до достоверно, но выражено несколько слабее.

Обработка экспериментальных данных многофакторного модельного опыта позволила получить частные зависимости качественных показателей семян подсолнечника от исследуемых факторов (рис..Х). Понижеьие температуры хранения до 15°С при-

А.

В.

•Ои

ас 0,12

см

С-Э

ш 0,10 зс

Щ 008

о.

:0.0б 0,04

и

си

6

3 1,5

сэ 2Е

2 \м

о <

и

1.2

А

У

у /

А—' о— _ К

10

12

И, %

и

18 С

Рис.1. Частные зависимости показателей качества семян от температурь: (А), влажности семян (Б),содержания кислорода в атмосфере хранения (3)

I. - всхожесть,

2 - кислотное число, мг КОЙ

3 - содержание С^НдОН,

Б

водит к значительному снижению интенсивности анаэробного дыхания и накоплению этилового спирта, что обеспечивает сохранение сеыенаки, высокой жизнеспособности. Благоприятно сказывается понияениз температуры на сокрайность технологического качества. При атом резко снижается интенсивность гидролитических процессов и замедляется прирост кислотных чисел семян (рис.1Д.).

Существенное влияние на хианеспособность и технологической качество семян при хранении в низкокислородной газовой среде оказывает их влааность (рис.ДБ). В семенах с влажностью до 12,за счет снижения интенсивности накопления С^Н-ОН, всхожесть сохраняется на более высоком уровне. О лучшей сохранности жизнеспособности таких семян свидетельствуют более низкие значения показателей, характеризующих состояние биомембран: выхода конов калия в наружный раствор и величины интенсивности заме дленной люминесценции. В этих условиях снижается и интенсивность гидролитических процессов, о чем свидетельствует незначительный прирост кислотного числа в семенах с влажностью до 12^.

Оптимальное содержание кислорода в газовой среде, обеспечивающее высокую сохранность жизнеспособности семян составляет 2-3 аб. (рис.13). При данных концентрациях 0^ резко снижена интенсивность анаэробного дыхания и накопление С^Н^ОК незначительно. Математическое описание процесса хранения семян подсолнечника з низкоютслородноЯ газовой среде з виде произведения частных функций от значения исследуемых факторов имеет следующий вид:

и №,ЯО-ежр(-ОА!■ Ю%)Я37,6Нлр(-0^Ш(96,51-0где).

(О! а ,з ГПГП-П'УА- 1П"V//.ч-МЧ/ПЛ'- 7 ; (

у.;

[0,01-(О?,-10 'ЧОлУО^оЮ'НО:^ 1

а-07 г; = . (/Д-Орньи,п-Ю'Ч■)й56-0,1*<-0.5Ы;*>)(152 //7,) с'1">) . ,5) {т)ъ {{062 + 0.0{5ту1 >

К' 0.92', ¿я -Я3.5

где: У^ - зсхо:.-:есть семян,'»;

- кислотное число, кг КОК

Адекватность уравнений экспериментальный данным подтверждена коэффициентом множественной нелинейной корреляции/^ и его значимости//? для ЭЗ'" уровня достоверности. Полученные уравнения были использованы для расчета допустимых сроков хранения подсолнечника семенного и технологического назначения в широком диапазоне изменения внешних факторов.

Сортовая я гибридная принадлежность семян. Многочисленные литературные данные свидетельствуют о том, что в пределах одного вида семена различаются по способности сохранять жизнеспособность при хранении в условиях свободного доступа воздуха. Нами проведены сравнительные исследования по хранению сортового подсолнечника - Передовик улучшенный и гибридных семян - Почин, Венгерский, Авант повьшенвдЗ влажности в низкокислородной газовой среде.

Результатами дисперсионного анализа полученных дап:лк 3:.ла установлена достоверность влияния сортовой принадлежности на сохранность качества семян при хранении в низкокислородной газовой среде. Статистическая обработка результатов показала различную устойчивость семян к повыпенным температурам хранения. При этом, наибольшую устойчивость в сохранении сеыеиных (Н.СР . Э,0>") рис.2 и технологических (КСР0| 0,2 ит КОН) достоинств

(рис. 3), з условиях повышенных ге^изратур проявляют сортозке селена передовик: улучшенный, а среди изученных гибридов - Почин.

Исходное кислотное число масла в сече:; ах. Как известно, технологическое качество семян подсолнечника, при хранении в условиях свободного доступа воздуха во многом определяется исходная кислотным числом масла в семенах. В связи с разнокачественностьы по величине кислотного числа масла загоговляеыьх партий семян, пи исследозали хранение подсолнечника повышенной влажности с различные начальный гаслотныы числоы в низкокисяородной газозо : ерэде (О,. - 1,5-о,0/-; С0о:$ 1,0/-', остальное —Яг ).

Как следует из полученньзе данных в условиях пониженного содержания интенсивность окислительных и гидролитических процессов с Липецком комплексе- семян повыше иной влажности определяется их исходный качеством, оцениваемым показателем кислотного числа пасла в семенах (табл.4).

Таблица 4

Изменения липидг.ого комплекса семян подсолнечника при хранении

Продолжи-:Темпера- :Лислот-телыюсть .т; ра хра-.ное чис-хранеимя, "нения, -ло, иг сут. : ог : КОН

Триацил-:Непредельные глицеро- жирные кисло-лы (ТАГ)-.ты в составе >•> . ТАГ. >»

Сумма то-ко^еролов, мг ~*>

]с18:1' С18:Е

24

10

30

0,8 3,7 0,9

3,0 21,1

97,7 93,5

37.0

90.1

96,3 85,0

20,0 64,6

18,6 53,8

20,0 61,8

17,8 49,6

19,8 53,9

17,0 37,4

83,9 58,7 78,9 50,2

67,0 36,7

100 80

I—

си

ш 70 *

§ 60

сэ

со

эО 40

СП ИСХОДНАЯ ВСХОЖЕСТЬ

Ш ПРИ 11=20<*С НСР05=9,0/О

Передовик Гибрид Улучшенный Венгерский

Гибрид Почин .

при 1=зо° с

Гибрид Двлнт

Рис.а. лзиешние зсхохзсти сеь:яп сортов и гибридов подсолнечника в завгсшостк от температури хранеш!я в ннзкокислороднол газово.1 сре^е

2.4 2.0

1,6 "сэа

I—■ е

и

сэ _

2= 04

□ 5 СУТОК И 15 СУТОК £2 25 СУТОК НСР05 = 0,2 мг КОК

Передовик Улучшенный

Гибрид Почин

ГИБРИД

Венгерский

Гибрид Авант

Рис..2. прирост кислотных чисел сортов и

сешш подсолпзч.шка :;рз :срекз:гаи и шзкс-кислсродшЛ газоьол сродз* ( и'-лг.и',

'6 - С;; ТС К'

Хранение сешш с повышенным зпаче ¡шеи кислотного числа сопровождается более резким ростом кислотных чисел, значительным снижением содержания ненасыщенных жирных кислот в составе триа-пилглицеролов, в первую очередь С^-ц.^ и токоферолов. Повышение температуры еще более интенсифицирует эти процессы (табл.4).

Результатами дисперсионного анализа показано, что влияние показателя исходного кислотного числа масла в семенах на результативный признак составляет более 60?". Поэтому на хранение в низкокислородную газовую среду следует закладывать семена высшего и первого классов по кислотному числу масла.

2.4. Качество семян подсолнечника после консервирования в низкокислородной газовой среде при последующем хранении. Выявленные изменения характера дыхательного газообмена и уровня ли-ьог.итических процессов в семенах при зреыенком консервировании ;:х Еизкокислородкши газовыми средами обусловило необходимость изучения влияния консервирования на качество семян подсолнечника при последующем хранении после тепловой сушки.

Результаты исследования показали, что тепловая супка не изгоняла семенные и технологические показатели подсолнечника,про-кодшего консервирование в низкокислородной газовой среде.При хранении в сухой состоянии практически не происходило ухудшение качества семян. Семена, прошедшие консервирование з условиях низкокислородной газовой среды, в пределах допустимых сроков сохраняли свои посевные свойства на уровне не ниже И класса, а технологические достоинства на уровне I класса в течение 12 месяцев.

2.5. Спнтно-промыплзнное хранение семян подсолнечника в газовых средах с повышенным содержанием азота. Производственная проверка технологии хранения семян подсолнечника в газовых средах с повышенным содерханиеи азота осуществлялась по релешш Гос-

плана и Госагропрома СССР. По заключению института питания Л;,Ш качественные показатели средних проб насел, полученных из семян подсолнечника сорта ЗНЕйОДС 80, влажностью 12,3^, хранившихся в течение 60 суток з низко кислородной газовой срэде удовлетворяли требованиям ГОСТ 1129-73 на лицевое масло подсолнечника нерафинированное и соответствовали выше ну сорту.

Исследования, проведенные на семенах подсолнечника сорта ¿."билейшл-ёО, влажностью IIподтвердили возможность использо = вашгя низкокдслороднол газовой среды для хранения подсолнечника посевного назначения при пониненаас температурах. 1юсле хранения в течение 60 суток при температуре ¿-10°С опытные семена не уступали пс свои:л посевным качествам контрольный образца:.:,хранивпим-ся на складе в соответствии с ГОСТ 9576-84.

Результаты научяо-производствеыюл проверки технологии хранения в газовол среде с повыкенпь- содерланиеп азота показали технологическую эффективность временного хранения сзеаеубранных се-млн подсолнечника и подтвердили рассчитанные на основе полученных уравнений сроки безопасного консервирования подсолнечника семенного и технологического назначения,

Зесь кошлекс проведенных экспериментальных исследование позволил обосновать преилудасгаа хранения семян подсолнечника в низкокислородкол газовой среде и дать конкретике рекомендации хранения с учетом цехового качества, сортозол и гибридной принадлежности сзаяк, которке изложены в "Экспериментально:.: технологической рзгла:.:еи?е по технологии -сранакия сеилН подсолнечника в регудирешл газовол ерздз с повыаеннык содержанием азота".

ЭкоиэлическлЗ э^лекг в расчете на I т сешш,росспитанннЗ в цеках,дзЛстдозавпк:} на 1.01.90 г. составляет .¿¿,<6 руб.т семян.

выводы

1. еиэиолого-биохимичесгаии анализами и технологическими исследованиями дано обоснозаше технологии послеуборочной обработит сортовых и гибридных семян подсолнечника с использованием кизкокис-лсродной газовой среды при временном и длительном хранении.

2. >'.и з не способность семян з условиях пониженного содержания кислорода сохраняется на более высоком уровне по сравнению с сеые-наки, хранившимися в условиях свободного доступа воздуха, что было выявлено при анализе биохимических, биофизических и физиологических процессов.

3. В условиях пониженного содержания кислорода в среде хранения в меньшей степени повреждаются мембраны сеыяя и как следствие этого наблюдается более низкий уровень замедленной люминесценции, меньший выход в нарушай раствор электролита калия по сравнению с семекаш, хранившимися при доступе воздуха. Данные показатели йогу т быть использованы при оценке жизнеспособности семян,хранящихся в низкокислородной газовой среде.

4. Обоснована непригодность использования топографического тетразояьнсго метода для оценки низ неспособности семян подсолнечника длительно хранящихся в условиях гипоксии.

5. Мери с тематические клетки корней проростков подсолнечника, длительно хранившихся в кизкокислородной газовой среде более насыщены структурными элементами, обуславливавшими биосинтетические процессы по сравнению с клетками корней проростков из сешш,хранившихся в условиях свободного доступа воздуха.

6. Наибольшее влияние на сохранение семенами жизнеспособности оказывает температура и влажность семян, влияние концентрации Од, в диапазоне его изменения от 0,5 до 4,0% выражено слабее (при С02 1,0*).

7. Установлена достоверность влияния сортовой принадлежности на сохранность семенных и технологических достоинств подсолнечника в условиях низкокисд'ородной газовой среды. При этом, наибольшую устойчивость в условиях повышенных температур проявляют сортовые семена - Передовик улучшенный, а среди изученных гибридов - гибрид Почин.

8. Сохранность технологических показателей подсолнечника при консервировании с использованием низкокислородной газовой среды зависит от исходного качества семян. Целесообразно консервировать в газовой среде подсолнечник высшего и первого классов.

9. Получены математические зависимости, описывающие изменения семенных и технологических показателей подсолнечника при консервировании семян в газовой среде, позволяющие прогнозировать состояние семян в зависимости от условий хранения и исходного качества.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Терешкина С.Д., Якушева А..А., Надыкта В.Д. Злиякие состава газовой среды на некоторые биохимические процессы в сзаеках подсолнечника : Тезисы докладов к ВНК "Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства,хранения и транспортировки продуктов питания". - .\1., 1984, с.22.

2. Якушева A.A., Терешкина С.Д., Туманова A.B. Влияние С02 на качество семян подсолнечника при хранении: Тезисы докладов к ВНК "Разработка и совершенствование технологических процессов, машин и оборудования для транспортировки и хранения продуктов питания". - ¡Л., IS87, с.20.

3. Якушева A.A., Кадыкта В.Д., Терешкина С.Д. и др. Влияние инертного компонента газовой среды на ¿¡изиолого-биохимические процессы в семенах подсолнечника при хранении Ред.журнала "Известия вузов. Пищевая технология". - Краснодар,IS87. - 6 с. Рук.дед. в ЦНШТЕИ хлебопродуктов 20.04.87, .VI 766 - хб 87.

4. Терешкина С.Д., Якушева А..А., Карташова Е.Р., Сыроедов В.И. Липидный комплекс самян подсолнечника, хранящегося в условиях регулируемой газовой среды. - Сб.физиология семян. Формирование, прорастание, прикладные аспекты. Изд."Дониш", Душанбе, 1990,

с.387-320.

5. Карташова Е.Р., "ерешкина С.Д., Якушева А.А. Некоторые физиолого-биохимические процессы, лежащие в основе сохранения зсизнеспособности семян подсолнечника за счет условий гипоксии: Тезисы докладов к ВНК по прикладной и теоретической карпологии.-Кишинев, 1989, C.I2I-I22.

6. Карташова Е.Р., Маркарова В.Н., Терешкина С.Д..Якушева А.А. Об оценке жизнеспособности семян подсолнечника, хранившихся в условиях регулиремол газовой среды. - Сельскохозяйственная биология, 1989, X! 3, С. 129-134.

7. Надыкта В.Д., Серегин В.П., Якушева А.А. и др. Влияние сушки в регулирэмой газовой среде на качество семян подсолнечника Ред.журнала "Известия вузов. Пищевая технология". - Краснодар, 1939, - 10 с. Деп. в АгроНШТЗИ пищепрома 7.02.89 '

!,: 2013 пиц.

8. Tereskina S.D., Kartashova H.R., Jakousheva А.Д., Syro-edov V.J./ Directed change of oxidative and lipid metabolism of seeds to preserve their quality - 8th International Biotechnology Symporium, Paris, 1988, Abstract book, p.259.

9. Kartashova H.R., Tereskina S.D., Jakousheva A.A. Retention of germinating ability.ofsunflover seeds during storage due hipoxia conditions. JSTA/USSR Seed Symposium, Novosibirsk, 1990, Abstract of papers, p.9-10.

Г

Подписано к печати -P.0b.9гг. Тир. ¿ОС экз. Зак. Р4 :„и "Агро-Ишнт"