Материал: Рогожин В.В., Рогожина Т.В. Биохимия сельскохозяйственной продукции

17.5. Корнеплоды

накапливается каротина, который обусловливает их окраску в оранжевокрасный цвет. Особенно богаты питательными веществами корнеплоды сельдерея, содержащие воды до 86,1%, сахарозы — 4,5, целлюлозы — 1,8, моно- и олигосахаридов — 3,2, зольных элементов — 1,1%, а также калия — 321 мг%, кальция — 66, фосфора — 115, железа — 0,5 мг%. В листьях сельдерея от 9,7 до 17,3% сухого вещества, сахарозы — 0,6…1,4%, белков — 2,0…2,8, эольных элементов — 1,4%. Содержание витамина С в корнеплодах сельдерея составляет 30,0 мг%, а каротина — 7,0 мг%.

Вкормовой свекле количество сахарозы может колебаться от 6 до 14%,

встоловой — 5…13, в моркови — 5…12 %. Содержание моносахаридов у этих корнеплодов не превышает 0,3…1,3%. Корнеплоды репы содержат 5…7% моносахаридов и всего 1…2% сахарозы. В корнеплодах зрелой свеклы количество крахмала очень мало — 0,06…0,1, а моркови — 0,2…0,8%.

Очень мало содержится в корнеплодах и азотистых веществ (0,05… 0,25%). Основными азотистыми веществами корнеплодов являются белки и аминокислоты. При этом на долю белков приходится 40…60% общего количества азота, а аминокислот — 20…30%.

Кроме того, корнеплоды богаты витаминами. Особенно много каротиноидов содержится в моркови, где их количество доходит до 10…12 мг%. Корнеплоды богаты аскорбиновой кислотой, количество которой составляет в моркови около 10 мг%, в кормовой свекле — 3…6, в столовой свекле — 5…10 мг%. В редисе, репе и редьке содержание витамина С может составлять 20…30 мг%.

Вкорнеплодах также очень мало зольных элементов. Так, в моркови, кормовой и столовой свекле их 0,9…1,3%, а в сахарной свекле — 0,5…1,8%. Причем в зависимости от условий выращивания состав зольных элементов может сильно изменяться. В золе корнеплодов больше всего содержится натрия. У редьки и редиса в корнеплодах особенного много накапливается минеральных солей, в частности калия, кальция, магния, фосфора, железа и др. Редька и редис содержат в корнеплодах эфирные масла.

17.5.2.Особенности распределения сахаров, азотистых веществ и витаминов в различных частях корнеплодов

Углеводы распределяются в корнеплодах неравномерно. Так, в корнеплодах сахарной свеклы максимальное количество углеводов накапливается в широкой части корня — шейке, тогда как в головке их содержание минимально. Среди моно- и олигосахаридов в корнях сахарной свеклы 80…90% составляет сахароза. Кроме сахарозы в корнеплодах присутствует небольшое количество мальтозы и раффинозы. Суммарное содержание глюкозы и фруктозы в корнеплодах сахарной свеклы составляет не более 1%.

333

Глава 17. Биохимия растительных продуктов

У турнепса, брюквы и моркови на поперечном срезе корня имеются два кольца, образованных сосудисто-проводящими пучками, что связано с первичным и вторичным строением корня. У свеклы формируются 10…12 колец за счет деятельности нескольких сменяющих друг друга камбиальных колец, образующих сосудисто-проводящие пучки. Между кольцами образуется паренхимная ткань, в клетках которой откладывается основная масса моно- и олигосахаридов. Концентрирование биогенных соединений (аминокислот, белков, нуклеиновых кислот) происходит преимущественно в запасающих тканях корнеплодов, достигая максимума

внаиболее широкой части корня между периферической и центральной частью. Минимальное количество углеводов содержится в головной части корнеплода. В корнеплодах моркови больше углеводов накапливается на наружных (флоэмных) тканях и меньше — в центральной части.

Пектиновые вещества откладываются в клеточных стенках корнеплодов, содержание которых может составлять 0,2…2,0% массы корня. В основном пектиновые вещества корнеплодов представлены протопектином, присутствие которого способствует повышению их питательной ценности. Содержание клетчатки в свекле очень ограничено и составляет около 1 %, а в моркови — 1,5…2,0 %. Больше всего клетчатки свеклы находится

вголовке и собственно корне, а у моркови — в сердцевине корнеплода. Очень богаты питательными веществами листья и корнеплоды крас-

ной столовой свеклы. Корнеплоды свеклы содержат воды 87,6 %, белка — 1,2, углеводов — 9,3, моно- и олигосахаридов — 6,3, зольных элементов — 0,9%. Красный цвет корнеплодов свеклы обусловлен присутствием красящих веществ бетаина и антоциана. Последний накапливается в корнеплодах в количестве 50…145 мг%. В листьях свеклы содержится до 39 мг% аскорбиновой кислоты и до 2,4 мг% каротина.

17.5.3.Биохимические процессы при созревании и хранении корнеплодов

Накопление биогенных соединений в корнях и рост корнеплодов начинаются после формирования всех элементов их синтеза. Процесс созревания корнеплодов сопровождается активацией процессов синтеза белков и активным делением клеток. При этом происходит аккумуляция воды и синтез моно- и олигосахаридов. Содержание последних возрастает в период созревания корнеплодов в 2…3 раза. В молодых корнеплодах количество моносахаридов, в основном глюкозы и фруктозы, превышает содержание сахарозы в 5…10 раз. Это обусловливает протекание преимущественно анаболических процессов. При этом недозревшие корнеплоды накапливают большее количество азотистых веществ по сравнению с со-

334

17.5. Корнеплоды

зревшими. По-видимому, это обусловлено изменением направленности ассимиляционных процессов, которые способствуют образованию и резервированию в корнеплодах олигосахаридов, в частности сахарозы.

Впроцессе созревания снаружи корнеплод покрывается покровной тканью-пробкой, внутрь от которой располагаются лубяная (флоэма)

идревесная (ксилема) части корнеплода, состоящие главным образом из запасной паренхимы, богатой питательными веществами.

По внутреннему строению корнеплоды разделяют на три типа: моркови, редиса и свеклы. У корнеплодов типа моркови (морковь, пастернак, петрушка, сельдерей) питательные вещества откладываются главным образом во вторичном лубе, расположенном под пробкой. Поэтому лубяная часть у корнеплодов этого типа занимает большую часть корнеплода. Внутренняя часть корнеплода — древесина (сердцевина) — беднее питательными веществами, слабее окрашена, имеет больше одревесневших клеток. При этом, чем меньше удельный вес сердцевины, тем питательнее корнеплод. У корнеплодов типа редиса (редис, редька, репа, брюква) питательные вещества откладываются в древесной части корнеплода, которая занимает главную его массу, а лубяная часть развита слабо и плотно прилегает к кожице. Для корнеплодов типа столовой свеклы (свекла столовая, сахарная) характерно чередование более темных (лубяных)

исветлых (древесных) колец мякоти. Последние беднее питательными веществами и имеют больше одревесневших элементов.

Впериод созревания корнеплодов в них накапливается индивидуальный состав биогенных молекул. Кроме того, они приобретают свойственные им форму и размеры, которые определяют их пищевую и технологическую ценность. Так, корнеплоды моркови различаются размером, окраской, формой, величиной, химическим составом, вкусовыми данными, лежкоспособностью. Лучшими считаются сорта с малой сердцевиной, ярко окрашенной мякотью. Созревшие корнеплоды моркови имеют удлиненную форму: цилиндрическую, коническую, веретенообразную, с тупым или острым концом. Окраска корнеплодов моркови может быть оранжевой, желтой, фиолетовой и красной, что определяется количеством и составом каротиноидов.

Корнеплоды редиса в процессе созревания приобретают специфические вкус и запах, которые обусловлены наличием горчично-масляных гликозидов. При этом корнеплоды редиса могут приобрести различную форму (округлую, овальную, удлиненную) и окраску (белую, розовую, красную, фиолетовую). По срокам созревания корнеплоды редиса могут быть ранние, средние, поздние.

Корнеплоды брюквы в процессе созревания приобретают плоскую или цилиндрическую формы, с белой или желтой мякотью. Основным каротиноидным пигментом брюквы является микопин.

335

Глава 17. Биохимия растительных продуктов

Вкорнеплодах сельдерея накапливаются сахара, в том числе многоатомный спирт маннит, клетчатка, минеральные вещества. Специфический аромат сельдерея обусловлен эфирными маслами. В корнеплодах сельдерея в процессе созревания накапливаются никотиновая и пантотеновая кислоты, а также флавоноиды (апин, кверцетин, лютеолин).

Вкрасной свекле накапливается бетанин, окрашивающий корнеплод

вфиолетовый цвет. Мякоть свеклы в процессе созревания становится сочной, т. е. накапливает много воды. Содержит мало клетчатки, но много сахаров, в основном сахарозу (до 8%). В корнеплодах свеклы накаплива-

ются яблочная, щавелевая кислоты, витамины С, В1, В2, Р, РР, фолиевая кислота.

После сбора урожая часть корнеплодов сразу реализуется, часть идет на переработку, а значительное количество закладывается на длительное хранение. При хранении в корнеплодах преобладают катаболические процессы, протекание которых сопровождается распадом олигосахаридов до моносахаридов, часть из которых расходуется для поддержания дыхательной активности клеток. Расход пластического материала зависит от сроков и условий хранения корнеплодов. Содержание углеводов может понижаться на 1…3%. Кроме того, во время хранения происходит распад белков, разрушение клеток паренхимы и отмечается значительное снижение в корнеплодах воды. Эти изменения отрицательно влияют на качество продукции. Наиболее благоприятной для хранения овощей является температура 1 °С при относительной влажности воздуха 85…90 %.

17.5.4.Влияние природно-климатических условий, орошения и режима питания растений на накопление сахаров, витаминов и азотистых веществ в корнеплодах

На качество созревающих корнеплодов оказывают влияние факторы среды. Установлено, что в северных районах корнеплоды меньше накапливают углеводов, чем на юге. Причем эта разница может доходить до 2…3 %. Кроме того, при культивировании корнеплодов в северных районах у них изменяется и качественный состав углеводов. При этом в первую очередь понижается содержание сахарозы. Это обусловлено климатическими условиями северных районов, характеризующимися более коротким летом и ранними заморозками, сокращающими сроки вегетации корнеплодов. В результате корнеплоды не успевают созревать и поэтому их собирают недозрелыми, что обусловливает низкое содержание в них углеводов. Следует отметить, что в северных регионах почвы бедны азотом и фосфором. Низкое содержание влаги как ограничивает

336

17.5. Корнеплоды

рост и развитие вегетативной массы растений, так и сдерживает формирование полноценных корней. Однако и избыточная влажность почвы ухудшает качество корнеплодов.

Положительное влияние на созревание корнеплодов оказывает внесение удобрений. Особенно значительные результаты получены при использовании фосфорных удобрений. Так, под действием фосфорных удобрений сахаристость корнеплодов может повыситься до 12…16 %, а урожайность увеличиться в 2,0…2,5 раза. Кроме того, использование фосфорных удобрений может снизить содержание в корнеплодах азота, влияющего на выход сахарозы при переработке корнеплодов.

Внесение в почву азотных удобрений повышает урожайность корнеплодов, но их избыточное содержание может понизить количество сахарозы в корнях. При избытке азота ухудшаются технические показатели корнеплодов, отмечается понижение количества сахарозы в конечном продукте и увеличение ее потери в мелассе. Калийные удобрения способствуют повышению содержания сахарозы в корнеплодах. Эти удобрения наиболее эффективны на легких почвах. Следует отметить, что значительное повышение качества корнеплодов наблюдается при некорневой подкормке в сочетании фосфорных и калийных удобрений, особенно в период созревания корнеплодов. Эффект от внесения удобрений может возрасти, если это осуществляется на орошаемых землях в южных районах.

При выращивании столовых корнеплодов необходимо строго следить за содержанием азотных удобрений в почве, которые могут накапливаться в корнеплодах в виде нитратов. Последние в высоких концентрациях обладают токсичным действием на организм человека и животных. Кроме того, корнеплоды, выращенные в почвах с высоким содержанием азотных удобрений, имеют ограниченный срок хранения.

17.5.5.Оптимизация условий сахаронакопления в корнеплодах сахарной свеклы

Основной культурой, накапливающей моно- и олигосахариды, является сахарная свекла, которая относится к самым высокозатратным сельскохозяйственным культурам. Урожайность свеклы зависит от почвенно-клима- тических и технологических условий. Поэтому при выращивании сахарной свеклы необходимо обращать внимание на приспособленность растений к местным условиям, отбирая преимущественно растения с высоким адаптационным потенциалом. Кроме того, на урожай и качество корнеплодов сахарной свеклы оказывают влияние длительность вегетационного периода, генотип гибрида, сбалансированность минерального питания и степень поражения растений болезнями во время вегетации. В связи с этим при отборе высокопродуктивные гибриды должны иметь высокий

337