Сапонины. Это вещества типа глюкозидов, которые при гидролизе расщепляются на смоляную и глюкуроновую кислоты. Характерная особенность сапонинов - способность пениться. Во время диффузии примерно третья часть сапонинов переходит в диффузионный сок, который от этого пенится. Осаждаются сапонины вместе с белками. Содержание их в сырой массе корнеплода в зависимости от возраста растений, сорта и применяемых удобрений колеблется от 0,13 до 0,25%. В корнеплодах сортов сахаристого направления сапонинов больше, чем в корнеплодах сортов урожайного направления. Образование сапонинов, по-видимому, связано с образованием сахара, так как их количество увеличивается с повышением сахаристости свеклы.
Органические кислоты. В корнеплодах свеклы содержатся щавелевая, малоновая, янтарная, яблочная, молочная, лимонная и другие кислоты. В сухом веществе корнеплода на их долю приходится 0,99-1,33%. Они играют важную роль в обмене веществ растения. Большая часть органических кислот при обработке диффузионного сока известью осаждается и может быть удалена из него.
Азотистые вещества. Они содержатся в корнеплоде в виде белков, представленных протеинами (альбумины, глобулины и др.) и протеидами (нуклеопротеиды и др.), а также в виде аминокислот (лейцин, изолейцин, тирозин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты), амидов кислот (аспарагин, глутамин), органических оснований (бетаин, холин, лецитин), циклических производных мочевины (аллантоин), пуриновых оснований (гуанин, ксантин, гипоксантин, аденин) и минерального азота (соли азотной кислоты и аммиак).
Применительно к сахарному производству азот, содержащийся в корнеплодах, принято подразделять на белковый, амидоаммиачный и вредный. К вредному азоту относятся формы, которые в период технологического процесса добывания сахара попадают в диффузионный сок, не удаляются из него в процессе дефекации - сатурации (химическая обработка углекислым газом сахарного сока). Они и перехода в патоку, увеличивают выход патоки и потери сахара в ней. Принято считать, что одна часть вредного азота препятствует кристаллизации 25 частей сахара. К вредным формам азота относятся аминокислоты, бетаин, пуриновые основания и нитраты. Белковый, аммиачный и амидный азот в процессе производства сахара удаляется из диффузионного сока. Количество вредного азота в свекле определяют как разность между общим азотом и суммой белкового и амидо-аммиачного азота.
По данным П. М. Силина, в корнеплодах содержится следующее количество различных форм азота (% массы свеклы): общего азота -0,2, белкового - 0,115, аммиачного - 0,005, амидного - 0,015, бетаинового - 0,02, нитратного - 0,002, пуриновых оснований - 0,001, аминокислотного и прочего азота - 0,042.
Минеральные вещества (зола). На долю минеральных веществ (золы) приходится 0,5-0,8 % массы корнеплода. В золе корнеплода содержатся калий, натрий, кальций, магний, железо, фосфор, силиций, хлор, рубидий, цезий, ванадий, бор, марганец, цинк, а также встречаются литий, стронций, йод, медь и другие элементы. При этом 1/3 массы золы составляет калий. Относительно большее количество золы содержите в головке корнеплода, хвостике и периферийной части его. При переработке свеклы соли калия, натрия, хлора не удаляются из диффузионного сока, в результате чего увеличивается патокообразование и снижается выход сахара.
Жиры и жироподобные вещества (липоиды). По результатам опытов П. М. Силина в корнеплоде содержится 0,03 % жира, по данным других исследователей - 0,13-0,21 %. Жироподобные вещества в корнеплоде представлены лецитином, а жирные кислоты - олеиновой, эруковой и пальмитиновой.
Распределение сахаров в корнеплоде. Сахара в различных частях корнеплода распределены неравномерно. Меньше их содержится в головке корнеплода, больше у основания шейки и в прилегающей к ней значительной части собственно корня. По направлению к хвостику количество сахаров убывает (рис. 5).
Исследования, проведенные А. С. Оканенко, показали, что в поперечном направлении в зонах колец сосудисто-волокнистых пучков содержание сахарозы изменяется мало. В центральной же, самой старой, части корнеплода, в звездочке, сахаристость обычно больше средней сахаристости (в паренхимной части звездочки содержание сахара резко снижается). В смежной межкольцевой паренхиме содержание Сахаров значительно меньше. Далее от центра их количество в паренхиме повышается и в зоне 4-5-го кольца сахаристость равна сахаристости в соответствующих зонах сосудисто-волокнистых пучков, а часто и больше. С 9-10-го кольца количество Сахаров заметно уменьшается.
Рис. 5. Содержание Сахаров (%) в разных зонах и тканях корнеплода сахарной свеклы
(по А. С. Оканенко)
Н. И. Орловский считает, что подобная неравномерность распределения Сахаров в тканях корнеплода в горизонтальном направлении имеет некоторую связь с особенностью развития листового аппарата. Первые листья розетки наиболее мелкие и менее долговечные, они в большей степени связаны с центральными проводящими пучками корнеплода, в частности с паренхимой звездочки, содержащей меньшее количество Сахаров. Наиболее поздние осенние листья также мелкие, функционирующие в течение относительно короткого периода. Они тесно связаны преимущественно с тканями периферийных колец корнеплода, отличающихся пониженной сахаристостью. Самые крупные и наиболее долговечные листья, функционирующие в период интенсивного сахаронакопления, в большей степени связаны с сосудистыми кольцами средней части корнеплода, где содержание Сахаров самое высокое.
Опыты с искусственным удалением листьев, проведенные А. С. Оканенко, показали, что основная масса ассимилятов направляется на ту сторону корнеплода, на которой расположены листья. Здесь же эти ассимиляты и утилизируются.
Характер распределения сахаров в корнеплодах в определенной мере связан и с сортовыми особенностями культуры. Например, в корнеплодах сортов урожайного типа Ивановской опытно-селекционной станции наблюдается резкое различие в сахаристости зон пучков и паренхимы внутренних, более старых зон корнеплода, тогда как сорта Рамонская 1537 и особенно Янаш отличаются большей равномерностью распределения сахарозы в корнеплоде. Некоторые сорта Льговской опытно-селекционной станции характеризуются более высокой сахаристостью периферических зон корнеплода, чем сорта других селекционных учреждений. На распределение Сахаров в корнеплоде влияют и условия роста. При недостатке влаги в первый период вегетации интенсивность сахаро- отложения уменьшается слабее, чем интенсивность роста. В связи с этим сахаристость повышается, наибольшее количество Сахаров откладывается в паренхиме. В условиях достаточного увлажнения накопление сахарозы отстает от интенсивности роста, и сахаристость тканей, особенно паренхимы внутренней зоны, снижается. При недостатке питательных вешеств, в первую очередь азота, различия в сахаристости отдельных зон сглаживаются. Достаточное обеспечение растений элементами минерального питания вызывает снижение сахаристости паренхимы внутренних колец.
Изменения химического состава корнеплодов в период их хранения бывают значительными. Это вызвано физиологическими и биохимическими процессами, протекающими в хранящихся корнеплодах, и химическими превращениями, связанными с обменом веществ.
В период хранения корнеплодов содержание сахарозы в них уменьшается. Так, в опытах А. И. Опарина, Н. Н. Дьячкова и И. В. Глазунова содержание сахарозы в сухом веществе корнеплодов свеклы через 103 суток их хранения уменьшилось с 27,66 до 21,68 %. При этом часть сахарозы была израсходована на дыхание, а другая часть превратилась в инвертный сахар. Авторы отмечают, что в начальные стадии хранения корнеплода сахарозы разрушается значительно меньше, а в дальнейшем значительно больше, чем требуется для нормального дыхания корнеплода. При длительном хранении корнеплодов увеличивается распад сахарозы.
Во время хранения изменяется структура корнеплодов. Твердость их значительно уменьшается, а коллоидность сока возрастает. Это способствует переходу инвертазы в раствор и усилению ее гидролитического действия.
При хранении в корнеплодах изменяется и азотный комплекс: уменьшается содержание белкового азота и накапливаются его растворимые формы, в частности вредный азот, который вызывает увеличение выхода мелассы и потери сахара в производстве.
Главный показатель, определяющий качество сахарной свеклы как сырья для выработки сахара, - сахаристость (содержание сахара в корнеплоде, выраженное в процентах к его массе). Чем выше сахаристость, тем лучше технологические качества сахарной свеклы. Однако при переработке на сахарных заводах различных партий свеклы с одинаковой сахаристостью выход сахара может значительно колебаться, т. е. технологические качества этих партий свеклы будут разными. Следовательно, технологические качества будут выше у той партии свеклы, при переработке которой достигается больший выход сахара. Это будет зависеть от количества других химических веществ (несахаров), перешедших вместе с сахаром в сок.
Технологические качества сахарной свеклы - комплекс ее биологических, химических и физических особенностей, обусловливающих протекание технологических процессов ее переработки на сахарных заводах и выход кристаллического сахара.
Полную и всестороннюю оценку технологических качеств сахарной свеклы можно дать при переработке ее на лабораторной установке, имитирующей в определенной мере работу сахарного завода. Однако такая оценка требует нескольких дней работы и возможна для анализа небольшого числа проб. Эта методика не может быть принята для массовых анализов, столь необходимых в селекционной работе или в агротехнических опытах. Ряд исследователей предложил учитывать косвенные показатели, характеризующие качество сахарной свеклы.
Так, о качестве сахарной свеклы можно судить по доброкачественности сока, получаемого в лаборатории. Под доброкачественностью сока понимается соотношение сахара и несахаров в общем количестве сухих веществ сока, выраженное в процентах. Доброкачественность сока определяют по формуле:
Содержание сахара (%)
Доброкачественность =
• 100.
Содержание сухих веществ (%)
В связи с тем что при обработке сока известью и углекислым газом (дефекация и сатурация) одни несахара удаляются в большем количестве, а другие в меньшем (в зависимости от их химического состава), П. М. Силин предложил при оценке качества свеклы пользоваться доброкачественностью очищенного сока (обработанного известью и углекислым газом) . Этот показатель и используют наиболее широко в практике.
Некоторые авторы считают, что о качестве сахарной свеклы можно судить по содержанию вредного азота или золы. Проведенные исследования показали, что соотношение сахара, азота и золы в патоке не постоянно. В связи с этим возможны большие ошибки в вычислениях потерь сахара в патоке, если их проводить с учетом количества вредного азота и золы.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
