3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ХИМИЧЕСКОМУ СОСТАВУ

Лук самая распространенная культура на земном шаре. Семейство луковичных включает 228 видов. Наибольшее распространение получили следующие виды: лук репчатый, лук-чеснок, лук порей, лук – шалот, многолетние луки.

Лук одна из древнейших овощных культур, который возделывали за 4-6 тыс. лет до нашей эры. Родина лука точно не установлена, однако многие ученые считают, что очагом происхождения культурных видов являются горные районы Средней Азии и Афганистан, из которых он попал в Египет, затем в Грецию и Западную Европу.

Лук употребляют в пищу, используют в качестве приправы к различным блюдам. В народной медицине его применяют при лечении различных болезней сердца, сосудов, легких, печени, почек, желудка, кишечника, нервной системы.

Луковицы и листья содержат большое количество фитонцидов, эфирных масел, витаминов (А, В, С, Е, Н), микроэлементов (железо, цинк, медь, марганец, селен и др.), которые усиливают защитные силы организма.

Из луковых культур в Пензенской области выращивают преимущественно лук репчатый. Многолетние виды лука не нашли широкого применения. Многие овощеводы – любители недооценивают ценность зелени многолетних луков. В зеленых листьях лука-порея, шалота, батуна, шнитт-лука, многоярусного и лука-слизуна содержится большое количество фолиевой кислоты и селена, которые регулируют процессы развития, роста, кроветворения, и торможения образования злокачественных опухолей.

У острых и полуострых сортов лука (Бессоновский, Мячковский, Стригуновский др.) жизненный цикл от посева семян в грунт и до получения новых семян проходит за 3 вегетационных периода. В первый год из семян образуются мелкие луковички – лук-севок, на втором году из севка формируется луковица в диаметре 4 – 7 см, на третий год после посадки маточных луковиц в зонтичных соцветиях образуются семена (лук-чернушка).

Южные сорта салатного назначения свое развитие проходят за 2 вегетационных периода. В первый год из семян образуют луковицу с большим запасом питательных веществ, а во второй год – семена.

У двулетних видов лука цикл развития складывается из следующих физиологических фаз: прорастание семян – появление всходов; образование настоящих листьев, рост корней; разрастание листовой массы и дальнейший рост корней; формирование луковицы (1-ый год); образование соцветий; цветение; плодообразование и созревание семян (2-ой год).

Различные виды культурных луков по-разному реагируют на факторы окружающей среды: свет, тепло; влагообеспеченность; почвенные условия; органическое и минеральное питание.

Поэтому для условий среднего Поволжья, в т.ч. и Пензенской области следует подбирать сорта лука с коротким вегетационным периодом и хорошей вызреваемостью.

Степень вызреваемости и лежкости всех видов лука и чеснока зависят от температуры хранения посадочного материала. Севок диаметром до 1,5 см хранят при температуре 0…–3⁰С, средний и крупный – при +18…+20 ⁰С. при таком режиме растения лука не образуют стрелок.

Почва и условия питания. Все виды лука требуют хорошо обработанные, легкие, плодородные почвы, так как корневая система у них развита слабо и развивается в верхнем слое на глубине 20 – 30 см (70 – 80 % корней).

Острые сорта репчатого лука возделывают в севочной культуре. В первый год из семян получают мелкие луковички – севок. На второй год после посадки севка растения образуют плотные товарные луковицы.

Для почвенно-климатических условий Пензенской области рекомендованы острые сорта репчатого лука с коротким вегетационным периодом.к ним относятся следующие сорта: Бессоновский местный, Пензенский, Шелдансский, Тимирязевский, Мячковский 300, Штуттгартер-Ризен, Юконт, Стригуновский местный, Кармен, Одинцовец. Они обладают острым и полуострым вкусом, содержит большое количество сухого вещества (до 18 – 19 %), сахаров (до 14 %), имеют хорошую лежкость луковиц при длительном хранении. Они пригодны для выгонки на зеленое перо в теплицах или парниках.

В условиях открытого грунта урожайность луковиц с 1 м² может достигнуть до 3,5 кг (Мячковский 300). Большинство из вышеуказанных сортов раннеспелые. [4]

3.2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Сыпучесть. По сравнению с зерном овощи обладают меньшей сыпучестью. При закладке в бурты овощи укладывают по углу естественного откоса, который изменяется в пределах 40…50 º, т.е. превышает угол трения.

Если овощи перемещают по транспортерной ленте, то ее устанавливают так, чтобы угол наклона был меньше, чем угол трения, иначе овощи скатываются с транспортера в обратном направлении. Максимальный наклон ленточного транспортера 18…24 º, планчатого 33 º.

Самосортирование. Проявляется при использовании механизированных средств загрузки хранилищ овощами. Более крупные, с большей удельной массой кочаны распределяются вблизи от места падения, мелкие перемещаются по насыпи дальше. При загрузке создаются участки с более мелкими кочанами и с большим содержанием примесей, а следовательно меньшей скважистостью и меньшей обеспеченностью воздухом. Предупреждают самосортирование предварительным сортированием или калиброванием кочанов по форме и размеру. Очень важно очистить продукцию от примесей.

Скважистость. Запас воздуха в скважинах имеет большое значение для жизнедеятельности хранимых объектов. Присутствие воздуха, перемещающегося по скважинам, способствует передаче тепла конвекцией и перемещению влаги в виде пара в межкочанных пространствах. Благодаря скважистости используют такой современный технологический прием, как активное вентилирование, или вводят в продукты газ либо пары различных отравляющих веществ для обеззараживания (дезинфекции и дезинсекции). Высота загрузки хранилищ зависит от вида продукции, формы, размеров, особенностей поверхности, наличия примесей. Скважистость с увеличением высоты загрузки уменьшается.

Присутствие в продуктах почвы, листьев и т.д. резко снижает скважистость и увеличивает сопротивление потоку воздуха при активном вентилировании.

Для большинства овощей скважистость находится на уровне 45…55 %. По многим продуктам она довольно постоянна, если удалены примеси. При составлении плана размещения массы продукции Р (кг) в секциях хранилищ учитывают ее объемную массу ρ (кг/м³):

Р = V ρ; V = Р/ ρ,

где V – объём секции, м³.

Механическая прочность. Характеризуется удельным сопротивлением кочанов вдавливанию штампа площадью 1 см² и выражается в кг/см². Её характеризуют также усилием на раздавливание (сжатием между двумя пластинами). Удельное сопротивление зависит от прочности структуры объекта, его размера и массы. Установлена предельная высота падения, превышение которой приводит к повреждениям. Снижению механических повреждений способствуют: применение специализированных транспортных средств; использование транспортеров, выгрузной конец которых меняет высоту по мере накопления ёмкости, и вставных полос из прорезиненного полотна, гасящих удар; покрытие лопастей, прутков сортировальных машин слоем резины или пластмассы, смягчающих удары.

Сорбционные свойства (испарение и отпотевание). Масса клубней, плодов и овощей при транспортировании и хранении уменьшается главным образом в результате испарения влаги. Большие размеры клеток и межклетников, незначительная толщина верхнего кутинизированного слоя клеток, слабая влагоудерживающая способность цитоплазмы (вследствие малого содержания белков и других коллоидов), большая удельная поверхность способствуют быстрому испарению влаги и потере тургора (увяданию) овощей при низкой влажности воздуха в хранилищах или окружающей среде. При одинаковых внешних условиях интенсивность испарения тем выше, чем больше удельная поверхность объекта. Поэтому из мелких овощей одного и того же вида и сорта при прочих равных условиях влаги испаряется больше, чем из крупных.

Максимально допустимая потеря воды, при которой продукция теряет товарный вид, состовляет (%): лук белокочанная 7…8. Чем больше дефицит влажности, т.е. суше воздух, больше скорость его движения, тем быстрее теряется влага, снижается качество сочной продукции при хранении. Для основных видов овощей в хранилищах поддерживают влажность воздуха 90…95 %.

Часто высокая относительная влажность воздуха в хранилище приводит к отпотеванию продукции, что влечет за собой большие потери из-за микробиологической порчи. При наличии капельно-жидкой влаги создаются благоприятные условия для внедрения фитопатогенов в ткани продукции и, как следствие, распространение болезней хранения (плесневение, гниение, бактериозы). На сухой и здоровой поверхности овощей споры фитопатогенов лишены возможности прорастать и развиваться.

Отпотевание происходит при градиенте температуры в массе продукции, заложенной на хранение. Если температура в хранилище опускается ниже точки росы, то происходит отпотевание.

Для предупреждения отпотевания объектов и их порчи применяют активное вентилирование. При отсутствии установок продукты укрывают стружками, рогожами, соломой и другими теплоизоляционными материалами, обладающими большой гигроскопичностью. Конденсационную влагу, оседающую на укрытия, удаляют вместе с ним.

Овощи хранят с применением вермикулита (1…3 % массы продукта). Материал биостерилен, обладает малой теплопроводностью и высокой пористостью, хороший сорбент. Вспученный вермикулит может быть регулятором газовой среды, удалять вредные продукты анаэробного дыхания (ацетальдегид, этиловый спирт и др.) адсорбцией их на своей поверхности. Кроме того, вермикулит адсорбирует конденсат, почти неизбежный при навальном (россыпью) способе хранения. Вермикулит способствует созданию благоприятного микроклимата в массе овощей, способствует увеличению выхода стандартной продукции и снижению убыли массы.

Подверженность замерзанию. В основном овощи замерзают в пределах от –0,5 º до –3 º, что крайне ограничивает возможность сохранения продуктов в свежем виде.

Вначале замерзания в лед превращается вода, содержащаяся в межклеточных пространствах, затем вода, находящаяся в клетках. Отдельные части продукта также замерзают при разных температурах. Верхушечная почка кочана капусты замерзает при температуре – 0,8…– 1,1 º С, белые листья при – 2…– 4 ºС, кочерыга при – 1,5…– 1,8 º С. Наружные листья, даже после воздействия температуры – 5…– 7 º С «отходят». Кочерыга охлаждается в полтора раза быстрее, чем боковая часть кочана, где между листьями существует воздушные промежутки. При оттаивании менее чувствительная часть кочана «отходит», а поврежденная верхушечная почка, блокированная также промороженной кочерыгой отмирает и разлагается, образуя так называемый тумак. Температура овощей изменяется тем быстрее, чем больше разница между их температурой и температурой окружающей среды, а также, чем быстрее движение воздуха и чем они мельче по размеру. [1]

3.3. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Луковые обладают плохой тепло- и температуропроводностью. Они очень медленно охлаждаются и также медленно нагреваются. Интенсивность данных процессов замедляется и вследствие высокой скажистости хранимых объектов, так как воздух – плохой проводник тепла. Для примера укажем, что коэффициент теплопроводности капусты равен 0,34…0,52 Вт/(м · º К), а коэффициент температуропроводности той же культуры – 12,24 · 10^{- 8}…18,04 · 10^{- 8} м²/с.

Вследствие плохой тепло- и температуропроводности указанного объекта тепло, выделяемое всеми живыми компонентами массы овощей аккумулируются в ней, при этом активизируется микрофлора и возникает самосогревание, приводящее к частичной или полной потере качества продукции. Теплофизические свойства овощей учитывают при хранении в условиях активного вентилирования для расчета параметров хранилищ и скорости охлаждения продукции. Хранение овощей с учетом их физических свойств позволяет значительно сократить потери и сохранить качество продукции. [1]