Результат интеллектуальной деятельности: Состав для хранения луковиц чеснока

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к материалам, применяемым для защиты сельскохозяйственных продуктов от потерь при хранении.

Известно парафиновое защитное гидрофобное покрытие (Л.А. Трисвятский. Хранение и технология сельскохозяйственных продуктов. - М.: ВО "Агропромиздат", 1991, с. 268) для хранения чеснока. Для сокращения потерь массы и сохранения качества чеснока его обрабатывают парафином перед закладкой на хранение. Парафин при этом подогревают до температуры плавления и на 2-3 секунды опускают в него чеснок. Недостатком указанного состава является хрупкость покрытия и недостаточная адгезия к поверхности чеснока. Поэтому в процессе хранения чеснока парафин трескается и осыпается.

Известен состав для хранения луковиц чеснока (патент РФ №2284685. Опубл. 10.10.2006 - прототип), содержащий парафин и поверхностно-активное вещество, в качестве которого используют фракцию С₁₇-С₂₀ синтетических жирных кислот. Соотношение компонентов составляет, мас.%: СЖК 0,5-1,0, парафин - остальное. Фракция C₁₇-C₂₀ синтетических жирных кислот (СЖК), образующая с парафином при кристаллизации изоморфную структуру, хорошо растворяется в парафине в твердом состоянии. Являясь поверхностно-активным веществом (ПАВ), СЖК способствует повышению адгезии парафинового покрытия к поверхности чеснока. Однако дисперсная структура парафина крупнокристаллическая и практически не меняется от присутствия 0,5-1 мас.% СЖК, и потому водопаропроницаемость (ВПП) защитной пленки остается высокой (с 1% СЖК - 11,2 г/м²⋅сут.; при чисто парафиновой - 15.9 г/м²⋅сут.).

Известен состав защитного парафинсодержащего покрытия луковиц чеснока (статья «Научное обоснование и разработка защитного парафинсодержащего покрытия луковиц чеснока», Наумова Г.М., Александрова Э.А., Хадисова Ж.Т., Мусаева Б.В., Научный журнал «Труды Кубанского государственного аграрного университета №19, 2009 г. С. 101-104. http://elibrary.ru/item.asp?id=l2861286 - прототип), который включает кроме поверхностно-активной фракции С₁₇-С₂₀ синтетических жирных кислот (СЖК) в количестве 0,5 мас.%, церезин Ц-67 в количестве 20 мас.%, парафин - остальное. Водопаропроницаемость (ВПП) данного состава почти в 2 раза снижается (ВПП=6,5 г/м²⋅сут.) по сравнению с парафином за счет высокой степени дисперсности кристаллической структуры сплава, обеспечиваемой мелкокристаллической фазой церезина. Продолжительность хранения чеснока увеличилась с 96 до 132 суток. Потеря массы уменьшилась с 24 до 7,7%. Водопаропроницаемость составляла всего 6,9 г/м²⋅сут. Недостатком данного состава является применение в качестве основного модифицирующего структуру парафина компонента церезина Ц-67 в количестве 15-20 мас.%, который представляет достаточно дорогостоящий дефицитный нефтяной продукт. При этом не исключается необходимость специального введения добавки поверхностно-активного вещества (ПАВ) - промышленной фракции С₁₇-С₂₀ синтетических жирных кислот (ГОСТ 23239-89) для обеспечения адгезии парафино-церезинового сплава к луковицам чеснока.

Указанные недостатки не позволяют в полной мере обеспечить эффективную ресурсосберегающую защиту луковиц чеснока.

Техническим результатом изобретения является увеличение срока хранения луковиц чеснока с минимальными потерями массы без ухудшения потребительских свойств за счет использования состава для хранения луковиц чеснока, обладающего необходимой водопаронепроницаемостью и адгезией.

Технический результат достигается тем, что в составе для хранения луковиц чеснока, включающем парафин, пластификатор, диспергатор и поверхностно-активное вещество, согласно изобретению в качестве пластификатора, диспергатора и поверхностно-активного вещества используют подсолнечный воск при следующем соотношении компонентов, мас.%: подсолнечный воск 15-20, парафин - остальное.

Новизна и преимущество предлагаемого состава заключается в том, что значительно снижена стоимость влагозащитного покрытия за счет замены церезина и промышленной фракции С₁₇-С₂₀ синтетических жирных кислот на подсолнечный воск, являющийся отходом производства подсолнечного масла. Это обеспечивает сбережение ресурсов церезина и синтетических жирных кислот и решает важную экологическую задачу утилизации подсолнечного воска. Эффективное применение подсолнечного воска обусловлено тем, что в состав подсолнечного воска, кроме восковых эфиров, входят насыщенные высшие жирные кислоты от С₁₆ до С₂₄ и спирты растительного происхождения. Оптимальные количества этих ПАВ в подсолнечном растительном воске заложены природой, обеспечивая ему необходимые уникальные влагоудерживающие свойства. Присутствие поверхностно-активных жирных кислот придает воскам не только твердую при комнатной температуре консистенцию [Мелехина О.В., Лобанов В.Г. Изменение жирнокислотного состава фракций липидов покровных тканей семян подсолнечника при созревании // Изв. вузов. Пищ. пром-сть. №1-2. - 1993. - С. 46-47.], но и адгезионные свойства по отношению к образцам растительного происхождения. Увеличение адгезии покрытия к поверхности чеснока за счет ПАВ подсолнечного воска имеет следующее научное обоснование. При адсорбции на поверхности растительной системы чеснока молекулы ПАВ подсолнечного воска, согласно правилу уравнивания полярностей по Ребиндеру П.А., своей полярной группой направлены к полярной гидрофильной поверхности, а неполярной (алкильным радикалом) - наружу. Это приводит к изменению природы поверхности гидрофильной или олеофобной на гидрофобную или олеофильную, обладающую химическим сродством к неполярным молекулам н-алканов парафина и покрытию в целом.

Новизна заявляемого предложения заключается в применении подсолнечного воска в качестве диспергатора, пластификатора и ПАВ, что придает покрытию достаточную адгезионную способность, так как химический состав воска включает поверхностно-активные жирные кислоты и спирты.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная заявляемой совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Влагозащитный состав для хранения луковиц чеснока представляет собой твердый при комнатной температуре композиционный парафино-восковой сплав светло-коричневого цвета, имеющий температуру плавления 60-65°С, без запаха, с неограниченным сроком хранения при нормальных условиях.

Основным признаком подсолнечного воска, предлагаемого в качестве диспергатора, пластификатора и ПАВ, является его эффективное влагозащитное свойство. К факторам, обусловливающим получение сплава с заданными влагозащитными свойствами, относится процентное соотношение компонентов, входящих в состав сплава. Количество вводимого подсолнечного воска (15-20 мас.%) регламентируется температурой плавления его сплава с парафином, которая должна быть не более 70°С. Это связано с необходимостью перегрева расплава на 10-15 градусов (не более чем до 85°С) перед погружением в него чеснока. Перегрев выше 85°С может пагубно отразиться на потребительских свойствах чеснока.

Готовится парафиновая композиция (ПК) расплавлением парафина и подсолнечного воска в указанных пропорциях до однородной жидкой смеси при температуре 80-85°С и тщательном перемешивании.

Исследования проводили на нестойком к потере влаги сорте чеснока Отрадненском при температуре 18÷20°С. Покрытие поверхности чеснока защитными сплавами осуществляли следующим образом. Парафино-восковую композицию расплавляли в емкости, нагревая до 80-85°С. В расплав на 40-50 секунд опускали в сетках чеснок, приготовленный к хранению. Поверхность чеснока при этом покрывалась тонкой защитной пленкой, застывающей при комнатной температуре. Затем опытные образцы чеснока, покрытые защитной пленкой, и контрольные (без покрытия) помещали в одинаковые условия в овощехранилище на стеллажи. Основными показателями сохранности чеснока служили: естественная убыль веса (ЕУ) или потеря массы (%), степень порчи (процент сгнивших и высохших зубчиков чеснока) и лежкость, которую оценивали по продолжительности хранения чеснока (сутки), в течение которого сохранялось его качество. Влияние состава влагозащитных покрытий на сохранность чеснока приведено в таблице.

Эффективность предлагаемого состава обоснована в нижеприведенных примерах, в которых подсолнечный воск берется в количествах 10 мас.%, 15 мас.%, 20 мас.%, 30 мас.%.

Пример №1. В расплавленный до 84°С парафин массой 1800 г (90 мас.%) добавили 200 г (10 мас.%) подсолнечного воска и тщательно перемешали смесь при поддержании заданной температуры. Получили готовый сплав парафиновой композиции (ПК-1) следующего состава, мас.%: подсолнечный воск - 10, парафин - 90. Полученным составом покрыли луковицы чеснока. Влагозащитное покрытие с водопаропроницаемостью 6,4 г/см²⋅сут. обеспечило продолжительность хранения 125 суток и потерю массы чеснока на 4,5%. Полученные результаты свидетельствуют о том, что состав покрытия ПК-1 лучше, чем контрольный в виде чистого парафина, но еще недостаточно хорош.

Таким образом, данный сплав не обладает достаточными влагозащитными свойствами.

Пример №2. В расплавленный до 85°С парафин массой 1700 г (85 мас.%) добавили 300 г (15 мас.%) подсолнечного воска и тщательно перемешали смесь при поддержании заданной температуры. Получили готовый сплав парафиновой композиции (ПК-2) следующего состава, мас.%: подсолнечный воск - 15, парафин - 85. Полученным составом покрыли луковицы чеснока. Влагозащитное покрытие с водопаропроницаемостью 5,6 г/см²⋅сут. обеспечило продолжительность хранения 151 сутки и потерю массы чеснока на 4,0%. Полученные результаты свидетельствуют о том, что состав покрытия ПК-2 существенно лучше, чем контрольный в виде чистого парафина.

Таким образом, данный сплав обладает достаточно хорошими влагозащитными свойствами.

Пример №3. В расплавленный до 82°С парафин массой 1600 г (80 мас.%) добавили 400 г (20 мас.%) подсолнечного воска и тщательно перемешали смесь при поддержании заданной температуры. Получили готовый сплав парафиновой композиции (ПК-3) следующего состава, мас.%: подсолнечный воск - 20, парафин - 80. Данным составом покрыли луковицы чеснока. Влагозащитное покрытие с водопаропроницаемостью 5,9 г/см²⋅сут. обеспечило продолжительность хранения 150 суток и потерю массы чеснока на 4,2%. Полученные результаты свидетельствуют о том, что они существенно лучше, чем для контрольного состава в виде чистого парафина.

Таким образом, данный сплав обладает хорошими влагозащитными свойствами.

Пример №4. В расплавленный до 81°С парафин массой 1400 г (70 мас.%) добавили 600 г (30 мас.%) подсолнечного воска и тщательно перемешали смесь при поддержании заданной температуры. Получили готовый сплав парафиновой композиции (ПК-4) следующего состава, мас.%: подсолнечный воск - 30, парафин - 70. Полученным составом покрыли луковицы чеснока. Влагозащитное покрытие с водопаропроницаемостью 7,1 г/см²⋅сут. обеспечило продолжительность хранения 135 суток и потерю массы чеснока на 4,8%. Полученные результаты свидетельствуют о том, что состав покрытия ПК-4 лучше, чем контрольный в виде чистого парафина, но не достаточно хорош. Таким образом, данный сплав не обладает достаточными влагозащитными свойствами.

Из приведенных примеров видно, что состав покрытия луковиц чеснока при следующем соотношении компонентов, мас.%: подсолнечный воск 15-20, парафин - остальное, является оптимальным. Образуемая на поверхности чеснока защитная гидрофобная пленка рекомендуемого состава позволяет подавить развитие вредной микрофлоры и сократить потерю массы. В результате этого лежкость чеснока повышается. При этом рекомендуемое покрытие может сохранить чеснок в комнатных условиях, не требуя холодильных агрегатов.