Выращивание моркови для переработки, факторы влияния на качество

В странах Европы хорошо развит сектор переработки овощных и плодовых культур. Разработаны технологии переработки моркови, которые включают минимальную обработку корнеплодов (очистку, придание формы «baby carrots» или «cutand-peel carrots», а также собственно переработку: консервирование, замораживание, обезвоживание, маринование, приготовление сока, нарезку различными способами, снэки (тонкие ломтики, обжаренные наподобие картофеля фри). В связи с этим активно изучаются природные и агротехнические факторы, которые влияют на качество корнеплодов моркови, важное для потребителя и перерабатывающей промышленности.

Среди полезных веществ, содержащихся в моркови, наиболее важны для человека каротиноиды. Основными соединениями этой группы являются β-каротин и α-каротин ‒ провитамины А, из которых организм человека вырабатывает витамин А (ретинол). Эти соединения являются антиоксидантами, защищают организм от разрушительного воздействия свободных радикалов, образующихся в клетках человека. В США за счёт употребления моркови обеспечивается около 30% потребности населения в витамине А. Каротиноиды придают корнеплодам моркови типичный оранжево-красный цвет, а при их высоком содержании цвет более красный и насыщенный.

Морковь является важным сырьем для промышленного производства каротина. Уровень каротиноидов в моркови колеблется от 6 до 60 мг/100 г сырого вещества. На их содержание влияют генотип, климатические и почвенные условия, а также послеуборочная обработка и хранение корнеплодов.

Во многих странах селекция моркови направлена на повышение содержания каротиноидов в корнеплодах. За последние 25 лет в США среднее содержание этих соединений в сортах моркови увеличилось с 5 до 15 мг/100 г. Получены селекционные линии с содержанием каротиноидов до 40-60 мг/100 г.

Быстрее накопление каротиноидов идет у ранних сортов моркови, обладающих более высокой скоростью роста. Есть данные, что морковь, выращиваемая на супесчаных почвах, накапливает каротиноидов больше, чем на тяжелых почвах.

Минеральные удобрения незначительно влияют на накопление каротиноидов, при этом значительное воздействие оказывает температура на протяжении вегетационного периода. Наибольшее количество каротиноидов обнаружено в корнеплодах моркови, формирующихся при температуре 15-21 °С, тогда как температура ниже 5 °С и выше 30 °С снижает их накопление.

По мере роста корнеплодов моркови содержание в них каротиноидов увеличивается, но к концу вегетации их содержание стабилизируется. При позднем посеве содержание этих веществ в корнеплодах ниже, чем при ранних сроках сева.

При хранении моркови в оптимальных условиях первоначальное содержание каротиноидов не меняется или наблюдается незначительное их увеличение, но затем при прорастании корнеплодов происходит снижение.

Каротиноиды стабильны при варке, их содержание не снижается после замораживания. В свою очередь, при интенсивной сушке отмечаются большие потери полифенолов, особенно при длительном хранении сухих продуктов. Из-за этого теряется интенсивность окраски.

При производстве из моркови соков наблюдается снижение антиоксидантной способности, что связано с отделением мякоти от клеточного сока, разбавлением, осветлением и длительным хранением.

Отрицательно влияют на биологическую ценность моркови нитраты, пестициды и тяжелые металлы. По накоплению нитратов в овощах проведено много исследований. Такой большой интерес связан с высокой опасностью нитратов и их производных: нитритов и нитрозаминов для здоровья, в том числе провоцированием раковых процессов в организме. Вред нитратов обусловлен тем, что в пищеварительном тракте они восстанавливаются до токсичных нитритов.

Склонность к накоплению нитратов – сортовая особенность, но существенное влияние оказывают условия выращивания. На основании многолетних исследований польские специалисты установили, что на накопление в моркови нитратов влияют: удобрения (30%), свойства почвы (20%), климат (20%), период выращивания (15%) и генотип растения (10%). Большая часть нитратов накапливается в сердцевине корнеплода моркови.

Рекомендуемые дозы азотных удобрений следует вносить с учетом запасов азота в почве и не применять их в более поздние сроки вегетации. Избыток азота в сочетании со слишком поздней подкормкой также ухудшает хранение корнеплодов.

На содержание нитратов в моркови влияет интенсивность освещения на протяжении вегетационного периода. Снижение интенсивности увеличивает уровень нитратов. Здоровые листья помогают усваивать растениям нитраты и снижают их содержание в корнеплодах. Сокращает накопление нитратов более поздняя уборка урожая.

Интересно, что при хранении в рекомендуемых условиях наблюдается постепенное снижение содержания нитратов в корнеплодах, но их концентрация в отдельных частях увеличивается. Накоплению в корнеплодах тяжёлого металла – кадмия способствует выращивание моркови на кислых почвах и загрязненных кадмием участках.

Важным показателем качества моркови, особенно для свежего рынка, является форма корнеплодов, которая обусловлена генетически (разные виды моркови характеризуются специфической формой корнеплодов). Форма корнеплода может изменяться и под воздействием окружающей среды.

Низкая температура (10-15 °С) и низкая влажность почвы увеличивают соотношение длины и ширины корнеплодов. Однако после периода высокой температуры нижняя часть корнеплода становится более округлой.

Важными характеристиками моркови являются: сладость, острота, горечь и текстура. На вкусовые качества моркови существенное влияние оказывают генетические, экологические и послеуборочные факторы, определяющие образование ряда соединений, в основном сахаров и терпенов. Метоксипиразиновое масло придает моркови характерный аромат. По литературным данным, общее содержание эфирных масел в моркови остается постоянным в течение 140 дней от посева, однако содержание отдельных компонентов может меняться. Непосредственно перед уборкой урожая общее содержание эфирных масел увеличивается. Следовательно, при раннем сборе урожая аромат корнеплодов не так выражен.

Сладкий вкус свежей и переработанной моркови во многом зависит от содержания углеводов – глюкозы, фруктозы (простых сахаров) и сахарозы (дисахаридов), от  соотношения сахаров и других соединений, влияющих на вкус, а также от сортовых особенностей. У разных сортов сахаристость корнеплодов колеблется от 4 до 10%. В настоящее время одно из направлений селекции моркови ‒ повышение содержания сахаров в корнеплодах моркови. Однако условия выращивания и сроки уборки влияют на этот показатель больше, чем сорт. По накоплению сахаристости выделяют три стадии вегетации моркови:

• I стадия роста характеризуется отсутствием растворимых сахаров,
• на II стадии накапливаются простые сахара – глюкоза и фруктоза,
• на III стадии накапливается сахароза, наблюдается высокое соотношение сахарозы и простых сахаров.

Накопление крахмала в корнеплодах моркови невелико (1-10% сухого вещества). На последней, уборочной стадии моркови соотношение сахарозы и простых сахаров увеличивается, что является показателем технической зрелости моркови – на момент уборки оно должно быть высоким. Теплая погода увеличивает соотношение сахарозы и простых сахаров. Короткий и прохладный вегетационный период приводит к снижению уровня сахарозы. Содержание сухого вещества, состоящего преимущественно из сахаров, увеличивается примерно в 1,5 раза при повышении температуры почвы и воздуха с +15 °С до +25 °С.

Исследования показали, что низкая температура в период вегетации увеличивает интенсивность сахаристости, нежность и сочность моркови. В то же время высокая температура приводит к более горькому вкусу и большей твердости корнеплодов. Разница между дневными и ночными температурами влияет не так сильно, как постоянная суточная температура.

На уровень сахара в корнеплодах существенно влияют условия хранения. При хранении моркови в контролируемой газовой среде (2-4% СО₂ + 10% О₂) в корнеплодах обнаружено больше сахарозы, чем при хранении в обычной атмосферной среде.

Причина острого вкуса моркови – терпеновые соединения. Этот вкус особенно заметен при низком содержании сахара. Горечь корнеплодов обусловлена изокумарином. Даже следовые количества этилена при хранении (порядка 0,5-1,0 ppm) через две недели хранения вызывают образование изокумарина, в результате чего корнеплоды становятся горькими. На накопление этого соединения влияет инфицирование корнеплодов.

Качественный сорт моркови, предназначенный для переработки, должен характеризоваться:

• интенсивной окраской корнеплодов, свидетельствующей о высоком содержании каротиноидов,
• малым размером сердцевины корнеплода, её насыщенной окраской, не отличающейся от окраски первичной коры. Большая сердцевина у корнеплода является нежелательным признаком сорта, поскольку она менее богата питательными веществами (особенно каротиноидами) и накапливает больше нитратов.

Раннеспелые сорта моркови должны характеризоваться высокой скоростью роста и быстрой окраской корнеплодов. Сорта для длительного хранения должны иметь хорошую лёжкость, а предназначенные для сушки – высокое содержание сухого вещества.

Выбор сорта моркови особенно важен при производстве продуктов детского питания. Помимо высокой биологической и пищевой ценности (высокое содержание каротинов и сахаров), такой сорт должен выделяться низкой склонностью к накоплению нитратов и тяжелых металлов.

В последние годы на рынке Европы появились сорта моркови с фиолетовыми или чёрными корнеплодами. Они содержат сине-фиолетовые растительные пигменты ‒ антоцианы, которые представляют собой фенольные соединения с сильными антиоксидантными свойствами, поэтому их высокое содержание увеличивает пользу моркови.

Высокая сохранность моркови при длительном хранении зависит от многих факторов. При выборе места выращивания моркови, предназначенной для длительного хранения, следует обращать внимание на наличие в почве галловой нематоды, которая вызывает деформацию корнеплодов и ухудшает их хранение. Позднеспелые сорта обычно выращивают на гребнях, что обеспечивает лучшую форму корнеплодов. Гребни следует формировать непосредственно перед посевом, обеспечивая оптимальное уплотнение почвы.

Важно соблюдать оптимальные дозы внесения удобрений, которые рассчитывают на основании агрохимического анализа почвы. Пробы почвы для анализа отбирают весной перед формированием гряд. Желательно также отобрать пробы почвы с гряд сразу после всходов моркови, что даст дополнительную информацию о содержании питательных веществ вблизи растений, особенно азота.

Как еще факторы природного и агротехнического характера влияют на формирование корнеплодов и их качество?

• Температура воздуха и влажность почвы. Оптимальная температура для роста моркови ‒ 15-21 °С, влажность почвы ‒ 65% от полевой влагоемкости. При слишком низкой температуре корнеплоды слишком длинные, плохо окрашенные и несладкие (причина ‒ медленное накопление каротина и сахаров), а при слишком высокой ‒ короткие, со светлой мякотью и грубой кожурой. Аналогичные симптомы могут быть при чрезмерной влажности почвы. Сильные дожди, особенно после периода засухи, могут привести к растрескиванию моркови. В слишком сухой почве корнеплоды вырастают длинными, тонкими и не очень сочными.
• Солнечное излучение. В период вегетации высокая солнечная инсоляция увеличивает содержание сахара и каротина. Однако солнечный свет, попадающий на выступающие над землей головки моркови, заставляет их зеленеть, особенно у восприимчивых сортов – отсюда необходимость окучивания посевов, особенно при выращивании на гребнях.
• Почва. Морковь, выращенная на легких и торфяных почвах с регулируемым водным режимом, имеет типичную для сорта форму корнеплода, нежную кожицу и вкусную мякоть. Глинистые, тяжелые и каменистые почвы благоприятствуют распространению болезней.  Морковь не следует выращивать на кислых почвах. Оптимальный уровень pH 6-7, слишком низкий pH почвы благоприятствует накоплению нитратов в корнеплодах. Известкование кислых почв лучше проводить за год до посева культуры, поскольку морковь, выращенная на свежеизвесткованной почве, имеет худший вкус.
• Состояние физиологической зрелости. Морковь лучше убирать, когда корнеплоды хорошо развиты и на продольном срезе сердцевины видны более светлые пятна ‒ скопления сахаров. Еще одним критерием, указывающим на готовность к уборке, является легкое отделение коры от сердцевины. Однако иногда этот срок трудно уловить из-за нарушений, вызванных болезнями, изменением температуры или засухой. Морковь, убранная слишком рано, имеет низкое содержание каротина и высокое содержание нитратов; если срок уборки урожая задерживается, она становится деревянистой, невкусной и часто трескается.
• Органические удобрения (преимущественно свежий навоз) могут привести к деформации и расслоению корнеплодов. Поэтому морковь наилучшего качества получается на 2-й и 3-й год после внесения органических удобрений.
• Минеральные удобрения оказывают существенное влияние на качество моркови. Высокие дозы азота могут ухудшить качество – в корнеплодах будет больше нитратов. Ввиду высокой подвижности азота результаты анализа почвы не могут быть единственным основанием для определения дозы. При расчёте доз азотного удобрения следует учитывать количество азота, теряемого с дождями, количество органического вещества почвы, подвергающегося минерализации, а также сорт и планируемую урожайность моркови. Рыхление почвы с высоким содержанием органического вещества ускоряет процессы минерализации, что может привести к увеличению содержания нитратов в почве. Польские специалисты рекомендуют для ранних сортов вносить 150 кг N/га (меньше для посевов, предназначенных для сбора ранней свежей моркови «в пучок») и 150-200 кг N/га для поздних сортов. Удобрение фосфором и калием незначительно снижает содержание сахаров ‒ глюкозы и фруктозы ‒ не влияет на содержание каротина и сухого вещества в корнях моркови. Ориентировочные дозы фосфорных и калийных удобрений на гектар составляют 100-180 кг P₂O₅ и 200-400 кг K₂O. При подкормке магнием увеличивается содержание сахаров и каротина. Слишком высокое содержание в почве микроэлементов (марганца, бора, меди, молибдена и железа) приводит к ухудшению качества корнеплодов. Однако дефицит этих микроэлементов вызывает снижение содержания каротина и сахаров.
• Густота посева. При загущенном посеве корнеплоды формируются тонкими и часто деформируются. Однако слишком редкий посев может вызвать чрезмерное утолщение и растрескивание моркови. Норма высева семян моркови ‒ от 1 до 8 кг/га (в зависимости от цели выращивания, условий окружающей среды, всхожести и точности высева семян).
• Орошение. В период интенсивного роста запасающих корней (около 2 месяцев до сбора урожая), когда влажность почвы снижается до 60-65% от полевой влагоемкости (или при силе всасывания почвы 0,05-0,06 МПа), увеличивается урожайность и улучшается качество корнеплодов. Орошение не меняет содержание каротина, но может немного снизить содержание сахара. На суглинистых почвах орошение усиливает склонность к разрастанию сердцевины и выделению корневых головок из почвы, что часто приводит к их позеленению.

Статья опубликована в журнале "Наше сельское хозяйство", выпуск №23.
Подготовлено по материалам иностранной печати.