Основная страница: Морковь
Морковь считается полезным овощем, так как она богата клетчаткой и антиоксидантными соединениями и имеет низкий уровень килокалорий. Некоторые соединения участвуют как в питательных, так и в вкусовых качествах. В большинстве случаев качество моркови сильно зависит от сорта. Однако условия окружающей среды и методы выращивания оказывают значительное влияние на состав моркови. Как для селекции на качество продукции, так и для производства моркови с высоким и стабильным качеством, такое влияние должно быть лучше понято и учтено.
Факторы, определяющие качество моркови
Морковь богата различными соединениями, полезными для здоровья, и некоторые из них связаны с сенсорной оценкой (рис.). Несмотря на свою важность, клетчатка, витамины и минералы получили мало внимания по сравнению с другими соединениями. По общей оценке, основными факторами, влияющими на эти соединения, являются, в порядке убывания важности: сорт, условия окружающей среды и, наконец, методы возделывания, с различными уровнями взаимодействия между ними.
Влияние условий выращивания
Район и год производства
Признано, что место выращивания влияет на содержание биологически активных или связанных с сенсорной оценкой соединений, включая каротиноиды и полиацетилены (Kidmose et al., 2004). Влияние года на содержание фалькаринола и фалькарин-диола, соединений, участвующих в восприятии горечи, по-видимому, гораздо сильнее, чем влияние местоположения (Kjellenberg et al., 2010). Однако эффект местоположения (в отношении типа почвы или климатических условий) сильно влияет на сенсорную оценку моркови, особенно на горечь, сдерживаемый эффектом года (Navez et al., 2017).
Дата посева и цикл культуры
Содержание каротиноидов является наиболее изученным качественным признаком в процессе развития моркови. Накопление каротиноидов продолжается с 1,5 месяца после посева, параллельно с ростом корнеплода, затем уровень снижается после определенной стадии зрелости, особенно для моркови, хранящейся в поле (Villeneuve and Leteinturier, 1992; Clotault et al., 2008). Период посева влияет на содержание каротиноидов в корнеплодах моркови: период, благоприятный для роста растений, приводит к более высокому их содержанию по сравнению с периодом выращивания, более неблагоприятным с точки зрения глобальной радиации и среднесуточной температуры (Perrin et al., 2016). Климатические условия (глобальная радиация и температура) являются основными факторами, объясняющими различия между циклами урожая (Bach et al., 2015). Northolt et al. (2004) указали, что химические соединения в корнеплоде моркови реагируют в основном на количество света и время выращивания (стадия), а не на уровень азота. Самая высокая сенсорная оценка была получена для моркови, выращенной при повышенном количестве света.
Кьелленберг и др. (2010) в Швеции отслеживали уровни трех основных полиацетиленов в зависимости от продолжительности вегетационного цикла на 103 (очень ранний), 117 (ранний), 131 (нормальный) и 146 (поздний) день после посева. Уровень фалькариндиола был самым высоким при самой ранней дате сбора урожая, самым низким при раннем сборе урожая и затем умеренным при нормальном и позднем сборе урожая. Уровни фалькариндиол-3-ацетата следовали той же тенденции, но на гораздо более низких уровнях. Однако продолжительность цикла не оказала существенного влияния на содержание фалькаринола.
Что касается содержания сахара, Суояла (2000) указал, что чем позже урожай, тем выше содержание сахара. Однако эта зависимость зависит от года.
В целом, мы можем наблюдать три модели эволюции соединений во время развития моркови с 58 по 194 день после посева (C. Aubert, 2013, неопубликованные результаты): снижение (летучие соединения, фенилпропаноиды, монотерпены, глюкоза и фруктоза); повышение (сахароза); и ровная эволюция, но с различной амплитудой в зависимости от соединения (сесквитерпены, кислоты, такие как малат и цитрат). Содержание витамина С резко снижается через 58 и 120 дней после посева, а затем остается относительно стабильным до 194 дня.
Влияние температуры
Температура во время выращивания может влиять на внешние и внутренние качества моркови. Так, на упругость, содержание растворимого сахара и каротина значительно влияют низкие температуры (15/5 °C), а на ароматические соединения β-пинена и кариофиллена — более высокие температуры (28/20 °C) (Manosa, 2011). С сенсорной точки зрения морковь, выращенная при более высоких температурах (24/10 и 28/20 °C), описывается как горькая, кислая, безвкусная и химическая, в то время как морковь, выращенная при более низких температурах (15/5 °C), соответствует сладким и морковным вкусам. Эти результаты о влиянии температуры подтверждает другое исследование (Rosenfeld et al., 2002): наилучшая оценка сладости была получена для моркови, произведенной при низкой температуре, в то время как восприятие горечи, содержание терпенов и сахара увеличивалось с повышением температуры. В этом исследовании температура 18 и 21 °C привела к повышению уровня летучих терпенов, которые коррелируют с негативной сенсорной оценкой и фактически маскируют сладкий вкус, несмотря на более высокое содержание сахара. Только терпинолен уменьшается с повышением температуры и поэтому не участвует в сенсорном восприятии.
Sakamoto и Suzuki (2015) изучали влияние температуры (20, 25, 29, 33 °C) в корневой зоне на рост и содержание соединений в корнеплодах на основе системы гидропонной культуры. Высокая температура оказала значительное положительное влияние на общее содержание полифенолов и растворимых твердых веществ в корнях, но привела к снижению содержания воды. Потребление кислорода корнями увеличивалось при высоких температурах, что также влияло на рост корней и могло отражать стрессовую реакцию. Однако не наблюдалось значительного влияния на уровни общего содержания каротиноидов, α-каротина, β-каротина и антоцианов.
Характер почвы
Хотя выращивание моркови обычно рекомендуется на легких, свежих, песчаных или песчано-илистых, глубоких, бескрылых, хорошо дренируемых почвах, благоприятствующих морфологическим качествам корнеплода, более тяжелые и богатые почвы позволят улучшить сенсорные качества. Например, морковь, выращенная на торфяной почве, получила более высокую оценку за сладость и более низкую за горечь по сравнению с морковью, выращенной на песчаной почве (Seljasen et al., 2012). Однако, похоже, что тип почвы оказывает меньшее влияние, чем год и сорт. Существуют взаимосвязи, которые затрудняют выделение влияния типа почвы.
Микроэлементы являются качественными соединениями, которые чаще всего зависят от почвы. Янссон и Оборн (2000) показали, что характер почвы влияет на содержание кадмия в моркови: рН поверхности почвы в связи с высоким содержанием органического вещества, а также содержание кадмия в почве являются лучшими предикторами присутствия этого элемента в корнеплодах моркови. В целом, между pH поверхности почвы (0-25 см) и содержанием кадмия, никеля и цинка в моркови существует отрицательная корреляция, аналогичная другим культурам. Подкисление почв, подвергшихся культивированию, будет способствовать снижению концентрации селена, но увеличению содержания других микроэлементов.
Влияние методов выращивания
Методы выращивания оказывают умеренное влияние на качество моркови по сравнению с климатом и сортом (Seljasen et al., 2013). Влияние удобрений и орошения привлекло большое внимание, как с точки зрения количественного аспекта, так и методов применения.
Подготовка почвы
Уплотнение почвы может влиять на поглощение минеральных элементов, но Pietola и Salo (2000) пришли к выводу, что тип и состояние почвы, а также климатические условия оказывают гораздо более значительное влияние на содержание калия, фосфора и магния в корнеплодах моркови, чем обработка почвы.
Тип подготовки почвы может оказывать влияние на качество моркови при сравнении различных препаратов, даже если это влияние, вероятно, незначительно по сравнению с вышеперечисленными. Эверс и др. (1997) показали в условиях Финляндии, что на плоской почве морковь при высокой плотности растений производила больше глюкозы и фруктозы, чем на грядах. Морковь, выращенная на узких грядах (25 см), производила больше клетчатки и витамина С, чем на широких грядах (75 см). Наконец, при низкой плотности растений плоская земля и широкие гряды производили больше 0-каротина. При аналогичном сравнении равнинной земли и гряд не наблюдалось значительного влияния на содержание сухого вещества моркови, в то время как выращивание на грядах привело к снижению содержания азота в корнеплодах (Dysko and Kaniszewski, 2007). Эффект конкуренции между растениями и доступность воды в зависимости от типа гряд необходимо исследовать, чтобы понять влияние подготовки почвы.
Азотные удобрения
Морковь хорошо реагирует на внесение азотных удобрений с хорошо известным положительным эффектом на урожайность, а также на содержание сухого вещества (Haque et al., 2014). Внесение азота оказывает значительное влияние на основной обмен веществ, о чем свидетельствует воздействие на содержание сахарозы и каротиноидов. На самом деле, влияние на уровень сахара кажется противоречивым в зависимости от исследований. При умеренном диапазоне внесения азота (от 0 до 60 кг/га) Sandhu и др. (1988) показали положительное влияние на содержание растворимых сахаров, в то время как другие исследователи наблюдали более высокий уровень сахарозы (Schaller и Schnitzler, 2000) или общего сахара (Hogstad и др., 1997) при более низких дозах азота или отсутствие взаимосвязи (Gajewski и др., 2010). По-видимому, существует оптимум внесения азота относительно содержания сахара, максимальное значение которого достигается при 140 кг N/га, но все сорта реагируют на него по-разному (Hochmuth et al., 1999).
Результаты более последовательны в отношении положительного влияния азота на содержание каротиноидов (Freeman and Harris, 1951; Evers, 1989; Hochmuth et al., 1999). Чем выше, тем лучше: самый высокий уровень каротиноидов был получен при внесении 160 кг N/га (Hochmuth et al., 1999) и 175 единиц N. Эффект заметен для Р-каротина и общего содержания каротиноидов, но не для а-каротина. В отличие от сахаров, взаимодействие фертилизации и сорта кажется незначительным (Hochmuth et al., 1999). Взаимодействие с другими элементами удобрений, такими как фосфор, может снизить эффект азота (Evers, 1989). По данным Leclerc и др. (1990), органическое азотное удобрение приводит к увеличению содержания 0-каротина на 12% по сравнению с минеральным удобрением, в то время как Bourn и Prescott (2002) не обнаружили никакой разницы.
Азот отрицательно влияет на содержание эфирного масла (Schaller and Schnitzler, 2000) и общий вкус, но снижает восприятие хруста (Hogstad et al., 1997). Внесение азота увеличивает содержание азота в корнеплодах с самым высоким содержанием при 120 кг N/га, но оно снижается со временем при отсрочке даты уборки, а на цвет морковного сока внесение азотных удобрений не влияет (Gajewski et al., 2010).
Обеспечение азотом представляет собой дилемму с его двойным влиянием на окружающую среду и здоровье человека. Однако ни одно исследование не рассматривало этот вопрос полностью системно, в то время как другие компоненты системы земледелия могут влиять на реакцию моркови на подачу азота.
Другие элементы удобрения
Внесение калийных удобрений не влияет на содержание сахаров и каротиноидов, возможно, из-за уже достаточного уровня содержания калия в почве (Freeman and Harris, 1951; Hochmuth et al., 2006). Добавление бора и кальция практикуется для улучшения внутренних физических качеств корнеплодов моркови, но происходит за счет снижения содержания каротиноидов и витамина С (Singh et al., 2012), что говорит о необходимости поиска баланса.
Влияние снабжения водой
Ряд исследований показывает, что повышенное водоснабжение снижает содержание каротина, что может быть связано с эффектом разбавления (Ombodi et al., 2014; Zeipina et al., 2014). Напротив, водный стресс, похоже, не оказывает никакого или переменного влияния на содержание каротиноидов и сахаров (S0rensen et al., 1997; Perrin et al., 2017).
Способ подачи воды может оказывать влияние: при дождевальном орошении достигается более высокий урожай, а также более высокое содержание каротиноидов по сравнению с капельной системой (Zeipina et al., 2014), в то время как расстояние между дождевальными установками не влияет на содержание азота в корнях (Mitchell et al., 2000).
Влияние покровных культур
Рекомендуется использовать экологически чистые методы, такие как покровные культуры или стерневые посевы. Их следует использовать с осторожностью перед посадкой моркови, так как они могут привести к морфологическим дефектам корнеплодов, если не будут достаточно разложены. Однако такая практика может положительно повлиять на качество урожая, так как использование фацелии и смеси вики весенней и гороха полевого привело к увеличению сухого вещества, содержания аскорбиновой кислоты и каротиноидов, но не повлияло на содержание общего сахара (Kwiatkowski et al., 2013). Эти же покровные культуры оказали значительное положительное влияние на содержание макроэлементов (фосфора, калия, кальция, магния, натрия), нитратов и общего количества фенольных соединений в корнях, но не повлияли на содержание азота (Kwiatkowski et al., 2015).
Влияние стимуляторов роста
Квятковский и др. (2013, 2015) изучали влияние внекорневых обработок тремя стимуляторами роста на урожайность и качество моркови. Эти вещества не оказали значительного влияния на содержание сухого вещества и каротиноидов, но оказали значительное положительное влияние на содержание сахара, общего количества фенольных соединений, аскорбиновой кислоты и некоторых макроэлементов (магний, натрий). В целом, эти вещества повысили общую и товарную урожайность.
Другие методы выращивания
Сандху и др. (1988) сравнили различные методы борьбы с сорняками и их влияние на качество моркови. Они показали явное положительное влияние прополки на содержание ка-ротеноидов и растворимых сахаров и сенсорную оценку по сравнению с контролем без прополки. Это можно легко объяснить конкурентными явлениями. Гербицидный продукт и стадия применения могут играть определенную роль, но доза гербицида не оказывает существенного влияния на качественные признаки.
Было бы интересно измерить влияние защитных пластиковых пленок на ранних стадиях производства, а также использование сеток или защитных парусов, используемых, в частности, против морковной мухи в органическом производстве. Изменение микроклимата может повлиять на качество корнеплодов через возможное присутствие или контроль стрессов.
Сравнение систем возделывания культур
При сравнении органических и традиционных систем возделывания сельскохозяйственных культур не обнаружено последовательных эффектов. Некоторые исследования показывают, что органические системы приводят к более низкому содержанию витамина С и фенольных соединений, но более высокому содержанию белка, масла и минеральных элементов. В отсутствие средств защиты растений Бендер и Ингвер (2012) обнаружили более высокое содержание витамина С, но отсутствие разницы в составе сахара. Однако эти сравнения являются неточными, поскольку многие факторы варьируются и могут объяснить эффект, например, доступность азота. При эквивалентном количестве азота, предоставляемого культуре, в органических условиях наблюдалось более низкое количество азота, марганца и меди, но более высокое количество серы и бора (Warman and Havard, 1997). Однако эффекты не были последовательными в разные годы. Их результаты показали снижение содержания Р-каротина в органическом земледелии, в то время как другие авторы не наблюдали никаких различий (Bourn and Prescott, 2002).
Врзодак и др. (2012) обнаружили сенсорные различия, но только для одного года из двух исследованных: сочность, твердость, сладость и вкус корнеплодов были выше у органической моркови. Исследование Paoletti et al. (2012) предлагает более комплексный системный подход с использованием многомерного метода. Они не обнаружили четких различий в качестве между двумя системами возделывания, что объясняется повторяющимися эффектами внутри каждой системы и эффектами сезона или года. Совсем недавно Бах и др. (2015) в ходе трехлетнего исследования подтвердили, что питательные и сенсорные качества органической и обычной моркови эквивалентны; основную роль играют климатические условия (глобальная радиация и температура). При схожем качестве продукции можно предположить, что органическая морковь производится более устойчивым способом.
Влияние стрессов на качество
Несколько типов стрессов могут оказывать влияние на состав корнеплодов моркови и, следовательно, на их питательные или сенсорные качества:
- Агрономические стрессы:
- водный стресс:
- ↑ сахара (FW), Kovacs и др. (2007);
- = сахара, нитраты, витамин C, β-каротин, пищевые волокна (FW), Sørensen и др. (1997);
- = каротиноиды, сахар (DM), Perrin и др. (2017);
- ↓ полиацетилены, фалькаринол, фалькариндиол и фалькариндиол-3-моноацетат (FW), Lund and White (1990);
- засоленность:
- ↑ азот (DM), De Pascale и Barbieri (2000);
- ↓ аскорбиновая кислота (FW), Eraslan и др. (2007);
- = каротиноиды (FW), антиоксидантная активность, Eraslan и др. (2007);
- бор:
- ↓ аскорбиновая кислота (FW), Eraslan и др. (2007);
- = каротиноиды (FW), антиоксидантная активность, Eraslan и др. (2007);
- водный стресс:
- Климатические стрессы:
- холод:
- ↑ сахара FW, Kovacs и др. (2007);
- высокие температуры в поле:
- ↑ терпены, β-пинен и кариофиллен (FW), Manosa (2011);
- ↑ горечь, Rosenfeld и др. (2002);
- высокие температуры в корневой зоне:
- ↑ фенолы (FW), Sakamoto and Suzuki (2015);
- = каротиноиды (FW), Sakamoto and Suzuki (2015);
- повреждения от града:
- ↑ изокумарин, 6-метоксимелеин, органические кислоты и общие фенолы (DM), Talcott и Howard (1999);
- = каротиноиды и сахар (DM), Talcott and Howard (1999);
- ↓ приятное восприятие, Talcott and Howard (1999);
- ↑ горечь, Talcott and Howard (1999);
- холод:
- Биотические стрессы:
- заражение Alternaria dauci:
- ↓ каротиноиды, сахар (DM), Perrin и др. (2017).
- заражение Alternaria dauci:
Наиболее изученными являются водный, температурный и солевой стрессы. В целом, стрессы, как правило, увеличивают содержание соединений, связанных с горечью, таких как терпены и 6-метоксимеллеин, и оказывают ограниченное влияние на содержание сахаров и каротиноидов. Среди питательных соединений витамин С наиболее подвержен негативному влиянию стрессов. В перечне выше отражены только эффекты на уровни других соединений, а не на применяемые вещества; но, как общая тенденция, добавление химического соединения в качестве стресса приводит к увеличению содержания этого соединения в корнеплодах моркови, как в случае с натрием, бором, кадмием и цинком.
Содержание антоцианов — критический признак для фиолетовой моркови. Многие исследования изучали влияние стрессов на содержание антоцианов и соответствующие пути, но только на клетках в условиях in vitro.
Однако, поскольку морковь потенциально подвержена нескольким стрессам в полевых условиях, ценно изучить влияние комбинированных стрессов. Например, как борный, так и солевой стресс оказывают значительное негативное влияние на содержание аскорбиновой кислоты в корнеплодах моркови, причем эффект несколько выше для бора (Eraslan et al., 2007). Однако совместное применение этих стрессов привело к промежуточному уровню содержания аскорбиновой кислоты, существенно не отличающемуся от контроля. При комбинированном применении биотического (заражение Alternaria dauci) и абиотического (ограничение воды) стрессов Perrin et al. (2017) показали, что их сочетание привело к значительному снижению содержания каротиноидов и сахаров, несколько усилив эффект основного стресса (A. dauci).
Мониторинг состава моркови
В большинстве случаев вышеуказанные знания используются для поддержания потенциала качества урожая и предотвращения возможного негативного эффекта от применения того или иного метода. Известно, что послеуборочная обработка, аноксия и этилен снижают сенсорные качества моркови, но увеличивают содержание фенольных соединений. Однако для контроля питательных или сенсорных качеств моркови можно использовать конкретные условия или стрессы. Лишь несколько исследований нацелены на применение в полевых условиях, большинство из них проводятся в послеуборочных условиях.
С помощью удобрения специфическими соединениями можно добиться биофортификации моркови. Удобрение йодом и селеном снижает содержание нитратов в корнеплодах, не влияя на урожайность и общее количество сахаров, и может быть использовано для благоприятного усвоения йода и селена, позволяя потребителям удовлетворять суточную норму потребления (Smolen et al., 2016). Ярким примером является внекорневое применение этифона во время роста растений, которое увеличивает содержание антоцианов на 25% в пурпурной моркови (Barba-Espm et al., 2017), но для его промышленного использования требуется разрешение регулирующих органов.
Послеуборочные стрессы по отдельности или в сочетании могут быть использованы для усиления специализированного метаболизма и разработки пищевых продуктов с повышенным содержанием метаболитов: раневые стрессы (срезка, измельчение), послеуборочный водный стресс и хранение в условиях гипероксии могут быть использованы для резкого увеличения содержания фенольных соединений и общей антиоксидантной способности. Реактивные виды кислорода играют существенную роль в этом процессе в качестве сигнальных молекул.
Характеристики органолептического качества
Вклад сенсорного анализа
Сенсорная система реагирует на сенсорные стимулы в соответствии с тремя измерениями:
- качественное восприятие, которое передает характеристики (например, эта морковь сладкая; эта морковь горькая);
- количественное восприятие, которое передает интенсивность восприятия (например, эта морковь не очень сладкая — очень сладкая);
- гедонистическая реакция, которая представляет собой ощущение, связанное с симпатией или антипатией.
Это приводит к двум методологическим подходам. С одной стороны, оценка органолептических признаков позволяет дать количественное и объективное описание продукта (сенсорный профиль). С другой стороны, гедонистический подход изучает принятие или предпочтение потребителя во время дегустации продукта.
Сенсорные характеристики продуктов традиционно оцениваются с помощью описательного анализа с участием обученных экспертов (Stone et al., 2012). Однако недавно было разработано несколько других альтернативных методов сенсорной характеристики (Ares and Varela, 2014).
Сенсорные профили на основе количественного описательного анализа
При количественном описательном анализе (метод QDA) группа оценщиков, обученных анализу данного продукта, присваивает различным продуктам баллы за интенсивность в соответствии со списком дескрипторов. В процессе обучения разрабатывается набор описательных терминов, который включает в себя определение и процедуру для каждого дескриптора и оценку ссылок. Kreutzmann и др. (2007) и Cottet и др. (2012) описывают методику обучения сенсорной панели по моркови. Необходимо контролировать работу группы и отдельных оценщиков (стандарт ISO 8586, 2014). Необходимо исследовать влияние продукта, оценщика, репликации, а также влияние их взаимодействия (Depledt и SSHA, 2009).
Отбор проб моркови
Корнеплоды моркови имеют неоднородные характеристики. Сладкий вкус более концентрирован в средней и нижней (кончик) части моркови. Флоэма обычно слаще, чем ксилема (Rosenfeld, 2003). Горький вкус чаще обнаруживается в верхней части (кроне) и сильнее связан с флоэмой, чем с ксилемой (Rosenfeld, 2003; Czepa and Hoffmann, 2004). Следовательно, способ приготовления моркови влияет на сенсорное восприятие, и в литературе описаны различные способы презентации. Во всех случаях морковь очищают от кожуры, удаляют верхние и нижние конечности, а средний сегмент оставляют для сенсорного анализа. Затем корнеплоды натирают на терке (Cottet et al., 2012; Paoletti et al., 2012) или нарезают палочками (Araya et al., 2009), кубиками (Varming et al., 2004) или ломтиками (Kreutzmann et al., 2007; Szymczak et al., 2007). После подготовки вся морковь из образца смешивается вместе, чтобы учесть возможную неоднородность корнеплодов. Подготовка проб должна проводиться как можно ближе к дегустации. В зависимости от исследования, контейнеры могут быть закрыты, чтобы можно было провести анализ запахов. Для некоторых исследований продукт подается под красным светом, чтобы нейтрализовать различия в цвете между образцами. В большинстве случаев морковь дегустируют сырой; тем не менее, Cottet et al. (2012) сравнили влияние варки на сенсорные характеристики, а Araya et al. (2009) сравнили различные способы приготовления, такие как обработка давлением и варка.
Сенсорные атрибуты, наиболее подходящие для описания моркови
Описания (дескрипторы) можно разделить на группы, описывающие внешний вид, текстуру, запах/аромат, вкус, послевкусие и привкус продукта. Описание может охватывать все характеристики моркови или некоторые специфические дескрипторы для конкретного исследования, например:
- Внешний вид — цвет;
- Текстура — хрусткость, сочность, упругость;
- Вкус — сладость, горечь;
- Послевкусие — жгучее послевкусие;
- Запах — интенсивность запаха, зеленый запах, терпеновый запах;
- Привкус — общий, морковный привкус, терпеновый привкус (скипидарный или химический), резкость, острота, мыльность, зеленый
привкус, ореховый привкус.
В различных исследованиях основными дискриминирующими признаками являются сахар, вкус, горечь и скипидарный привкус.
Внешний вид
Дескрипторы внешнего вида, оцениваемые в начале дегустации, могут касаться цветового оттенка, силы цвета, белизны, разницы между внутренним и внешним цветом, а также яркости. Хотя вышеуказанная информация позволяет выявить различия между продуктами, она не дополняет информацию, полученную путем физических измерений. Необходимо следить за тем, чтобы внешний вид не влиял на характеристику дескрипторов во рту.
Текстура
Атрибуты текстуры очень зависят от того, как представлен продукт (целиком, нарезанный или натертый). Наиболее важным атрибутом является сочность. Хрустящий используется для оценки цельного корня. Упругость также часто встречается в литературе для тертой моркови и касается степени усилия, необходимого для пережевывания корнеплодов (Szymczak et al., 2007; Araya et al., 2009; Cottet et al., 2013).
Вкус
Вкус соответствует ощущениям, воспринимаемым органом вкуса при стимуляции определенными растворимыми веществами. Основными вкусами являются кислый, горький, соленый и сладкий. Стандарт ISO 5492 (2009) указывает, что «термин «вкус» не должен использоваться для обозначения комбинации вкусовых, обонятельных и тригеминальных ощущений, которые обозначаются термином «аромат». Если в неформальном языке этот термин используется в этом смысле, он всегда должен быть связан с уточняющим термином (например: ореховый вкус, зеленый вкус)».
Восприятие сырой моркови во рту является сложным: баланс между сладостью и горечью, которые являются основными критериями органолептического качества моркови (Cottet et al.; 2013; Navez et al., 2017). Восприятие сладости определяется соотношением между сахаром и горечью (Rosenfeld et al., 1998a, 2002; Kreutzmann et al., 2008a,b). Она не имеет прямой корреляции с общим содержанием сахара.
Сахара изменяются в течение жизненного цикла моркови, при этом редуцирующие сахара уменьшаются, а сахароза увеличивается. Аналогичным образом, горечь, которая является результатом действия нескольких типов соединений, остается сложной для анализа. Первая молекула, которая предположительно играет роль в горечи моркови, — это 6-метоксимеллеин (Kreutzmann et al., 2008a,c).
Привкус
Стандарт ISO 5492 (2009) определяет аромат как запах с приятным оттенком (английский смысл), а привкус — как сложное сочетание обонятельных, вкусовых и тригеминальных ощущений, воспринимаемых при дегустации. На привкус могут влиять тактильные, термические, болевые и/или кинестетические эффекты.
В зависимости от исследования, дескрипторы для «привкуса» могут быть сведены к «общему привкусу» и «терпеновому привкусу».
Резкость используется для описания ощущения жжения, скипидароподобного привкуса, сильных или резких ощущений (Simon et al., 1980; Seljasen et al., 2001a,b). Полиацетилены (фалькариндиол) и терпены (монотерпеноиды и сесквитерпе-ноиды), как полагают, вносят свой вклад в резкость (Simon et al., 1980; Rosenfeld et al., 2002). Было установлено, что фалькариндиол также тесно связан с горечью. Это самый распространенный полиацетилен в сырой моркови, присутствующий в основном в кожуре (Czepa and Hofmann, 2004). Терпены связаны как с типичным морковным привкусом, так и с резкими привкусами.
Горечь, терпеновый привкус и резкость связаны между собой, и разграничение между этими дескрипторами затруднено. Жгучее послевкусие, связанное с терпенами, также используется некоторыми экспертами (Rosenfeld et al., 1999; Suojala, 2000). Другие признаки, наблюдаемые в различных исследованиях, — это «мыльность» в качестве аромата, «землистый аромат», «аромат силоса» и «аромат сена». Также, в связи с хранением, описаны запахи этанола или посторонние привкусы.
Факторы, влияющие на сенсорные качества
Сенсорная изменчивость в зависимости от генотипа
Генетические характеристики являются одними из основных факторов, влияющих на сенсорные про-фили моркови, и могут быть определены конкретные решающие химические соединения (Simon, 1985; Seljasen et al., 2013; Navez et al., 2015). Однако уровень их экспрессии зависит от условий выращивания.
В работе Fukuda et al. (2013) сенсорные и летучие профили 14 сортов моркови различных типов, таких как Курода, Флакки, Император и Нантская, были определены для разработки карты характеристик пищевых качеств моркови. Оказалось, что интенсивность аромата и содержание летучих веществ в сорте Курода были ниже, чем в других сортах моркови.
Разработка сенсорной карты моркови дает информацию о сенсорных различиях или сходствах между генотипами (Kreutzmann et al., 2007). Этот тип сенсорной карты иллюстрирует следующий пример из работы Navez et al. (2017), где оценивалось большое количество сортов, выращенных в двух разных местах во Франции. Анализ главных компонентов (PCA), проведенный на средних данных панели, девяти атрибутов на 48 партиях моркови (рис.), подчеркивает сложность вкуса моркови. На первой оси атрибут «сладкий» противопоставлен атрибутам «горький», «резкий», «химический вкус» и «общий вкус». Вторая ось PCA, однако, представляет в основном текстурные атрибуты: «сочность» противопоставляется «остатку во рту». Яркость цвета также идентифицируется на втором измерении; этот атрибут значительно, но слабо положительно связан с «сочностью» и отрицательно с «общим вкусом».
Перевод: colour brightness — яркость цвета; juiciness — сочность; firmness — упругость; bitter — горечь; pungent — резкость; overall flavour — общий привкус; chemical flavour — химический привкус; residues in mouth — послевкусие; sweetness — сладость.
Различные партии моркови разбросаны по сенсорному пространству. Местные сорта, особенно выращенные в северо-западном регионе, в основном располагаются в левой части пространства, коррелируя с сахаром. Эти сорта также отличаются сильной упругостью, связанной с осью PCA3 (не представлена).
С помощью иерархической кластеризации были выделены четыре группы (рис.). Первая группа характеризуется высокими показателями по жгучести, горечи и химическим признакам. Среди последних сортов можно выделить N_Maestro_SW. Вторая группа характеризуется высоким восприятием сладости и сочности; N_Maestro_W и Dordogne относятся к этой группе. Это иллюстрирует широкую изменчивость сорта Маэстро. Третья группа характеризуется средним баллом по восприятию сладости, общего аромата и резкости, горечи и химического вкуса. Laguna, Elegance типичны для этой группы. Четвертая группа характеризуется низкими оценками вкусовых качеств, особенно горечи, химического аромата, а также резкости, при довольно высокой сладости. Мажор и Сен-Валери типичны для этой группы.
Сенсорная изменчивость в связи с окружающей средой
В литературе сообщается о множестве различных факторов окружающей среды, влияющих на сенсорное качество моркови. Наиболее часто в литературе встречаются такие факторы, как место выращивания, температура, свет, удобрение и почва. Однако существует взаимодействие между сортами и условиями выращивания в определении сенсорных характеристик, выраженность которых также может зависеть от оптимальной стадии сбора урожая.
Мартенс и др. (1985) показали, что основными факторами вариации химического и сенсорного качества являются сезон выращивания и место выращивания, а генетические факторы стоят выше. Варминг и др. (2004) также объяснили, что место выращивания оказывает большее влияние, чем сорт, на восприятие фруктового, сладкого и морковного послевкусия. Розенфельд и соавторы (Rosenfeld and Samuelsen, 1998; Rosenfeld et al., 1998b,c, 1999) подчеркнули, что влияние температуры имеет большее влияние, чем генотип. Влияние местоположения — это в основном влияние климата (Rosenfeld, 2003), при этом тепло важнее типа почвы для сенсорных и химических свойств моркови (Rosenfeld and Samuelsen, 1998; Rosenfeld et al., 2002).
Seljasen et al. (2013) пришли к выводу, что влияние сорта и года (в основном температуры) может затмить влияние типа почвы и удобрения на сенсорные свойства. Kleemann и Florkowski (2003) считают, что факторы, влияющие на нежелательные признаки, такие как горький вкус и скипидароподобный вкус, включают генетику, условия выращивания, болезни и насекомых, послеуборочную обработку и атмосферу хранения. Взаимодействие между эффектами, связанными с растительным материалом и местом выращивания, подчеркивается в работе Navez et al. (2017), где два сорта, выращиваемые на северо-западе и юго-западе Франции, по-разному различаются в зависимости от генотипа и места производства. Для одного сорта профили схожи в обоих местах, в то время как для другого морковь значительно слаще и имеет более низкий химический аромат при сборе на северо-западе.
Сенсорная вариабельность в зависимости от системы выращивания: традиционное и органическое земледелие
Влияние традиционной и органической системы земледелия оценивалось в некоторых исследованиях, но результаты противоречивы. Хаглунд и др. (1998) показали, что год, система выращивания и сорт влияют на сенсорное качество. Тем не менее, обычная морковь получила более высокую оценку за вкус моркови, в то время как органическая морковь получила более высокую оценку за горький вкус. В исследовании, проведенном Wrzodak и др. (2012), органическая морковь имела более высокие показатели по сочности, твердой текстуре корнеплода, сладкому вкусу и морковному вкусу, но это сильно зависело от года. Паолетти и др. (2012) показали, что трудно выделить качественные различия между обычными и органическими продуктами. Бах и др. (2015) показали в течение трех лет, что питательные и сенсорные качества органической и обычной моркови эквивалентны.
Влияние послеуборочных условий на сенсорное качество
Что касается послеуборочных аспектов и хранения, то основное влияние оказывают критерии текстуры, а не сладости, даже если условия хранения могут влиять на горечь. По данным Суояла (2000), наиболее подверженными влиянию сенсорных параметров являются упругость и хрусткость. Эти два атрибута текстуры уменьшаются в процессе хранения, но эволюция происходит медленно в случае хранения при 0 ± 1°C с уровнем гигрометрии от 80 до 95%. Контролируемая атмосфера способствует лучшему сохранению сочности, упругости и хрусткости по сравнению с хранением в обычной атмосфере. Содержание растворимых соединений (°Brix) снижается во время хранения, но не значительно и без влияния на восприятие сладости (Crespo et al., 2007). Послеуборочный стресс приводит к увеличению содержания изокумарина в корнеплодах, соединения, связанного с горечью (Seljasen et al., 2001a). Показатели горького вкуса увеличиваются, когда морковь подвергается воздействию этилена (Seljasen et al., 2001b). Этилен вызывает синтез соединений, которые связаны с химической эволюцией полифенолов, а это, в свою очередь, вызывает горечь моркови. Это подтверждают Крамер и др. (2012), которые показали, что присутствие 1-метилциклопропена, молекулы-антагониста этилена, приводит к уменьшению горечи обработанной моркови перед хранением.
Потребительские ожидания
Измерение потребительских предпочтений
Как определено в стандарте ISO 11136 (2014), потребительские исследования (или гедонистические тесты) предназначены для измерения уровня оценки и сенсорных предпочтений потребителей. Этот метод направлен на сбор аффективных реакций, связанных с потреблением продукта. Гедонистический подход проводится с панелью «наивных» потребителей, которые являются потребителями моркови. Для фруктов и овощей рекомендуется иметь не менее 100 потребителей, чтобы учесть внутреннюю изменчивость образцов, которую трудно контролировать (Cottet et al., 2013). В случае с морковью продукт обычно подготавливается так же, как и для описательного анализа, при этом необходимо убедиться, что представлен однородный образец. Тесты проводятся в лаборатории в боксах, где контролируются условия окружающей среды. Очень важна спонтанность ответов потребителей. Для сохранения спонтанности лучше иметь минимум вопросов, заданных явно о продукте. Кроме того, набор продуктов, представленных для потребительской оценки, должен быть четко описан заранее. Это будет характеризовать пространство продукта (сенсорная карта), которое является решающим при интерпретации результатов гедонистического теста. Саймон (1985) подчеркнул этот момент в исследовании дескрипторов и их предсказания.
В литературе упоминается лишь несколько гедонистических тестов на морковь. Проводимые исследования организуются группами, работающими над генетикой, которые хотят узнать приемлемость генотипа или другого цвета (желтого, белого, фиолетового).
Составление карты предпочтений
Внешнее картирование предпочтений потребителей объединяет результаты описательного сенсорного анализа (объективное описание, данное обученной группой экспертов) с результатами гедонистических тестов (наивная оценка удовлетворенности потребителей) (Depledt и SSHA 2009).
Этот метод позволяет связать предпочтения, выраженные потребителями, с определенными физико-химическими или сенсорными характеристиками продуктов. Этот подход обеспечивает надежную основу для адаптации или создания продуктов, отвечающих ожиданиям потребителей. Первым шагом является составление карты продуктов в соответствии с их характеристиками (сенсорная карта). Второй шаг заключается в моделировании оценок, присвоенных продуктам для каждого потребителя (или группы потребителей), с использованием характеристик продуктов в качестве объясняющих переменных. В результате получается карта предпочтений, представляющая потребителей на сенсорной карте. Благодаря этому методу можно выделить явно предпочитаемые или явно отвергаемые группы продуктов. Таким образом, для каждой группы продуктов можно определить дескрипторы, ответственные за предпочтения, другими словами, ожидаемые потребителями, или, наоборот, атрибуты, ответственные за отказ от продуктов.
Факторы предпочтения
В ходе различных исследований было выявлено, что наивысший уровень удовлетворенности потребителей был достигнут при использовании ароматной, сочной и сладкой моркови. Основными отвергаемыми характеристиками были слишком сильная горечь и слишком интенсивный химический привкус (скипидар), которые обычно сопровождались недостатком сахара. Сладкий и резкий вкус объясняют большую часть различий в общей симпатии.
Вкус моркови обычно коррелирует с восприятием сладости, но это не зависит от содержания сахара (Simon et al., 1980; Varming et al., 2004).
В работе Varming et al. (2004) 112 потребителям были предложены шесть оранжевых сортов моркови, хранившихся в течение 3 месяцев. Были заданы три вопроса, касающиеся общей симпатии, сладости и горечи. Симпатия и сладость положительно коррелировали со сладким вкусом, фруктовым вкусом и морковным послевкусием, тогда как землистый вкус коррелировал отрицательно.
В исследовании Szymczak и др. (2007) восемь сортов моркови разного цвета были предложены 65 добровольцам, которые оценивали свою симпатию по цвету, вкусу и общей симпатии. По цвету более высокую оценку получили сорта оранжевого цвета. Что касается вкуса, то желтый сорт (Mello Yellow) получил более низкую оценку, чем остальные, а вкусовые качества были сильно положительно связаны с сочностью и хрусткостью. Что касается общей симпатии, то цветная морковь, особенно Mello Yellow, получила более низкую оценку, чем оранжевая. Szymczak и др. (2007) и Bruckner и др. (1998) подчеркнули важность текстуры, особенно сочности и хрусткости, в предпочтениях моркови.
Во французском исследовании потребительские тесты проводились на десяти партиях в трех местах (Cottet et al., 2013; Navez et al., 2017). Всего было набрано 299 потребителей по следующим характеристикам: потребители моркови, старше 18 лет, сбалансированный возраст и пол, более 60% были экологически активными людьми. Образцы сырой тертой моркови были представлены по схеме латинского квадрата, чтобы избежать влияния порядка и положения. По каждой партии потребители оценивали общую оценку по шкале от 0 («мне совсем не нравится») до 10 («мне очень нравится»). Они также ответили на открытый вопросник о том, что им нравится или не нравится, и им было предложено заполнить анкету об использовании и отношении, чтобы объяснить свои предпочтения.
На основе составления карты предпочтений (рис.), предпочитаемые продукты соответствовали моркови, которая одновременно сочная, сладкая и имеет вкус. Для Phoenix, характеризующегося этими атрибутами, 70% потребителей оценили его выше среднего балла. С другой стороны, Bonfire и Amsterdamer были оценены ниже, с большей горечью и химическим привкусом и меньшей сладостью. Только 30% потребителей оценили эти партии выше среднего балла. Потребители не оценили горькие продукты со скипидарным привкусом, который не уравновешивается высоким содержанием сахара. Партия моркови «Маэстро1» находилась в промежуточной зоне оценки, в то время как средний балл общей оценки был самым низким. Это объясняется сегментацией потребителей: несколько человек были удовлетворены, в то время как другие оценили ее очень низко.
Сегментация потребителей на основе их предпочтений
В настоящее время промышленность не ищет идеальный продукт, удовлетворяющий ожидания всех потребителей, а проводит исследования для удовлетворения четко определенных ожиданий целевых групп потребителей.
При классификации групп потребителей на основе их предпочтений были выделены три группы французских потребителей со схожим поведением (Navez et al., 2015).
- Потребители базового продукта: 33% опрошенных отдали предпочтение сочной, сладкой и ароматной моркови. Они едят тертую морковь, но не заинтересованы в продукте, предназначенном для конкретного использования или лучшего качества.
- Ценитель моркови: 19% опрошенных четко определили продукты с более выраженным вкусом и сладостью и заявили, что заинтересованы в очень качественном продукте.
- Довольные: 48% были удовлетворены качеством моркови, и эти потребители поставили хорошие оценки всем протестированным продуктам. Более того, они были потенциально заинтересованы в маркировке для конкретного использования (терка, приготовление и т.д.).
Поведение и предпочтения потребителей определяются многими факторами, которые связаны не только с сенсорными характеристиками. Чтобы лучше понять поведение потребителей, необходимо интегрировать другие аспекты продукта, такие как питательный состав, цена (изучение готовности платить) и исследования рынка, и, конечно, связать их с агрономическими аспектами, влияющими на критерии сенсорного качества (генетика, условия выращивания, происхождение продукта или послеуборочные условия) и их взаимодействием.
Литература
Carrots and Related Apiaceae Crops, 2nd Ed. Edited by Emmanuel Geoffriau and Philipp W. Simon. USA. 2021.
