Физалис: южный гость в северных широтах. Методика выращивания физалиса овощного и способ выделения из его плодов пектина

Промышленное производство яблочного пектина, обладавшего высокими качествами, в нашей стране было организовано в советский период. Источником сырья для этого производства был жом, получаемый в процесс производства яблочного сока. Позднее для увеличения выхода яблочного сока начали использовать ферменты, в результате чего жом стал непригодным для выделения из него пектина. После распада СССР собственное производство пектина в нашей стране практически прекратилось и Россия перешла на импорт этого ценного продукта. В связи с этим возникла необходимость поиска культур с высоким содержанием пектина и разработки методики его выделения.

Во ВНИИССОК была проведена оценка различных культур и сортов с высоким содержанием пектина и разработана методика его выделения. Одной из этих культур является физалис.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

Физалис относится к семейству пасленовых культур – Solanaceae L, к ботаническому роду Physalis L. Иногда в литературе описывается под синонимами Ground сherry – земляная вишня, Husk tomato – шелушистый томат, мозжуха, мешочник, песья вишня и др. В настоящее время известно около 110 видов физалиса. Большинство из них относится к сорно-полевым дикорастущим растениям.

Физалис в культуре представлен более 20 видами. Несколько видов физалиса имеют декоративное или пищевое значение. Большинство видов представлено однолетними формами, но имеются и многолетние физалисы с отрастающими травянистыми стеблями.

Культурные сорта физалиса со съедобными плодами по ботаническим и хозяйственно-ценным признакам принадлежат к двум группам: южноамериканской и мексиканской.

К южноамериканской группе относятся физалисы с мелкими сладкими ароматными плодами. Это так называемые ягодные физалисы. Из этой группы наибольший ареал занимают земляничный и перуанский физалис.

К мексиканской группе относятся сорта физалиса с более крупными, но менее сладкими плодами.

Перуанский физалис (Physalis peru-viana L) происходит из Перу, где издавна возделывается как ягодная культура. В зависимости от места происхождения и возделывания он называется также бразильским физалисом, колумбийской ухубой, венесуэльским топотоно. Растение многолетнее, требовательное к теплу, поэтому его возделывают только в южных районах рассадным способом. Размножается семенами, а также корневищами. Стебель мощный, прямостоячий, высотой 70– 200 см. Стебель и листья густо опушены. Листья круглые, сердцевидно-удлиненные, по краям зубчатые, серо-зеленые. Черешок в 2–3 раза короче листовой пластинки. Цветки мелкие, одиночные, бледно-желтые или грязно-желтые с темно-бурыми пятнами у основания венчика. Ягоды мелкие, величиной с вишню, янтарного цвета, округлые, заключены в разросшуюся чашечку, кисло-сладкого вкуса. Семена очень мелкие, желтоватые, масса 1000 семян – около 0,5 г.

Со времени открытия Америки перуанский физалис стали возделывать во многих странах Африки и Азии. В Европе чаще всего он встречается в ботанических садах. В России он известен с начала ХIХ века. Семена перуанского физалиса прорастают при температуре не ниже 20 градусов Цельсия. Пониженные температуры во время роста существенно задерживают прохождение фаз развития и удлиняют вегетационный период. К заморозкам физалис весьма чувствителен.

Растения требовательны к влаге, хотя довольно хорошо растут и в степных условиях без орошения. Благодаря развитой корневой системе перуанский физалис легче переносит засуху, чем мексиканский. Но в условиях орошения продуктивность растений резко увеличивается.

Культура позднеспелая, вегетационный период – 135–165 суток. Цветение перуанского физалиса в год посева начинается в августе и продолжается до конца вегетации. Созревают плоды в сентябре и октябре. На втором году вегетации цветение наступает в мае, созревание плодов – в середине лета.

Плоды кисло-сладкие, с приятным, довольно сильным ароматом. Они являются ценным сырьем для кондитерских изделий и пригодны для употребления в свежем виде. Плоды отличаются длительной лежкостью, однако в этом отношении несколько уступают плодам мексиканского и земляничного физалиса.

Перуанский физалис – растение самоопыляющееся. При скрещивании с другими видами дает сравнительно высокий процент завязывания плодов. К сожалению, отсутствие высококачественных и урожайных сортов тормозит распространение перуанского физалиса в качестве ценной овощной культуры.

Земляничный физалис (Physalis pubescens L), или физалис опушенный, Strawberry tomato – земляничный томат, Dwarf Cape gooseberry – капский крыжовник, барбадосский физалис, морозко – происходит из южных штатов Северной Америки. Его можно выращивать посевом семян в открытый грунт (в районах до 51 градуса северной широты), но лучше рассадой, так как заморозки для растений губительны. Земляничный физалис более требователен к влаге и теплу, чем мексиканский. Семена начинают прорастать при температуре не ниже +15 градусов Цельсия. Плоды содержат 13,4–15,6% сухого вещества, 4,15–9% сахаров, 33,7–44,7% витамина С. Являются ценным сырьем для переработки на варенье, джем, повидло, кисели, компоты и др.

Родина мексиканского физалиса (Physalisix ixcocarpa Brot), как нетрудно понять из названия, – Мексика, где он известен в культуре с древнейших времен. Отсюда мексиканский физалис был завезен в Северную Америку, затем в страны Европы, а позднее – в Азию. В Россию он завезен в 1926 году экспедицией С.М. Букасова из Мексики и Гватемалы.

Мексиканский физалис (овощной) менее требователен к теплу, чем физалисы южноамериканского происхождения. Он хорошо себя чувствует в северных областях Нечерноземной зоны. Семена его прорастают при температуре +10–12 градусов Цельсия, оптимальная температура +15 градусов Цельсия. При благоприятных условиях всходы появляются на 6–10-й день после посева. При неблагоприятных – позднее, иногда на 20–22-й день. К почве мексиканский физалис не предъявляет высоких требований. Его можно выращивать на всех типах почв, за исключением кислых (pH ниже 4,5), переувлажненных и заболоченных. На плодородных черноземах растения могут дать 300–400 ц плодов, 150–200 кг семян с одного гектара.

СОРТА ОВОЩНОГО ФИЗАЛИСА
Сорта овощного физалиса, выведенные во ВНИИССОК, относятся к виду Physalis angulate L.

Кондитер. Раннеспелый, от всходов до созревания плодов 80–90 суток. Сорт получен методом индивидуального отбора из сорта-популяции Московский ранний 2045 с последующим выращиванием на изоточках и отбором на скороспелость, урожайность, повышенное содержание пектина, хорошие вкусовые и технологические качества.

Растение полустоячее, хорошо ветвящееся, высотой 60–80 см. Лист гладкий, удлиненно-яйцевидной формы, цельнокрайний или слабопильчатый. Цветки одиночные, расположенные в местах ветвления. Цветки крупные, желтые, с коричневыми пятнами у основания, тычинки фиолетовые, пестик светло-зеленый. Плод – многосемянная мясистая ягода. Плоды от округло-плоской до округлой формы, диаметром 30–35 мм и массой 50–80 г, единичные – до 100 г. Окраска незрелого плода светло-зеленая, зрелого – от желтой до янтарной. Вкус зрелых плодов приятный, кисло-сладкий. Плоды созревают поочередно.

Примесями считаются стоячие позднеспелые растения с плодами темно-зеленой окраски в незрелом состоянии, а также мелкоплодные. Вынослив к временному похолоданию. Сорт устойчив к болезням, кроме вирусных. К вирусным – вынослив. Плоды пригодны для переработки, приготовления кулинарных и кондитерских изделий, солений, маринадов и икры. Десертный. Раннеспелый, холодостойкий сорт, с дружным завязыванием и созреванием плодов. Это низкоалкалоидная форма с повышенным содержанием пектина. Созревание плодов наступает на 90-е сутки после массовых всходов. С конца июля начинается сбор первых плодов.

Растение компактное, слабоветвящееся, высотой 50 см. Плоды округлые и округло-плоские, желтые, массой 30–45 г. Вкус зрелых плодов сладко-кислый. Отличается высоким содержанием сухих веществ – 10,2% и сахаров – 4,06%.

Физалис овощной является требовательной к свету культурой, как и томат. Наиболее благоприятным для роста и развития является 11–12-часовой день. Растения нормально завязывают плоды и созревают при освещенности свыше 20 тыс. люкс. Поэтому для этой культуры необходимо отводить хорошо освещаемые солнцем участки.

Это сравнительно засухоустойчивое растение, поэтому для его выращивания следует отводить окультуренные участки с низким уровнем грунтовых вод, не подверженные затоплению дождевыми водами. Оптимальная влажность почвы 60–65%, а в период завязывания плодов потребность растений во влаге повышается до 70–80%.

Избыток влаги в период цветения приводит к чрезмерному разрастанию вегетативной массы при прочих благоприятных условиях, а в пасмурную и прохладную погоду способствует угнетению растений. Избыток же влажности воздуха приводит к недобору урожая, так как ухудшаются опыление и завязывание плодов. Оптимальная относительная влажность воздуха для роста и развития растений – 45–60%.

Почву под физалис заправляют, как для томата. Под вспашку весной вносят перегной или компост и минеральные удобрения. Норма внесения органических удобрений зависит от типа и плодородия почв. На малоплодородных почвах вносят по 40–50 т/га перегноя или компоста. Физалис хорошо отзывается на внесение минеральных удобрений. Для почв среднего и пониженного плодородия в пересчете на действующее вещество вносят: азота – 1,5 ц/га, фосфора – 3, калия – 2 ц/га. Минеральные удобрения вносят как при основной заправке почвы, так и в виде подкормок в ответственные периоды роста и развития растений. Правильное применение органических удобрений в сочетании с минеральными подкормками способствует получению высокого, стабильного и качественного урожая.

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫДЕЛЕНИЯ ПЕКТИНА ИЗ ПЛОДОВ ФИЗАЛИСА

Полисахариды широко используются в пищевой промышленности. Среди них особое место занимают пектины, которые входят в состав структурных элементов клеточной ткани высших растений, выполняющих функции связывающих и упрочняющих компонентов клеточной стенки. Кроме того, пектин участвует в регуляции водного обмена, поддерживая водный баланс растительной клетки. В организме человека он обезвреживает действие тяжелых металлов.

Пектиновые вещества являются полисахаридами, доминирующим компонентом которых является полигалактуроновые кислоты. Они представляют собой преимущественно неразветвленные цепи из 1–4 связанных остатков L-D-галактуроновой кислоты и содержат боковые цепочки, построенные из остатков нейтральных моносахаридов: D-галактозы, L-рамнозы, L-арабинозы. Карбоксильная группа D-галактуроновой кислоты может быть этерефицирована метанолом, способна образовывать соли с ионами металлов, чаще всего с Ca2+ и Mg2+, либо остается немодифицированной.

В состав клеточного сока физалиса овощного входит водорастворимая фракция пектина, состоящая из водорастворимой полигалактуроновой кислоты, частично или полностью этерефицированная метанолом. Протопектин находится в клеточной стенке и обеспечивает ее растяжимость и эластичность. Плотность плодов физалиса и консистенция мякоти определяются свойствами водорастворимого пектина и протопектина. Содержание пектиновых веществ изучали на примере плодов физалиса мексиканской группы.

Получение растворимого пектина. 1 кг плодов физалиса овощного, очищенного от чехликов, измельчали на мясорубке, к полученной массе добавляли 500 мл воды и фильтровали через ткань. Получали фильтрат и жом – остатки плодов, не растворяющиеся в воде.

Фильтрат центрифугировали при 3500 оборотов в минуту в течение 5 минут. Образующийся при этом осадок содержал пектин, обладающий высоким желирующим свойством – плотное, быстро застывающее желе. Помимо этого, осадок содержал пигменты, которые окрашивали его в темно-красный или зеленоватый цвет, и белок.

К супернатанту добавляли спирт крепостью 96 градусов в соотношении 1:1,5–2 (по объему) и оставляли на ночь. Пектин образовывал плотные белые хлопья, которые выпадали в осадок при центрифугировании. Осадок сушили в термостате при температуре 55 градусов Цельсия, получался пектин желтоватого цвета. Его измельчали в кофемолке до порошкообразного состояния.

Получение протопектина. Жом, полученный при фильтровании и высушенный в термостате, механически измельчался до частиц размером 1 мм. Затем проводили гидролиз в присутствии 1-процентной лимонной кислоты в соотношении 1:10 при температуре 55 градусов Цельсия в течение 4 часов. Затем массу отжимали через капроновую ткань. К фильтрату добавляли спирт крепостью 96 градусов в соотношении 1:1,5–2. Протопектин сушили при температуре 55 градусов Цельсия, затем измельчали в порошок.

Далее повторно к жому прибавляли 1% лимонную кислоту в соотношении 1:1 и проводили гидролиз при температуре 80 градусов Цельсия в течение одного часа. Содержимое колбы фильтровали через капроновую ткань и к фильтрату добавляли спирт крепостью 96 градусов в соотношении 1:1,5. Фильтрат оставляли на 10–12 часов и центрифугировали при 3500 оборотов в минуту. Осадок протопектина сушили при температуре 55 градусов Цельсия. Сухой препарат протопектина измельчали в кофемолке.

Физалис Десертный содержит 10% сухих веществ, в составе которых 10– 11% общего пектина. В 1 кг сырых плодов физалиса содержится 100 г сухих веществ и 10 г пектина. Урожайность физалиса составляет 50 т/га, следовательно, с одного гектара можно получить до 500 кг пектина.

Однако для пищевой промышленности требуется пектин преимущественно белого цвета, а пектин физалиса характеризуется наличием коричневого цвета различной степени интенсивности. Поэтому необходима разработка методов его очистки с учетом требований промышленности по пищевой безопасности.

Авторы:

П.Ф. Кононков, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Мубариз Иса оглы Мамедов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
М.С. Гинс, доктор биологических наук, профессор
В.К. Гинс, доктор биологических наук, профессор

Источник: журнал «Аграрное обозрение», №5, 2013 год