Бас редактор Байжуманов М. К

ISSN 1607-2774 
Вестник Государственного университета имени Шакарима города Семей № 4(92) 2020 
25 
МРНТИ: 65.13.13 
А.Е. Назымбекова, Е.Б. Медведков, Д.А. Тлевлесова, А.Е. Кайрбаева
АО «Алматинский технологический университет» 
ИССЛЕДОВАНИЕ МЯКОТИ АРБУЗА 
Аннотация: В статье рассматриваются характеристики арбуза, возможность 
сортировки арбуза в зависимости от веса. Механические характеристики арбуза важны для 
уменьшения потерь при хранении и транспортировке, а также для проектирования 
соответствующих машин. Были проанализированы образцы мякоти арбуза на минеральные 
составы и витамин С, с использованием стандартных методов по официальным методам 
анализа и стандартным методикам. Выявлены различия между зарубежными сортами арбуза и 
отечественными. Арбузы сорта Свит Кримсон отечественной селекции имели в своем составе 
большее количество сахаров. 
Характеристики сжатия арбуза были проанализированы различными способами. Модуль 
упругости арбуза составил при вертикальном сжатии 9,79×100 Па и по горизонтальному сжатию 
8,92×100 Па. Приведены результаты математического анализа спелости плодов арбуза. 
Ключевые слова: арбуз, машина, переработка, твердость, спелость. 
Арбузы являются ценными продуктами для диетического питания. Они способствуют 
нормализации деятельности центральной нервной системы, обмену веществ, расширяют 
сосуды, являются хорошим мочегонным средством. Это свойство обусловлено, в первую 
очередь, наличием в арбузах калия, который способствует нормализации водного обмена и 
улучшает работу сердечной мышцы [1]. В арбузном соке и мякоти содержатся легко 
усвояемые углеводы: моносахариды – глюкоза 2,4 г/100 г продукта/ фруктоза – 4,3 г; 
дисахариды (сахароза) – 2,0 г; полисахариды – гемицеллюлозы 0,1 г; клетчатка 0,5 г; 
крахмал 0,1 г; пектин 0,5г. Органические кислоты; лимонная 0,02г, яблочная 0,1 г; Витамины: 
р-каротин – 0,1 мг/100г продукта; витамин С – 7 мг; В6-0,09 мг; ниацин – 0,24 мг; рибофлавин 
– 0,03 мг; тиамин – 0,04 мг; фолацин – 8 мкг [2]. Плоды арбуза состоят из мякоти (68%), 
семян (2%) и кожуры приблизительно в 30% от общей массы плода. Кроме того, фрукты 
арбуза считаются богатым источником витаминов А, В, С и Е, а также минералов К, мг, 
Са и Fe и антиоксидантов, например, фенольных и каротиноидов [3]. Кроме того, Tlili et 
al [4] описали арбузный плод с высокой природной антиоксидантной способностью. В 
последнее время флавоноиды привлекают больше внимания из-за их предполагаемой 
роли против свободных радикалов. 
Исследования по составу мякоти арбуза проводились многими учеными, за 
прототип эксперимента мы взяли работу Olayinka B, Etejere E. 
Образцы мякоти и кожуры плодов анализировали на приблизительные, минеральные 
составы и витамин С, с использованием стандартных методов по официальным методам 
анализа (AOAC) и атомно-абсорбционного спектрофотометра (ASS). Исследуемая мякоть и 
кожура содержали наибольшее количество влаги (94,01±0,03-96,12±0,05%) и следовали в 
порядке убывания углеводов (1,25±0,06-4,25±0,12%), белка (0,33±0,01-0,84±0,02) %), 
волокно (0,21±0,01-0,50±0,02%) и зола (0,21±0,01-0,35±0,01%). Анализ показал, что 
содержание железа в этих образцах было относительно высоким с целлюлозой Citrullus 
lanatus, имеющей самое высокое значение 0,240±0,001 ч / млн. [5]. 
Проведенное нами исследование арбуза, выращенного в Мактаральском районе, 
Туркестанской области по тем же методикам показало, что сахаров в нашем арбузе больше 
3,0±0,08-6,1±0,2%. 
Качество арбуза тесно связано с его вибрационными характеристиками. Как 
представитель бесконтактного метода вибрации, лазерная доплеровская виброметрическая 
технология может точно измерять реальную вибрацию сельскохозяйственного сырья, чтобы 
получить информацию о спелости сельскохозяйственной продукции. В статье Gao Z, Zhang 
W, Ren M, et al. влияние параметров вибрации на характеристики частотной характеристики 
вибрации арбуза было впервые изучено на основе однофакторных экспериментов с 
амплитудой ускорения, частотой развертки и точкой испытания арбуза. Затем было 
проведено взаимодействие многофакторного ортогонального эксперимента, который был 

ISSN 1607-2774 
Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университетінің хабаршысы № 4(92)2020 
26 
выполнен лазерной доплеровской виброметрической системой на основе вышеуказанных 
факторов и повторен три раза при каждой комбинации параметров. 
Результаты однофакторного эксперимента показали, что амплитуда ускорения и 
частота развертки оказали существенное влияние на частотные спектры, но влияние точки 
тестирования не было значительным. Результаты взаимодействия многофакторного 
ортогонального эксперимента показали, что оптимальное сочетание амплитуды ускорения, 
частоты развертки и точки испытания для измерения вибрации арбуза составило 2,5 г, 1000 
Гц / мин и солнечная сторона экватора [7]. 
Твердость мякоти является одним из важных показателей для определения зрелости 
арбуза (Citrullus lanatus). Для определения стойкости арбузов сорта Crimson Sweet учеными 
Abbaszadeh R, Rajabipour A, Ying Y, et al был применен неразрушающий метод, основанный 
на функции частотной характеристики (FRF). Реакция плода на вибрацию C. lanatus (Thunb.) 
Var. lanatus была обнаружена с помощью лазерной доплеровской виброметрии (LDV). 
Спектры были извлечены из FRF в широком диапазоне частот. Твердость измеряли в трех 
точках поперечного сечения арбуза с помощью пенетрометрии. Пошаговая множественная 
линейная регрессия (SMLR) и частичная регрессия наименьших квадратов (PLSR) были 
применены к извлеченным спектрам вибрации для построения моделей прогнозирования 
текстуры арбуза. Наилучшие характеристики были получены с использованием моделей 
SMLR, примененных к фазовому спектру. Эволюция вязкоупругих свойств мякоти арбуза в 
процессе размягчения и созревания была отражена вибрационной реакцией. Твердость 
арбузов можно предсказать по их фазовым спектрам [8]. 
Показатели твердости плода, твердости корки, плотности мякоти нам нужны для 
проектирования машины для извлечения сока арбуза и семян. Над этой проблемой так же 
работают и зарубежные ученные. В России самыми видными учеными по проектированию 
машин для переработки бахчевых являются Шапров М.Н., Цепляев А.Н., в Казахстане над 
этой проблемой работают Медведков Е.Б., Шамбулов Е.Д. 
Adekanye T. A., O. J. Adelakun разработали малогабаритную машину для извлечения 
сока арбуза. Машина нарезает целый арбуз и извлекает его сок. Данная машина работает 
по принципу сжимающего и сдвигающего усилия, которое действует через шнек. Состоит из 
загрузочного 
бункера, 
вала 
конвейера, 
шнекового 
конвейера, 
размещенного 
в 
цилиндрической камере, сита для сока, коллектор для сока, семян и выхода пульпы, 
редуктора и основной рамы. Приводится в действие электродвигателем мощностью 1 л.с. в 
сочетании с понижением скорости для работы на 46,67 об / мин. При работе плоды арбуза, 
вводимые через бункер, сжимались и переносились на шнековый конвейер. Шнек отжимает 
и сжимает фрукты арбуза, чтобы извлечь сок. Извлеченный сок фильтруется через сито для 
сока в коллектор сока, в то время как семена и мякоть выпускаются через другой выход. 
Проведена оценка эффективности использования плодов арбуза разных размеров (2,3 кг, 
2,6 кг, 2,8 кг, 3,1 кг и 3,3 кг) для определения выхода сока, эффективности и потерь. 
Результаты показали максимальный выход сока 86%. 
Машина имеет мощность 49,04 кг / час. Портативная арбузная соковыжималка проста 
в эксплуатации и обслуживании, поэтому рекомендуется для мелких фермеров и местных 
переработчиков фруктовых соков [6]. 
Недостатками является потеря корки арбуза, не возможность отделить сок арбуза из 
корки и сок мякоти, жидкость вместе с семенами стекает в отдельный бункер. В 
ресурсосберегающей технологии не допускаются потери столь ценного побочного продукта 
как корка.
Для эксперимента совместно с КазНИИПО Институт картофелеводства и 
бахчеводства были случайным образом отобраны 60 шт. арбузов одного сорта с полей. 
Фрукты были отобраны на отсутствие дефектов при тщательном визуальном осмотре, 
переданы в лабораторию и хранились при 5±1°C, 90±5% относительной влажности до 
использования.
Так же при калибровке плодов арбузов использовался индекс формы. При этом 
индекс формы рассчитывался, соотношением длинны арбуза к диаметру. В ходе 
экспериментов обнаружилась зависимость веса арбуза к индексу формы арбуза. Средний 
вес арбузов составил 8кг, при этом средняя длина окружности таких арбузов составила 78-
79,5 см. 

ISSN 1607-2774 
Вестник Государственного университета имени Шакарима города Семей № 4(92) 2020 
27 
Механические характеристики арбуза важны для уменьшения потерь при хранении и 
транспортировке, а также для проектирования соответствующих машин. Характеристики 
сжатия арбуза были проанализированы различными способами. Модуль упругости арбуза 
составил при вертикальном сжатии 9,79×100 Па и по горизонтальному сжатию 8,92×100 Па. 
Результаты указанные в таблице 1 получены с помощью Российских ученых, ВолГАУ, в 
лаборатории д.т.н., профессора Шапрова М.Н. 
Результаты экспериментов показаны в таблице 1 и рисунке1. 
Таблица 1 – Результаты измерений прочностных характеристик арбузов 
Наименование 
Плодоножка 
Цветоложе 
Экватор 
Усилие разрушения корки, Н 
475,74-499,3 
431,4-439,3 
411,9-434,6 
Усилие прокола корки, Н 
127,1-130,3 
104,5-108,7 
111,8-114,7 
Твердость корки, кг/мм 
1,2 
0,8 
0,9 
Усилие разрушения мякоти, Н 
168,7-183,1 
164,8-170,3 
98,7-103,6 
Калибровку проводим согласно рисунку 1, результаты исследований показали, что 
результаты находящиеся вдоль линии тренда это спелые арбуза, выше линии тренда 
незрелые арбузы, ниже линии тренда переспелые арбузы. 
Рисунок 1 – закономерность зависимости длины окружности спелого арбуза от массы 
Выводы 
В современном мире существуют машины для калибровки плодов арбуза по весу и 
геометрическим размерам, сортировка же пока производится экспертами. Сортировка 
плодов арбузов остается не автоматизированной. Переработка плодов арбузов так же 
является острой проблемой. Оборудование, существующее на рынке кустарного 
производства, переработка не налажена, имеются множество решений, но мало, что 
внедрено в реальный бизнес.
В целях разработки достойного решения по переработке плодов арбузов были 
проведены измерения и обработаны данные. Соответственно поставленным целям, нашли 
зависимость веса и длины окружности спелого арбуза. Формула проверена критериями 
Стьюдента и Фишера. Существуют так же методы акустического обнаружения спелого 
арбуза и вибрационные методы, Для проектирования оборудования по переработке плодов 
арбуза, было важно определить спелость арбуза в зависимости физических характеристик, 
поэтому были проанализированы на структурометре СТ1 прочностные характеристики 
спелых арбузов. Пришли к выводу, что наиболее прочной является внешняя сторона корки 
арбуза, наименее прочной является часть арбуза с семенным ложем. Содержание сахаров в 
большей степени так же находится в данной области, механический панцырь содержит 
меньше сахаров, более плотным является сердцевина мякоти арбуза. 
Литература 
1. Мурох В.И., Стекольников Л.И. Целебные кладовые природы. – Минск: Урожай, 1990. − 120 с. 
2. Чиков П.С. Лекарственные растения. – М.: Медицина, с 1982. − 382. 
3. Chun, J., J. Lee, L. Ye, J. Exler and R.R. Eitenmiller, 2006. Tocopherol and tocotrienol contents of 
raw and processed fruits and vegetables in the United States diet. J. Food Comp. Anal., 19: 196-204. 
4. Tlili, I., C. Hdider, M.S. Lenucci, I. Ridah, H. Jebari and G. Dalessandro, 2011. Bioactive 
compounds and antioxidant activities of different watermelon (Citrullus lanatus (Thunb.) Mansfeld) 
cultivars as affected by fruit sampling area. J. Food Comp. Anal., 24: 307-314. 
5. Olayinka B, Etejere E, Proximate and chemical compositions of watermelon (Citrullus lanatus (Thunb.) 
Matsum and Nakai cv red and cucumber (Cucumis sativus L. cv Pipino) International Food Research Journal 
(2018) 25(3) 1060-1066, ISSN: 22317546 

ISSN 1607-2774 
Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университетінің хабаршысы № 4(92)2020 
28 
6. Adekanye, Timothy & Oluwasegun, Adelakun. (2017). Evaluation of a portable watermelon juice extracting 
machine. Agricultural Engineering International: CIGR Journal. 19. 219-223. 
7. Gao Z, Zhang W, Ren M, Analysis of influence factors of watermelon vibration response et al. Nongye 
Jixie Xuebao/Transactions of the hinese Society for Agricultural Machinery (2015) 46 DOI: 
10.6041/j.issn.1000-1298.2015.S0.023 
8. Rouzbeh Abbaszadeh, Ali Rajabipour, Yibin Ying, Mojtaba Delshad, Mohammad J. Mahjoob, Hojjat 
Ahmadi, Nondestructive determination of watermelon flesh firmness by frequency response,LWT – Food 
Science 
and 
Technology,Volume 
60, 
Issue 
1,2015,Pages 
637-640, 
ISSN0023-
6438,https://doi.org/10.1016/j.lwt.2014.08.029. 
9. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643814005374 
ҚАРБЫЗ ЖҰМСАҒЫН ЗЕРТТЕУ 
А.Е. Назымбекова, Е.Б. Медведков, Д.А. Тлевлесова, А.Е. Кайрбаева 

жүктеу/скачать 9,41 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: