1. Дихання плодів і овочів. Сутність дихальних процесів. Аеробне і анаеробне дихання. Вплив інтенсивності дихання на величину втрат. Фактори, що впливають на інтенсивність дихання, їх взаємозв'язок з втратами. Формула процесу При зберіганні плодів та овочів у них тривають
процеси життєдіяльності, властиві живим об'єктам, але на відміну від періоду вирощування ці
процеси відбуваються без доступу з поза поживних речовин і води. У той же час для нормального
процесу життєдіяльності може протікати тільки при певному енергетичному рівні, підтримання якого вимагає витрат запасених поживних речовин (
вуглеводи, органічні кислоти,
ліпідів, фенольних сполук). У
процесі дихання відбувається їх окислення і
енергія може знову звільнятися і переходити у форму, необхідну для
процесів життєдіяльності. Оскільки енергія в зберігаються плоди й
овочі з поза не надходить, а тільки витрачається, то втрати поживних речовин неминучі, при цьому втрачаються не лише речовини, залучаємо в
енергетичні процеси, а й ті, які можуть служити їх джерелами. При зберіганні, плоди та овочі в першу чергу витрачають цукру, а при їх нестачі відбувається розщеплення складних речовин, до складу яких входять залишки молекул цукрів. До таких речовин відносяться крохмаль, геміцелюлоза та інші вони розщеплюються (гідролізуються) і утворюють цукру.
Таким чином, необхідність підтримки життєдіяльності плодів і овочів робить втрати неминучими. Виникаючі втрати поділяють на кількісні і якісні.
Кількісні втрати викликаються процесами, притаманними живим об'єктах і їх називають природним спадом маси. Природний спад виникає в результаті
витрати частини сухих речовин на дихання і випаровування води. Ці два процеси є найважливішими, тому що необхідні для нормальної життєдіяльності плодів і овочів. Втрати сухих речовин на дихання неминучі. Втрати води при випаровуванні води також необхідні, оскільки частина звільняється при диханні енергії виділяється у вигляді фізіологічного тепла і її відведення запобігає самозігрівання продукції, відбувається при випаровуванні води.
Вважається, що на втрати води припадає 70 - 90% втрати маси продукції, а на втрати сухої речовини від 10 - 30%, однак при високій вологості повітря частка втрат сухої речовини на дихання зростає і вище зазначене співвідношення змінюється за рахунок скорочення частки втрат води до 10 - 50%.
На відміну від втрат сухої речовини втрати води частково заповнюються, по-перше, частина води утворюється при окисленні речовин у процесі дихання, по-друге, при відносній вологості повітря близькою до
100%, деякі види плодів і овочів можуть поглинати воду, відновлювати свіжість, тургор тканин і збільшувати масу. Однак така надбавка - явище тимчасове, після чого втрати води і маси переважають. Таким чином,
природне зменшення маси плодів і овочів можна знизити, але повністю усунути без втрати життєздатності продукції не можна.
Норми природного убутку розрізняють за видами продукції, типами складів і місяцях. При тривалому зберіганні на складах і короткочасному зберіганні в магазинах встановлюють окремі
терміни убутку.
Актіруемие втрати утворюються за рахунок відходів і обумовлені неприпустимими мікробіологічними, фізіологічними і біологічними процесами.
Процесів, які викликають актіруемие втрати, можна уникнути шляхом формування природного
імунітету плодів і овочів, створенням і підтримкою оптимальних умов їх зберігання. Найпоширенішими процесами викликають актіруемие втрати є
мікробіологічні захворювання, на частку яких припадає 50 - 80% всіх втрат плодів і овочів.
Процеси, що відбуваються при зберіганні свіжих плодів і овочів, можна підрозділити на фізичні, фізіолого-біохімічні, анатомо-морфологічні.
Фізичні процеси обумовлені волого-і тепловиділеннями рослинних організмів, а також випаданням води на
поверхні. У період розвитку рослини (вегетаційний період) випаровування води більш-менш врівноважується надходженням її від коріння рослин. На відміну від цього при зберіганні продукції випаровування води викликає її втрати, а отже, спад маси в цілому. У результаті проведених досліджень видно, що втрата води в залежності від виду, сорту та умов зберігання становить від 50 до 90%, а іноді й менше.
Біологічне призначення процесу випаровування води полягають у: відвід фізіологічного тепла виділяється при диханні, що перешкоджає підвищенню температури в
тканинах; переміщенні речовин у розчиненому стані в різні частини плодів і овочів. Втрати води від випаровування можуть призвести до зворотного (тимчасовому) і незворотного (тривалого) в'янення. При оборотному в'яненні рослинні клітини можуть поглинати водяну пару через відкриті продихи і кутикули при насиченні ними навколишнього середовища. При цьому клітини відновлюють тургор (у них знижується осмотичний тиск і підвищується тургорное тиск) і нормальний
обмін речовин. При необоротному в'яненні тургорное стан і нормальний обмін речовин не відновлюються, поглинання води не відбувається або відбувається дуже повільно, в результаті
тканини швидше піддаються
мікробіологічної псування, ніж відновлюються. При необоротному в'яненні у плодів і овочів, збільшується проникність протопласта, зростає інтенсивність дихання, що викликає зростання втрат. Для
того щоб запобігти в'янення за рахунок випаровування води (транспірації) застосовують речовини, які називаються антітранспіранти. Це парафін, поліетилен, поліхлорвініловий
спирт.
Наявність ушкоджень механічних, за рахунок сільськогосподарських шкідників, а також
мікробіологічних хвороб,
вода починає випаровуватися швидше, а при порушенні покривних тканин, посилюється дихання. На інтенсивність випаровування води великий вплив мають
відносна вологість повітря і температура при зберіганні. Підвищена вологість і
низькі температури сповільнюють випаровування води, але висока вологість повітря навіть при незначних
коливаннях температури може викликати конденсацію (запотівання) водяної пари на поверхні продукції, що створить сприятливі умови для її мікробіологічної псування. При зберіганні намагаються запобігти конденсації, для цього підтримують рівномірний температурно - вологісний режим або вкривають зберігаються плоди й овочі ізолюючими
матеріалами які поглинають конденсовану вологу.
Причиною випадання конденсату є тепловиділення, в результаті якої утворюється перепад температур. Інтенсивність тепловиділення в більшій мірі залежить від температури зберігання, ніж від особливостей виду продукції. Так, при температурі 20 ° С вона найбільша, при 0С і поблизу криоскопическим температурах - найменша. При криоскопическим температурах, що викликають замерзання продукції і загибель живих рослинних клітин, тепловиділення повністю припиняється.
Замерзання є негативним
процесом для життєдіяльності свіжих плодів і овочів, властивості яких значно змінюються. У них порушуються процеси засвоєння поживних речовин живими клітинами (асиміляція) і процеси розщеплення складних органічних речовин (дисиміляція) у бік незворотного руйнування. Температура замерзання різних плодів і овочів коливається від - 05 до - 5 ° С. Замерзання плодів і овочів відбувається ступінчасто: при зниженні температури нижче точки завмер настає переохолодження продукції,
кристали льоду при цьому не утворюються. Температурою замерзання вважається найвища точка температури переохолодження, після якої температура знову знижується.
Фізико -
біологічні процеси в плодах і овочах відбуваються за допомогою
ферментів.
Дихання - важливий
процес, що лежить в основі всіх процесів життєдіяльності плодів і овочів.
Процес дихання здійснюється через екзергоніческіе реакції, які супроводжуються виділенням невеликої кількості енергії, яка в основному використовується на процеси життєдіяльності рослинних клітин (2 / 3 енергії, що виділяється) і лише частково виділяється в зовнішнє середовище у вигляді фізіологічного тепла. Під час дихання утворюються нестійкі проміжні сполуки, службовці вихідними продуктами для синтетичних процесів. Так як основою життєдіяльності, як і в період вирощування, залишаються процеси асиміляції (
процес засвоєння поживних речовин живими клітинами) і дисиміляції (процес розщеплення складних органічних речовин), то при зберіганні рослинний організм намагається найбільш значимі з них підтримувати на необхідному рівні (розпад і
синтез білків, ферментів ід.) Однак при відсутності надходження поживних речовин це рівновагу можна підтримувати за рахунок необхідного розпаду складних органічних сполук, що є субстратами для дихання. Головними серед них в плодах і овочах, є вуглеводи, і в першу чергу моносахара, потім органічні кислоти,
жири,
білки і фенольні сполуки.
Сумарне рівняння хімічних перетворень моносахаров при диханні плодів і овочів виглядає наступним чином: З 6 Н 12 О 6 --- 6 СО 2 + 6 Н 2 О + 668 ккал (2867кДж). Виділятимуться енергія стає кінцевим продуктом, заради якого і здійснюється процес дихання. Наслідком цього процесу є втрати маси плодів і овочів за рахунок витрати гексоз (глюкоза, галактоза, фруктоза і ін) та інших
енергетичних речовин, зміни складу навколишнього середовища шляхом поглинання кисню, виділення вуглекислого газу і поглинання запасу води в тканинах.
Анаеробне дихання супроводжує аеробному, так як у внутрішніх тканинах плодів і овочів завжди може виникати дефіцит кисню. Однак при достатньому вмісті його навколишньому середовищу анаеробне дихання займає невелику питому вагу і помітної ролі не грає. Переважним є аеробне дихання. Лише при недоліку кисню (менше 2%) анаеробне дихання переважає над аеробним. Анаеробне дихання є найменш економічним типом дихання, так як кількість виділеної енергії майже в 30 разів менше, ніж при аеробному:
З 6 Н 12 О 6 --- 2 СО 2 + 2 С 2 Н 5 ОН + 22,5 ккал. Виділяється при цьому
етиловий спирт і його попередник - ацетальдегід викликають
фізіологічні порушення обміну речовин, знижують
природну стійкість у несприятливих умов і призводять до потемніння тканин плодів і овочів.
Інтенсивність дихання залежить від фізіологічного
стану плодів і овочів, від виду і сорту, температури, газового складу середовища, наявності пошкоджень. Найбільшу інтенсивність дихання мають молоді, швидкорослі рослинні органи, клітини яких заповнені протопластом і містять багато мітохондрій. Дуже енергійно дихають листя, нерозпустилися суцвіття,
нирки і
насіння, особливо проростають, кінчики
коренеплодів, вершечки стебел (вершини бульб). Втрати маси за рахунок дихання у молодих частин плодів і овочів у 10 - 20 разів більше, ніж у старих. Плоди та зелені овочі характеризуються більш інтенсивним
диханням, ніж овочі, що перебувають у стані спокою. Великий вплив на інтенсивність дихання надає і температура. Її зниження у більшості плодів і овочів викликає уповільнення всіх процесів життєдіяльності, в тому числі і дихання. Виняток становить картоплю при температурі 4 - 5 С спостерігається найменша інтенсивність дихання, при подальшому зниженні температури інтенсивність дихання бульб зростає. Зниження концентрації кисню і підвищення вуглекислого газу під внутрішньотканинного атмосфері за рахунок малої дифузії газів через частіші кутикулу або периметру уповільнює дихання плодів і овочів, що і покладено в основу одного з принципів поліпшення їх зберігання при газовому зберіганні. На інтенсивність дихання продукції впливають різні пошкодження: механічні, мікробіологічні, фізіологічні, сільськогосподарськими шкідниками. Встановлено, що інтенсивність дихання багатьох плодів і овочів при нанесенні механічних пошкоджень зростає, особливо в період, що обумовлено підвищенням витрат енергії на біосинтез речовин захисного
характеру (суберіна, поліфенолів, фітоалексинів). Посилення дихання в результаті пошкодження сільськогосподарськими шкідниками, гризунами,
мікроорганізмами, фізіологічними хворобами призводить до витрат енергії на освіту захисних бар'єрів, змертвіння тканин (
некрозів),
освіта бактерицидних речовин, активізацію окисних ферментів.
В кінці зберігання розрізняють три періоди: передклімактеричний - з найнижчим рівнем дихання, клімактеричний - з найвищим рівнем дихання, і посклімактеріческій, для нього
характерне зниження інтенсивності дихання.
Дихання - це незворотний окислювальний процес розпаду речовин. Крім нього, при зберіганні плодів і овочів відбуваються інші окисні процеси, які можуть носити незворотній або оборотний характер. До них відноситься окислення аскорбінової кислоти до дегідроаскорбінової, яка або відновлюється, або руйнується. В останньому випадку мають втрати аскорбінової кислоти, причому при тривалому зберіганні плоди та овочі втрачають до 50 - 80% вітаміну С. Велика частина цих втрат припадає на перші місяці зберігання продукції. При
фізіологічних порушеннях, викликаних
старінням, хворобами фізіологічними та мікробіологічними, відновлення окислених хінонів не відбувається, в результаті чого продукція темніє.
Окислення ліпідів відбувається у всіх плодах і овочах, що призводить до погіршення смаку.
Бібліографічний список 1. Миколаєва М.А.
Товарознавство плодів і овочів видавництво «Економіка» 1990 року.
2. Новікова О.М., Голубкіна Т.С., Нікіфорова Н.С., Прокоф'єва С.А.
Товарознавство і
організація торгівлі продовольчими товарами:
підручник для поч. проф. освіти 4 - е видання - М.: Видавничий центр «Академія» 2006. - 480 с.
3. Мікуловіч Л.С., Локтєв А.В., Фурс І.М.
Товарознавство продовольчих товарів: Під загальною
редакцією Брильовський О.А. - Мн.: БРЕУ, 2001. - 614 с.