Дыхание — основной процесс обмена веществ

 

 

Результаты хранения плодов и овощей как живыхобъектовопределяются в первую очередь их биологическими особенностями. Способность плодов и овощей на хранения длительное время без значительных потерь массы, порчи товаров.

Сохраняемость — результат хранения (величина потерь,изменение качества) в конкретных условиях данногосезона выращивания и хранения, т. е. проявление лежкостив конкретных условиях.

Для характеристики лежкости плодов и овощей целесообразноих разделить на три группы: первая — двулетниеовощи (капуста, морковь, свекла, лук и др.), картофель;вторая — плоды, плодовые овощи (томаты, баклажаны,перцы, бахчевые); третья — листовые овощи, ягодыи большая часть косточковых плодов. Лежкость двулетних овощей и картофеля определяетсяглубиной и продолжительностью периода покоя. Состояниепокоя следует рассматривать как приспособительнуюреакцию растительных органов для переживания неблагоприятныхсезонных условий, выработанную в процессеразвития и закрепленную генетически.

Картофелю и луку свойственно состояние глубокого(физиологического) покоя, при котором почки не прорастаютдаже при благоприятных условиях. У капусты и корнеплодовпочки в таких условиях могут прорастать с осени,но при этом образуются вегетативные побеги. Вегетативноеизрастание почек можно задержать, например, воздействи ем пониженной температуры, приэтом овощи сохраняются без значительныхколичественных потерьи ухудшения качества. Но с переходомв репродуктивное состояниепочки весной начинают прорастатьи попытки задержать начавшеесяразвитие приводят к физиологическимрасстройствам, потерямпри хранении.

Значение периода покоя — подготовкарастений к репродуктивномуэтапу развития, т. е. прохождениеи завершение дифренциации конусов нарастанияпочек. У лежких сортов дифференциациязавершается во времяхранения. К моменту уборки точки роста находятся в вегетативномсостоянии, конусы нарастания не развиты, ткани однородны.

В дальнейшем конусы нарастания вытягиваются, образуютсябугорки, зачатки будущих цветков и соцветий.

В момент завершения дифференциации конус нарастанияпредставляет собой сложное образование, его строениенапоминает взрослый побег.

При завершении дифференциации (окончание покоя иначало прорастания) усиливается деятельность меристемБ конусах нарастания, в них возрастает содержание нуклеиновыхкислот. В период покоя до завершения дифференциации интенсивностьдыхания и активность окислительно-восстановительныхферментов невысоки и устойчиво удерживаютсяна постоянном уровне. Завершение дифференциации иокончание покоя характеризуются резким подъемом указанныхпоказателей.

По мере дифференциации уменьшается степень полимеризацииуглеводов, снижается содержание крахмала впаренхиме клубней и повышается уровень сахаров в почках.

То же наблюдается в хранящихся кочанах, корнеплодах,луковицах. Отток веществ к почкам в некоторых случаях настолькрвыражен, что используется в практических целях, напримердля доращивания цветной капусты.

Сложные превращения происходят и в группе физиологическиактивных веществ. В состоянии покоя соотношениемежду активаторами и ингибиторами роста такое, что ростовыепроцессы заторможены. При выходе из покоя и вначале прорастания преобладают активаторы роста.

Лежкость плодов и плодовых овощей определяетсяпродолжительностью периода послеуборочного дозревания.

В этом случае объекты хранения — плоды с семенами.Процессы, протекающие в них после уборки, связаны сокончательным формированием семян, их зародышей иоколоплодника. Их характеризуют понятием послеуборочноедозревание. Чем продолжительнее период послеуборочногодозревания, тем больше способность плодов и овощейсохраняться. Например, яблоки летних сортов, которыеуспевают окончательно сформироваться до уборки и ненуждаются в послеуборочном дозревании, можно хранитьв течение очень короткого срока. Плоды зимних сортовокончательно сформировываются после уборки. Во времяхранения у многих из них семена связаны с околоплодникомпроводящими сосудами. После завершения послеуборочногодозревания у таких яблок резко снижается устойчивостьи ухудшается качество плодов, резко возрастаютпотери, что вынуждает закончить хранение.потери, что вынуждает закончить хранение.

Физиолого-биохимические превращения при послеуборочномдозревании плодов в общем виде состоят в следующем.

После съема наблюдается довольно высокая интенсивностьдыхания, которая в соответствии с понижениемтемпературы хранения и приспособлением плодов к новымусловиям снижается. Затем интенсивность дыхания становитсяболее или менее постоянной. Продолжительностьэтого состояния у разных видов и сортов неодинакова. Затемпроисходит резкий подъем интенсивности дыхания,названный климактерическим, свидетельствующий об окончаниидозревания плодов и начале их старения и разложения.

На рисунке 4 представлен типичный характер измененияинтенсивности выделения СО2 при созреванииплодов. В группе углеводов наблюдается переход от более сложныхсоединений к простым. Общее количество сахаров вплодах постепенно уменьшается вследствие расхода их надыхание (за исключением непродолжительного первого, периода, когда в результатегидролиза крахмала количествоих может остаться прежним и даже несколько возрасти).

Причем характерно изменениесоотношения между сахарозойи моносахарами в пользупоследних. Так как по вкусовомувосприятию степень сладостифруктозы выше, чемсахарозы и особенно глюкозы,плоды становятся слаще,несмотря на уменьшение общегосодержания сахаров. Количество кислот в плодах невелико и во время хранениянесколько уменьшается. Чрезвычайно характерны изменения пектиновых веществ.

Общее количество их при хранении несколько уменьшается,но, главное, снижается содержание нерастворимойформы (протопектина), за счет чего увеличивается наличиерастворимой формы (пектина). Особенно резко указанноевзаимопревращение происходит в момент завершения дозревания,когда плоды достигают так называемой потребительскойстепени зрелости.

Превращения пектиновых веществ обусловливают изменениеконсистенции плодов. В незрелых плодах они представленыглавным образом протопектином срединных пластинок,соединяющих клеточную структуру в прочно сцементированную, поэтому грубую при органолептическойоценке ткань. В момент созревания большая часть пектиновыхвеществ представляет пектин, растворенный в клеточномсоке, и плоды характеризуются как нежные, сочные.

При перезревании протопектин почти совсем исчезает,плодовая ткань не представляет больше единого целого истановится скоплением разобщенных клеток, что воспринимаетсякак мучнистая консистенция.

При созревании плодов уменьшается количество дубильныхвеществ, но возрастает содержание красящих.

При этом образуются сложные ароматические соединения,обусловливающие, наивысшее качество плодов по данномупоказателю при органолептической оценке, а также некоторыелетучие соединения, вызывающие изменение темповсозревания. Из них наиболее исследован и применяетсяв практике для ускорения дозревания плодов этилен. в конце созревания могут образоваться вещества (метиловыйи этиловый спирты, уксусный альдегид и др.),вызывающие побурение покровных тканей и мякоти плодов.

Это свидетельствует о расстройстве сбалансированных физиолого-биохимических процессов.

Лежкость листовых овощей, ягод и большей части косточковыхплодов невелика, сохранение их почти целикомзависит от внешних условий. Это — неоднородная группаобъектов, характеризующаяся легкой потерей воды изтканей вследствие или сильно развитой листовой поверхности,или тонких покровных тканей и клеточных стенок,или слабой водоудерживающей способности коллоидов.

Потери воды, например, у листового салата даже при благоприятныхусловиях хранения достигают более 1,5—2 %в сутки, у кочанного — 0,5—1,0 %.

У ягод и косточковых плодов при непродолжительномпребывании после уборки в условиях повышенной температурыпротоплазма клеток свертывается и вытекает клеточныйсок. Таким образом, для их сохранения необходимо создатьусловия, препятствующие испарению влаги и дыханию.

Это достигают охлаждением — продукцию хранят в холодильникахи герметично упаковывают.

 

ДЫХАНИЕ — ОСНОВНОЙ ПРОЦЕССОБМЕНА ВЕЩЕСТВ

 

Для всех групп плодов и овощей жизнедеятельность вовремя хранения почти полностью заключается в дыхательномобмене. Пластические веществ и энергия для процессовобмена (полимеризация, новообразования и передвижениявеществ, связанных с дифференциацией почек, созреваниемсемян и околоплодника, защитными реакциямии др.) образуются в результате дыхания. При этом выделяетсятепло, что определяет особенности условий, складывающихсяв массе продукции, технологию ее охлаждения иразмещения при хранении. Суммарное „уравнение аэробногодыхания имеет вид:

СвН.Ре + 60, = 6С0, -ь 6Н,0 + 2817.3 кДж.

Однако оно дает лишь общее представление о процессе,который совершается в том случае, если на дыхание расходуютсягексозы, существует свободный доступ кислоро да и окисление идет до конечных продуктов. Но такиеусловия бывают не всегда.

По мере развития плодов и овощей при хранении, особеннов последний период по окончании покоя и послеуборочногодозревания, нарушается согласованность отдельныхзвеньев процесса дыхания, в результате чего окислениеможет приостановиться на каком-либо промежуточномэтапе. В этом случае происходит анаэробное дыхание с накоплениемнедоокисленных продуктов (этиловый спирт,уксусный альдегид и др.), что в конечном счете приводитк возникновению видимых признаков физиологическогорасстройства обмена веществ — потемнений, пятен, некрозов. Показателем, характеризующим развитие анаэробныхпроцессов, может служить (наряду с присутствием недоокисленныхпродуктов) дыхательный коэффициент (ДК), показывающий отношение объемов СО2/О2 при дыхании.

Превращения веществ и энергии в процессе дыханияпри хранении плодов и овощей совершаются сложным путем.

Сущность их заключается в том, что они проходятв несколько последовательных стадий. При этом образуютсямногочисленные промежуточные продукты, используемые,например, для продолжающейся дифференциации точекроста овощей или послеуборочного дозревания плодов.

В процессе дыхания энергия освобождается малыми порциямии может быть экономно использована растительныморганизмом. Кроме того, при дыхании синтезируются веществазащитного характера, препятствующие развитиюболезней.

 

Лекция 4