Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 23
Технологія зберігання і первинної обробки рослиних продуктів, Сердюк М.Є.
ЛЕКЦІЯ 2, 3
ТЕМА : БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЗБЕРІГАННЯ РОСЛИННОЇ ПРОДУКЦІЇ
ПИТАННЯ:
ЛІТЕРАТУРА :
1. КЛАСИФІКАЦІЯ РОСЛИННИХ ОБ`ЄКТІВ І БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЛЕЖКОСТІ
Придатність плодів і овочів до тривалого зберігання характеризується поняттям “ЛЕЖКІСТЬ” і “ЗБЕРЕЖЕНІСТЬ”.
ЛЕЖКІСТЬ – потенційна здатність плодів і овочів зберігатися протягом певного часу без значних втрат ваги, пошкодження фітопатагенними мікроорганізмами і фізіологічними хворобами, погіршення товарних, харчових і насіннєвих якостей.
Лежкість кількісно можна виразити строком зберігання при оптимальних умовах, які витримують плоди й овочі, що вирощені з дотриманням всіх правил агротехніки за сприятливих погодних умов, із загальними втратами вихідної ваги до 10%.
Лежкість підрозділяють на високу, середню і низьку.
ЗБЕРЕЖЕНІСТЬ – проявлення лежкості видів і сортів плодів та овочів в умовах даного сезону, зони вирощування за певного рівня агротехніки, технології і режиму зберігання.
Вона характеризується строком зберігання, а також величиною втрат продукції і ступенем змін її якісних показників за цей період.
Поєднання оптимальних погодних умов, агротехнічних заходів у період вегетації з оптимальними параметрами температури, вологості і складом газового середовища при зберіганні забезпечує співпадання показників лежкості і збереженості.
Фактори, які формують лежкість наведені на схемі на рисунку 1.
Значний вплив на лежкість продуктів має хімічний склад і особливо вологість продуктів.
За вмістом води усі рослинні продукти поділяються на дві групи: СУХІ і СОКОВИТІ.
До СУХИХ відносять плоди горіхоплідних, зерно, насіння плодових, овочевих, квіткових, зернових культур. Особливістю їх є те, що вони у своєму складі мають незначну кількість води ( 14% ) і добре зберігаються навіть при зниженій відносній вологості повітря ( 70…80 % ).
СОКОВИТИМИ називають рослинні об’єкти, які відрізняются високим вмістом води (85…98 %). До них відносять плоди і овочі.
Насиченість плодів і овочів водою веде до наступних наслідків:
Рисунок 1. – Фактори, що формують лежкість
Крім того плоди й овочі є різними органами або своєрідними видозмінами основних органів однорічних, дворічних і багаторічних рослин, які належать більш як до 100 ботанічних видів. В житті рослин ці органи у вигляді бульб, коренів, коренеплодів, суплідь, зав’язі, плодів, ягід виконують строго певні функції. Тому біологічні процеси, які проходять у плодах та овочах навіть після їх відділення від материнської рослини, залежать від тої ролі, яку даний орган виконував у вегетуючому організмі.
В залежності від біологічної ролі, яку виконував той чи інший орган в материнській рослині, а також враховуючи, що управління фізіолого – біохімічними процесами лежать в основі практичних заходів по захисту врожаю від різноманітних втрат, доцільно, на думку Л. В, Метлицького, плоди й овочі з точки зору зберігання розподілити на три групи:
2. ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ТРИВАЛІСТЬ ЗБЕРІГАННЯ РОСЛИННОЇ ПРОДУКЦІЇ
Фактори зберігання – це регульовані елементи середовища, за допомогою яких можна знизити втрати і продовжити можливий строк зберігання.
Збереженість рослинних продуктів залежить від комплексу факторів:
З погляду на це, в кожній зоні України треба вирощувати тільки районовані сорти, що пристосовані до даних умов та дають високі врожаї високоякісної та лежкоздатної продукції.
Надлишок вологи в ґрунті, так саме як і недолік, негативно впливає на збереженість. Наприклад, надмірні опади після гострої нестачі вологи звичайно викликають розтріскування продукції, враження її грибними гнилями, розвиток водянистої серцевини та побуріння м΄якоті. Рівномірне випадання опадів весною та влітку благоприємно впливає на якість та збереженість плодів та овочів.
Великий вплив не здатність плодів до зберігання мають умови зволоження та температурного режиму вегетаційного періоду. У Якості індексу зволоження може бути використаний гідротермічний коефіцієнт ГТК, який дорівнює відношенню кількості опадів за три місяці перед зніманням до суми температур за той же період, помноженому на 10:
Плоди зберігаються більш тривалий час при оптимальному режимі зволоження, коли ГТК= 1,0…1,4.
Установлено, що ґрунти з близьким заляганням галечнику, піщані та кислі нерідко мають нестачу кальцію та бору, тому сировина, що виросла на них найчастіше уражається такими захворюваннями, як гірка ямчастість, скловидність та низькотемпературний опік.
Найкраще зберігаються плоди, які виросли на ґрунтах середньої консистенції, добре удобрених, з оптимальним режимом вологості. Плоди, які виросли на глинистих ґрунтах, зберігається декілька гірше, але все ж краще плодів, із садів, що закладені на піщаних ґрунтах.
Для овочів навпаки. З піщаних та супіщаних ґрунтів отримують добрі врожаї стандартних, добре дозрівших коренеплодів із високою збереженістю. На тяжких глинистих ґрунтах коренеплоди отримують, найчастіше, препоганими.
Підвищенні дози азотних добрив посилюють ріст рослин, затримують накопичення поживних речовин та дозрівання, що веде до зниження збереженості. Калійні та фосфорні добрива прискорюють дозрівання. Наприклад, великі дози азотних добрив у капусти викликають утворення пухких качанів, знижують вміст сухих речовин, вітаміну С та цукрів, погіршує збереженість, сприяє враженню качанів під час зберігання крапковим некрозом. У яблук надлишок азотних добрив затримує утворення антоціанів та знижує стійкість до фізіологічних захворювань. Калійні та фосфорні добрива покращують якість та лежкоздатність капусти.
На якість продукції позитивно впливають і мікроелементи. Наприклад, бор, йод та цинк підвищують збереженість винограду, марганець та бор підвищують стійкість моркви до захворювань.
Однак, необхідно пам΄ятати, що вміст тих чи інших елементів живлення в ґрунті неоднаково. Тому при внесенні добрив слід керуватися рекомендаціями, які розроблені для певних умов та культур.
Лежкоздатність плодів залежить і від подвоїв. Дерева, що виросли на слабких подвоях, як правило, дають більш великі , високоякісні плоди. Але дозрівають вони раніше та зберігаються гірше, ніж плоди з дерев, що виросли на сильнорослих подвоях.
Необхідно постійно слідкувати за збиральною технікою, регулювати її так, щоб плоди та овочі не травмувалися. Для зменшення травмування продукцію краще транспортувати у тарі (ящиках, контейнерах). При транспортуванні у відчинених автомобілях продукцію бажано вкривати брезентом для зменшення випаровування вологи.
Строки убирання залежать від ступеню стиглості плодів та овочів. ЇЇ встановлюють з урахуванням виду та призначення продукції.
Крім того, на якість і тривалість зберігання плодів та овочів впливають не тільки фактори природної сортової лежкості, але і в значній мірі умови їх зберігання. Параметри цих умов добирають таким чином, щоб знизити інтенсивність процесів обміну речовин до мінімального рівня, але щоб не викликати виникнення фізіологічних захворювань.
Вплив температури на швидкість біохімічних перетворень у плодах і овочах і, відповідно, на їх збереженість, випливає із правила Вант–Гоффа, яке констатує, що при зниженні або підвищенні температури на 10°С ( Q 10 ) обмін речовин буде відповідно загальмовуватися або прискорюватися у 2…рази.
Але зниження температури має свої межі. Не можна допускати підмороження продуктів, тому що більша частина плодів і овочів не витримують його навіть у легкому ступені, і структура продуктів при цьому порушується, клітини деформуються і розриваються утвореними кристалами льоду, тобто соковиті тканини гинуть. Після відтаювання підморожених плодів із них витікає сік і вони легко пошкоджуються фітопатогенною мікрофлорою.
Плоди й овочі стосовно знижених температур можна поділити наступні групи:
Вибір температури залежить також від ступеня їх фізіологічного розвитку, при якій проведено збирання продукції. Як правило, якщо плоди і овочі зібрані в період повної споживчої або біологічної стиглості, температура може бути на мінімально допустимому стосовно даного виду або сорту рівні у зв΄язку з тим, що їм не треба дозрівати. Навпаки, якщо плоди, овочі зібрані у технічній або збиральній стадії стиглості, слід підтримувати температуру, оптимальну для даної продукції. Якщо зберігати недостиглу продукцію при понижених температурах, вони можуть навіть втратити можливість до дозрівання і бути пошкодженими фізіологічними захворюваннями.
Температура під час зберігання продукції повинна постійно підтримуватись на одному рівні. Коливання її впливають на обмін речовин в плодах і овочах, прискорює дозрівання і крім того, при високій вологості повітря в камері викликають конденсацію води – утворення краплинно – рідкої вологи. Коливання температури в холодильних камерах не повинні перевищувати +0,5°С.
Вологість повітря є важливим фактором зберігання. Вона виникає внаслідок переходу води у газоподібний стан при випаровуванні.
Абсолютний вміст вологи в повітрі ( число грамів води на 1 м3 або 1 кг сухого повітря ) залежить від температури повітря і атмосферного тиску. Ступінь насичення повітря вологою по відношенню до його максимальної здатності до водопоглинення ( в залежності від тиску і температури повітря ) виражають в відсотках відносної вологості повітря ( ВВП ).
При визначенні оптимальної ВВП слід враховувати, що при вологості повітря нижче оптимальної відбувається посилена втрата води, а при вологості вище оптимальної можливе прогресивне збільшення псування продукції.
Для правильного вибору оптимальної ВВП в період зберігання необхідно враховувати наступні положення:
Рівень вологості під час зберігання треба підтримувати на постійному рівні. Якщо цього не виконати, то відбувається активізація процесів дихання, підвищення втрат води продукцією, і швидкого наростання снігової “шуби” на випарниках. Для зниження втрат ваги внаслідок недостатньої вологості рекомендується зволоження камер сховища, надійну волого – і пароізоляцію огороджень, укриття штабелів вантажу і зволоження повітря при закладанні плодів і овочів на зберігання.
Співвідношення і склад повітря у сховищі – могутній фактор впливу на фізико – біохімічні процеси, які протікають в продукції, а отже на її втрати і товарну якість.
Розміщення плодів в камерах з регульованою пониженою концентрацією кисню і підвищеною двооксиду вуглецю називають зберіганням у регульованому газовому середовищі (РГС).
Окремі види і сорти продукції значно відрізняються своєю реакцією на зміни газового складу середовища, тому він повинен бути диференційований в залежності від видових і сортових особливостей продукції.
При виборі газових середовищ і їх використання під час зберігання плодів і овочів необхідно:
Дуже важливо при зберіганні утримати параметри газового середовища у заданих оптимальних межах і співвідношеннях, при яких процеси обміну протікають збалансовано і не викликають фізіологічних пошкоджень.
Це фактор, який примусово створюється вентиляторами з метою:
При визначенні швидкості руху повітря треба враховувати такі положення:
Забруднення повітря негативно впливає на тривалість зберігання і якість продукції, тому воно повинно бути усунено чи зменшене. Серед забруднювачів є речовини, що продукують самі об΄єкти зберігання, хімічні препарати і фізичні фактори.
Найбільше вивчений етилен, який утворюють і виділяють яблука, груші, томати та ін. плоди і овочі при зберіганні. Інтенсивне виділення етилену спостерігається під час швидкого дозрівання плодів, особливо при клімактеричному підйомі дихання.
Для тривалого зберігання плодів необхідно видалити етилен з камер де зберігається продукція. В цьому випадку з неї забирають повітря і пропускають через апарат–поглинач етилену, після чого повітря знов повертають у камеру. Як поглиначі використовують воду, вапно, активоване вугілля, насичене бромом.
Інші леткі речовини можуть бути причиною виникнення загару. Для їх нейтралізації застосовують різного роду адсорбенти, наприклад, вазелінове масло, яким насичують папір для обгортання плодів, активоване вугілля, оброблене бромом та ін.
Оброблення повітря в камері, тарі від мікроорганізмів здійснюється за допомогою дезинфекції з використанням різних хімічних препаратів: сірки, формаліну, сірчистого газу, ультрафіолетового і радіаційного опромінювання, обробки озоном тощо.
Освітлення має велике значення при зберіганні продукції. При природному і сильному штучному освітленні інтенсифікуються процеси життєдіяльності: дихання, проростання, використання запасних речовин, в΄янення, руйнування біологічно активних речовин, проходить позеленіння бульб картоплі, головок моркви і капусти. В таких бульбах накопичується отруйний глікозид–соланин, тому при позеленінні 25 і більше відсотків така картопля переводиться у відходи.
Тому в камерах, в яких зберігається плодоовочева продукція не повинно бути вікон, природного освітлення, а тільки штучне. Під час зберігання продукції воно повинно бути вимкнено.
3. ПЕРІОДИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ РОСЛИННОЇ ПРОДУКЦІЇ ПІД ЧАС ЗБЕРІГАННЯ
Усім видам плодів і овочів властива загальна еволюційна мета – збереження спадкових властивостей і продовження виду. У вегетативних овочів і плодів, плодових овочів ця мета досягається за допомогою різних біологічних механізмів, що і визначають періоди життєдіяльності. Вегетативні овочі характеризуються здатністю знаходитись у стані спокою, а плодам і плодовим овочам властива здатність до дозрівання.
Спокій – це фізіологічний стан, при якому маристематичні тканини рослини або її органу не переходять до росту.
Мова йде лише про відносний спокій, тобто про певний період у життєвому циклі рослин, під час якого більшість фізіолого – біохімічних процесів протікає значно повільніше, ніж у рослині, яка росте, завдяки чому відсутній видимий ріст. Але уповільнюються не всі процеси, тому що життя і спокій поняття несумісні.
Здатність перебувати у стані спокою виробилась у рослин в процесі еволюції в якості важливого пристосування до несприятливих для росту умов. Воно закріплено генетично і є одним із сортових ознак. В межах одного і того ж виду рослин є сорти з різною тривалістю періоду спокою.
Стан спокою овочів і картоплі поділяють на природний ( глибокий ) і штучний ( вимушений ). Рослина у природному спокої не проростає навіть при сприятливих умовах зовнішнього середовища, а при штучному спокої проростання пригнічується умовами зовнішнього середовища.
Початком періоду спокою вважають момент, коли бульби припиняють ріст у довжину за рахунок розтягнення клітин. З поновленням розтягнення клітин стан спокою закінчується і визначається візуально по збільшенню розмірів вічок.
На тривалість періоду спокою значно впливають умови зовнішнього середовища, при яких проходить формування бульб. Холодне , дощове літо може продовжувати період спокою, а сухе і жарке – скорочує. Бульби, зібрані у незрілому стані мають триваліший період спокою, порівняно із дозрілими. Дрібні бульби відрізняються від великих тривалішим періодом спокою.
По тривалості періоду спокою сорти картоплі можна розбити на три групи:
Строк зберігання і якість зберігаємих овочів залежить від проходження періоду спокою.
При дозріванні немає притоку води і поживних речовин із листків і коренів, тому синтез речовин уповільнюється і здійснюється тільки у межах, необхідних для підтримки життєдіяльності і захисних властивостей плодів і овочів.
Під час дозрівання активізується малатна система, яка складається з трьох послідовно діючих ферментів: малік-ферменту (НАДФ – малатдегідрогенази дерибоксилюючої), пируватдекарбокси і алкогольдегідрогенази. Ключовим ферментом системи є малік-фермент, або фермент дозрівання.
Існує гормональна теорія дозрівання плодів під впливом етилену. Синтез етилену в ланцюгу реакцій слідуючий: S-аденозилметіонін 1-аміноциклопропан карбонова кислота (АЦК) синтезу АЦК (етиленутворюючий фермент) етилен.
Екзогенний етилен прискорює дозрівання плодів, тому його використовують для цієї мети в практиці. Цей процес одержав назву дозарювання.
Етилен у малих дозах прискорює дозрівання плодів, а у великих затримує проростання, розвиток хвороб, подовжує зберігання.
Процес дозрівання поступово переходить в процес старіння, особливо по мірі накопичення перекисів.
В регуляції дії біологічно активних речовин велика роль належить фітогормонам.
Фітогормонами є сполуки, які утворюються в мікрокількостях в одній частині рослини і здатні транспортуватись в інші частини, стимулюючи ростовий або формуючий процес.
На даний час описані три групи фітогармонів – ауксини, гібереліни і цитокиніни.
Ауксини – викликають збільшення розмірів клітин, за рахунок їх розтягування, затримують опадання листя і зав’язі.
Гібереліни – стимулюють ріст рослин у довжину, сприяють зав΄язуванню плодів, стимулюють квітування, підсилюють ріст ягід, прискорюють вихід насіння зі стану спокою.
Цитокиніни – стимулюють ділення клітин, надходження поживних речовин до листків, підсилюють проростання у темноті, активізують ріст рослин.
Взаємозв’язок між гормонами і фізіолого-біохімічними явищами, які відбуваються в рослинній клітині дуже складний і багатогранний. Тому треба знати на що діють ауксини (індоліоцтова кислота), абцизова кислота, цитокіни і гібереліни.
Індолілоцтова кислота (ІОК) затримує дозрівання. Під дією фермента ІОК зменшується, а місце що вивільнилося заповнюється новою речовиною оксиндолом, який стимулює дозрівання. Препарат дитіотрет блокує дію фермента, дозволяє довше зберегти плоди зеленими. Аллоксан і етілмалеімід навпаки прискорюють утворення оксиндола і розпад ІОК, прискорюють максимум клімактеричного дихання, розм’якшення плодів і виділення етилену.
Велику роль в житті рослин відіграють речовини, які регулюють ростові процеси: активізатори та інгібітори.
Активізатор ауксин:
Інгібітори росту – це сполуки, які відносяться до фенольної і терпеноїдної групи. Вони уповільнюють процеси синтезу і знижують активність фітогармонів.
До фенольної групи належить:
До терпеноїдної групи належить абцизова кислота.
Вона пригнічує поділ клітин, ріст стебел у довжину, розпукування бруньок, проростання насіння і бульб, викликає опадання листя.
Таким чином, ріст, а також період тривалого природного спокою , значною мірою визначається регуляторною дією стимуляторів і інгібіторів росту, різним співвідношенням їх вмісту в рослинних тканинах.
В меристемах, які знаходяться в стані спокою, інгібітори домінують над Фітогормонами, при проростанні вміст інгібіторів, навпаки, в мінімумі, а фітогармонів – у максимумі.
Шляхи управління спокоєм та дозріванням плодоовочевої продукції наведені на рисунку 4.
5. ПРОЦЕСИ, ЯКІ ПРОТІКАЮТЬ ПРИ ЗБЕРІГАННІ РОСЛИННОЇ ПРОДУКЦІЇ
Після знімання плодів і овочів із материнських рослин в них продовжуються процеси життєдіяльності, властиві живим об΄єктам, але на відміну від періоду вирощування ці процеси проходять без надходження із зовнішнього середовища поживних речовин і води. В той же час нормальний хід процесів життєдіяльності можливий лише при певному енергетичному рівні, підтримка якого вимагає витрат запасних поживних речовин (вуглеводів, органічних кислот, ліпідів, фенольних та інших речовин). Підтримка процесів життєдіяльності на необхідному рівні – головна умова зберігання плодів та овочів. При зберіганні треба створити такі умови, які уповільнили б, але не зупинили процеси, які властиві нормальному функціонуванню живого організму.
Процеси, які протікають під час зберігання свіжих плодів і овочів, можна розділити на фізичні, фізико – біохімічні, анатомічні, морфологічні, мікробіологічні.
ВИПАРОВУВАННЯ ВОДИ – це перехід води в пару і дифузія її по міжклітинниках, через продихи і сочевники плодів та овочів у навколишнє середовище. Біологічне значення процесу випаровування води полягає у відведенні тепла, яке виділяється при диханні, попередженні підвищення температури тканин і забезпеченні руху речовин в розчиненому стані у різні частини плодів та овочів. При цьому відбувається послаблення тургору клітин і в΄янення тканини, що несприятливо позначається на нормальному протіканні процесів обміну речовин, викликає значне підсилення інтенсивності дихання та розкладу всіх речовин плоду, порушується енергетичний баланс. Усе це приводить до змін функцій ферментів та їх стану. Унаслідок стійкість плодів і овочів до ураження їх мікроорганізмами знижується. Втрата води погіршує смак продукції. Вона втрачає соковитість, свіжість, стає в’ялою.
В середньому 2/3 втрат маси відбувається під час випаровування води, а 1/3 – за рахунок витрати органічних речовин на процеси життєдіяльності. Таке співвідношення буває при температурі не вище –5°С. Якщо ж температура зберігання перевищує цю межу, то втрати значно зростають.
Втрати води від випаровування залежать від сорту, морфологічної будови, хімічного складу сировини. Інтенсивному випаровуванню і в΄яненню сприяє незначна товщина кутизинованого шару клітин, відсутність воскового нальоту, великі розміри клітин та міжклітинників, слабка вологоутримуюча здатність протоплазми при невеликій кількості колоїдів, велика поверхня плоду.
Більше випаровує вологи передчасно зібрана продукція, тому вона швидко в’яне та загниває. Механічні пошкодження також сприяють посиленню випаровування.
Інтенсивність випаровування води плодами однакового розміру й однієї якості тим більша, чим вища температура зберігання, більш сухе повітря та інтенсивніший його рух.
КОНДЕНСАЦІЯ – явище негативне, тому що утворення крапельно – рідкої вологи або “ інфекційних крапель “ на поверхні продукції створює сприятливі умови для її мікробіологічного псування. При зберіганні треба попередити конденсацію продукції шляхом підтримання рівномірного температурно–вологісного режиму, або вкриття поверхні ізолювальними матеріалами, які поглинають конденсовану вологу.
Причина випадання конденсату – тепловиділення продукції внаслідок якого утворюється перепад температур на рубежі повітря, нагрітого фізіологічним теплом, і холодного повітря сховища.
При зміні температури на 1 0 С, відносна вологість повітря ( ВВП ) змінюється на 5%. У зв’язку з тим, що при зберіганні плодів та овочів ВВП не менше 80 %, то зниження температури вже на 5°С (5х5+80 %= 105%) виникає конденсована волога на поверхні плодів.
Інтенсивність тепловиділення залежить від виду продукції й температури її зберігання. При критичних температурах, які викликають замерзання продукції й загибель живих рослинних клітин, тепловиділення припиняється повністю.
ЗАМЕРЗАННЯ – негативний процес для життєдіяльності свіжих плодів і овочів, властивості яких значно змінюються. В них порушуються процеси асиміляції і дисиміляції у бік необоротних змін.
ФІЗІОЛОГО – БІОХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ, ЩО ПРОТІКАЮТЬ В РОСЛИННІЙ ПРОДУКЦІЇ ПІД ЧАС ЗБЕРІГАННЯ
ДИХАННЯ ПРОДУКЦІЇ ПРИ ЗБЕРІГАННІ
В основі життєдіяльності під час зберігання у всіх груп плодоовочевої продукції лежить процес дихання. За його рахунок утворюються пластичні речовини і енергія для нового синтезу й руху речовин, пов΄язаних з диференціюванням бруньок, достигання насіння, захисними реакціями і т.д. При диханні виділяється тепло, що визначає умови, які складаються в штабелях, і технологію розміщення й охолодження продукції.
В соковитій продукції два види дихання: аеробне й анаеробне.
АЕРОБНЕ дихання відбувається в присутності кисню повітря з виділенням вуглекислого газу. Воно описується рівнянням хімічних перетворень:
С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + 688 ккал ( 2867 кДж )
Енергія, що виділяється є кінцевим продуктом, заради якого здійснюється процес дихання. Неминучим наслідком цього процесу є втрата ваги плодів і овочів за рахунок гексоз та інших енергетичних речовин, зміна складу навколишнього середовища внаслідок поглинання кисню, виділення вуглекислого газу й поповнення запасів води у тканинах.
Крім гексоз плоди при зберіганні на дихання використовують і інші органічні речовини ( кислоти ). Інколи при зберіганні особливо після закінчення періоду спокою і післязбирального дозрівання, спостерігається порушення погоджуваності окремих ланцюгів процесів дихання, внаслідок воно може бути припинено на якомусь проміжному етапі.
В таких випадках починається анаеробне дихання з накопиченням недоокисленних продуктів, таких як етиловий спирт і оцтовий альдегід, оцтова й молочні кислоти, які призводять до фізіологічних захворювань, що мають вигляд різного роду потемнінь, плям і некрозів. Особливо проявляються вони під час прогресуючого старіння органів і тканин, коли втрачається їх стійкість до подібних захворювань.
Анаеробне дихання, інтенсивність якого незначна, завжди супроводжує аеробне дихання, тому що у внутрішніх тканинах плодів і овочів може виникнути дефіцит вмісту кисню. Анаеробне дихання найбільш економний тип дихання, тому що кількість виділеної енергії у 30 разів менша, ніж при аеробному:
С6Н12О6 = 2 СО2 + 2С2Н5ОН + 22,5 ккал
Показником, який характеризує розвиток анаеробних процесів може бути, поряд з наявністю недоокисленних продуктів, дихальний коефіцієнт ( ДК ), який взначається відношення при диханні об΄ємів двооксиду вуглецю і кисню, тобто ДК = СО2/О2.
Величина ДК залежить від субстрату, який використовують на дихання: для гексоз воно протікає до кінця, тому ДК = 1, для жирів і білків ДК менше 1 ( 0,7 і 0,8 відповідно ), а для органічних кислот ДК більше 1, що теж спостерігається при нестачі кисню в атмосфері. Величина ДК зростає до кінця зберігання, не дивлячись на постійні умови, що свідчить про зміни в процесі дихання продукції, пов΄язані з її старінням.
Інтенсивність дихання залежить від фізіологічного стану плодів і овочів, виду, сорту, наявності пошкоджень, температури і складу газового середовища. Найбільшою інтенсивністю дихання відрізняються молоді рослинні органи, які швидко ростуть. При нанесенні механічних пошкоджень інтенсивність дихання зростає, особливо в першій період, що обумовлено підвищенням витрат енергії на біосинтез речовин захисного характеру.
В залежності від інтенсивності дихання під час зберігання плодів визначають три періоди : передклімактеричний – з найнижчим рівнем інтенсивності дихання, клімактеричний – з найвищим рівнем і постклімактеричний, для якого характерне зниження інтенсивності дихання. Клімактеричний підйом дихання у багатьох видів плодів та овочів співпадає з набуттям ними споживчої стиглості, після чого розпочинається розпад складних речовин, накопичується спирт і ацетальдегід, руйнуються мітохондрії та інші органели клітин. Це призводить до виникнення фізіологічних захворювань і загибелі рослинних тканин.
Крім того, при зберіганні плодів та овочів протікають й інші окислювальні процеси. До них належать:
ГІДРОЛІТИЧНІ ПРОЦЕСИ забезпечують легкозасвоюваними речовинами дихання та ін. процеси, які пов΄язані з підтримкою життєдіяльності плодів і овочів. Провідне місце серед гідролітичних процесів займає перетворення у вуглеводному комплексі, гідроліз крохмалю, пектинових речовин та ін.
Гідролітичний розпад вуглеводів у ряді випадків покращує споживчі властивості плодів і овочів; поліпшує їх смак за рахунок збільшення вмісту цукрів, зниження кислого й терпкого смаку, розм΄якшення консистенції тканин, але водночас прискорює виснаження ресурсів запасних споживчих речовин, що приводить до мацерації тканин м΄якуша, послаблює захисні властивості плодів і овочів.
Внаслідок перетворень і розпаду пектинових речовин змінюється консистенція і вологоутримуюча здатність тканин, в΄язкість протоплазми, знижується механічна стійкість тканин, підвищується інтенсивність випаровування вологи.
На інтенсивність гідролітичних перетворень вуглеводів впливають особливості виду, сорту, фізіологічного стану, а також температура і газовий стан середовища.
Гідролітичне розщеплення білків проходить під дією протеолітичних ферментів і призводить до накопичення вільних амінокислот. Спостерігається при підготовці до проростання вегетативних овочів, особливо картоплі. Утворені вільні амінокислоти переміщуються з паренхимних тканин до точок росту, де використовуються для синтезу білків і нуклеїнових кислот маристематичних тканин.
Гідроліз дубильних речовин, які відносяться до танінів, призводить до послаблення або зникнення терпкого смаку плодів і накопичення цукрів, що поліпшує якість. Крім того, продукти розпаду танінів – фенольні речовини – підсилюють захисні властивості плодів і овочів.
АНАТОМНО–МОРФОЛОГІЧНІ зміни при зберіганні плодів і овочів є продовженням тих процесів, які протікали в період росту і формування продукції, або були перервані збиранням, а також зв΄язані із захисними функціями рослинного організму. До першої групи відносять ростові процеси, які затухають при переході до стану спокою й активізуються при його закінченні, до другої – раневі процеси.
Ростові процеси обумовлені підготовкою до проростання й проростанням. Викликаються вони диференціацією точок росту бруньок і насіння.
Затримка ростових процесів – одна з необхідних умов збереження вегетативних овочів, яка запобігає значній втраті продукції.
Ростові процеси прискорюються під дією високих температур і гальмуються рістінгібуючими препаратами, а також обробкою гама–променями.
Видозміна покривних тканин властива всім плодам і овочам, які зберігаються. Перидерма овочів потовщується за рахунок продовження ділення, суберинизації і відмирання перидельмальних клітин, завдяки чому підвищуються захисні властивості покривних тканин. У плодів збільшується товщина кутикули за рахунок утворення восків і парафінів.
Загальним для всіх плодів і овочів процесом є усихання покривних і прилеглих до них тканин. Особливо помітні ці зміни у цибулі, часнику, горіхів; при цьому підсихання покривних тканин у післязбиральний період позитивно впливає на зберігання, знижує втрати від загнивання.
В окремих видів плодів і овочів при зберіганні спостерігається послаблення зв΄язків покривних тканин з м΄якушем, що негативно впливає на збереженні продукції і може бути одним із критеріїв закінчення строків зберігання ( наприклад у цитрусових ). Причина такого явища полягає в більш інтенсивній втраті води паренхімними тканинами й зменшенні їх об΄єму або у мацерації тканин м΄якуша ( плоди зерняткових і кісточкових культур ).
Раневі процеси, які проходять при нанесенні механічних пошкоджень, починаються з анатомічних змін тканин раневої перидерми. Загальним для всіх плодів і овочів процесом є усихання пошкоджених і непошкоджених клітин раневої зони. При цьому концентрація сухих речовин в клітинному сокові зростає, підвищується осмотичний тиск, в результаті чого виникає бар΄єр для проникання мікроорганізмів. Для багатьох плодів та овочів (зерняткові, кісточкові плоди) цей бар΄єр є єдиним.
МІКРОБІОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ, які протікають під час зберігання плодів та овочів, можуть бути наслідком розвитку прихованих ознак пошкодження мікроорганізмами, які виникають в період вирощування або зараження після збирання, під час транспортування, товарної обробки і зберігання. Джерелами інфекції є фітопатогенні мікроорганізми, які розповсюджені в ґрунті, рослинах, обладнанні.
Інтенсивність мікробіологічних процесів залежить від природної стійкості плодів і овочів, яка формується в період вегетації під впливом зовнішніх природних і штучних умов. Попередження і зниження втрат від мікробіологічного псування в багатьох випадках залежить від того, наскільки успішно буде збережений імунітет плодів та овочів.
Дозрівання
Капуста
оренеплоди
Часник
Цибуля
Картопля
Вимушений
Глибокий
Умови вирощування і зберігання
Сорт
Стан спокою
Деструктивні (катаболічні) процеси
Синтетичні (анаболітичні) процеси
Деструкція хлоропластів
Розпад хлорофілу
Гідроліз крохмалю
Деструкція кислот
Окислення субстратів
Інактивація фенольних з’єднань
Розчинення пектинів
Активація гідролітичних ферментів
Інактивація мембранних зв’язків
Розм’якшення окремих стінок, індуцированих етиленом
Підтримання мітохондріальної структури
Утворення каротиноїдів і антоцианів
Взаємоперетворення цукрів
Збільшення активності циклу ЦТК (циклу трикарбонових кислот)
Посилення генерації АТФ
Синтез летучих речовин
Посилення включення амінокислот
Посилення транскрипції і трансляції
Збереженість окремих мембран
Утворення шляху біосинтезу етилену
Зменшення концентрації кисню в оточуємому середовищі знижує рівень дихання, при зменшенні О2 до 1% починається спиртове бродіння, починаються незворотні процеси, дефіцит кисню гальмує накопичення малік-ферменту, зменшується утворення етилену, гальмується дозрівання
Високі концентрації СО2 впливають на окислювальну систему мітохондрій, функції окремих органел життєдіяльність клітини в цілому, негативно сказуються на молекулах малік-фермента, пригнічується дихання, гальмуються фізіолого-біохімічні процеси
Понижена температура гальмує всі фізіолого-біохімічні процеси
Управління спокоєм та дозріванням плодоовочевої продукції можна відповідними режимами зберігання