Физиолого-биохимические процессы, происходящие в плодах и овощах в послеутробный период

Плоды и овощи объединяют собой группу растительных продуктов, которую отличает большое содержание воды (75—95%) с раство­ренными в ней сухими веществами: углевода­ми, органическими кислотами, витаминами, бел­ковыми, дубильными и минеральными вещест­вами.

Вследствие этого они характеризуются высокой ферментативной активностью, низкой устойчивостью к фитопатогенным микроорга­низмам и легкой потерей воды.

После сбора урожая в плодах и овощах продолжаются физиолого-биохимические и мик­робиологические процессы. Направление и ин­тенсивность указанных процессов зависит как от биологических функций, которые они выпол­няют в жизненном цикле вегетирующего растения, так и от условий окружающей внешней среды.

Все плоды и овощи делят на три группы:

  1. Плоды, плодовые овощи и ягоды:
      1. плоды:
        • семечковые - яблоки, груши, айва;
        • косточковые - абрикосы, персики, слива, виш­ня, черешня и др.
      1. плодовые овощи (томаты, бахчевые);
      2. ягоды (виноград, земляника, ма­лина, смородина и др.);
  1. Клубни, корнеплоды, луковицы и кочаны;
  1. Листовые овощи.

Особенностью плодов, плодовых овощей и ягод является послеуборочное созревание, обу­словленное формированием семян за счет пита­тельных веществ околоплодника (мякоти).

Несмотря на большое видовое разнообразие этой группы общие признаки созревания сход­ны; различие состоит в варьировании продол­жительности созревания — от нескольких дней (земляника, малина и др.) до нескольких ме­сяцев (яблоки, груши).

Созревание плодов сопровождается следую­щими изменениями: углеводы переходят в более простые соединения. Так, крахмал и другие полисахариды (пектиновые вещества, гемицеллюлоза, целлюлоза) гидролизуются с образова­нием растворимых сахаров.

Общее содержание сахаров вследствие рас­ходования их на дыхание постепенно уменьшается, при этом соотношение между сахарозой и моносахарами меняется в пользу последних и преобладающим сахаром становится фрук­тоза.

Характерным признаком созревания плодов является уменьшение содержания органиче­ских кислот и увеличение сахарокислотного ин­декса. В результате гидролиза танинов исче­зает вяжущий вкус плодов. Существенно изменяются содержание и состав летучих веществ, формирующих их вкус и аромат.

Изменяется состав красящих и кутикулярных веществ. Так, количество хлорофилла уменьшается, а каротиноидов и других пигментов увеличивается. Созревание многих плодов сопровождается накоплением (биосинтезом) этилена, кутикулярных липидов и других соединений. В процессе созревания плодов несколько уменьшается содержание витаминов. В результате водного обмена и испарения влаги уменьшается также содержание влаги.

Возможные сроки хранения плодов и ягод определяются в первую очередь степенью зрелости, при которой они убраны. Различают две стадии зрелости – съемную и физиологическую (потребительскую).

Съемная стадия зрелости определяет пригодность плодов для транспортировки на дальние расстояния и закладки на хранение, потребительская – пригодность для использования. К плодам, сбор которых проводят в стадии съемной степени зрелости, относят яблоки, груши, абрикосы, персики, хурму, бананы, помидоры и другие. У некоторых плодов (виноград, вишня, арбузы, цитрусовые, фиговые, ананасы и др.) присутствуют обе степени зрелости.

Для определения оптимальных сроков сбора пользуются различными показателями зрелости: цвет, твердость, содержание общих растворимых веществ, кислотность, аромат и т.д.

Биологическая роль клубней, корнеплодов, луковиц и кочанов состоит в образовании семян на втором году жизни. После сбора одни из них (картофель, лук) находятся в стадии глубокого или естественного покоя, во время которого отсутствует прорастание даже при благоприятных условиях окружающей среды (повышенные температура и влажность воздуха); другие (капуста, корнеплоды) – в стадии вынужденного покоя, когда жизнедеятельность искусственно подавлена. В период покоя интенсивность многих физиолого-биохимических процессов овощей этой группы сильно понижена и удерживается примерно на постоянном уровне.

Биохимические процессы активизируются лишь спустя определенный для каждого вида и сорта период хранения. Окончание периода покоя характеризуется резким подъемом интенсивности дыхания и окислительно-восстановительных процессов, передвижением питательных веществ к ростовым точкам, биосинтезом новых пластических и физиологически активных веществ.

Листовые овощи с момента сбора никаких биологических функций не выполняют, но, как все листья, они характеризуются развитой поверхностью, слабой водоудерживающей способностью и быстрым увяданием.

Основным физиологическим процессом, продолжающимся в плодах и овощах после сбора, является дыхание. Интенсивность дыхания и связанных с ним обменных процессов зависит от температуры.

Теплота дыхания плодов и овощей зависит от сорта, условий выращивания и физиологиче­ского состояния. Она изменяется в различные периоды хранения, что обусловлено в частности климактерическим подъемом дыха­ния, например у яблок, груш, слив, персиков, томатов, или повышением интенсивности дыха­ния при окончании периода покоя у картофеля, лука, капусты.

Тепловыделение плодов и овощей, период уборки которых приходится на лето и раннюю осень с высокой температурой, вызывают быст­рое самосогревание.

Другим не менее важным процессом, происходящим в плодах и овощах после сбора, является испарение влаги. Количество испарившейся влаги зависит от свойств плодов и овощей, их влагоудерживающей или испарительной способности.

С испарением влаги связано не только сни­жение массы плодов и овощей, но и увядание, которое снижает способность к хранению, пита­тельную ценность и ухудшает товарный вид продукции. Заметное увядание плодов насту­пает при потере 4-6% влаги, а ягод и листо­вых овощей, отличающихся слабым влагоудержанием, - при потере 1,5-2%.

Чтобы затормозить физиолого-биохимиче­ские процессы, предотвратить развитие фитопатогенных микроорганизмов и уменьшить по­тери влаги, плоды и овощи после сбора надо быстро охлаждать (предварительное охлажде­ние).

Предварительное охлаждение – первое и очень важное звено в общей цепи применения холода. Отсутствие или задержка в охлаждении ягод, косточковых плодов и зеленых овощей исключает возможность краткосрочного хране­ния и транспортировки, а задержка в охлаж­дении более стойких плодов сокращает про­должительность хранения, усиливает предрас­положенность к различным физиологическим заболеваниям.

Скорости охлаждения плодов и овощей за­висят от их вида. Плоды и овощи, съемная зрелость которых совпадает с потребительской (ягоды, вишня, черешня, огурцы, зеленные ово­щи и т. д.) или наступает через сравнительно короткий период (абрикосы, персики, слива, дыни и др.), должны охлаждаться в течение 1-5 ч до температуры транспортировки или хранения. Плоды, достигающие потребительской зрелости в процессе длительного хранения (зим­ние сорта яблок и груш), можно охлаждать в течение 20-24 ч.

Плоды и овощи предварительно охлаждают:

        • в обычных камерах хранения при скорости дви­жения воздуха 1-1,5 м/с и кратности воздухо­обмена 30-40 объемов в час;
        • в специальных камерах предварительного охлаждения при скорости движения воздуха 3-4 м/с и кратно­сти воздухообмена 60-100 объемов в час;
        • в аппаратах интенсивного воздушного охлаждения (чаще всего туннельного типа) при скорости движения воздуха до 5 м/с и кратности воздухообмена 100-150 объемов в час;
        • ледяной водой (методом орошения или погружения в гидроохладителях), вакуум-испарительным охлаждением в специальных аппаратах.

Эффективность способов оценивают по продолжительности охлаждения.

Характеристика способов охлаждения плодов и овощей

Способ охлаждения Кратность циркуляции воздуха, объем в час Плоды и овощи Продолжительность половинного охлаждения*
Воздушное в камере хранения
В камере охлаждения
В туннельном охладителе
Гидроохлаждение погружением
орошением
Вакуумное
30-40
60-100
100-150
-
-
-
Яблоки, груши в ящиках; яблоки, груши на поддоне
Яблоки, груши в ящиках;
Яблоки в ящиках
Груши в лотках
Персики
Дыни (Ø13см)
Сельдерей, спаржа
Персики
Салат
Сельдерей
Грибы
20-40 ч
10-20 ч
7-15 ч
1 ч
14-15 мин
20 мин
3-5 мин
6-7 мин
3-4 мин
12 мин
6-8 мин
 

*Продолжительность половинного охлаждения – это время, в течение которого перепад температуры между продуктом и охлаждающей средой снижается в два раза.

Наиболее эффективным является охлажде­ние в поточных, конвейерных аппаратах (воз­душные туннельные, гидро- и вакуум-охлади­тели) до загрузки плодов в холодильные каме­ры или транспортные средства.

Во время транспортировки необходимо соз­дать условия, предотвращающие повышение температуры плодов и конденсацию влаги на их поверхности. Плоды перевозят специализи­рованным транспортом (поезда и секции с ма­шинным охлаждением, автономные рефрижера­торные вагоны и авторефрижераторы).

В транспортных средствах необходимо под­держивать наиболее благоприятную темпера­туру в зависимости от вида продукции и про­должительности перевозки.

 
Проектирование и оснащение фрукто- и овощехранилищ