- •Біохімія плодів і овочів план
- •1. Основні речовини плодів і овочів та їх зміни під час достигання і зберігання
- •Вуглеводи
- •Органічні кислоти
- •Нуклеїнові кислоти
- •Фенольні сполуки
- •Мінеральні речовини
- •2. Біохімічна природа фізіологічних функцій плодів і овочів
- •2.2. Біохімія стійкості до фітопатогенних мікроорганізмів
- •Реакція рослинної тканини на поранення
- •2.3. Активна вентиляція
- •3. Біохімія росту і достигання
- •4. Біохімія спокою картоплі і овочів
- •Застосування модифікованого газового середовища
Біохімія плодів і овочів план
Основні речовини плодів і овочів та їх зміни під час достигання і зберігання.
вода
вуглеводи
органічні кислоти
вітаміни
білки, нуклеїнові кислоти
фенольні сполуки, ліпіди, пігментні та мінеральні речовини.
Біохімічна природа фізіологічних функцій плодів та овочів.
Дихальний газообмін
Біохімія стійкості плодів і овочів до фітопатогенних мікроорганізмів.
Біохімія росту і достигання.
Біохімія спокою картоплі і овочів. Методи зберігання.
1. Основні речовини плодів і овочів та їх зміни під час достигання і зберігання
У середньому плоди і овочі містять 90% води, 9,5% різних органічних сполук і 0.5% мінеральних речовин. Хімічний склад помітно змінюється залежно від умов вирощування і зберігання плодів і овочів.
Вода
75-95%. Тому плоди і овочі – хороше середовище для розведення фітопатогенних мікроорганізмів.
Також з цим пов’язана висока активність біохімічних процесів, які активно продовжуються в плодах і після відділення їх від рослин.
Більша частина води в овочах і плодах знаходиться у вільній формі і лише незначна її кількість міцно зв’язана клітинними колоїдами (5%). З цієї причини легко висушити плоди до 10-12% вологості. Далі – складно. Те ж саме спостерігається при заморожуванні. Плоди, що ростуть, безперервно випаровують воду, захищаючи себе від перегріву, але під час зберігання це досягається не шляхом випаровування, а тепловим випромінюванням.
Для захисту плодів і овочів від в’ялості в сховищах підтримують високу відносну вологість (85-95%). В той же час небажане зволоження поверхні овочів. Ефективний засіб при цьому – активна вентиляція.
Сухих речовин 25-5%. Більша частина їх - ВВ (виключення маслини). Навіть у багатьох видів плодів і овочів виявлено певне співвідношення між сухими речовинами і ВВ (крохмаль в картоплі, цукри в томатах).
В картоплі це приблизно 5.75 (різниця між сухими речовинами і крохмалем). На основі цього розроблений простий метод визначення крохмалю в бульбах по масовій частці. Це має велике значення в промисловості, де підвищення рівня сухих речовин на 1% у томатах дає більше готової продукції (пюре, пасти) на 15%.
Дослідженнями встановлено, що обробка рослин під час цвітіння розчином 2,2-дихлорфеноксиоцтовою кислотою збільшує кількість сухих речовин приблизно на один відсоток (при цьому 60% плодів одержують без насіння або з малою його кількістю, тобто пластичні речовини не затрачуються на утворення насіння.)
Вуглеводи
Окремі види плодів і овочів дуже відрізняються по їх складу. В окремих тканинах плодів теж склад різний. Наприклад в шкірці плодів більшість ВВ – клітковина і пектинові речовини (протопектин – це сполука метокси-полігалактуронової кислоти, галактану і арабану).
Таблиця. Середній вміст вуглеводів в різних плодах і овочах
(в % на сировину)
Вид плодів або овочів |
Крохмаль |
Цукри |
Пекти-нові ре-човини |
Кліт-ковина |
|||
Сахаро-за |
Глюко-за |
Фрукто-за |
В цілому |
||||
Картопля |
17.7 |
0.6 |
0.2 |
0.1 |
0.9 |
0.7 |
1.0 |
Капуста білоголовков. |
0 |
0.1 |
2.6 |
1.6 |
4.3 |
0.3 |
1.2 |
Морква |
0 |
3.7 |
2.9 |
сліди |
6.6 |
0.4 |
1.0 |
Цибуля |
0 |
6.3 |
1.3 |
1.2 |
8.8 |
0.3 |
0.8 |
Томати |
<0.1 |
0.2 |
1.5 |
1.0 |
2.7 |
0.1 |
0.9 |
Горошок зел. |
5.1 |
0.4 |
0.1 |
4.7 |
5.2 |
0.3 |
0.8 |
Кавуни |
0 |
1.5 |
2.4 |
4.3 |
8.2 |
0.7 |
0.5 |
Дині |
0 |
3.7 |
2.2 |
2.8 |
8.7 |
0.6 |
0.8 |
Виноград |
0 |
0 |
8.0 |
7.6 |
15. |
0.6 |
0.6 |
Яблука |
0.2 |
3.0 |
3.8 |
8.1 |
14.9 |
1.1 |
0.6 |
Груші |
0 |
1.5 |
2.3 |
7.8 |
11.6 |
0.8 |
0.6 |
Айва |
0 |
1.0 |
2.2 |
6.3 |
9.5 |
1.1 |
1.7 |
Вишні |
0 |
0.4 |
4.5 |
3.8 |
8.7 |
0.5 |
0.5 |
Сливи |
0 |
5.4 |
3.4 |
0.8 |
9.6 |
0.6 |
0.6 |
Абрикоси |
0 |
6.0 |
2.2 |
1.7 |
9.9 |
0.7 |
0.8 |
Персики |
0 |
6.3 |
5.1 |
4.4 |
15.8 |
0.6 |
1.0 |
Полуниці |
0 |
0.4 |
2.8 |
3.3 |
6.5 |
1.6 |
1.4 |
Мандарини |
0 |
4.9 |
1.0 |
1.5 |
7.4 |
0.7 |
0.3 |
Апельсини |
0 |
3.6 |
1.3 |
1.5 |
6.4 |
0.9 |
0.5 |
Лимони |
0 |
0.9 |
0.6 |
0.6 |
2.1 |
1.1 |
0.5 |
Хурма |
0 |
1.2 |
9.1 |
7.8 |
18. |
0.9 |
0.8 |
З вмістом і перетворенням ВВ пов’язані найважливіші властивості плодів – смак, консистенція, стійкість при зберіганні.
Так з розміром крохмальних зерен пов’язана консистенція картоплі і розсипчастість після варіння. При нагріванні зерна крохмалю набухають, округляються і легше відділяються одне від одного. Чим більше набухають при переварюванні, тим більший розрив клітин (чим менші зерна крохмалю) і картопля при варінні дає рідку масу.
В період дозрівання і при подальшому зберіганні вміст крохмалю зменшується, а цукрів збільшується у більшості плодів. Так в зелених бананах 20% крохмалю і 1% цукру, в зрілих 1% і 18% відповідно. Більша частина цукрів – сахароза. Але при оптимальній зрілості у багатьох плодів рівні долі сахарози, фруктози і глюкози.
Є велика група плодів і овочів, в яких крохмаль відсутній, але збільшення цукрів під час зберігання відбувається за рахунок гідролізу не лише крохмалю, а також і пектинових речовин, геміцелюлози і навіть целюлози.
Особлива група (по характеру ВВ обміну) це овочі: горох, квасоля, цукрова кукурудза. При їх дозріванні, зберіганні відбувається перетворення цукру в крохмаль (у мозкових сортах гороху цей процес повільніший і тому він використовується в консервній промисловості). В бульбах картоплі відбувається і те і інше. Інтенсивність процесів залежить від температури і особливостей сорту.
Так при зменшенні температури з 20 до 00 С, швидкість реакції зменшується таким чином: крохмальцукор – на1/3; цукоркрохмаль в 20 раз; вживання цукру при диханні знижується в 3 рази.
З підвищенням температури, швидкість реакції синтезу крохмалю біль сильніша за інших, тому саме вона відповідає за зникнення цукрів в картоплі при витримці бульб в теплі після холоду. Різна швидкість реакцій пояснюється тим, що вони каталізуються ферментами, температурний оптимум дії яких різний. Також при зниженні рН, що відбувається при зниженні t0 – швидше розпадається крохмаль (рН зменшується так як розчинність СО2 у воді в 2р збільшується при 00С, ніж при 200С і утворена вуглекислота розчиняється в клітинному соці), а із збільшенням рН – посилюється синтез крохмалю.
Крім цього, із-за великого накопичення в бульбах дихального субстрату (цукрів) активність дихання більша при 10С, ніж при 40С.
Із-за порушень обміну речовин одночасно дуже послаблюється стійкість до фізіологічних і інфекційних захворювань.
На швидкість перетворення цукру в крохмаль впливає не лише t0, а й час, протягом якого зберігається продукт. Чим довше-тим більше часу необхідно на відновлення крохмалю. при t 200 – більше тижня відновлюється картопля, яка зберігалася 7-8 місяців при 00С (може зіпсуватися). Змінюється і якість – більше стає малих крохмальних зерен, що знижує розварювання.
Розпад крохмалю може відбуватися двома шляхами – гідролітично з участю амілази ( в стані спокою майже неактивна) і фосфолітично – з участю фосфорилази. Другий шлях є основним. Але після виходу із стану спокою і проростання різко зростає активність амілази.
Уридінфосфати як і аденінфосфати беруть участь в реакціях синтезу і перетворення ВВ.
Схема синтезу і розпаду сахарози
Сахароза
Інвертаза УДФ-глюкоза-фруктоза-
глюкозіл-трансфераза
глюкоза + фруктоза УДФ-глюкоза
АТФ гексокіназа УТФ уріділ-трансфераза
Глюкозо-6-фосфат ⇆ глюкозо-1-фосфат
Фосфоглюкомутаза
Розглянуті дані дозволяють вибрати температурний режим зберігання. t 100C – виключає накопичення цукрів, але є втрати. t 40C оптимальна, плюс активна вентиляція (утворюється незначна кількість цукрів від яких позбавляються короткочасним зберіганням при t 15-200С) Але для попередження проростання при такій t0 необхідні додаткові заходи хімічної обробки.