24. Биохимические процессы при хранении пищевых продуктов

Процессы дыхания. Роль дыхания при хранении плодов, овощей, зерна, крупы, муки, мас­личных семян и других пищевых продуктов. Способы, снижающие интенсивность дыхания. Хра­нение плодов и овощей в регулируемой газовой среде. Другие ферментативные процессы при хранении пищевых продуктов (гидролитические, окислительные).

К биохимическим относят, обусловленные действием ферментов самого продукта. Активность протекания того или иного процесса зависит от природы продукта, особенности обмена веществ, условий хранения.

Дыхание – процесс, присущий всем живым организмам связан с деятельностью ферментов и является важным источником энергии, необходимой для обмена веществ. В процессе дыхания растительные и животные организмы потребляют кислород воздуха и окисляют органические вещества до углекислого газа и воды. В результате аэробного дыхания освобождается заключенная в органических соединениях энергия, необходимая для обмена веществ. В плодах, овощах, зерне и масличных семенах для окисления используется только то, что было накоплено в период выращивания. Это свидетельствует о большой роли дыхания в послеуборочном периоде жизни растительных объектов. Дыхание как источник энергии необходимо для поддержания структуры тканей, клеток, обмена веществ. Промежуточные продукты служат исходным материалом для различных соединений, в т ч и таких, которые определяют период дозревания и старения, устойчивость к болезням. Баланс химических превращений в процессе дыхания выражен уравнением, а в качестве основного соединения, подвергающегося окислению, рассматривают глюкозу:

С₆Н₁₂O₆ +6O₂ = 6CO₂ + 6H₂O + 2819 кДж.

В процессе дыхания участвует не только сахара, но и белки, жиры, органические кислоты и др. соединения. Образующиеся из них простые соединения вместе с продуктами расщепления углеводов в конечном счете окисляются до углекислого газа и воды. Энергия, высвобождающаяся в процессе дыхания, аккумулируется в высокоэнергетических связях АТФ и других соединениях, использующихся в обмене, часть энергии выделяется в виде тепла. Дыхание сопровождается уменьшением массы за счет потери сухих веществ и влаги. Благодаря высокому содержанию воды плоды и овощи отличаются энергетическим дыханием и заметной потерей массы, незначительная потеря массы типична для сухого зерна.

Способы снижающие интенсивность дыхания. Интенсивность дыхания зависит от многих факторов, таких как состояние плодов и овощей, наличия повреждений, а также от t и влажности окружающей среды. При повышении t и влажности процессы дыхания намного интенсивнее и, таким образом, чтобы замедлить процесс дыхания понижают t и влажность до определенного уровня, тем самым удлиняют сроки хранения плодов, овощей, зерна и др. товаров. Такого же эффекта достигают умеренно соблюдая вентиляцию и при этом уменьшая доступ кислорода, но при недостаточной аэрации в толще товара (например в зерне) может сконцентрироваться влага и тепло, выделяем при дыхании. Это приводит к обратному эффекту-усилению жизнедеятельности микрофлоры, что в свою очередь вызывает дополнительное повышение t и дополнительное увлажнение массы хранящегося зерна. В конечном итоге возникает процесс самовозгорания, приводящий к порче товара. При значит недостатке кислорода в продуктах может возникнуть анаэробное дыхание Образующейся этиловый спирт и промежуточные продукты дыхания (альдегиды, кетоны), накапливаясь в продукте, вызывают отмирание отдельных групп его клеток и полную гибель.

Хранение плодов и овощей в регулируемой газовой среде. Газовая среда оказывает влияние на сохраняемость пищевых продуктов. Кислород воздуха обуславливает окислительные процессы в товарах, изменяет вкус и запах соков, вин и др. продуктов. Поэтому при хранении применяют меры, чтобы исключить контакт кислорода с продуктами. В настоящее время для хранения некоторых пищевых продуктов используют измененные газовые среды с пониженным содержанием кислорода и повышенным содержанием диоксида углерода. Этот способ называется хранение в регулируемой газовой среде (РГС). Задерживаются процессы созревания и перезревания плодов, снижаются потери благодаря уменьшению физиологических и микробиологических болезней, лучше сохраняются консистенция и аромат плодов, способ позволяет сохранить плоды на 2-3 месяца дольше, чем в обычных холодильниках.

Вариантом хранения в РГС является использование ПЭ пленок. В этом случае она называется хранением в модифицированной газовой среде. Создание газовой среды в полиэтиленовых упаковках происходит за счет дыхания плодов и овощей, а также за счет избирательной проницаемости пленок для углекислого газа и кислорода. Обычно используются полимерные материалы, более проницаемые для углекислого газа, чем для кислорода. Преимущество этого способа в том, что для него не требуется специальных помещений и он может применятся в обычных холодильных камерах.

Другие ферментативные процессы при хранении пищевых продуктов (гидролитические, окислительные). Гидролитические процессы протекают в пищевых продуктах под действием ферментов гидролиза. Интенсивность этих процессов определяется химическим составом продукта, наличием и активностью ферментов, условием хранения. Гидролитические процессы могут оказывать положительно и отрицательное влияние на качество продуктов. В начале хранения при созревании плодов и овощей происходит гидролиз крахмала в сахаре, из протопектина образуется пектин, что приводит к улучшению вкуса и консистенции продукта. К концу же при полном гидролизе протопектина мякоть плодов становится мягкой и дряблой. При хранении плодов богатых жирами, происходит гидролиз жира под действием липаз, что сопровождается повышением кислотного числа жира (показатель свежести) ; под действием протеаз происходит гидролиз белков до аминокислот, они часто являются причиной значительных потерь пищевых продуктов. Из других ферментативных процессов необходимо отметить автолиз или саморастворение. Этот процесс протекает в тканях мяса и рыбы под действием тканевых ферментов. В живых объектах ферментативные процессы обратимы – гидролиз всегда сопровождается синтезом новых органических соединений. В нежив объектах ( мясе, рыбе и др. ) процессы синтеза прекращаются и все реакции смещаются в сторону расщепления веществ. В мясе животных гликоген превращается в молочную к-ту (гликолиз), а также различное преобразование белков мышечной ткани.

Автолитические изменения в мясе подразделяют на две стадии: послеубойное окоченение, созревание.

На 1-й стадии в мышечной ткани мяса, рыбы происходит накопление молочной к-ты, реакция среды смещается в кислую сторону, что приводит к изменению концентрации солей, уменьшение кол-ва АТФ, а вследствие этого – актомиозина. На 2-й стадии вследствие биохимических процессов повышается pH и количество АТФ, происходит распад актомиозина на актин и миозин, увеличивается растворимость миозина. Начинается протеолиз белков, в результате чего в мышечной ткани накапливаются пептиды и свободные аминок-ты. Повышается набухаемость белков. Созревание мяса сопровождается накоплением экстрактивных веществ, которые придают вкус и запах мяса. При распаде АТФ образ адениловая и инозиновая к-ты, гипоксантин – соединения, определяемые органические свойства мяса. При дезаминировании глутамина образуется глутаминовая к-та, участвующая в образовании вкуса мяса. В результате этих процессов увеличивается нежность и сочность мяса, улучшается его вкус и запах. При глубоком автолизе происходит распад белков, жиров, увеличивается отделение мясного сока, появляется неприятный кислый вкус. В рыбе автолитические изменения происходят очень быстро и приводят к ухудшению её качества, а затем и к порче. Рыба пригодна в пищу только с начальными признаками автолиза.

Гидролитическому распаду подвергаются белки яиц (как белка, так и желтка ). Происходит разжижение белков, которое влияет на подвижность желтка и может приводить к образованию дефектов. Под действием липаз в жирах, муке и др продуктах наблюдается гидролиз триглицеридов до свободных жирных к-т и глицерина. С накоплением к-т увеличивается кислотное число жира, возрастает кислотность продуктов переработки зерна. Активность ферментов может быть заторможена использованием низкой температуры хранения.