12. Ферменты

Ферменты являются катализаторами биохимических реакций обмена веществ, с которыми связана жизнедеятельность растительной ткани и изменение химического состава плодов и овощей при созревании, хранении и переработке. Наиболее активными являются окислительные и гидролитические ферменты.

Ферменты дыхания (каталаза, пероксидаза) – участвуют в дыхании плодов и овощей при хранении. По активности пероксидазы судят об общей активности окислительно-восстановительных реакций. Этот фермент наиболее термоустойчив. Поэтому по остаточной активности пероксидазы можно судить о степени инактивации других ферментов.

К этой же группе ферментов относится и полифенолоксидаза. Этот фермент окисляет полифенольные соединения и вызывает потемнение свежего очищенного сырья (яблок, картофеля, груш). Это явление нежелательно и его следует предотвращать при консервировании. В тыкве, капусте, кабачках содержится активная аскорбатоксидаза, которая окисляет аскорбиновую кислоту и снижает витаминную ценность сырья.

В плодах и овощах содержатся много активных гидролаз. Это, в первую очередь, пектинэстераза, которая катализирует гидролиз пектиновых веществ и играет важную роль при созревании плодов и овощей и их переработке. Содержится в картофеле, плодах цитрусовых. Важное значение при хранении плодов и овощей имеет фермент полигалактуроназа. Под действием этого фермента уменьшается количество нерастворимого протопектина и ткани становятся более мягкими. В частности, этот фермент содержится в яблоках, томатах.

Из гидролитических ферментов в плодах и овощах содержатся и активные амилазы, расщепляющие крахмал, инвертаза, гидролизующая сахарозу при созревании плодов, в результате чего повышается их сладость, а также протеазы, гидролизующие белки.

Каталитическую активность ферментов, которая приводит к ухудшению качества продукции, следует подавлять, используя для этого различные технологические приемы (нагревание, изменение рН среды, сульфитацию и др.).

2. до-после/до

3. Опт.темп. хранения д. карт-ля 4-2. Сахар расходуется на дыхание,а онозамедленно. При тепловой обр-ке они вступят в р-ю меланоидинообраз-я=сах+ак-ты=меланоидины. Процесс восстан. при 8-10С, сахар снова перейдет в крахмал,а часть на дыхание.

БИЛЕТ№3 1.Хранение раст.сырья

В потребительской зрелости плоды и овощи достигают наиболее высокого качества по внешнему виду, аромату, вкусу, консистенции, имеют свойственные данному сорту окраску, форму и величину. В такой степени зрелости собирают плоды, пригодные для употребления (в свежем и переработанном виде) без последующего дозревания. Это огурцы, корнеплоды, картофель, капуста, арбузы. Потребительская и съемная зрелость для этих овощей совпадают.

Съемная зрелость – характеризуется таким состоянием плодов и овощей, при котором они достигли свойственной данному сорту величины и в них в основном завершено накопление питательных и вкусовых веществ, но полного формирования качества (вкус, аромат, консистенция, содержание сахаров) еще не произошло. В такой степени зрелости собирают плоды и овощи, способные дозревать при хранении и достигнуть потребительской зрелости (осенние и зимние сорта яблок и груш, цитрусовые, дыни, томаты). Съемная зрелость определяется по совокупности признаков (внешний вид, размер, окраска, консистенция и др.).

В стадии технической зрелости – плоды собирают для переработки. В этом случае обращают внимание не только на форму, величину и окраску, но и на другие показатели, которые имеют важное значение для определенной технологической переработки плодов и овощей. Например, абрикосы и персики для производства компотов собирают, когда плоды кроме нормальной величины и окраски имеют плотную мякоть; для засолки лучшими являются томаты бурые и розовые, а для получения сока и концентрированных томатопродуктов – красные (полностью созревшие).

В физиологической стадии зрелости плоды и овощи собирают для получения семян. Такая степень зрелости обычно совпадает с процессами перезревания, когда семена легко отделяются от мякоти.

Во время хранения плодов и овощей протекают физические, физиолого-биохимические, микробиологические.

Физическими процессами, происходящими при хранении плодов и овощей, являются испарение влаги, выделение тепла, изменение температуры.

Молодые корнеплоды, овощная зелень, плоды, в которых цитоплазменная оболочка имеет слабую водоудерживающую способность, легко отдают влагу, увядают и теряют свежесть. Повреждения (механические или грибковые) также усиливают потерю влаги. Выделение влаги плодами и овощами в различные периоды хранения неодинаково. В начале хранения (период послеуборочного дозревания) наблюдается интенсивное испарение воды, в середине хранения оно понижается и в конце хранения вновь повышается из-за приближения нового вегетационного периода.

Наибольшее влияние на интенсивность испарения воды плодами и овощами оказывают относительная влажность воздуха и температура при хранении. Повышенная влажность и пониженная температура замедляют процесс испарения. Однако чрезмерно высокая влажность может вызвать конденсацию водяных паров на поверхности сырья, это создает благоприятные условия для его микробиологической порчи. Это явление наиболее часто встречается на начальной стадии хранения картофеля и овощей в закромах, буртах, траншеях и при использовании полиэтиленовых вкладышей.

Причиной образования конденсата могут быть и тепловыделения хранящегося сырья, в результате чего образуется перепад температур на границе теплого воздуха (сырье) и холодного хранилищ. Так, при хранении картофеля при температуре 2 ⁰С в сутки выделяется 360 ккал тепла, при хранении моркови - 570 ккал, а если температура хранения повышается до 10 и 20 ⁰С, то количество выделяемого тепла составляет 400 и 730 ккал и 700 и 2300 ккал, соответственно.

Физиолого-биохимические процессы протекают в плодах и овощах под действием ферментов. Основной энергетической процесс при хранении – дыхание. Биологическая роль дыхания состоит в том, чтобы обеспечить живые ткани плодов и овощей энергией, необходимой для их жизнедеятельности. При дыхании выделяется тепло, часть его расходуется клеткой на обменные процессы, часть остается в виде химически связанной энергии в АТФ. В результате процесса дыхания происходит убыль массы плодов и овощей, эти потери называют естественными. Их нельзя исключить, но можно снизить путем регулирования интенсивностью дыхания и испарения влаги.

Процесс дыхания является очень сложным и протекает через ряд промежуточных превращений веществ с участием определенных ферментов. Теплота, которая выделяется в окружающую среду при дыхании, влияет на температурное состояние хранящихся плодов и овощей. Она является причиной их самосогревания. Это происходит при недостаточном вентилировании и охлаждении складских помещений. В результате температура в массе хранящегося сырья резко повышается. Процесс самосогревания усиливается и в результате развития термофильных микроорганизмов, обладающих высокой интенсивностью дыхания.

В процессе дыхания плоды и овощи в первую очередь расходуют углеводы (моносахара), затем органические кислоты, жиры, белки и фенольные соединения. Суммарное уравнение химических превращений моносахаров при дыхания можно представить следующим образом:

С ₆Н₁₂О₆ + 6О₂ 6СО₂ + 6Н₂О + Q (2822 кДж)

Процесс дыхания характеризуется дыхательным коэффициентом (ДК) – количество выделившегося диоксида углерода к количеству потребленного кислорода.

В соответствии с используемым субстратом и изменяется дыхательный коэффициент. При окислении сахаров ДК=1; при окислении жиров и белков ДК <1 (0,7 и 0,8, соответственно); при окислении органических кислот ДК > 1 (4). По дыхательному коэффициенту можно косвенно судить, какое органическое вещество плодов и овощей используется для дыхания.

Если ДК <1, то это свидетельствует о том, на дыхание преимущественно используются жиры и белки или об образовании продуктов неполного окисления (спирты, органические кислоты), что характерно для анаэробного дыхания. Так как белков и жиров в плодах и овощах мало, то основной причиной понижения дыхательного коэффициента является анаэробное дыхание, которое протекает по уравнению:

С ₆Н₁₂О₆ 2СО₂ + 2С₂Н₅ОН + Q (118 кДж)

Анаэробное дыхание сопутствует аэробному, так как во внутренних тканях плодов и овощей всегда может возникать дефицит кислорода. Конечными продуктами анаэробного дыхания являются этиловый спирт и диоксид углерода. Энергии выделяется значительно меньше, чем при аэробном дыхании. Поэтому, чтобы обеспечить себя необходимой энергией, плоды и овощи в случае анаэробного дыхания вынуждены расходовать гораздо большее количество дыхательного субстрата. Выделяющийся спирт и его предшественник – ацетальдегид вызывают физиологические нарушения обмена веществ, снижают иммунитет плодов и овощей и вызывают потемнение тканей.

Для поддержания аэробного дыхания необходимо обеспечить доступ кислорода, вентилирование и отвод продуктов обмена. Однако по мере хранения плодов и овощей, особенно после окончания покоя, ослабляется способность тканей усваивать кислород, усиливаются анаэробные процессы, происходит накопление недоокисленных продуктов дыхания, это приводит к возникновению физиологических заболеваний. При анаэробном дыхании картофеля, томатов, моркови образуется молочная кислота. Потери сухих веществ на дыхание при хранении составляют 15-25 %.

Микробиологические процессы при хранении плодов и овощей возникают за счет деятельности микроорганизмов, которые попадают в сырье при уборке, транспортировании и хранении. Токсины, вырабатываемые микроорганизмами, опасны для здоровья. Интенсивность микробиологических процессов зависит от естественной устойчивости плодов и овощей.

Для снижения интенсивности процессов внутриклеточного метаболизма, замедления процессов дозревания и перезревания, снижения расхода питательных веществ на дыхание, а также деятельность микроорганизмов, плоды и овощи перед хранением подвергают охлаждению. Предельный срок хранения сырья оговаривается технологической инструкцией.