2. Процессы, происходящие в свежей плодоовощной продукции при хранении и их влияние на потери и качество

Плоды и овощи после отделения от материнского растения продолжают жить. Однако характер происходящих в них процессов резко изменяется. Так как связь с внешней средой осуществляется без участия других органов растений. Прекращается поступление соединений извне, в процессе жизнедеятельности используются ранее накопленные вещества.

По составу плоды в начале развития мало отличаются от листьев. Когда плоды достигают определенной величины, их состав становится иным. Незрелые, зеленые плоды жесткие ввиду большого содержания протопектина в клеточных стенках. По мере созревания протопектин под влиянием ферментов переходит в растворимый пектин и плоды становятся мягкими.

Жизнь плодов и овощей в период хранения тесно связана с предшествующими этапами их развития. Как правило, на хранение поступают плоды и овощи с уже сложившимся типом обмена веществ. От материнского растения они получили достаточное количество веществ, для дальнейшей самостоятельной жизнедеятельности. Основная задача хранения – создать условия, обеспечивающие их медленное дозревание и максимальную устойчивость против микробиологических и физиологических заболеваний, задерживающие процессы старения без снижения потребительских свойств. При длительном хранении растительные организмы стареют. Падает их физиологическая активность, в тканях снижается способность приспосабливаться к неблагоприятным условиям внешней среды.

Во время развития плодов и овощей на материнских растениях преобладают процессы синтеза поступающих веществ, а при хранении – гидролитические процессы [7, 9, 21].

Недостаточная изученность закономерностей процесса обмена веществ в плодах и овощах, в период хранения, приводит к тому, что не всегда удается активно регулировать процессы жизнедеятельности этих объектов, направить их на поддержание естественной жизнеспособности, повышение устойчивости и сохранение полезных для человека свойств.

Лежкоспособность плодов и овощей зависит от сорта, условий и района выращивания, степени зрелости в момент сбора, обращения с ними в процессе уборки, упаковки, перевозки и хранения.

Плоды и овощи, снятые не вовремя, поврежденные механическим путем или вредителями, подмороженные, запаренные, плохо упакованные, при хранении дают большие потери. Небольшие механические повреждения от ударов, ушибов после их нанесения могут быть незаметными, но по истечении некоторого времени приводят к повышению отходов и естественной убыли.

При длительном хранении необходимо в первую очередь рассчитывать на устойчивость самих плодов и овощей против паразитарных и физиологических повреждений. Поддержание естественной устойчивости плодов и овощей должно служить главной задачей хранения. Выращенные в нормальных условиях, физиологически развитые, неповрежденные плоды и овощи обладают достаточно высокими иммунными свойствами. Защитные свойства обусловлены строением тканей плодов и овощей, наличием определенных химических веществ, способностью окислительной системы реагировать на инфекцию. Борьбу с паразитом растение ведет при помощи всех имеющихся в его распоряжении средств.

Плоды и овощи имеют достаточно толстую кутикулу, незначительные раны их способны к заживлению вследствие стимулирования роста в поврежденных тканях, образование утолщений, пробки, некрозов в местах поражений. Эти особенности создают трудности для проникновения паразитов в ткань. Не менее важны химический состав и свойства тканей реагировать на инфекцию. Дубильные вещества, фенолы, антоцианы, эфирные масла, фитонциды и некоторые другие соединения обладают антибиотическими свойствами. В ходе защитной реакции против проникновения паразита они подвергаются ферментативным превращениям, в результате чего образуются высокотоксичные для патогенных микроорганизмов соединения.

Большое влияние на устойчивость растений против паразитных микроорганизмов оказывают фитонциды – антибиотические вещества, содержащиеся в растениях и вновь образующиеся при попадании инфекции.

Под действием инфекции в растениях образуются физиологически активные соединения и особые защитные вещества белкового происхождения. Защитная их роль объясняется ферментативными свойствами, под влиянием которых меняется характер обмена в пораженных тканях.

Следовательно, защитные вещества могут присутствовать в тканях здоровых растений и образовываться вновь из других соединений. При попадании паразита в растениях появляются вещества, названные фитоалексинами. Так, из морквы выделен фитоалексин – изокумарин, из батата – ипомеамирин, бобов – фазеолин и вицитин. Чем устойчивее сорт растений, тем быстрее и больше в нем образуется фитоалексинов в ответ на поражение. Фитоалексины обладают широким спектром действия и образуются под влиянием не только веществ паразита, но и обычных ядов. Однако многие виды микроорганизмов в процессе эволюции приспособились к этим веществам и даже могут использовать их в качестве питательного субстрата [20,21,22,23].

Антибиотические вещества, возникающие в устойчивых растениях как ответ на действие паразита, обладают высокой физиологической активностью. При нормальном течении физиологических процессов в плодах и овощах они образуются в концентрациях, задерживающих развитие микроорганизмов. Уменьшение антибиотических веществ снижает устойчивость тканей.

Наиболее действенной мерой в борьбе с инфекцией является изменение характера обмена веществ в поврежденных тканях. Под влиянием инфекции усиливается жизнедеятельность растений: повышается интенсивность дыхания и активность ферментов, увеличивается тепловыделение, изменяется состав сахаров, глюкозидов, дубильных веществ и других соединений. Степень устойчивости плодов и овощей против инфекции в значительной степени определяется интенсивностью и характером этих изменений.

Устойчивость отдельных сортов плодов и овощей формируется в процессе развития и меняется с их возрастом. Наибольшей устойчивостью против микробиологических повреждений обладают плоды и овощи, достигшие полной физиологической зрелости. По мере перезревания устойчивость падает и при повреждениях менее энергично протекает процесс обмена[3,4,7, 9].

Процессы, протекающие в плодах и овощах, сложны и разнообразны. Они состоят из одновременно идущих реакций, катализируемые многочисленными группами ферментов. Из различных факторов, влияющих на эти процессы, температурные условия наиболее важны. Низкие температуры способствуют замедлению физиологических процессов и развития микроорганизмов. Тесная связь между жизнедеятельностью растений и температурой обуславливается тем, что в основе физиологических процессов лежат ферментативные реакции. Под влиянием температуры меняется активность ферментативных систем [23].

Действие температуры на жизненные процессы растений характеризуется тремя точками: минимальной (начало процессов), максимальной (выше ее процессы останавливаются) и оптимальной (протекают энергично и согласованно). Эти точки не являются строго установленными для разных плодов и овощей. У одних и тех же объектов они меняются с возрастом. Например, в зеленых цитрусовых плодах под действием низкой температуры активность дыхания уменьшается более энергично, чем в зрелых. При снижении температуры ниже известных пределов нарушаются дыхательный обмен и другие процессы, появляются физиологические расстройства, сопровождаемые различными повреждениями тканей. Критические температуры, при которых наступает повреждение тканей, могут находится выше точки замерзания. Например, незрелые плоды бананов при температуре хранения ниже 12⁰ не дозревают; плоды томатов повреждаются при продолжительном действии температуры ниже 5⁰.

Однако многие сорта яблок сохраняют свои товарные качества после длительного хранения при –3 -5⁰.

Нормальная жизнедеятельность живых растительных организмов обуславливается строгой последовательностью отдельных процессов, Взаимосвязь этих процессов определяется главным образом соотношением скоростей реакции. Если под действием низких температур ферментативные реакции протекают не координировано, то их продукт образуется в несоответствии с потребностями живой клетки. Можно считать, что повреждение плодов и овощей в период холодного хранения обусловлено в основном нарушением обмена веществ (некоторые объекты гибнут до образования в тканях льда), понижением интенсивности дыхания и сдвигов его в сторону анаэробиоза. Вследствие этого в тканях могут накапливаться продукты, ослабляющие иммунитет, способствующие отмиранию клеток и развитию разных повреждений.

Наиболее благоприятные температуры для хранения зрелых плодов и овощей – от 0 до 4⁰, а для дозревания – от 4 до 20⁰. Определяя температурный режим плодов и овощей, следует учитывать не только их вид и сорт, но и степень зрелости. Для каждого вида и многих отдельных сортов плодов и овощей имеются оптимальные температуры, при которых они дозревают, приобретают высокие товарные качества и сохраняются без заметных потерь продолжительное время.

Физиологическая зрелость плодов и овощей в момент съема имеет большое значение при определении требуемого режима холодного хранения. Как правило, на длительное хранение должны поступать лишь физиологически развитые и здоровые плоды [3,4,7, 9,14,15].

Температура хранения многих плодов и овощей должна быть ступенчатой в зависимости от степени зрелости и состояния. Ступенчатыми называются температуры, которые периодически последовательно понижаются или повышаются. Плоды и овощи в период хранения проходят определенные фазы развития и требуют создания специфических внешних условий, отвечающих процессам жизнедеятельности в каждой отдельной фазе. Например, хорошие результаты были получены при предварительном хранении цитрусовых в течение первых 1-1,5 месяцев после сбора при температуре 6-8˚, затем мандаринов при (2-3˚), апельсинов (3-4˚) и лимонов (4-5⁰). Повышенная температура в начальный период хранения способствовала постепенному приспосабливанию плодов к этим условиям и нормальному дозреванию. Последующее снижение температуры (когда плоды приобретали большую устойчивость) замедляло интенсивность дыхания и другие процессы, благодаря чему повышалась лежкоспособность плодов и увеличивался срок хранения. При низких температурах хранения замедляется расход воды и запасных веществ плодов и овощей на физиологические процессы. Влагоудерживающая способность воздуха снижается, поэтому испарение воды уменьшается. Например, во время хранения яблок сорта Антоновка при 7⁰ потеря влаги за 6,5 месяцев составила 12,25%, а при 2⁰ за тот же период – 8,98%. Изменяется расход отдельных запасных веществ на физиолого-биохимические процессы [3,4,7, 9].

Установлено, что сахар расходуется на физиологические процессы в больших размерах при температуре 7⁰, чем при 2˚. Органические же кислоты – наоборот: в яблоках, хранившихся при 7⁰ их было больше, чем при 2⁰. Отсюда отношение сахара к кислоте в яблоках, хранившихся при низкой температуре, выше, чем при более высокой.