Охлаждение и хранение плодов и овощей в охлажденном состоянии. Режим хранения охлажденных продуктов растительного происхождения выбирается таким образом, чтобы создать условия для сохранения их жизнеспособности и естественного иммунитета при максимальном снижении интенсивности биохимических процессов и подавлении развития микрофлоры.
Как известно, большинство биохимических реакций подчиняются правилу Вант. Гоффа. Для тканей продуктов растительного происхождения, величина Q равняется 1,8-6,8 и составляет для картофеля 1,85, лука репчатого-1,95, капусты белокочанной- 2,18, яблок-2,54, моркови-3,74, черной смородины-6,77. По величине Q можно судить прежде всего об интенсивности снижения окислительных процессов дыхания при хранении.
Так, из приведенных данных видно, что пониженные температуры сильнее влияют на снижение дыхания черной смородины и моркови, чем яблок и картофеля. Однако по значению Q трудно судить о других внутриклеточных процессах, происходящих в плодах и овощах, не только из-за сложности биохимических реакций, но и из-за их взаимосвязи со структурными изменениями ткани, неоднозначного влияния пониженных температур на клеточные органоиды, отдельные компоненты клетки и процессы.
Согласно исследованиям Гора зависимость интенсивности дыхания Р от температуры t в интервале от исходной температуры продукта до температуры хранения порядка 1-2 С можно выразить экспоненциальной функцией следующего вида P P exp kt, где Р - интенсивность дыхания при 0 С k - температурный коэффициент интенсивности дыхания.
Величина k для плодов каждого вида и овощей постоянна, по ее значению судят об устойчивости к хранению. Пониженные температуры оказывают влияние на все структурные элементы клетки продуктов растительного происхождения и прежде всего мембраны. Следует отметить, что мембраны чрезвычайно чувствительны к малейшим изменениям внешней среды. При этом изменяется прежде всего состояние липидов и функциональной воды. Согласно современным представлениям липиды, составляющие основу мембран, беспрерывно движутся, образуя так называемое липидное море, в котором плавают молекулы белка по отдельности или сгруппированные в определенных сочетаниях.
Часть белков в мембране зафиксирована в определенном положении. Поэтому основными структурными компонентами мембран считают липопротеиновые комплексы со встроенными молекулами воды. Роль этой функциональной воды особенно велика образуя водородные связи между белками и липидами, именно она определяет структуру мембран.
Кроме того, эта вода является активным участником биохимических реакций, происходящих в мембранах. Под влиянием пониженных температур уменьшается подвижность молекул липидов и белка молекул, что является одной из причин снижения скорости реакций и нарушения структуры мембран, а также отражается на характере происходящих в клетке процессов. При резком понижении температуры может произойти частичное разобщение дыхания, в результате чего. Возрастет тепловыделение.
При пониженных температурах в клетках продуктов растительного происхождения наблюдается развитие альтернативных окислительных процессов дыхания с участием пероксидазы, сукцинатдегидрогеназы, полифенолоксидазы и аскорбиноксидазы. Замедление скорости внутриклеточных реакций при пониженных температурах приводит к снижению интенсивности дыхания. Однако в результате испарения воды дыхание может возрастать. У разных продуктов интенсивность испарения влаги зависит не только от параметров охлаждающей среды, но и от объекта.
Большие размеры паренхимных клеток и межклетников, незначительная толщина покровных клеток, большей частью расположенных в один ряд, обусловливают интенсификацию испарения воды тканями продуктов растительного происхождения, особенно овощных культур. Основная часть воды диффундирует через систему межклетников в направлении к покровной ткани. Даже плоды, покрытые толстым слоем кутикулярных веществ, например цитрусовые, теряют содержащуюся в них влагу в результате испарения.
Испарение влаги при хранении плодов и овощей нарушает нормальное течение обмена веществ в тканях, вызывает ослабление тургора и их увядание. В результате увядания ускоряются процессы распада содержащихся в клетках веществ, увеличивается их расход на дыхание, нарушается энергетический баланс, что приводит к снижению устойчивости плодов и овощей к поражению микроорганизмами и ухудшению качества. Под влиянием пониженных температур изменяются вязкость и подвижность протоплазмы.
Как известно, вязкость протоплазмы клеток продуктов растительного происхождения в 12- 20 раз больше вязкости воды и зависит от процессов жизнедеятельности клетки. При понижении температуры в связи с возрастанием вязкости может произойти нарушение структуры протоплазмы и тем самым жизнеспособности клетки. Интервал температур, в котором жизнедеятельность клеток продуктов растительного происхождения сохраняется, довольно широк. Но для успешного холодильного консервирования этот интервал сокращается от температуры замерзания продукта до 11-12 С. Стремясь максимально понизить интенсивность процессов и в то же время не нарушить нормальную жизнедеятельность организма растительного происхождения, плоды и овощи, как правило, хранят обычно при температуре, примерно на 1 С превышающей температуру замерзания.
Исключение составляют продукты растительного происхождения, подверженные при пониженных температурах физиологическим заболеваниям, например бананы хранят при 11-13 С, цитрусовые-при 3- 4 С. При хранении в продуктах растительного происхождения продолжаются, но крайне медленно, физиологические процессы.
В плодах снижается интенсивность дыхания и отдаляется состояние климактерия рис. 11 . Из рис. 4 видно, что плоды при пониженных температурах сохраняются в течение более длительного времени. В плодах медленно увеличивается содержание Сахаров, снижается содержание органических кислот, происходят процессы, приводящие к улучшению вкуса, аромата, а часто и цвета плода.
К концу хранения усиленно расходуются органические кислоты, содержание их в ткани снижается. Особенно уменьшается количество яблочной кислоты. В результате анаэробного дыхания возрастает содержание этилового спирта и ацетальдегида. Так, через 7,5 мес хранения яблок Ренет Симиренко потери Сахаров составили 20 , органических кислот - 50 при одновременном увеличении содержания спирта и ацетальдегида в 4-5 раз. В плодах частично уменьшается содержание аскорбиновой кислоты. Наименьшие потери витамина С отмечены у цитрусовых, причем в мякоти содержание его практически не изменяется.
Чем ниже допустимая температура хранения, тем меньше потери витаминов. При пониженных температурах хранения у овощей большинства видов интенсифицируются процессы расщепления крахмала и образования сахаров. У овощного гороха, фасоли, сахарной кукурузы и некоторых других культур при хранении, наоборот, синтезируется крахмал. Картофелю особенно свойственно влияние температуры на направленность реакции крахмал - сахар, что необходимо учитывать при разработке условий его хранения.
При понижении температуры в клубнях происходит накопление сахаров, а при повышении увеличивается содержание крахмала, что связано с активностью ферментов, катализирующих прямую и обратную реакции и имеющих различную оптимальную температуру действия. С понижением температуры возрастает растворимость углекислого газа во внутриклеточном соке, изменяется рН последнего и возрастает скорость распада крахмала. 6