Міжнародний інститут

ПРИКЛАДНОЇ БІОТЕХНОЛОГІЇ

КАФЕДРА Холодильна техніка та технологія

ТЕМА КУРСОВОЇ РОБОТИ:

Залежність інтенсивності ДИХАННЯ Рослинні продукти ВІД

ТЕМПЕРАТУРИ

ВИКОНАВ:

Воробьев.А.Н

ФАКУЛЬТЕТ: ХТіТ

КУРС: < br>3

ГРУПА:
6

УХВАЛИЛА:
Волдова.Т.А

МОСКВА 2002

ЗМІСТ:
1.Вступ.
2.Основні процеси і зміни, що відбуваються в продуктахрослинного походження.
3.Процесси і зміни пов'язані з диханням.
4.Храненіе плодів у регульованому газовому системі.
5.Охлажденіе та зберігання плодів і овочів в охолодженомустані.
6.Заморажіваніе і зберігання продуктів рослинногопоходження в замороженому стані.
7.Режіми зберігання.
8.Бистрое заморожування.
9.Заморажіваніе клітин.
10.Колічество вимерзають води.
11.Рекрісталлізація.
12.Заморажіваніе продуктів бестканевой структури.
13.Водосодержаніе, теплоємність і теплота замерзаннядеяких продуктів.
14.Преімущества і недоліки.
15.Спісок використовуваної літератури.

1) Вступ.
У наш складний час, з хворої кризової економікоюзбереження харчових продуктів з найменшими витратами і збільшою ефективністю є одним з головних завдань.
Структура харчування потребує поліпшення технології зберіганняхарчових продуктів, але поліпшити структуру харчування не можна здопомогою хладовой обробки, структуру харчування можна лишепідтримувати за допомогою хладовой обробки, що дозволяєпідняти якість продуктів рослинного походження призберіганні, і що в свою чергу дозволяє збільшити термінизберігання продуктів, а так само стабільність зберігання. Прихолодильній обробці та зберіганні у харчових продуктахвідбуваються складні процеси та явища, що призводять дорізних змін їх структури. Залежністюінтенсивності дихання рослинних продуктів від температури,і дослідженням впливу охолодження (заморожування) нахарчові продукти я і вирішив зайнятися в даній курсовійроботі.

2) Основні процеси і зміни, що відбуваються в продуктахрослинного походження.

Для розуміння і вдосконалення технологічних процесівхолодильного консервування виникає нагальнанеобхідність вивчення змін, що відбуваються в плодах іовочах при зберіганні, в залежності від виду продукту,дії фітогормонів, стійкості до фітопатогеннихмікроорганізмів і фізіологічним захворювань.

3) ПРОЦЕСИ І ЗМІНИ, ПОВ'ЯЗАНІ з диханням
Умови холодильної обробки та зберігання плодів і овочівповинні бути такими, щоб знизити до мінімуму інтенсивністьдихання, не порушивши при цьому природного перебігуметаболічних процесів, оскільки тільки продуктирослинного походження з нормальним диханням володіютьнеобхідної лежкоспособностью.
Дихання є основною формою дисиміляції --розщеплення органічних речовин. Це окислювальний процес,при якому споживається кисень і виділяється вуглекислийгаз. Обмін вуглекислого газу і кисню відбувається шляхомдифузії через продихи і частково через кутикулу.

Головними дихальними субстратами є вуглеводи, жириі білки. Близько '/ з кількості вуглеводів в тканини витрачаєтьсяпри диханні. Жири й білки використовуються меншою мірою, іїх участь найбільш характерно для насіння.

розщепленню макромолекулярних субстратів передує їхгідроліз: полі-і дисахаридів до моносахаридів, жирів догліцерину і жирних кислот, білків до амінокислот.
У результаті реакції гліколізу з моносахаридів утворюєтьсяпіровиноградна кислота, потім внаслідок окислювальногодекарбоксилювання піровиноградної кислоти - ацетил-КоА,який є також продуктом послідовної ланцюгаперетворень жирних кислот і амінокислот. У циклі Кребсаацетил-КоА піддається реакцій декарбоксилювання тадегідрірованія до повного розщеплення. Утворені в циклі
Кребса ізолімонная, (-кетоглутаровая і яблучна кислотиє безпосередніми продуктами окислення.
Процеси окислення досить складні і здійснюються черезбагатоступеневу систему специфічних ферментативнихреакцій. Окислення може відбуватися безпосереднімприєднанням кисню до дихального субстрату (А 0> АТ
); Відщеплення водню від субстрату (АН + Х> А + ХН), прице окислення субстрату АН та освіта продукту окислення
А відбуваються в результаті відновлення речовини X;видаленням електрона від зарядженого іона (наприклад, Fe-е>
Fe). У продуктах рослинного походження відбуваютьсяокислювальні реакції всіх трьох типів, але процеси другого ітретього типів переважають, тому що вони протікають безбезпосередньої участі кисню.

В основі сучасних уявлень про механізмокислювальних процесів в біологічних об'єктах лежитьтеорія Баха-Палладіна, згідно з якою дихання клітиниможливо лише за наявності активованих форм киснюводню, що володіють високою реакційною здатністю.

Активація та передача водню дихального субстратувідбуваються за участю ферментів дегідрогеназ,характеризуються високою специфічністю по відношенню доокислюються субстрату. По природі простетичної групдегідрогенази діляться на піридинові і флавіновие.

коферменту піридинових дегідрогеназ є НАД -нікотінамідаденіндінуклеотід і НАДФ-нікотінамідаденін -дінуклеотідфосфат, що виконують функції переносниківводню. В основі дії піридинових дегідрогеназ лежитьздатність до оборотного гідрування і дегідрірованіюпіридинові ядра, що входить до складу коферментів у виглядіАміда нікотинової кислоти-вітаміну РР. Піридиновідегідрогенази широко поширені в клітинах продуктіврослинного походження і є в буквальному сенсіуніверсальними окисними системами.
Флавіновие дегідрогенази мають коферменти, що представляютьсобою нуклеотидні похідні рибофлавіну - вітаміну В.
Флавіновие ферменти дуже різноманітні, найбільшчисленна їх група представлена дегідрогеназ,що є проміжними переносниками водню в ланцюзіокислення. Дегідрогенази окислюють відновленіпіридинові підстави і передають одержувані від них електронипо ланцюгу у напрямку до кисню. Коферменту флавіновихдегідрогеназ, або, як їх іноді називають, флавопротеідов
(ФП), є флавінмононуклеотід (ФМН) і флавінаде -ніндінуклеотід (ФАД).
Останніми в ланцюги окислення переносниками водню зазвичайвиступають сполуки, відомі під загальною назвою коензиму
Q. Цим найменуванням позначають ряд речовин, що єнейтральними ліпідами і що представляють собою з'єднаннябензохінона з вуглеводневої бічній ланцюгом, яка складаєтьсяз різного числа ізопрена груп. Відомі коензиму Q с
10, 9, 8 і 7 ізопрена групами.
Будучи здатними оборотно окислюватися та відновлюватися,коензиму Q є сполучною ланкою в ланцюгу переносуелектронів від флавопротеідов до цитохрому.
Активація кисню в ланцюзі окислення відбувається піддією численних ферментів (оксидаз), більшість зяких містить в якості простетичної групжелезопорфіріновий комплекс, будучи Fe-протеідамі.
У ланцюзі окислення з оксидаз основну роль відіграютьцитохроми, що складаються зі специфічного білка ізалізопорфірини. Цитохроми здатні оборотно окислюватися тавідновлюватися завдяки іонів заліза, що входить в їхсклад. Відновлення окислених цитохромів відбуваєтьсявнаслідок приєднання електронів KoQ або флавопротеідов.
Окислення цитохромів проходить через ланцюг, що складається зазвичайз чотирьох різних цитохромів. Останнім у ланцюзі єцитохром Аз, званий цитохромоксидази, окисленняякого відбувається безпосередньо киснем повітря.
Як відомо, здатність будь-якого з'єднанняприєднувати або віддавати електрони визначається в основномуспіввідношенням величин окисних потенціалів даногоз'єднання і з'єднання, з яким воно взаємодіє.
Причому реакція проходить тим енергійніше, чим менше різницяміж потенціалами взаємодіючих речовин.
До окислювальному потенціалу дихального субстратунайбільш близькі потенціали, властиві пірідіннуклеотідам,а до потенціалу кисню, що має найбільшу величину, --потенціал цитохромоксидази.
Виходячи з цього, вважають, що перший етап окисленнясубстратів здійснюється за участю піридиновихдегідрогеназ, другий - флавінових дегідрогеназ, третє --коензиму Q. Причому на цих етапах відбувається перенесення двохатомів водню. Далі має місце перенесення безпосередньоелектронів через систему цитохромів на кисень.
Процес окислення субстрату в дихальної ланцюгасупроводжується фосфорилюванням АДФ і запасанні енергії вформі АТФ. У ланцюзі окислення є три ділянкифосфорилювання: ділянка окислення флавопротеідов, ділянкапереходу електронів від цитохрому В до цитохрому С і ділянкапереходу електронів від цитохрому А до цитохрому Аз (рис. 1).

Кожна з трьох карбонових кислот, що утворюються в циклі Кребса іщо є основним субстратом у дихального ланцюга, утворює три молекули
АТФ.

Акумуляція і виділення енергії, яка в міру потребивитрачається кліткою, є основним призначенням дихання.
Фосфорилювання нерозривно пов'язане з окисленням в дихального ланцюга,тому зазвичай говорять про процес окісдітельного фосфорилювання. Впершеприпущення про наявність сполучення між окисленням і

Рис. 1. Схема окислення в дихальної ланцюга

фосфорилуванням і експериментальне доказ цього були даніакадеміком В. А. Енгельгартом.

Як правило, процеси дихання відбуваються в мітохондріях клітин.
Кожна стадія дихання здійснюється мультіферментной системою,закріпленої на внутрішній мітохондріальної мембрані. Близько 1/4 білківвнутрішньої мембрани є ферментами, які беруть участь у переносі електроніві окисного фосфорилювання. До них відносяться флавопротеіди, цитохроми,ферменти, що беруть участь в утворенні АТФ.
Флавопротеіди і цитохроми розташовуються в мембрані у вигляді окремихгруп, кожна з яких містить всі необхідні ферменти і функціонуєсамостійно. Такі групи, що називаються дихальними ансамблями,рівномірно розподілені по всій площині мембрани. А вони засмутилисячутливі до дії різних зовнішніх впливів. Під впливом низькихтемператур, отрут, іонізірууещей радіації порушується цілісністьмітохондріальних мембран, і в цьому випадку пару дихання втрачається,або відбувається роз'єднання дихання. Процеси фосфорилювання більшчутливі. Тому при роз'єднання дихання окислювальні процеси частоне порушуються, але при цьому енергія окислення не перетворюється на енергію АТФ,а розсіюється у формі тепла.
роз'єднання дихання є незворотній процес, що єознакою загибелі клітини. Однак рослинні тканини внаслідок наявності у нихспеціальних пристосувальних механізмів здатні переноситинесприятливі зовнішні умови.

Дихальні процеси, що протікають в клітинах, мають низкуособливостей, зумовлених тим, що продукти рослинного походженняпозбавлені стабільної внутрішнього середовища, наприклад парціального тискукисню і вуглекислого газу, температури, і змінюються під дієюнепостійнихі вкрай мінливих факторів зовнішнього середовища.

Б. А. Рубін вважає, що для структури апарату рослин характерні трипринципові особливості:

1. Принцип множинності (мультіпрінціп) при побудові окиснихсистем, зумовлений тим, що в клітці є, як правило, не один, акілька ферментів, які виконують одну й ту ж функцію.

2. Поліфункціональність каталітичних систем, або наявність ферментів,володіють не одним, а кількома властивостями.

3. Розосередження (делокалізованность) апарату.
Внаслідок цих особливостей процеси окислення біологічних об'єктівможуть здійснюватися різними шляхами, або, як кажуть, для рослиннихтканин характерна наявність альтернативних механізмів окисного обміну,що відіграє виняткову роль як фактор адаптації, що обумовлюєздатність тканин зберігатися і нормально функціонувати в умовахмінливого зовнішнього середовища, а також при дії різних несприятливихфакторів.

Схема окислення дихального субстрату в клітинах різних тканин різнаі залежить від їх фізіологічного стану та умов існування. Так, уокремі періоди життєвого циклу плодів, наприклад при дозріванні, клітинипотребують додаткового припливу енергії. При цьому в якостідодаткового дихального субстрату використовується бурштинова кислота,окислення якої відбувається більш коротким шляхом, оминаючи НАД,безпосередньо через ФП на КоQ. При цьому сукцинатдегідрогеназа,що відноситься до флавіновим ферментів, строго специфічна по відношенню доянтарної кислоти. Маючи здатність акцептувати воденьбезпосередньо від субстрату та передавати його на КоQ, сукцинатдегідрогеназаутворює бічну транспортний ланцюг окислення.

Крім того, в клітинах є альтернативні окислювальні механізми,утворюють зв'язані ланцюги з флавопротеіновимі ферментами і цитохрому.
Серед них головну роль відіграють оксидази, що містять в молекулі іони залізаабо міді.

До групи Fe-протеідов поряд з флавопротеіновимі ферментами іцитохрому входять каталаза і пероксидаза. У проходження додаткового,альтернативного, шляхи окислення особливо велика роль пероксидаз,розкладаючих перекис водню із звільненням активного атомарногокисню. Пероксидази, що зустрічаються в клітинах продуктів рослинногопоходження, дуже численні і окислюють різні речовини, у томучислі практично всі феноли, ароматичні аміни і аскорбінову кислоту.
Їх активність зростає при зміні умов зовнішнього середовища. Так, упаренхімні тканини плодів при низьких температурах зберігання абонедостатній забезпеченості киснем відбувається зростання активностіпероксидази.

До групи Сu-протеідов відносяться різні поліфеноли-ксідази іаскорбіноксідаза. В основі їх дії лежить зворотне окисленняодновалентних міді в двовалентне.
Поліфенолоксідази є ферменти, окислюється у присутностімолекулярного кисню різні феноли та їх похідні з утвореннямвідповідних Хінон. Поліфенолоксідази каталізують пряме окисленнясубстратів атмосферним киснем і беруть участь в різних окислювальнихпроцесах, в тому числі в окисленні амінокислот, поліпептидів, білків іаскорбінової кислоти. Активність поліфенолоксідаз зростає примеханічному пошкодженні плодів, дії низьких температур,кристалізації води при заморожування і т. д.

Потемніння м'якоті багатьох плодів (яблук, груш, абрикосів тощо), а такожбульб картоплі, що спостерігається при розрізанні, очищення та механічномупошкодженні, відбувається внаслідок зростання активності поліфенолоксідазі порушення координації реакцій окислення та відновлення, в результатічого в тканині накопичуються стойкоокрашенние продукти.
Аскорбіноксідаза має суворої специфічністю по відношенню до субстратуі окисляє l-аскорбінову кислоту, перетворюючи її в дегідроформу. Будучипереносником водню, аскорбінова кислота тісно пов'язана з усією системоюферментів, що беруть участь у дихальних процесах.
Поліфенолоксідази і аскорбіноксідаза беруть участь в окиснихпроцесах на заключному етапі дихання, замінюючи цитохроми.
На рис. 2 показані можливі альтернативні шляхи процесу окислення,які в. рослинних клітинах відбуваються різним чином в залежностівід видових особливостей тканини, фізіологічного стану даного органу,умов зовнішнього середовища та інших факторів.
Різна активність оксидаз в умовах зміненої газового середовищапредставлена на рис. 3.
Найбільша спорідненість до кисню має цитохромоксидази, її діяпроявляється при вмісті кисню в атмосфері всього 1%. Глибинні шарипаренхімні тканини плодів і овочів, для яких характерне зниженевміст кисню, більш багаті цитохромоксидази, ніж поверхневі.

Рис. 2. Альтернативні шляхи окислення

Ферменти, що беруть участь в альтернативних процесах окислення,локалізовані в різних структурних елементах клітини. Пероксидази,поліфенолоксідази, аскорбіноксідаза зосереджені головним чином уцитоплазмі; вся система ферментів, що забезпечує окиснефосфорилюєтьсяованіе, виявлена в ядрах і хлоропластах. Завдяки такійделокалізації ферментів дихального ланцюга практично всі структурніскладові клітини можуть бути джерелами тієї чи іншої кількостіенергії і використовуватися нею залежно від умов зовнішньоїсередовища.

Про характер та інтенсивності дихання судять по кількості що виділяєтьсяклітинами вуглекислого газу або за величиною дихального коефіцієнта ДК:

ДК = Vсо,/Vо "де Vco, Vo - обсяги виділивсявуглекислого газу і поглиненого кисню.

Величина дихального коефіцієнта визначається насамперед хімічноїприродою субстрату. При окисленні вуглеводів ДК = 1 згідно з сумарнимрівнянням окислення глюкози

С Н О + 60 -> 6СО + 6Н О + Q.
Число виділилися грам-молекул вуглекислого газу дорівнює числу поглиненихграм-молекул кисню, а відповідно до закону Авогадро грам-молекули всіхгазів займають однаковий обсяг.

При диханні число виділилися молекул вуглекислого газу дорівнює числуатомів вуглецю в молекулі субстрату. Тому число використаних молекулкисню на атом вуглецю в субстраті зростає зі збільшенням числа-Натомів і знижується зі збільшенням вмісту O-атомів в молекулі субстрату.

Якщо субстратами дихання є вищі карбонові кислоти абоамінокислоти, щодо багаті воднем і бідні киснем, то ДK1.

Так, при окисленні яблучної кислоти

С Н О + ЗО - »4СО + ДТ О; ДК. = 4/3 = 1,33.

Інтенсивність дихання і відповідно величина дихальногокоефіцієнта молодих тканин, що розвиваються, наприклад меристематичних,тканин проростає насіння вище, ніж зрілих плодів. У тканин одного і тогож плоду або овоча інтенсивність дихання периферичних тканин, якправило, вище.

Нижче наведена інтенсивність дихання [в мг СO2/(г * добу)] різних тканинпри температурі 15-20 ° С.
12,4
69,3
10,6

2,45 11,3 13,8
3,8

Лимон цілі плоди шкірка м'якоть
Картопля цілі бульби шкірка покояться оченята м'якоть

При зниженні температури інтенсивність дихання плодів знижується івідповідно дихальний коефіцієнт зменшується. Так, за даними Ф. В.
Церевітінова, дихальний коефіцієнт для яблук сорту Канада становить
1,14 при 30 ° С і 0,88 при 0 ° С. У більшості продуктів рослинногопоходження дихання припиняється при температурі близько -10 ° С. Урослин, що переносять в природних умовах суворі зими, диханнявідзначається при -20 ° С і більш низьких температурах.

Дихання залежить від газового складу навколишньої атмосфери. При зниженніконцентрації кисню інтенсивність дихання знижується, при збільшеннізростає. Інтенсивність дихання знижується внаслідок збільшенняконцентрації вуглекислого газу.

Коли вміст кисню в навколишній атмосфері зменшується нижчепевної межі або за повної відсутності кисню, клітини продуктіврослинного походження переходять до так званого інтрамолекулярномуабо безкисневого диханню, який представляє собою в хімічному відношеннібродіння.

Бродіння поряд з диханням є основною формою дисиміляції речовинв організмі. При диханні сумарний вихід енергії великий, а кінцевимипродуктами є неорганічні сполуки вуглекислого газу і води. Прибродінні вихід енергії значно менше, органічний матеріал нерозпадається до кінця і накопичуються відносно багаті енергієюорганічні речовини.

Для більшості тканин продуктів рослинного походження характерназдатність до спиртовому бродінню, для деяких - до молочнокислого.

Початкові стадії дихання і бродіння однакові, але в анаеробних умовахпроцес дисиміляції вуглеводів припиняється на стадії гліколізу примолочнокисле бродіння або на стадії утворення ацетальдегіду та етанолупри спиртовому.

Перехід до інтрамолекулярному дихання у рослин може бути частковим,що визначається не тільки складом газового середовища, але і фізіологічнимстаном організму. Так, безкисневі дихання відзначається в періоддозрівання плодів. При повній відсутності кисню перехід виключно доінтрамолекулярному диханню призводить до загибелі організму, тому щонакопичується етанол згубно діє на живу клітину.

4) зберігання плодів у регульованому газовому середовищі

При зберіганні плодів практично єдиною формою їх взаємодії знавколишнім середовищем є дихальний газообмін. Тому їхжиттєдіяльність в роцессе зберігання в значній мірі визначаєтьсяскладом навколишнього атмосфери. Змінюючи певним чином газове середовище,наприклад підвищуючи вміст вуглекислого газу і зменшуючи вмісткисню, можна знизити інтенсивність обмінних процесів в збереженихплодах, для того щоб відокремити стан клімактерій і старіння плоду. Напридушенні життєдіяльності шляхом створення певного складу атмосферизасновано зберігання плодів у регульованому газовому середовищі.

Для паренхімні тканини плодів характерна наявність великих міжклітиннихпросторів, заповнених газом. Газовий склад внутрішньої атмосфери плодіввстановлюється в результаті динамічної рівноваги між інтенсивністюспоживання кисню і виділенням вуглекислого газу, з одного боку, ішвидкістю дифузії цих газів - з іншого. Обмін з навколишнім середовищемвідбувається через кутикулу, яка утруднює циркуляцію газів, унаслідокчого всередині плоду створюється своєрідна газова атмосфера з підвищенимвмістом вуглекислого газу і зниженою концентрацією кисню.
Характерно, що склад атмосфери в міжклітинниках неоднаковий: в розташованихближче до поверхні міжклітинниках склад атмосфери більше близький до складунавколишнього середовища. Газовий склад у міжклітинниках у різних плодів різний,змінюється з їх віком і залежить від температури і зовнішньої атмосфери.

Кутикула плодів різних сортів розрізняється по товщині і складу, врезультаті чого надходження всередину кисню і його концентрація вміжклітинниках і клітинному соку також варіюються. У зв'язку з цим одні плодибудуть відчувати брак кисню чи надлишок вуглекислого газу, тодіяк для інших ця ж газове середовище виявиться сприятливою.

Кисневі оптимум дихання неоднакові на різних етапах розвиткуплоду, а також зміщуються під впливом температурного фактора. При 30 ° Соптимальною є 5%-ва концентрація кисню, при температурі 10 ° Сі нижче-1%-ва. Підвищені концентрації вуглекислого газу особливосприятливі для затримки обмінних процесів в плодах впостклімактеричному стані.

Отже, склад газового середовища при зберіганні плодів повинен бути таким, щобзберегти нормальний дихальний газообмін, не порушити співвідношення міжаеробної і анаеробної фазами дихання при одночасному уповільненні процесівдозрівання. При цьому необхідна правильна кореляція між температуроюзберігання, концентраціями вуглекислого газу і кисню в навколишньомуатмосфері і станом плодів стосовно до даного сорту і з урахуванняммісця його зростання, розмірів, ступеня зрілості, районів вирощування,кліматичних умов року та інших факторів.

При зберіганні, плодів в атмосфері, що містить підвищені кількостівуглекислого газу, останній проникає в міжклітинниках паренхімні тканини.
Завдяки хорошій розчинності вуглекислого газу у водних розчинах іліпідах він надходить в клітини і розчиняється в клітинному соку. Впливпідвищеної концентрації вуглекислого газу на метаболізм клітини проявляєтьсяперш за все в придушенні дихання, що пояснюється дією вуглекислогогазу на процес декарбоксилювання яблучної кислоти.
У реакції декарбоксилювання яблучної кислоти до піровиноградноївуглекислий газ є одним з кінцевих продуктів. Тому надлишок його всередовищі зміщує рівновага реакції вліво, перешкоджаючи розщеплення субстрату.
Крім цього вуглекислий газ блокує систему малик-ферменту. Він єтакож конкурентним інгібітором етилену і гальмує дозрівання плодів.

Вуглекислий газ стимулює біосинтез жирних кислот, що беруть участь вутворення поверхневих воску, що приводить до зниження проникностікутикули.

Будучи антисептиком, вуглекислий газ затримує розвитокмікроорганізмів на поверхні плодів. Найбільш чутливі до діївуглекислого газу плісняви гриби.

Однак значне підвищення вмісту вуглекислого газу може викликати фізіологічні захворювання.
Допустимі концентрації вуглекислого газу знаходяться в межах 2,5-10%.
При зберіганні плодів в атмосфері з підвищеним вмістом вуглекислого газуне рекомендується підтримувати температуру нижче 2-2,5 ° С.

До підвищені концентрації вуглекислого газу більш чутливі недостиглі плоди.

При зберіганні в зміненої газовій атмосфері на біохімічні процеси вплодах впливають не тільки підвищені концентрації вуглекислого газу, але йзнижені концентрації кисню.

При зниженні концентрації кисню до 3-5% дихання послаблюється, алезберігається його стандартний характер і дихальний коефіцієнт дорівнюєодиниці. При подальшому зниження вмісту кисню в навколишньому плодиатмосфері спостерігаються некомпенсовані виділення вуглекислого газу плодамиі порушення нормального процесу дихання.

Вплив зниженого вмісту кисню позначається в основному набіосинтезі етилену: плоди перестають синтезувати метіонін, що єпопередником етилену, що приводить до затримки дозрівання плодів.
Знижені концентрації кисню викликають ослаблення активності поліфенол -оксидази і знижують стійкість плодів до дії низьких позитивнихтемператур.

Таким чином, кожен компонент газового середовища робить специфічний вплив на плоди при зберіганні, в той же час вплив на біохімічні процеси в плодах зміненої газового середовища більш складно. Характерно, що газові суміші, різні за складом, що використовуються для зберігання плодів, не знижують, а лише відокремлюють на деякий термін початок клімактеричного підйому дихання: сповільнюються процеси розпаду і витрачання основних запасних речовин у плодах, зменшується витрата цукру на дихання, затримується перетворення крохмалю в цукор, гальмується гідроліз протопектину, призупиняється зміна кольору, так як зменшується гідроліз хлорофілу, добре зберігається аромат плодів.

Різні види і сорти плодів неоднаково реагують на газовий склад.

Більш того, в залежно від умов зростання один і той же сорт яблук рекомендується зберігати при різному складі газового середовища. Так, для яблук сорту Джонатан, вирощених у Швейцарії, оптимальною газовим середовищем є 4%-ва концентрація кисню і 3-4%-ва концентрація вуглекислого газу при 4 ° С. Яблука цього ж сорту, вирощені в США, рекомендують зберігати при 3%-ної концентрації кіслсрода і 5%-ної концентрації вуглекислого газу при 0 ° С, а вирощені в Голландії-прі 13% - ної концентрації кисню і 7%-ної концентрації вуглекислого газу при 3,5
° С.

Відомо, що обсяг газу, що міститься в плодах різних сортів, коливається і, як правило, в пізньостиглих сортах він більше, ніж у ранньостиглих.

Розчинність вуглекислого газу в клітинному соку залежить від рН, і ця величина у плодів одного сорту, але різних місць зростання може відрізнятися на 0,5 і навіть 1.

Мабуть, сорти плодів, в тканинах яких може розчинятися вуглекислий газ у великій кількості, краще переносять зберігання до зміненої газовому середовищі, ніж сорти плодів зі зниженою розчинність вуглекислого газу.

5) ОХОЛОДЖЕННЯ І зберігання плодів і овочів в охолодженому стані < p> Режим зберігання охолоджених продуктів рослинного походженнявибирається таким чином, щоб створити умови для збереження їхжиттєздатності та природного імунітету при максимальному зниженніінтенсивності біохімічних процесів і придушенні розвитку мікрофлори. Яквідомо, більшість біохімічних реакцій підкоряються правилу Вант.Гоффа.
Для тканин продуктів рослинного походження, величина Q дорівнює
1,8-6,8 і становить 1,85 для картоплі, цибулі ріпчастої-1, 95, капустибілокачанної-2,18, яблук-2, 54, моркви-3, 74, чорної смородини-6, 77. Завеличиною Q можна судити перш за все про інтенсивність зниженняокислювальних процесів дихання при зберіганні. Так, з наведених данихвидно, що знижені температури сильніше впливають на зниження дихання чорноїсмородини та моркви, ніж яблук і картоплі. Однак за значенням Q важкосудити про інших внутрішньоклітинних процесах, що відбуваються в плодах і овочах,не тільки через складність біохімічних реакцій, а й з-за їх взаємозв'язкуіз структурними змінами тканини, неоднозначного впливу зниженихтемператур на клітинні органели, окремі компоненти клітини і процеси.

Згідно з дослідженнями Гора залежність інтенсивності дихання Р відтемператури t в інтервалі від початкової температури продукту до температуризберігання (близько 1-2 ° С) можна виразити експоненційної функцієюнаступного виду:

P = P exp (kt),

де Р - інтенсивність дихання при 0 ° С; k - температурний коефіцієнтінтенсивності дихання.

Величина k для кожного виду плодів та овочів постійна, за її значеннямсудять про стійкість до зберігання.

Знижені температури впливають на всі структурні елементиклітини продуктів рослинного походження і перш за все мембрани.
Слід зазначити, що мембрани надзвичайно чутливі до найменшихзмін зовнішнього середовища. При цьому змінюється насамперед станліпідів та функціональної води.

Відповідно до сучасних уявлень ліпіди, що становлять основу мембран,безперервно рухаються, утворюючи так званий ліпідну море, в якомуплавають молекули білка окремо або згруповані в певнихпоєднаннях. Частина білків в мембрані зафіксована в певному положенні.
Тому основними структурними компонентами мембран вважають ліпопротеїновукомплекси з вбудованими молекулами води. Роль цієї функціональної водиособливо велика: утворюючи водневі зв'язки між білками і ліпідами, самевона визначає структуру мембран. Крім того, ця вода є активнимучасником біохімічних реакцій, які відбуваються в мембранах.

Під впливом знижених температур зменшується рухливість молекулліпідів і білка молекул, що є однією з 'причин зниження швидкостіреакцій і порушення структури мембран, а також відбивається на характеріщо відбуваються в клітині процесів.
При різкому зниженні температури може статися часткове роз'єднаннядихання, в результаті чого. Зросте тепловиділення. При зниженихтемпературах в клітинах продуктів рослинного походження спостерігаєтьсярозвиток альтернативних окислювальних процесів дихання з участюпероксидази, сукцинатдегідрогенази, поліфенолоксідази і аскорбіноксідази.
Уповільнення швидкості внутрішньоклітинних реакцій при низьких температурахпризводить до зниження інтенсивності дихання. Проте в результаті випаровуванняводи дихання може зростати. У різних продуктів інтенсивність випаровуваннявологи залежить не лише від параметрів охолоджуючої середовища, але й від об'єкта.
Великі розміри паренхімних клітин і міжклітинниками, незначна товщинапокривних клітин, переважно розташованих в один ряд, обумовлюютьінтенсифікацію випаровування води тканинами продуктів рослинногопоходження, особливо овочевих культур.

Основна частина води дифундує через систему міжклітинниками внапрямку до покривної тканини. Навіть плоди, покриті товстим шаромкутікулярних речовин, наприклад цитрусові, втрачають що міститься в них вологув результаті випаровування.

Випаровування вологи при зберіганні плодів та овочів порушує нормальний перебігобміну речовин у тканинах, викликає ослаблення тургора та їх в'янення. Урезультаті в'янення прискорюються процеси розпаду що містяться в клітинахречовин, збільшується їх витрата на дихання, порушується енергетичнийбаланс, що призводить до зниження стійкості плодів і овочів до поразкимікроорганізмами та погіршення якості.

Під впливом знижених температур змінюються в'язкість і рухливістьпротоплазми. Як відомо, в'язкість протоплазми клітин продуктіврослинного походження в 12 - 20 разів більше в'язкості води і залежить відпроцесів життєдіяльності клітини. При зниженні температури у зв'язку ззростанням в'язкості може відбутися порушення структури протоплазми і тимсамим життєздатності клітини.

Інтервал температур, в якому життєдіяльність клітин продуктіврослинного походження зберігається, досить широкий.Але для успішногохолодильного консервування цей інтервал скорочується: від температуризамерзання продукту до 11-12 ° С.

Прагнучи максимально знизити інтенсивність процесів і в той же час непорушити нормальну життєдіяльність організму рослинногопоходження, плоди та овочі, як правило, зберігають зазвичай при температурі,приблизно на 1 ° С перевищує температуру замерзання. Виняток становлятьпродукти рослинного походження, що піддаються при зниженихтемпературах фізіологічним захворювань, наприклад банани зберігають при 11-13
° С, цитрусові-прі 3 - 4 ° С.

При зберіганні в продуктах рослинного походження тривають, алевкрай повільно, фізіологічні процеси. У плодах знижується інтенсивністьдихання і віддаляється стан клімактерій (рис. 11). З рис. 4 видно, щоплоди при низьких температурах зберігаються протягом більш тривалогочасу. У плодах повільно збільшується вміст Сахаров, знижуєтьсявміст органічних кислот, відбуваються процеси, які призводять до поліпшеннясмаку, аромату, а часто і кольору плоду. До кінця зберігання посиленовитрачаються органічні кислоти, утримання їх у тканини знижується. Особливозменшується кількість яблучної кислоти. У результаті анаеробного диханнязростає вміст етилового спирту та ацетальдегіду. Так, через 7,5 місзберігання яблук Ренет Симиренка втрати Сахаров склали 20%, органічнихкислот - 50% при одночасному збільшенні вмісту спирту іацетальдегіду в 4-5 разів.
У плодах частково зменшується вміст аскорбінової кислоти. Найменшівтрати вітаміну С відзначені у цитрусових, причому в м'якоті зміст йогопрактично не змінюється. Чим нижче допустима температура зберігання, тимменше втрати вітамінів.
При знижених температурах зберігання овочів у більшості видівінтенсифікуються процеси розщеплення крохмалю і освіти цукрів. Уовочевого гороху, квасолі, цукрової кукурудзи та деяких інших культур призберіганні, навпаки, синтезується крохмаль.
Картопля особливо властиво вплив температури на спрямованістьреакції крохмаль? цукор, що необхідно враховувати при розробці умовйого зберігання. При зниженні температури в бульбах відбувається накопиченняцукрів, а при підвищенні збільшується вміст крохмалю, що пов'язано зактивністю ферментів, що каталізують пряму і зворотну реакцію і маютьрізну оптимальну температуру дії. Зі зниженням температуризростає розчинність вуглекислого газу під внутрішньоклітинному соку,змінюється рН останнього і зростає швидкість розпаду крохмалю.

6) заморожування і зберігання ПРОДУКТІВ рослинного походження В
Замороженому стані

Основними факторами, що визначають ступінь оборотності заморожування, є характер крісталлообразованія і локалізація льоду.
Як правило, перші кристали льоду утворюються в міжклітинниках. Призниження температури нижче точки замерзання водяна пара у великихміжклітинниках починає конденсуватися у вигляді крапель води на прилеглихКлето