7.5. Биохимические изменения в овощах при хранении и переработке.

В хранящихся овощах очень активно происходит процесс дыхания, в ходе которого наблюдается убыль массы за счёт окисления главным образом сахаров и органических кислот, снижение концентрации кислорода в газовой среде хранилища и увеличение концентрации диоксида углерода, выделение тепла и влаги.

Убыль массы хранящихся овощей значительно возрастает при повышении температуры. Концентрация диоксида углерода в газовой среде хранилища при интенсивном дыхании может превышать 10%, вызывая анаэробные процессы и накопление характерных продуктов брожения (спирты, молочная, уксусная, масляная кислоты и др.). Вызываемое дыханием выделение тепла и влаги инициирует дальнейшее усиление дыхания. Для регулирования теплового режима и состава газовой среды при хранении овощей применяется режим активного вентилирования.

При хранении некоторых овощей (овощной горох и овощная фасоль) на первых этапах происходит продолжение синтеза крахмала из сахаров, поэтому концентрация крахмала в овощах возрастает. Данный процесс замедляется при пониженной температуре, что следует учитывать при выборе технологии хранения этих продуктов с целью сохранения их качества, которое ухудшается при высоком содержании крахмала.

В хранящихся овощах снижается содержание аскорбиновой кислоты вследствие окисления ферментами, содержащимися в продукции и образуемыми микрорганизмами. Размеры потерь витамина зависят от условий хранения. Минимальные потери наблюдаются при температуре +1˚С и влажности воздуха более 90%. Большие потери аскорбиновой кислоты происходят при переработке овощей, что связано с усилением окислительных процессов в результате повышения температуры. Потери витамина Р при хранении и переработке овощей значительно меньше по сравнению с аскорбиновой кислотой.

Сравнительно мало изменяется уровень каротина в моркови во время хранения. На первых этапах хранения его содержание даже может возрастать вследствия продолжающегося синтеза. При хорошей аэрации корнеплодов количество каротина в 2 раза больше, чем при плохой. Эти данные заслуживают внимания в связи использованием при хранении моркови метода активного вентилирования. Потери каротина увеличиваются при варке и консервировании овощей. Так, при обжаривании моркови в течение 15 минут при 150˚С потери каротина составляют 50%.

Тиамин устойчив при нагревании в кислой среде, но разрушается при тепловой обработке в нейтральной и щелочной среде, что следует учитывать при выборе технологии переработки овощей. Рибофлавин и альдегидная форма пиридоксина разрушаются под воздействием света, что необходимо учитывать при хранении. Пантотеновая кислота разрушается при высокой температуре в кислой и щелочной среде, поэтому переработку овощей желательно проводить в нейтральной среде.

При консервировании овощной продукции производится подавление микробиологической деятельности и активности ферментов стерилизацией путём прогрева продукта при температуре 100-120˚С в течение 30-60 минут. В этих условиях даже самые термоустойчивые ферменты, регулирующие биохимические процессы в сырье, полностью инактивируются задолго до гибели микроорганизмов, которые вызывают микробиологическую порчу продукта.

Однако длительная обработка продуктов теплом вызывает ухудшение их натуральных свойств – консистенции, вкуса, аромата. В связи с этим разработана технология асептической стерилизации, при которой длительность тепловой обработки сокращается за счёт повышения температуры нагревания до 130-150С˚. При таком режиме стерилизации микробная инфекция подавляется за более короткое время. Вместе с тем выявлены термостойкие ферменты растений, которые в таких условиях полностью не инактивируются и при хранении могут вызывать порчу овощной продукции. Кроме того, некоторые ферменты, потеряв активность после тепловой обработки, в процессе хранения продукции реактивируются и становятся причиной её порчи.

К термоустойчивым ферментам растений относятся пероксидазы, катализирующие реакции окисления фенолов и других органических веществ с участием пероксида водорода или других пероксидов. Так, для инактивации пероксидазы моркови при 145˚С требуется не менее 30 секунд. В целях предотвращения реактивации ферментов их подвергают тепловой обработке по времени в 5-6 раз дольше, чем требуется для их первичной инактивации.

В технологиях переработки овощей применяются ферментные препараты, чаще всего выделенные из микробных клеток. Особенно перспективно их применение для осветления и улучшения качества соков. С помощью ферментов добиваются выхода сока за счёт интенсификации процесса гидролиза целлюлозы, гемицеллюлоз, пектиновых и других веществ. Для этих целей используются ферментные препараты целлюлаз. протопектиназ, пектаз, пектиназ.

Вкус соков ухудшается из-за присутствия полифенолов. Их гидролиз осуществляют с помощью полифенолоксидаз и пероксидаз. Для осветления соков и предотвращения их помутнения при хранении очень важно гидролизовать содержащиеся в них белки, что может быть достигнуто с помощью протеаз.

Вопросы для повторения:

1. Каковы содержание и состав белков в овощах? 2. Какова био-

логическая ценность белковых фракций и суммарного белка овощей? 3. Какие другие азотистые вещества содержатся в овощах? 4. Сколько сахаров накапливается в различных овощах? 5. Чем определяются вкусовые свойства овощей? 6. Какие применяются приёмы для повышения накопления в овощах сахаров, азотистых веществ и витаминов? 7. Как влияют на качество овощей другие углеводы, кроме сахаров? 8. Как изменяется состав углеводов в овощах в зависимости от условий выращивания растений? 9. В чём состоят биохимические особенности синтеза азотистых веществ в овощах? 10. Какие другие химические вещества, кроме азотистых веществ и углеводов, определяют питательную ценность овощей? 11. Как изменяется содержание витаминов при созревании овощей? 12. Каковы особенности формирования липидного комплекса в созревающих овощах? 13. Как распределяются химические вещества в различных частях овощей? 14. Как влияет режим питания растений на формирование технологических свойств овощей? 15. Какие специфические вещества и в каком количестве содержатся в различных овощах? 16. Какие биохимические изменения происходят в овощах при хранении? 17. Каково содержание в овощах органических кислот? 18. Источником каких минеральных веществ служат овощи для питания человека? 19. Как изменяется химический состав овощей под влиянием природно-климатических условий? 20. Какие требования по химическому составу предъявляются к овощам, предназначенным для переработки? 21. Каковы биохимические изменения в овощах в процессе их переработки?

Резюме по модульной единице 10.

В продуктивных органах овощных растений накапливается довольно много сахаров - 3-8 % сырой массы, а в сухом веществе овощей концентрация сахаров может дости­гать 40-60%. Очень мало сахаров содержится в огурцах 1-1,5%. Саха­ра овощей на 70-90% представлены глюкозой, фруктозой и сахарозой. Крахмала в большинстве овощей содержится очень мало и лишь в листовых овощах его концентрация составляет 0,5-2 %, а в зелёном горошке – до 5-7 %. В процессе созревания овощей содержание в них легкоусвояемых углеводов увеличивается, а количество клетчатки уменьшается.

По характеру углеводного обмена от других овощей отличаются овощной горох, овощная фасоль и сахарная кукуруза. У этих овощей при созревании происходит превращение сахаров в крахмал, поэтому концентрация сахаров у них в процессе формирования продуктовых органов понижается, а содержание крахмала увеличивается в 2-3 раза.

Овощные растения - ценные источники пол­ноценных белков и незаменимых аминокислот. Общее количество сырого протеина в них обычно составляет 0.5-2% сырой массы, а в пересчёте на сухое вещество - 10-30%. Белки овощей обладают высокой биологической питательной цен­ностью, так как на 60-70% представлены легкопереваримыми формами (альбуминами и глобулинами), хорошо сбалансированными по содержа­нию незаменимых аминокислот.

В овощах много содержится аскорбиновой кислоты, цитрина и провитамина А - каротина. Содержание витаминов в овощах зависит от фазы развития расте­ний. У листовых овощей максимальное накопление витаминов наблюда­ется в ранние фазы их развития, а в дальнейшем содержание витами­нов в вегетативной массе растений уменьшается.

В тканях большинства овощей накаплива­ется значительное количество органических кислот, в количестве 0,1-1,5 % сырой массы. Овощные культуры являются основными источниками минеральных веществ для питания человека. Зольность большинства овощей составляет 0,4-1%, а листовых овощей – 1,5-2%. Специфический аромат и вкус овощей определяется присутствием в них эфирных масел, фитонцидов, гликозидов и некоторых других веществ.

Формирование урожая и накопление в овощной продукции сахаров, витаминов, азотистых и минеральных веществ зависит от природно-климатических условий и обеспеченности растений элементами питания.

В хранящихся овощах очень активно происходит процесс дыхания, в ходе которого наблюдается убыль массы за счёт окисления главным образом сахаров и органических кислот, снижение концентрации кислорода в газовой среде хранилища и увеличение концентрации диоксида углерода, выделение тепла и влаги. Для регулирования теплового режима и состава газовой среды при хранении овощей применяется режим активного вентилирования.

В хранящихся овощах снижается содержание аскорбиновой кислоты вследствие её окисления ферментами, содержащимися в продукции и образуемыми микроорганизмами. Размеры потерь витамина зависят от условий хранения. Минимальные потери наблюдаются при температуре +1˚С и влажности воздуха более 90%. Большие потери аскорбиновой кислоты происходят при переработке овощей, что связано с усилением окислительных прцессов в результате повышения температуры. Потери витамина Р при хранении и переработке овощей значительно меньше по сравнению с аскорбиновой кислотой.

При консервировании овощной продукции производится подавление микробиологической деятельности и активности ферментов стерилизацией путём прогрева продукта при температуре 100-120˚С в течение 30-60 минут. В этих условиях даже самые термоустойчивые ферменты, регулирующие биохимические процессы в сырье, полностью инактивируются задолго до гибели микроорганизмов, которые вызывают микробиологическую порчу продукта. Однако длительная обработка продуктов теплом вызывает ухудшение их натуральных свойств – консистенции, вкуса, аромата. В связи с этим разработана технология асептической стерилизации, при которой длительность тепловой обработки сокращается за счёт повышения температуры нагревания.

В технологиях переработки овощей применяются ферментные препараты, чаще всего выделенные из микробных клеток. Особенно перспективно их применение для осветления и улучшения качества соков. С помощью ферментов добиваются выхода сока за счёт интенсификации процесса гидролиза целлюлозы, гемицеллюлоз, пектиновых и других веществ. Для этих целей используются ферментные препараты целлюлаз. протопектиназ, пектаз, пектиназ.

Модульная единица 11. Биохимия плодов и ягод.

Цели и задачи изучения модульной единицы.

Изучить особенности формирования химического состава плодов и ягод в зависимости от генотипа, условий выращивания и режимов питания растений, а также биохимические изменения в плодово-ягодной продукции при хранении и переработке. Научить студентов использовать сведения о химическом составе и биохимических процессах при оценке технологических свойств плодов и ягод и обосновании технологий их хранения и переработки. (Слайды – 110-114).