153

Електронний конспект лекцій

з дисципліни

Дніпродзержинськ

2009

РОЗДІЛ 1. БУДОВА ТКАНИН ТА ЇХНІ ФУНКЦІЇ

1. Будова плодів

2. Основні види тканини.

3. Будова та призначення паренхімних тканин.

4. Будова та призначення покривних тканин.

Тканини - це група клітин, подібних за своєю структурою, функціями і походженням. Найбільш поширена класифікація тканин, що Ґрунтується на анатомо-фізіологічних принципах. За функціональ­ним призначенням виділяють такі основні тканини фруктів та овочів: паренхімні, покривні, механічні, провідні. Всі ці тканини походять від утворюючих (меристематичних) тканин.

Паренхімні тканини - основні тканини фруктів та о гін, де накопичуються поживні речовини, що визначають харчову цінність (рис. 3). Ці клітини прості, не мають спеціалізації, діаметр їх приблизно однаковий у всіх напрямах, з тонкою целюлозною обо­лонкою. Плоди збільшуються в об'ємі завдяки розростанню паренхімних клітин.

.

Рис. 3. Типи тканин:

а) паренхіма бульби картоплі: 1 - кристал білка; 2-крохмальнізерна;

З - міжклітинники; б) покривна тканина яблука: І - кутикула;

2 - епідерміс; 3 - коленхіма; в) перидерма бульби картоплі; г) склереїди

яблука; д) ксилема бульби картоплі; є) флоема бульби картоплі:

1 - ситоподібні трубки; 2 - супроводжувальні клітини;

З - клітини паренхіми.

Покривні тканини складаються з епідермісу і перидерми. Ці тканини захищають фрукти і овочі від зовнішньої дії, фітопатогенних мікроорганізмів, шкідників.

Епідерміс - це одношарова покривна тканина, як правило, наземних овочів та фруктів, проте є й винятки. Так, деякі сорти яблук вкриті перидермою, а цибуля - епідермісом. Епідерміс є первинною тканиною, яка з розвитком органу замінюється вторинною тканиною і - перидермою.

Крім захисної, епідерміс виконує фізіологічні функції (синтез ферментів і кутикулярних речовин) завдяки тому, що його клітини мають кілька дрібних вакуолей, певну кількість пластид і мітохондрій.

У деяких плодів клітини епідермісу розростаються з утворенням бородавок, шипиків, виростів. У персиків, абрикосів, аґрусу утворюються волоски (опушення).

В епідермісі є продихи (рис. 4), через які відбуваються транс­пірація і газообмін. В епідермісі деяких плодів (яблука, сливи, дині) продихи замінюються сочевичками - пухко з'єднаними клітинами, які утворюють характерні накопичення на поверхні плодів - бородавкоподібні цяточки.

Рис. 4. Будова плодів:

1 — хлоропласти; 2 - епідерміальна клітина; 3 - замикаюча клітина;

4 - задній "двір"; 5 - повітряна порожнина; 6 - передній "двір";

7 - продихова щілина; 8 — кутикула.

Газообмін, вологовиділення фруктів, овочів відбуваються не тільки через продихи, сочевички, а й через епідерміс і кутикулу (через отвори між клітинами, які утворюються при їхньому поділі).

Кутикула - безструктурна плівка, яка покриває зверху епідерміс і утворюється жироподібною речовиною - кутином, урсо­ловою кислотою і воском. У різних видів, сортів фруктів та овочів вона відрізняється структурою, товщиною, складом. Наприклад, у яблук сорту Антонівка поверхня кутикули слабкобородавчаста, сорту Слов'янка - лускоподібна і прошаркувата, сорту Пепін шафранний - гладенька. У лежких сортів кутикула товстіша, а глибина кутинізації епідерміальних клітин більша, ніж у нележкоздатних.

При зберіганні фруктів нарощуються нові прошарки кутикули, яка може розвиватись суцільним шаром або перервними ділянками залежно від виду і сорту фруктів.

Кутикула запобігає проникненню у фрукти та овочі мікробів, змочуванню водою, втратам вологи, в'яненню. Через неї надходять газоподібні і леткі речовини (кисень, вуглекислий газ, етилен тощо).

Видаляти з плодів або пошкоджувати кутикулу небажано - це зменшує їхню стійкість при зберіганні і призводить до псування.

Перидерма — це вторинна покривна тканина, яка утво­рюється на бульбах, коренеплодах, поверхні деяких фруктів, овочів, а також у місцях механічних пошкоджень. Вона запобігає втратам води і ураженню мікроорганізмами фруктів і овочів. Перидерма форму­ється в місцях відмирання клітин епідермісу із щільно зімкнених перидерміальних клітин, просочених суберином, який не пропускає гази і воду. Поступово протопласт таких клітин відмирає. Перидерма добре захищає бульби, коренеплоди, які знаходяться в ґрунті, від механічного тиску частинками землі, камінцями, від дії мікрофлори і

шкідників, що є в ґрунті.

Перидерма складається з ф є л є м и (пробкової тканини), під якою знаходиться фелоген і пробковий камбій) - утворююча тканина. В процесі утворення перидерми клітини фелогену діляться і відкладаються, утворюючи фелему і внутрішні прошарки, які називаються фелодермою.

Фелоген і фелодерма складаються з живих паренхімних клітин, які мають хлоропласти, а клітини фелеми просочуються суберином і відмирають. Процес коркоутворення починається із зовнішніх клітин фелеми, тому у деяких овочів (картопля) поверх перидерми є шма­точки відмерлого епідермісу, від чого їхня поверхня стає шорсткою. У фелодермі локалізуються різні речовини (поліфеноли, барвні речо­вини, вітаміни, мінеральні солі), які поряд з механічним бар'єром

створюють і хімічний.

Механічні тканини надають механічної стійкості різним анатомічним частинам фруктів, овочів. До них належать коленхіма і склеренхіма (рис. 5).

Коленхіма надає міцності черешкам і жилкам листя. Це жива тканина, яка складається з подовжених клітин з простими порами. Коленхіма містить пектинові речовини, хлорофіл, крохмаль, поліфеноли. Вона буває пластинчастою, кутовою, нещільною.

Рис. 5. Механічні тканини:

а) коленхіма: 1 - пластинчаста; 2 — кутова; З — нещільна; б) склеренхіма: 4 - кам 'янисті клітини; 5 - склереїди.

Склеренхіма складається з частково або повністю відмерлих клітин, здебільшого з гострими кінцями. Вони мають зневоднені здерев'янілі стінки, в яких є прості щілиноподібні пори. Клітини склеренхіми згруповані у волокна. Такі тканини є у серцевині моркви, світлих кільцях буряків, перестиглій редисці; вони знижують їхню харчову цінність. Інші клітини групуються у склереїди, кам'я­нисті клітини.

Склереїди і кам'янисті клітини мають товсті, щільні, здерев'янілі мертві клітини, пронизані поровими каналами. Вони інколи просочуються вапном, кременем, кутином. Трапляються в грушах, айві, горобині, хроні.

Провідні тканини представлені ксилемою і флоемою. Ці тка­нини мають провідні елементи: трахеї, трахеїди і ситоподібні трубки.

Трахеї - судини, які сформовані з багатьох живих клітин меристеми (утворююча тканина), що знаходяться одна над одною. Поперечні стінки клітин, які з'єднуються між собою, в певних місцях розчиняються, утворюючи отвори, через які проходить вода з однієї судини в іншу.

Т р а х є ї д и - це довгасті клітини із здерев'янілими стінками, в яких є пори. Через них відбувається рух розчинів мінеральних речовин.

Ситоподібні трубки - живі довгасті клітини з целю­лозними стінками. Поздовжні стінки перфоровані і через них руха­ються розчини органічних речовин.

Трахеї і трахеїди оточені паренхімними клітинами. До про­відних елементів прилягають механічні тканини, які виконують захисну роль. Елементи ксилеми і флоеми утворюють провідні пучки (найчас­тіше судинно-волокнисті). У фруктах ці пучки складаються переваж­но з ксилеми, флоеми і механічної тканини, в овочах є також закриті пучки, які бувають концентричні (морква, буряк, петрушка тощо) і радіальні (редька, ріпа тощо).

Провідні тканини впливають на харчову цінність овочів та фруктів. Чим більше до їхнього складу входить провідних тканин з високою кількістю механічних, тим нижча їхня харчова цінність, а консистенція - груба, хрящувата або дерев'яниста.

Меристематичні (утворюючі) тканини знаходяться у зародках насіння, на вершині пагонів, у бруньках та кінчиках коренів, тобто в точках росту або в конусах наростання (рис. 6). Ці тканини називають постійними первинними, тому що з них утворюються інші тканини, наприклад, камбій і фелоген. При поділі клітин камбію утворюються флоема і ксилема. Ці тканини називаються вторинними або бічними меристемами. Внаслідок поділу клітин камбію корінь і стебло ростуть вшир, а завдяки фелогену формується опробковіла покривна тканина (у коренеплодах, стеблових овочах).

Рис. 6. Меристематичні тканини:

а) точки росту: 1 - брунька головки і моркви; 2 - брунька (вічка) картоплі; З - пазухова брунька цибулі; 4 - насіння яблука; 5 - верхівкової пазухова

бруньки капусти; б) конус на. наростання у картоплі: 1 - туніка;

2 - субапікальна меристема; 3 - центральна стрижнева меристема;

4 - периферична меристема; 5 - зародки листків; в) будова природної

перидерми; г) будова раневої перидерми: 1 - відмерлий прошарок клітин

і опробковіла тканина; 2-ранева перидерма; 3 - паренхіма.

Конусом нарощування називають меристему, розміщену до перших листкових зародків, а верхівкою пагона - сукупність конуса, зародків листків і пазухових бруньок.

Ранева меристема (перидерма) утворюється в місцях пошкодження природної перидерми. Природна перидерма утворюєть­ся внаслідок розриву тканин епідермісу при розростанні бульб, а ранева - штучного механічного пошкодження. Ранева багатошарова перидерма утворюється рубцюванням.

Розділ 2.Властивості харчових речовин фруктів і овочів

2.1. Вода і сухі речовини

1. Вміст води, характеристика видів зв’язку води з сухими речовинами у фруктах і овочах.

2. Фактори , що впливають на інтенсивність випаровування води та втрати маси фруктів і овочів.

3. Характеристика моносахаридів і полісахаридів фруктів і овочів, їх значення для формування та зберігання споживчих властивостей продукції.

4. Характеристика основних органічних кислот фруктів і овочів.

5. Вміст у фруктах і овочах водорозчинних вітамінів, їхні властивості та фізіологічна роль для організму людини.

6. Вміст каротину у фруктах і овочах, його значення для формування споживчих властивостей плодоовочевої продукції.

7. Вміст жиророзчинних вітамінів у фруктах і овочах, їхня фізіологічна роль для організму людини.

8. Характеристика вітаміноподібних речовин фруктів і овочів.

9. характеристика мінеральних речовин (макро – та мікроелементів) фруктів та овочів.

10. Класифікація фенольних сполук.

11. Значення фенольних сполук для формування та збереження основних властивостей фруктів та овочів.

12. Стисла характеристика природних барвних речовин фруктів і овочів: каротиноїдів, хлорофілу, флавонових пігментів.

13. Хімічна природа ароматичних речовин і фітонцидів, їхній вміст у збереження споживчих властивостей продукції.

14. Вміст азотистих речовин у фруктах та овочах.

15. Амінокислотний склад білків фруктів і овочів, його вплив на споживчі властивості продукції.

16. Характеристика ліпідів фруктів і овочів.

17. Склад воску фруктів, його значення для споживчих властивостей продукції.

18. Характеристика глікозидів, їх вплив на споживчі властивості фруктів та овочів.

Вода впливає на біохімічні процеси, що відбуваються у фруктах та овочах, їхню якість, здатність до зберігання. Достатній вміст води в тканинах фруктів і овочів сприяє нормальному, інтенсивному перебігу біохімічних та фізичних процесів. Нестача води призводить до порушення цих процесів, внаслідок чого плоди в’януть і втрачають товарний вигляд. Воду харчових продуктів поділяють на вільну та зв’язану. Вільна вода має такі ж властивості, що й чиста. Вважають, що вільна вода у фруктах і овочах становить 80 – 90 %, і разом з розчиненими у ній харчовими речовинами називається клітинним соком. За теорією академіка П.А. Ребіндера майже вся вода харчових продуктів знаходиться у зв’язаному стані, але утримується тканинами з різною силою, яка називається енергією, необхідною для витрат на порушення цього зв’язку при видаленні з них вологи. За цією теорією, залежно від форми зв’язку з тканинами і речовинами, воду поділяють на три групи: хімічну (зв’язану у вигляді гідроксильних іонів або у кристалах); фізико-хімічну (адсорбційно зв’язану із силовим полем на зовнішній і внутрішній поверхні міцел колоїдного тіла і осмотично поглинену, яка зв’язана колоїдами з високо полімерною будовою і міцно ними утримується); фізико-механічну (утримується в невизначених співвідношеннях і вільно виділяється з продуктів висушуванням або навіть пресуванням). Фізико-механічно зв’язану воду поділяють на макро - і мікро капілярну. Капілярну воду вважають вільною. Механізм видалення води з різними зв’язками при сушінні продуктів неоднаковий.

Адсорбційно зв’язана вода спочатку перетворюється в пару, осмотично зв’язана – здебільшого переміщується в тканинах у вигляді рідини, капілярна – у вигляді пари і рідини.

Активність води (здатність до фізичних, хімічних, біохімічних реакцій) з різними зв’язками неоднакова.

Зв’язана вода при певних умовах може мати активність. Міцно зв’язана вода не розчиняє інші сполуки, не вступає в реакції і не є каталізатором. Чим більше води перебуває у зв’язаному стані, тим менша її активність.

Більша частина (до 95%) води свіжих фруктів і овочів належить до фізико-механічно - і фізико-хімічно зв’язаної води. Вона знаходиться у вигляді істинних або колоїдних розчинів і, залежно від їхнього виду, має активність від 0, 95 до 2. Активність води сушених фруктів і овочів невисока – до 0, 9 і визначається відношенням тиску парів води над продуктом до тиску парів води над чистою водою при тій самій температурі.

Порівняно легко видалити воду з фруктів і овочів при сушінні до 10-12 %-ї вологи. Наприклад, висушити картоплю до вмісту вологи 12% можна при температурі 50-80⁰С за 4 роки.

При заморожуванні фруктів і овочів більша частина її переходить у лід при температурі -5⁰С, а для заморожування всієї води температуру необхідно знизити до -35⁰С і навіть до -50⁰С.

Велика рухомість (активність) води фруктів та овочів захищає їх від перегрівання в період росту (при сонячному освітленні) і при зберіганні. Проте під час зберігання втрати води фруктами і овочами призводить до зів’янення їх і зниження стійкості проти дії мікроорганізмів. Важливими засобами запобігання зів’яненню фруктів і овочів є підтримання у сховищах високої відносної вологості повітря (85-95%), упаковування їх в спеціально оброблені види паперу, покриття поверхні плодів препаратами, зберігання в упаковках з поліетиленової плівки. Це дає змогу також зменшити випаровування води і розвиток мікроорганізмів.

Інтенсивність випаровування води залежить від вмісту її у фруктах і овочах. За цією властивістю фрукти і овочі можна розділити на три групи. До першої групи відносять об’єкти з великим вмістом води 90-96%. Це зеленні, бобові, томатні овочі, кабачки, патисони, суниці, смородина, малина та ін. Вони мають великі природні втрати при зберіганні – 1,0-1,8% за місяць. До другої групи належать фрукти і овочі, в яких міститься 80-89% води – капустяні, коренеплідні овочі, цибуля ріпчаста, дині, кавуни, насіннячкові, кісточкові, цитрусові плоди, виноград. За один місяць втрачають 0,6-1,2% маси. Третя група включає фрукти і овочі, які містять 63-79% води. До неї відносять картоплю, часник, горіхи, втрати зумовлені також витратами речовин на дихання.

Втрати води в окремі періоди зберігання неоднакові. У другій половині і в кінці зберігання водоутримуюча здібність колоїдів і тканин зменшується, тому втрати води збільшуються. У сховищах із штучним охолодженням встановлені такі норми втрат (%): для картоплі в грудні-березні - 0,5, у квітні – травні - 0,8; для буряків відповідно – 0,6 і 0, 8-0,9; для капусти 1,0 і 1,3-1,8.