2. Химический состав овощей

Основная масса овощей состоит из мякоти (64-98 %). Мякоть овощей (ткань) состоит из тонкостенных клеток, разрастающихся примерно одинаково во все стороны и называется паренхимой тканью.

Клетка растительной ткани состоит из полужидкой массы цитоплазмы (про­топлазмы), в которую погружены различные клеточные частицы, называются органеллами. Каждая клетка защищена оболочкой, придающей ей прочность и опору, а отдельные клетки скрепляются между собой межклеточным веществом - срединными пластинками.

В образовании срединных пластинок принимает участие аппарат Гольджи, который состоит из концентрических изогнутых мембран. Внутри клетки в ци­топлазме располагаются вакуоль, заполненная клеточным соком; пластиды, при­дающие окраску овощам; ядра, митохондрии, структуры аппарата Гольджи.

Все органеллы клетки отделены от цитоплазмы мембранами, которые регу­лируют клеточную проницаемость, избирательно задерживая или пропуская мо­лекулы и ионы тех или иных веществ в клетку и за ее пределы.

Химический состав овощей определяется содержанием воды 75-95 %, а в составе сухого остатка овощей и плодов содержатся в основном углеводы, а так­же азотистые и минеральные вещества, органические кислоты, витамины, пиг­менты, полифенольные соединения, ферменты и др.

Содержание Сахаров в овощах колеблется от 1,5 % (в картофеле) до 9 % (в арбузах, дынях, луке репчатом). Крахмал содержится в основном в картофеле (в среднем 16 %), в зеленом горошке (6,8 %). У большинства плодов и ягод крахмал отсутствует, лишь немного его в яблоках, бананах, грушах и айве

Содержание клетчатки в овощах и плодах колеблется от 0,3 до 1,4 %, повы­шенное содержание ее в пастернаке (2,4%), укропе (3,5 %), малине (5,1 %), обле­пихе (4,7 %).

Гемицеллюлоз в овощах и плодах меньше - 0,1-0,7 %, вместе с клетчаткой они концентрируются в покровных тканях овощей и плодов.

Пектиновые вещества в растительных продуктах содержатся в виде пектина и протопектина до 1,1 %. Протопектин состоит из остатков молекул галактуроновой и полигалактуроновой кислот, частично этерифицированных метиловым спиртом, и рамнозы. Боковые цепи гемицеллюлоз соединены с галактаном и арабинаном.

Азотистых веществ в овощах не более 3 %, и только в бобовых их 4-6 %, в основном это белки и свободные аминокислоты.

Минеральные вещества составляют 0,5-1,5 % и входят в овощи в виде солей органических и неорганических кислот. В основном это К, Nа, Са, Мg, Р и др.

Органические кислоты - яблочная, лимонная, щавелевая, винная, янтарная и др. содержатся в свободном или в связанном состоянии с различными катиона­ми.

Овощи содержат почти все витамины (С, Р, U, Е, К и др.), кроме В₁₂ и D (кальциферола). Особое значение они имеют как основной источник витамина С, но он теряется как во время хранения овощей, так и при переработке. В различ­ных овощах содержание его колеблется от 5 до 250 мл на 100 г.

Изменение температуры корнеобитаемой среды приводит к резким изменениям в поступлении питательных элементов в растение, а это в свою очередь влечет за собой изменение в содержании питательных элементов в надземных органах растений. Причем понижение температуры, как правило, подавляет поступление питательных элементов, а повышение температуры корнеобитаемой среды до определенной точки приводит к ускорению этого процесса.

Следующим фактором, оказывающим заметное влияние на поступление и содержание питательных элементов в растениях, является освещение. У всех изученных растений затенение приводит к уменьшению поступления и содержания фосфора и азота, кальция и магния. В отличие от них калий менее реагирует на затенение, а сера поступает в условиях затенения лучше, чем в нормальных условиях. Разные растения по-разному реагируют на затенение. При сильном затенении у конского боба прекратилось поступление фосфора, а азота снизилось до минимума.

Структура элементов клетки овощей.

Вакуоли содержат все водо-растворимые вещества: -сахара, растворимый пектин, органические кислоты, водо-растворимые витамины и полифенольные соединения, минеральные вещества, свободные аминокислоты и глобулярные белки.

В цитоплазме - белки, ферменты, липиды. Белки содержатся в виде концен­трированных растворов.

Мембрана органелл состоит из белков и липидов. Белки содержатся в виде студней и гелей. Пластиды - бесцветные и окрашенные. Хлоропласта окраши­вают овощи в зеленый цвет, хромопласты - в желтый и красный, лейкопласты -бесцветные.

Клеточные стенки составляют 0,7-5 % сырой массы овощей и плодов. В их состав входят клетчатка, гемицеллюлозы, протопектин, которые называют угле­водами клеточных стенок. Считают, что срединные пластинки состоят в основ­ном из протопектина и азотистых веществ, лигнина, липидов, воска, минераль­ных веществ. В клеточных стенках растительной ткани содержится структурный белок, напоминающий коллаген, с высоким содержанием оксипролина - экстенсина. Содержание его в клеточных стенках различных овощей неодинаково, оно изменяется в процессе хранения, возрастает при повреждении овощей и после­дующем хранении в 3-4 раза.

В среднем клеточных стенках растительных продуктов примерно 1/3 цел­люлозы, 1/3 гемицеллюлоз и 1/3 пектиновых веществ и белка.

Изменения овощей, протекающие при их тепловой обработке, обусловлены измнениями составляющих клеточных стенок, поэтому необходимо знать их строение.

Первичная клеточная стенка состоит из волокон (микрофибрилл) целлюло­зы, которые занимают до 20 % объема гидратированной стенки. Целлюлозные волокна располагаются параллельно и образуют мицеллы, пространство между которыми заполнено матриксом, состоящим из пектиновых веществ, гемицеллюлоз (ксилоглюкан и аробиногалактан) и структурного белка, связанного с угле­водами.

В клеточных стенках содержатся Са и Мg, которые обуславливают связи между двумя молекулами пектиновых веществ в виде солевых мостиков.

Предполагается, что образование солевых мостиков находится в обратной зависимости от степени этерификации полигалактуроновых кислот.

Отличительной особенностью гемицеллюлозы является преобладание между структурными единицами β-1,4 связи, которая и разрушается пищеварительными ферментами организма человека. В срединной пластинке находятся пектиновые вещества, содержащие остатки D-галактуроновой кислоты, соединенные между собою α-1,4 связями, которые также не разрушаются в организме человека. В зависимости от степени зрелости полимеризация в такой клетке колеблется от 20 до 200 и более остатков. С увеличением степени полимеризации уменьшается растворимость пектиновых веществ в воде и увеличивается механическая прочность овощей. Накапливается высокомолекулярный пектин, образующий за счет связывания воды вторичную структуру, которая благодаря особым свойствам связанной воды придает твердость растительной ткани.

Вместе с этим все растения содержат актиновые пектинэстеразы и менее активные полигалактуроназы. В период созревания эти ферменты активизируются и начинают разрушать вторичную структуру пектина с образованием низкомолекулярных пектинов и воды. Часто этот процесс протекает при хранении овощей и плодов. Поскольку первичная стенка легкопроницаема, образовавшийся под действием пектолитических ферментов пектин и вода частично переходят в протоплазму клетки.

Механическая прочность растительных продуктов зависит также от содержания в них воды. Чем меньше в продукте свободной воды, тем больше его ценность при других равных условиях. Выделение воды при разрушении протопектина также способствует размягчению продукта.