8.14. Перетворення речовин при дозріванні плодів

Дозрівання плодів і насіння включає накопичення у них запасів поживних речовин, досягнення певних розмірів. Воно супроводжується значними метаболічними і фізіологічними змінами.

Процес дозрівання зернівок злакових культур – це послідовність етапів молочної, воскової і повної зрілості. При дозріванні насіння втрачає воду, у ньому накопичуються вуглеводи і білки, збільшується загальна маса сухої речовини.

У рослин пшениці відтік органічного азоту з вегетативних органів до колоса починається з моменту виходу їх у трубку. У міру формування колоса і дозрівання зерна у листках і соломі знижується абсолютний вміст клітковини, геміцелюлози і лігніну, незважаючи на те, що у рослині продовжується інтенсивний фотосинтез.

Спочатку в зернівках синтезуються головним чином білки. Тому недозріле зерно має відносно високий вміст білків. Починаючи з кінця молочної фази, змінюється якісна спрямованість синтезу органічних речовин у зерні: різко збільшується синтез крохмалю, серед білків зростає доля спирторозчинних та лугорозчинних фракцій. Змінюється вміст і співвідношення мінеральних елементів: підвищується кількість фосфату, а кальцію і магнію – зменшується. Одночасно відбуваються морфологічні зміни – колір зерна від зеленувато-сірого стає золотисто-жовтим.

У дозріваючому насінні бобових культур, крім сої, основними процесами є синтез білків, крохмалю і клітковини. У насінні сої синетз жирів перевищує синтез крохмалю. Бобові, як правило, накопичують менше вуглеводів. Під час дозрівання насіння олійних культур переважають реакції синтезу жирів і білків. Біосинтез жиру починається відразу ж після запліднення і триває до повного дозрівання, який відрізняється лише інтенсивністю самого процесу і якісним складом жирних кислот. У початковому періоді переважають насичені жирні кислоти, а потім - ненасичені. Так, у олії насіння соняшнику кількість насичених жирних кислот знижується від 84,6 до 6,7% від загального вмісту жирних кислот. Значно збільшується вміст ненасичених жирних кислот і при дозріванні насіння льону. Таким чином, зріле насіння має олію більш високої якості.

Дозрівання соковитих плодів також супроводжується зміною фізичних і хімічних властивостей тканин, накопиченням поживних речовин. Ці поживні речовини не використовуються для живлення зародку насіння, а лише приваблюють птахів і тварин, які сприяють розповсюдженню насіння цих рослин. М’ясиста тканина соковитих плодів (оплодень, або перикарпій) зрілого плоду містить значну кількість цукрів, характеризується пом’якшенням, ароматом.

Процеси дозрівання соковитих плодів можна прискорити штучно, використовуючи газоподібний етилен. Для цього зелені плоди помідорів, хурми витримують дві-три доби в атмосфері з етиленом (1 об’єм газу на 1000 об’ємів повітря) при температурі 18–20 ^оС і вологості 70–85 %. Дія етилену полягає у збільшенні проникності цитоплазми і тим самим полегшує надходження кисню до клітин, де він підсилює процеси окислення органічних кислот і дубильних речовин та сприяє пом’якшенню тканин плодів. Етилен утворюється при анаеробних процесах у тканинах плодів при дозріванні й виділяється назовні. Тому, якщо розміщувати недозрілі плоди разом з дозрілими, можна також прискорити їх дозрівання.

З метою прискорення дозрівання насіння деяких культур застосовують й інші заходи: роздільне збирання злаків, обробку посівів бавовнику дефоліантами та ін.

Дозрівання таких частин, як бульби і корені, у яких накопичуються запасні поживні речовини, має певні особливості. Утворення бульб у більшості сортів картоплі починається поступово у процесі онтогенезу і виявляється після завершення ювенільного періоду, тобто у фазі бутонізації рослин. Бульби формуються на кінцях підземних пагонів (столонів). Процес ініціації бульб залежить від температури, тривалості дня. Стимулом бульбоутворення є фітогормони, синтезовані в листках. Ауксини затримують утворення бульб, гібереліни підсилюють ріст пагонів, у тому числі столонів, цитокініни сприяють формуванню бульб. Взаємодія цих груп фітогормонів регулює процеси ініціації і росту бульб.

При формуванні бульб відбувається інтенсивне надходження пластичних речовин від наземних органів. Більша частина цукрів у молодих бульбах перебуває у вільному стані, і тому співвідношення крохмаль : цукри є відносно низьким. У міру дозрівання бульб посилюється синтез крохмалю, і наприкінці вегетації рослин це співідношення досягає 50–60 і більше. Бульби однієї рослини за добу можуть накопичити до 6 г крохмалю, а приріст маси їх бульб може становити 30–40 г. У більшості сортів картоплі максимальний вміст крохмалю спостерігається до припинення вегетації рослин. На момент відмирання бадилля крохмалистість бульб знижується, тому збирати урожай доцільно раніше. Причина зниження вмісту крохмалю пояснюється витратою його на дихання, коли від наземних органів не надходять продукти фотосинтезу. Тривале знаходження дозрілих бульб на рослинах призводить до втрати не лише крохмалю, але й сухих речовин, вітаміну С.

Найбільш високий вміст крохмалю (16–20% і більше) мають бульби пізніх сортів картоплі, у яких більш тривалий період бульбоутворення. Бульби сортів різних груп стиглості мають різний біохімічний склад. Так, у бульбах ранніх, середньоранніх і середньостиглих сортів картоплі серед цукрів переважає сахароза. У пізніх сортів значною частиною цукрів є редукуючі цукри.

Одночасно з накопиченням крохмалю у бульбах відбувається біосинтез білків. Дозрілі бульби містять близько 2% білка, який має високу поживну цінність. Свіжозібрані бульби мають у своєму складі 1% лимонної кислоти, високий уміст ряду вітамінів, особливо вітаміну С (до 25 мг%).