книги из ГПНТБ / Фрумкин, М. Л. Технологические основы радиационной обработки пищевых продуктов

По некоторым данным, размягчение тканей «непосредственно под лучом» выражено тем сильнее, чем менее зрелые плоды подвергаются обработке. Так, снижение плотности томатов, облученных зелеными, бланжевыми, розовыми и красными до­ зой 400 крад, составило соответственно 74, 59, 55 и 44% к конт­ ролю. По данным П. Впдаля [80], наоборот, зеленые томаты вы­ держивали без повреждений значительно большие дозы радиа­ ции, чем красные. В наших опытах существенной разницы в изменении плотности тканей зеленых и красных плодов сразу после облучения не было обнаружено.

Размягчение гораздо сильнее выражено при облучении в воз­ духе, чем в присутствии азота. Это свидетельствует об опреде­ ленной ролп свободных радикалов в изменении плотности пло­ дов непосредственно при облучении.

Интересны данные, полученные в Нидерландах о влиянии ви­ да излучения на плотпость тканей плодов. Сравнивалось дейст­ вие рентгеновских лучей и ускоренных электронов (1,7 МэВ) на томаты трех сортов. Оказалось, что через сутки все облучен­ ные плоды были мягче контрольных, по спустя 6 дней томаты, обработанные ускоренными электронами, оставались более пли менее плотными, тогда как облученные рентгеновскими лучами

электроны пе влпялп даже в дозе 350 крад, облучение же рент­ геновскими лучамп и при низких дозах вызывало немедленную потерю этого свойства. Результаты опытов свидетельствуют о том, что распространенное мнеппе об идентичности действия различных видов ионизирующих излучений па хранящиеся рас­ тительные объекты недостаточно обоснованно.

Изменение плотности тканей в процессе хранения имеет сложный характер п зависит от дозы радиации, видовых и сор­ товых особенностей плодов, степени их зрелости в момент облу­ чения, режима хранения после обработки и т. д.

X. Хансен п Т. Грюнвальд [64] показали на грушах трех сор­ тов, что облученные дозами 20—50 крад зеленые плоды размяг­ чались при 15° С быстрее контрольных, тогда как дозы выше 100 крад замедляли этот процесс.

По нашим данным, облученные дозой 50 крад зеленые груши сорта Бессемянка приобретали консистенцию, свойственную зрелым плодам этого сорта, приблизительно с такой же скоро­ стью, как и контрольные, а получившие дозу 200 крад — мед­ леннее необлучеиных.

Как правило, с увеличением дозы ионизирующей радиации сильнее подавляется пормальпое размягчение тканей при до­ зревании. Так, нектарины к моменту полной зрелости имели

20 крад. Облученные дозами 50—100 крад плоды авокадо сов­ сем не дозревали, оставались твердыми и бурели [81]. Груши Бартлет, облученные дозами 100 и 200 крад, хранившиеся 60 дней при 0° С и перенесенные в условия, оптимальные для до­ зревания (20°С, относительная влажность 95%), размягчались почти так же быстро, как и контрольные; облученные же доза­ ми 300 и 400 крад плоды оставались длительное время тверды­ ми [82].

Л. П. Сомоги п Р. Дж. Ромаии [83] провели исследования с грушами и персиками, собранными в технической стадии зре­ лости, облученными и хранившимися затем при 20° С. Плот­ ность тканей измеряли сразу после облучения и спустя 4 дня.

при облучении красно-розовых персиков и нектаринов в техни­ ческой стадии зрелости. Они обнаружили, что облученные пло­

Следовательно, процесс нормального изменения консистенции, характерный для созреванпя, был подавлен.

Конкретные величины доз, вызывающих изменение скорости размягчения плодов, сильно варьируют в зависимости от видо­ вых и сортовых особенностей объектов. Так, для замедления дозревания яблок и груш необходимы дозы выше 100 крад, то­ матов — 20—50 крад, авокадо — всего 5—10 крад. У одних сор­ тов авокадо ускоренное размягчение произошло после облуче­ ния дозами 10—50 крад, в то время как у других сортов дозы выше 5 крад уже замедляли дозревание.

По данным лаборатории радиобиологии ВНИИКОПа (табл. 26), процессы превращения соединений, определяющих плотность тканей, могут, по-видимому, на отдельных этапах хранения у разных сортов иметь неодинаковый характер. После суток хранения плотность тканей облученных персиков сорта 83

иостн тканей, проявляется тем сильнее, чем менее зрелые пло­ ды подвергаются облучению.

Опыты, проведенные во ВНИИКОПе с томатами сорта Луч­ ший из всех, показали, что облучение зеленых плодов дозой 300 крад так сильно влияет на скорость изменения их конси­ стенции при дозревании, что к концу хранения облученные плоды становятся намного плотнее контрольных (рис. 22). Раз­ мягчение красных томатов тоже несколько задерживалось пос­ ле облучения, но ие настолько, чтобы компенсировать снижение плотности в момент облучения.

Во время хранения облученных персиков и абрикосов интен­ сивность процессов, приводящих к размягчению тканей, также •снижается и тем больше, чем менее зрелыми были плоды до об­ лучения.

Зависимость скорости размягчения яблок и груш при облуче­ нии от степени их зрелости в момент обработки показана в ра­ боте И. Д. Кларка [67]. У яблок и груш, собранных 20 сентября, замедленное дозревание (по консистенции) выражено более четко, чем у собранных 9 ноября.

Р. С. Каган [71] показал, что дозревание плодов авокадо, со­ бранных и облученных в начале октября, задерживалось на 24 дня, а собранных в конце декабря — только на 14 дней.

Следует подчеркнуть, что во всех случаях речь идет о степе­ ни размягчения по отношению к плотности тканей сразу после облучения.

Влияние режима пострадиационного хранения на скорость размягчения при дозревании изучено на примере груш [82]. Ес­ ли груши выдерживали при 0° С, то длительное время сохраня­ лась приблизительно первоначальная разница в плотности между опытными и контрольными плодами. При хранении в комнатных условиях различия в скорости размягчения при дозревании проявлялись очень быстро. При очень длительном хранении груш в условиях низких температур можно наблю­ дать тот же эффект, но не так ярко выраженный.

Во время хранения облученных плодов при низких темпера­ турах иногда наблюдается любопытное явление: плотность тка­ ни облученных плодов несколько возрастает, особенно в пер­ вые 10—20 дней после облучения. Этот факт, обнаруженный на

Таким образом, непосредственно при облучении плотность ткапей плодов всегда снижается; в дальнейшем при хранении размягчение плодов обычно задерживается. Исключение состав­ ляют некоторые сорта груш и авокадо, у которых отмечена ус­ коренная потеря плотности при хранении после облучения низ­ кими дозами.

Изменение плотности растительных объектов при различных воздействиях связывают обычно с превращением пектиновых веществ в их тканях. Естественно поэтому, что именно их осо­ бенно тщательно изучали в облученных плодах и овощах.

Впроцессе облучения наблюдаются значительные изменения

вотносительном содержании различных фракций пектиновых веществ в растительных тканях. Наиболее общее и постоянное

яблоках, грушах, абрикосах, манго, вишне, черной смородине, мандаринах, апельсинах, томатах, моркови отмечалось заметное увеличение содержания растворимого пектина после облучения, происходящее в основном за счет распада связанных форм пек­ тинов: пектина срединных пластин и протопектина.

О том, что степень зрелости плодов в момент облучения име­ ет существенное значение, свидетельствуют данные, получен­ ные в лаборатории радиобиологии ВНИИКОПа при облучении томатов (рис. 23). В облучеиных зеленых плодах содержание протопектина (фракции, растворимой в НС1) снижалось значи­ тельно. Однако чем более спелые томаты исследовались, тем меньшими были различия в содержании протопектина в облу­ ченных и контрольных плодах.

Вообще действие ионизирующей радиации на пектиновые ве­ щества растительных тканей выражено тем более четко, чем менее зрелые плоды подвергаются облучению. С увеличением дозы облучения влияние радиации на пектины возрастает. По­ роговые дозы, при которых удается установить разрушение не­ растворимых в воде фракций пектинов, совпадают с дозами, при которых становится явным размягчение тканей при облу­ чении. Снижение вязкости пектинов при облучении показывает,

86 что под влиянием ионизирующей радиации происходит деполи-

цессаы. К такому выводу пришли Л. П. Сомоги и Р. Дж. Ромаии [83], которые в опытах с грушами, нектаринами и персиками

пектина мало влияло на пзмененпе вязкости пектиновых раство­

полнгалактуроповой кислоты) происходит пе только их расщеп­

взгляд на пектины, как на структурно доминирующий материал клеточной стенки, можно считать спорным. Большую роль в строении и функциональных свойствах пектинов должны иг­ рать вторичные связи и мостпкоподобиые структуры, особенно связи между полисахаридами и белками. Не исключается и роль разрушающихся целлюлозы и крахмала в общем размяг­ чении тканей облучеппых плодов.

Л. М. Мэссп [85] показал, что не только прямое разрушение полисахаридов, по и вызываемые радиацией физиологические повреждения могут влиять на размягчение тканей при облуче­ нии. Сравнительные опыты по замораживанию и облучению моркови показали, что изменения в тканях на 7з связаны с чувствительными к замораживанию физиологическими пока­ зателями, по-видимому, с тургором. Автор пришел к выводу, что первоначальное действие радиации па плотность тканей свежей моркови состоит в нарушении полупроницаемое™ кле­ точных мембран для воды. Это удавалось обнаружить при до­ зах порядка 40 крад и более. Размягчение тканей при этом про­ грессировало до дозы 200 крад. Далее свойства полупропнцаемостп, по-существу, полностью нарушались и консистенция изменялась в результате разрушения пектинов и целлюлозы.

Наконец, установлено, что размягчение тканей плодов и ово­ щей при нпзкнх дозах ионизирующей радиации связано с «вы­ биванием» Са из комплексов, которые он образует со многими компонентами клетки, в том числе с пектинами. На примере ягод земляники показано, что облучение гомогената ускорен­ ными электронами (1 МэВ) дозой 200 крад почти в 3 раза уве­ личивало выход меченого Са4 5 в фильтрат. При облучении ли­ стьев томатов, содержащих Са4 5 , дозой 595 крад количество ра­ диоактивной метки в экстрактах из них увеличивалось в 6,5 раза.

Погружением облученной вишни в раствор СаСЬ на 1 ч удава­ лось почти полностью восстановить нормальную плотность ягод.

Значительно раньше Дж. П. Ску [47] обработкой облученной моркови раствором СаС1г удалось ликвидировать нарушение про­ ницаемости ткани для воды и органических веществ. Это лиш­ ний раз свидетельствует о наличии определенной связи между тремя показателями: прочностью связи Са с различными ком­ понентами клетки, нормальным проявлением свойств ее полупроницаемости и консистенцией тканей.

Все изложенное о причинах размягчения плодов и овощей не­ посредственно при облучении основано преимущественно на представлении о физическом и радиохимическом действиях ра­ диации на компоненты ткани. Л. П. Сомогп и Р. Дж. Романп [83] высказали предположение, что первоиачальное разрушение пектинов частично может иметь ферментативную природу. Они показали, что активность пектинметилэстеразы впшнп заметно возрастает при дозах 200 и 500 крад (табл. 27).

разы является результатом более легкого ее извлечения из облу­ ченных тканей.

Изменения пектиновых веществ в процессе хранения харак­ теризуются обычно увеличением водорастворимой фракции и одновременно уменьшением кислоторастворимой фракции. У всех исследованных плодов под влиянием ионизирующей ра­ диации процесс перехода протопектина в растворимый пектин замедляется.

Отмеченные изменения хорошо коррелируют с замедленным размягчением большинства плодов в процессе дозревания пос­ ле облучения. Однако в некоторых случаях пе удается связать увеличение плотности облученных плодов к концу хранения с изменениями в какой-либо определенной фракции пектинов. У персиков, например, процесс распада протопектина происхо­

Причины нарушения пормалыюго процесса превращения пектинов при дозревании облученных плодов совершенно не­ ясны. Чаще всего это связывают с«замедленным созреванием», но такая слишком общая формулировка ничего не объясняет. Были сделаны некоторые попытки связать отмеченные измене­ ния в пектиновых фракциях с активностью неполитических ферментов в облученных тканях. Как указывалось, в некоторых плодах (вишне, апельсинах, персиках, манго) удалось обнару­ жить увеличение активности пектннметплэстеразы сразу после облучения. В дальнейшем, при хранении она была одинаковой в контрольной и облученной вишне (см. табл. 27), по несколько понижена в облученных апельсинах при дозах выше 100 крад. Можно было бы предположить в последпем случае, что замед­ ленное размягчение плодов при хранении связано с подавлени­ ем активности пектннметплэстеразы, однако апельсины явля­ ются в этом отношении нетипичным объектом, так как не до­ зревают после сбора.

Другая гипотеза была высказана Р. Дж. Ромаип и соавтора­ ми [84]. Они показали, что пектины после облучения становятся менее благоприятным субстратом для неполитических фермен­ тов. Очевидно, это обусловлено образованием связей между от­ дельными цепочками полигалактуроновой кислоты. Именно с этим процессом связано замедленпое размягчение облученных плодов при храпении, а оно в свою очередь создает впечатление

90 «замедленного созревания».

Следует еще отметить полученную нами явную корреляцию между изменением проницаемости клеток и размягчением тка­ ней при дозревании облученных томатов и груш (табл. 28).

Как видно из данных табл. 28, вымываемость органических веществ из клеток быстро растет по мере нормального дозрева­ ния плодов, по при дозревании облученных томатов и груш она растет значительно медленнее. В результате к концу хранения проницаемость облученных клеток оказалась ниже, чем конт­ рольных. С этим может быть косвенно связана более плотная консистенция облучепных томатов и груш к концу хранения.

И З М Е Н Е Н И Е Б И О Х И М И Ч Е С К И Х П Р О Ц Е С С О В , О Б У С Л О В Л И В А Ю Щ И Х П О С Л Е У Б О Р О Ч Н О Е Д О З Р Е В А Н И Е П Л О Д О В , Я Г О Д И О В О Щ Е Й

Интенсивность дыхания. Интенсивность дыхания и состояние ферментных дыхательных систем обычно считают одним из наиболее общих и чувствительных показателей метаболической активности тканей и клеток. По мере созревания плодов 'про­ исходят существенные изменения в интенсивности их дыхания. Формирующиеся и растущие плоды характеризуются высокой дыхательной активностью. Затем на первых стадиях созрева- 91