8. Значение жира и жироподобных веществ для плодов и овощей.

К липидам, содержащимся в плодах и овощах, относятся жиры, воска, фосфатиды, терпеноиды, некоторые эфирные масла. Все эти вещества различаются химическим составом, растворяются только в органических растворителях и играют важную роль в обмене веществ плодов и овощей, хотя некоторые из них содержатся в весьма малых количествах. Многие липиды входят в состав клеточных мембран, обусловливая их избирательную проницаемость; они обладают высокой энергетической ценностью, а также участвуют в некоторых защитных реакциях плодов и овощей против микроорганизмов.

Запасные жиры – в плодах оливкового дерева около 55-60% сырого веса, во всех остальных плодах и овощах содержание жиров очень низкое

Фосфолипиды – в клеточных мембранах, участвуют в регулировании проницаемости клетки и отдельных органоидов.

Воска, кутин и тритерпены – в кутикуле, покрывающей эпидермис плодов снаружи. Защищают от проникновения воды, прорастания спор фитопатогенных микроорганизмов, находящихся на поверхности плодов.

9. Содержание макро- и микроэлементов в плодах, овощах и ягодах.

Минеральные вещества в плодах и овощах находятся в виде хорошо усвояемых солей различных органических и минеральных кислот (серной, фосфорной, кремниевой и др.), а также содержатся в составе высокомолекулярных органических соединений в виде химических элементов (хлорофилл, белки, ферменты).

Количество минеральных веществ колеблется от 0,55 до 2,8 %. В их составе обнаружено более 60 различных макро- и микроэлементов. К макроэлементам относятся азот, фосфор, калий, натрий, кальций, магний, сера, хлор, железо. Содержание микроэлементов не превышает 1 мг % и к ним относятся йод, медь, цинк, кобальт, марганец, молибден бор и др. К ультрамикроэлементам относятся олово, свинец, ртуть, селен и др. За счет плодов и овощей на 30 % удовлетворяется суточная потребность в кальции и на 20 % – в железе и магнии.

Минеральный состав и количественное содержание элементов в плодах, а особенно в овощах, зависит в значительной мере от содержания минеральных элементов в почве.

Тема № 7 Влияние факторов и условий жизнедеятельности на химический состав овощей, плодов и винограда. План:

1. Факторы, влияющие на биохимический состав ПОВ.

2. Изменение биохимического состава картофеля в зависимости от факторов и условий жизнедеятельности. Значение сорта, агротехники выращивания, использования органических и минеральных удобрений, сроков их внесения в получении клубней с различными значениями биохимических показателей и пригодностью для использования, хранения и переработки полученной продукции.

3. Химический состав корнеплодов моркови разных сортов и его зависимость от грунтово-климатических условий выращивания.

4. Химический состав головок капусты и его зависимость от факторов жизнедеятельности.

5. Химический состав лука в зависимости от условий выращивания.

6. Химический состав томатов, выращенных в разных зонах Украины.

7. Химический состав районированных огурцов. Химический состав кабачков в зависимости от факторов выращивания.

8. Химический состав яблок, выращенных в разных грунтово-климатических условиях по разным технологиям.

9. Химический состав винограда столовых и технических сортов.

10. Химический состав плодов косточковых (слив, абрикосов, персиков и др.), выращенных в разных условиях.

1. Факторы, влияющие на биохимический состав ПОВ.

Факторы, оказывающие влияние на биохимический состав плодов, овощей и винограда – это экологические факторы (факторы окружающей среды). К ним относятся температура воздуха и почвы, влажность воздуха и почвы, свет, газовый состав воздуха, плодородие почвы (состав и количество макро- и микроэлементов в почве, количество гумуса и их доступность), засоление грунтовых вод, радиация и т.д.

Условия существования для растений – свет, вода, тепло, воздух и почва (без этих факторов растение существовать не может).

Все экологические факторы можно разделить на три группы:

1. Абиотические или физикогеографические, связанные с влиянием климата, почвы и рельефа местности.

2. Биотические, связанные с влиянием одних живых организмов на другие (симбиоз, паразитизм, влияние сорных растений).

3. Антропогенные, связанные с деятельностью человека (схема посадки, обрезка, обработка и удобрение почв, орошение, применение пестицидов).

2. Изменение биохимического состава картофеля в зависимости от факторов и условий жизнедеятельности. Значение сорта, агротехники выращивания, использования органических и минеральных удобрений, сроков их внесения в получении клубней с различными значениями биохимических показателей и пригодностью для использования, хранения и переработки полученной продукции.

Картофель содержит около 2% полноценных белков, около 18% крахмала. Молодой картофель — хороший источник витамина C, но весной после длительного хранения его количество уменьшается на 60-80 %.

Химический состав всего клубня и отдельных его частей может сильно изменяться в зависимости от почвенно-климатических условий, сорта, степени созревания, длительности и условий хранения и ряда других факторов.

Химический состав неоднороден даже в клубнях из одного куста и в отдельных слоях одного и того же клубня. Главным показателем, определяющим качество картофеля для переработки с целью получения крахмала, является содержание в нем крахмала, или крахмалистость, определяемая в процентах от массы клубня. При приемке картофеля содержание крахмала определяют по относительной плотности.

Важными показателями являются также размер крахмальных зерен, и качество крахмала. В недозрелом клубне картофеля зерна крахмала мелкие и в клеточном соке содержится повышенное количество растворимых веществ, образующих пену. Для переработки пригоден зрелый картофель. Но крупность крахмальных зерен зависит также от сорта картофеля и ряда других условий (метеорологических, почвенных, состава и количества внесенных удобрений и пр.). Накопление крахмальных зерен внутри клеток не увеличивает осмотического давления и теоретически может происходить неограниченно.

В сухие теплые годы часто встречается картофель с крахмалистостью, достигающей 25—27%. Содержание крахмала в картофеле тем больше, чем выше средняя температура в вегетационный период (июнь-август). Если лето очень теплое, большое количество осадков повышает крахмалистость картофеля, в холодное же лето, наоборот, снижает.

Наибольшую крахмалистость имеют клубни среднего размера (50-100 г). Крупные клубни и мелкие клубни, как правило, содержат меньше крахмала.

Для крахмального производства наиболее пригодны клубни с гладкой и тонкой кожурой, с минимальным количеством, сахаров и белковых веществ, особенно растворимых.

Большое значение имеют и физико-химические свойства нативного крахмала, прежде всего его основное свойство — потенциальная вязкость клейстера, зависящее от многих условий.

Вода в картофеле существует в двух состояниях: свободном; (78% от всей воды) и коллоидно-связанном (22%). Сахара, солей органических и неорганических кислот, азотистые и другие растворимые вещества находятся в свободной воде. Коллоидно-связанная вода не содержит растворенных веществ, имеет меньшую теплоемкость и не замерзает даже при очень низких температурах.

Сахар в клубне находится в виде сахарозы, глюкозы и фруктозы. Общее содержание Сахаров колеблется от 0,46 до 1,72% к общей массе клубня, но при неблагоприятных условиях хранения (пониженной температуре) может увеличиться до 5% и более. В октябре содержание в картофеле глюкозы обычно колеблется от 0,55 до 2,18, фруктозы — от 0,02 до 0,12%, а сахарозы — от 0,26. до 0,62%. Сахара при переработке картофеля в крахмал не используются, так как они растворяются в воде и теряются.

Клетчатки в картофеле содержится от 0,52 до 1,77%. Толщина стенок клеток у разных сортов картофеля различна. Чем толще стенки клеток, тем труднее они измельчаются на терке, тем больше выход мезги и больше потерь в ней связанного крахмала. Поэтому путем селекции крайне важно выводить сорта картофеля, имеющие высокую крахмалистость, тонкие стенки клеток (низкое содержание клетчатки) и крупные, равномерные по величине, зерна крахмала высокого качества.

Пектозанов и пектиновых веществ в картофеле немного. Пектозаны входят главным образом в состав клеточных стенок. Пектиновые вещества являются цементирующим материалом, склеивающим клетки и упрочняющим ткани. Во время хранения картофеля часто происходит размягчение тканей из-за разложения пектиновых веществ. Количество растворимого пектина увеличивается, протопектина и пектина уменьшается. Большую роль при этом играют ферменты (пектаза и др.).

Жир содержится в картофеле в количестве, в среднем, 0,2% и состоит из триглицеридов пальмитиновой и миристиновой кислот и небольших количеств линолевой и линоленовой кислот.

Органические кислоты в клубнях содержатся в количестве, соответствующем титруемой кислотности — 0,09-0,30% в пересчете на яблочную кислоту. В картофеле имеются лимонная, щавелевая, молочная и яблочная кислоты. Больше всего содержится лимонной кислоты. У здорового картофеля рН сока колеблется от 5,8 до 6,6. Кислотность картофеля сильно возрастает при гниении, что затрудняет осаждение и отделение в процессе производства крахмала от примесей.

Азотистые вещества картофельного клубня имеют большое значение. Они могут отрицательно влиять на технологический процесс. Количество азотистых веществ (сырой протеин) колеблется от 0,7 до 4,6%, составляя в среднем 2,2%. Он состоит примерно на 60% из белков и на 40% из других соединений.

Азотистые вещества находятся в клубнях в форме кристаллов частично растворенных в клеточном соке, и входят в состав протоплазмы. В зрелых клубнях белковые кристаллы встречаются в каждой клетке. По сравнению с распределением в разных слоях крахмала азотистые вещества располагаются в обратном порядке больше всего их в периферийных и центральных частях клубней и меньше у сосудистого кольца.

Белковые вещества картофеля примерно на 2/3 представлены туберином. Этот глобулин легкорастворим в солевых растворах содержит около 1,25% серы и не содержит фосфора. Туберин является полноценным белком, так как в нем содержатся почти все незаменимые аминокислоты. Изоэлектрическая точка его соответствует рН 4,4, а необратимая коагуляция (денатурация) наступает при температуре 60 °С.

Картофель содержит небольшие количества альбумина, протеаз и пептона.

Из аминокислот и амидов в клубнях картофеля присутствует преимущественно аспарагин. Затем следуют гистидин, аргинин, лизин, тирозин, глютатион, лейцин, ацетилхолин и др. Широко известное почернение среза клубня на воздухе объясняется окислением тирозина под действием фермента тирозиназы.

При уменьшении содержания крахмала количество азотистых веществ может значительно увеличиться. Особенно много азотистых веществ в недозрелом картофеле. При переработке такого картофеля часто образуется слизь; белки под влиянием воздуха коагулируют в виде хлопьев, затрудняя очистку крахмала и снижая его качество. Кроме того, белки являются хорошими пенообразователями. Для улучшения условий производства в таких случаях в кашку после измельчения и в крахмальное молоко перед промыванием крахмала добавляют сернистую кислоту. Таким же способом можно уменьшить вредное влияние слизистого брожения, возникающего при переработке подгнившего или поврежденного картофеля.

Ферменты в клубнях картофеля представлены фосфорилазой, изофосфорилазой, амилазой, каталазой, инвертазой, полифенолоксидазой (тирозиназой), цитохромоксидазой, пероксидазой и лактолазой, дающей спирт и молочную кислоту.

В картофеле содержится ядовитое вещество — соланин, представляющее собой глюкозид, состоящий из алкалоида соланидина и трисахарида глюкозы-галактозы-рамнозы. В здоровых клубнях количество его составляет 2-10 мг на 100 г сырого картофеля. В некоторые годы содержание соланина увеличивается; если в 100 г сырого картофеля соланина больше 20 мг, у человека может появиться болезненное состояние (отравляющая доза — 0,2-0,4 г).

Содержание соланина сильно увеличивается при хранении клубней на свету, когда они приобретают зеленую окраску. Особенно много его в зеленых проростках при световой яровизации. С кислотами соланин образует аморфные соли, хорошо растворимые в воде. При действии разбавленных минеральных кислот он гидролизуется, образуя соланидин и сахара.

Соланин — один из видов сапонинов, которые являются сильными пенообразователями, что делает его вредной примесью в условиях крахмального производства.

Витамин С (аскорбиновая кислота) в здоровом картофеле находится в большом количестве — 10-30 мг/%. 250-300 г вареного картофеля содержат 30-50% суточной потребности человека в этом витамине. В составе клубней имеются также витамины группы В и небольшие количества каротиноидов (провитаминов А).

Золы в картофельных клубнях от 0,4 до 1,9%. Состав золы сильно колеблется в зависимости от условий произрастания и сорта картофеля. Главными составными частями золы являются калий, содержание которого доходит до 72%, фосфор — до 20%. В воде растворяется около 3/4 общего количества золы, 1/4 остается нерастворенной. В картофеле содержится небольшое количество микроэлементов: марганца (в среднем 1,4 мг в 100 г сухого вещества клубней) никеля (0,02 мг), кобальта (0,06 мг), мышьяка (31 мг), меди бора, серы, молибдена и некоторых других. Эти микроэлемента, играют важную роль в обмене веществ растения. Так, например марганец стимулирует окислительные процессы.

В производстве крахмала из картофеля растворимые вещества золы вымываются и уходят со сточными водами. Часть нерастворимых компонентов золы остается в мезге, часть — в крахмале. От их содержания зависят его важные свойства: вязкость и клеящая способность крахмальных клейстеров.