Біохімія плодів і овочів план

1. Основні речовини плодів і овочів та їх зміни під час достигання і зберігання.

• вода

• вуглеводи

• органічні кислоти

• вітаміни

• білки, нуклеїнові кислоти

• фенольні сполуки, ліпіди, пігментні та мінеральні речовини.

2. Біохімічна природа фізіологічних функцій плодів та овочів.

   • Дихальний газообмін

   • Біохімія стійкості плодів і овочів до фітопатогенних мікроорганізмів.

3. Біохімія росту і достигання.

4. Біохімія спокою картоплі і овочів. Методи зберігання.

1. Основні речовини плодів і овочів та їх зміни під час достигання і зберігання

У середньому плоди і овочі містять 90% води, 9,5% різних органічних сполук і 0.5% мінеральних речовин. Хімічний склад помітно змінюється залежно від умов вирощування і зберігання плодів і овочів.

Вода

75-95%. Тому плоди і овочі – хороше середовище для розведення фітопатогенних мікроорганізмів.

Також з цим пов’язана висока активність біохімічних процесів, які активно продовжуються в плодах і після відділення їх від рослин.

Більша частина води в овочах і плодах знаходиться у вільній формі і лише незначна її кількість міцно зв’язана клітинними колоїдами (5%). З цієї причини легко висушити плоди до 10-12% вологості. Далі – складно. Те ж саме спостерігається при заморожуванні. Плоди, що ростуть, безперервно випаровують воду, захищаючи себе від перегріву, але під час зберігання це досягається не шляхом випаровування, а тепловим випромінюванням.

Для захисту плодів і овочів від в’ялості в сховищах підтримують високу відносну вологість (85-95%). В той же час небажане зволоження поверхні овочів. Ефективний засіб при цьому – активна вентиляція.

Сухих речовин 25-5%. Більша частина їх - ВВ (виключення маслини). Навіть у багатьох видів плодів і овочів виявлено певне співвідношення між сухими речовинами і ВВ (крохмаль в картоплі, цукри в томатах).

В картоплі це приблизно 5.75 (різниця між сухими речовинами і крохмалем). На основі цього розроблений простий метод визначення крохмалю в бульбах по масовій частці. Це має велике значення в промисловості, де підвищення рівня сухих речовин на 1% у томатах дає більше готової продукції (пюре, пасти) на 15%.

Дослідженнями встановлено, що обробка рослин під час цвітіння розчином 2,2-дихлорфеноксиоцтовою кислотою збільшує кількість сухих речовин приблизно на один відсоток (при цьому 60% плодів одержують без насіння або з малою його кількістю, тобто пластичні речовини не затрачуються на утворення насіння.)

Вуглеводи

Окремі види плодів і овочів дуже відрізняються по їх складу. В окремих тканинах плодів теж склад різний. Наприклад в шкірці плодів більшість ВВ – клітковина і пектинові речовини (протопектин – це сполука метокси-полігалактуронової кислоти, галактану і арабану).

Таблиця. Середній вміст вуглеводів в різних плодах і овочах

(в % на сировину)

Вид плодів або овочів	Крохмаль	Цукри				Пекти-нові ре-човини	Кліт-ковина
		Сахаро-за	Глюко-за	Фрукто-за	В цілому
Картопля	17.7	0.6	0.2	0.1	0.9	0.7	1.0
Капуста білоголовков.	0	0.1	2.6	1.6	4.3	0.3	1.2
Морква	0	3.7	2.9	сліди	6.6	0.4	1.0
Цибуля	0	6.3	1.3	1.2	8.8	0.3	0.8
Томати	<0.1	0.2	1.5	1.0	2.7	0.1	0.9
Горошок зел.	5.1	0.4	0.1	4.7	5.2	0.3	0.8
Кавуни	0	1.5	2.4	4.3	8.2	0.7	0.5
Дині	0	3.7	2.2	2.8	8.7	0.6	0.8
Виноград	0	0	8.0	7.6	15.	0.6	0.6
Яблука	0.2	3.0	3.8	8.1	14.9	1.1	0.6
Груші	0	1.5	2.3	7.8	11.6	0.8	0.6
Айва	0	1.0	2.2	6.3	9.5	1.1	1.7
Вишні	0	0.4	4.5	3.8	8.7	0.5	0.5
Сливи	0	5.4	3.4	0.8	9.6	0.6	0.6
Абрикоси	0	6.0	2.2	1.7	9.9	0.7	0.8
Персики	0	6.3	5.1	4.4	15.8	0.6	1.0
Полуниці	0	0.4	2.8	3.3	6.5	1.6	1.4
Мандарини	0	4.9	1.0	1.5	7.4	0.7	0.3
Апельсини	0	3.6	1.3	1.5	6.4	0.9	0.5
Лимони	0	0.9	0.6	0.6	2.1	1.1	0.5
Хурма	0	1.2	9.1	7.8	18.	0.9	0.8

З вмістом і перетворенням ВВ пов’язані найважливіші властивості плодів – смак, консистенція, стійкість при зберіганні.

Так з розміром крохмальних зерен пов’язана консистенція картоплі і розсипчастість після варіння. При нагріванні зерна крохмалю набухають, округляються і легше відділяються одне від одного. Чим більше набухають при переварюванні, тим більший розрив клітин (чим менші зерна крохмалю) і картопля при варінні дає рідку масу.

В період дозрівання і при подальшому зберіганні вміст крохмалю зменшується, а цукрів збільшується у більшості плодів. Так в зелених бананах 20% крохмалю і 1% цукру, в зрілих 1% і 18% відповідно. Більша частина цукрів – сахароза. Але при оптимальній зрілості у багатьох плодів рівні долі сахарози, фруктози і глюкози.

Є велика група плодів і овочів, в яких крохмаль відсутній, але збільшення цукрів під час зберігання відбувається за рахунок гідролізу не лише крохмалю, а також і пектинових речовин, геміцелюлози і навіть целюлози.

Особлива група (по характеру ВВ обміну) це овочі: горох, квасоля, цукрова кукурудза. При їх дозріванні, зберіганні відбувається перетворення цукру в крохмаль (у мозкових сортах гороху цей процес повільніший і тому він використовується в консервній промисловості). В бульбах картоплі відбувається і те і інше. Інтенсивність процесів залежить від температури і особливостей сорту.

Так при зменшенні температури з 20 до 0⁰ С, швидкість реакції зменшується таким чином: крохмальцукор – на1/3; цукоркрохмаль в 20 раз; вживання цукру при диханні знижується в 3 рази.

З підвищенням температури, швидкість реакції синтезу крохмалю біль сильніша за інших, тому саме вона відповідає за зникнення цукрів в картоплі при витримці бульб в теплі після холоду. Різна швидкість реакцій пояснюється тим, що вони каталізуються ферментами, температурний оптимум дії яких різний. Також при зниженні рН, що відбувається при зниженні t⁰ – швидше розпадається крохмаль (рН зменшується так як розчинність СО₂ у воді в 2р збільшується при 0⁰С, ніж при 20⁰С і утворена вуглекислота розчиняється в клітинному соці), а із збільшенням рН – посилюється синтез крохмалю.

Крім цього, із-за великого накопичення в бульбах дихального субстрату (цукрів) активність дихання більша при 1⁰С, ніж при 4⁰С.

Із-за порушень обміну речовин одночасно дуже послаблюється стійкість до фізіологічних і інфекційних захворювань.

На швидкість перетворення цукру в крохмаль впливає не лише t⁰, а й час, протягом якого зберігається продукт. Чим довше-тим більше часу необхідно на відновлення крохмалю. при t 20⁰ – більше тижня відновлюється картопля, яка зберігалася 7-8 місяців при 0⁰С (може зіпсуватися). Змінюється і якість – більше стає малих крохмальних зерен, що знижує розварювання.

Розпад крохмалю може відбуватися двома шляхами – гідролітично з участю амілази ( в стані спокою майже неактивна) і фосфолітично – з участю фосфорилази. Другий шлях є основним. Але після виходу із стану спокою і проростання різко зростає активність амілази.

Уридінфосфати як і аденінфосфати беруть участь в реакціях синтезу і перетворення ВВ.

Схема синтезу і розпаду сахарози

Сахароза

Інвертаза УДФ-глюкоза-фруктоза-

глюкозіл-трансфераза

глюкоза + фруктоза УДФ-глюкоза

АТФ гексокіназа УТФ уріділ-трансфераза

Глюкозо-6-фосфат ⇆ глюкозо-1-фосфат

Фосфоглюкомутаза

Розглянуті дані дозволяють вибрати температурний режим зберігання. t 10⁰C – виключає накопичення цукрів, але є втрати. t 4⁰C оптимальна, плюс активна вентиляція (утворюється незначна кількість цукрів від яких позбавляються короткочасним зберіганням при t 15-20⁰С) Але для попередження проростання при такій t⁰ необхідні додаткові заходи хімічної обробки.