3. Біохімія росту і достигання

Для нормального росту плодів необхідна присутність життєздатного зародку або насіння. Насіння являється джерелом хімічних сигналів, стимулюючих ріст плодів (такими сигналами являються ауксини, гіббереліни і цитокініни).

Найбільш вивчені ауксини, насіння їх містить більше в період, що передує росту. Приклад – плоди суниць, в яких саме в цей період (достигання) знайдено більше всього ауксинів і їх попередника – триптофану.

Але ріст таких плодів, як винограду, квасолі, пов’язаний не з ауксинами, а з гібберелінами. Менше всього досліджені цитокініни.

Із збідненням плодів ауксинами (та іншими регуляторами росту), пов’язане утворення відмежовуючого шару між плодоніжкою і плодовою гілкою. В результаті відбувається їх розрив (опадання плодів). Ці дослідження слугують основою для практичного застосування екзогенних ауксинів, для попередження осипання плодів. Так обприскування плодових дерев (яблунь) за 2-3 тижні до збору врожаю водними розчинами індолілооцтової кислоти (1:1000) або -нафтилооцтової кислоти (1:10000) сприяє значно меншому опаданню плодів.

При достиганні змінюється хімічний склад плодів. Розрізняють 2 стадії стиглості: технічну і харчову (їстівну), (вони часто не співпадають, наприклад, у яблук зимових і осінніх сортів). Характерно в процесі дозрівання:

-накопичення цукрів (різних залежно від виду плодів; несахарозні: виноград, вишня, черешня, смородина, малина, агрус, суниці містять монози).

При достиганні після збору плодів зростання цукрів відбувається не лише за рахунок розпаду крохмалю, але й інших полісахаридів – пектинових речовин, геміцелюлози, целюлози.

—вміст пектинових речовин зменшується в першу чергу за рахунок розпаду протопектину (плоди м’якнуть);

—збільшується загальний вміст восків і змінюється склад кутикулярних речовин;

—змінюється склад барвників, зменшується кількість хлорофілу і збільшується вміст каротиноїдів;

—зменшується вміст кислот, що пов’язано не лише з окисленням їх в процесі дихання, але і з розпадом в процесі декарбоксилювання (утворюється ацетальдегід і спирт) при анаеробному диханні. Ацетальдегід використовується на утворення етилену, ароматичних і кутикулярних речовин.

—збільшується вміст і змінюється склад летких речовин плодів (спирти, альдегіди, кетони, складні ефіри, терпени).

Клімактеричний період характеризується підйомом дихання (більше виділяється СО₂ і менше вживається О₂), новоутворенням ферментних білків (малатдегідрогеназа, яка є декарбоксилюючою, та піруватдекарбоксилаза), (ферменти “старіння”).

Біосинтетичні процеси припиняються і дуже прискорюються процеси розпаду. Починається дезінтеграція клітинних структур. Все це веде до швидкого старіння тканин, їх самоотруєння і загибелі.

На основі досліджень розроблені 2 ефективних методи регулювання процесу дозрівання:

1) зберігання плодів в атмосфері, збагаченій етиленом для стимулювання процесу дозрівання;

2) для уповільнення процесу дозрівання – зберігання плодів в середовищі з певним вмістом О₂, СО₂ і N₂.

Витримка плодів в середовищі з дуже незначною кількістю етилену стимулює процес достигання. Етилен виділяють не лише плоди, а й інші частини рослин (а також плісняві гриби). Попередниками етилену в плодах є лінолева кислота, ацетальдегід, піровиноградна кислота, яблучна кислота та метіонін.

Біологічна дія етилену проявляється лише у випадку приєднання до рецептора, в склад якого входить Zn і при низьких концентраціях О₂ цей зв’язок слабшає (також біосинтез етилену не відбувається). Вуглекислий газ не впливає на біосинтез, але в підвищених концентраціях гальмує біологічну дію етилену (уповільнює дозрівання). СО₂-конкурент, витісняє етилен з сполуки з рецептором. О=С=О Н₂С=СН₂ Н₂С=С=СН₂ –аллен

Метод штучного достигання плодів оснований на тому, що недозрілі плоди знаходяться в камерах з етиленом при t 20-22⁰ С лише до появи перших ознак стиглості. Далі плоди добре достигають на повітрі. В камерах плоди провітрюються для видалення СО₂ і подачі О₂ і вводиться етилен в залежності від виду плодів (наприклад, для томатів у співвідношенні з повітрям 1:2000).