Дыхание фруктов на примере яблок
После сбора плодов в период хранения еще осуществляются сложные физиологические процессы, важнейшим из которых является дыхание. Плоды поглощают кислород из воздуха, разлагают органические вещества, производят углекислый газ и воду, выделяют энергию. Сахар – это органическое вещество, которое в первую очередь начинает расходоваться при дыхании плодов. Тепло, выделяющееся при дыхании, называется респираторным теплом. В большинстве случаев при дыхании отношение поглощенного кислорода к выделенному углекислому газу меньше. Это связано с тем, что часть кислорода связывается, то есть продукты, образующиеся при дыхании яблок, представляют собой другие вещества, например органические кислоты. Они окисляются, а затем регенерируются с образованием углекислого газа и воды. Например, яблочная кислота легко окисляется, и после шести месяцев хранения кислотность яблок снижается более чем в 2 раза. При гипоксии или недостатке кислорода менее 2 % происходит гипоксическое дыхание. В это время сахар не может окисляться до воды и углекислого газа, а образуется этанол или углекислый газ. В это время выделяется меньше энергии.
При тяжелом гипоксическом дыхании происходит быстрое потребление питательных веществ с образованием веществ, токсичных для клеток, вплоть до гибели плода в целом.
Интенсивность дыхания
Скорость дыхания обычно выражается интенсивностью дыхания. Если интенсивность дыхания велика, потребление питательных веществ тоже велико, процесс старения ускоряется, срок хранения сокращается. Если интенсивность дыхания будет слишком низкой, нормальный обмен веществ будет нарушен, устойчивость к микробиоте будет снижена, будут легко вызываться заболевания, и срок хранения тоже сократится. Поэтому контроль нормальной интенсивности дыхания плодов является залогом хорошего хранения.
Температура является наиболее важным фактором, влияющим на интенсивность дыхания в определенном диапазоне температур.
Интенсивность дыхания увеличивается с повышением температуры. Поэтому очень важно поддерживать стабильно низкотемпературное хранение. Оптимальная температура для хранения яблок от минус 1°C до 0 °C, а относительная влажность воздуха от 85% до 90%.
Состав воздуха оказывает существенное влияние на интенсивность дыхания. Кислород и углекислый газ являются основными воздействующими компонентами. В определенном диапазоне, чем выше концентрация кислорода, тем больше интенсивность дыхания, но когда концентрация кислорода резко снижается, возникает гипоксическое дыхание. Повышение концентрации углекислого газа будет угнетать интенсивность дыхания, а при ее избыточном количестве вызывать физиологические заболевания яблок. Разумный подход – это регулирование и контроль содержания и соотношения кислорода и углекислого газа в среде хранения, чтобы у плодов сохранялась постоянная и минимальная интенсивность дыхания, что позволяет значительно продлить срок хранения плодов. Яблоки хранят в среде с содержанием кислорода от 2% до 3% при содержании углекислого газа от 3% до 5%. При этом интенсивность дыхания на 50% ниже, чем на воздухе.
В процессе дыхания плодов помимо углекислого газа выделяется также этилен и другие вещества, стимулирующие физиологические процессы во фруктах. Этилен оказывает очевидное влияние на созревание фруктов, поэтому вентиляция складских помещений также очень важна.
Большое влияние на интенсивность дыхания плодов оказывают механические повреждения, вредители и болезни. После травмы количество кислорода, поступающего в организм плода, усилит синтез этилена, а этилен может повысить интенсивность дыхания. Микроорганизмы проникают в плоды, тоже стимулируют физиологическую деятельность плодов, усиливают дыхание. Разные сорта яблок имеют разную интенсивность дыхания и потому - разные сроки хранения.
В процессе хранения интенсивность дыхания яблок постепенно увеличивается, а когда они достигают полной зрелости, интенсивность дыхания достигает наивысшего пика, а качество и вкус яблок в это время являются лучшими. После этого периода плод вступает в период старения. Это связано с накоплением этилена в яблоках до определенной концентрации. В этот момент ткань между клетками начинает разрушаться, и ферменты смешиваются с субстратами, над которыми они работают.
Этилен является основным фактором, способствующим старению плодов. Однако производство этилена требует определенных условий, а именно температуры. При температуре от 16°С до 20 °С наиболее вероятно образование этилена, а при температуре ниже 2°С можно контролировать его выработку. Выработку этилена также можно контролировать при высокой концентрации углекислого газа или низкой концентрации кислорода в среде хранения.
Относительная влажность также влияет на старение плодов: когда потеря влаги составляет 5% от массы плода, наступает состояние усыхания. При хранении потеря влаги происходит за счет испарения и дыхания, причем испарение является преобладающим. Например, при хранении яблок при температуре от 2°С до 70°С потеря массы за счет потери воды за счет испарения составляет 0,5 %, а за счет дыхания — 0,05 %. Процесс увядания нарушает нормальное дыхание плода, повышает активность ферментов во фрукте, склонных к гидролизу. Относительная влажность окружающей среды является важным фактором, влияющим на испарение плодовой воды. Испарение воды не только портит плоды, но и образует конденсат на яблоках и в хранилищах. Наоборот, повышение относительной влажности среды хранения может препятствовать испарению воды из фруктов. Однако влажность окружающей среды не должна быть слишком высокой, в противном случае также будет происходить конденсация росы, что создаст благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов и повысит скорость гниения плодов. Как правило, относительная влажность при хранении яблок составляет от 85% до 90%.
Кроме того, на старение плодов влияет и газовый состав среды хранения. Помимо этилена, существуют концентрации и соотношения кислорода и углекислого газа, о которых говорилось ранее.
Лучшим способом обеспечения длительной сохранности овощей, ягод и фруктов является холодная сушка. На сайте "Сушилка22" вы ознакомиться с ассортиментом и характеристиками оборудования для холодной сушки фруктов.