В процессе замерзания тканей плодов и овощей обычно происходит ряд таких изменений внутриклеточных ультраструктур, как, например, коагуляция белков цитоплазмы и органоидов, частичное обезвоживание коллоидов и т. д. Молекулы воды, все более теряя свою подвижность по мере замораживания, перестраиваются в относительно устойчивую кристаллическую систему, соответственно уменьшается количество водородных связей молекул воды с белками. В результате глубокого замораживания происходит обезвоживание протоплазмы и в итоге — гибель живых клеток.
Хотя при этом и высвобождается большое количество энергии, называемой скрытой теплотой льдообразования (на каждый кг льда выделяется 80 ккал, иди 336 кДж, тепла), но связывание молекул воды друг с другом ослабляет связь воды с белками. Кроме того, образующиеся кристаллы льда в какой-то степени разрушают клеточные оболочки, но главное при замораживании плодов и овощей (обычными способами) нарушается физическая структура живого протопласта. По-видимому, это происходит за счет образования кристаллов из водного матрикса цитоплазмы при замораживании и резкого движения воды в клетку при оттаивании (А. Леопольд). Совершенно очевидно, что при хранении свежих плодов и овощей нельзя допускать их замерзания.
ФИЗИОЛОГО--БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Наиболее важными физиолого-биохимическими процессами, проис- ходящими при хранении плодов и овощей, являются изменение в их химическом составе и дыхание.
Изменения в химическом составе плодов и овощей. Такие изменения называют также биохимическими, так как во время хранения плодов и овощей их химический состав изменяется в результате разнообразных ферментативных превращений, в том числе дыхания.
Существенны изменения в содержании углеводов и других пластических веществ, расходуемых клетками в процессе их жизнедеятельности, особенно в период послеуборочного дозревания. Содержание крахмала — основного запасного вещества у большинства плодов и овощей (томатов, моркови и др.) уменьшается в результате его ферментативного осахаривания. Общее содержание сахара при этом возрастает (в период дозревания), но, достигнув определенного максимума, уровень его начинает снижаться. Количество сахарозы, протопектина, гемицеллюлоз, кислот, как правило, снижается, количество растворимого пектина увеличивается. В результате перехода части протопектина в пектин уменьшается твердость плодов. Однако скорость превращения углеводов, а также и характер их изменений зависят от видов их и сортовых особенностей плодов и овощей, условий хранения, степени зрелости и других факторов. Увеличение общего сахара в яблоках происходит не только вследствие осахаривания крахмала плодов (1,5—2% в момент съема зимних сортов), но также за счет гидролиза гемицеллюлоз, пектиновых веществ.
В хранящихся плодах и овощах существенно изменяется количество органических кислот. Как правило, общее содержание кислот в них уменьшается, но количество отдельных из них может возрастать по разным причинам.
Содержание клетчатки в плодах и овощах при хранении почти не изменяется, количество дубильных веществ в процессе дозревания и последующего хранения быстро снижается и соответственно изменяется вкус плодов.
Количество витамина С во время хранения плодов постепенно снижается, и тем быстрее, чем меньшей устойчивостью при хранении обладают плоды. Особенно сильно аскорбиновая кислота разрушается в период перезревания плодов, что связано с нарушением восстановительных процессов в тканях и доступом воздуха к клеткам.
Красящие вещества изменяются наиболее заметно в период дозревания плодов. Содержание хлорофилла в плодах, как правило, снижается, а каротиноидов увеличивается. Дыхание плодов и овощей. Процесс дыхания является основ ной формой взаимодействия с окружающей средой. Дыхание объективно отражает состояние плодов и овощей в данный период хранения.
Биологическая роль дыхания состоит в том, чтобы обеспечивать живые ткани плодов и овощей энергией, необходимой для их жизнедеятельности. В процессе дыхания высвобождается энергия, накопленная плодами и овощами во время их роста и формирования в виде различных пластических веществ. Расход этих веществ в дыхании наряду с испарением влаги неизбежно сопровождается убылью массы плодов и овощей, поэтому такие потери называют естественными. Их можно снизить путем регулирования интенсивности дыхании и испарения влаги, что имеет важное практическое значение. Процесс дыхания является весьма сложным и протекает через ряд промежуточных превращений веществ с участием определенных ферментов.
При аэробном дыхании, протекающем с участием кислорода воздуха, конечными продуктами является углекислый газ и вода. В случае окисления одной грамм-молекулы гексозы выделяется энергия, соответствующая 674 ккал, или 2824 кДж, тепла. Теплота, выделяемая при дыхании плодов и овощей, является причиной их самосогревания, что нередко наблюдается в хранилищах. При недостаточном вентилировании и охлаждении складских помещений происходит значительное накопление тепла, что в свою очередь усиливает интенсивность дыхания плодов и овощей, т. е. процесс самосогревания их имеет автокаталитический характер. Температура в массе хранящихся картофеля и овощей может иногда достигнуть довольно высоких пределов. Процесс самосогревания усиливается иногда в результате развития термофильных микроорганизмов, обладающих весьма высокой интенсивностью дыхания.
Существенно влияет на интенсивность дыхания поражение плодов и овощей физиологическими заболеваниями.
В разные периоды роста и развития плодов и овощей характер дыхания неодинаков. Наиболее высокая активность дыхания обычно наблюдается в период созревания, особенно на первых этапах их роста, затем падает и через некоторое время вновь повышается. У некоторых плодов и овощей (яблок, груш, айвы, бананов, томатов, дынь и др.) в период дозревания при хранении наблюдается заметный подъем интенсивности дыхания, названный Ф. Киддом и С. Вестом климактерическим подъемом дыхания, или климактериком.
В конце хранения (весной) дыхание вегетативных овощей возрастает в связи с начавшимися процессами прорастания (окончанием периода покоя и переходом к генеративной стадии развития), а также в связи с повышением температуры воздуха в хранилищах без искусственного охлаждения в отличие от плодов, дыхание которых в конце хранения заметно ниже, чем в начале хранения (в период дозревания).
3.4.Устойчивость плодов и овощей против заболеваний
Болезни плодов при хранении. Яблоки и груши при хранении поражаются рядом физиологических и грибных болезней. Физиологические болезни появляются главным образом тогда, когда плоды несвоевременно были собраны, если был недостаток или избыток какого либо элемента при минеральном питании.
При недостатке кальция наблюдается горькая ямчастость яблок и опробковение мякоти груш. Характеризируется появлением на поверхности плодов слегка вдавленных, почти округлых пятен. Если признаки болезни наблюдаются в саду, то при хранении они будут прогрессировать, но чаше всего болезнь проявляется через 4 – 6 недель после съема. Такие плоды теряют товарный вид и имеют склонность к увяданию.
Побурение мякоти и опухлость вследствие перезревания плодов. Заболевание напоминает внутреннее побурение, связанное с переохлаждением плодов, - мякоть становится рыхлой, темной. Основным отличием является то, что поражение обнаруживается обычно и с поверхности плода – на кожице появляются расплывчатые тусклые или бурые пятна, мягкие на ощупь. В некоторых случаях кожица лопается. Причина заболевания – перезревание плодов, поздний съем, обильные поздние дожди в сочетании с низкими температурами.
Налив или стекловидность. При этом заболевании отдельные участки плода в результате наполнения их соком становятся стекловидными, твердыми и более тяжелыми. Такое явление встречается еще в саду, незадолго до уборки или обнаруживается в первый период хранения. Особенно часто плоды поражаются наливом в годы с теплой солнечной осенью, когда они перезревают. Чтобы предупредить налив, плоды следует своевременно снимать с дерева и стараться быстрее их охладить до 2-4 оС.
Загар, или «горение» плодов. Под загаром понимают побурение кожицы плодов, которая обычно легко отделяется от мякоти. При очень сильном поражении побурение может распространятся и на подкожные слои мякоти плода. Часто начинается от чашечки или с мене зрелой стороны плода. Наиболее сильно проявляется во второй период хранения. Снижение загара может быть достигнуто более поздним съемом плодов, быстрым охлаждением плодов.
Внутреннее побурение мякоти вследствие переохлаждения плодов. Заболевание обнаруживается только на разрезе. Мякоть становится более рыхлой, сухой, постепенно буреет. Побурение начинается с семенных камер и распространяется вдоль сосудистых пучков. Основной причиной заболевания служит переохлаждение плодов, которое может произойти еще на дереве или в холодильнике. Снижение потерь от внутреннего побурения мякоти может быть достигнуто сбором плодов в начальные сроки съемной зрелости и хранение их при температуре 4-2 оС, не допуская даже кратковременного понижения температуры ниже 0 оС.
Паразитарные болезни.
Плодовая гниль или монилиоз. Может развиваться как в саду на дереве (или на падалице), так и при хранении.
Поражение начинается с небольшого бурого пятна, которое быстро разрастается и уже за несколько дней может охватить весь плод. Мякоть его становится буровато-коричневой, рыхлой, губчатой, приобретает сладковато-кислый вкус. На плодах, зараженных еще в саду на дереве, образуются желтовато-бурые подушечки конидиального спороношения гриба. При позднем заражении во время транспортировки, а также при повторном перезаражении во время хранения, когда создаются условия, малоблагоприятные для развития гнили, конидиальное спороношение на поверхности плода не развивается. В этом случае плоды быстро мумифицируется.