# Обработка и хранение продукции растениводства

5B007280 - Технология перерабатывающих производств __ст.преводаватель__ Саидов А.М.

## Лекция 4

ЛЕКЦИЯ 4

ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ ХРАНЕНИИ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ

Цель: сформировать представление о процессах протекающих при хранении плодов и овощей

1. Значение плодов и овощей

2. Изменения в плодах и овощах

3. Устойчивость плодов и овощей при хранении

1. ЗНАЧЕНИЕ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ

Плоды и овощи - сочные растительные объекты потребления, хранения и переработки. Они содержат до 80... 97 % воды, которая обусловливает прохождение физиологических и биохимических процессов, существенно влияет на режим хранения и технологию переработки. Испарение воды приводит к нарушению процессов роста и созревания плодов и овощей. Слабый тургор клеток снижает устойчивость объектов хранения к микроорганизмам и товарный вид продукции. Вода и растворенные в ней вещества - благоприятная среда для развития микроорганизмов, которые в итоге портят продукцию.

Плоды и овощи - малокалорийные, но весьма ценные продукты питания. Из-за содержащихся в них биологически активных веществ они являются незаменимыми. Плоды, ягоды и овощи содержат белки, крахмал, сахар, низкомолекулярные азотистые соединения, витамины, пектиновые вещества, органические кислоты, минеральные, ароматические и другие полезные вещества. Пектиновые вещества способствуют пищеварению, в белках овощей находятся незаменимые аминокислоты, подавляющее большинство витаминов содержится только в плодах и овощах.

Основная причина порчи свежих плодов и овощей - микроорганизмы. Они широко распространены в окружающей среде, быстро размножаются, способны питаться различными веществами, их споры устойчивы к низким и высоким температурам. Все плоды и овощи при хранении могут поражаться грибами, которые вызывают различные гнили (серую, белую, черную, фомоз, плодовую и т. д.) и плесени (зеленую, черную, розовую, голубую и т. д.). Основа вегетативного тела гриба - мицелий (грибница), который образуется из широко разветвленных гифов и хорошо виден без увеличения. Грибы размножаются вегетативно (делением мицелия), бесполовым (через споры) и половым путями (при помощи зиготы). Развиваются грибы в присутствии кислорода воздуха. Отдельные виды плесеней бывают полезными, и их широко используют в консервной промышленности, например, для увеличения выхода сока.

На плодах, овощах и продуктах их переработки развиваются бактерии - одноклеточные микроорганизмы размером до 0,005 мм. Они вызывают такие болезни, как сосудистый или слизистый бактериоз капусты, мокрую бактериальную гниль лука и корнеплодов и т. д. Споры бактерий очень устойчивы к различным факторам. Бактерии развиваются в присутствии кислорода и без него. Например, в консервных продуктах без доступа воздуха может развиваться опасный для человека вид бактерий - палочки ботулинуса, выделяющие сильный яд (токсин). Маслянокислые и гнилостные бактерии вызывают порчу продуктов с выделением неприятно пахнущих веществ. Отдельные виды бактерий так же, как и грибы, используют при переработке плодов и овощей. Например, молочнокислые бактерии применяют при солении и квашении овощей, мочении яблок.

На сырье, особенно на плодах и ягодах, находится немало дрожжей - одноклеточных микроорганизмов размером до 0,01 мм цилиндрической, круглой или заостренной формы. Они вызывают спиртовое брожение и этим портят свежие ягоды малины, земляники, вишни и т. д.

Плоды и овощи могут портиться и в результате физиологических и биохимических процессов. Ферменты вызывают разрушение различных веществ, потемнение продукции, появление на ней пятен и т. д.

Учитывая все это, плоды, овощи и продукты их переработки можно сохранить от порчи двумя способами: 1) не уничтожая микроорганизмы и ферменты в продукции, подавить их деятельность; 2) совершенно изолировать продукцию от действия микроорганизмов и ферментов, уничтожив их, и исключить затем доступ извне. К первому способу относят хранение плодоовощной продукции в свежем виде, ко второму - консервирование.

Требования, предъявляемые к качеству плодов и овощей, определяются назначением продукции: для потребления в свежем виде - одни, для хранения - другие, для переработки - третьи. Все эти требования отражены в соответствующих стандартах или технических условиях.

Показателями качества плодоовощной продукции служат форма, величина, окраска, степень зрелости, свежесть, наличие дефектов. В ряде случаев учитывают массу плодов, ягод и овощей, вкус, внутреннее строение (у корнеплодов), плотность кочана и его зачистку (у капусты), длину шейки (у лука), израстание и наросты (у моркови) и другие индивидуальные показатели.

Форма. У плодов, ягод и овощей - это особенность помологического сорта. Сильные отклонения от типичной для сорта формы влияют на качество и сохраняемость.

Форму учитывают при сортировании плодов семечковых (яблоки, груши, айва) и косточковых культур. Она должна быть характерной для каждого помологического сорта. Уродливые плоды - нестандартные, для хранения они непригодны, но их можно использовать для выработки соков и пюре.

Величина. Определяют по наибольшему поперечному диаметру (айва, груши, яблоки, морковь, свекла, лук, томаты, плоды бахчевых культур), по длине и поперечному диаметру (огурцы). Баклажаны и перцы удлиненной формы измеряют по длине без плодоножки, округлой формы - по наибольшему поперечному диаметру. Величину капусты определяют по массе кочана.

В большинстве случаев высший предел величины не ограничен, но для свеклы, моркови и огурцов он установлен, так как слишком крупные экземпляры бывают грубыми. Например, размер корнеплодов моркови должен составлять 25... 60 мм (допускают отклонения корнеплодов от установленных размеров, но не более 10% к массе), столовой свеклы - 50...140 мм. Для огурцов размеры детализированы в большей степени. Их разделяют на пикули, корнишоны, зеленцы, огурцы, а также по назначению: для потребления в свежем виде, соления или консервирования. Размеры огурцов теплично-парниковых и длинноплодных сортов не определяют.

Нижний предел величины устанавливают для всех овощей, плодов и ягод. Например, размер луковиц овальных форм должен составлять не менее 30 мм, остальных - 40 мм. Для плодов, разделенных на товарные сорта, размеры определены с учетом сорта. Для свежих яблок поздних сроков созревания размеры плодов круглой формы следующие (мм): высший товарный сорт - 65, первый - 60, второй - 50, третий (для промышленной обработки)-400; для плодов овальной формы соответственно 60, 50, 45, 35 мм.

Иногда нижний предел величины устанавливают для плодов и ягод первого товарного сорта, а для второго - нет. Например, размер свежей земляники первого сорта должен составлять не менее 20 мм; абрикосов европейских и ирано-кавказских сортов - не менее 30, среднеазиатских сортов - не менее 25 мм.

Окраска. Зависит от сорта и степени зрелости. Должна быть типичной для данного сорта, убранного в технической степени зрелости. Например, огурцы для засола и реализации в свежем виде должны обладать зеленой окраской, яблоки для длительного хранения - зеленоватым оттенком (при хранении он исчезает, и плоды приобретают ярко выраженную окраску сорта) и т. д.

Зрелость. Один из основных показателей качества плодов и овощей. В зависимости от назначения их убирают в различной степени зрелости: яблоки для длительного хранения снимают немного недозрелыми, лук и капусту - полностью вызревшими, огурцы - зелеными с недозрелыми семенами и т. д.

Свежесть. В основном зависит от тургора клеток, т. е. от содержания влаги. При увядании качество и сохраняемость продукции снижаются, увеличивается расход питательных веществ. Интенсивность увядания зависит от влажности почвы, условий хранения, вида плодов и овощей, степени зрелости (недозревшие увядают быстрее).

Механические повреждения. Могут возникнуть при уборке, транспортировании или в результате повреждения градом. Для продукции товарных сортов механические повреждения недопустимы, но в отдельных случаях в зависимости от вида повреждений и культуры их разрешают в небольших количествах (до 10 %). Например, у яблок первого сорта возможно наличие до двух градобоин (не влияющих на хранение) общей площадью до 2 см2.

Повреждения болезнями и вредителями. Этот показатель касается всех плодов, ягод и овощей. При сильном поражении плоды и овощи почти все бывают нестандартными и непригодными к длительному хранению. Болезни, появившиеся в поле, могут более интенсивно развиться в хранилище.

Однородность. Это наличие в партии плодов и овощей, одинаковых по форме, размеру, степени зрелости и т. д. Существенно влияет как на продолжительность хранения, так и на качество переработанной продукции. Например, яблоки разной степени зрелости, заложенные на хранение в одном контейнере, дают больше потерь, чем однородные, так как перезревшие плоды могут вызвать порчу лежкоспособных.

Показатели внутреннего строения. Отдельные виды продукции требуют анализа состояния мякоти (яблоки) и ее сочности (корнеплоды), наличия пустот (свекла), содержания сухих веществ (томаты) и т. д. Например, в зависимости от содержания сухих веществ в плодах томата, используемых для выработки концентрированных томатопродуктов, устанавливают закупочные цены на сырье.

2. ИЗМЕНЕНИЯ В ПЛОДАХ И ОВОЩАХ

Созревание. В период созревания в плодах и овощах существенно изменяются химический состав и строение тканей. По мере созревания идет накопление сухих веществ в результате увеличения общего количества сахара, крахмала и т. д., меняется соотношение сахаров (моносахаров и сахарозы) и содержание витаминов, дубильных и красящих веществ и т. д., уменьшается количество кислот. Для корнеплодов, лука, капусты и других овощных культур существует общая закономерность: при интенсивном накоплении сухих веществ повышается их лежкоспособность.

Характер изменений химического состава в плодах и овощах зависит от многих факторов, и в первую очередь от биологических особенностей. Корнеплоды, кочаны, луковицы - органы растений, в которых накапливаются питательные вещества. После посадки в поле на второй год они дают семена. Поэтому данные культуры называют двулетними, и изменения химического состава при созревании связаны с физиологическими процессами образования репродуктивных органов (цветков).

Играют роль и индивидуальные особенности культур. Например, к моменту уборки в корнеплодах моркови в три-четыре раза увеличивается содержание каротина. Количество витамина C у лука и капусты сначала увеличивается, а к концу вегетации уменьшается.

Существенно изменяются размеры корнеплодов, луковиц, кочанов. Вначале их масса довольно быстро увеличивается, но в период созревания этот процесс замедляется, зато повышается плотность овощей. Чем больше плотность, тем выше сохраняемость. Иногда при неблагоприятных условиях выращивания корнеплоды и кочаны перерастают и растрескиваются, что снижает их товарный вид и лежкоспособность.

В процессе созревания корнеплодов, особенно свеклы и редьки, изменяется строение кожицы. Она становится более прочной, так как при делении клеток образуется пробковый слой (суберин), повышающий устойчивость овощей к фитопатогенным микроорганизмам. У лука в период созревания усыхает перо и шейка, высыхают кроющие листья. Все это повышает лежкоспособность луковиц.

В плодах тыквы, которые можно хранить более года, изменяется содержание аминокислот, сахаров, крахмала, каротина и других веществ.

У плодов и ягод существуют свои особенности изменения состава в период созревания. Например, в яблоках (особенно зимних сортов) значительно изменяется содержание крахмала. Вначале его количество увеличивается, а к моменту уборки крахмал начинает гидролизоваться (расщепляться) до сахаров. В результате плоды становятся более сладкими. Содержание крахмала в яблоках часто служит показателем их съемной зрелости.

По мере созревания в плодах в результате гидролиза протопектина увеличивается количество пектина. Протопектин образует соединения с клетчаткой и гемицеллюлозами, поэтому при его гидролизе мякоть плодов размягчается. И если сначала плоды бывают твердыми и не совсем пригодны для употребления в пищу, то в дальнейшем они становятся менее прочными.

При созревании яблок, груш, айвы и других плодов в результате образования суберина повышается прочность их кожицы. Суберин интенсивно образуется в местах повреждения плодов градом, сельскохозяйственными вредителями, при опрыскивании деревьев неправильно приготовленными растворами и т. д. По мере роста плодов их способность образовывать суберин уменьшается, повреждения не закрываются, и в этих местах начинается загнивание.

На поверхности гладких плодов при созревании вместо суберина образуется восковой налет, препятствующий проникновению микроорганизмов к внутренним, более нежным частям. Лежкоспособность плодов при наличии воскового налета повышается.

Происходят изменения и окраски. В результате распада хлорофилла исчезает зеленый цвет. Накапливание окрашенных веществ (каротиноидов и антоцианов) приводит к появлению у плодов различных оттенков.

В плодах многолетних плодовых и однолетних овощных культур происходят биохимические и физиологические процессы созревания семян: становится более прочной оболочка, меняется окраска. Появление коричневой окраски у семян яблок - один из показателей съемной зрелости плодов.

Хранение. При хранении плодов и овощей процессы, происходящие при созревании, продолжаются, но они значительно отличаются от первых. Это происходит в результате того, что объекты хранения (плоды, корнеплоды, луковицы и т. д.) уже отделены от материнского растения (или его части), поступление питательных веществ и воды из почвы прекращается - условия выращивания меняются на условия хранения.

Процессы, происходящие в плодах и овощах при хранении, разделяются на биохимические (изменение химического состава), физиологические (дыхание, образование новых тканей, изменение структуры тканей, дозревание и перезревание) и физические. В результате деятельности микроорганизмов могут развиваться и микробиологические процессы, приводящие к загниванию плодоовощной продукции. При хранении плодов иногда происходят физиологические заболевания, ухудшающие качество продукции вследствие нарушения биохимических процессов.

Биохимические процессы, происходящие в плодах и овощах при их росте и созревании, отличаются от этих процессов при хранении тем, что в последнем случае в основном происходит гидролиз, а не синтез органических соединений. Чем медленнее идет гидролиз, тем дольше хранятся плоды и овощи - идет постепенное дозревание.

При хранении в овощах обычно уменьшается содержание различных веществ. Например, у лежкоспособных сортов тыквы (Столовая зимняя А-5) при уборке может быть 5... 10% крахмала, который при хранении плодов полностью переходит в сахара. В связи с этим количество сахаров увеличивается, а затем начинает уменьшаться, так как они расходуются на дыхание. Соответственно и вкус вначале улучшается, а затем ухудшается.

В первое время хранения у отдельных корнеплодов, например редьки, также идет гидролиз крахмала, продолжается образование суберина в кожице. В этот же период у двулетних овощных культур происходят биохимические процессы, связанные с изменением точек роста, дифференциацией их клеток.

В плодах семечковых культур при хранении изменяется химический состав, происходит дозревание, а при более длительном сроке и перезревание. Крахмал гидролизуется до сахаров, уменьшается количество органических кислот. В результате первоначального увеличения сахаров меняется сахарокислотный индекс (отношение количества сахаров к кислотам): плоды становятся более сладкими. Иногда сладость плодов увеличивает фруктоза, образовавшаяся при гидролизе сахарозы. Фруктоза в 1,7 раза слаще сахарозы.

Во время хранения яблок протопектин гидролизуется до пектина, в результате содержание пектина увеличивается, а прочность мякоти, зависящая от протопектина, уменьшается. Нередко по этому показателю судят о продолжительности хранения плодов. При дальнейшем хранении яблоки перезревают, их мякоть сильно размягчается, пектин гидролизуется на пектиновую кислоту и метиловый спирт, ядовитый для человека; плоды из полезных становятся вредными. Поэтому хранить яблоки дольше установленного срока не рекомендуется.

Содержание витаминов в плодах при длительном хранении уменьшается. Претерпевают соответствующие изменения и дубильные вещества: при хранении они разрушаются, терпкость плодов уменьшается.

Все это свидетельствует о том, что при хранении происходят значительные изменения химического состава. Факторы, влияющие на скорость биохимических процессов, многочисленны: температура, относительная влажность воздуха, состав газовой среды и т. д. Например, повышение температуры усиливает биохимические процессы и способствует развитию микроорганизмов. Необходимо делать все возможное, чтобы замедлить биохимические процессы и продлить тем самым срок хранения плодов и овощей. На продолжительность хранения существенно влияют и физические изменения.

Увядание. Это наиболее часто встречающееся явление. Оно происходит главным образом из-за испарения воды, которое объясняется слабой водоудерживающей способностью протоплазмы (внутреннее содержимое клетки). Интенсивность испарения зависит от структурных особенностей плодов и овощей. В наибольшей степени испаряют влагу листовые овощи, капуста, ягоды. Плоды и овощи с тонкой кожицей, а также невызревшие испаряют влаги больше, чем плоды с прочными, опробковевшими тканями и зрелые.

Увядание - нежелательное явление, так как в результате него продукция теряет товарные качества. При увядании увеличивается проницаемость клеток, что снижает их устойчивость к болезням. Увядание усиливает гидролитическую активность ферментов, поэтому возрастает интенсивность дыхания.

При увядании маточников замедляются процессы дифференциации точек роста, что может привести к образованию "упрямцев" - растений, не дающих семена, а развивающихся только вегетативно. Процессы увядания легко регулируют. Для этого в хранилище поддерживают высокую относительную влажность воздуха или упаковывают продукцию в полиэтиленовые пакеты.

Отпотевание. При хранении плодов, а также моркови, свеклы и других овощей иногда увлажняется верхний слой продукции. Это результат соприкосновения теплого и влажного воздуха, поднимающегося из слоя продукции, с холодным верхним слоем, что приводит к конденсации влаги. Влага может сконденсироваться и на потолке, а с него попасть на продукцию.

Влага, находящаяся на поверхности овощей и плодов, - благоприятная среда для развития микроорганизмов. В этом случае потери от болезней бывают намного выше, чем от увядания.

Замерзание. При низких температурах хранения плоды и овощи могут замерзнуть. Такая продукция теряет свои пищевые качества и после оттаивания не может храниться дальше, теряет сок, темнеет и быстро загнивает. Температура замерзания плодов и овощей неодинакова: для листовых овощей она составляет около минус 1 °С, для корнеплодов - ниже минус 1 °С, для яблок (в зависимости от сорта) - минус 1,5...минус 2,5 °С. Но последние могут находиться в переохлажденном состоянии незамороженными даже при температуре минус 3... минус 5°С. Из всех культур резко выделяется лук острых сортов. После длительного хранения при температуре минус 3... минус 5°С он оттаивает и нормально прорастает.

Самосогревание. К процессам, происходящим при хранении, относится и самосогревание плодов и овощей. Оно возникает в результате хранения продукции большим слоем при недостаточной вентиляции. При дыхании плодов и овощей выделяется тепло, накапливающееся в массе продукции.

3. УСТОЙЧИВОСТЬ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ ПРИ ХРАНЕНИИ

Устойчивость плодов и овощей к болезнетворным микроорганизмам и физиологическим расстройствам играет большую роль в продлении срока хранения. Это свойство зависит в первую очередь от сортовых особенностей культуры. Например, капуста сорта Амагер 611 более устойчива к серой гнили, чем кочаны сорта Московская поздняя 115, поэтому и хранится лучше. Иммунные, не восприимчивые к болезням сорта противодействуют проникновению гриба в ткань. В ответ на поражение гнилями в растениях накапливаются токсичные для паразита антибиотические вещества - фитоаллексины, играющие защитную роль.

Устойчивость плодов и овощей зависит от плотности тканей и кожицы, наличия воскового налета, степени зрелости, механических повреждений и т. д. В этом случае нарушается защитный слой, и микроорганизмы свободно проникают к нежным тканям.

На это свойство влияет и химический состав. Такие вещества, как полифенолы, гликозиды, фитонциды и прочие, обладают фунгитоксическими свойствами, т. е. препятствуют развитию болезней.

Устойчивость к механическим повреждениям зависит от толщины и строения кожицы, содержания клетчатки, интенсивности образования суберина. У различных плодов и овощей и даже сортов толщина покровного слоя не одинакова. Например, у редьки он прочнее, чем у свеклы и тем более у моркови. А у моркови сорта Шантенэ 2461 покровный слой толще, чем у корнеплодов сорта Нантская 4. Хорошо вызревшие кочаны, корнеплоды более устойчивы к механическим повреждениям.

Высокая естественная устойчивость плодов и овощей может быть снижена при неправильной уборке (невызревший материал, механические повреждения) и неправильном размещении продукции на хранение. Например, если разместить в одном штабеле капусту лежко- и нележкоспособного сортов, то нележкоспособные кочаны начнут быстро гнить, и эта гниль распространится на лежкоспособные. Подмораживание овощей снижает их лежкоспособность, так как замороженные ткани погибают, а многие болезни развиваются только на мертвых тканях (например, серая гниль на кочанах капусты).

При хранении устойчивость к болезням постепенно уменьшается в результате ослабления физиологических процессов. Более того, нарушение окислительно-восстановительных процессов вызывает физиологические заболевания. В хранилище плоды и овощи находятся в большем контакте друг с другом, чем в саду или на плантации, что облегчает распространение инфекции. Применять против болезней химические препараты в хранилищах труднее, чем в поле. Чтобы снизить потери при хранении, используют лежкоспособные сорта, убирают продукцию без механических повреждений, размещают в хранилищах с учетом биологических особенностей и создают оптимальный режим хранения.

Контрольные вопросы

1. Расскажите о пищевом значении плодов и овощей.

2. Каковы причины порчи продукции?

3. Перечислите требования, предъявляемые к качеству овощей, плодов, ягод.

4. Перечислите изменения, происходящие в плодах при созревании.

5. Какие биохимические процессы происходят в плодах и овощах при хранении?

6. Расскажите о биохимических изменениях, возникающих при хранении плодов и овощей, Какова их роль в увеличении срока хранения?

7. В чем проявляется устойчивость плодов и овощей к болезнетворным микроорганизмам, физиологическим расстройствам и механическим повреждениям?

8. Назовите причины, которые могут снизить естественную устойчивость плодов и овощей.

9. Из-за чего уменьшается устойчивость плодов и овощей к болезням при хранении?