Курсовая работа: Классификация, условия хранения плодоовощных товаров и процессы, протекающие при этом
Поддержание процессов жизнедеятельности на необходимом уровне – неотъемлемое условие сохраняемости плодов и овощей. При хранении им необходимо создать такие условия, которые замедляли бы, но не прекращали, процессы, свойственные нормальному функционированию живого организма.
Процессы, происходящие при хранении свежих плодов и овощей, можно подразделить на физические, физиолого-биохимические, анатомо-морфологические, микробиологические.
По функциональному назначению большинство из указанных процессов предназначено для осуществления основной биологической цели – сохранения жизнеспособности меристематических тканей для вегетативного или генеративного размножения. Определяющими процессами жизнедеятельности являются дыхание и испарение воды. Другие процессы имеют своей целью либо поддержание на необходимом уровне этих процессов, либо обеспечение естественной устойчивости против неблагоприятных внешних воздействий.
Физические процессы обусловлены влаго- и тепловыделениями растительных организмов, а также выпадением воды на поверхности.
Испарение воды – это переход воды в пар и диффузия его по межклеткам, через устьица и чечевички плодов и овощей в окружающее пространство. В вегетационный период испарение воды более или менее уравновешивается поступлением ее от корней растений. В отличие от этого при хранении продукции испарение воды вызывает ее потери, а следовательно, убыль массы в целом. Потеря воды, как показали исследования, составляет в зависимости от вида, сорта и условий хранении от 50 до 90%, а иногда даже меньше.
Биологическое назначение процесса испарения воды заключается в нескольких функциях: отводе физиологического тепла, выделяемого при дыхании, что предупреждает повышение температуры в тканях; перемещение веществ в растворенном состоянии в различные части плодов и овощей.
Испарение воды происходит в основном через устьица и чечевичку, в меньшей мере – через кутикулу. Перидерма не пропускает воду, так как суберин газо- и водонепроницаем. Устьичная транспирация состоит из собственно испарения воды с поверхности влажных клеток мезофилла и диффузии через устьица водяного пара, образовавшегося в межклетках.
Потери воды могут привести в обратимому (временному) и необратимому (длительному) увяданию. При обратимом увядании растительные клетки могут поглощать водяные пары через открытые устьица и кутикулу при насыщении ими окружающей среды. При этом клетки восстанавливают тургор (в них снижается осмотические и повышается тургорное давление) и нормальный обмен веществ.
При необратимом увядании тургорное состояние и нормальный обмен веществ не восстанавливаются, поглощение воды не происходит или происходит очень медленно, в результате ткани быстрее подвергаются микробиологическое порче, чем восстанавливаются. Активность ферментов изменяется из-за повышенного осмотического давления. Ферменты, регулирующие превращения крахмала в сахар, подвергаются необратимым процесса. Недостаток сахаров вызывает нарушение энергического обмена и снижает естественную устойчивость, поэтому увядшая продукция быстрее подвергается микробиологической порче. У увядших плодов и овощей, особенно при необратимом увядании, увеличивается проницаемость протопласта, возрастает интенсивность дыхания, что вызывает возрастание потерь.
Для предотвращения нежелательных последствий увядания за счет транспирации воды применяют вещества, называемые антитранспирантами. Это парафин, полиэтилен, полихлорвиниловый спирт.
На интенсивность испарения воды влияют водоудерживающая способность тканей, их обводненность, состояние покровных тканей (толщина перидермы, кутикулы, наличие повреждений, состояние устьиц и чечевичек), а также влажность воздуха, температура, воздухообмен.
Сильная обводненность плодов и овощей из-за дождливой погоды, обильных поливов, особенно в предуборочный период, усиливает испарение воды как с поверхности, так и из глубинных слоев мякоти.
Наличие повреждений механических, за счет сельскохозяйственных вредителей, а также микробиологических болезней повышает интенсивность испарения воды вследствие нарушения целостности покровных тканей, усиления дыхания. Так, механически поврежденная морковь в первые две недели теряла на 1,14-2,50% воды больше, чем неповрежденная.
Наибольшее влияние на интенсивность испарения воды плодами и овощами оказывают относительная влажность воздуха и температура при хранении. Повышенная влажность и пониженные температуры замедляют испарение воды. Однако чрезмерно высокая влажность воздуха даже при незначительных колебаниях температуры может вызвать конденсацию водяных паров на поверхности продукции и тары.
Конденсация – явление отрицательное, так как образование капельножидкой влаги или «инфекционных капель» на поверхности продукции создает благоприятные условия для ее микробиологической порчи. При хранении стремятся предупредить конденсацию («отпотевание») продукции путем поддержания равномерного температурно-влажностного режима или укрытия поверхности изолирующими материалами, поглощающими конденсированную влагу.
Отпотевание продукции наиболее часто встречается при начальной стадии хранения картофеля и овощей в закромах, секциях, буртах, траншеях, а также при хранении их в полиэтиленовых мешках и складышах. При хранении картофеля с естественной вентиляцией помогает укрытие ее соломой, мешками, слоем свеклы, а также наличие гребней и впадин на поверхности насыпи.
Причина выпадения конденсата – тепловыделение продукции, в результате которого образуется перепад температур на границе теплого воздуха, нагретого физиологическим теплом, и холодного воздуха хранилищ.
Таблица 1
| Виды плодов и овощей | Количество выделяемого тепла в сутки при разных температурах, ккал | ||||
| 0о С | 2о С | 5о С | 10о С | 20о С | |
| Яблоки | 220 | 260 | 430 | 640 | 1500 |
| Лимоны желтые | 220 | 270 | 400 | 670 | 1200 |
| Картофель | 380 | 360 | 320 | 400 | 700 |
| Капуста белокочанная | 400 | 480 | 650 | 920 | 2400 |
| Морковь | 390 | 570 | 690 | 730 | 2300 |
| Лук репчатый | 320 | 340 | 430 | 580 | 1080 |
| Томаты | 360 | 370 | 470 | 750 | 2000 |
Как видно из таблицы 1, интенсивность тепловыделения зависит больше от температуры хранения, чем от особенностей вида продукции. Так, при температуре 20о С она наибольшая, при 0о С и близкриоскопических температурах – наименьшая. При критических температурах, вызывающих замерзание продукции и гибель живых растительных клеток, тепловыделение прекращается полностью.
Замерзание – отрицательный процесс для жизнедеятельности свежих плодов и овощей, свойства которых значительно изменяются. В них нарушаются процессы ассимиляции и диссимиляции в сторону необратимого разрушения.
Температура замерзания разных плодов и овощей колеблется от -0,5 до
-5о С (наименьшая – у огурцов, наибольшая – у винограда, орехов).
Замерзание плодов и овощей происходит ступенчато: при понижении температуры ниже точки замерзания наступает переохлаждение продукции, кристаллы льда при этом не образуются. Затем начинается льдообразование с выделением скрытой теплоты, в результате температура тканей на некоторое время повышается и вновь падает. Температурой замерзания считается наивысшая точка температуры переохлаждения, после которой температура вновь снижается. [4, с.101-104]
Физиолого-биохимические процессы происходят в плодах и овощах при участии ферментов.
Дыхание – важнейший процесс, лежащий в основе всех процессов жизнедеятельности плодов и овощей.
В хранящихся плодах и овощах большинство процессов жизнедеятельности являются эндергоническими, т.е. происходящими только благодаря притоку энергии. Основным источников энергии для них является процесс окислительного фосфорилирования в митохондриях, при котором продукты фотосинтеза (углеводы, органические кислоты, белки, жиры и пр.) окисляются с выделением заключенной в них энергии (свободной энтальпии). При этом поглощается кислород и выделяется углекислый газ и вода, т.е. неорганические соединения, бедные энергией.
Процесс дыхания осуществляется через экзергонические реакции, происходящие с выделением небольшого количества энергии, которая в основном используется на процессы жизнедеятельности растительных клеток (2/3 выделяемой энергии) и лишь частично выделяется во внешнюю среду в виде физиологического тепла.
В ходе дыхания образуются нестойкие промежуточные соединения, служащие исходными продуктами для синтетических процессов. Поскольку основой жизнедеятельности, как и в период выращивания, остаются процессы ассимиляции и диссимиляции, то при хранении растительный организм пытается наиболее значимые из них поддерживать на необходимом уровне (распад и синтез белков, ферментов и др.). Однако при отсутствии притока питательных веществ поддержание этого равновесия возможно лишь за счет необратимого распада сложных органических соединений, являющихся субстратами для дыхания.
Ведущее место среди них в плодах и овощах принадлежит углеводам, и в первую очередь моносахаридам, затем органическим кислотам, жирам, белкам и фенольным соединениям. Суммарное уравнение химических превращений моносахаров при дыхании плодов и овощей выглядит следующим образом: