Реферат: Зависимость интенсивности дыхания растительных продуктов от температуры

мякоть

Картофель

целые клубни

кожица

покоящиеся глазки

мякоть

При понижении температуры интенсивность дыхания плодов снижается и соответственно дыхательный коэффициент умень­шается. Так, по данным Ф. В. Церевитинова, дыхательный ко­эффициент для яблок сорта Канада составляет 1,14 при 30 °С и 0,88 при 0 °С. У большинства продуктов растительного про­исхождения дыхание прекращается при температуре около —10 °С. У растений, переносящих в естественных условиях су­ровые зимы, дыхание отмечается при —20°С и более низких температурах.

Дыхание зависит от газового состава окружающей атмо­сферы. При понижении концентрации кислорода интенсивность дыхания снижается, при увеличении возрастает. Интенсивность дыхания снижается вследствие увеличения концентрации угле­кислого газа.

Когда содержание кислорода в окружающей атмосфере уменьшается ниже определенного предела или при полном от­сутствии кислорода, клетки продуктов растительного проис­хождения переходят к так называемому интрамолекулярному или бескислородному дыханию, представляющему собой в хи­мическом отношении брожение.

Брожение наряду с дыханием является основной формой диссимиляции веществ в организме. При дыхании суммарный выход энергии велик, а конечными продуктами являются не­органические соединения углекислого газа и воды. При брожении выход энергии значительно меньше, органический мате­риал не распадается до конца и накапливаются относительно богатые энергией органические вещества.

Для большинства тканей продуктов растительного проис­хождения характерна способность к спиртовому брожению, для некоторых — к молочнокислому.

Начальные стадии дыхания и брожения одинаковы, но в анаэробных условиях процесс диссимиляции углеводов пре­кращается на стадии гликолиза при молочнокислом брожении либо на стадии образования ацетальдегида и этанола при спиртовом.

Переход к интрамолекулярному дыханию у растений может быть частичным, что определяется не только составом газо­вой среды, но и физиологическим состоянием организма. Так, бескислородное дыхание отмечается в период созревания пло­дов. При полном отсутствии кислорода переход исключительно к интрамолекулярному дыханию приводит к гибели организма, так как накапливающийся этанол губительно действует на жи­вую клетку.

4)ХРАНЕНИЕ ПЛОДОВ В РЕГУЛИРУЕМОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЕ

При хранении плодов практически единственной формой их взаимодействия с окружающей средой является дыхательный газообмен. Поэтому их жизнедеятельность в роцессе хранения в значительной степени определяется составом окружающей атмосферы. Изменяя определенным образом газовую среду, например повышая содержание углекислого газа и уменьшая содержание кислорода, можно снизить интенсивность обменных процессов в хранимых плодах, для того чтобы отделить состоя­ние климактерия и старения плода. На подавлении жизнедея­тельности путем создания определенного состава атмосферы основано хранение плодов в регулируемой газовой среде.

Для паренхимной ткани плодов характерно наличие обшир­ных межклеточных пространств, заполненных газом. Газовый состав внутренней атмосферы плодов устанавливается в резуль­тате динамического равновесия между интенсивностью потреб­ления кислорода и выделением углекислого газа, с одной сто­роны, и скоростью диффузии этих газов — с другой. Обмен с окружающей средой происходит через кутикулу, которая за­трудняет циркуляцию газов, вследствие чего внутри плода со­здается своеобразная газовая атмосфера с повышенным содер­жанием углекислого газа и пониженной концентрацией кисло­рода. Характерно, что состав атмосферы в межклетниках неодинаков: в расположенных ближе к поверхности межклет­никах состав атмосферы более близок к составу окружающей среды. Газовый состав в межклетниках у разных плодов раз­личен, изменяется с их возрастом и зависит от температуры и наружной атмосферы.

Кутикула плодов разных сортов различается по толщине и составу, в результате чего поступление внутрь кислорода и его концентрация в межклетниках и клеточном соке также варьи­руются. В связи с этим одни плоды будут испытывать недоста­ток кислорода или избыток углекислого газа, тогда как для других эта же газовая среда окажется благоприятной.

Кислородные оптимумы дыхания неодинаковы на разных этапах развития плода, а также смещаются под воздействием температурного фактора. При 30 °С оптимальной является 5 %-ная концентрация кислорода, при температуре 10 °С и ниже—1 %-ная. Повышенные концентрации углекислого газа особенно благоприятны для задержки обменных процессов в плодах в постклимактерическом состоянии.

Итак, состав газовой среды при хранении плодов должен быть таким, чтобы сохранить нормальный дыхательный газо­обмен, не нарушить соотношение между аэробной и анаэробной фазами дыхания при одновременном замедлении процессов со­зревания. При этом необходима правильная корреляция между температурой хранения, концентрациями углекислого газа и кислорода в окружающей атмосфере и состоянием плодов при­менительно к данному сорту и с учетом места его произраста­ния, размеров, степени зрелости, районов выращивания, кли­матических условий года и других факторов.

При хранении, плодов в атмосфере, содержащей повышен­ные количества углекислого газа, последний проникает в меж­клетники паренхимной ткани. Благодаря хорошей растворимо­сти углекислого газа в водных растворах и липидах он поступает в клетки и растворяется в клеточном соке. Влияние повы­шенной концентрации углекислого газа на метаболизм клетки проявляется прежде всего в подавлении дыхания, что объясня­ется действием углекислого газа на процесс декарбоксилирования яблочной кислоты.

В реакции декарбоксилирования яблочной кислоты до пировиноградной углекислый газ является одним из конечных продуктов. Поэтому избыток его в среде сдвигает равновесие реакции влево, препятствуя расщеплению субстрата. Кроме этого углекислый газ блокирует систему малик-фермента. Он является также конкурентным ингибитором этилена и тормозит созревание плодов.

Углекислый газ стимулирует биосинтез жирных кислот, уча­ствующих в образовании поверхностных восков, что приводит к снижению проницаемости кутикулы.

Являясь антисептиком, углекислый газ задерживает разви­тие микроорганизмов на поверхности плодов. Наиболее чув­ствительны к действию углекислого газа плесневые грибы.

Однако значительное повышение содержания углекислого газа может вызвать физиологические заболевания.

Допустимые концентрации углекислого газа находятся в пределах 2,5—10 %. При хранении плодов в атмосфере с по­вышенным содержанием углекислого газа не рекомендуется поддерживать температуру ниже 2—2,5 °С.

К повышенным концентрациям углекислого газа более чув­ствительны недозрелые плоды.

При хранении в измененной газовой атмосфере на биохими­ческие процессы в плодах влияют не только повышенные кон­центрации углекислого газа, но и пониженные концентрации кислорода.

При понижении концентрации кислорода до 3—5 % дыхание ослабляется, но сохраняется его нормальный характер и дыха­тельный коэффициент равен единице. При дальнейшем пони­жении содержания кислорода в окружающей плоды атмосфере наблюдаются некомпенсированное выделение углекислого газа плодами и нарушение нормального процесса дыхания.

Влияние пониженного содержания кислорода сказывается в основном на биосинтезе этилена: плоды перестают синтези­ровать метионин, являющийся предшественником этилена, что приводит к задержке созревания плодов. Пониженные концент­рации кислорода вызывают ослабление активности полифенол-оксидазы и снижают устойчивость плодов к действию низких положительных температур.

Таким образом, каждый компонент газовой среды оказывает специфическое воздействие на плоды при хранении, в то же время влияние на биохимические процессы в плодах изменен­ной газовой среды более сложно. Характерно, что газовые смеси, различные по составу, используемые для хранения плодов, не снижают, а лишь отделяют на некоторый срок начало климактерического подъема дыхания: замедляются процессы распада и расходования основных запасных веществ в плодах, уменьшается расход сахара на дыхание, задерживается преоб­разование крахмала в сахар, тормозится гидролиз протопек­тина, приостанавливается изменение цвета, так как уменьша­ется гидролиз хлорофилла, хорошо сохраняется аромат плодов.