CHEMIA MROŻONEJ ŻYWNOŚCI -wykład 2

Czynniki biologiczne:

1. Odmiana - występują znaczne różnice w trwałości przechowalniczej różnych odmian w obrębie tego samego gatunku

Odmiana nie ma jednak większego znaczenia na trwałość przechowalniczą w przypadku buraków, pietruszki, selerów.

ZDROWOTNOŚĆ WARZYW PRZEZNACZONYCH DO PRZECHOWYWANIA

Warzywa przeznaczonych do długotrwałego przechowywania powinny być zdrowe, dobrze wyrośnięte, bez uszkodzeń mechanicznych. Mechaniczne uszkodzenia obniżają trwałość przechowalniczą warzywa.

Kształt korzeni ma również wpływ na okres przechowywania, lepiej przechowują się korzenie o kształcie walcowatym i stożkowym niż cylindrycznym.

ZMIANY FIZYCZNE I FIZJOLOGICZNE ZACHODZĄCE PODCZAS PRZECHOWYWANIA WARZYW

• Oddychanie - jest to rozkład pod wpływem tlenu atmosferycznego (proces utleniania) zw. Organicznych (cukrów, polisacharydów, kw. Organicznych) do zw. prostych (woda, dw. węgla)

Etapy oddychania tlenowego:

1. Oddychanie tlenowe: glikoliza + dekarboksylacja oksydacyjna pirogronianu odbywa się w cytoplazmie i polega na rozkładzie glukozy i wytworzeniu pirogronianu, który ulega dekarboksylacji

2. Cykl kw. cytrynowego (cykl Krebsa) - zachodzi w matrix mitochondrialnym i polega na utlenianiu czynnego octanu

3. Utlenianie końcowe w łańcuchu oddechowym w wyniku którego NAD jest redukowany do NADH i tworzy się ATP jako związek magazynujący energię w komórce.

Oddychanie beztlenowe (fermentacja) - może zachodzić przy niedostatku tlenu w otoczeniu, następuje rozkład glukozy do etanolu i dw. węgla:

Jest procesem niekorzystnym, ponieważ metabolity (etanol, kw. octowy) powodują destrukcyjne zmiany w komórkach, zmiany właściwości sensorycznych warzyw.

Oddychanie warzyw ma wpływ na szereg czynników o znaczeniu praktycznym, są to:

1. Straty suchej masy (ok. 1% na miesiąc) - utrata substancji zapachowych i zapasowych

2. Produkują dw. węgla - efekt hamujący oddychanie

3. Obniżenie zawartości tlenu poniżej bezpiecznego poziomu (może prowadzić do oddychania beztlenowego)

4. Wydzielanie ciepła do otoczenia (ciepło trzeba odbierać przez schładzanie)

Podczas oddychania zarówno tlenowego jak i beztlenowego powstaje energia cieplna, ilość wydzielonego ciepła jest jednym z ważniejszych parametrów niezbędnych do prawidłowego doboru wydajności urządzeń chłodniczych.

Intensywność oddychania zależy od wielu czynników: gatunku warzyw, odmiany, fazy dojrzałości oraz od czynników zewnętrznych: temp. składu gazowego atmosfery, światła i etylenu.

Intensywność oddychania - jest to ilość wydzielonego ciepła lub dw. węgla na jednostkę masy w jednostce czasu J/kg*h

ETYLEN - powstaje w czasie przechowywania np. jabłek, bananów- one wydzielają go najwięcej. Etylen obniża wszystkie cechy sensoryczne (aromat, zapach), plamy na owocach. Jest on przyśpieszaczem starzenia się np. kwiatów stojących obok jabłek czy bananów.

Współczynnik oddechowy - jest to stosunek objętościowy wydzielanego dw. węgla do pochłoniętego tlenu. Współczynnik ten zależy od spalonego substratu oraz stopnia utlenienia produktów końcowych (od zawartości tlenu w atmosferze)

Współczynnik oddechowy : cukry = białka + kw. organiczne

Na podstawie intensywności oddychania obliczyć ilość wydzielonego ciepła:

- na 1 mol wydzielanego CO₂ przypada 2760kJ wiec 2760:6=460kJ

1 mol CO₂=44g czyli na 1g wydzielanego CO₂ przypada: 460kJ:44=10,45kJ

Wiec na 1mg CO₂ przypada 10,45kJ

Przy intensywności oddychania cebuli wynoszącej 5mg CO₂ *kg^-1*h^-1 produkcja ciepła z 1 tony w ciągu doby:

10,45kJ * 5 * 1000 * 24 = 1254000J = 1,254 t^-1

Wzrost temp. w ciągu jednej doby podczas przechowywania cebuli w 0°C wyniesie

TRANSPIRACJA - jest to proces fizyczny polegający na wyparowywaniu wody zawartej w warzywach przez ich powierzchnię (skórkę, kutykulę, aparaty szparkowe). Jest ona głównie przyczyną ubytków masy przechowywanych warzyw. Ubytki wody prowadzą do pobudzenia procesu hydrolizy i zaburzeń enzymatycznych u warzyw liściastych jest przyśpieszony rozkład chlorofilu i utrata zielonej barwy. Proces transpiracji zależy od czynników genetycznych, zawartości pary w otoczeniu cyrkulacji powietrza.

Straty wody w procesie transpiracji mogą stanowić od 75-85% ogólnych ubytków masy powstałych podczas przechowywania, a pozostałe 15-25% to straty substancji zapachowych zużytych w procesie oddychania.

Transpiracja uzależniona jest od:

1. temp. powietrza - proces przebiega intensywniej przy dużym niedoborze pary wodnej w atmosferze

2. wilgotność względna powietrza - im wyższa wilgotność względna powietrza tym ubytki wody ze składowanych warzyw będą mniejsze

W celu ograniczenia procesu transpiracji należy w komorach przechowalniczych utrzymywać wilgotność względną powietrza w granicach 98-100% oraz niską temp.

3. Ruchy powietrza - intensywny ruch ciepła w komorze przyśpiesza proces transpiracji, bo usuwa bezpośrednio z otoczenia warzyw powietrze zawierające dużo pary wodnej.

Ubytek nawet stosunkowo niedużych ilości wody z tkanek powoduje:

1. Przyśpieszenie produkcji etylenu

2. Wzrost temp. dojrzewania

3. Zwiększenie intensywności oddychania

4. Zmiany w strukturze epidermy

5. Zmniejszenie odporności warzyw na porażenia przez choroby

6. Wzrost starzenia się

7. Pogorszenie jakości i skrócenie okresy przechowywania

Wzrost i rozwój - po zbiorze częstą przyczyną dużych strat przechowalniczych (cebula, ziemniak). Przechowywanie warzyw w możliwie niskiej temp. pozwala na max ograniczenie strat spowodowanych wzrostem rozbiorczym. Wzrost warzyw można ograniczyć przez stosowanie metod inhibicji wzrostu np. traktowanie warzyw egzogenami wzrostu (hydrazydem maleinowym lub metodą radiacji).

Dojrzewanie i starzenie się - procesy fizjologiczne związane z dojrzewaniem u niektórych warzyw nie kończą się z chwilą zbioru. W czasie dojrzewania zachodzą przemiany:

- barwy (pomidor, papryka - zanik chlorofilu, synteza karotenoidów - likopen, karoten)

- zawartość cukrów kosztem hydrolizowanej skrobi (pomidor, melon)

- cukrów w skrobi (kukurydza cukrowa, groch) - twardnienie wynika z syntezy, mają długi okres przechowywania, nie nadają się na przetwórstwo

- rozkład protopektyn i rozpuszczanie pektyn - twardnienie

- synteza zw. aromatycznych (estry - melon, olejki eteryczne - marchew, pietruszka, cebula, czosnek)

ZMIANY SKŁADU CHEMICZNEGO

Do najbardziej istotnych zmian należą zmiany zawartości witamin, cukrów, zw. pektynowych, zw. biologicznie czynnych

Zmiany zawartości witamin:

WITAMINA C - jest nietrwała, łatwo ulega utlenieniu (zwłaszcza gdy zmniejsza się kwasowość środowiska)

Reakcja utleniania katalizują przede wszystkim metale ciężkie. Stabilizująco na Wit C działają zw. z grupy antyutleniaczy np. inhibitory enzymów utleniających (antocyjany), stabilizatory zdolne do wiązania się z kw. askorbinowym np. polifenole oraz środowisko kwaśne

---