7.2. Загальні морфологічні і фізіологічні особливості об єктів зберігання

Кліматичні умови України сприятливі для вирощування бага­тьох плодово-ягідних та овочевих культур. Однак урожай деяких культур швидко псується, тому його використовують у день збиран­ня, а плоди інших культур надходять на зберігання. Стійкість до транспортування та механічних пошкоджень залежить також від будови плодів та їх шкірних покривів. Уся продукція плодівництва та овочівництва, крім горіхоплідних та деяких видів гарбузових, має тонку шкірку, що не протидіє ударам, від яких травмуються ніж­ні високообводнені тканини. Великі плоди при падінні травмуються більше, однак під час зберігання насипом витримують більші наван­таження, ніж середні та особливо дрібні.

Покривні тканини плодів, овочів, картоплі, як і покривні ткани­ни інших рослинних органів, складаються з клітин та міжклітин­ників. Як уже зазначалося, через низький вміст білків та колоїдів у плодах мало зв'язаної води, яка через клітинну оболонку легко ви­паровується при низькому тиску водяної пари навколишнього (сухо­го) повітря. Дрібні плоди, які мають значну поверхню випаровуван­ня, завжди швидко в'януть при низькій вологості повітря. Межа в'янення, нижче якої плоди втрачають здатність відновлювати тур­гор, така: бульб картоплі — 5 %, моркви, буряків 6-7, листкових овочів 3 — 4 %. Тому для нормальної життєдіяльності, щоб підтри­мати тургор, більшість плодів зберігають в умовах високої відносної вологості повітря або коли вологість дорівнює чи перевищує вміст води в об'єкті, що зберігається.

Якщо відносна вологість навколишнього середовища висока, то невеликі втрати води при в'яненні можуть відновлюватись. При різкому зниженні температури навколишнього середовища утво­рюється конденсаційна волога на плодах, а отже, виникають спри­ятливі умови для розвитку мікрофлори, яка викликає захворю­вання плодів (табл. 32, 33).

У будь-якій продукції рослинництва під час зберігання відбу­вається процес дисиміляції — розкладання запасних речовин та вивільнення енергії, яка використовується на підтримання діяль­ності і продовження онтогенезу. Останній залежно від виду плодів має певну спрямованість: для репродуктивних органів — це дозрі­вання насіння, тобто закінчення онтогенезу; для органів вегетати­вного походження (бульб) та дворічників (коренеплоди, цибулини, що є проміжною ланкою тривалого періоду онтогенезу), — дисимі­ляція (дихання), тобто диференціація бруньок та продовження он­тогенезу.

Таблиця 32. Інтесивність виділення води овочами за різних температур зберігання

(за М. М. Івакіним)

Таблиця 33. Вплив температури при зберіганні

на вихід повноцінних бульб картоплі

Інтенсивність дисиміляції залежить як від зовнішніх факторів (температури і відносної вологості повітря при зберіганні), так від самого плоду (умов вирощування, ступеня стиглості, травмованості, сорту та ін.)

У великих плодах процес дисиміляції лише у зовнішніх шарах відбувається за участю кисню, тобто здійснюється аеробне дихання, а дихання решти тканин внутрішніх частин плодів — анаеробне. Тому дихальний коефіцієнт (відношення виділеного вуглекислого газу до поглинутого кисню) для плодоовочевих культур більший за одиницю. Кількість теплоти, яка виділяється під час дихання, за­лежить від виду плодів чи овочів, їх фізіологічного стану і зовнішніх умов середовища. Так, інтенсивність дихання бульб ранньої картоп­лі в основний період зберігання більша, ніж пізньої, а гострих сортів цибулі — менша, ніж напівгострих та солодких. Наприклад, цибуля і картопля, які перебувають у стані спокою, виділяють під час ди­хання теплоти 1-3 МДж/т за добу, а капуста — до 4 МДж/т за го­дину. Інтенсивність дихання залежить переважно від фізіологічно­го стану овочів. Після механізованого збирання, коли плоди трав­мовані, інтенсивність їх дихання зазвичай досить висока. Для бульб та коренеплодів її можна порівнювати з інтенсивністю дихання плодів у процесі заживлення ран (табл. 34). Щодо інших плодів тре­ба цілеспрямовано знижувати інтенсивність дихання, штучно ство­ривши середовище з низькою температурою та з меншим доступом кисню.

Таблиця 34. Вплив умов середовища на товщину шару загоювання ран на бульбі картоплі, мк (за С. Ф. Поліщуком)

Дослідження останніх років дали змогу виявити різну інтенсив­ність дихання різних тканин плода: у шкірних покривах та підшкір­ній тканині завдяки доброму доступу кисню вона вища, ніж у внут­рішніх тканинах.

Період спокою у плодів може бути довгим — з низькою і корот­ким — з високою інтенсивністю дихання. Поняття спокою прита­манне для бульб, коренеплодів, цибулин, головок капусти та інших, тобто для рослин з дворічним циклом розвитку. У період спокою в них відбувається диференціація бруньок. Для кожного виду овочів лише за певних температурних умов відбувається проходження ди­ференціації — закладання генеративної бруньки, з якої розвивати­меться квітконос. Тому залежно від цільового призначення закла­деної на зберігання овочевої продукції або створюють відповідні умови для проходження диференціації бруньок (для овочів насінно­го призначення, з яких у наступний вегетаційний період вирощува­тимуть насіння), або, навпаки, запобігають їй — восени у корене­плодів продовольчого призначення зрізують верхівкову бруньку.

У фруктів, ягід, плодових овочів, які містять насіння, природного періоду спокою немає. Через високу інтенсивність їх дихання насін­ня всередині плода (яблук, помідорів, ягід та ін.) швидко достигає і строк зберігання закінчується. Враховуючи це, для продовження періоду дозрівання насіння штучно створюють несприятливі для ін­тенсивного дихання умови (холод, зміна газового складу повітря) і досягають пізнішого настання фізіологічної (повної) стиглості, яка збігається з набуттям плодом найкращих товарних та харчових якос­тей (плодові овочі, яблука, айва, груші, цитрусові та ін.). Ці плоди не мають здатності заліковувати пошкодження, тому в день збору їх за­кладають у холодильники, що є однією з умов тривалого зберігання.

Підвищення інтенсивності дихання плодоовочевої продукції че­рез деякий час після зберігання (навіть у холодильниках) зумовле­не різними причинами. Так, для бульб, коренеплодів, цибулевих, капустяних настає такий період, коли починається їх проростання, і в цей час інтенсивність дихання збільшується в десятки разів. У деяких плодових (яблук, груш, слив та ін.) вона зростає наприкінці дозрівання насіння, і цей період називається клімактеричним. Він збігається з періодом дозрівання насіння. Потім м'якоть плода уже не потрібна для достигання насіння, оскільки між ними втрачаєть­ся функціональний зв'язок, і тканина плода швидко перезріває, втрачаючи свої товарні та споживчі якості. Багато плодів (цитрусові, дині та ін.) не мають виражених ознак клімактеричного періоду, однак після досягнення насінням стиглості лежкість їх знижується.

При проходженні періодів будь-якого фізіологічного стану на ін­тенсивність дихання впливають температура (чим вона вища, тим більша інтенсивність дихання), вологість і доступ кисню (табл. 35). Зокрема, вологість по-різному впливає на збереженість плодів. У одних (цибулеві) з підвищенням відносної вологості повітря посилю­ється інтенсивність дихання, в інших, навпаки, із зниженням відно­сної вологості повітря порушується стан тургору, що призводить до посилення інтенсивності дихання.

При більшому доступі кисню (наприклад, до порізаних плодів та бульб), а також при будь-якому коливанні температури інтенсивність дихання підвищується. Для деяких видів плодів існує залежність ін­тенсивності дихання від температури та газового складу повітря.

Загальним правилом при зберіганні всіх плодів є зниження ін­тенсивності дихання з обмеженням доступу до них кисню.

Інтенсивність дихання впливає на інші фізіологічні зміни плодів під час зберігання, зокрема на тривалість періоду спокою і настання проростання у дворічників та на швидкість дозрівання плодів гене­ративного походження.

Тривалість періоду спокою є характерною особливістю певного сорту — у пізніх сортів він більш тривалий, у ранніх — менш три­валий. Він також залежить від кількості запасних поживних речо­вин у плоді — чим їх більше, тим довший цей період. Нездатність до проростання у перший період спокою, як правило, пов'язана з відсутністю поділу клітин меристемної тканини, поштовхом до якого є на­громадження певної кількості нуклеїнових кислот, які сприяють початку поділу клітин, тобто початку проростання. Для їх утворен­ня потрібна енергія, що вивільняється під час дихання.

Таблиця 35. Інтенсивність дихання овочів залежно від якості продукції, температури та строків зберігання

(за М. М. Івакіним)

Тривалість періоду спокою пов'язана також з наявністю природ­них інгібіторів у плодах, кількість яких максимальна на початку і майже відсутня наприкінці їх зберігання. Проростання прискорю­ється також етиленом, що утворюється у плодах при анаеробному диханні, яке завжди відбувається у внутрішніх тканинах.

Усі фактори, що посилюють інтенсивність дихання (температура, наявність кисню, коливання температур та ін.), спричинюють появу енергії, яка не вся йде на підтримання життєдіяльності організму. Надлишок її викликає синтез усіх фракцій РНК та появу фракції високомолекулярної РНК, з утворенням яких змінюється фізіологі­чний стан меристеми і вона починає ділитися, приводячи до іншого фізіологічного стану весь організм — закінчення періоду спокою та початку проростання. Для гальмування періоду проростання вико­ристовують різні інгібітори (найчастіше гідрел — кислу 2-хлоретил-фосфонову кислоту), які одночасно підвищують стійкість овочів про­ти хвороб.

Загальною особливістю овочів, фруктів, ягід, призначених для зберігання, є набуття ними стану зрілості. У більшості плодів та овочів розрізняють знімальну, технічну (технологічну) та споживчу стиглість. Ягоди і більшість кісточкових не дозрівають у процесі

зберігання, тому у них знімальна, технічна і споживча (фізіологіч­на) стиглість настають одночасно.

Для плодів зерняткових та помідорів характерні всі три ступені стиглості. Їх збирають залежно від цільового використання та стро­ків стиглості. Ранні сорти, наприклад ранньостиглі яблука, збира­ють раніше за настання технічної (технологічної) стиглості з тим, щоб при транспортуванні до місць переробки залишався час для настання технічної стиглості, але так, щоб не настало перезрівання. Помідори можна збирати з різним ступенем стиглості залежно від цільового призначення. Їх знімальна стиглість може бути одночасно технологічною, споживчою та фізіологічною при збиранні у фазі че­рвоної стиглості (вона ж є фізіологічною і технологічною, якщо по­мідори використовують для виготовлення томатопродуктів).

Знімальна стиглість пізніх зерняткових сортів не завжди збіга­ється із споживчою (фізіологічною) й технологічною (для переробки придатні плоди майже споживчої стиглості). Це треба враховувати при зберіганні, що дає змогу розтягнути строки споживання свіжої плодоовочевої продукції у міжсезоння.

Знімальну стиглість продукції кожного сорту визначають за пев­ними властивостями. Передчасно зібрані плоди не набувають таких властивостей і споживчих якостей при подальшому дозріванні, а при запізненні із збиранням зерняткових пізніх строків дозрівання тривалість цього періоду скорочується, а лежкість погіршується. Найкращі споживчі якості мають плоди, зібрані в оптимальні стро­ки. Вони характерні для кожного сорту. Визначають ці строки за забарвленням м'якоті й шкірки, консистенцією, крохмальною про­бою, станом насіння, а також за сумою ефективних температур у вегетаційний період.

Строк збирання врожаю за крохмальною пробою (вмістом крох­малю у плодах) визначають за допомогою п'ятибальної шкали. Так, яблука зимових сортів можна закладати на тривале зберігання при оцінці 3 — 4 бали.

У процесі дозрівання плодів змінюються їх хімічний склад, кон­систенція і зовнішній вигляд. Ягоди й більшість кісточкових збира­ють при досягненні ними повної (фізіологічної) зрілості, коли хіміч­ний склад їх оптимальний і характеризується, залежно від сорту, певним співвідношенням сухих речовин і води. Серед сухих речовин на початку дозрівання переважають сахароза, а наприкінці — мо­носахариди, збільшуються цукрово-кислотний коефіцієнт, вміст во-скоподібних та поліфенольних (каротиноїдів, флавонолів, антоціа­нів) речовин, знижується вміст хлорофілу, протопектину, дубильних речовин та органічних кислот. Кількість органічних кислот змен­шується і, крім того, вони змінюються якісно, наприклад у яблуках янтарна кислота перетворюється на яблучну. Частина цих кислот

використовується на дихання, решта — піддається декарбоксилю-ванню, в результаті чого утворюється ацетальдегід, що спричинює побуріння тканин та зміну смаку плода. У плодах і ягодах також зростає вміст етилену, який, виділяючись, прискорює процес дозрі­вання. На цій здатності ґрунтується, наприклад, дозарювання помі­дорів. Коли треба подовжити строк зберігання вентилюванням, ви­даляють утворюваний етилен.

При дозріванні плодів хлорофіл перетворюється на каротин та інші барвники, які збагачують плоди на вітаміни. Вміст аскорбіно­вої кислоти у більшості ягід (крім смородини), в кісточкових та зер­няткових збільшується під час дозрівання, а в овочах (цибулі, капу­сті) й картоплі, навпаки, знижується.

Змінюється також склад азотистих речовин. У більшості плодів та ягід кількість білків зростає до початку настання фізіологічної зрілості. Азотисті речовини беруть участь у багатьох реакціях вуг­леводного та жирового обміну. При перезріванні плодів білкові ре­човини розпадаються до кетокислот та аміаку. Кетокислоти при по­дальших окисно-відновних перетвореннях розщеплюються до одно­атомних спиртів і разом з іншими продуктами неповного окислення надають плодам специфічного запаху й смаку.

Споживати плоди треба не перезрілими, а дозрілими, коли вони мають найкращі споживчі якості завдяки оптимальному хімічному складу, який визначає їх харчову та біологічну цінність.

Найчастіше (але не завжди) настання споживчої стиглості ви­значають за забарвленням плодів та їх консистенцією. Якщо вони зібрані у знімальній стиглості, то нормально дозрівають, набуваючи характерних для сорту зовнішнього вигляду та смаку. Зібрані зара­но плоди кісточкових (черешні, вишні, сливи) не набувають фізіоло­гічної стиглості під чає зберігання і залишаються погано забарвле­ними, мають велику кислотність, містять мало цукрів, бідний хіміч­ний склад. Те саме спостерігається і з зарано зібраними яблуками: вони зберігаються дуже довго, але так і не набувають характерних для сорту смакових і товарних якостей. Наприклад, яблука сорту Кальвіль сніговий, зібрані у стадії зеленої м'якоті, залишаються з такою самою м'якоттю до травня, мають водянистий смак, тобто ма­ло містять цукрів і кислот.

Зміна консистенції плодів пов'язана із якісними та кількісними змінами пектинових речовин. Відомо, що під час їх дозрівання зни­жується міцність тканин. Зміна міцності шкірки пов'язана із змен­шенням міцності клітковини, вмісту протопектину, який є в клітин­них стінках на початку зберігання, та перетворенням його на більш розчинні сполуки — пектин і пектинову кислоту, щo надають плодам кращого смаку, але знижують їх твердість. Наприкінці зберігання на поверхні деяких плодів утворюється більше воскових речовин.

Стійкість плодів та овочів проти хвороб залежить від природних спадкових властивостей і значною мірою від умов вирощування, збирання, транспортування та зберігання. Впливають на неї такі біологічні фактори, як анатомічна будова плодів, здатність виділяти бактерицидні речовини, утворювати перидерму, при пораненні — інтенсивність дихання тощо. Зокрема, від анатомічної будови зале­жить механічна стійкість плодів і уражуваність мікрофлорою, пер­шою перешкодою для якої є зовнішні шари шкірки. Тому стиглість останніх, товщина, міцність, наявність у них воскового шару знач­ною мірою визначають здатність плодів до зберігання. Лише деякі мікроорганізми можуть проникати крізь непошкоджені шкірні по­криви, зокрема сапрофіти (плісеневі). Однак і ними найчастіше по­шкоджуються плоди, що сформувалися за несприятливих умов ви­рощування. Всі мікроорганізми мають добре розвинену ферментну систему, що дає змогу їм розкладати будь-яку речовину, яка входить до складу плодоовочевої продукції.

Активність ферментів мікроорганізмів набагато вища за актив­ність ферментів плодів. За допомогою ферментів вони руйнують ку­тикулу, клітинні стінки, міжклітинну мембрану, сягаючи більш по­датливої тканини — паренхіми та підключаючи інші ферменти, які розкладають менш прості вуглеводи, білки, жири. Крім того, мікро­флора виділяє токсини, дія яких на організм є різноманітною, на­приклад, значно прискорюють виникнення хвороб внаслідок пору­шення цілісності шкірки плода. Якщо у бульбах картоплі при неве­ликих пошкодженнях yтвopюється ранева перидерма, то більшість овочів (плодових овочів) і фруктів та ягід такої властивості не має.

Найбільш інтенсивний розвиток мікрофлори при зберіганні пло­доовочевої продукції відбувається при відносній вологості не менше 75 % для грибів і 95 % для бактерій.