Биохимия_плодово_ягодных_культур

Углеводов и азотистых веществ

Изучить особенности формирования химического состава плодов и ягод в зависимости от генотипа, условий выращивания и режимов питания растений, а также биохимические изменения в плодово-ягодной продукции при хранении и переработке. Научить студентов использовать сведения о химическом составе и биохимических процессах при оценке технологических свойств плодов и ягод и обосновании технологий их хранения и переработки. (Слайды – 110-114).

Плодово-ягодные культуры выращивают с целью получения плодов и ягод, богатых сахарами, органическими кислотами, пектиновыми и минеральными ве­ществами, витаминами и другими полезными химическими соединениями, определяющими питательную и биологическую ценность плодово-ягодной продукции. Накопление ценных для человека органических веществ происходит в паренхимных тканях плодов, образующих плодовую мя­коть, а в семенах откладываются запасные вещества, необходимые для образования проростков. Семена и плодовые оболочки в питательном отношении не представляют ценности, поэтому в пищу и для перера­ботки не используются. Плоды и ягоды представляют собой сочные растительные продукты, в которых повышено содержание воды, а сухое вещество составляет 10-20 %.

Плодовая мякоть образуется в результате разрастания около­плодника под воздействием фитогормонов, поступающих из семенных тканей, где происходит их синтез. Клетки околоплодника начинают усиленно делиться, вызывая интенсивный рост плодов. В дальнейшем происходит формирование зародыша и эндосперма, которое сопровож-дается значительными изменениями биохимических процессов во всех тканях плодов. В этот период, хотя рост плодов за счёт образования новых клеток и замедляется, продолжается интенсивное увеличение их массы вследствие усиления биосинтетических процессов и накопле­ния сухого вещества, в связи с чем ранняя уборка плодов приводит к недобору урожая и ухудшению его качества.

Наиболее высокая активность биосинтетических процессов в созревающих плодах наблюдается в период максимальной активизации дыхания, которое называют климактерическим подъёмом дыхания. После прохождения климактерической фазы созревания начинается уже период старения плодов. В процессе созревания плодов происходит синтез веществ, необходимых для формирования полноценных в биологическом отношении репродуктивных органов, — специфических белков, липидов, различных веществ, обусловливающих вкус и аромат плодов, структурных элементов покровных тканей, витаминов и некоторых других веществ.

Важную роль в процессах созревания плодов играют фитогормоны, и особенно этилен, образующийся в тканях околоплодника. На первых этапах созревания плодов и ягод действие этилена подавляется ауксином, в дальнейшем после завершения формирования семенных тка­ней концентрация ауксина снижается и усиливается синтез этилена. Под влиянием этилена повышается дыхание и проницаемость клеточных мембран, а также ускоряются превращения запасных веществ, которые вначале подвергаются окислению, а на завершающих этапах созревания плодов — декарбоксилированию.

Динамика углеводов. На ранних стадиях образования плодов и ягод в них много синтезируется структурных углеводов — пектиновых веществ, гемицеллюлоз, клетчатки, а у некоторых культур образуется крахмал. При переходе плодово-ягодных культур к стадии созревания плодов в них активизируются процессы превращения полисахаридов в сахара (слайды …), причём состав этой фракции определяется специ­фикой обмена веществ данной культуры. В ягодах очень мало синтези­руется сахарозы и фракция сахаров в них представлена в основном глюкозой и фруктозой. В других плодах, кроме глюкозы и фруктозы, образуется много сахарозы. Из моносахаридов в семечковых плодах обычно преобладает фруктоза, а в косточковых — глюкоза.

Общее количество сахаров в плодах и ягодах в среднем состав­ляет 6-12% сырой массы, в лимоне — 1-3%, персиках, хурме некоторых сортах яблок — 12-20%, а в винограде — до 26%. Накопление в плодах углеводов зависит от сро­ков вегетации растений, вследствие чего поздние сорта характеризу­ются более высоким содержанием сахара. В некоторых плодах и ягодах накапливаются восстановленные производные моносахаридов — спирты, например, в рябине — сорбит, в ананасах и оливках — маннит.

У ряда плодовых культур на первых этапах формирования плодов синтезируется довольно много крахмала (бананы, яблоки, груши), который на последующих этапах созревания превращается в сахара и другие углеводы, что очень хорошо видно из данных, представленных на слайдах … и …. При хранении плодов увеличение концентрации сахаров происходит также в результате распада сахарозы, а также частичного гидролиза пектиновых веществ, гемицеллюлоз и даже целлюлозы.

В косточковых плодах при созревании сни­жается концентрация пектиновых веществ, однако это происходит не в результате их распада, а вследствие усиления синтеза сахаров и ор­ганических кислот.

В семечковых плодах в процессе созревания довольно активно происходит превращение протопектинов в пектины. В зрелых плодах и ягодах содержание пектиновых веществ колеблется в пределах 0.3-1.5% сырой массы и они способны образовывать желе. При созре­вании плодов и ягод снижается содержание клетчатки (в 2-3 раза) и гемицеллюлоз, в связи с чем они приобретают мягкую консистенцию. В зрелых плодах содержится 0,3-1% клетчатки, в землянике и айве – 1-1,7 %, особенно много в шиповнике — до 20 %. Массовая доля гемицеллюлоз в плодах и ягодах может составлять до 4-8 %.

Азотистые вещества. Азотистые вещества плодов и ягод на 60-70% состоят из белков, основная масса которых представлена лег­кораствори-мыми формами — альбуминами и глобулинами, обладающими высокой биологической ценностью. Фракция небелковых азотистых ве­ществ также обладает значительной питательной ценностью, так как содержит в том или ином количестве незаменимые аминокислоты. В зрелых плодах содержание сырого протеина составляет 1-2% их сырой массы, однако в пересчёте на сухую массу оно в 5-7 раз выше, поэ­тому азотистые вещества наряду с сахарами и органическими кислота­ми являются важными питательными компонентами плодово-ягодной про­дукции. В процессе созревания плодов и ягод концентрация азотистых соединений понижается в 2-3 раза, но в их составе возрастает доля белков.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

20. Биохимический состав плодов и ягод

Наибольшая часть по весу у плодового и ягодного сырья приходится на воду — от 70 до 90%, в среднем 80—85%.

Углеводы (сахара). В плодах и ягодах в разных количествах встречаются глюкоза, фруктоза и сахароза (табл. 11).

В семечковых плодах (яблоки, груши) при полной зрелости преобладает фруктоза. В косточковых плодах (вишня, слива, че­решня, абрикосы, персики) преобладает глюкоза. Сахароза со­держится в некоторых сортах яблок (до 5% и несколько выше), много ее также в абрикосах, персиках, сливах. Кизил же и терн вовсе не содержат сахарозы, а соотношение между фруктозой и глюкозой в их соке равно примерно единице (как и в ви­нограде). Общее количество сахаров в различных плодах и яго­дах от 3 до 15%. Причем, ягоды отличаются от косточковых и семечковых плодов наименьшим содержанием сахарозы (от 0,13 до 0,83%), а в красной смородине сахароза и вовсе отсутствует. Количество фруктозы и глюкозы в ягодах также примерно оди­наково.

Крахмал. Многие плоды, например яблоки, груши, айва, незрелом состоянии содержат значительное количество крахмала (до 5% и выше). Особенно много крахмала в зимних сортах плодов, поэтому они способны дозревать в лежке, так как при лежке под действием фермента диастаза, содержащегося в плодах крахмал переходит в сахар. В зрелых плодах крахмала находят в количествах около 1%.

Пектиновые вещества. Пектиновых веществ во многих плодах и ягодах содержится значительное количество, гораздо больше чем в винограде. Особенно много пектина находят в яблоках и в черной смородине. Пектиновые вещества повышают вязкость сока, а поэтому затрудняют прессование плодового и ягодного сырья и осветление соков и вин. Именно поэтому в плодово-ягодном виноделии большое значение приобретает энзиматическое осветление соков и вин.

Клетчатка. Клетчатка составляет твердую основу клеток плодов и ягод, особенно кожицы и семян.

Органические кислоты. В состав сока плодов и ягод входят в основном только две кислоты — яблочная и лимонная, причем одна из них может преобладать над другой или вовсе отсутствовать. Яблочная кислота содержится почти во всех плодах и ягодах. Ее нет только в цитрусовых (лимонах, апельсинах, мандаринах) и в клюкве. Но в сливах, кизиле и терне содержится только яблочная кислота.

В яблоках яблочной кислоты в 3 раза больше, чем лимонной. В ягодах же преобладает лимонная кислота. Например, в смородине ее в 47 раз, а в малине в 32 раза больше, чем яблочной.

Винная кислота в значительных количествах содержится только в винограде. В других же плодах и ягодах она либо содержится в очень незначительных количествах, либо отсутствуй вовсе.В плодах и ягодах, кроме указанных кислот, в небольших количествах еще найдены: янтарная, салициловая, бензойная (в бруснике), муравьиная (в малине) и хинная.

Общее количество кислот, содержащееся в плодах и ягодах весьма различно. Некоторые плоды, например груша, кислот содержат мало, но в кизиле, лесных яблоках (кислицах) содержание кислот очень высокое. Вообще чаще приходится иметь дело с избытком кислот, чем с их недостатком. Чтобы снизить чрезмерную кислотность сока плодов и ягод, прибегают к разбавлению сока водой или купажу с малокислотными материалами. При низкой кислотности, встречающейся очень редко, прибегают к добавлению лимонной кислоты.

Уровень активной кислотности плодовых вин обусловливается яблочной кислотой, а в ягодных винах — лимонной. Они диссоциируют хуже, чем винная кислота. Поэтому титруемая кислот­ность плодовых и ягодных вин (для такого же вкусового впечат­ления, как у виноградных вин) должна быть выше, чем у виноградных. Она должна примерно составлять 7—8 грамм на литр в пересчете на яблочную кислоту.

Азотистые вещества. В плодах и ягодах азотистых веществ содержится от 0,2 до 2,0%. Они представлены примерно теми же веществами, что и в винограде. Азотистые вещества являются пи­тательным материалом для дрожжей; при разбавлении сока водой количество их снижается и становится недостаточным, по­этому для правильного брожения в плодово-ягодные сусла обыч­но добавляют некоторые азотсодержащие вещества.

Много азотистых веществ в шелковице и смородине, мало в бруснике и чернике.

Дубильные вещества. Дубильные вещества улучшают вкус плодовых и ягодных вин, способствуют их лучшему осветлению. Однако в плодах и ягодах чаще приходится встречаться с недостатком дубильных веществ, чем с их избытком.

Много дубильных веществ содержится в кизиле, терне, айве, черной смородине, в диких яблоках и грушах. Но абрикосы, сливы, крыжовник, красная и белая смородина, черешня бедны дубильными веществами.

Красящие вещества (красные и фиолетовые пигменты). В больших количествах красные красящие вещества содержатся в вишнях, черной смородине, черной шелковице, сливах. По тка­ням плодов и ягод красящие вещества распределяются различно. Так, в вишне они заключены не только в кожице, но и в мякоти, а в сливах, черной смородине — в кожице.

Максимального содержания в плодах и ягодах красящие ве­щества, как и в виноградной грозди, достигают к моменту созре­вания.

Ароматические вещества. Во многих плодах и ягодах ароматические вещества очень характерны и сильно выражены, значительно сильнее, чем у винограда (например, земляника, малина, смородина, груши Дюшес, апельсины, лимоны) Так, в кожуре апельсинов и лимонов количество ароматических веществ достигает 1—2%. Плодовым и ягодным винам ароматические вещества придают особые достоинства — тонкость и нежность букета и вкуса.

Витамины. В плодах и ягодах найдены витамины A, B1, B2, C. Витамин С содержится во всех плодах и ягодах, причем в ягоДах его находят очень большие количества, поэтому многие ягод­ные вина обладают антицинготными свойствами Особенно бога­ты витамином С шиповник, малина и черная смородина, а также плоды цитрусовых.

Минеральные вещества. Зольные элементы, входящие в состав плодов и ягод, примерно те же, что и в винограде. Они иг­рают здесь такую же большую роль — служат не только питатель­ными веществами для дрожжей, но являются и физиологически важными веществами для организма человека — участвуют в об­мене веществ, кровообращении, пищеварении и пр.

Ферменты. В плодах и ягодах найдены следующие ферменты диастаз (амилаза), оксидаза, редуктаза. Возможно присутствие и других ферментов, обусловливающих различные химические изменения в процессе созревания, хранения и обработки сырья.

Отношение сахаристости к кислотности сока лишь у одних груш выше, чем у винограда, а у всех остальных плодов и ягод ниже, если не считать рябины, не имеющей особого значения для виноделия.

Источник