Что такое климактерические плоды

Плоды климактерические

Неклимактерические плоды могут тем не менее содержать этилен во внутренней атмосфере, например лимоны содержат 0,11. 0,17 мкл/л, апельсины 0,13. 0,32, ананасы 0,16. 0,40 мкл/л [35]. Эта концентрация такого же порядка, как и у слив при климактерическом подъеме дыхания. У большинства климактерических плодов накопление этилена в межклеточном пространстве существенно выше. Так, у яблок его содержание колеблется между 25 и 2500 мкл, у груш 80. 300 и у персиков между 1 и 21 мкл.[ . ]

При применении алара (БАОН) наступление климактерического минимума задерживается, плоды лучше окрашены, плотнее и более устойчивы к грибным болезням. Период уборки можно удлинить. Согласно Штол-лу [228], нафтилуксусная кислота и гиббереллины также замедляют созревание. В опытном порядке пытаются замедлить созревание плодов сорта Голден делишес путем опрыскивания гидрозидом малеиновой кислоты.[ . ]

Уже многие годы известно, что развивающиеся плоды выделяют этилен и что время максимального образования этилена в развивающихся плодах совпадает с временем климактерического подъема их дыхания (этим термином обозначают сильное увеличение интенсивности дыхания, наблюдающееся в период созревания многих плодов, перед снижением интенсивности дыхания, связанным со старением). Было обнаружено, что у плодов, подвергавшихся действию этилена, такой подъем дыхания наступает раньше и проявляется сильнее, и плоды быстрее созревают. Этилен так эффективно стимулирует дыхание, что климактерический подъем в его присутствии обнаруживается даже у таких плодов, как апельсины и лимоны, у которых обычно он не проявляется. Ускорение созревания плодов под воздействием этилена оказалось практически важным при разведении цитрусовых.[ . ]

Если к воздуху камеры добавить этилен, то обе группы плодов поведут себя по-разному. У климактерических плодов этилен вызывает лишь сокращение времени наступления подъема дыхания, не изменяя самого хода его.[ . ]

Кроме того, с повышением температуры сокращается период климактерического подъема дыхания. Однако между отдельными видами и сортами плодов существуют в этом отношении значительные различия. У груш период климактерия с повышением температуры сокращается значительно сильнее, чем у яблок. Для практики это означает, что у груш максимальная сохраняемость находится в пределах температуры от +1 до —1 °С (рис. 67), а у яблок, напротив, в пределе +4. 5°С и до —1 °С, в зависимости от их предрасположенности к физиологическим заболеваниям при низких температурах хранения.[ . ]

Под крахмалом понимают полисахарид, построенный из молекул глюкозы. В семечковых плодах он откладывается в период растяжения клеток. Максимальное накопление крахмала наблюдается примерно за 4. 8 недель до созревания плодов на дереве. После этого содержание крахмала снова снижается вследствие его превращения в сахар. С началом климактерического подъема дыхания весь крахмал превращается в растворимые сахара.[ . ]

Конечным, драматическим результатом физиологического развития является конец взрослой стадии и начало старения плода. Это климактерий. Он характеризуется заметным и внезапным усилением дыхания плода перед наступлением старости и происходит без влияния внешних факторов. Интенсивность дыхания затем возвращается к равному или более низкому уровню, чем существовавший до климактерия. Климактерий связан не только с количественной вспышкой в образовании углекислоты, но и с качественными изменениями, характерными для созревания, например изменением пигментов. Переход окраски из зеленой в желтую у определенных сортов яблок, груш и бананов происходит в климактерический период или сразу же после него. Потребительская зрелость груши совпадает с пиком климактерия. У яблок, бананов и авокадо максимальная пригодность к потреблению наступает сразу после климактерия. По окончании климактерического периода заметно повышается восприимчивость плодов к грибным заболеваниям.[ . ]

Параллельно изменению содержания хлорофилла изменяется и содержание каротина незадолго до начала съемной зрелости на дереве. Когда количество хлорофилла в семечковых плодах снижается до определенного, различного у отдельных сортов уровня, то перед началом или в начале климактерического подъема дыхания возобновляется синтез каротиноидов (см. рис. 82).[ . ]

Между выделением этилена и его содержанием в межклетниках имеется линейная зависимость. Скорость обмена зависит от газопроницаемости, в свою очередь зависящей от давления воздуха. Если снизить атмосферное давление в камере, этилен очень быстро диффундирует из тканей. Поэтому в плодах, подвергнутых такой обработке в климактерической стадии, процесс созревания прекращается, и они могут очень долго сохраняться.[ . ]

То, что в немногих случаях возможно убирать яблоки каждого сорта в соответствии с их физиологическим состоянием, не делает излишним расчет верного срока съема. Если, например, уборка какого-то сорта растягивается на три недели и физиологически обоснованное самое раннее из возможных начало съема приходится на 20 сентября, то плоды, убранные в первую неделю, пригодны для хранения в камерах с регулируемой газовой средой. Партии, убранные в третью неделю, исключаются из предназначенных для длительного хранения, если известно, что плоды уже находятся в состоянии климактерического подъема дыхания и не могут долго храниться. Яблоки, убранные в физиологически средний срок, поступают в холодильник (см. стадии распада крахмала).[ . ]

Липиды подвергаются постоянным структурным изменениям и окислению, причем центральное место, по-видимому, следует отвести фосфорной кислоте. Этот липидный обмен веществ в паренхиме происходит как в митохондриях и микросомах, так и в цитоплазме. При созревании можно наблюдать максимальную активность биосинтеза во всех органеллах клетки в период климактерического подъема дыхания и ее снижение при перезревании. Этот ритм в значительной степени соответствует ритму выделения двуокиси углерода в процессе созревания плода.[ . ]

Плоды и овощи являются живыми растительными объектами. Поэтому в них протекает весь комплекс физиологических процессов, присущих живой растительной системе. Отличительной особенностью является то обстоятельство, что после отрыва от материнского растения все протекающие процессы обеспечиваются энергией и необходимыми химическими соединениями за счет расходования запасных веществ, накопленных в процессе выращивания. Чем интенсивней протекают физиологические процессы в тканях растений, тем интенсивней расходуются запасенные в процессе вегетации вещества и тем быстрее снижается пищевая ценность продукции. Плодоовощная продукция как живая система обладает естественным иммунитетом, обусловленным комплексом защитных реакций для заживления механических повреждений, борьбы с фитопатогенными микроорганизмами и системой адаптации к неблагоприятным стрессовым условиям окружающей среды.

Дыхание — важнейший процесс, лежащий в основе жизнедеятельности всех живых объектов, в том числе и растительных. Назначение дыхания — синтез молекул АТФ, содержащих макроэргические связи, при расщеплении которых выделяется энергия, которая используется для поддержания всех процессов жизнедеятельности живых систем. В процессе дыхания происходит необратимый распад органических веществ, в том числе сахаров до С0₂ и Н₂0, при этом осуществляется синтез промежуточных соединений, активно участвующих в метаболизме, а также выделяется часть энергии в виде тепла. При осуществлении транспортирования, складирования и хранения растительных объектов необходимо учитывать количество выделяемого продукцией тепла и влаги и рассчитывать необходимые условия для их удаления. В результате расходования органических соединений на дыхание происходит уменьшение массы продукции. При достаточном доступе кислорода воздуха растительные объекты осуществляют аэробный тип дыхания, т. е. окисление органических соединений происходит до конечных продуктов — С0₂ и Н₂0. При недостатке кислорода, когда массовая доля его в воздухе составляет менее 2%, растительные ткани переходят на анаэробный тип дыхания, когда распад происходит не до конечных продуктов, а с образованием промежуточных, не до конца окисленных продуктов (этиловый спирт, ацетальдегид, уксусная и молочная кислоты). Промежуточные продукты окисления снижают естественный иммунитет плодов и овощей и приводят к возникновению различных физиологических заболеваний, сопровождающихся появлением на поверхности или в мякоти различных пятен, потемнений, некрозов.

Интенсивность процессов дыхания зависит: от температуры хранения, концентрации кислорода; от вида продукции (например, интенсивность дыхания яблок в 2—3 раза выше, чем лука и моркови); от ботанического сорта (интенсивность дыхания плодов ранних сроков созревания значительно выше, чем у поздних); от степени зрелости (вызревшие, без физиологических, микробиологических и механических повреждений плоды и овощи имеют более низкий уровень дыхания, более стабильны при хранении, у них меньше потери массы и питательных веществ при хранении).

Испарение влаги происходит в основном через устьица и чечевички, в меньшей степени через кутикулу. В вегетационный период испарение уравновешивается поступлением влаги через корневую систему. При хранении происходят некомпенсационные потери влаги за счет возникновения разницы парциального давления паров влаги в атмосфере хранения и над поверхностью продукции. Процесс испарения имеет также физиологическое назначение: осуществляется отвод тепла, выделяемого при дыхании, и перемещение растворенных веществ из центра объекта к его поверхностным участкам. Потери воды приводят к нарушению согласованности биохимических процессов и ослаблению устойчивости к неблагоприятным условиям внешней среды. Потери воды в пределах до 5% могут приводить к обратимому (восстанавливаемому) увяданию плодоовощной продукции, увеличение потерь влаги (более 5. 7%) вызывает необратимое увядание и потерю потребительских свойств продукции. Для зеленных овощей критические потери влаги составляют 2

3%. Различают три степени увядания: первая — легкая (допускается для овощной зелени, огурцов, семечковых плодов); вторая — увядание без признаков морщинистости, такая продукция имеет низкие потребительские свойства и относится к нестандартной; третья — сильное увядание со сморщиванием поверхности, относится к отходу. Поэтому задача при товародвижении продукции состоит в том, чтобы свести к минимуму потери влаги.

Скорость испарения зависит от следующих факторов: относительной влажности воздуха (ОВВ) окружающей среды (равновесная влажность воздуха для плодоовощной продукции составляет 99. 99,5%, при этой влажности практически не будет происходить испарения влаги продукцией, однако высока вероятность развития микроорганизмов, поэтому для каждого вида плодов и овощей устанавливается оптимальный (компромиссный) влажностный режим для хранения); температуры воздуха; скорости движения воздуха; соотношения площади поверхности объекта к его объему (например, листья салата теряют воду в 150. 200 раз быстрее, чем картофель); толщины и химического состава покровных тканей; влагоудерживающей способности клеточных коллоидов разных видов плодоовощной продукции; периода хранения (осень, зима, весна).

Замерзание или подмораживание плодов и овощей вызывается при нарушении температурных режимов хранения, транспортирования и реализации. При образовании кристаллов льда происходит нарушение целостности клеточной оболочки и при оттаивании продукция теряет клеточный сок, подмороженная и замороженная продукция полностью теряет свои потребительские свойства и не подлежит реализации. Многие виды плодоовощной продукции чувствительны к пониженным положительным температурам, при которых у них возникают физиологические заболевания — “холодный ожог”, пухлость, потемнение мякоти, разрыв кожицы и др., которые также приводят к полной потере потребительских свойств.

Состояние покоя и прорастания. Покой — период жизни двулетних растений, когда у них отсутствует видимый рост листьев и корней, характеризуется процессом подготовки почек к развитию в будущем сезоне. Это приспособительная реакция растительных органов для переживания неблагоприятных сезонных условий, закрепленная генетически. В этот период устанавливается стабильная и низкая интенсивность биохимических процессов и дыхания. Различают глубокий покой, когда почки не прорастают даже при благоприятных температурновлажностных режимах (картофель) и вынужденный покой — прорастание продукции может начинаться при повышении температуры и влажности среды (кочанная капуста, корнеплоды). Сохраняемость овощей зависит от продолжительности и глубины периода покоя. Наиболее важным фактором является температура хранения, которая снижается до максимально допустимой индивидуально для каждого вида овощной продукции.

Созревание и старение плодов и плодовых овощей. Жизненный цикл плодов и плодовых овощей включает три последовательных этапа жизнедеятельности: рост и развитие, которые сопровождаются увеличением массы и размеров плодов, накоплением основных питательных и запасных веществ до уровня, обеспечивающего возможный процесс дозревания (у дозревающих плодов); созревание сопровождается незначительным увеличением массы и размеров, созреванием семян (исключение составляют бессемянные плоды — бананы, авокадо, манго и др.), в тканях происходят качественные изменения, формируются потребительские свойства. После завершения процесса созревания начинается процесс старения, характеризующийся реакциями распада, снижением уровня естественного иммунитета и последующим постепенным отмиранием растительных клеток и тканей. Поэтому основная задача на всех этапах товародвижения заключается в максимальном снижении активности процессов жизнедеятельности и в первую очередь интенсивности дыхания.

По характеру дыхания в процессе дозревания после съема с материнского растения все плоды и плодовые овощи делят на три группы:

• — климактерические—способные к дозреванию. У них процесс дозревания включает три фазы — предклимактерическую (сопровождается низкой интенсивностью дыхания); климактерическую (на последней стадии дозревания происходит характерный подъем активности дыхания, получивший название климактерического подъема) и постклимактерическую (происходит снижение уровня дыхания). Первые две фазы относятся к периоду созревания (дозревания), а последняя — к перезреванию и старению живой растительной продукции. Рост интенсивности дыхания катализируется “гормоном созревания” — этиленом, выделяемым самими плодами, которые чувствительны к этилену даже в небольших его концентрациях. Климактерические плоды убирают в физиологической стадии зрелости (стадии % спелости), что позволяет осуществлять их транспортирование на дальние расстояния без снижения качества. К климактерическим плодам относят семечковые плоды, плодовые овощи и большинство тропических и субтропических плодов (бананы, авокадо, манго, папайя, киви и др.);
• — неклимактерические — плоды, характеризующиеся достаточно ровным дыханием на протяжении всего периода после съема. В таких плодах отсутствует необходимое количество основного запасного вещества — крахмала, они не могут улучшать потребительские свойства после уборки в недозрелом состоянии, поэтому их убирают в стадии, близкой к потребительской степени спелости. Этилен не активизирует интенсивность дыхания, поэтому их относят к плодам, нечувствительным к этилену. К этой группе относятся ананасы, цитрусовые, инжир, гранаты, многие представители косточковых плодов и овощей;

— плоды с поздним подъемом интенсивности дыхания —

плоды, интенсивность дыхания которых возрастает только после завершения дозревания. В нее входит немногочисленная группа плодов, например хурма, персики, нектарины и земляника садовая.

Послеуборочное дозревание семечковых плодов, плодовых овощей и ряда тропических и субтропических фруктов и овощей— это период хранения, в течение которого происходит окончательное завершение процессов формирования семян, зародышей и околоплодника. Околоплодник за период дозревания приобретает необходимые потребительские свойства, соответствующие состоянию полной биологической спелости. В мякоти снижается содержание крахмала, протопектина, органических кислот, дубильных веществ, увеличивается содержание моно- и дисахаридов, растворимых пектиновых веществ, снижается содержание хлорофилла, изменяется гамма пигментов покровных тканей (снижается содержание хлорофилла, увеличивается содержание каротиноидов, антоцианов). При этом консистенция дозревающих плодов становится сочной, формируются свойственные данному виду и сорту вкус, цвет и аромат. Возрастает толщина воскового слоя кутикулы. Затем наступает старение тканей околоплодника, плодовая мякоть после созревания семян начинает быстро разрушаться. В зависимости от планируемых сроков хранения скорость дозревания можно регулировать. Для ускорения процесса дозревания повышают температуру и массовую долю этилена в камерах дозревания. Для замедления процесса дозревания, а соответственно увеличения сроков хранения продукции, используют технологические приемы, снижающие активность процессов жизнедеятельности растительных тканей (снижение температуры хранения до допустимого минимума, разложение эндогенного этилена в атмосфере хранения, хранение в газовых средах с пониженной концентрацией кислорода и повышенной концентрацией углекислого газа и др.).

Процессы заживления механических повреждений. Известно три наиболее распространенных способа заживления механических повреждений целостности покровных и прилежащих к ним паренхимных тканей.

Общим для всех плодов и овощей являются усыхание поврежденных и прилегающих к раневой зоне клеток и их отмирание. При этом возрастает концентрация сухих веществ в клеточном соке, повышается осмотическое давление, которое препятствует развитию микроорганизмов. Для большинства плодов, ягод, плодов и зеленных овощей это является единственным барьером для проникновения фитопатогенов. В раневой зоне могут образовываться фунгитоксичные вещества, образующие химический барьер на пути микроорганизмов, — полифенолы, фитоалексины и др.

У картофеля, свеклы и моркови усыхание клеток сопровождается суберинизацией и отмиранием клеток раневой зоны. Клеточные оболочки и межклеточные пространства пропитываются сложным липидоподобным веществом — суберином, препятствующим проникновению микроорганизмов.

У картофеля кроме суберинизации раневой зоны происходит образование новой ткани — раневой перидермы.

Некротическая реакция — реакция растительной клетки на внедрение фитопатогена. При проникновении микроорганизмов внутрь клетки может происходить отмирание растительных клеток пораженного участка и самих микроорганизмов, в результате чего происходит локализация зоны повреждения и на пораженных местах образуются некротические участки.

Появление систем хранения с регулируемой атмосферой в свое время стало революцией в сельском хозяйстве. Но даже при использовании таких систем не исключаются некоторые заболевания, связанные с нарушением обмена веществ плода. Поэтому ученые стали искать новые пути, как дополнительно защитить плод в ходе хранения.

Крупный недостаток всех современных систем хранения состоит в том, что плод, изъятый из такой системы, попадая в обычную атмосферу, быстро созревает и перезревает, то есть теряет качество. Причина этого перезревания – этилен, стимулирующий созревание и старение плодов. Этилен накапливается в плоде еще в саду, он полезен – он делает плод вкусным, ароматным и окрашенным. Но он вреден тем, что является гормоном, провоцирующим старение и дальнейшую гибель плода.

Системы регулирования атмосферы не сдерживают накопление этилена, поэтому ученые пошли дальше. Американцы разработали препарат 1-метилциклопропен, формула которого С4H6,. Если молекулы С4H6 посадить на рецепторы этилена у фруктов, они занимают место этилена, потому что формулы почти одинаковы, и интенсивно замедляют синтез этилена внутри плода. В итоге созревание плодов тормозится. Плюс 1-метилциклопропена состоит еще и в том, что он не только тормозит созревание плодов при хранении, но и продолжает работать после изъятия плода из хранилища. Применение этого препарата стало второй революцией в хранении фруктов.

Технология применения

Кроме того, не только по содержанию этилена, но и по минеральному составу фруктов – соотношению кальция, магния, фосфора, азота, калия еще на дереве мы прогнозируем лежкость плодов и рекомендуем оптимальные сроки их реализации.

Сейчас мы также разрабатываем технологии хранения, которые позволят значительно увеличить сроки хранения ягод – для малины, ирги, крыжовника до месяца, для черной смородины до двух месяцев, для боярышника – до пяти месяцев. По черешне и вишне тоже есть прорыв. Это новое направление.