Товарные свойства плодов и овощей
ВВЕДЕНИЕ
Человек не может существовать без пищи, которая необходима его организму, во-первых, как строительный материал, а во-вторых, для возмещения затрат энергии, постоянно и непрерывно расходуемой им в процессе жизнедеятельности. Ежедневно мы употребляем в пищу самые разнообразные продукты растительного и животного происхождения. Но несмотря на разнообразие, все пищевые продукты как растительного, так и животного происхождения состоят из жизненно важных для человека групп пищевых веществ - белков, углеводов, жиров, а также витаминов, минеральных веществ. Кроме того, в состав пищевых продуктов обычно входят соединения - ароматические, красящие, дубильные, пектиновые и др.
Важной задачей агропромышленного
комплекса является расширение границ
сезона потребления плодов на протяжении
года, чтобы сделать их доступными не только
во время созревания и заготовки, но и
в зимне-весенние месяцы. Равномерное
их потребление в течение всего года в
значительной степени поддерживает здоровье
человека.
1.Классификация
и ассортимент свежих плодов и овощей.
Свежие плоды делят на следующие группы:
семечковые плоды, у которых в центре сочного околоплодника, покрытого кожицей, расположен в пяти семенных камерах семена (яблоки, груши, айва, рябина);
косточковые плоды, которые представляют собой покрытую тонкой кожицей сочную костянку, где в центре плотной мякоти находится ядро в скорлупе (абрикосы, персики, сливы, черешня, вишня, кизил);
ягоды, к которым относят: н а с т о я щ и е - состоят из кожицы, сочной мякоти с погруженным в нее семенами (виноград, смородина, крыжовник, клюква, брусника, черника); с л о ж н ы е - плод состоит из мелких, сросшихся между собой сочных костянок (малина, морошка, ежевика); л о ж н ы е - плод образуется при разрастании сочного цветоложа, на поверхности которого расположены мелкие семена (клубника, земляника);
орехоплодные характеризуются наличием твердой деревянистой оболочки, внутри которой содержится съедобное ядро их подразделяют на:
н а с т о я щ и е - сухой плод покрыт листвой оберткой, легко отделяющейся при созревании (лещина, фундук); к о с т я н к о в ы е, у которых сухой плод - костянка покрыт мясистым околоплодником, высыхающим при созревании (грецкий орех, миндаль, фисташки, каштаны и др.);
субтропические -- разнообразные по строению плоды, общими у которых являются районы выращивания с субтропическим климатом, в эту группу входят ц и т р у с о в ы е плоды (апельсины, лимоны, грейпфруты, мандарины), а также г р а н а т ы, х у р м а , и н ж и р, м а с л и н ы и др.;
тропические плоды независимо от их строения объединяют в особую группу по произрастанию в зонах с тропическим климатом (бананы, ананасы, манго, карамбола, личи и др.).
Природные, ботанические сорта плодов и ягод называют п о м о л о г и -- ч е с к и м и, а винограда - а м п е л о г р а ф и ч е с к и м и. Сорта, рекомендуемые как наиболее пригодные для выращивания в определенной зоне, называются р а й о н и р о в а н н ы м и. Помологические сорта плодов и ягод по срокам созревания и сохраняемости подразделяют на ранние, средние и поздние. Исключение составляют помологические сорта семечковых плодов, которые по срокам созревания делят на летние, осенние и зимние.
Большое разнообразие овощей (более 1200 видов), особенно их строения, сохраняемости обусловливают их к л а с с и ф и к а ц и ю по нескольким признакам.
По п р о д о л ж и т е л ь н о с т и ж и з н и: однолетние - огурцы, томаты. Арбузы, бобовые, салатно-шпинатные и др.; двухлетние корнеплодные, капустные, лук репчатый, и др.; многолетние - топинамбур, лук-батун, ревень, щавель и др.
По с п о с о б у в ы р а щ и в а н и я - грунтовые и парниково-тепличные.
По п е р и о д у в е г е т а ц и и -- раннеспелые, среднеспелые, позднеспелые.
По к о м п л е к с у п р и з н а к о в: вегетативные - съедобной частью являются клубни, корни, стебли, листья и генеративные (плодовые) - съедобной частью являются плоды и соцветия.
К вегетативным относят клубнеплоды, корнеплоды, луковые, капустные, салатно-шпинатные, пряные, десертные.
К генеративным относят тыквенные, томатные, бобовые, зерновые.
Клубнеплоды - картофель, бата, топинамбур.
Корнеплоды типа моркови - морковь, петрушка, сельдерей, пастернак; типа редиса - редис, редька, репа, брюква, хрен; типа свеклы - сортотипы Бордо, Эрфуртской и др. Типы корнеплодов различаются строением: в корнеплодах типа моркови верхняя часть (флоэма) более питательная, чем внутренняя (ксилема), а в корнеплодах типа редиса - наоборот; в свекле чередуются кольца флоэмы (темноокрашенные) и ксилемы (светлые).
Луковые - лук репчатый, лук-батун, шнитт-лук, лук-порей, многоярусный, лук-слизун, чеснок, черемша.
Капустные - капуста белокочанная, краснокочанная, савойская, брюссельская, цветная, Витамин, пекинская, кольраби, брокколи.
Салатно-шпинатные -салат, шпинат, щавель, мангольд, крапива, лебеда и др.
Пряные - укроп, петрушка, базилик, чабер, эстрагон, кориандр, мелисса, тимьян, розмарин, лаванда, любисток, майоран, тмин, календула и др.
Десертные - спаржа, артишок, ревень.
Тыквенные - огурцы, тыква, арбузы, дыни, кабачки, патиссоны.
Томатные - томаты, баклажаны, перец.
Бобовые - бобы, фасоль, горох.
Зерновые - кукуруза.
2.Химический
состав плодов и овощей.
Химический состав и физические свойства свежих плодов и овощей определяются структурой и составом образующих их тканей.
В плодах и овощах, а также в продуктах переработки находятся разнообразные (в том числе и биологически активные) вещества: легкоусвояемые сахара (глюкоза, фруктоза, сахароза), полисахориды
(крахмал, инулин, гемицеллюлозы), органические кислоты (яблочная, лимонная, винная и др.) полифеволы , минеральные соли, витамины, азотистые, ароматические, красящие и цектиновые вещества, гликозиды.
Некоторые овощи (салатно-шпинатные,
бобовые, капустные) и картофель содержат
хорошо усвояемые белки, имеющие благоприятный
для организма человека аминокислотный
состав.
Картофель, овощи и плоды являются важными источниками аскорбиновой кислоты; они также ценятся благодаря содержанию некоторых других витаминов, минеральных солей и являются прекрасным сырьем для консервной и овощесушильной промышленности. Картофель, кроме того имеет важное значение как незаменимое сырье для получения крахмала; патоки,
этилового спирта, а также как кормовая культура. Пряные овощи широко используются в кулинарии для улучшения вкуса пищи и ее усвояемости,
а также в консервном
и ликеро-водочном производстве.
Некоторые плоды и овощи имеют лечебное значение и издавна применяются в медицине. Например, малина, содержащая салициловую кислоту, обладает хорошим потогонным и мочегонными свойствами, черника и груши - закрепляющим, а слива - послабляющим действием. Установлены лечебные свойства капустного сока при язвенной болезни, а пектиновых веществ -- при кишечных заболеваниях. Хорошо известны также лечебные свойства винограда, лимонов, апельсинов, земляники, смородины, чеснока, лука и др.
Красящие вещества (каротиноиды, антоцианы, флавонолы, хлорофилл) придают плодам и овощам ту или иную окраску, которая в совокупности с другими признаками влияет на потребительные достоинства плодов и овощей. Пектиновые вещества в значительной мере влияют на структурно-механические свойства плодов и овощей и их желирующую способность. Кроме того, в плодах и овощах имеются разнообразные ферменты, благоприятствующие процессам пищеварения, например в капусте (свойства пепсина желудочной железы), луке (свойства пепсина желудочного сока) и др.
Большая часть веществ, находящихся в плодах и овощах (преимущественно в клеточном соке), растворима в воде. К ним относятся сахара, органические кислоты, пектин, многоатомные спирты пентозаны, часть азотистых веществ (аминокислоты, амиды, нитраты, аммиачные соединения, водорастворимые белки), фенольные соединения, часть красящих веществ, водорастворимые витамины, а также некоторые неорганические вещества (соли кислот и оснований).
К нерастворимым в воде веществам относятся клетчатка, крахмал, инулин, липиды, протопектин, гемицеллюлозы, часть красящих и азотистых соединений, жирорастворимые витамины, некоторые минеральные вещества.
Химический состав плодов и овощей не является постоянным, а изменяется в процессе их роста, созревания и зависит также от вида, сорта,
зрелости, сроков уборки, товарной обработки, условий и продолжительности хранения и других факторов.
В среднем в плодах и овощах содержится 10--20% сухих веществ и 90--80% воды в некоторых овощах (огурцы, редис, салат) количество воды достигает 95%.
Общее содержание сухих веществ является одним из важных показателей плодов и овощей, характеризующих выход готовой продукции при их переработке. Их содержание сильно колеблется не только в зависимости от сорта, но и от погодных условий года и условий выращивания. В сухое и жаркое лето сухих веществ в плодах и овощах обычно больше, чем в холодное, дождливое.
Однако общее содержание сухих веществ еще мало характеризует достоинства плодов и овощей. Нередко они опрёделяются такими компонентами, на долю которых приходится тысячная доля процента всех сухих веществ. Какое бы вещество ни определялось, особенно в динамике, например при созревании или хранении плодов и овощей, оно имеет определенное значение для их качества, а также весьма часто для их сохраняемости.
ВОДА
Одна из важных особенностей свежих плодов и овощей заключается в том, что подавляющая часть их массы - от 75% до 95% - приходится на долю воды. Исключением являются орехи, которые содержат 10 - 14% воды.
Роль воды для качества и сохраняемости плодов и овощей исключительно велика. Это объясняется особыми физико-химическими свойствами воды, важнейшим из которых является полярность ее молекул.
С полярностью молекул воды связано такое важное свойство тканей плодов и овощей, как водоудерживающая способность. Она обусловливается степенью гидратации клеточных коллоидов (гидрофильностью), осмотическими силами и отрицательным тургорным давлением.
В плодах и овощах различают воду свободную и связанную. Свободная вода с растворенными в ней веществами составляет клеточный сок, который сосредоточен в вакуоли. На долю воды клеточного сока приходится основная часть общего количества воды плодов и овощей; она легко удаляется при обезвоживании продукта.
Связанная вода, на долю которой приходится около 10--15% общего количества, более или менее прочно удерживается клеточными коллоидами и удаляется гораздо труднее. Связанная вода имеет диэлектрическую, равную 2,2, и тепловой эффект в среднем около 80 ккал на 1 г воды. Эта величина очень близка к тепловому эффекту замерзания воды (около 85 кал/г), что, несомненно, говорит об упорядоченном состоянии воды в гидратной оболочке.
Важным свойством воды является ее высокая теплоемкость (чтобы превратить 1 г воды в пар при 100 С требуется около 2 000 Дж энергии). Поэтому в плодах, и овощах вода является стабилизирующим фактором при регулировании температурного режима хранения.
Вода обладает также высокой теплотой замерзания (при превращении в лед при 0°С 1 г воды отдает 335 Дж), и это обеспечивает определенную устойчивость плодов и овощей к переохлаждению. К. тому же плоды и овощи часть энергии тратят на поддержание определенного температурного уровня.
Высокое содержание воды снижает энергетическую ценность (калорийность) плодов и овощей, но намного повышает усвояемость растворенных в ней веществ.
АЗОТИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА
Азотистые вещества плодов и овощей представлены самыми разнообразными соединениями: белками, аминокислотами, ферментами, нуклеиновыми
кислотами, амидами кислот, азотсодержащими гликозидами и др.
Подавляющая часть азотистых веществ приходится на белки и свободные аминокислоты. Однако плоды и овощи сколько-нибудь заметной роли в питании человека, как источник белков и аминокислот, не играют, поскольку общее их содержание невелико. Больше всего белков и аминокислот в плодах маслины (7% сырой массы), в зеленом горошке(5%) и овощной фасоли (4%). Но эти продукты сравнительно мало потребляются.
Более важную роль в питании может играть картофель. В нем только около 2% белков, но потребление картофели во многих районах страны превышает 100 кг на человека в год. Среднее соотношение между белковым, аминным и амидным азотом в картофеле равно 6:3:1. Сравнительно богаты белками орехи, шпинатные и капустные овощи, чеснок. Большинство плодов содержит менее 1% белковых веществ.
Особенно большой интерес представляют белки как ферменты. Правда, не каждый белок является ферментом, но каждый фермент представляет собой своеобразный белок. Ввиду высокого содержания в плодах и овощах воды активность ферментов в них довольно высока, и, следовательно, разнообразны происходящие в них биохимические процессы. В различных плодах и овощах обнаружены чуть ли не все ферменты встречающиеся в растениях, их активность как в любом другом растении зависит, с одной стороны, от его видовых и сортовых особенностей, а с другой -- от условий внешней среды.
УГЛЕВОДЫ
инулин. По составу близки к углеводам пектиновые вещества, находящиеся во всех плодах и овощах.
Основная масса органических веществ плодов и овощей приходится на долю углеводов и в этом состоит одна из отличительных особенностей их химического состава. Человек ежедневно потребляет углеводов больше, чем других пищевых веществ. Объясняется это тем, что резервы углеводов в организме довольно малы, а главная функция, которую выполняют углеводы пищи,-- снабжение организма энергией. С этой точки зрения в пищевом рационе плодам и овощам принадлежит важная роль как источника углеводов, большая часть которых к тому же представлена легко усвояемыми формами. С количественным содержанием и качественным составом углеводов связан вкус многих плодов и овощей.
Известно, что углеводы в растениях образуются в процессе фотосинтеза и из них уже затем синтезируется все остальные органические вещества. Зеленые плоды благодаря присутствию хлорофилла способны сами синтезировать часть углеводов. Но подавляющая часть углеводов поступает в плоды из листьев. Оболочки всех клеток плодов и овощей, равно как и других растений состоят главным образом из углеводов. В связи с этим ими в значительной мере определяется целостность и проницаемость клеток растений.
Отдельные виды плодов и овощей заметно различаются по содержанию и составу углеводов. Очень велики различия между сортами в пределах одного и того же вида. Нередко сортовые различия превышают даже видовые. Например, среднее содержание сахаров в яблоках составляет 14,9%, в группах -- 14,6%. В то же время содержание сахаров между отдельными сортами колеблется от 10,0 до 22,6% у яблок и от 7,4 до 16,0% у груш.
Сахара. В плодах и овощах сахара представлены главным образом фруктозой, глюкозой и сахарозой. Доля тех или иных сахаров является характерным признаком для того или иного вида плодов и овощей. Так, в семечковых плодах преобладает фруктоза, в некоторых косточковых плодах (абрикосы, персики, слива), а также в бананах, ананасах -- сахароза, в других косточковых плодах (вишня, черешня) и ягодах -- минимум сахарозы, поровну содержится глюкозы и фруктозы.
Наиболее высоким содержанием сахаров характеризуется хурма, виноград, персики, яблоки, дыни, арбузы, репчатый лук. Но степень сладости плодов зависит не только и даже не столько от количества сахаров, сколько от их состава и присутствия других веществ. Например, острые сорта репчатого лука содержат даже больше сахаров, чем сладкие. Но в острых сортах значительно больше гликозидов, придающих луковицам более острый и менее сладкий вкус. В арбузах содержится даже меньше сахаров, чем в репчатом луке. Однако более сладкий, вкус арбузов условлен тем, что содержащиеся в них сахара представлены на 50% фруктозой, сладость которой примерно в 2,5 раза выше сладости глюкозы и в 1,5 раза выше сладости сахарозы. В репчатом же луке подавляющая часть сахаров приходятся на сахарозу.
Все сахара, содержащиеся в плодах и овощах, легко усваиваются человеческим организмом и в этом заключена их важная ролъ в питании. Вместе с тем большое содержание легко усвояемых форм сахаров при высоком содержании воды делает плоды и овощи благоприятной средой для развития фитопатогенных микроорганизмов.
Во всех плодах и ягодах, а также в таких овощах, как арбузы, дыни, капуста, морковь, зеленый горошек, высокое содержание сахаров является положительным фактором для их качества. Повышенное же содержание редуцирующих сахаров в столовом картофеле (более 1,5 % нежелательно, так как ухудшает его вкус и делает непригодным для переработки.
Крахмал. Больше всего крахмала содержится в клубнях картофеля--от 15 до 23%, что зависит прежде всего от сорта, а также от условий выращивания. В картофельном крахмале содержится 0,18% фосфорной кислоты, что в 3--4 риза больше, чем в крахмале зерновых культур. От содержания же фосфора в крахмале зависит степень его вязкости. Сорта картофеля с высоким содержанием фосфора дают более вязкий крахмал.
Во всех других овощах и плодах крахмал практически отсутствует. Лишь в зеленых плодах его содержание значительно. Но во время хранения содержание крахмала падает и за счет этого увеличивается содержание сахаров, благодаря чему возрастает сахаристость плодов. В яблоках зимних сортов в момент съема находится до 2 % крахмала. Но уже после 2-месячного хранения его содержание снижается до 0,5 %, а в дальнейшем практически вовсе исчезает. Особенно богаты крахмалом зеленые бананы. В них более 20% крахмала и менее 1% сахаров. В созревших же бананах, когда они приобретают характерные для этих плодов консистенцию, вкус и аромат, содержание крахмала снижается до 2 %, а содержание сахаров возрастает до 16%.
Клетчатка (целлюлоза)
и полуклетчатка (гемицеллюлозы). Плоды
и овощи являются важным источником этих
веществ -- до 2% сырой массы, а в некоторых
из них и больше. Хотя в пищевом отношении
они считаются балластными, тем не менее
им принадлежит важная роль, поскольку
они способствуют продвижению пищевых
масс по кишечнику. Клетчатка и полуклетчатка
составляют основную массу клеточных
стенок растений и играют важную защитную
роль. Здоровые неповрежденные клеточные
стенки плодов и овощей представляют поэтому
защитный барьер на пути проникновения
фитопатогенных микроорганизмов. Вместе
с тем растения как высшие, так и низшие
располагают ферментами, способными расщеплять
клетчатку и полуклетчатку до сахаров.
В отличие от клетчатки гемицеллюлозы участвуют не только в построении тканей, но являются также запасными веществами плодов и овощей,
К гемицеллюлозам относится большая группа высокомолекулярных полисахаридов, не растворяющихся в воде, но растворимых в щелочах, - маннаны, галактаны и пентозаны (арабан и ксилан). В плодах и овощах наиболее распространены пентозаны, образующие при гидролизе пентозы -- арабинозу и ксилозу; в корнях свеклы и цикория содержатся маннаны, в бобовых овощах находится галактан.
Содержание пентозанов колеблется в плодах от 0,3 до 2,7%, в овощах -- от 0,2 до 3,1 %. Большее или меньшее количество пентозанов оказывает влияние на пищевую ценность плодов и овощей , так как пентозаны организмом человека не усваиваются.
Инулин. Это запасной полисахарид, содержащийся в топинамбуре (13--20%), корнях цикория (17%), артишоках (1,9%). Он представляет собой полифруктозид, молекула которого состоит из 35--42 остатков фруктозы, связанных гликозидными связями между 1-м и 2-м углеродными атомами. Под действием фермента инулазы или разбавленных кислот инулин легко гидролизуется с образованием фруктофуранозы., Известно, что при гидролизе инулина образуется небольшое количество глюкозы. Инулин обладает слегка сладковатым вкусом и хорошо усваивается организмом человека.
ПЕКТИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА
Важным компонентом углеводного комплекса плодов и овощей являются пектиновые вещества. Согласно современным представлениям пектиновые вещества -- это полимерные соединения с молекулярным весом от 10 до несколько сотен тысяч. К ним относятся следующие соединения:
пектины -- это пектиновые кислоты, карбоксильные группы которых в различной степени метоксилированы и нейтрализованы;
пектовая кислота -- полигалактуроновая кислота, полностью лишенная метоксильных групп, отличающаяся от групп пектиновой кислоты меньшей растворимостью и образующая соли-- пектаты;
протопектин -- условное название соединений, характеризующихся в основном нерастворимостью в воде и способностью при осторожном гидролизе образовывать пектиновые кислоты. Протопектин обусловливает твердость незрелых плодов. Он содержится в наружном слое клеточных стенок между целлюлозными микрофибриллами, а также межклеточных, пространствах, образуя срединные пластинки, которые как бы склеивают прилегающие друг к другу клетки.
Общее содержание пектиновых веществ в некоторых плодах и овощах следующее, в %: яблоки -- (0,8--1,3; абрикосы -- 0,5 -- 1,0; сливы -- 0,26--1,2; черная смородина -- 0,9--1,5; крыжовник -- 0,3--1,4; клюква - 0,5--1,3; сахарная свекла -- 2,5; морковь-- 2,5; томаты -- 0,13.
ЛИГНИН И КУТИН
Лигнин обычно появляется в стареющих клеточных оболочках в качестве инкрустирующего вещества. Он пропитывает клеточные стенки, способствуя их одревеснению. Лигнин относится к числу соединений, наиболее стойких по отношению к микробам, многие из которых, не могут его разрушить.
В плодах и овощах лигнина мало. Накопление же его в мякоти делает ее грубой, например, мякоть с жесткими сосудистыми пучками богата лигнином. В плодах лигнин находится в оболочках семян, косточек и в каменистых клетках мякоти незрелых груш и айвы. Во время созревания груш содержание лигнина резко снижается, в результате этого каменистые образования в их мякоти обычно исчезают, и они приобретают нежную консистенцию.
Кутин наряду с воском входит в состав кутикулы, покрывающей наружные стенки клеток эпидермиса плодов и овощей. Скелет, или остов, кутикулы (кутикулярной мембраны) образован из Кутина, а пустоты в нем наполнены воском (включенный воск). Часть воска образует поверхностный слой (налет) на поверхности кутикулярной мембраны.
Восковой налет играет защитную роль для плодов и овощей, так как предохраняет их от потери влаги и увядания, а также от смачивания водой и поражения микроорганизмами. Удаление воскового налета с кожицы плодов при съеме и сортировке может привести к их порче.
ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ
Свежие плоды всегда имеют рН<7, т. е. кислую реакцию, Большинство овощей, за исключением томатов, щавеля и ревеня, содержат меньше органических кислот, чем плоды. В некоторых плодах (вишне, кизиле, алыче, абрикосах) имеется до 2,5% кислот, в черной смородине - до 8%. В томатах, щавеле и ревене находится 1 - 1,5% кислот.
Содержание кислот зависит не только от плодов или овощей, но также от сорта, степени зрелости и т.д.
Наиболее часто в плодах и овощах встречаются кислоты яблочная, лимонная и винная, сравнительно реже щавелевая, бензойная, муравьиная, янтарная, салициловая и др.
Особенно широко распространена в плодах и овощах яблочная кислота Она преобладает в семечковых и косточковых плодах, много ее в рябине и кизиле, в томатах, ревене и других овощах и плодах.
Очень распространена также лимонная кислота. Много ее в цитрусовых плодах, содержится она в ягодах -- клюкве, малине, смородине, землянике, чернике, голубике, ежевике. Лимонная кислота часто встречается совместно с яблочной.
Винная кислота является основной в винограде. В других плодах она, содержится в очень незначительных количествах (в крыжовнике, бруснике, красной смородине) либо в виде следов (в яблоках, чернике, черной смородине).
Щавелевая кислота содержится в незначительных количествах (от 0,05 до 0,06%) в чернике, малине, черной смородине, грушах, землянике, апельсинах, вишне, яблоках. Имеется она также в щавеле, ревене, шпинате и некоторых других овощах. Эта кислота находится преимущественно в виде нерастворимой в воде кальциевой соли.
Янтарная кислота встречается главным образом в незрелых плодах вишни, крыжовника, вино града, а также в яблоках, черешне, красной смородине.
Салициловая кислота находится в малине, землянике, вишне; бензойная-- в бруснике и клюкве.
Кроме кислот и сахаров, на степень сладости и вкус плодов оказывают влияние дубильные вещества, усиливающие ощущение кислого вкуса, хотя при этом рН мало изменяется. Все эли факторы следует учитывать