Влияние внешних условий на интенсивность дыхания
Интенсивность дыхания чаще всего оценивают по количеству диоксида углерода, выделенного растительным материалом в единицу времени, мг СО2 на 100 г материала в час или за сутки.
Интенсивность дыхания зависит в первую очередь от влажности хранящегося сырья. С увеличением влажности сырья интенсивность дыхания возрастает, особенно при достижении критической влажности. Это объясняется тем, что в растительных клетках от нулевой влажности до критической влага находится в связанном (с углеводами, белками и др. соединениями) состоянии и не может активно участвовать в биохимических реакциях. После достижения критической влажности в клетках появляется свободная влага, наличие которой приводит к резкому возрастанию активности гидролитических, окислительных и других ферментативных систем, вследствие чего интенсивность дыхания также резко увеличивается.
Критическая влажность некоторых видов растительного сырья имеет следующие значения: у зерна пшеницы, ржи, ячменя от 14,5 до 15,7 %, у зерна кукурузы от 12,5 до 14,0 %, у семян подсолнечника - от 6,0 до 8,0 %.
На интенсивность дыхания влияет температура. С повышением температуры интенсивность дыхания возрастает до оптимальной, которая лежит в пределах от 40 до 60°С. При температуре выше оптимальной происходит денатурация белков ферментативных систем и снижается интенсивность дыхания. Величина оптимальной температуры очень сильно зависит от влажности хранящегося сырья. С повышением влажности оптимум температуры, соответствующий максимуму интенсивности дыхания, смещается в сторону более низких температур.
Интенсивность дыхания зависит от газового состава среды, где хранится сырье. С повышением количества кислорода интенсивность дыхания возрастает. Большое количество азота и диоксида углерода угнетает дыхание, снижая скорость окисления органических веществ.
Для лучшей сохранности растительное сырье, особенно дорогостоящие тропические плоды и фрукты, хранят в регулируемых средах (РГС). С этой целью создают искусственную газовую среду, в которой содержание кислорода снижают до 2,0 %, остальное количество - азот. Замена этой газовой смесью атмосферного воздуха уменьшает интенсивность дыхания хранящегося сырья вследствие замедления (но не прекращения) окислительно-восстановительных процессов. При применении РГС обязательным условием является отвод паров воды и диоксида углерода из массы хранящегося сырья, что исключает возможность развития в сырье анаэробных процессов.
Интенсивность дыхания зависит от возраста организма. Например, в недозрелом зерне в большей скоростью протекают обменные процессы и дыхание идет с большей интенсивностью.
Гидролитические процессы.
Гидролитические процессы протекают в пищевых продуктах под действием ферментов гидролаз. Интенсивность этих процессов определяется химическим составом продукта, наличием и активностью ферментов, условиями хранения.
Гидролитические процессы могут оказывать положительное и отрицательное влияние на качество продукта. В начале хранения при созревании плодов и овощей происходит гидролиз крахмала в сахаре, из протопектина образуется пектин, что приводит к улучшению вкуса и консистенции продукта. К концу же хранения при полном гидролизе протопектина мякоть плодов становится мягкой и дряблой. При хранении продуктов, богатых жирами, происходит гидролиз жира под действием липаз, что сопровождается повышением кислотного числа жира (показатель свежести); под действием протеаз происходит гидролиз белков до аминокислот. Гидролитические процессы приводят к ухудшению вкуса и запаха продуктов, они часто являются причиной значительных потерь пищевых продуктов.
Автолитические процессы.
Из других ферментативных процессов необходимо отметить автолиз – саморастворение. Этот процесс протекает в тканях мяса и рыбы под действием тканевых ферментов. В живых объектах ферментативные процессы обратимы – гидролиз веществ всегда сопровождается синтезом новых органических соединений. В неживых объектах (мясе, рыбе и др.) процессы синтеза прекращаются, и все реакции смещаются в сторону расщепления веществ.
В результате автолиза происходят сложное превращение гликогена в молочную кислоту (гликолиз), а также различные преобразования белков мышечной ткани.
Автолитические изменения в мясе подразделяют на две стадии: послеубойное окоченение и созревание.
На первой стадии в мышечной ткани мяса, рыбы происходит накопление молочной кислоты, реакция среды смещается в кислую сторону, что приводит к изменению концентрации солей, уменьшению количества АТФ, а вследствие этого к образованию нерастворимого белкового комплекса – актомиозина.
На второй стадии вследствие биохимических процессов повышается pH и количество АТФ, происходит распад актомиозина на актин и миозин, в связи, с чем увеличивается растворимость миозина. Начинается протеолиз белков, в результате чего в мышечной ткани накапливаются пептиды и свободные аминокислоты. Повышается набухаемость белков. Созревание мяса сопровождается накоплением экстрактивных веществ, которые влияют на вкус и запах мяса. При распаде АТФ образуются адениловая и инозиновая кислоты, гипоксантин – соединения, определяющие органолептические свойства мяса. При дезаминировании глутамина образуется глутаминовая кислота, участвующая в образовании вкуса мяса. В результате этих процессов увеличиваются нежность и сочность мяса, улучшаются его вкус и запах.
При глубоком автолизе происходит распад белков, жиров, увеличивается отделение мясного сока, появляется неприятный кислый вкус.
В рыбе автолитические изменения проходят очень быстро и приводят к ухудшению ее качества, а затем и к порче. Рыба пригодна в пищу лишь с начальными признаками автолиза.
Все биохимические процессы могут быть заторможены низкими температурами хранения.