Potrošnja voća u nas poslednjih godina dobija sve više obeležja visokog standarda. Kvalitet ponuđene robe postaje sve bolji, a doskora sezonski karakter potrošnje sve se više gubi. Ovome je pre svega doprinelo uvođenje novih koncepcija u tehnologiji skladištenja, kao i značajno proširenje kapaciteta hladnjača poslednjih decenija.
Uskladištenje voća u sve većim količinama ističe probleme kojima doskora nije poklanjana odgovarajuća pažnja. U prvi plan dolaze problemi gubitaka mase i pogoršanja kvaliteta, koji su pre svega prouzrokovani kvalitetom uskladištenih proizvoda, neodgovarajućom zrelošću i tretmanom posle berbe i za vreme čuvanja nepovoljnim režimom, kao i posle čuvanja i dr.
Osnovni cilj za vreme čuvanja plodova je da se zrenje i razgradnja biljnog tkiva što je moguće više uspore a da se time njihova upotrebna vrednost ploda ne smanji. Pri tome treba imati na umu da se započeti procesi zrenja, ukoliko su u poodmaklijoj fazi, na primer po klimakterijskom maksimumu disanja, vrlo teško mogu usporiti bilo promenom temperature, bilo regulisanjem sastava vazduha.
Obimnijih sistematskih ispitivanja o ovoj oblasti u nas nema, ali su vredni pažnje radovi Bitenca (1965, 1972, 1975. i drugi), Bebića (1966), Bernota (1970, 1972. i drugi), Gvozdenovića i sar. (1972, 1974, 1977) i dr.
U svetu se ovoj problematici već više godina posvećuje velika pažnja, a naročito od otkrića klimakterijskog disanja plodova (Kidd F. i West C.), kao i uticaja regulisanja sastava —duha na fiziološke i biohemijske promene, što se vidi iz bibliografskih podataka na kraju knjige.
Knjiga je koncipirana tako da biološka i tehnološka saznanja iz ove oblasti čine zaokrugljenu celinu upotrebljivu u Osim toga, uvažili smo činjenicu da se još uvek izvesna količina plodova jabuka, krušaka i dunja čuva kraće vreme u običnim skladištima, pa smo i o tome izneli nama dostupne informacije.
Baveći se ovom problematikom duži niz godina, osetili smo da iz te oblasti nema dovoljno stručne literature na našem jeziku, pa smo se prihvatili posla da napišemo takvu knjigu. Trudili smo se da u nju ugradimo najnovija svetska i domaća iskustva, uključujući i sugestije tehnologa iz hladnjača, te smatramo da će ova knjiga biti od posebnog značaja za praksu, kao i za studente voćarstva i tehnoloških nauka. Na kraju valja napomenuti da u knjizi ima i saznanja koja još nisu naučno potvrđena, ali se u nedostatku pouzdanijih u praksi počinju široko primenjivati. U tom smislu bi nam bila korisna svaka sugestija.
Autori
Prof. dr Dušan Gvozdenović
Dipl. inž. Mihailo Davidović
Sadržaj
UVODNA RAZMATRANJA (Prof. dr Dušan Gvozdenović)
I BIOLOŠKE OSOBINE PLODOVA
Građa biljne ćelije
Građa plodova
Hemijski sastav plodova
II BIOHEMIJSKI I FIZIOLOSKI PROCESI U UBRANIM PLODOVIMA
Transpiracija
Disanje
Aerobno disanje
Anaerobno disanje
III PROMENE ZA VREME ZRENJA PLODOVA
Intenzitet disanja
Uloga etilena u zrenju plodova
Transformacije ugljenih hidrata
Količine pektina za vreme zrenja i tokom čuvanja
Količine ukupnih kiselina
Čvrstina parenhima ploda
Količina proteina
Boja semenke
Aromatične materije
Boja ploda
Odvajanje plodova
IV BERBA
Metode određivanja vremena berbe
Broj dana od punog cvetanja do berbe
Stadijum
Suma temperatura od punog cvetanja do berbe
Jodno-skrobni test
Čvrstina parenhima ploda
Promena osnovne i dopunske boje pokožice ploda
Boja semenjače
Lakoća odvajanja plodova
Oblik ploda
Organoleptička ocena
Refraktometarski indeks
Količina ukupnih kiselina
Oslobađanje etilena
Oprema za određivanje vremena berbe
Posledice prerane berbe
Posledice prekasne berbe
Berba u dve i više faza
Faktori koji utiču na kvalitet i trajnost plodova
Klimatski, edafski i agrotehnički činioci
Biološki faktori
Planiranje berbe i čuvanja plodova
Radna snaga
Organizacija transporta
Obezbeđenje skladišnog prostora
Načini berbe
Ručna berba
Polumehanizovana berba
Mehanizovana berba
Pomoćna sredstva za berbu i ambalaža
Tehnika berbe i organizacija iznošenja plodova
Uputstva radnicima
Kontrola i kvalitet rada
Mehanička opterećenja pri berbi i transportu
Transportna sredstva
V ČUVANJE VOĆA
Ocena i oznake kvaliteta plodova pre uskladištenja
Uticaj snižavanja temperature i regulisanja sastava vazduha
na životne procese u plodovima
Osnovni principi uskladištavanja
Dezinfekcija ambalaže, sredstva za berbu i komora za čuvanje
Predhlađenje voća
TEHNOLOGIJA ČUVANJA PLODOVA
Jabučasto voće
Jabuka
Jonatan
Džonagold
Zlatni delišes
Delišes
Gloster 69
Mucu
Ajdared
Melroz
Greni smit
Određivanje vremena iskladištenja
Promene plodova po iskladištenju
Neparazitarna oboljenja
Parazitarna oboljenja
Kruška
Vilijamovka
Crvena vilijamovka
Fetelova
Konferans
Boskova bočica
Pakhams triumf
Kleržo
Hardijeva
Druardova
Krasanka
Kaluđerka
Neparazitarna oboljenja plodova
Parazitarna oboljenja plodova u skladištu Dunja
Fiziološka oboljenja plodova
Gljivična oboljenja plodova
Koštičavo voće
Breskva
Kajsija
Šljiva
Trešnja i višnja
Jagodasto voće
Jagoda
Malina
Kupina
Crvena i crna ribizla
Ogrozd
Borovnica
Grožđe
Jezgrasto voće
Orah
Pekan
Lešnik
Badem
Kesten
Voće toplijih krajeva
Aktinidija
Ananas
Avokado
Banana
Citrusi
Limun
Mandarina
Pomorandža
Grejpfrut
Kaki
Kokosov orah
Liči
Mango
Maslina
Nar
Papaja
Smokva
Tamarilo
VI AMBALAŽA ZA VOĆE
Glavne karakteristike ambalaže
Vrste ambalaže za voće
Paletizacija i palete
VII PRIPREMA VOĆA ZA TRŽIŠTE
Opšti aspekti pripreme voća
Prostor za klasiranje i pakovanje voća
Dozvoljene količine pesticida na i u životnim namirnicama
VIII OBJEKTI ZA ČUVANJE VOĆA (Mihailo Davidović dipl. inž.)
Hladnjača sa normalnom atmosferom
Građevinska svojstva skladišta
Izolovanje rashladnih objekata
Rashladna oprema
Kompresor
Isparivač
Otapanje isparivača
Kondenzator
Ekspanzioni ventili
Hladnjače sa kontrolisanom atmosferom
Uslovi za dobro funkcionisanje opreme
Uspostavljanje režima kontrolisane atmosfere
Održavanje režima kontrolisane atmosfere
Adaptacija objekata poljoprivrednih domaćinstava u hladnjače
Kontrola sastava i merenje strujanja gasova
Skraćenice
LITERATURA
I Biološke osobine plodova
Voće se čuva uglavnom hlađenjem i zamrzavanjem. Hlađenjem se biljni proizvodi čuvaju u živom, svežem stanju, u kojem su, inače, bez hlađenja, podložni kvarenju. Ovi biljni proizvodi sadrže 75—90% vode i relativno velike količine organskih materija vrlo pogodnih za intenzivne biohemijske i fiziološke procese u njima. Ovome svakako doprinosi i građa tkiva sa krupnim ćelijama i relativno malom čvrstinom parenhima ploda.
Građa biljne ćelije
Osnovni delovi biljne ćelije su ćelijski zid, protoplazma i vakuole.
Ćelije su vrlo složene građe i u prirodi ne postoje ćelije koje se mogu smatrati tipičnim, pa je zbog toga na bazi posmatranja pod elektronskim mikroskopom pretpostavljena tzv. opšta ćelija.
Građa biljne ćelije prikazana je u narednoj šemi.
Izostavljeno iz prikaza
Među subcelularnim komponentama biljne ćelije glavnim se smatraju: jedro, mitohondrije, hloroplasti, ribosomi i dr.
Jedro je kontrolni centar ćelije koji sadrži genetsku informaciju u formi DNK (dezoksiribonukleinske kiseline). Ono je pokriveno poroznom membranom koja omogućava kretanje iRNK (informacijska RNK) u citoplazmu. Sinteza proteina, tj. prevođenje programa koji mRNK prenosi s gena iz jedra u citoplazmu, odigrava se u ribosomima, koji su sastavljeni od proteina i ribosomalne RNK (rRNK).
Mitohondrije sadrže fermente koji učestvuju u ciklusu Krebsa a nalaze se u matriksu, odnosno u rastvorljivom delu unutrašnjeg sadržaja mitohondrija. Pored toga, u njima se nalaze i fermenti koji učestvuju u procesu disanja a nalaze se u formi molekularnog »ansambla« u membranama. Ovde se radi o sistemu transporta elektrona, pri čemu se sintetizira ATP (adenozin-trifosfat). Prema Sariću (1979) potrebno je da mitohondrije budu snabdevene »gorivom« u formi masnih kiselina, piruvata ili aminokiselina, a osim toga potreban je i ADP (adenozin-difosfat) i neorganski fosfor. ATP stvoren u mitohondrijama koristi se u drugim delovima ćelije: ćelijskoj membrani, ribosomima i dr. Mitohondrije koriste gore navedene materije za proizvodnju energije i u njima se nakuplja energija ćelija. Sastoje se od oko 60% belančevina, 30% lipida i oko 0,2% nukleinskih kiselina.
Hloroplasti se nalaze u zelenim ćelijama (imaju zelenu boju usled prisustva hlorofila) i predstavljaju fotosintetički aparat ćelije, u kome se svetlosna energija pretvara u hemijsku energiju. U fotosintetičkom aparatu se uz pomoć enzima veže atmosferski CO2 i sintetizira šećer i drugi produkti fotosinteze.
Amiloplasti spadaju takođe u plastide. U njima se stvaraju skrobna zrna. Različitog su oblika — od sferičnih do razgranatih. Glavna uloga amiloplasta je da nakupljaju polisaharide koji se transformišu onda kada je to biljci potrebno. Treba pomenuti da se skrobna zrnca nalaze takođe i u hloroplastima.
Ribosomi su organele koje sadrže (kod viših biljaka) 40 — 50% RNK i 50 — 60% proteina i služe za sintezu proteina. U suštini sinteza belančevina ima dva osnovna toka: priliv informacije (iRNK) i priliv materijala za sintezu belančevina i aminokiselina).
Građa plodova
Biofizičke osobine plodova zavise pre svega od njihovih anatomsko-histoloških karakteristika, od stepena zrelosti i uslova spoljne sredine.
Plodovi voća kao što su limun, pomorandža i sl. imaju na površini kore ili u njoj žlezde, sekrecione kesice koje na pritisak savijanjem oslobađaju eterska ulja.
Kod druge grupe plodova tkiva pokožice su sastavljena iz ćelija se debelim zidovima, vrlo otpornim na pritisak, pa su plodovi sa odličnom transportabilnošću.
U pokožici plodova nalazi se manji ili veći broj stoma koje se kasnije transformišu u lenticele kroz koje se obavljaju vrlo intenzivni procesi razmene gasova i vode sa spoljnom sredinom.
Zrenjem plodova često se menja oblik ćelija pokožice kao posledica hemijskih promena sadržaja ćelija i njene strukture. U prezrelom plodu ponekad se ćelije odvajaju jedna od druge.
U površinskom sloju ploda nalaze se mnogobrojni hloroplasti koji daju pokožici zelenu boju. Zrenjem se količina hlorofila smanjuje, a stvaraju se karotenoidni pigmenti koji daju plodovima žutu, narandžastu ili ćilibarnu boju. U pokožici sazrelih plodova stvaraju se često i antocijani, koji daju crvenu ili plavu boju. Ovi pigmenti su raspoređeni ili ravnomerno u celom plodu (neke sorte višanja) ili se nalaze samo u površinskim slojevima (šljiva).
Najkorisniji deo ploda je njegov mesnati deo, parenhim ploda, koji se često naziva mezokarp. Mesnati deo ploda se sastoji iz rastresito povezanih ćelija parenhima. Dimenzije ovih ćelija se povećavaju od periferije ka centru, menja se i oblik ćelija. U zrelim plodovima se hloroplasti nalaze obično na periferiji, a u zelenim i dublje u parenhimu. Ćelije parenhima mogu biti ispunjene skrobom (kesten) ili sokom (grožđe). Parenhimske ćelije su odvojene intercelularnim prostorima u kojima se u normalnim prilikama nalazi vazduh. Od veličine intercelulara zavisi i specifična težina plodova. U parenhimu ploda često postoje sklerenhimske ćelije, fibrozna vlakna i dr.
Ćelijski zidovi sadrže pektinske materije i hemicelulozu od kojih zavisi struktura primarnog ćelijskog zida i srednje lamele. Sa razgradnjom pektinskih materija u srednjoj lameli slabi veza između ćelijskih zidova i plodovi brašnjave ili pucaju (Wolf, 1971).
Čvrstina parenhima zavisi od sastava ćelijskih zidova, od količine ugljenih hidrata sa 5 i 6 ugljenikovih atoma (Wiley i Stanbridge, 1961; Preston i Nelmes, 1968; Hulme, 1971) kao i od veličine i oblika ćelija i turgora ćelijskih tkiva (Ulrich, 1952; Hulme i Rhođes, 1971).
Peteljka ploda jabuke sastoji se od sloja epidermisa, like, floema, ksilema i srži. Razlike u anatomskoj građi peteljke ploda i različita formiranost sloja za odvajanje utiču na njihovo držanje na grančici. Elastičnost peteljke zavisi i od njene dužine i debljine.
Kod većine voćnih vrsta listovi, cvet i plodovi opadaju zbog formiranja tkiva za odvajanje u delu peteljke kojim se ona drži za grančicu.
Tkivo za odvajanje se prema Wareingu i Philipsu (1970) sastoji od ćelija koje se nalaze pod pravim uglom u odnosu na osu peteljke. Zidovi tih tkiva omekšavaju i dobijaju želatinoznu konzistenciju i kao posledica nastaje zona oslabljene strukture koja lako puca pod pritiskom izazvanim njihanjem lista odnosno ploda na vetru. Omekšavanje zidova ćelija ovog tkiva je prema navedenim autorima posledica procesa metilacije pektinske kiseline.
Sloj za odvajanje se u nekim slučajevima kod jabuke formira kao rezultat deobe ćelija (pri opadanju cvetova ili zelenih plodića), dok se u drugom slučaju formira diferenciranjem bez deobe ćelija (kod zrelih jabuka).
Nejestivi delovi ploda su kod jabučastog voća peteljka, semena loža, semenka i čašica; kod koštičavog peteljka i koštica; kod jezgrastog egzokarp — ljuska; kod jagodastog peteljka, čašica i seme; kod šipka i citrusa seme i kora; kod banane kora; kod kokosovog oraha ljuska, itd.
Neki nejestivi delovi mogu da se iskoriste za dobijanje ulja (seme jabuke, šljive i grožđa), a seme nekih sorti kajsija je slatko pa se može jesti. Kora agruma se može koristiti za spravljanje sirupa i džemova ukoliko nije hemijski kontaminirana.
Pored toga, nejestivi delovi plodova se mogu koristiti kao organska đubriva, a delom kao stočna hrana.
Hemijski sastav plodova
Voćni plodovi imaju vrlo složen i raznovrstan hemijski sastav. lako je broj hemijskih materija u plodu veliki, moguće ih je grubo svrstati u neorganske i organske materije.
Grupu neorganskih materija čine voda, gasovi (CO2, O2 i N2) i mineralne soli.
U grupu organskih materija spadaju šećeri, pektinske materije i drugi uronidi, organske kiseline, aminokiseline, proteini, encimi, lipidi, aromatične materije i etilen, biljni pigmenti (hlorofil, karotinoidi i antocijani), vitamini, hormoni i dr.
U grupi neorganskih materija ploda najznačajnija je voda. Vode u voćnim plodovima najčešće ima od 75 — 90% (jagoda 85 — 90%, breskva oko 86%, jabuka 84 — 86%, smokva oko 80%), a kod neznatnog broja vrsta kao što su orah, lešnik i badem iznosi do 12%. Količina vode u plodovima zavisi i od dostupnosti vode tkivima u vreme pred berbu i može varirati čak i u toku dana ukoliko je veće kolebanje temperature i drugih nepovoljnih uslova. Da bi prinos bio veći, plodove treba brati kada se u njima nalazi maksimalna količina vode.
Velika količina vode u plodovima je s druge strane uzrok njihove podložnosti povećanoj transpiraciji, osetljivosti na opterećenja i pojavu parazitamih i neparazitarnih oboljenja.
Ugljeni hidrati su zastupljeni šećerima sa niskom molekularnom masom (fruktoza, glukoza i saharoza) ili polimerima sa visokom molekularnom masom (celuloza, hemiceluloza, pektinske materije i dr.).
Glavni šećeri koji se nalaze u voću su fruktoza, glukoza i saharoza. Fruktoza je najzastupljeniji šećer u voćnim plodovima, dok saharoze ima znatno manje od fruktoze i glukoze. Ukupna količina ova tri šećera se u svežim, zrelim plodovima voća kreće od 2 — 65% sveže mase.
Drugi šećeri kao što su maltoza, arabinoza, rafinoza i ksiloza obično se javljaju kao proizvod raspadanja drugih materija, te brzo iščezavaju.
U zelenim plodovima nalazi se uglavnom skrob, a u zrelim fruktoza, glukoza i saharoza.
Znatan deo ugljenih hidrata je nesvarljiv i kao takav prolazi kroz crevni trakt pomažući njegovu peristaltiku (celuloza, hemiceluloza, pektinske materije i sl.).
Lipida u plodovima većine voćnih vrsta ima manje od 1% sveže mase. Međutim, kod nekih voćnih vrsta njihova količina je velika. Tako masti u avokadu ima od 8 do 31,6% sveže materije, odnosno 30 — 70% suve mase, u plodu masline ulja 15 — 35% sveže mase, u stablu uljane palme 75 — 80% suve mase, u orahu 60 — 65% sveže mase.
U plodovima sa malom količinom masti one su važne za zaštitnu funkciju kutikularnog sloja i građu ćelijskih membrana.
U voćnim plodovima koji imaju veliku količinu lipida (masti, ulja i lipoida) oni se kumuliraju kao rezervne materije za vreme rasta plodova. Zreli plodovi evropske masline npr. imaju velike vakuole ispunjene uljem koje zauzimaju veći deo ćelije, potiskujući jedro i citoplazmu uz ćelijski zid.
Proteini se u većini voćnih plodova nalaze u količinama od 0,3 do 2% sveže mase, a neke vrste imaju i 12 —18% (orah, badem i lešnik na primer). Iako proteina u većini slučajeva ima u malim koncentracijama, oni su vrlo značajni ne samo kao komponenta građe jedra i citoplazme već i encima koji učestvuju u metabolizmu za vreme rasta, razvoja, zrenja i čuvanja plodova posle berbe.
Organske kiseline. U voćnim plodovima se organske kiseline nalaze u ćelijskom soku, slobodne ili u vidu soli, estera, glukozida i sl. Ponekad je koncentracij a ovih kiselina tako velika da dovede do kristalizacije na primer kalcijumoksalata u mladim plodovima (druze kod breskve, prosti kristali kod kruške, rafidi kod banana i sl.). Organske kiseline imaju važnu ulogu u metabolizmu plodova. Poznata je na primer uloga fosfoglicerinske kiseline u fotosintezi, uloga organskih kiselina kao važnih izvora energije pri disanju ćelija i druge.
Stepen zrelosti plodova se često vezuje za količinu organskih kiselina ili odnos ukupnih šećera i ukupnih kiselina (npr. kod jabuke) ili Rf vrednosti i ukupne kiseline (kod pomorandži i mandarina).
U voćnim plodovima najviše ima limunske i jabučne kiseline, a u grožđu vinske kiseline. Kupina ima najviše izolimunske, a citrusi limunske kiseline. Limunska kiselina u citrusima se kreće od 3 do 5%, jabučna u jabuci od 0,3 do 0,9%, krušci od 0,1 do 0,5% i u dunji od 0,85 do 1,94%.
Vitamini učestvuju u biohemijskim procesima razmene materija u biljkama. Riljni enzimi se sastoje iz belančevina i vitamina ili mikroelemenata (koencima).
Riboflavin (vitamin B2) prema Speranskom (1967) sposoban je da se jedini sa oko 20 belančevina i obrazuje samo enzime. Vitamini B1 i B6 i neki drugi su sastavni deo encima koji učestvuju u procesu disanja.
Vitamina u biljkama obično ima u malim količinama. Oni su vrlo značajni za ljudsku ishranu (pošto čovekov organizam ne može da ih stvara). Ako u hrani nema dovoljno vitamina C, javlja se skorbut, a usled dužeg neđostatka vitamina A (koji se u prirodi javlja kao provitamin karoten) dolazi čak i do slepila, vitamin E je poznat kao antisterilitetni vitamin, folna kiselina učestvuje u sintezi RNK i njen nedostatak izaziva anemiju. Folna kiselina (C19H19N7O8) ulazi u sastav vitamina B kompleksa. Ona je neophodna za razvoj krvnih ćelija, u procesu rastenja i za pravilnu funkciju koštane srži.
Vitamini u ljudskom organizmu su sastavni deo pojedinih enzima. Poznata je njihova uloga kao aktivatora enzima. Oni učestvuju u sintezi RNK i DNK odnosno u ključnim procesima vezanim za reprodukciju, rast i razvoj. Oni učestvuju u procesima razgradnje ugljenih hidrata, masti i belančevina u kojima se oslobađa energija neophodna za biohemijske i fiziološke procese. Vitamini upotpunjuju dejstvo hormona.
Količina vitamina C varira u vrlo širokim granicama (kod jabuka ga ima npr. 1 — 27 mg na 100 g sveže mase, citrusa 30 — 50 mg, crne ribizle 150 — 350 mg, aktinidije 116 — 930 mg i divlje ruže 250 — 1.000 mg na 100 g sveže mase). Količina vitamina A kod banana je 15—20 μg, kajsija 130 — 165 g, mangoa 180 — 210 μg na 100 g sveže mase. Folne kiseline kod većine voćnih vrsta ima manje od 5 μg, izuzev kod banana koje prema Willsu (1981) imaju oko 10 μg.
Mineralne materije. U plodovima voćaka ima različitih metala i metaloida koji se nalaze pretežno u vidu soli organskih kiselina. Ukupna količina mineralnih materija u plodovima kreće se od 0,15 do 0,80% (Speranski, 1967).
Mineralne materije predstavljaju makroelementi kalijum (K), fosfor (P), kalcijum (Ca), sumpor (S), magnezijum (Mg), gvožđe (Fe) i mikroelementi bor (B), mangan (Mn), cink (Zn), bakar (Cu), molibden (Mo) i kobalt (Co).
Količina na primer K i Ca utiče direktno na kvalitet i čuvanje plodova.
Makroelementi imaju značajnu ulogu u razmeni materija, a povećavaju otpornost prema bolestima. Oni utiču i na obrazovanje proteina i ugljenih hidrata i njihove transformacije u plodovima, porast plodova, obrazovanje karotenoida (B), ubrzavaju obrazovanje vitamina C i fotosintezu, poboljšavaju sposobnost jabuka da se duže čuvaju, utiču na aktivnost auksina (Zn) i dr.
Biljni pigmenti se nalaze u hloroplastima koji se nazivaju »fabrikom« za apsorbovanje sunčeve energije pomoću koje se obavlja proces fotosinteze. Od biljnih pigmenata u hloroplastima plodova najviše je hlorofila a i b, karotenoida (kojih ima oko 30) i antocijana.
U listovima se hlorofili nalaze prvenstveno u palisadnom i manje u sunđerastom tkivu. U voćnim plodovima se nalaze u pokožici, a dok su plodovi mladi i zeleni, ima ih u parenhimu ploda.
Plodovi većine voćnih vrsta (npr. jabuke, kruške, breskve, banane i dr.) zrenjem gube hlorofil (zelenu boju).
Iz grupe žutih pigmenata javljaju se najčešće karotenoidi (uglavnom karoteni i ksantofili). U kori citrusa ima citroksantina (vrsta karotenoida) i (3-citraurina. Karoten boji plodove narandžasto žutom bojom, likopin crvenom, a ksantofil žutom (npr. kod breskve sa žutim mesom).
Antocijani se uglavnom sreću u ćelijama soka i daju mu različitu boju (npr. jagodama i malinama — crvenu, crnom grožđu — crnu i kombinacije crvene i crne). Obično se nalaze u pokožici plodova, a kod nekih vrsta i u parenhimu ploda. Antocijani se u toku zrenja stvaraju postepeno, da bi neposredno pred kraj zrenja počelo naglo nakupljanje pigmenata.
Pektinske materije ulaze u sastav primamog ćelijskog zida i sređnje lamele tkiva viših biljaka. Pektin u srednjoj lameli se često naziva »intercelularni cement«. Meristemsko i pokorično tkivo sadrže takođe pektinske materije.
U zidovima ćelija zrelih plodova nalazi se u proseku 0,5% pektina (Pilnik i Voragen, 1970).
U tkivima plodova postoje tri forme pektina: nerastvorljivi pektin (protopektin), rastvorljivi pektin i pektinska kiselina.
Protopektin ima složen sastav koji nije potpuno proučen. On se sastoji iz galakturonske kiseline, ostataka fosforne kiseline, jona metala, ostataka celuloze, šećera i sirćetne kiseline. Od metala u njegov sastav ulaze Ca i Mg. Protopektin zagrevanjem u prisustvu kiselina (npr. jabučne) može da pređe u rastvorljivi pektin.
Rastvorljivi pektin se sastoji od u vodi rastvorljivih poligalakturonskih kiselina koje su delimično ili potpuno esterifikovane metilesterom (OCH3). One su sposobne da formiraju žele pri zagrevanju sa šećerom i kiselinom.
Pektinska kiselina je forma pektinskih materija koja ne može da želira. Termin pektinska kiselina označava pektinske materije izgrađene većinom od koloidnih poligalakturonskih kiselina uglavnom slobodnih od metilesterskih grupa (OCH3).
Sposobnost želiranja rastvorenog pektina pojačava se povećavanjem molekularne mase i broja čestica većih od 0,2 mikrona, kao i povećanjem broja metoksilnih grupa. Želiranje je bolje u kiseloj sredini, npr. jabučnoj, vinskoj ili limunskoj kiselini, pri minimalnoj vrednosti pH 3,46. Pri tom nastaju tanke niti pektina koje čine skelet pihtijastih proizvoda. Ako u voćnim plodovima ima manje od 0,35 — 0,40% pektinskih materija, ne dolazi do želiranja.
Prema podacima Pilnika i Voragena (1970) u SAD se godišnje ekstrahuje iz ostataka citrusa i jabuka oko 10.0001 pektina, koji su vrlo važni aditivi za džemove, marmelade i žele, kao i druge potrebe konditorske industrije.
Tanini se javljaju u većini slučajeva u malim količinama, koje se izražavaju u desetim ili stotim delovima procenta. U plodovima malog broja voćnih vrsta ima više tanina, kao što je slučaj kod crnog trna i mušmule, koji mogu da sadrže i do 2% tanina. Zrenjem plodova količina tanina se smanjuje.
Aroma voćnih plodova je subjektivan osećaj koji se doživljava mirisanjem. Najprijatniju aromu plodovi imaju u fazi konzumne zrelosti, a prezrevanjem brzo gube aromu. Na niskim temperaturama miris ploda se manje oseća zbog smanjenog isparavanja.
Komponente arome se nalaze u plodovima u vrlo malim količinama, prema Nurstenu (1970) obično manje od 100 ppm.
Kod banane sorte Gros michel je to 12 —18 ppm, jagode 5 — 10 ppm, maline 2 — 3 ppm i sl.
U voćnim plodovima je do 1969. godine otkriveno više od 200 komponenata arome. Usavršavanjem metoda hemijske analize ovaj broj se povećava.
Aromatična jedinjenja nisu samo esteri nego i laktoni, kiseline, alkoholi, aldehidi, ketoni, eteri i acetali, karbonili, ugljovodonici.
Nursten (1970) navodi kod jabuke sledeće komponente arome: 20 kiselina, 28 alkohola, 71 ester, 26 karbonila, 10 etera i acetala i ugljovodonika, kod banane 8 kiselina (od estera sirćetne kiseline), 10 alkohola, 17 estera, 8 karbonila i dr., kod jagode 12 kiselina, 27 alkohola, 55 estera, 21 karbonil, 21 acetal i 10 ugljovodonika.
Iako postoji ogroman broj komponenata arome, ipak kod većine voćnih vrsta postoje organoleptički signifikantne, specifične komponente pojedinih vrsta plodova. U zelenim plodovima jabuke to su karbonili, heksanal i 2-heksanal a u zrelim ester etil 2-metilbutirata; u zelenim bananama karbonil 2-heksanal, u zrelim eugenol a u prezrelim izopentil alkohol; u limunu je to karbonil citral, a u pomorandži ugljovodonik valencen.
Neke od pomenutih aromatskih materija mogu se sintetizovati industrijski i koristiti kao veštačka aroma.
II Biohemijski i fiziološki procesi u ubranim plodovima
Za čuvanje voćnih plodova u svežem stanju neophodno je da se zna da su to živi delovi biljaka. U plodovima se i posle berbe nastavljaju fiziološki i biohemijski procesi koji su započeti pre berbe. Plodovi nastavljaju da dišu uzimajući kiseonik (O2), a oslobađajući ugljen-dioksid (CO2) i energiju (toplotu).
Za vreme čuvanja plodovi gube vodu u procesu transpiracije. Pošto su odvojeni od sprovodnih sudova biljaka, voda se gubi direktno iz tkiva, odnosno ćelija ploda, i ne može se nadoknaditi.
Oslobađanje toplote disanjem i gubitak vode transpiracijom ukazuju na činjenicu da su plodovi kvarljivi i da se mogu čuvati ograničeno vreme.
Za tehnologiju čuvanja je posebno značajno poznavanje procesa transpiracije, disanja i promena koje se dešavaju u plodovima od berbe do upotrebe.
Transpiracija
Biljke gube vodu gutacijom, suzenjem i transpiracijom.
Gutacija je odavanje vode u vidu kapljica. Ona je česta u biljaka tropskog područja, gde je visoka relativna vlažnost vazduha a biljke obilato snabdevene vodom.
Suzenje je pojava da se na poprečnom delu lastara ili mladara, u vreme kretanja sokova u biljci, pojavljuje voda (vinova loza i aktinidija posle rezidbe).
Transpiracija je najznačajniji vid izlučivanja vode iz listova i voćnih plodova u vidu vodene pare. To je u suštini fizički proces koji se delom može objasniti Daltonovim zakonom, po formub za izračunavanje isparavanja:
V = K P1-P0/P S
u kojoj je V isparavanje, K koeficijent difuzije, P1 napon vodene pare koja zasićuje okolni prostor pri temperaturi površine sa koje isparava tečnost, P0 stvarni napon pare u okolnom vazduhu, P atmosferski pritisak i S površina sa koje tečnost isparava.
Porastom temperature povećava se intenzitet transpiracije zbog brzog povećanja atmosferskog pritiska P. Transpiracija je direktno proporcionalna deficitu zasićenosti atmosferskog vazduha. Pored toga, na intenzitet utiče i strujanje vazduha, pa se u Daltonov zakon uvodi korekturni faktor.
Na osnovu Daltonovog zakona ipak se ne može tačno izračunati količina isparene vode jer se sa povećanjem lisne površine na primer ne povećava proporcionalno i transpiracija.
Za vreme čuvanja plodova tkiva i transpiracijom gube vodu. Kao posledica prekomernog gubljenja vode plodovi venu, smežuravaju se i gube sočnost, pa im se kvalitet znatno pogoršava, a dolazi i do znatnog gubitka mase. Masa se smanjuje i zbog disanja, ali se najviše smanjuje i zbog transpiracije.
Kod plodova jabuka, prema Bunemannu i Hansenu (1971) smanjenje mase od 4 do 6 % utiče značajno na pogoršanje kvaliteta plodova. Do sličnih podataka su došli i Sto 11 (5—8%) i Winter (4—7%). Zbog toga za vreme čuvanja treba sprečiti gubljenje vode. Smatra se da ne bi došlo do umanjenja kvaliteta ploda jabuke ako se za vreme čuvanja masa ne smanji za više od 3%. Ako se stvore takvi uslovi, onda još postoje dovoljne rezerve vode u plodu.
Pored biološkog, treba svakako imati u vidu i ekonomski aspekt ovog problema. Naime, voće se prodaje prema težini, pa smanjenje gubitka mase za samo 1% predstavlja uštedu od prosečno oko 3.000 t godišnje (na bazi prosečnog prinosa u periodu 1972 — 82).
Vodena para iz međućelijskog prostora sunđerastog tkiva izlazi kroz stome i lenticele na listovima, odnosno iz parenhima plodova. Vodena para izlazi i kroz kutikulu (kutikularna transpiraoija). Prema Sariću (1979), kod mlađih biljaka količina pare oslobođene kutikularnom transpiracijom dostiže do 50% transpiracijom izgubljene vode. Kod starijih biljaka se transpiracija obavlja uglavnom kroz lenticele.
Ako su međućelijski prostori zasićeni vodenom parom a u spoljnoj atmosferi je niska relativna vlažnost, vodena para se kreće iz plodova prema nezasićenoj atmosferi. Zato se u prostorijama u kojima se voće čuva mora održavati relativna vlažnost vazduha koja odgovara voćnoj vrsti, odnosno sorti. Obično ona iznosi 80—95% (u zavisnosti od temperature, sastava atmosfere i voćne vrste).
Ako je relativna vlažnost vazduha visoka, onda su pogodni uslovi za pojavu gljivičnih i fizioloških oboljenja, pa se ne preporučuje da bude viša od 95%.
Toplota prostorije utiče na intenzitet transpiracije jer se za isparavanje vode troši energija. Plodovi gube manje vode ako su hladniji, te ih treba posle unošenja brzo ohladiti do potrebne temperature.
Smatra se da kolebanje temperature od ± 1°C izaziva promene relativne vlažnosti vazduha za preko 10%.
Kada se obezbedi neophodna temperatura i vlažnost, treba tako podesiti strujanje vazduha da ne isušuje vlažni »omotač« ploda ali i da se spreči kolebanje temperature i formiranje »toplih gnezda«.
Da bi se odredio optimalan režim vlažnosti vazduha i smanjio gubitak mase za vreme čuvanja, neophodno je dobro poznavati biološke osobine vrsta i sorti voća.
Stoll (1968) deli na primer sorte jabuka na one koje »se smežuravaju« (tipičan primer je zlatni delišes) i one koje »se ne smežuravaju« (ajdared, greni smlit i sl.). Treba znati da sitniji i zeleniji plodovi, posebno sorti koje naginju smežuravanju, kao i plodovi sa rđastom prevlakom, znatno intenzivnije gube vodu transpiracijom. Isti je slučaj sa prerano ubranim plodovima svih voćnih vrsta.
Disanje
Sva živa biljna tkiva dišu. Voćni plodovi dišu takođe i nakon berbe, za vreme transporta, čuvanja pa sve do konačne potrošnje ili prerade.
Disanjem se oslobađa energija neophodna živim organizmima za procese metabolizma, prenos metabolita u druga tkiva i za održavanje propustljivosti membrana. Ovde je u normalnim prilikama reč o aerobnom disanju koje se odvija u prisustvu dovoljne količine kiseonika.
Aerobno disanje
Kao supstrat za disanje ćelija služe kod voćnih plodova uglavnom ugljeni hidrati (glukoza i fruktoza).
Najveći deo energije koja se oslobađa u procesu disanja veže se u vidu hemijske energije (ATP), a preostala količina se oslobađa u vidu toplote.
U odnosu na korišćenje energije od strane čoveka, u procesu disanja plodova energija se mnogo racionalnije koristi, a gubici su znatno manji. Oslobođena energija je posebno značajna kao pojava za vreme čuvanja plodova jer se prema njenoj količini, između ostalog, projektuju i uređaji za odvođenje toplote.
Toplota disanja prema Hansenu (1967) prikazana je u sledećoj tabeli:
Toplota disanja voća prema Hansenu (1967)
C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O + 2.824 J (glukoza)
Koefidjent disanja tripalmitina je 6 CO2/6 O2 = 1
Koefidjent disanja tripalmitina je 102 CO2/148 O2 = 0,70
predstavlja vrednost koeficijenta disanja.
Jabučna i limunska kiselina imaju koeficijent disanja 1,33, a oksalna 4.
Oksidacija jednog molekula masti (tripalmitin) prikazuje se jednačinom:
C51H98O6 + 145 O2 = 102 CO2 + 98 H2O (tripalmitin)
Disanje se prema Sariću (1979) obavlja u sledeće tri faze:
— razgradnja složenijih, visokomolekularnih jedinjenja na prostije jedinice, npr. skroba u glukozu (dejstvom amilaze i maltaze) ili recimo saharoze u glukozu i fruktozu (dejstvom encima invertaze). Interkonverzija saharoze i skroba moguća je u mnogim biljnim tkivima;
— glikolitičko razlaganje ugljenih hidrata. tj. šećera do pirogrožđane kiseline u prisustvu lciseonika (O2) i bez njega;
— oksidacija pirogrožđane kiseline u ciklusu Krebsa.
Pri okisidaciji organskih materija (sagorevanju) proces oslobađanja energije može da se raščlani u tri osnovne faze, kao što je to prikazano u prethodnoj šemi.
U prvoj fazi se oslobađa svega 0,6% slobodne energije polisaharida i belančevina i oko 0,1% triglicerida. Pri oksidaciji se približno 1/3 ukupne energije oslobađa u drugoi fazi a 2/3 u trećoj.
Anaerobno disanje
Najčešći i normalan vid disanja plodova voća je aerobno disanje. Normalna atmosfera je bogata kiseonikom koji je u normalnim prilikama tkivima dostupan u neograničenim količinama. Međutim, ukoliko nema kiseonika, javlja se anaerobno disanje, kada se glukoza razlaže u piruvat. Glukoza se tada razlaže preko pirogrožđane kiseline ili u mlečnu kiselinu ili acetaldehid i etanol u procesu koji se naziva fermentacija. Pri tome se oslobađa znatno manje energije po molu glukoze nego kod aerobnog disanja. Uprošćeno se ovaj proces prikazuje sledećom jednačinom:
C6H12O6 = 2 CO2 + 2 C2H5OH + 117 J (glukoza) (etanol)
Koncentracija kiseonika pri kojoj se javlja anaerobno disanje zavisi od tipa tkiva, vrste, sorte, zrelosti ploda i temperature. Smatra se da plodovi jabuka pri niskim temperaturama (1 — 2,5°C) počinju da dišu anaerobno ako količina kiseonika padne ispod l%.
Alkohol dobijen u ovom procesu se kumulira u tkivima i nakon određene koncentracije deluje toksično na žive ćelije parenhima ploda. Ovo se kod letnjih sorti krušaka i npr. mušmula ispoljava u vidu gnjilenja unutrašnjeg dela ploda).