Enciklopedija | Tehnologija voća i povrća

Promjene koje se dešavaju u voću i povrću nakon berbe možemo promatrati sa više aspekata kao što su npr.:

– biološke promjene,

– promjene hemijskog sastava,

– promjene teksture i senzorskih svojstva,

– promjene nutritivne – biološke vrijednosti,

– biohemijske promjene – enzimske promjene,

– fiziološke promjene i sl.

Sve ove promjene, tj. procesi su uglavnom međusobno uzročno-posljedično povezani.

Nakon berbe voća i povrća mogu nastupiti dvije osnovne grupe bioloških promjena u i na voću i povrću : makrobiološke i mikrobiološke. Makrobiološke promjene podrazumijevaju utjecaj insekata, ptica i drugih štetočina te su predmet izučavanja higijene, sanitacije i tzv. “pest” kontrole. Druga grupa bioloških promjena su mikrobiološke promjene koje je poželjno promatrati kao procese u korelaciji sa biohemijskim procesima u voću i povrću.

U svježem voću i povrću sve prmjene se odražavaju u promjenama strukture i živih stanica tkiva voća i povrća. Stanica je temeljna (osnovna) jedinica svakog živog bića: biljke, životinje i čovjeka. Hemijska je struktura stanice, bez obzira kojem živom biću pripada, u osnovi ista. Dok je stanica zdrava, organizam besprijekorno funkcionira., U suprotnom poremeti se njezina funkcija, a najčešće istodobno, sudjelovanjem patološkog procesa i građa stanice. Zato pojednostavljeno kažemo da je bolest posljedica poremećaja građe i/ili funkcije stanica. Naime, svaka stanica u organizmu ima visok stupanj autonomije, ima vlastite gene, vlastite enzime, itd.

Međutim, postoje neke specifičnosti biljne stanice, koja je osnovni živi konstituent biljnog organa u voću i povrću. Svaki biljni organ sastavljen je iz velikog broja mikroskopski malih stanica u kojima se odvijaju sve životne funkcije. Biljne stanice ne naliježu jedna na drugu već između njih postoji sistem fino razgranatih kanala intercelulara, u kojima se nalazi zrak. U plodu jabuke oni čine 25 %, a u mrkvi i krompiru samo 2-5% zapremine. Intercelularni prostori služe za snabdijevanje stanica zrakom, a istovremeno služe i za izlučivanje CO2 i drugih materija koje nastaju u stanicama uslijed respiracije. Intercelularni prostori su neophodni za metabolizam stanice, jer biljke ne raspolažu kao životinje krvotokom koji bi regulirao dovod i odvod plinova za svaku stanicu.

Mikroskopski izgled biljnih stanica

Biljna stanica je obavijena celuloznom membranom, a u stanici se nalazi protoplazma koja u tankom sloju naliježe na nembranu. Pored toga, u stanici je jedro sa plastidima koji su također živi dio stanice, a tu su i vakuole. Razlika između biljne i životinjske stanice je, prije svega, u tome što životinjska stanica nema celuloznu membranu i veliku vakuolu, dok su biljne stanice mnogo siromašnije u protoplazmi od životinjskih stanica.

Za međusobno povezivanje stanica služi središnja lamela koja je uglavnom izgrađena od pektina. Za vrijeme zrenja nekih plodova, npr. pri omekšavanju jabuka, krušaka i šljiva, središnja lamela se rastvara i ima za posljedicu slabljenje veza između stanica, a počinje i njihovo razdvajanje. Kod maline i kupine srednja lamela u toku zrenja jako nabubri.

Struktura biljne stanice

Protoplazma sa jedrom i najčešće prisutnim plastidima je aktivni živi dio stanice. Plastidi (kromatofori) u biljnoj stanici su kloroplast (klorofil), kromoplasti (obojeni plastidi) i leukoplasti (bezbojni plastidi). To su plazmatična tijela i kad su bezbojna nazivaju se leukoplasti. Kad nose bojene materije kao što su nosioci zelene boje lišća zovu se kloroplasti. Tako su kromoplasti nosioci žutocrvene boje u mrkvi, patlidžanu, paprici itd. Promjene boje pri zrenju plodova ili mijenjanje zelene boje lišća dolazi uslijed toga što se klorofil u kloroplastima razgrađuje. Žuto bojene materije kloroplasta dolaze do izražaja (slučaj kod jabuka ili banane). Kod rajčice se gubi zelena boja, a plastidi stvaraju žute ili crvene pigmente. Promjena boje kod plodova često je povezana sa određenim spoljnim uvjetima kao što je sadržaj kisika i temperatura u okolnoj atmosferi.

Pored vode dvije najvažnije komponente protoplazme su bjelančevine i lipidi. Glavni sastavni dio protoplazme su koloidni proteini i posjeduju opšta svojstva hidrofilnih koloidnih sistema. Neobično nježna struktura plazme vrlo je osjetljiva prema spoljnim utjecajima i mijenja se sa starenjem biljnih organa.

Vakuola u živoj biljnoj stanici služi kao skladište različitih produkata metabolizma. Vakuola je jednom opnom, koja se naziva tonoplast, odvojena od protoplazme. Ova opna služi za razmjenu tvari između plazme i staničnog soka. Opna vakuole, odnosno tonoplast, ima znatno veću otpornost prema utjecajima koji inače oštećuju protoplazmu. Poslije zamrzavanja nastupa koagulacija staničnih jezgara i plazme, a tonoplast može i dalje pokazivati znake karakteristične za živo stanje kao što je propustljivost. Plazma poslije nešto dužeg nedostatka kisika granulira, tj. izumire, dok se opna vakuole ponaša još kao kod žive stanice. Ova visoka otpornost tonoplasta naročito je značajna kod biljaka koje u sebi nagomilavaju velike količine jako disociranih kiselina, npr. oksalnu kiselinu. Plazma takvih stanica može da ima pH 5-6, dok istovremeno u staničnom soku pH može biti 2.0-2.5, npr. kod nekih zelenih plodova. Prema tome, tonoplast štiti plazmu od staničnog soka i održava u istoj stanici dva medija različitog aciditeta.

Sastav staničnog soka je vrlo različit, a kod jedne iste biljke mijenja se tokom razvitka i starenja biljnih organa i stanica. Redovni sastojci staničnog soka su šećeri, organske kiseline i soli. Topljive bjelančevine i neka jedinjenja s dušikom također se redovno nalaze u vakuolama.

Lišće i mladi biljni organi prevučeni su jednoslojnim epidermom u obliku pokožice. Na epidermu se nalaze stome koje služe za razmjenu plinova. Kod nekih biljnih organa ispod epiderma nalazi se jednoslojni ili višeslojni hipoderm. Radi bolje mehaničke zaštite i usporavanja transpiracije epiderm je sa spoljne strane pokriven debljim ili tanjim slojem kutikule. Plazmatična opna žive stanice je semipermeabilna i vrlo lako propušta vodu dok je nepropusna za materije koje su topljive u vodi. Ova opna nije potpuno nepropusna prema svim u vodi netopljivim materijama, jer se kroz staničnu opnu vrši razmjena otopljenih materija između stanica (kao što su mineralne soli i šećeri). Stoga se i dešava da se te materije najprije ispiru iz biljnih organa što je slučaj sa povrćem za vrijeme pranja. Ova nepropustljivost se naročito odnosi na visokomolekularne stanične sastojke. Ako se npr. cvekla ili list crvenog kupusa potopi u vodu, čak i pri dužem stajanju u vodi bojene materije neće izlaziti iz vakuole. Poslije kuhanja plazma se denaturira tako da plazmatična opna i celulozna membrana postaju propustljive za sve topljive tvari pa i bojene.

Stanična membrana žive biljke ili biljnog organa brzo propušta vodu, etanol i druge materije. Međutim, prodiranje tvari u stanicu sprječava plazmatična opna i stanični zid. Plazmatična opna regulira predaju tvari iz plazme jedne stanice u plazmu susjedne stanice, a od propustljivosti tonoplasta ovisi razmjena tvari između plazme i staničnog soka.

Opća permeabilnost direktno je proporcionalna sa veličinom molekula koje prodiru kroz membranu. Mnogi spoljni i unutarnji faktori utječu na stanje protoplazme, a isto tako i na njen permeabilitet. Temperaturne promjene, neke soli, nedostatak kisika i ugljikohidrati dovode do promjena u propustljivosti pojedinih supstanci. Štetni utjecaji na biljnu stanicu najčešće povećavaju propustljivost stanične membrane. Toksični proizvodi metabolizma koji se nagomilavaju u stanicama mogu u velikoj mjeri povećati propustljivost tako da uslijed toga često nastupa i smrt stanice. Kod nekih fizioloških oštećenja jabu-ka vjerovatno je da su one prvenstveno posljedica nagomilavanja acetaldehida i drugih otrovnih produkata razmjene tvari.

Geni su smješteni u kromozomima stanice i oni su nositelji nasljednih osobina. Oni mogu, a često i sudjeluju u regulaciji intermedijarnih biohemijskih metaboličkih procesa. Bez gena ne mogu se normalno odvijati ti procesi. Geni nadziru rast i razvoj svakog živog bića, pa i biljke i životinje. Oni omogućavaju sintezu enzima koji ostvaruju neki biohemijski proces.

U stanici se odvijaju metabolički procesi. Metabolizam predstavlja sveukupnost biohemijskih i fizičkih procesa koji osiguravaju održavanje, rast i razvoj živog organizma. Osnovni metabolizam svih organizama je metabolizam stanice. Dva su osnovna smjera metaboličkih procesa : anabolizam i katabolizam. Anabolizam ili asimilacija -sinteza složenijih spojeva. Sinteza ugljikohidrata proteina i masti ima primarnu ulogu u anabolizmu. Značajna je također u metabolizmu voća i povrća sinteza vitamina, pigmenata, aromatičnih tvari i drugih fitokemikalija. Termin anabolizam označava izgradnju i suprotan je razgradnji ili katabolizmu. Pod terminom anabolički putevi podrazumijeva se tipičan hemijski ciklus izgradnje organskih komponenti. Katabolizam ili disimilacija je razgradnja složenih komponenti živih sistema. To je stanje kad je razgradnja brža od sinteze. Primarni produkti metabolizma su ugljični hidrati (škrobna zrnca), proteini i lipidi (masne kapljice), sekundarni vitamini pigmenti, arome, i druge tvari.

Značajniji mikrobiološki procesi u svježem voću i povrću

Ustanovljeno je da oko 30% do 50 % od ukupne količine povrća i voća prikupljenog za ljudsku prehranu propada uslijed mikrobiološkog kvarenja. U ovom kvarenju na prvom mjestu učestvuju bakterije, zatim kvasci i plijesni. Iako virusi također mogu da razlažu biljna i životinjska tkiva, ipak se njima danas još ne pridaje neki veći značaj u kvarenju voća i povrća.

Imajući u vidu hranjive sastojke u povrću, može se zaključiti da postoje povoljni uvjeti za razmnožavanje bakterija, plijesni i kvasaca, a kao posljedica njihovog razvoja javlja se i kvarenje. Visoki udio vode u povrću pomaže razvoju mikroorganizama koji izazivaju kvarenje, a nizak sadržaj ugljikohidrata i masti ukazuje na činjenicu da se veći dio vode nalazi u slobodnom obliku. Većina vrsta povrća ima pH vrijednost u granicama koje su pogodne za razvoj velikog broja bakterija. Relativno visok oksido-reduktivni potencijal povrća po-godniji je za razvoj aeroba i fakultativnih anaeroba, pa za anaerobno kvarenje ima malo uvjeta.

Mikrobiološke promjene u svježem voću i povrću. Svježe voće i povrće, a pogotovo povrće, najčešće se razvija u zemlji ili neposredno iznad nje. Pri tome je zemljište najveći izvor raznih mikroorganizama. Povrće se najčešće inficira mikroflorom. Mikroflora koja se nalazi na površini povrća može da potječe iz: zemljišta, otpadnih voda, đubriva, životinja i ljudi. Voće je, osim nekih izuzetaka, znatno iznad zemlje. Zagađenju najviše doprinosi čovjek, ambalaža insekti i štetočine.Mikroorganizmi koriste voće i povrće kao supstrat za svoj razvoj , odnosno kao izvor energije pa se često radi o parazitskim mikroorganizmima. Broj i vrsta mikroorganizama na voću i povrću su različiti. To ovisi o udjelu vode, proteina, ugljikohidrata, kiselina, fenolnih jedinjenja, eterskih ulja, biljnih antibiotika – fitocida (kojima obiluju, na primjer bijeli i crveni luk i hren) i dr. Ukupan broj mikroorganizama ovisi o mnogim faktorima i iznosi od nekoliko hiljada do više miliona/cm2 . Voće i povrće sadrži mikroorganizme samo na površini, iako se i u unutrašnjosti može naći određen, mali broj mikrorganizama. Prisutna mikroflora je po pravilu neaktivna, jer nema uvjeta za razmnožavanje. Eventualno prisutne patogene bakterije zadržavaju mogućnost reprodukcije samo nekoliko sati ili nekoliko dana. Porastom zrelosti obično se povećava i broj prisutnih mikroorganizama.

Obično se manipulacijom poslije berbe broj mikroorganizama poveća do određenog stupnja, što ovisi o higijenskim uvjetima, brzini i načinu manipulacije i sl. Ako je voće ili povrće skladišteno na gomili, uslijed biohemijskih promjena (disanje) dolazi do porasta temperature i oslobađanja vode. Na taj način nastaju gotovo idealni uvjeti za raz-množavanje odgovarajuće mikroflore, a uslijed čije aktivnosti dolazi do kvarenja već poslije nekoliko sati, pogotovo ako se radi o nježnijim plodovima (jagoda, malina…). Voćni plodovi na površini su zaštićeni pokožicom, presvučenom prevlakom, što pored mehaničke zaštite ima i antimikrobnu ulogu. Na pokožici plodova u većem udjelu su prisutna fenolna jedinjenja koja inhibitorno djeluju na mikrobiološku aktivnost.

Prisutni mikroorganizmi tokom životne aktivnosti razlažu organsku materiju do jednostavnijih oblika. Pri tome oni koriste dio vezane energije za svoje potrebe, a dio organske materije se može osloboditi u okolinu u obliku gasa. Ovakva aktivnost mikroorganizama se manifestira kvarenjem voća i povrća. Dok su biljka i plod u dobroj zdravstvenoj kondiciji, sposobni su se oduprijeti štetnom djelovanju mikroorganizama (imunološki sustav). Voće i povrće sa oslabljenim imunološkim sustavom postaje brzo „žrtva“ mikrobiološke aktivnosti .

Kvarenje voća i povrća može biti organoleptički neprimjetno u slučaju kada su procesi sporiji ili može uzeti tolikog maha da dolazi do znatne promjene organoleptičkih svojstava. U takvim slučajevima voće i povrće postaje neupotrebljivo za ljudsku prehranu, a u određenim slučajevima može postati i štetno po zdravlje potrošača. U organoleptičkom smislu, rezultat nepoželjne mikrobiološke aktivnosti se ogleda u površinskim promjenama. Mikrobiološko kvarenje voća i povrća može se manifestirati na različite načine: promjenom reoloških svojstava (tvrdoće, konzistencije ), pojavom pljesnivosti, promjenom boje, ukusa i mirisa (vrenje i truljenje), nastankom toplote te stvaranjem gasova. Mikroorganizmi koji izazivaju kvarenje hrane, kad su u velikom broju, mogu biti detektirani na osnovi promjene mirisa, okusa ili čak boje i teksture. Relativno su manje štetni zbog toga što se lakše otkrivaju. Mikroorganizmi koji izazivaju trovanje hranom često ne mogu biti organoleptički detektirani i kao takvi mogu biti vrlo štetni. Ako postoje pogodni uvjeti za razvoj, mikroorganizmi se teorijski razmnožavaju vrlo brzo, prema izrazu:

N t = No 2 exp n = No 2 exp(μt)

No = početni broj mikroorganizama u početnom (nultom) vremenu,

Nt = broj mikroorganizama u vremenu t,

μ = ukupan broj generacija, odnosno brzina dijeljenja dotične vrste mikroorganizama

t = vrijeme

Ovom brzinom mikroorganizmi se razmnožavaju samo u jednoj fazi ciklusa reprodukcije, tj. samo u tzv. log-fazi.

Do promjene kvalitete voća i povrća može doći i djelovanjem enzima, koji mogu biti autohtoni ili mogu nastati kao produkti metabolizma mikroorganizama na površini voća i povrća. U aerobnim uvjetima organska materija se može potpuno razložiti do CO2, vode i amonijaka.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energija

U anaerobnim uvjetima najčešće se odigrava dekarboksilacija uz redukciju ostatka molekula do nekog jedinjenja sa određenim sadržajem energije. Pri tome naprimjer :

  • kvasci stvaraju etanol;
  • bakterije mliječne kiseline stvaraju mliječnu kiselinu,
  • bakterije rada Clostridium stvaraju maslačnu kiselinu – CH3(CH2)2COOH

C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 + energija

C6H12O6 → 2CH3(CHOH)COOH + energija

Brzina razmnožaanja mikroorganizama

Pljesnivost je pojava kolonija plijesni na površini voća i povrća. Rast plijesni se manifestire u vidu stvaranja bijele, sive, zelene i blijedo do tamno narančaste skrame na površini, a rjeđe i ispod površine. Mnoge plijesni pa time i njima kontaminirane namirnice odlikuju se specifičnim mirisom koji se ne može eliminirati. Najčešći izazivači plijesnivosti spadaju u rod : Penicillium, Aspergillus, Cladosporium i Mucor.

Vrenje je mikrobiološka razgradnja organske materije a najčešće se svodi na oksidoredukciju saharida ili organskih kiselina u aerobnim ili anaerobnim uvjetima. Kod nekih tipova vrenja nastaju konačni proizvodi CO2 i H2O, u nekim slučajevima kiseline, a u trećem tipu istovremeno kiseline ili etanol i gasovi.

Truljenje je komplicirana mikrobiološka razgradnja slabo kiselog voća i povrća čiji je pH veći od 4, obično bogatog proteinima. Ovaj proces se najčešće odvija u anaerobnim uvjetima. Truljenje se ispoljava promjenom boje, omekšavanjem tkiva i pojavom neprijatnog mirisa.

Pri truljenju nastaju gasovi amonijak, ugljendioksid i vodoniksulfid koji mijenjaju miris proizvoda. Ako se radi o hermetički zatvorenim proizvodima na bazi voća i povrća, dolazi do nadimanja limenki. Karakteristični proizvodi truljenja, uglavnom uslijed dekarboksilacije amino-kiselina su toksične materije :

  • kadaverin [NH2 — (CH2)5 — NH2] i
  • putrescin [NH2 — (CH2)4 — NH2].

Truljenjem nastaju i jedinjenja koja nisu toksična ali uvjetuju neprijatan miris kao što su: fenoli, krezoli, indol, skatol, merkaptan, vodoniksulfid i CO2. Izazivači truljenja su bakterije i to anaerobne, aerobne, ili fakultativno anaerobne, kao i sporogene i asporogene. Sem E. coli i Enterobacter (koje mogu da izdrže i pH oko 4.5) radi se uglavnom o bakterijama kojima više odgovara neutralna sredina. Najčešći izazivači truljenja su: Proteus vulgarte, Serratia marcenscens, Alcaligenes faecalis, Pseudomonas fluorescens, Erwinia carotovora i dr. Od sporogenih najčešći je Bacillus subtilis, a od asporogenih anaeroba čest izazivač je Cl. sporogenes, Cl. putrefaciens i Cl. perfringens. Od proizvoda truljenja opasniji su specifični toksini koje stvaraju bakterije, pogotovo kada se promjene na namirnicama organoleptički ne primjećuju. U tom smislu posebno opasni su Cl.botulinum i Salmonella. S aspekta truljenja, potrebno je naglasiti da su sve prirodno kisele namirnice (pH niži od 4 – voće i prerađevine na bazi voća) bolje zaštićene od truljenja.

Specifičnosti mikrobiološkog kvarenja voća. Budući da je voće kiselog karaktera, na njemu se lako razvijaju i izazivaju kvarenje plijesni i kvasci. Kvarenje voća pod utjecajem bakterija je sekundarnog značaja. Većina ovih mikroorganizama se odlikuje znatnom pektolitičkom aktivnošću tako da dovode do promjene konzistencije, odnosno uzrokuju omekšavanje tkiva. Ukoliko biljne stanice nisu oštećene aktivnost mikroorganizama je znatno ograničena. Plodovi imaju pokožicu koja predstavlja mehaničku i mikrobiološku barijeru. Pokožica obično sadrži flavonoide i antocijane koji se odlikuju mikrobicidnim djelovanjem. Kutikula -voštana prevlaka pomaže plodu da se odbrani od mikrobiološke aktivnosti. Plodovi koji su zaraženi u toku vegetacije i na kojima je odumro određen broj stanica, nemaju mogućnost da se odupru mikrobiološkom djelovanju.

Voće se po svom hemijskom sastavu djelomično razlikuje od povrća. Tako u voću ima oko 85% do 95 % vode, a ugljikohidrata oko 5 do 13%, što je za oko 5% u prosjeku više nego u povrću. U voću, izuzev lupinastog, proteina ima vrlo malo (0,5 do 0.9%), masti oko 0.5% i pepela oko 0.5%. Sadržaj vitamina, drugih organskih materija i mineralnih materija kreće se kao i u povrću. Na osnovi ovakvog sadržaja hranjivih materija moglo bi se pretpostaviti da je voće pogodna sredina za razmnožavanje bakterija, plijesni i kvasaca. Međutim, ako uzmemo u obzir pH vrijednost vidjećemo da je ona u voću obično ispod granice koja je pogodna za razvoj bakterija. Zbog toga je jasno zašto u početnom stadiju kvarenja voća nema bakterija. Plijesni i kvasci dobro podnose kiselu sredinu, pa su zbog toga glavni uzročnici kvarenja voća.

U najvećem broju slučajeva na mehanički oštećenim plodovima zastupljena je plijesan Penicillium expansum. Ova plijesan izaziva najveće gubitke kod svježeg voća. Najčešće je prisutna na jabučastom voću i citrusima.Metabolički produkt Penicilliuma expansuma je mikotoksin patulin.

Penicillium expansum i hemijska struktura metaboličkog produkta mikotoksina Patulina

Alternaria tenuis izaziva crnu pjegavost i omekšavanje plodova. Boja voća i povrća postaje zeleno-smeđa a kasnije se pojavljuju smeđe ili crne pjege (tačke). Siva trulež na voću ponekad se naziva i »pljesniva trulež«. To je zbog toga što plijesni narušavaju pokožicu, vegetiraju u kiseloj sredini i pripremaju teren za bakterijsku aktivnost. Same bakterije u ovoj sredini ne bi mogle da opstanu zbog nepovoljne pH vrijednosti i siromaštva u pektolitičkim i celulolitičkim enzimima potrebnim za razgradnju tkiva.

Plavo plijesnivo kvarenje izazivaju Penicillium vrste. Napadnuti su: limuni, naranče, grožđe, jagode, trešnje, breskve, kajsije, šljive, kruške i drugo voće. Sivo pljesnivo kvarenje izaziva Botrytis cinerea, a napadnuti su: jagode, grožđe, naranče, limuni, trešnje, šljive, breskve i drugo voće. Crno plijesnivo kvarenje voća izaziva Aspergillus niger. Napadnuti su: grožđe, trešnje, breskve, kajsije, šljive i drugo voće. Zeleno plijesnivo kvarenje izazivaju vrste plijesni Cladosporium, Trichoderma i druge. Napadnuti su: grožđe, trešnje, šljive, breskve, kajsije i drugo voće.

Znatan broj vrsta kvasaca može se također naći na voću te i oni sudjeluju u njegovom kvarenju, naročito još prije branja. Mnogi kvasci imaju sposobnost da razgrađuju šećere koji se nalaze u voću i tokom njihove fermentacije proizvode alkohol i CO2. Zbog bržeg raz-množavanja kvasci učestvuju u početnom kvarenju voća, a poslije njih se razvijaju plijesni. Makromolekularne spojeve voća lakše iskorištavaju plijesni nego kvasci. Većina plijesni može koristiti alkohol kao izvor energije.

Specifičnosti mikrobiološkog kvarenja povrća. Povrće se po hemijskom sastavu nešto razlikuje od voća. Različita je i struktura jestivih dijelova kao i sastav mikroflore koja se na njemu nalazi. Povrće je manje kiselo, raste u zemlji, na zemlji ili neposredno iznad zemlje, što uvjetuje da se na njegovoj površini nalaze brojni tipovi bakterija i drugih mikroorganizama, kojih normalno nema na voću.

Bakterije i plijesni na povrću razgrađuju pektinske materije, što se manifestira gubljenjem određene strukture i čvrstoće, a uzrokuje i tru-ljenje. Dok kod svježeg voća bakterije imaju sekundarnu ulogu u kvarenju, kod povrća plijesni i bakterije imaju primarnu ulogu u kvarenju. Bakterije mogu početi djelovati samo na oštećenim plodovima. Kvarenje povrća obično je praćeno mekšanjem tkiva i pojavom neprijatnog mirisa.

Same bakterije, većinom iz roda Pseudomonas i Ksantomonas, iza-zivaju »vodenu« trulež krompira. »Mekano« bakterijsko kvarenje mrkve, kupusa i drugog povrća izaziva Erwinia carotovora i Bacillus macerans.. Bijelu trulež pretežno izaziva Sclerotinia libertiana i to na mrkvi, rajčici, boraniji i krastavcu, što se manifestira formiranjem bijele skrame slične pamuku, a kasnije tkivo prelazi u kašastu konzistenciju.

U cilju sprječavanja mikrobioloških promjena na svježem povrću preporučuje se konzerviranje povrća neposredno poslije berbe. Ako ovo nije moguće učiniti, poželjno je kratko vrijeme skladištiti pri nižim temperaturama (oko 0 do 4°C), u manjim pakiranjima te uz osigurano strujanje zraka.

Mekano bakterijsko kvarenje izaziva Erwinia carotovora i srodne vrste koje dovode do hidrolize pektina. Napadnuto povrće zbog gubitka pektina (biljni cement) je mekano, kašasto i mirisa na pokvareno. Na ovaj način kvare se: crveni i bijeli luk, salate, špinat, kupus, krompir, karfiol, paradjz, krastavci, pa i lubenice.

Kada je pektin hidroliziran pod djelovanjem pektinaze koju stvaraju Ervinia vrste i kada je razorena spoljnja zaštita biljke, stvoreni su uvjeti za prodiranje bakterija koje ne stvaraju pektinazu, ali pomažu enzimsku razgradnju jednostavnih šećera. Prisustvo supstrata u formi jednostavnih azotnih jedinjenja, vitamina i mineralnih materija, omogućava normalan razvitak bakterija koje su se našle na povrću. Neprijatan miris povrća potječe od hlapljivih tvari koje stvaraju mikroorganizmi, a to su amonijak, različiti spojevi sa sumporom, hlapljive kiseline i drugi spojevi. Za vrijeme razmnožavanja u kiseloj sredini, mikroorganizmi obavljaju dekarboksilaciju amino-kiselina oslobađajući amine koji dovode do porasta pH vrijednosti prema neutralnom. Celuloza koja pored pektina održava konzistenciju, razgrađuje se na kraju. U tom procesu sudjeluju plijesni i drugi mikroorganizmi. Mnoge vrste Erwinia imaju sposobnost da razlažu šećere i alkohole (ramnoza, celobioza, arabinoza, manitol i druge) koji se nalaze u mnogim vrstama povrća, što nije slučaj sa većinom bakterija. Iako većina vrsta Erwinia dobro raste pr 37°C, dosta je vrsta koje se razmnožavaju i pri znatno nižim temperaturama, pa i pri temperaturama u hladnjačama.

Sivo plijesnivo kvarenje izaziva vrsta plijesni Botrytis cinerea. Ovo kvarenje je dobilo ime zbog javljanja sivog micelija. Djelovanje ovih plijesni potpomažu visoka temperatura i visoka relativna vlažnost zraka. Napadnuti su obično: crveni i bijeli luk, salata, kupus, karfiol i paradjz. Ova plijesan može prodrijeti u povrće preko neoštećene pokožice ili preko oštećenih dijelova.

U kvarenju povrća mogu sudjelovati i druge plijesni, kao npr. Rhizopus koji dovodi do omekšavanja povrća, a na površini raste u vidu pamuka sa sitnim crnim tačkicama. Alternaria stvara u početku zelenkasto smeđe kolonije koje kasnije postaju smeđe i crne. Penicillium vrste stvaraju plavo-zelene kolonije.

Vodeno mekano kvarenje različitih vrsta povrća izaziva Sclerotinia sclerotiorum, uz pojavu omekšavanja biljnog tkiva.

Crno plijesnivo kvarenje izaziva Aspergillus niger sa stvaranjem tamno smeđih i crnih kolonija na površini povrća.

Kiselo kvarenje izaziva uglavnom plijesan Geotrichum candidum, ali i neke druge vrste. Napadnuti su obično: crveni i bijeli luk, boranija, salata, kupus i paradjz. U raznošenju ove plijesni značajnu ulogu igra sirćetna mušica Drosophila melanogaster, koja na svom tijelu nosi spore ove plijesni, a sakuplja ih uglavnom na pokvarenom povrću. Interesantno je da ova plijesan ne može da prodre kroz neoštećenu pokožicu, već samo preko oštećenih mjesta.

Značajniji fiziološki i biohemijski procesi u svježem voću i povrću

Disanje – respiracija. Disanje ili respiracija je fiziološki proces biljnog tkiva tokom kojeg se odvijaju složene biohemijske reakcije. Nakom berbe voća i povrća nastavljaju se fiziološke aktivnosti koje su praćene određenim biohemijskim reakcijama, a koje se zbivaju u plodovima i drugim jestivim dijelovima. Poznavanje procesa respiracije je od velikog značenja u vođenju transporta, skladištenja i čuvanja voća i povrća. Kinetika disanja – respiracije se uzima kao referentna vrijednost u konzerviranju svježeg voća i povrća.

Upravljanje režimima u skladištu je uvjetovano, između ostalog, kinetikom disanja. Osim temperature i relativne vlažnosti koje se reguliraju, u skladištu voća i povrća potrebno je regulirati i hemijski sastav atmosfere. To se čini određenim izmjenama zraka unutar prostora skladišta, bilo da se radi o hlađenju, zamrzavanju, ili čuvanju u uvjetima kontrolirane (CA) ili modificirane (MA) atmosfere.

Biljna stanica tokom ftosinteze koristi CO2 za sintezu organskih tvari. Međutim, suprotno procesu fotosineze u stanicama biljaka odvija se i proces disanja, tj. respiracije ili oksidacije. Oksidaciju organskih tvari obično prati nastanak i izdvajanje CO2. Reakcije disanja – oksidacije mogu biti: aerobne I anaerobne. Najjednostavniji oblik aerobne oksidacije organske tvari predstavlja sagorijevanje. Svaka organska tvar može biti podvrgnuta aerobnoj oksidaciji i sagorijevanju. Reakcije oksidacije u živoj stanici su složene i odvijaju se preko niza međuproizvoda. U procesu disanja najviše sudjeluju ugljikohidrati (glukoza). Aerobno disanje se odvija u prisustvu O2. Krajnji proizvodi oksidacije su voda i CO2, uz izdvajanje topline. Aerobna oksidacija može se predstaviti jednadžbom:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energija

Jednadža disanja opisuje bilans tvari koje sudjeluju u procesu. S druge strane, disanje se obavlja preko brojnih enzimskih reakcija u biohemijskim ciklusima. Aerobno disanje nije samo nastanak i izdvajanje CO2 već je i redukcija O2, uz nastanak vode. Tokom oksidacije dio organske tvari se mijenja, a oslobođena energija se koristi za odvijanje vitalnih životnih funkcija.

U nekim slučajevima u procesima oksidacije dominira anaerobna oksidacija (vrenje), koje se naziva još i intramolekularno disanje. U ovom slučaju, uslijed određenih razloga ne dolazi do redukcije O2 i nastajanja vode, već se organska jedinjenja obično razlažu do CO2 i C2H5OH. Najčešći razlozi za ovakav tip oksidacije su: nedostatak kisika u sredini i destrukcija enzima koji omogućavaju aerobno disanje. Anaerobnom oksidacijom se također oslobađa određena količina energije, uz istovremeno nastajanje proizvoda koji su značajni sa gledišta konzerviranja, jer sprječavaju razvoj konkurentnih i

nepoželjnih mikroorganizama. Tipični predstavnici ovog tipa oksidacije su mliječno i alkoholno vrenje.

C6H12O6 → 2CH3(OH)COOH + energija

C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 + energija

Proizvodi ovih reakcija su mliječna kiselina i etanol. Nastala masa još uvijek raspolaže velikom količinom energije koju mogu iskoristiti druge vrste mikroorganizama u toku daljnje oksidacije. Pri tome se etanol može oksidirati do sirćetne kiseline, dok se mliječna kiselina oksidira do maslačne kiseline. Kad se radi o biljnim plodovima prije berbe ili u toku skladištenja skoro u svim slučajevima, u normalnim, aerobnim uvjetima odigrava se istovremeno aerobno i anaerobno disanje. U ovim uvjetima aerobno disanje obično je dominantnije.

S porastom stupnja zrelosti voćnih plodova anaerobne reakcije uzimaju sve više maha, što se smatra posljedicom teže propustljivosti tkiva, odnosno nedostatkom kisika. Uslijed ovih procesa formiraju se etanol i drugi proizvodi koji nastaju djelomičnom oksidacijom ugljikohidrata kao što su acetaldehid, sirćetna i mliječna kiselina. Kada se postigne ravnoteža između aerobnih i anaerobnih reakcija, odnosno kada se one odvijaju istom brzinom, nastupa konzumna zrelost, tj. stadij kada se plodovi odlikuju maksimumom poželjnih organoleptičkih osobina.

Intenzitet disanja kao i odnos između potrebnog O2 i nastalog CO2 u toku vegetacionog perioda biljke nije stalan. Mlade biljke i njihovi plodovi u fazi razvitka imaju najveću potrebu za kisikom, budući da se kisik ugrađuje (troši) u organske spojeve koji nastaju u ovom periodu. U kasnijim fazama, sa smanjenjem asimilacijskih procesa, potreba za kisikom je sve manja. Uzroci smanjene potrebe za kisikom objašnjavaju se prestankom procesa sinteze i težom propustljivošću tkiva za kisik uslijed očvršćivanja pokožice i formiranja voštanih prevlaka na plodovima.

U fazi razvoja mlade biljke i njihovi plodovi najintenzivnije izlučuju CO2. U daljoj fazi razvoja intenzitet izdvajanja CO2 se smanjuje da bi se pri kraju zrenja samo kod nekih biljaka izdvajanje CO2 ponovo intenziviralo. Period ponovnog povećanja izdvajanja CO2 naziva se klimakterij.

Odnos između količine oslobođenog CO2 i utrošenog O2, kako za asimilacijske tako i za disimilacijske procese, naziva se respiracioni koeficijent (koeficijent disanja), a najčešće se obilježava kao QR:

QR = CO2/O2

U ovisnosti od spojeva koji sudjeluju u procesu disanja, vrijednost respiracionog koeficijenta se mijenja. Što je spoj siromašniji kisikom za njegovu oksidaciju biti će potrebna veća količina kisika, a vrijednost respiracionog koeficijenta će biti niža.

Respiracioni koeficijenat može biti jednak jedinici ili može biti veći ili manji od jedan, a to ovisi od:

– stupanja zrelosti (odnos asimilacionih i disimilacionih procesa),

– tipa disanja (aerobno, anaerobno),

– uvjeta spoljašnje sredine (količina i koncentracija O2 i CO2, temperatura) te

– vrste organskog spoja koji se oksidira.

Ako se istovremeno sa disanjem odvijaju i drugi procesi za čije funkcioniranje je potreban kisik, QR će biti manji od jedan (npr. kada se formiraju plodovi i kada se dosta O2 troši za sintezu organskih kiselina).

U normalnoj atmosferi, pri aerobnim uvjetima disanja, brže se oksidiraju spojevi sa većim sadržajem kisika. Pri oksidaciji organskih kiselina QR > l (jabučna kiselina QR ~ 1,33), kod masti, proteina i tanina QR < l, a kod oksidacije šećera QR = 1. Iz ovoga slijedi da bi se na osnovi vrijednosti respiracionog koeficijenta mogao donijeti sud o sastavu spojeva koji u najvećoj mjeri sudjeluju u disanju, odnosno i u kojoj mjeri će takvo disanje utjecati na promjenu hranjivih i organoleptičkih svojstava biljnih sirovina.Prilikom anaerobnog disanja QR je veći od jedan i obično se kreće u granicama od 1,5 do 2.

Odvojeno od matične biljke, voće i jestivi dijelovi povrća nastavljaju životne funkcije, ali sada u izmijenjenim uvjetima i bez doticanja nove količine hrane iz zemljišta i lista. U ovim uvjetima mijenja se i karakter razmjene tvari kao i samo djelovanje određenih enzima. Biohemijske promjene i reakcije u ovom periodu mogu utjecati na:normalno dozrijevanje, gubitak organske tvari uslijed djelovanja enzima, tj. uslijed disanja i kvarenje i propadanje voća i povrća.

Disanje tokom skladištenja obranih plodova je najintenzivnije neposredno poslije berbe. Intenzitet aerobnog disanja raste ako je došlo do mehaničkih povreda ili ako je došlo do narušavanja ravnoteže u enzimskim reakcijama. Uslijed povećane potrošnje kisika, ako kisik nije u dovoljnoj mjeri prisutan, mogu da uzmu maha anaerobni procesi oksidacije. U ovom slučaju stvoreni etanol dalje narušava ravnotežu u stanici. Da bi eliminirala nastali etanol, stanica još intenzivnije diše da bi se etanol oksidirao prema reakciji:

2C2H5OH + 6O2 → 4CO2 + 6H2O

U nedostatku kisika dolazi do smrti stanice. QR čija je vrijednost veća od jedan, ukazuje na dominaciju anaerobnog disanja.

Hoće li stanica biti u stanju uspostaviti narušenu ravnotežu ovisi o mnogim faktorima, kao što su:

– vrsta i sorta,

– stupanj zrelosti,

– temperatura okolne sredine i

– udio CO2 i O2 u tkivu i okolnoj sredini.

Plodovi čije su stanice izumrle uslijed intramolekularnog disanja imaju neprihvatljiv ukus i miris, a pošto su sa prestankom životnih funkcija izgubile bilo kakvu sposobnost odbrane od mikroorganizama, vrlo brzo podliježu mikrobiološkim promjenama.

Intenzitet (jačina) disanja se obično određuje prema količini oslo-bođenog CO2 po masi biljnog materijala u jedinici vremena. Prema intenzitetu disanja može se ocijeniti utrošak organske tvari i količina oslobođene topline.

R=c x V/ m

gdje su:

R = intenzitet disanja [ml ili mg CO2 / kg/h],

c = razlika u koncentraciji CO2 [mg /l]

V = brzina strujanja zraka [l/h]

m = masa biljnog materijala [kg]

Jednostavniji uređaj za mjerenje intenziteta disanja u kratkom vremenskom periodu i za male količine biljnog tkiva prikazan je na slici 3.2. To je običan eksikator koji služi kao respiraciona komora (E) u kojoj se nalaze plodovi; u donjem dijelu eksikatora nalazi se KOH čija će se koncentracija više promijeniti što se više oslobodi CO2. Pošto je eksikator spojen sa manometrom (M), to će pad pritiska u eksikatoru biti uvjetovan potrošenom količinom O2.

Dio energije oslobođene pri disanju izdvaja se u obliku topline. Tokom vegetacije taj dio iznosi 30 do 45%, dok je tokom skladištenja taj dio znatno veći. Oslobođena toplina može uzrokovati porast temperature okoline i intenzivirati disanje, što vodi bržem propadanju čuvanih plodova. S porastom temperature intenzivnije se odvija i anaerobno disanje čime se povećava udio acetaldehida i etanola u tkivima (poslije 3 mjeseca čuvanja pri 3°C u mandarini se povećao udio etanola sa 44 na 53 mg/100 g; u istom vremenu, ali pti temperaturi od 6 °C udio alkohola je porastao na 72 mg/100 g). U ovisnosti o visini temperature mijenja se i supstrat koji se oksidira, kao i tok drugih biohemijskih reakcija.

Kod citrus plodova pri temperaturama nižim od 15°C oksidiraju se samo kiseline; pri višim temperaturama paralelno sa oksidacijom kiselina odvija se i oksidacija ugljikohidrata. Imajući na umu ovu činjenicu, citrus plodovi se obično čuvaju pri nešto višim temperaturama, budući da u suprotnom dolazi do pogoršanja organoleptičkih svojstava (okusa). Ako se banane čuvaju pri temperaturama nižim od 12 °C dolazi do omekšavanja i tamnjenja kore, tj. do ožegotina.

Gubitak vode – transpiracija. Transpiracijom voće i povrće gubi vodu. Transpiracija je također proces koji se odvija u toku rasta, dozrijevanja i zrenja voća i povrća, često istovremeno sa respiracijom, i također predstavlja skup složenih procesa. Tokom transpiracije voće i povrće mijenjaju izgled. To se očituje u smežuravanju plodova, smanjenju volumena, gubitku čvrstoće i teksture te promjeni arome. Organoleptički se navedene promjene manifestiraju kroz gubitak sočnosti ploda. Gubitak mase oko 10% uzrokuje ekonomski gubitak.

Do transpiracije dolazi uslijed nejednakosti relativne vlažnosti voća ili povrća sa relativnom vlažnošću okolne atmosfere, kao i zbog specifičnost hemijskog satava voća ili povrća, strukturalnih osobina, i dr.

Klijanje. Klijanje je čest proces kod nekih vrsta povrća (krompir, luk, i sl.) ponekad relativno brzo nakon berbe. Pojava klijavosti je rezultat fiziološke zrelosti i uvjeta skladištenja. Česta je pojava kod krompira i najčešće ozbiljno narušava kvalitetu sirovine namijenjene za preradu, kao i njenu nutritivnu vrijednost. Prije početka klijanja nastupa intezivna enzimska aktivnost, hidroliza škroba i povećava se udio šećera.

Međutim, klijanje je ponekad poželjan proces kao kod leguminoza i proizvodnje dijetetskih proizvoda.

Enzimske promjene. Enzimi su po svom sastavu proteinske tvari, najčešće topljivi ili globularni proteini, intermedijeri metabolizma i genetičkih faktora. U svježem voću i povrću sudjeluju u metaboličkim procesima (rast, zrenje i dozrijevanje). Aktivni su za vrijeme prerade i čuvanja (skladištenja). Djelovanje im može biti poželjno i nepoželjno. Mogu biti:

– autohtoni (nativni) u stanicama voća i povrća i

– mikrobni enzimi (na površini voća i povrća)

Za svaku grupu spojeva postoje odgovarajući enzimi koji ih razlažu:

  • proteini – protease,
  • škrob – amilaze,
  • lipidi – lipase,
  • fenoli (polifenoli) – fenolaza…

Jednostavniji primjeri djelovanja enzima su:

  • oksidacija etanola atmosferskim kisikom uzrok je stvaranja octene kiseline, a reakciju kataliziraju enzimi koju nastaju kao metaboliti bakterija;
  • razlaganje saharoze uz pomoć enzima invertaze na d-glukozu i d-fruktozu;
  • razlaganje glukozida uz pomoć emulzina ili maltaze…

Endogeni (autohtoni) enzimi mogu imati korisne i štetne posljedice djelovanja. Imaju utjecaja na:

a) starenje i kvarenje voća i povrća nakon branja,

b) oksidaciju fenolnih supstanci vodeći do posmeđivanja,

c) razgradnju škroba,

d) razgradnju pektinskih tvari nakon berbe vodeći ka omekšavanju za vrijeme sazrijevanja i dr

Najvažniji faktori koji kontroliraju enzimske procese su: temperatura, aktivnost vode, pH, kemikalije koje inhibiraju djelovanje enzima, itd.

Gubitak šećera, vitamina, boje i tvari arome. Mehanizmi gubitka šećera dijelom su objašnjeni kroz procese respiracije i mikrobiološke degradacije voća. Promjene boje, tvari arome, fenolnih tvari, proteina, razgradnja klorofila, vitamina i mikronutritijenata, biti će obrađena u narednim poglavljima.

Citirana i korištena literatura:

1. T.Lovrić, V.Piližota: »Konzerviranje i prerada voća i povrća«, Globus, Zagreb,1995.

2. R.Žakula: »Mikrobiologija hrane«, Naučna knjiga Beograd, 1988.

3. Ljubo O.Vračar: »Priručnik za kontrolu kvaliteta svježeg i preradjenog voća«, povrća i pečurki i osvježavajućih pića,Univerzitet u Novom Sadu Tehnološki fakultet, Novi Sad,2001.

4. Dušanka J.Pejin: »Industrijska mikrobiologija«, Univerzitet u Novom Sadu, Tehnološki fakultet Novi Sad,2003.

5. M.Vares: »Osnovi konzervisanja namirnica«, Naučna knjiga, Beograd,1991.

6. M.Džamić: »Osnovi biohemije za studente poljoprivrdnog fakulteta », II deo metabolizam, Naucna knjiga, Beograd,1989.

7. B.S.Luh: »Commercial Vegetable Processing«, AVI book, New york,1988.

8. Mircea Enachescu Dauthy: »Fruit And Vegetable Processing “, FAO Agricultural services bulletin No.119, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, 1995.

9. L.Samogyi: “Processing fruit -Biology, Principles And Application”, Technomic, Lancaster,1996.

10. M.Ljubisavljević: “Voće, povrće, pečurke i prerađevine, Niro „Privredni pregled“, Beograd, 1989.

11. B.S.Luh:“Commercial Vegetable Processing”,AVI book, New york,1988.

12. Krpina i suradnici: ”Voćarstvo”, Nakladni zavod,Globus, Zagreb, 2004.

13. Norman N.Potter and Joseph H.Hotchkiss: “Food Science”, Chapman & hall,New York 1997.

14. L.Samogyi.:”Processing fruit Major Processd Product”, Technomic,Lancaster 1996.

15. P.Fellovs:”Food Processing Technology”, Ellis Horwood and VCH; Chic hester, 1988.

16. Pravilnik o kvalitetu voća, povrća i pečurki (»SI. list SFRJ«, br. 29/79).

17. Pravilnik o kvalitetu proizvoda od voća, povrća, pečurki i pektinskih preparata (»SI. list SFRJ«, br. 1/79 i 20/82).

18. Zakon o zdravstvenoj ispravnosti životnih namirnica i predmeta opšte upotrebe (»SI. list SFRJ«, br. 71/72 i 52/73).

19. Pravilnik o uslovima u pogledu mikrobiološke ispravnosti kojima moraju odgovarati životne namirnice u prometu (»SI. list SFRJ«, br. 45/83).

20. Pravilnik o metodama vršenja mikrobioloških analiza i superanaliza životnih namirnica (»SI. list SFRJ«, br. 25/80).

21. Robert C. Wiley: Minimally Processed Refrigerated,Fruits i Vegetables,Chapman & Hall, New York,1994.

22. http://postharvest.ucdavis.edu

23. http://www.postharvest

24. http://www.uckac.edu/postharv/

25. http://postharvest.ifas.ufl.edu

26. http://www.fdocitrus.com

27. http://www.postharvest.tfrec.wsu.edu

28. http://www.postharvest.com.au/

29. http://www.sardi.sa.gov.au/horticulture/

30. http://www.chainoflifenetwork.org

31. http://anrcatalog.ucdavis.edu

32. www.caf.wvu.edu

33. www.fao.org/

34. www.ctahr.hawaii.edu/noni/gallery/

35. edis.ifas.ufl.edu/HS228

Napravi novu temu u “Tehnologija voća i povrća”

Napišite komentar



<a href="" title="" rel="" target=""> <blockquote cite=""> <code> <pre> <em> <strong> <del datetime=""> <ul> <ol start=""> <li> <img src="" border="" alt="" height="" width="">