تأثیر کنترل تنفس در نگهداری میوهها و سبزیجات
تنفس یکی از پدیدههای بنیادی متابولیسم است که بیش از سایر پدیدهها مورد توجه قرار گرفته است. اگر به مقایسهای که بین سرعت تنفس و قابلیت نگهداری چند محصول آبدار که در جدول زیر آمده است توجه کنیم، اهمیت تنفس در نگهداری فراوردههای گیاهی مشخص میشود.
محصولاتی که با سرعت بالایی دیاکسید کربن تولید میکنند و یا مصرف اکسیژن در آنها سریع است فسادپذیرتر از سایر فراوردهها هستند و زمان نگهداری آنها در شرایط معین اندک است. علاوه بر این قابلیت نگهداری یک محصول را میتوان با استفاده از دمای پایین و یا اتمسفر اصلاح شده افزایش داد که در این حالت سرعت تنفس کنترل میگردد.
نسبت حجمی میزان دیاکسیدکربن تولید شده یک محصول را به مقدار اکسیژن جذب شده در یک زمان معین "RQ" یا نسبت تنفسی مینامند. در مرحله رسیدن میوهها نسبت تنفسی افزایش مییابد که به این مرحله نقطهی بحرانی میگویند و پس از آن از شدت تنفس کاسته میشود.
اگرچه سرعتهای تنفسی محصولات مختلف خیلی با هم فرق دارند ولی علت آن هنوز مشخص نشده است. تنفس ممکن است به علت انجام واکنشهای بیوشیمیایی باشد که در اثر صدمه دیدن بافت محصول، برداشت فراورده و شرایط هر اندام اتفاق بیفتد. در برخی از محصولات مانند نخودفرنگی و ذرت شیرین، سوخت مواد قندی بسیار مهم است چون در عرض چند ساعت اولیه پس از برداشت، مقدار قابل توجهی از قند خود را از دست میدهند.
در گیاهان، تنفس اکسید شدن قندهای شش کربنی و تبدیل آنها به دیاکسید کربن و آب به وسیلهی آنزیمها صورت میگیرد که در این واکنش انرژی هم تولید میشود.
گرمای تولید شده بر اثر تنفس، باعث بالا رفتن دمای انبار میشود که نکتهی بسیار مهمی در مورد نگهداری مواد غذایی ، به خصوص سبزی و میوه میباشد. در این مورد باید اقدام به کنترل دما کرد.
تغییرات شدت تنفس
در بسیاری از میوههای گوشتی و آبدار مانند موز و خرمالو پس از برداشت و در مرحلهای از نگهداری، تنفس بافت افزایش مییابد که این پدیده کم و بیش با تغییر رنگ، طعم و بو و بافت محصول همراه است. میوههایی که دارای چنین افزایشی در حین نگهداری هستند " میوههای کلایماکتریک" نامیده میشوند. شروع نقطهی بحرانی این افزایش تنفس همیشه مورد توجه بوده است چرا که این مرحله نشان دهندهی شروع فساد بافت گیاهی است. اندازهی افزایش شدت تنفس در میوههای مختلف متفاوت است و برخی از میوهها و سبزیها مانند پرتقال، گیلاس و خیار هیچ گونه تغییری در شدت تنفس خودشان پس از برداشت نشان نمیدهند، گروه اخیر از سبزیها و میوهها را "غیرکلایماکتریک" مینامند. هر چند برخی از میوهها ممکن است بحران تنفسی را با تأخیر، از خود نشان دهند.
تفاوت مشخصی در فعالیتهای متابولیکی دو گروه میوه و سبزی مذکور وجود ندارد، هر چند میوههای غیرکلایماکتریک پس از برداشت، به طور خیلی آهسته میرسند، اگرچه در اکثر واریتهها دو پدیدهی نقطهی بحرانی تنفس و رسیدن میوه با هم اتفاق میافتد، ولی این رابطه همیشه برقرار نیست.
کنترل تنفس
فرایند تنفس در گیاهان، به طور قابل توجهی به درجه حرارت بستگی دارد. در محدودهی درجه حرارت بافتهای زنده گیاه، هر قدر درجه حرارت افزایش یابد شدت تنفس نیز اضافه میشود. کاهش درجه حرارت میوههای کلایماکتریک باعث به تأخیر انداختن شروع افزایش تنفس و همچنین میزان آن میشود.
به طور کلی، کاهش میزان اکسیژن به کمتر از 21 درصد و یا افزایش میزان گازکربنیک به بالاتر از 3 درصد، باعث کاهش سرعت تنفس میوهها و سبزیها میگردد. برخی از فراوردههای زراعی نمیتوانند کاهش شدید اکسیژن و حتی کمتر از 1 درصد و همچنین، افزایش فشار گازکربنیک را تا بیش از 50 درصد تحمل کنند. مواد شیمیایی مختلف نیز در میزان تنفس میوهها و سبزیها موثر هستند و باعث کاهش فعل و انفعالات فسادزا میشوند. تهویه و تصفیه هوای انبار نگهداری فراوردههای گیاهی برای کاهش غلظت اتیلن در هوای انبار، اثر بسیار خوبی در کاهش میزان تنفس بافت خواهد داشت.
توانایی اتیلن در تسریع رسیدن میوهها و فساد آنها سبب شده است که آن را "هورمون رسیدن" نامگذاری کنند. چون تولید اتیلن در داخل بافت گیاهی، به صورت طبیعی انجام میگیرد، برخی اوقات لازم است برای جلوگیری از رسیدن بیش از حد میوهها، حتی مقدار کم اتیلن تولید شده نیز از انبار نگهداری این محصولات تخلیه یا مهار گردد.
اتیلن تنفس سلولی را تحریک میکند و این موضوع هم از جنبه نظری و هم عملی مورد توجه بوده است. افزایش تنفس بافت گیاهی در انبار، باعث تولید گرمای بیشتر میشود. انرژی مورد نیاز برای تأمین سرمای محیط نگهداری محصول را افزایش میدهد.
افزایش غلظت گاز اتیلن در میوههای کلایماکتریک، باعث ظهور زودرس مرحله بحران تنفس در این دسته از میوهها میشود.
گاز اتیلن در میوههای غیرکلایماکتریک موجب شدت تنفس میشود. بیشتر میوهها در حین رسیدن، مقداری گاز اتیلن تولید میکنند. بنابراین، گازهای تولید شده از بعضی میوهها، روی رسیدن میوههای دیگر که در یک انبار نگهداری میشوند اثر میگذارد. اتیلن، روی تجزیه کلروفیل و ظاهر شدن رنگ میوه تأثیر مستقیم میگذارد. با استفاده از این گاز میتوان به صورت مصنوعی رنگ مطلوب میوه رسیده را با تغییر رنگ دانههای گیاهی به وجود آورد، مثل تغییر رنگ سبز موز و مرکبات به زرد و نارنجی.
عوامل موثر بر شدت تنفس
- آسیب مکانیکی: آسیب مکانیکی به بافت میوهها و سبزیها سبب بالا رفتن شدت تنفس خواهد شد، به طوری که شدت تنفس در هویج صدمه دیده، پنج برابر حالت معمولی آن است.
-بیرون آوردن دانه از غلاف و جوانه زدن: بیرون آوردن دانه حبوبات از غلاف آنها باعث افزایش تنفس میشود. محصولات غدهای مثل پیاز، اگر در شرایطی قرار گیرند که جوانه بزنند فعالیت تنفسی آنها افزایش خواهد یافت.
-شروع مرحله بحرانی تنفس: شروع مرحله بحرانی تنفس در محصولاتی که دارای مرحله بحرانی هستند، باعث افزایش شدت تنفس میشود. بنابراین، محصولات مزبور را باید قبل از رسیدن به این مرحله برداشت کرد تا انبارمانی بیشتری داشته باشند.
- غلظت اکسیژن و دیاکسید کربن: عوامل عمدهای هستند که روی شدت تنفس محصول انبار شده تأثیر میگذارند. این عوامل قابل کنترل بوده و با کنترل کردن آنها میتوان مدت نگهداری این محصولات را در انبار طولانیتر کرد.
- دما: بافتهای گیاهی میتوانند تا حد معینی دماهای بالا و پایین را تحمل کنند، حد بالای دما برای میوهها و سبزیهای برداشت شده بین 30 تا 35 درجه سانتیگراد میباشد حد پایین دما بسته به نوع میوه محدودهی وسیعتر دارد.
بعضی از میوههای گرمسیری مثل موز در دمای پایینتر از 11 درجه سانتیگراد آسیب میبینند در صورتی که بعضی از سبزیها یا میوهها مثل پیاز و گلابی میتوانند زمان طولانی را در دمای حدود صفر درجه سانتیگراد تحمل کنند.
- رطوبت نسبی هوا: توصیه میشود که میوهها و سبزیها در هوایی با رطوبت نسبی مناسب نگهداری شوند تا از دست دادن آب آنها به حداقل برسد. میزان رطوبت نباید به اندازهای بالا باشد که سبب تعرق و جمع شدن قطرات آب بر روی سطح محصول شود. و رشد موجودات ذرهبینی را امکان پذیر نماید. در یک رطوبت نسبی معین میزان از دست دادن رطوبت، توسط بافتهای گیاهی بستگی به طبیعت و میزان سلولهای تخصصی روی سطح بافت دارد.
رطوبتهای پایین بر فرایندهای فیزیولوژیکی میوهها و سبزیها پس از برداشت اثر میگذارد. برای مثال، میوهی موز اگر در رطوبت نسبی 25 درصد نگهداری شود، رسیدن آن متوقف میشود، در حالی که گوجه فرنگی سبز و گلابی در همین رطوبت نسبی، سرعت قابل توجهی در رسیدن از خود نشان میدهند. در برخی از میوهها درصد رطوبت نسبی محیط نگهداری بر میزان سرمازدگی آنها تأثیر میگذارد. لکدار شدن پوست و قهوهای شدن سیب در رطوبت پایین محل نگهداری به حداقل میرسد. در حالی که مرکبات پیچیده در لفاف مومی، اگر در درجه حرارت پایین نگهداری شوند دچار صدمهدیدگی کمتر میگردند.
- آلودگی: آلودگی گیاهان به میکروارگانیسمها و حشرات باعث بالا رفتن شدت تنفس در گیاه و از بین رفتن سریع آن میشود زیرا حشرات با وارد کردن آسیبهای مکانیکی و میکروارگانیسمها با سنتز آنزیمهای مختلف تغییرات نامطلوبی در بافت ایجاد میکنند.