سرمازدگی محصولات باغبانی

یخ زدگی و سرما زدگی ازمهم ترین عوامل قهری خسارتزا در زمینه نگهداری کالا محصولات کشاورزی می باشد و در هر سال خسارات قابل توجهی را به اقتصاد و چرخه تولید کشور می زند.سرمازدگی در اثر روبرو شدن بافت های حساس محصول به دما های پایین تر از 15 درجه سانتی گراد رخ خواهد داد. سرما زدگی به ویژه در گیاهان گرمسیری و نیمه گرمسیری مشاهده می شود. دمای بحرانی که عوارض سرمازدگی در آن مشاهده می شود و همچنین علائم سرمازدگی در بین فراورده های مختلف متفاوت می باشد. سرمازدگی متفاوت از یخ زدگی است کـه در دماهای بالاتر از صفر درجه اتفاق می افتد.  در ادامه این پست به انواع سرمازدگی می پردازیم.

علائم سرمازدگی

بروز علائم سرمازدگی به شدت سرمازدگی بستگی دارد و گاهاً در سردخانه خود را نشان نداده و بعـد از انتقـال بـه هوایی گرمتر خود را نشان می دهد.

فرو رفتگی Pitting

از تخریب سلولهای زیر پوست به وجود می آید و موجب فرورفتگی های سطحی بر روی پوست می شود و از عمـومی ترین عوارض گیاهان حساس به سرما می باشد، سرعت تشکیل حفره ها به دما و رطوبت نسبی بـستگی دارد هـر چـه رطوبت نسبی بالاتر باشد این علائم دیرتر ظاهر می شود در رطوبت نسبی پایین سلول ها آب بیـشتری از دسـت داده و خشک شده و فرورفتگی بیشتری در پوست ایجاد می گردد.

قهوه ای شدن Browning

قهوه ای شدن گوشت میوه از علائم دیگر سرمازدگی است که ابتدا در اطراف دسته های آونـدی در میـوه ظـاهر مـی شود قهوه ای شدن احتمالاً در اثر عمل آنزیم پلی فنل اکسیداز بر روی ترکیبـات فنلـی ایجـاد مـی گـردد. مثـال در بادمجان قهوه ای شدن در مجاورت آوند ها و به صورت درونی Internal و در لوبیا به صورت قهوه ای شدن بـر روی سطح غلاف external  می باشد.

آبکی شدنwater soaking

از علائم دیگر سرمازدگی آبکی شدن سبزی های برگی و بعضی از میوه ها مثل خربزه درختی است.

رسیدن غیر طبیعی  Abnormal ripening

سرمازدگی موجب کندی رسیدن یا رسیدن غیر طبیعی می گردد گوجه فرنگی سبز اگر دچار سـرمازدگی شـوند بـه خوبی و به صورت یکنواخت نخواهد رسید از نظر حساسیت به سرمازدگی گوجه فرنگی قرمز کمترین و بعد صورتی و بعد سبز است. هر چه نارس تر باشد حساس تر است. سرمازدگی سبب می شود مرکباتی مثل لیمو توان تغییـر رنـگ پوست خود را از سبز به زرد از دست بدهد.

پوسیدگی محصول

محتویات سلول ها مانند اسید های آمینه، قندها و نمک های معـدنی در اثـر شکـسته شـدن دیـواره سـلول ها ناشـی از سرمازدگی به بیرون ریخته و محیط مناسبی برای رشد پاتوژن ها ازجمله قارچ ها فراهم می شود بنـابراین از عـوارض بعد از سرمازدگی افزایش درصد پوسیدگی محصول است محصولات سرما زده در اثر عدم تامین انرژی لازم برای بقـاء خود دچار پیری زودرس می شوند. محصولات سرما زده عمر انباری و نگهـداری کمتری دارنـد همچنـین ترکیبـات شیمیایی در این فراورده ها تغییر می نماید و موجب تولید مزه و بوی بد فراورده های سرما زده می شود مزه لیمو در اثر سرمازدگی به تلخی می گراید.

میزان حساسیت محصولات باغبانی به سرمازدگی

محصولاتی که موطن آنها مناطق گرمسیری و نیمـه گرمـسیری اسـت بـه سـرمازدگی حـساس تـر و دمـای بحرانـی سرمازدگی در آنها بالاتر می باشد محصولاتی مانند آووکادو، پاپایا، مـوز، مرکبـات، آنانـاس، خیـار، بادمجـان، فلفـل و گوجه فرنگی سبز خیلی به سرمازدگی حساس هستند. محصولاتی مانند بامیه دارای حساسیتی متوسط و انواع لوبیـا حساسیت کم تا متوسط به سرمازدگی می باشد میوه های مناطق معتدلـه مثـل سـیب و همچنـین سـیب زمینـی و مارچوبه حساسیت کمی به سرمازدگی دارند.از نظر حساسیت به سرمازدگی محصولات به سه دسته تقسیم می شوند:

1- غیر حساس به سرمازدگی (نگهداری در صفر درجه)

2- کمی حساس به سرمازدگی (نگهداری در 3 درجه)

3- خیلی حساس به سرمازدگی (نگهداری در 13 درجه)

مکانیسم سرمازدگی: Chilling mechanism   

نخستین اثر دما بر روی غشاء های سلولی در گیاهان و سیال بودن چربی های غشاء می باشد. چربی های غشاء در دمای بالا به سرعت سیال و متحرک هستند و در پایین تر از دمای بحرانی این چربی ها به حالت غیر سـیال و ژلـه ماننـد در می آیند این تغییر حالت فیزیکی باعث تغییر خواص غشاء سلولی به ویژه فعالیت آنزیم آن می شود که در تولید انرژی و  سنتز پروتئین دخالت دارد. تغییر فازی لیپید های غشاء از حالت مایع به ژله نفوذ پذیری غشاء را بـه یک سوم کـاهش مـی دهد در فراورده های گیاهان گرمسیری و نیمه گرمسیری غشاء های سلولی حاوی اسید های چـرب اشـباع بـا نقطـه ذوب بالا هستند 10 تا 15  درجه و لذا تحت دما های بالاتری دچار سرمازدگی شده و تغییر حالت یا فاز می دهنـد ولی فراورده های مناطق معتدله دارای مقداری بیشتری  چربی های غیر اشباع با نقطه ذوب پایین تری هستند و لـذا در دماهای نزدیک به (0تا 5 درجه) تغییر فاز داده و به حالت ژله ای در می آیند. هر چقدر اسیدهای چرب غیر اشباع به اسیدهای چرب اشباع در غشاء سیتوپلاسمی بالاتر باشد محصول به سرما مقاومتر است. البته سرما باعث می شـود که مقدار زیادی از فسفر لیپید های غـشاء میتوکنـدری از بـین بـرود و برخـی آنـزیم هـا نیـز آزاد شـوند همچنـین سرمازدگی باعث ایجاد اختلال و تخریب در غشاء واکوئل می شود.عکس العمل محصولات منطقه گرمسیری و نیمه گرمسیری در مقابله با سرما متفاوت با محـصولات منـاطق معتدلـه است و میتوان آن را از رابطه لگاریتمی یک فعالیت فیزیولوژیک یا بیوشیمیایی مثل تنفس با عکس دمای مطلـق نشان داد.گل کلم به سرمازدگی حساسیت کمی دارد و با کاهش دما به تدریج شدت تنفس در آن کاهش می یابد، گوجه فرنگی حساس به سرما زدگی است و با کاهش دما در نقطه 10 درجه ی سانتی گراد شکست تنفس ایجاد شده و سرعت کاهش در تنفس بـه صورت ناگهانی افزایش می یابد. دمای که تغییـر ناگهـانی در فعالیـت فیزیولـوژیکی در اثـر سـرمازدگی در آن اتفـاق می افتد دمای نقطه شکستBreak temperature می گویند. رابطه نزدیکی بین دمای نقطـه شکـست و فعالیـت های فیزیولوژیکی گیاه و سیالیت چربی های غشاء در میوه های مناطق معتدل و گرمسیری وجود دارد.

نظریه تغییر فاز چربی ها:

• اگر چه به عنوان مکانیسم اصلی سرمازدگی پیشنهاد می شود ولی ایرادات و ابهاماتی نیز در این نظریه وجود دارد:
• دمای پایین بی درنگ بر روی سیال بودن غشاء ها اثر می گذارد اما نـشانه هـای سـرمازدگی ممکـن اسـت ساعت ها و یا حتی ماه ها بعد پدیدار شود همچنین ممکن است علائم سـرمازدگی پـس از قـرار گـرفتن در دمای بالا نمایان شود.
•  دمای نقطه شکست همیشه با دمای بحرانی که موجب سـرمازدگی مـی شـود سـازگاری نداشـته و منطبـق نیست.
•  اثر سرما بر روی غشاء ها بی درنگ برگشت پذیر است و غشاء های ژله ای شده می توان در دمـاهـای بـالا مجدداً به حالت سیال در آید ولی سرمازدگی عموماً برگشت پذیر نیست و تابعی از مدت زمان قـرار گـرفتن فراورده در برابر سرما است.

سرمازدگی را می توان به وسیله مواد سمی یا Toxic hypothesis نیز شرح داد

تولید ترکیبات سمی مانند اتانول، استالدئید و انباشته شدن آنها در دمای پایین عامل تخریب سلول ها مـی باشـد ایـن ترکیبات در حالت عادی به وسیله آنزیم های مربوطه وارد متابولیسم شده و به مصرف می رسد ولی این آنـزیم هـای موجود در میتوکندری و غشاء سلول فعالیت عادی خود را در اثر سرما از دست می دهد و مواد حاصل از گلیکـولیز را نمی تواند متابولیسم کنند و این کار یعنی جمع شدن متابولیست ها و ایجاد خسارت ناشی از سـرمازدگی بـه سـلول منجر می شود.  در طی دما نقطه شکست نشت مواد از بافت، اکسیداسیون، میتوکندری، به هم خوردن ساختار سـلول، کـاهش میـزان فتوسنتز، عدم تعادل و بیشتر نظمی در متابولیسم گیاه، جمع شـدن مـواد سـمی و ظـاهر شـدن علائـم سـرمازدگی اتفاق می افتد. هر چقدر نسبت اسید های چرب اشباع نشده به اسید های چرب اشباع در غشاء سلولی بالاتر باشد محصول مقاومـت بیشتری به سرمازدگی دارد.

• هر چـه محـصول بـالغ تـر باشـد سـرمازدگی در آن کمتـر اتفـاق مـی افتد در محـصولی مثـل آووکـادو در مرحلـه Post climacteric مقاومت به سرمای بیشتری نسبت به مرحله Pre climactric دارند.
• میوه های رسیده Ripe yellow  مقاومت به سرمای بالاتری نسبت به میوه های نارس Unripe دارند، گریپ فـروت در مرحله Yellow مقاومت به سرمای بیشتری نسبت به مرحله Green دارد.

دمای مزرعه قبل از برداشت نیز بر روی بروز سرمازدگی موثر است دما های پایین چنـد هفتـه قبـل از برداشـت مـی تواند سبب بروز علائم سرمازدگی گردد و رسیدن را در میوه هایی مثل گلابی و گوجه فرنگی مختـل نمایـد و سـبب قهوه ای شدن داخلی در سیب زمینی و یا از هم پاشیدگی ناحیه Core ) ناحیه مرکز میوه core line break down  ) شود.

اثر سرمازدگی بر تولید اتیلن 

در اثر سرمازدگی عمل آنزیم ACC سنتاز تغییر نمی کنـد ولـی فعالیـت آنـزیم ACO اکـسیداز کـاهش مـی یابـد بنابراین مقادیری ACC در بافت ها تجمع می یابد در اثر رفع سرمازدگی و گرم شدن مجدد فراورده، ACC به اتیلن تبدیل می شود بنابراین پس از قرار دادن فراورده های سرما زده در محیط گرم تولید اتیلن شـان افـزایش مـی یابـد، همچنین بعد از سرمازدگی اگر محصول به دمای بالاتری منتقل شود تنفس افزایش می یابد.

اثر سرمازدگی بر فتو سنتز در گیاهان 

سرمازدگی سبب کاهش فتو سنتز در گیاهان می شود دلایل این امر:

1- عدم توانایی گیاه برای تشکیل کلروفیل

2- -کاهش فعالیت آنزیم های که CO2 را به گروه کربوکسیل COOH تبدیل می کند.

3- متوقف شدن انتقال مواد کربوهیدراتی در آوند های آبکش

4- عدم جایگزینی آبی که در اثر تعرق از دست رفته است بنابراین روزنه ها بسته شده و فتو سنتز کاهش می یابد . افزایش نفوذ پذیری و نشت مواد الکترولیت در سلول ها:در اثر سرما زدگی سلول ها، غشاء ها دچار آسیب شده و برخی یون ها و مواد الکترولیتی از سلول نشت مـی کنـد میـزان نشت یون ها می تواند به وسیله قرار دادن بافت ها در آب مقطر و اندازه گیری هدایت الکتریکـی EC ایـن آب پـس از چند ساعت توسط EC  متر انجام شود.

کنترل سرمازدگی 

1-  سرد کردن تدریجی Temperature condicioning  یا گرم کردن اولیه و سپس سرد کردن بـه وسـیله گرم کردن اولیه محصول و قراردادن آن در دمای 10 الی 15 درجه سانتی گراد برای چند روز و سپس رساندن دمای انبـار بـه دمای نگهداری محصول مثلاً صفر درجه می توان فراورده ها را نسبت به سرمازدگی مقاوم کـرد، در واقـع در این روش در زمان نگهداری در دمای بالا مقدار اسید های چرب غیر اشباع بالا مـی رود و موجـب مقاومـت محصول به سرمازدگی در انبار سرد می شود این روش برای بسیاری از فـراورده هـای گیـاهی ماننـد خیـار، گوجه فرنگی، فلفل دلمه ای، هلو، لوبیا و پیاز نرگس استفاده می شود.

2- گرما دهی متناوب Intermittent warming  یعنی در حین نگهداری میوه جات در انبـار سـرد بـه طـور متناوب و هر چند وقت یک بار دمای انبار را بالا ببریم ایـن روش بـه طـور موفقیـت آمیـزی باعـث کـاهش خسارت سرمازدگی در سیب، شلیل، هلو، آلو، مرکبات، بامیه، فلفـل دلمـه ای و سـیب زمینـی شـده اسـت مکانیسم عمل به نحوه زیر است : الف) گرم کردن موقت باعث متابولیسم و مصرف مواد سمی می گـردد کـه در دماهای پایین و در بافت ها جمع شده است. ب) تـرمیم سـاختارهای درون سـلولی مثـل تـرمیم غـشاء سیتوپلاسمی و ساختار میتوکندری و پلاست ها (در گوجه فرنگی دمای گرم کردن 18 درجه سانتی گراد است)

3- استفاده از ترکیبات شیمیایی: محلول پاشی غشاء دو برگی چغندر با استفاده از اتـانول آمـین باعـث افـزایش مقاومت به سرمازدگی در آنها می شود و این از طریق افزایش مقاومت سیتوپلاسم، میتوکندری و غشاء های سلولی به سرما می باشد، استفاده از برخی قارچ کش ها مثـل تیوبنـدازول، ایمـازالین و بنومیـل کـه هـسته سایتوکینی دارند یا سایتوکنین مصنوعی مثل BA (بنزیل آدنین) موجب کـاهش سـرما زدگـی مـی شـود. Cacl2  کلرید کلسیم ضمن مقاوم کردن دیواره سلولی موجب افزایش مقاومت به سرمازدگی می شود.

4- کنترل هورمونی یعنی هورمون هایی مثل IAA یا ایندول اسید استیک، IBA ایندول بوتریک اسید، CEPA و اتفون که تسریع کننده رسیدگی میوه هستند باعث افزایش مقاومت به سرمازدگی در برخی از فراورده های گیاهی می شود.

5 -استفاده از انبارهایی بـا اتمـسفر کنتـرل شـده Controlled atmosphere کـه دارای مقـدارCO2  بـالا هستند موجب کاهش سرمازدگی و بروز آسیب های مثلPitting  یا حفره دار شدن در میوه می شـود کـه علت آن بالا نگهداشتن نسبت ATP به ADP که باعث حفظ و انجام فعالیت های حیاتی می گردد.

6- نوع بسته بندی استفاده از کیسه هـای پلاسـتیکی کـه موجـب CO2  بالا و O2 کـم در اطـراف فـراورده می شوند و همچنین رطوبت نسبی را بالا می برند و باعث کاهش خسارت سرمازدگی می شود.

7- بالا نگهداشتن رطوبت نسبی انبار موجب کاهش خسارت ناشی از سرمازدگی و از دسـت دادن آب محـصول در اثر حفظ فشار هیدولیکی بالای سلول ها می شود.

8- استفاده از واکس موجب کنتـرل میـزان رطوبـت از دسـت داده شـده توسـط محـصول و کـاهش عـوارض سرمازدگی می شود.

9- انبارهای کم فشار Hypobar سبب خروج اتیلن از انبار و کاهش اثرات سرمازدگی می گردد.