stringtranslate.com

Созревание

Гроздь винограда сорта Каберне Совиньон разной степени спелости.

Созревание – это процесс, в результате которого фрукты становятся более вкусными . В целом по мере созревания фрукты становятся слаще , менее зелеными и мягче. Несмотря на то, что кислотность фруктов увеличивается по мере созревания, более высокий уровень кислотности не делает фрукты более терпкими. Этот эффект объясняется соотношением Брикса и кислоты . [1] Плоды в климактерическом периоде созревают после сбора, поэтому некоторые фрукты для продажи собираются зелеными (например, бананы и помидоры ).

Недозрелые плоды также волокнистые , не такие сочные и имеют более жесткую внешнюю мякоть, чем спелые плоды (см. Ощущения во рту ). Употребление в пищу незрелых фруктов может привести к боли в желудке или спазмам желудка , а спелость влияет на вкусовые качества фруктов.

Наука

1 - Метилциклопропен используется в качестве синтетического регулятора роста растений . [2]

Развивающиеся плоды производят такие соединения, как алкалоиды и дубильные вещества . Эти соединения являются антифидантами , то есть они отпугивают животных, которые будут есть их, пока они еще созревают. Этот механизм используется для того, чтобы гарантировать, что фрукты не будут съедены до полного развития семян. [3]

На молекулярном уровне различные растительные гормоны и белки используются для создания цикла отрицательной обратной связи, который поддерживает баланс выработки этилена по мере развития плода. [4] [5]

Агенты

Лимоны желтеют по мере созревания.

Агенты созревания ускоряют созревание. Важным агентом созревания является этилен — газообразный гормон, вырабатываемый многими растениями. Доступно множество синтетических аналогов этилена. Они позволяют собирать многие фрукты до полного созревания, что полезно, поскольку созревшие плоды плохо транспортируются. Например, бананы собирают зелеными и искусственно дозревают после отправки под воздействием этилена .

Карбид кальция также используется в некоторых странах для искусственного созревания фруктов. Когда карбид кальция вступает в контакт с влагой, он выделяет газообразный ацетилен , который по своему действию аналогичен природному веществу, способствующему созреванию, этилену. Ацетилен ускоряет процесс созревания. Каталитические генераторы используются для простого и безопасного производства газообразного этилена. Датчики этилена можно использовать для точного контроля количества газа. В продаже имеются закрытые чаши или пакеты для дозревания фруктов. Эти контейнеры увеличивают количество газов этилена и углекислого газа вокруг плодов, что способствует их созреванию. [6]

Климактерические плоды продолжают созревать после сбора, и этот процесс ускоряется этиленовым газом. Неклимактерические плоды могут созревать только на растении и поэтому имеют короткий срок хранения, если их собирать в спелом виде.

Индикаторы

Йод (I) можно использовать для определения того, созревают или гниют фрукты, показывая, превратился ли крахмал в фруктах в сахар . Например, капля йода на слегка подгнившей части (не кожуре) яблока останется желтой или оранжевой, поскольку крахмала больше нет. Если йод нанесен и через 2–3 секунды он стал темно-синим или черным, значит, процесс созревания начался, но еще не завершен. Если йод сразу становится черным, то большая часть крахмала все еще присутствует в образце в высоких концентрациях и, следовательно, плод еще не полностью начал созревать.

Этапы

Климактерические плоды в процессе созревания претерпевают ряд изменений. Основные изменения включают смягчение фруктов, подслащивание, уменьшение горечи и изменение цвета. Эти изменения начинаются во внутренней части плода, локуле, представляющем собой гелеобразную ткань, окружающую семена. Изменения, связанные со созреванием, начинаются в этой области, как только семена становятся достаточно жизнеспособными для продолжения процесса, и в этот момент изменения, связанные со созреванием, происходят в следующей последовательной ткани плода, называемой околоплодником. [7] По мере того, как этот процесс созревания происходит, продвигаясь изнутри к внешней части ткани плода, происходят заметные изменения размягчения тканей, а также изменения цвета и содержания каротиноидов. В частности, этот процесс активирует выработку этилена и экспрессию генов реакции на этилен, связанных с фенотипическими изменениями, наблюдаемыми во время созревания. [8] Изменение цвета является результатом пигментов, которые всегда присутствовали в плодах и которые становятся видимыми при разрушении хлорофилла. [9] Однако по мере созревания плоды также производят дополнительные пигменты. [10]

У фруктов клеточные стенки в основном состоят из полисахаридов, включая пектин. Во время созревания большая часть пектина превращается из нерастворимой в воде формы в растворимую под действием определенных разлагающих ферментов. [11] Эти ферменты включают полигалактуроназу . [9] Это означает, что плод станет менее твердым, поскольку его структура ухудшится.

Созревание томатов винограда в несколько этапов

Во время созревания происходит ферментативное расщепление и гидролиз запасных полисахаридов. [9] К основным запасным полисахаридам относится крахмал. [9] Они распадаются на более короткие водорастворимые молекулы, такие как фруктоза, глюкоза и сахароза. [12] Во время созревания плодов глюконеогенез также увеличивается. [9]

Кислоты расщепляются в созревающих фруктах [12] , и это способствует более сладкому, а не острому вкусу, свойственному незрелым фруктам. В некоторых фруктах, таких как гуава, по мере созревания наблюдается устойчивое снижение содержания витамина С. [13] Это происходит главным образом из-за общего снижения содержания кислоты, которое происходит при созревании фруктов. [9]

Помидоры

Разные фрукты имеют разные стадии созревания. У томатов стадии созревания следующие:

Списки климактерических и неклимактерических фруктов

Это неполный список плодов, созревающих после сбора ( климактерические ) и тех, которые не созревают ( неклимактерические ).

Яблоки хрустящие

Климактерический

Культивированная ежевика разной степени спелости: незрелая (бледная), созревающая (красная) и спелая (черная).

Неклимактерический

Регулирование

Существует два типа созревания плодов: климактерический, вызываемый этиленом , и неклимактерический, который происходит независимо от этилена. [17] Это различие может быть полезно при определении процессов созревания различных фруктов, поскольку климактерические плоды продолжают созревать после того, как их удаляют из-за присутствия этилена, тогда как неклимактерические плоды созревают только еще прикрепленными к растению. В неклимактерических плодах ауксины тормозят созревание. Они делают это путем репрессии генов, участвующих в клеточной модификации и синтезе антоцианов. [18] Созревание может быть вызвано абсцизовой кислотой , в частности, процессом накопления сахарозы, а также приобретением цвета и твердости. [19] Хотя этилен играет важную роль в созревании климактерических растений, он по-прежнему оказывает влияние и на неклимактерические виды. Было показано, что в клубнике он стимулирует процессы цвета и смягчения. Исследования показали, что добавление экзогенного этилена индуцирует процессы вторичного созревания клубники, стимулируя дыхание. [20] Они предположили, что в этом процессе участвуют рецепторы этилена, тип газорецепторов, которые могут различаться в зависимости от климактерических и неклимактерических плодов. [21]

Метилжасмонат

Жасмонат участвует во многих аспектах процесса созревания фруктов, не находящихся в климактерическом периоде. К этому классу гормонов относятся жасмоновая кислота и метилжасмонат. Исследования показали, что экспрессия генов, участвующих в различных путях созревания, увеличивается при добавлении метилжасмоната. [17] Это исследование показало, что метилжасмонат приводит к усилению красной окраски и накоплению лигнина и антоцианов, которые можно использовать в качестве индикаторов созревания. Гены, которые они проанализировали, включают те, которые участвуют в накоплении антоцианов, модификации клеточной стенки и синтезе этилена; все это способствует созреванию фруктов. [17]

Абсцизовая кислота

АБК также играет важную роль в созревании неклимактерических растений. Было показано, что он увеличивает скорость производства этилена и концентрацию антоцианов. [19] Созревание было ускорено, о чем свидетельствует ускоренное окрашивание и размягчение плодов. Это происходит потому, что АБК действует как регулятор выработки этилена, увеличивая синтез аналогично климактерическим фруктам. [19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Кимбалл, Дэн (1991). «Соотношение Брикса/кислоты». Переработка цитрусовых . стр. 55–65. дои : 10.1007/978-94-011-3700-3_4. ISBN 978-94-010-5645-8.
  2. ^ Бланкеншип, Сильвия М; Доул, Джон М. (апрель 2003 г.). «1-Метилциклопропен: обзор». Послеуборочная биология и технология . 28 (1): 1–25. дои : 10.1016/S0925-5214(02)00246-6.
  3. ^ Лунават, Дев (6 мая 2019 г.). «Почему бананы так быстро портятся?». Наука Азбука . Проверено 3 декабря 2019 г.
  4. ^ Шань, Вэй; Куанг, Цзянь-фэй; Вэй, Вэй; Фань, Чжунци; Дэн, Вэй; Ли, Чжэн-го; Бузаен, Мондер; Пиррелло, Жюльен; Лу, Ван-джин; Чен, Цзянь-е (октябрь 2020 г.). «MaXB3 модулирует стабильность MaNAC2, MaACS1 и MaACO1, подавляя биосинтез этилена во время созревания плодов банана». Физиология растений . 184 (2): 1153–1171. дои : 10.1104/стр.20.00313. ПМЦ 7536691 . ПМИД  32694134. 
  5. ^ Хартман, Сьон (октябрь 2020 г.). «MaXB3 ограничивает производство этилена и созревание банановых фруктов». Физиология растений . 184 (2): 568–569. дои : 10.1104/стр.20.01140. ПМЦ 7536662 . ПМИД  33020325. 
  6. ^ «Как быстрее созреть фрукты» . ХаффПост . 26 декабря 2017 г.
  7. ^ Шинозаки, Ю.; и другие. (2018). «Пространственно-временное транскриптомное картирование развития и созревания плодов томатов». Природные коммуникации . 9 (1): 364. Бибкод : 2018NatCo...9..364S. дои : 10.1038/s41467-017-02782-9. ПМЦ 5785480 . ПМИД  29371663. 
  8. ^ Ван де Поэль, Брэм; и другие. (2014). «Тканеспецифический анализ выявляет дифференциальную организацию и регуляцию биосинтеза этилена и Е8 во время климактерического созревания томатов». Биология растений BMC . 14:11 . дои : 10.1186/1471-2229-14-11 . ПМЦ 3900696 . ПМИД  24401128. 
  9. ^ abcdef Прасанна, В.; Прабха, Теннесси; Таранатан, Р.Н. (2007). «Явления созревания плодов-обзор». Критические обзоры в области пищевой науки и питания . 47 (1): 1–19. дои : 10.1080/10408390600976841. PMID  17364693. S2CID  30271189.
  10. ^ Этвелл, Брайан Дж.; Кридеманн, Пауль Э.; Тернбулл, Колин Дж.Н., ред. (1999). «11.5.5 Цвет и вкус». Растения в действии: адаптация в природе, эффективность в выращивании. Macmillan Education Australia. ISBN 978-0732944391.
  11. ^ Сюэу Дуана; Гуйпин Ченга; Эн Янга; Чун Иа; Неунгнапа Руенроенгклина; Ванджин Луб; Юнбо Луок; Юэмин Цзян (ноябрь 2008 г.). «Модификация пектиновых полисахаридов при созревании послеуборочных плодов банана». Пищевая химия . 111 (1): 144–9. doi : 10.1016/j.foodchem.2008.03.049.
  12. ^ аб Медликотт, AP; Томпсон, АК (1985). «Анализ сахаров и органических кислот в созревающих плодах манго ( Mangifera indica L. var Keitt) методом высокоэффективной жидкостной хроматографии». Дж. Наук. Продовольственное сельское хозяйство . 36 (7): 561–6. doi : 10.1002/jsfa.2740360707.
  13. ^ Башир, ХА; Абу-Гух, А.А. (2003). «Изменения состава при созревании плодов гуавы». Пищевая химия . 80 (4): 557–563. doi : 10.1016/j.foodchem.2008.03.049.
  14. ^ «Руководство по стадиям созревания» (PDF) . Семейные компании Лагорио.
  15. ^ Теологис, А. (1992). «Одно гнилое яблоко портит весь бушель: роль этилена в созревании фруктов». Клетка . 70 (2): 181–4. дои : 10.1016/0092-8674(92)90093-R. PMID  1638627. S2CID  44506282.
  16. ^ «Не все фрукты и овощи одинаковы, когда дело касается правильных условий хранения» .
  17. ^ abc Конча, Кристобаль М.; Фигероа, Николас Э.; Поблете, Летиция А.; Оньяте, Фелипе А.; Шваб, Вильфрид; Фигероа, Карлос Р. (1 сентября 2013 г.). «Обработка метилжасмонатом вызывает изменения в созревании фруктов путем изменения экспрессии нескольких генов созревания в плодах Fragaria chiloensis». Физиология и биохимия растений . 70 : 433–444. дои : 10.1016/j.plaphy.2013.06.008. hdl : 10533/131171 . ISSN  0981-9428. ПМИД  23835361.
  18. ^ Ахарони, Асаф; Кейзер, Леопольд CP; Брук, Хетти К. Ван Ден; Бланко-Порталес, Росарио; Муньос-Бланко, Хуан; Буа, Грегори; Смит, Патрик; Вос, Рик Ч. Де; О'Коннелл, Энн П. (1 июля 2002 г.). «Новое понимание сосудистых, стрессовых, ауксин-зависимых и независимых программ экспрессии генов в клубнике, неклимактерическом фрукте». Физиология растений . 129 (3): 1019–1031. дои : 10.1104/стр.003558. ISSN  0032-0889. ПМК 166497 . ПМИД  12114557. 
  19. ^ abc Цзян, Юэмин; Джойс, Дэрил К. (1 февраля 2003 г.). «Влияние АБК на выработку этилена, активность PAL, содержание антоцианов и фенолов в плодах клубники». Регулирование роста растений . 39 (2): 171–174. дои : 10.1023/А: 1022539901044. ISSN  0167-6903. S2CID  4217356.
  20. ^ Тиан, М.С.; Пракаш, С.; Элгар, HJ; Янг, Х.; Бурмейстер, Д.М.; Росс, GS (1 сентября 2000 г.). «Реакция плодов клубники на 1-метилциклопропен (1-MCP) и этилен». Регулирование роста растений . 32 (1): 83–90. дои : 10.1023/А: 1006409719333. ISSN  0167-6903. S2CID  36992887.
  21. ^ Кибер, Джозеф Дж.; Шаллер, Г. Эрик (01 июля 2019 г.). «За ширмой: как простая реакция рассады помогла разгадать передачу сигналов этилена в растениях». Растительная клетка . 31 (7): 1402–1403. дои : 10.1105/tpc.19.00342. ISSN  1040-4651. ПМК 6635871 . ПМИД  31068448. 

Внешние ссылки