Какие процессы оказывают положительное влияние на созревание плодов и овощей

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 20.09.2024

Овощи можно отнести к специализированным культурам, которые в процессе созревания синтезируют определенные биогенные соединения. Накопление основных биогенных соединений в овощах идет в период созревания. В этот период происходит активное деление клеток, возрастают скорости синтетических процессов и поступление воды. Процессы созревания для каждого вида овощей имеют свои индивидуальные сроки и особенности протекания. Характеризуются они активным метаболизмом клеток, увеличением размеров меристематических и паренхиматозных тканей. При этом разные виды овощей могут сильно различаться по содержанию нуклеиновых кислот, которые составляют основу системы управления биохимическими процессами клеток. Причем отмечается увеличение нуклеиновых кислот в самых молодых клетках, способных в дальнейшем к активному делению. Кроме того, в тканях увеличивается содержание нуклеозидтрифосфатов (АТФ, УТФ, ГТФ и ЦТФ), образование которых необходимо для стимулирования метаболических процессов и определения их направленности. Созревание овощей сопровождается протеканием в клетках и тканях биохимических процессов, которые обусловлены многокаскадными механизмами взаимных превращений биогенных молекул. В результате про. текания биохимических процессов образуются метаболиты, используемые на создание сложных структурных образований, элементов мембран клеток и среды.

Основными элементами биохимических процессов являются ферменты, синтез и активность которых будут определять возможности синтеза биогенных соединений в клетках созревающих овощей. Каталитическая активность многих ферментов зависит от наличия коферментов и микроэлементов, входящих в состав их активных центров. Направленность действия ферментативных систем может изменяться в зависимости от стадии созревания овощей, что во многом определяется индивидуальным составом биогенных молекул в тот или иной период времени.

Показателем метаболической активности клеток при созревании овощей служит уровень окислительного фосфорилирования, который способствует накоплению в клетках нуклеозидтрифосфатов. Содержание АТФ в этот период отражает возрастание дыхательной активности митохондрий. Максимальный подъем дыхания свидетельствует о завершении процесса созревания овощей и начале их старения. В процессе созревания овощей увеличивается содержание органических кислот, которые являются промежуточными метаболитами ферментов цикла трикарбоновых кислот и гликолиза. Органические кислоты в дальнейшем метаболизируются в другие биогенные молекулы (аминокислоты, спирты, альдегиды и др.). При этом происходит переключение дыхания с аэробного типа на анаэробный. Одной из причин возрастания анаэробного типа дыхания при созревании овощей является ослабление доступа кислорода из-за уплотнения их поверхностных покровов.

По мере формирования покровных тканей овощей в них накапливаются различные биогенные соединения, в частности аскорбиновая кислота. Причем уровень витамина может сильно измениться в процессе созревания овощей. Больше всего эти изменения выражены в перцах. Так, в зеленых перцах содержится в среднем 100 мг% аскорбиновой кислоты, в тех же перцах, плоды которых оставлены на растении до покраснения, ее количество может возрасти в 2 раза. При созревании зеленого горошка в период молочно-восковой стадии, общее содержание аскорбиновой кислоты изменяется от 35 до 30 мг%. При этом содержание дегидроас- корбиновой кислоты в этот период может резко понизиться с 13 до 3 мг%. В стадии восковой зрелости, характеризующейся высоким содержанием крахмала, общее количество аскорбиновой кислоты снижается вдвое.

Сроки уборки плодов и ягод оказывают существенное влияние на качество сырья и готовой продукции. Например, при переработке недозрелых плодов и ягод уменьшается выход сока из-за чрезмерной прочности тканей, а сок имеет высокую кислотность, слабый аромат, содержит мало красящих веществ. Перезревшие плоды и ягоды также дают меньше сока при прессовании мезги, а качество его ухудшается в результате гидролиза пектина и других веществ. У плодов, предназначенных для потребления в свежем виде, различают съемную и потребительскую зрелость.

Съемная зрелость. Плоды и ягоды достигли оптимальных для сорта размеров, характерной окраски и в них закончились основные процессы накопления веществ. Плодоножка у плодовых культур легко отделяется от плодового образования. Плоды многих пород и сортов семечковых культур в этой фазе зрелости для потребления еще непригодны. Полного вкуса, аромата и нежной, консистенции они достигнут в процессе хранения. Четко выраженную съемную зрелость имеют плоды зимних сортов яблок, груш, айвы.

Потребительская зрелость. Плоды и ягоды достигли максимальных вкусовых свойств - вкуса, окраски, консистенции, аромата. У большинства плодов косточковых культур и ягодников съемная и потребительская зрелость наступают одновременно. У летних сортов яблони и груши потребительская зрелость плодов наступает на 2. 6 дней позже съемной, у осенних - через 2. 6 недель, а у зимних сортов - через 2. 5 месяцев.

У плодов и ягод, предназначенных для переработки, выделяют еще и Техническую зрелость, когда они становятся наиболее пригодными для переработки: оптимальное соотношение органических кислот, Сахаров, азотистых, ароматических, дубильных и красящих веществ, витаминов и др. При этом учитывают назначение сырья: для соков - полностью вызревшие, компотов и варенья - немного недозрелые и т. д. Техническая зрелость часто совпадает с потребительской. Перезревшие плоды обычно для переработки не используют, кроме тех случаев, когда их перерабатывают для получения семян. Зрелость плодов и ягод можно определить по внешним признакам: по окраске, характерной для данного сорта и культуры, когда цвет плодов и ягод из зеленого тона переходит в более яркий; по плотности мякоти - при созревании ткань размягчается; по степени прикрепления плодов к ветке - прочность прикрепления плодов при их созревании уменьшается; по интенсивности окраски семян - при созревании плодов семена буреют. Если семена имеют темно-коричневую окраску, то плоды перезрели.

Техническую зрелость плодов яблок можно определить по содержанию крахмала в их мякоти (метод Н. А. Целуйко). В незрелых плодах содержание крахмала высокое, а по мере созревания крахмал гидролизуется до Сахаров и его количество уменьшается.

Зрелость плодов и ягод нередко определяют по количеству в них кислот и Сахаров. Примерное содержание кислот и Сахаров можно установить по вкусу. Более точное определение проводят в лаборатории: кислотность - титрованием раствором щелочи, сахаристость - рефрактометром, сахариметром или химическими методами. Каждая культура имеет характерное содержание кислот в плодах и ягодах, и этим можно руководствоваться при установлении их зрелости. Невызревшие плоды и ягоды более кислые.

Систематические исследования по биохимии хранения и переработки плодов и овощей впервые были начаты Ф.В. Церевитиновым.

Овощи и плоды представляют собой разные органы или своеобразные изменения основных органов одно-, дву- и многолетних растений.

В жизни растения все эти органы в виде клубней, корнеплодов, соплодий, завязей, плодов, ягод выполняют строго определенные функции и в связи с этим биохимические процессы в овощах и плодах и после отделения от материнского растения, в сильной степени зависят от той роли, которую они выполняют в вегетирующем организме.

В среднем плоды и овощи содержат 90% волы, 10% сухих веществ, из сухих веществ более 90% приходится на органические вещества.

Химический состав плодов и овощей меняется в зависимости от условий выращивания, созревания и хранения.

Высокое содержание воды является характерной особенностью плодов и овощей. Испарение воды при хранении плодов и овощей приводит к потерям массы при хранении, вызывает ослабление тургора клеток и увядание тканей. Увядание, в свою очередь, усиливает процессы распада органических веществ, расходуя их на дыхание, что нарушает энергетический баланс. В результате устойчивость плодов и овощей к микроорганизмам снижается.

Углеводы в химическом составе плодов и овощей занимают, как правило, наибольший удельный вес,составляя 80 % и более всех сухих веществ. Свои особенности изменения углеводного комплекса имеют клубни картофеля. Если у большинства плодов и овощей при хранении крахмал превращается в сахар, а в овощном горохе,наоборот, сахар превращается в крахмал,то в картофеле происходит и то и другое. Интенсивность этих процессов зависит прежде всего от температуры и в значительной мере от сортовых особенностей картофеля.

При температуре, близкой к нулевой, клубни картофеля приобретают не свойственный им сладкий вкус.

Качество сушеного картофеля и картофельной крупки, а в еще большей мере чипсов, как правило, тем выше, чем меньше сахаров в исходном сырье.

Исходное содержание сахаров в сырье определяет не столько качество свежеприготовленного продукта, сколько его устойчивость при хранении. Вследствие протекающих в продукте реакций меланоидинообразования он не только темнеет, но и ухудшает свои потребительские свойства. Поэтому для переработки отбирают сырье с самым низким содержанием сахаров. Сладкий вкус в картофеле ощущается при концентрации сахаров более 7-8 % в сухом веществе.

С содержанием сахаров увязывают и такой важный признак, как запах вареного картофеля.

Разные сорта картофеля отличаются по содержанию сахаров и интенсивности их накопления в ходе хранения. Сортовые различия особенно проявляются при хранении картофеля в условиях низкой температуры, способствующей быстрому накоплению сахаров в клубнях. По данным Л.В. Метлицкого, при пятимесячном хранении картофеля при одном градусе тепла уровень сахаров в клубнях сорта Передовик возрос в 12 раз, а сорта Берлихинген – в 4 раза. При снижении температуры с 20 до 0 градусов скорость реакции превращения крахмала в сахара снижается на одну треть, сахаров в крахмал – в 20 раз, расход сахара на дыхание – в 3 раза. Как видно, наиболее существенно снижение скорости превращения (ресинтеза крахмала) сахаров в крахмал. Именно этим объясняется накопление сахаров в каротофеле при низких температурах.

Полностью избежать накопления в клубнях сахаров возможно лишь при 10 градусах тепла. Но при столь высокой температуре возможные сроки хранения сильно сокращаются из-за возрастания всех видов потерь.

Для обеспечения более или менее согласованного прохождения в клубнях основных звеньев углеводного обмена и предупреждения заметных потерь картофель хранят при температуре 4 градусов выше нуля. При этой температуре, если и происходит незначительное накопление сахаров, то от них легко освободиться путем кратковременного выдерживания клубней в тепле (15-20 град.). При 4 град. тепла хорошо сохраняются не только кулинарные и технологические особенности картофеля, но и его семенные свойства. Но следует отметить, что 4 градуса – это достаточно высокая температура и картофель может подвергаться инфекционным заболеваниям. Отметим, что в некоторых странах температура хранения картофеля достигает 5-7 градусов выше нуля.

Существенное влияние на качество плодов и овощей при хранении и переработке оказывают фенольные соединения. Терпкий вкус зеленых плодов связан с высоким содержанием полифенолов. Плоды хурмы по вкусу обычно делятся на вяжущие, нетерпкие и варьирующие. Терпкий же вкус часто зависит не от суммарного содержания в них фенольных соединений, а от количества свободных фенолов. При созревании плодов общее содержание полифенолов в них уменьшается, но интенсивнее снижается количество свободных фенолов.

Во время хранения хурмы происходит размягчение их мякоти, переход свободных дубильных веществ в связанные и исчезновение терпкого вкуса.

Фенольным соединениям принадлежит важная роль в процессах устойчивости к патогенным микроорганизмам, а также в явлениях покоя и перехода к активному росту.

Характер превращений фенольных соединений в плодах и овощах во многом определяет качество продуктов их переработки.

Как известно, полифенолы в основном локализованы в вакуолях клетки, отделенных от цитоплазмы тонопластом. В целой, неповрежденной клетке через тонопласт в цитьоплазму поступает ограниченное количество полифенолов, часть из которых окисляется полифенолоксидазой до конечных продуктов, а часть промежуточных продуктов окисления вновь восстанавливается до исходных соединений. При разрушении тканей наступает разрыв тонопласта. Полифенолы в цитоплазме подвергаются необратимому ферментативному окислению, образуя темные коричневые и красные аморфные вещества, называемые флобафенами.

При переработке плодов и овощей основным средством защиты от потемнения разрезанной ткани является инактивация окислительных ферментов. В этих целях используют краткосрочную обработку высокими температурами, а также сернистым ангидридом ( сульфитация) , блокирующим активную группу полифенолоксидазы.

Важнейшим физиолого-биохимическим процессом при хранении плодов и овощей является дыхание. Дыхание плодов и дыхание овощей в ходе хранения существенно различаются. В отличие от плодов, дыхание которых в конце хранения ниже, чем при сборе, дыхание овощей возрастает.Это связывают с окончанием периода покоя и переходом к генеративной стадии развития.

Покровные ткани плодов и овощей, как правило, характеризуются более интенсивным дыханием, чем мякоть. Более высокая интенсивность дыхания покровных тканей хорошо коррелирует с высокой активностью в них окислительных ферментов и лучшей обеспеченностью кислородом.

Выделяемое при хранении плодов и овощей тепло способствует повышению температуры в массе хранящейся продукции и возможности ее самосогревания.

Важное значение для практики хранения картофеля и овощей имеет биохимия покоя. Свежеубранные клубни картофеля и некоторые овощи не прорастают даже при оптимальных для роста условиях внешней среды. Но как только период покоя завершается, прорастание можно остановить или задержать насильственно. Способность пребывать в состоянии покоя выработалась у растений в процессе эволюции как важное приспособление к неблагоприятным для роста условиям. Организмы переходят в состояние глубокого гипобиоза, а в некоторых случаях ( семена растений) – и анабиоза.

Считается, что состояние покоя обусловлено отсутствием или малым содержанием в меристематических тканях определенных физиологически активных соединений, без которых содержащиеся в растениях пластические вещества не могут быть использованы на построение новых органов, или же присутствием веществ, препятствующих ростовым процессам. Возможно, имеют место и то, и другое.

11 лет в нашей гимназии действует ГАН - гимназическая академия наук. Дети пишут исследовательские работы. Сначала проходит классный тур, затем гимназические чтения, городские, на базе гимназии проводятся региональные чтения "Я-Исследователь", в области - "Я познаю мир", Ездили в Москву, В прошлом году - в Сочи. Было бы желание, а показать свои возможности есть где. С этой работой мы выступали много, посылали в Москву на конкурс "Портфолио".

ВложениеРазмер
Sekret_sozrevaniya_ovoshchey_i_fruktov.rar 803 КБ

Предварительный просмотр:

овощей и фруктов

ученица 2 В класса

Краева Татьяна Васильевна,
учитель начальных классов,

Винокурова Ирина Андреевна.

г. Кирово - Чепецк

1. 2. Условия, необходимые для созревания фруктов и овощей ………… 6

  1. Практическая часть ………………………………………………………….. 8
    2. 1. Планирование наблюдений …………………………………………….. 8

2. 2. Наблюдения по проверке гипотез за созреванием бананов ………….. 9

2. 3. Наблюдения по проверке гипотез за созреванием помидоров …….. 10

Заключение ……………………………………………………………………. 12 Список используемой литературы ……………………………………………. 13

Думаю, что эта тема актуальна для любой семьи. Бывает так, что урожай большой, а к столу подать пока нечего. Как ускорить созревание?

И напротив, часто фрукты и овощи от собранного урожая хочется сохранить как можно дольше. Или, например, собираясь в дальнюю дорогу, мы берем с собой фрукты (бананы). Как сохранить их?

Цель моей исследовательской работы – узнать секреты созревания овощей и фруктов, изучить влияние спелых плодов на созревание зеленых.

Предметом исследования я выбрала помидоры и бананы, так как при созревании они меняют свой цвет и можно проследить за их созреванием.

В самом начале моего исследования возникло несколько гипотез:

  1. Предположим, что спелые плоды передают через воздух, какие - либо вещества, которые ускоряют созревание зеленых плодов.
  2. Может быть, спелый плод выделяет тепло и таким образом ускоряет созревание других?
  3. А что если все это просто выдумка? Может быть, плоды зреют сами по себе, независимо от спелых.

Для того чтобы ответить на главный вопрос – в чём секрет созревания овощей и фруктов, необходимо решить следующие задачи:

  1. Изучить литературу о созревании овощей и фруктов.
  2. Спланировать ряд опытов и наблюдений по решению поставленной проблемы.
  3. Провести наблюдения, обобщить.
  4. Сделать выводы о справедливости гипотез.
  1. Анализ литературы.
  2. Планирование.
  3. Проведение опытов и наблюдений.
  4. Обобщение и выводы.

1. 1. Немного истории.

Томат, или помидор, - однолетнее травянистое растение семейства паслёновых. Родина – Центральная и Южная Америка.

Как пищевой продукт помидоры попали на стол немногим более 150 лет назад . [4]

Если для жителей России бананы – лакомство, то для бедных слоёв населения тропических стран бананы зачастую заменяют хлеб. Здесь это дешёвый и сытный продукт. По калорийности бананы превосходят картофель.

Банан принадлежит к числу самых древних культурных растений тропической зоны. Основные страны по выращиванию банана – Бразилия, Индия, Таиланд, Эквадор, Мексика и др. Это многолетнее травянистое растение. Высота его может достигать более 9 м. Растёт банан необычайно быстро: через 10 месяцев посаженное растение уже даёт плоды. Каждый побег приносит плоды только один раз. Потом он погибает, а от корня вырастают новые побеги. Бананы бывают не только жёлтые, но и красные. Красные бананы не переносят транспортировку на дальние расстояния, поэтому у нас они встречаются крайне редко. [4]

1. 2. Условия необходимые для созревания фруктов и овощей

Пищевая промышленность широко использует этилен для созревания зеленых плодов, поэтому мы можем легко купить зрелые помидоры зимой. Но эти помидоры не бывают такими сладкими, как естественные, так как газ не позволяет крахмалу превращаться в сахар. Кроме того, ученые создали вещества, тормозящие созревание, которое замещает этилен на некоторых стадиях созревания овощей, фруктов и замедляет их созревание. [2]

Существует легенда о том, как древний китайский садовник ускорял созревание помидоров. Почти за 2 тысячи лет до нашей эры при дворе китайского богдыхана жил старик – садовник. Цветы и плоды, которые он выращивал, славились по всей империи. Он умел заставлять неспелые плоды и фрукты дозревать. Со смертью садовника исчез и секрет дозревания плодов. Говорили, он окуривал их ладаном. Лишь спустя несколько столетий кто-то, услышав эту легенду, решил испытать старинный способ. Оказалось, душистый ладан действительно оказывает на плоды волшебное действие: они дозревают. Но почему так велико его влияние, никто не знал. Это удалось выяснить совсем недавно. Исследуя пары ладана, химики нашли в них бесцветный лёгкий газ этилен. Этот газ и способствует дозреванию плодов. [1]

2. Практическая часть

2. 1. Планирование наблюдений.

Чтобы легче было проводить опыты и наблюдения мы составили план наших действий.

  1. Подобрать спелые и зеленые плоды (помидоры, бананы)
  2. Подобрать картонные коробки для укладывания плодов
  3. Создать три направления исследования:

- зеленые плоды в открытом месте;

- зеленые плоды в закрытом месте;

- зеленые плоды + спелый плод в закрытом месте;

  1. Наблюдать за созреванием и записывать результаты.
  1. Положим зеленые бананы и зеленые помидоры в картонные коробки, и поставим их на окно, не закрывая крышкой.
  2. Положим зеленые бананы и зеленые помидоры в картонные коробки (закрытое место) и закроем крышкой.
  3. Положим зеленые бананы и зеленые помидоры в картонные коробки и добавим к ним по одному спелому плоду
  4. Подписали коробки, отметили даты.
  5. Положили термометр для измерения t в коробках и комнате.
  6. Наблюдали за созреванием через 4, 7, 14, 30 дней.

2. 2. Наблюдения по проверке гипотез за созреванием бананов.

Через 4 дня бананы в открытом месте несколько созрели, но сохраняли зеленоватый оттенок; бананы в закрытом месте созрели, стали равномерно жёлтыми; бананы в закрытом месте с добавлением спелого банана – стали ярко- жёлтыми с коричневыми пятнами.

Через 7 дней бананы в открытом месте созрели, стали равномерно жёлтыми; бананы в закрытом месте стали жёлтыми с единичными мелкими коричневыми пятнами; бананы в закрытом месте с добавлением спелого банана стали жёлто-коричневыми с множеством тёмных пятен, спелый банан стал тёмно-коричневый с элементами гниения.

На этом наблюдение за бананами было завершено. За период наблюдения t воздуха в коробке равна t воздуха в комнате и составляла 22 градуса Цельсия.

2. 3. Наблюдения по проверке гипотез за созреванием помидоров.

Через 4 дня помидоры в открытом месте оставались зелёными; помидоры в закрытом месте, без добавления спелого помидора начали созревать, появились жёлтые помидоры; помидоры в закрытом месте, с добавлением спелого помидора начали активно созревать- все оранжевого цвета .

Через 7 дней – в открытом месте появились жёлто-зелёные плоды; в закрытом месте, без добавления спелого помидора, появились единичные красно-оранжевые плоды; в закрытом месте, с добавлением спелого помидора все помидоры красно-оранжевые и красные.

Через 14 дней в открытом месте помидоры стали жёлто-оранжевые; в закрытом месте, без добавления спелого помидора, появилось несколько красных помидоров, все остальные оранжевые; в закрытом месте, с добавлением спелого помидора, все помидоры ярко- красные.

Через 30 дней в открытом месте помидоры стали красно-оранжевые и красные; в закрытом месте, без добавления спелого помидора, помидоры созрели, стали все равномерно красные; в закрытом месте, с добавления спелого помидора, спелый помидор сгнил, остальные помидоры так же с элементами гниения.

При наблюдении за помидорами t воздуха в коробке и в комнате была одинакова и составляла 22 градуса Цельсия.

Закончив наблюдение, я убедилась в том, что:

  1. В открытом месте зеленые фрукты и овощи созревают медленнее, чем в закрытом месте, так как их гормон созревания рассеивается в воздухе и слабо оказывает свое стимулирующее действие.
  2. В закрытом месте зеленые плоды созревают быстрее, чем в открытом, так как их этилен не рассеивается в воздухе, а ускоряет созревание.
  3. При добавлении к зеленым плодам спелого созревание происходит значительно быстрее, из-за большого количества этилена, выделяемого спелым плодом, который ускоряет созревание зеленых.

Итак, чтобы дольше сохранить урожай нужно:

  1. Хранить овощи и фрукты в открытом месте.
  2. При появлении спелых плодов их убирать, чтобы они не влияли на зеленые.
  3. Хранить овощи и фрукты при t 10 - 14 градусов (т. к. в прохладном месте они сохраняются дольше).

А чтобы ускорить созревание урожая нужно:

  1. Уложить овощи или фрукты в закрытое место, можно накрыть чем-либо
    тёплым.
  2. Добавить к незрелым плодам несколько спелых, которые, выделяя газ этилен,
    ускорят созревание.
  3. Поддерживать температуру окружающей среды 25°С и выше.

Таким образом, моя гипотеза №1 о том, что спелые плоды передают через воздух вещества, которые ускоряют созревание зеленых плодов подтвердилась, а народные приметы о созревании овощей и фруктов оказались верными.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

РАЗВИТИЕ ПЛОДОВ

1. Завязывание и рост плодов.

2.Созревание сочных плодов.

Развитие плодов

Завязывание и рост плодов. После того как произошло оплодотворение яйцеклетки и началось образование зародыша, цветок в ступает в новую фазу развития, которая завершается формированием плода. Ткани плода формируются из стенок завязи, но нередко в образовании плода участвуют и другие части цветка, например цветоложе, околоцветник, цветковые чешуи. Остальные части цветка увядают, отмирают и сбрасываются, подобно листьям у листопадных растений.

Во многих случаях способность цветка образовывать плод зависит от восприимчивости женских органов, т.е. от их способности воспринимать пыльцу. Состояние восприимчивости может сохраняться на протяжении всего нескольких часов (манго) или на протяжении нескольких недель (томаты). У некоторых видов растений наступление этого состояния отмечается появлением на рыльце пестика липких выделений, которые могут задерживать пыльцу, и, возможно, также служить для нее питательной средой.

После успешного опыления завязь начинает бурно расти. У многих сочных плодов ускорение роста завязи наблюдается еще до того, как пыльцевые трубки успеют достичь семяпочек. У других видов растений завязь не начинает расти, пока не произойдет оплодотворение. Стимуляция роста завязи может происходить, если на рыльце имеется значительное количество пыльцы. Факторы, индуцирующие разрастание завязи и содержащиеся в экстрактах пыльцы, не являются видоспецифичными и представляют собой вещества гормональной природы. Это ауксины и гиббереллины. Кроме того, при опылении повышается способность тканей пестика синтезировать собственный ауксин, стимулирующий рост завязи.. Возможно при опылении цветков в рыльцах появляется потенциал действия, распространяющийся в направлении завязи. ПД в данном случае выполняет сигнальную функцию, т.к. завязь отвечает на электрофизиологический сигнал изменением метаболизма, в том числе и усиленным синтезом ауксина.

Чаще всего до цветения рост тканей, из которых образуются потом плоды, происходит в основном в результате деления клеток, а после цветения – преимущественно благодаря увеличению размеров клеток (рост за счет растяжения клеток).

Рост многих плодов описывается простой S -образной кривой. Вначале увеличение размеров происходит по экспоненцильному закону, но позднее рост несколько замедляется, вследствие чего и возникает изгиб на кривой. Этот тип роста свойственен плодам яблони, ананаса, земляники, гороха, томатов и многих других растений. У второй группы плодов кривая роста имеет более сложную форму, с двумя максимумами, между которыми лежит период замедленного роста или полной приостанови роста. Такая двувершинная кривая роста характерна для всех косточковых плодов, например для персика, абрикоса, сливы, вишни и т.д. Первый быстрый период роста обусловлен разрастанием завязи, нуцеллуса и интегументов семени, а зародыш и эндосперм в это время практически не развиваются. Когда же во второй фазе начинается развитие эндосперма и зародыша, завязь растет очень слабо. В это же время происходит склерификация косточки. Когда зародыш достигает полной зрелости, начинается второе ускорение роста плода, которое продолжается до полного его созревания.

Главными источниками питательных веществ, необходимые для роста плода. служат наиболее близко расположенные листья или другие фотосинтезирующие ткани. Например, у зерновых злаков даже ости колосков поставляют около 10% веществ (в расчете на сухой вес плода), а сами колоски – еще 30%.

С увеличением числа плодов, в которые поступают питательные вещества, между отдельными плодами возникает конкуренция, ограничивающая скорость их роста, что приводит к уменьшению размеров плодов.

Оплодотворенные яйцеклетка и эндосперм и уже начинающие развиваться семена оказывают сильное контролирующее влияние на рост плодов. Так, недоразвитие семян в многосеменных плодах вызывает изменение их формы, развитие асимметричных, неправильной формы плодов.

Семяпочки и развивающиеся семена регулируют рост плодов посредством вырабатываемых ими гормонов – ауксинов, гиббереллинов и цитокининов. Эти регулирующие рост вещества делают развивающийся плод центом притяжения питательных веществ, синтезируемые в листьях, и развитие плодов обычно связано с заметным прекращением вегетативного роста, а у однолетников – со старением всего растения. Удаление плодов задерживает старение листьев.

Кроме перечисленных выше гормонов в плодах и семенах обнаруживаются и другие биологически активные вещества. Так, в плодах найдены ингибиторы роста, такие, как салициловая, n -кумаровая, феруловая и другие кислоты. Присутствуют также ингибиторы прорастания семян, такие, как абсцизовая кислота. Уровень и соотношение гормонов и ингибиторов от времени оплодотворения до созревания плодов сильно изменяется. Так, вскоре после оплодотворения (через неделю в завязи фасоли, например) наблюдается максимум активности гиббереллинов. Намного позже максимальной активности достигают ауксины. Увеличение содержания ауксина совпадает с переходом эндосперма к клеточному делению. С момента достижения максимума концентрации ауксина начинает активно расти зародыш. Наивысший уровень регуляторов клеточного деления характерен для очень молодых плодов и семян.

Во время роста плодов и семян происходит значительные метаболические изменения. Так, дыхание плодов, очень интенсивное на первых этапах развития, снижается по мере их роста. Основными метаболитами, потребляемыми плодами в процессах дыхания являются сахара и органические кислоты, концентрация которых в плодах резко снижается уже через несколько дней после опыления. Во время фаз быстрого развития плодов и семян идут интенсивные энергетические процессы синтеза, которые обуславливают увеличение массы протоплазмы, утолщение клеточных стенок и накопление запасных органических веществ (крахмала, белков, жиров).

Созревание сочных плодов. Процессы созревания сочных плодов начинаются, когда плоды заканчивают свой рост. Часто при созревании сочные плоды становятся мягкими и одновременно изменяют свою окраску и вкус. В некоторых случаях созревание стимулируется отделением от материнского растения. Это характерно для банана, яблони, дынного дерева и в особенности для авакадо, плоды которого вообще не созревают до тех пор, пока они остаются на дереве.

Изменения, связанные с созреванием плода, осуществляются за счет энергии дыхания. Поэтому в этот период резко возрастает дыхание тканей перикарпия (климактерическое дыхание), что сопровождается усилением синтеза в мясистых тканях плода этилена – фитогормона, стимулирующего созревание плодов.

Размягчение плодов происходит вследствие изменения скрепляющих клеточные стенки пектиновых веществ, которые переходят в растворимую форму, или же вследствие гидролиза крахмала и жиров. Гидролитические превращения во время созревания плодов обычно приводят к образованию сахаров. У разных плодов уровень гидролитической активности варьирует очень сильно. Плоды банана, например, созревают чрезвычайно быстро, и столь же быстро происходит в них гидролиз крахмала. В плодах яблони этот процесс протекает более медленно. У цитрусовых (апельсины, лимоны) реакции гидролиза идут очень медленно, растягиваясь иногда на несколько месяцев.

Белки в отличие от других веществ во время созревания не разрушатся, а, напротив, синтезируются со все возрастающей скоростью.

Изменение окраски плодов в период созревания сопровождается обычно изменением содержанием пигментов: снижается количество хлорофиллов, а каротиноиды, напротив, накапливаются. Уменьшение количества хлорофилла может происходить на всем протяжении созревания (у банана) или только на самых ранних его стадиях (у апельсина); реже это уменьшение идет уже после того, как другие процессы созревания закончились (у некоторых груш). Окраска созревающих плодов может зависеть от синтеза каротиноидных пигментов (у апельсина) или от исчезновения хлорофилла (у банана). Пигменты одних плодов представлены только каротиноидами (дынное дерево), пигменты других – только антоцианами (земляника). У некоторых плодов пигменты локализованы в кожице (яблоко), у других – распределены в сочных частях (персик). Пигменты антоциановой или флавновой природы могут образовываться под действием солнечного света. В этом процессе участвует фитохром.

Процесс накопления в плодах вкусовых веществ пока еще мало изучен. В яблоках обнаружены различные эфиры, альдегиды и кетоны, а также ряд насыщенных и ненасыщенных углеводородов. Ученые обнаружили, что свет подавляет образование в яблоках некоторых вкусовых веществ (по-видимому, питательные вещества отвлекаются при этом на синтез пигментов)

В период созревания большинство плодов имеют характерный аромат, который обусловлен присутствием сложных эфиров, синтез которых проходит с использованием значительного количества кислорода.

Во время созревания плодов накапливается также витамин С, биосинтез которого также требует наличия кислорода.

Во многих фруктах при созревании уменьшается количество дубильных веществ, например различных производных фенола. О значении этих изменений пока мало известно.

Завершение процесса созревания сопровождается формированием отделительного слоя в плодоножке и опадением плодов. Формирование отделительного слоя индуцирует снижение содержания ауксинов и высокий уровень этилена.

Читайте также: