العوامل المؤثرة على التخزين طويل الأمد
العوامل المؤثرة على التخزين طويل الأمد
أهم العوامل المؤثرة على التخزين طويل الأمد هي التالية:
1- نسبة النقص في الماء.
2- خاصية الشدة التنفسية.
3- تراكم المركبات الطيارة.
4- التغيرات في محتوى حمض الأسكوربيك.
5- التغيرات في المحتوى من السكريات.
1- نسبة النقص في الماء:
خلال تخزين المنتجات الغذائية يحدث لدينا نقص في المحتوى من الماء وذلك نتيجة لعاملين أساسيين:
1- التبخر:
إن انخفاض الرطوبة النسبية لوسط التخزين يؤدي إلى تبخير الماء من المادة الغذائية المخزنة, مما يؤدي إلى نقص في وزنها وانخفاض في جودتها.
التبخر يتعلق بعدة عوامل, منها ما يتعلق بالوسط المحيط مثل:
-درجة الحرارة: كلما ارتفعت درجة حرارة التخزين كلما أدى ذلك إلى سرعة عملية التبخر وبالتالي فقد الماء.
-الرطوبة النسبية للهواء المحيط: كلما زاد جفاف الوسط المحيط كلما زادت سرعة عملية التبخر.
- سرعة جريان الهواء: بزيادة سرعة جريان الهواء تزداد سرعة خروج البخار.
ومنها ما يتعلق بالمنتج نفسه:
-مساحة سطح المنتج: كلما زادت مساحة سطح المنتج كلما زاد سط التبخر وبالتالي فقد الماء.
-طبيعة المنتج: فالخضار الورقية تفقد الماء بسهولة مقارنة مع الحمضيات مثلاً التي تملك طبقة شمعية تحميها من فقد الرطوبة إلى حد ما.
2- التنفس:
نتيجة لتنفس المنتجات الغذائية أثناء التخزين تستهلك السكريات وتطلق غاز ثاني أكسيد الكربون والماء.
نقص الماء أثناء التخزين يجب أن لايتجاوز حدود كبيرة, مقبول فقد الماء حتى 7% كحد أعظمي(نقطة تحكم حرجة).
2- خاصية الشدة التنفسية:
التنفس هو عبارة عن التحلل الأوكسيدي للجزيئات المعقدة والموجودة بشكل طبيعي في النباتات مثل النشاء, السكريات والحموض العضوية إلى جزيئات أبسط مثل CO2 و H2O , ويترافق هذا التفاعل بانتشار طاقة وعدد من المركبات الوسيطية الضرورية لألاف التفاعلات الاستقلابية الأساسية للحفاظ على تنظيم الخلية وسلامة الغشاء الخلوي للخلية الحية.
6CO2 +6H2O+686 Kcal/mole C6H12O6 + 6O2
معدل التنفس: هو عبارة عن عدد ميليغرامات CO2 المنطلقة من واحد كيلو غرام من المادة الغذائية خلال ساعة واحدة عند درجة حرارة محددة.
تقسم الخضار والفواكه حسب معدل التنفس (الشدة التنفسية) إلى المجموعات التالية:
معدل التنفس معدل التنفس عند 5ºC
CO2.Kg-1.hr-1 أمثلة
منخفض جداً <5 المكسرات , البلح
منخفض 5-10 التفاح, العنب, الكيوي,الحمضيات, البصل, البطاطا
متوسط 10-20 الموز, الكرز,الدراق,التين, الخوخ,الإجاص, الجزر, الخس, البندورة
عالي 20-40 الفريز, التوت البري, الأفوكادو
عالي جداً 40-60 الأرضي شوكي, الفاصولياء الطازجة, الأزهار المقطعة
عالي جداً جداً >60 الهليون, الفطر, السبانخ, الذرة الحلوة
كذلك هناك منتجات تنفسها متذبذب وهذا له علاقة بمراحل النمو.
العوامل المؤثرة على التنفس:
i. درجة الحرارة:
تعتبر درجة الحرارة من أهم العوامل المؤثرة على على معدلات التفاعلات الحيوية والإستقلاب والتنفس. فبزيادة درجة الحرارة يزداد معدل التنفس بشكل أسي, حيث تنص قاعدة فانت هوف على أنه من أجل كل زيادة في درجة الحرارة مقدارها 10ºC تزداد سرعة التفاعلات الحيوية بمعدل 2-3 أضعاف.
Q10 هي عبارة عن حاصل قسمة معدل التفاعل عند درجة الحرارة العليا على معدل التفاعل عند درجة الحرارة الأدنى بمقدار 10ºC أي Q10=R2/R1
Q10 مفيدة حيث تسمح لنا بحساب معدل التنفس عند درجة حرارة واحدة من أجل معدل تنفس معروف عند درجة حرارة أخرى.
ويبين الجدول التالي قيمة Q10 عند بعض درجات الحرارة:
درجة الحرارة Q10
0-10 ºC 2.5-4.0
10-20 ºC 2.0-2.5
20-30 ºC 1.5-2.0
30-40 ºC 1.0-1.5
أما الجدول التالي فهو يوضح تأثير درجات الحرارة المختلفة على معدلات التنفس أو التدهور و مدة الصلاحية النسبية للسلع القابلة للفساد.
درجة الحرارة ºC Q10 المفترضة السرعة النسبية للتدهور زمن الصلاحية النسبية
0 - 1.0 100
10 3.0 3.0 33
20 2.5 7.5 13
30 2.0 15.0 7
40 1.5 22.5 4
معدل التنفس ينخفض عند درجات الحرارة المنخفضة (باستثناء درجات التجمد), ولكن يزداد بزيادة درجات الحرارة كما ذكر سابقاً ولكن ارتفاع درجات الحرارة الكبير يسبب تخرب الإنزيمات و اضطراب الاستقلاب.
ii. التركيب الغازي للوسط:
الكميات المناسبة من الأكسجين ضرورية للحفاظ على التنفس الهوائي, تراكيز الأوكسجين بحدود 2-3% تسبب انخفاض مفيد في معدل التنفس وفي باقي التفاعلات الاستقلابية, و التراكيز الاقل من 1% تحسن من زمن التخزين للمحاصيل مثل التفاح, وهذا فقط عندما تكون درجة حرارة التخزين مثالية, ولكن عندما تكون درجة حرارة التخزين مرتفعة سوف يحدث لدينا التنفس اللاهوائي وسوف تنتج مركبات تخمرية غير مرغوبة ورائحة غير مرغوبة.
ارتفاع تراكيز غاز CO2 حول المنتج يخفض من معدل التنفس ويؤخر الهرم ويعوق النمو الفطري.
iii. الإجهادات الفيزيائية:
تسبب الإجهادات الفيزيائية حتى الطفيفة منها اضطراب في التنفس, حيث ان الإرتفاع في معدل التنفس يكون مرتبط بالإرتفاع في تشكل الإيتلين. إن الأثر الناتج عن الإجهاد الفيزيائي على سطح المنتج يهاجر من موضع الضرر ويسسبب تغيرات فيزيولوجية كبيرة في الانسجة المجاورة الغير متضررة. وأهم هذه التغيرات هي زيادة معدل التنفس و إنتاج الإيتلن واستقلاب الفينولات وشفاء الجروح.
iv. مرحلة التطور:
يختلف معدل التنفس من منتج لأخر. فعلى سبيل المثال تملك المكسرات معدلات تنفس منخفضة أما الهليون فهو يملك معدلات تنفس عالية جداً. كذلك يتدرج معدل التنفس ضمن المنتج الواحد حسب مرحلة نموه, فالمنتجات التى يتم جنيها في مراحل النمو النشطة والثمارغير الناضجة تملك معدلات تنفس عالية. أما الثمار الناضجة والمنتجات المخزنة فهي تملك معدلات تنفس منخفضة نسبياً.
تقسم الثمار حسب طريقة تنفسها إلى الثمار الكليماكتيرية والثمار غير الكليماكتيرية, فالثمار غير الكليماكتيرية ينخفض فيها معدل التنفس بشكل تدريجي أما الثمار الكليماكتيرية فيحدث فيها انفجار تنفسي كما هو واضح من الشكل التالي:
3-تراكم المركبات الطيارة:
تطرح ثمار الفاكهة والخضارأثناء تخزينها وبكميات قليلة المواد الطيارة مثل الكحول الإيتيلي والأسيت ألدهيد والناتجة عن حدوث بعض التخمرات. تأثير هذه المواد على التخزين لم يدرس بشكل كاف ولكن يعتقد أنها تسبب حروقاً للثمار وحماية الثمار من هذه الحروق تستخدم مواد لها القدرة على الإمتزاز مثل زيت الفازلين حيث تشبع به الأوراق التي تستخدم في تغليف الثمار, أو الفحم النشيط ومواد أخرى تعرف باسم المواد المانعة للحروق.
4-التغيرات في محتوى حمض الأسكوربيك:
يتضمن فيتامين C كلاً من حمض الأسكوربيك و حمض دي هيدروأسكوربين و الذي يوجد بدوره بكميات أقل من 10% في المحاصيل الزراعية, لكنه يزداد أثناء التخزين.
و يعتبر فيتامين C واحداً من أهم العوامل المعبرة عن الجودة التغذوية لما له من فعالية بيولوجية في جسم الإنسان, يمكن لمحتوى فيتامين C في الخضار و الفواكه أن يتأثر بالعديد من العوامل مثل: ظروف الحصاد المناخية و الممارسات الزراعية بالإضافة إلى طرق الحصاد و الإنضاج حيث يؤدي استخدام السماد الآزوتي عندما يستخدم بكميات كبيرة إلى إنقاص المحتوى من فيتامين C, بينما التقليل من السقاية المتكررة يمكن أن يزيد المحتوى من فيتامين C
تعتبر المعاملة الحرارية (التبريد) بعد الحصاد من العوامل الهامة جداً للحفاظ على فيتامين C في منتجات الخضار و الفواكه, حيث أن الفقد منه يسرع عند درجات حرارة عالية مع مدة تخزين طويلة, ومع ذلك فإن هناك بعض المحاصيل الحساسة للبرودة قد أظهرت فقداناً أكبر في محتوى فيتامين C و ذلك عند درجات حرارة منخفضة, وكما تبين أن الظروف المساعدة على فقدان الماء بعد الحصاد قد أدت إلى فقدان سريع في فيتامين C و بشكل خاص في الخضار كثيرة الأوراق. إن إمكانية الاحتفاظ بفيتامين C تقل مع وجود الكدمات التي يمكن أن تلاحظ بعد الحصاد , و قد أمكن تخفيض الفقد من فيتامين C بعد الحصاد عن طريق تخزين الخضار و الفواكه في جو قليل الأكسجين أو وسط يحوي CO2 بمعدل 10% و إن الكمية الأكبر منه يمكن أن تؤدي إلى تسريع الفقد من فيتامين C.
يتأكسد حمض الأسكوربيك بسهولة و خاصة في المحاليل المائية, حيث يلعب دور الوسيط في العديد من التفاعلات الإستقلابية. ومن خلال كمية حمض الأسكوربيك المتبقية في المنتج يمكن التنبؤ بزمن التخزين المتبقي.
كما هو معروف فإن الخضار و الفاكهة المحصودة حديثاً تحوي كميات أكبر منها للمخزنة, حيث تبين أن التأخير ما بين الحصاد و الحفظ أو ما بين الحصاد و المعاملة للخضار و الفواكه يمكن أن يؤدي إلى تغيرات عديدة كانخفاض حمض الأسكوربيك حيث وجد أن التأخير بمعدل 24 ساعة عند درجة حرارة C 30,40 ° ما بين الحصاد و المعاملة لثمار البندورة أدى إلى انخفاض في محتوى حمض الأسكوربيك بمعدل 5 و %12
كل الفواكه الحامضية تخسر فيتامين C عندما تخزن على درجات حرارة عالية .وأن مجال درجة الحرارة و كذلك مدى فقدان فيتامين C يعتمد على نوع الفاكهة الحامضيّة. وبشكل عام فإن مدى فقدان حمض الأسكوربيك في حال ارتفاع درجة الحرارة أكبر في الخضار منه للفاكهة الحامضية كما هو الحال في الحمضيات و ذلك بسبب أن حمض الأسكوربيك أكثر ثباتاُ تحت الظروف الحامضية, وكما ثبت أن معاملة التفاح و البندورة بالتغطيس بكلوريد الكالسيوم يؤدي إلى زيادة في محتوى فيتامين C و لوحظت نفس النتيجة عند ثمار الأناناس بالإضافة إلى تقليل تغيرات اللون. إن تدعيم هذه الطريقة بتقنية الحفظ بجو غازي من الايتلين يؤدي إلى ارتفاع ملحوظ في محتوى حمض الأسكوربيك أكثر مما لو عوملت بكلور الكالسيوم لوحده.
6- التغيرات في المحتوى من السكريات:
ينخفض المحتوى من السكريات البسيطة خلال عملية التخزين نتيجة لعملية التنفس حيث يتحول سكر الغلكوز إلى ماء وغاز ثاني أكسيد الكربون. أما محتوى السكروز ينخفض خلال التخزين ويعزى ذلك إلى التحلل الإنزيمي للسكروز إلى غلكوز وفركتوز والتي بدورها تستخدم في عملية التنفس. كذلك الامر بالنسبة للنشاء الذي يكون في الثمار المخزنة أقل منه في الثمار الطازجة, حيث يحدث تفكك للنشاء بتأثير إنزيم الأميلاز إلى سكريات أبسط تستخدم في التنفس. أما السوربيتول يزداد نتيجة التحول الاهوائي للفركتوز.في حين أن الألياف المنحلة وغير المنحلة فيبقى توزعها بالنسبة لبعضها ثابت, أما الزيادة في محتوى الألياف المنحلة يعزى إلى الخسارة في المادة الجافة نتيجة عملية التنفس.
خلال التخزين نلاحظ طراوة الفواكه حيث يصبح تركيب الخلية طري ويعزى ذلك إلى نشاط أنزيم البولي غالاكتوروناز الذي يقوم بتفكيك متعدد السكريات المكونه لجدر الخلايا ويقلل لزوجتها. التفاح لا يحوي على أنزيم بولي غلاكتوروناز وتكون طراوته ناتجة عن أنزيم البروتوبكتيناز.
إن أي تفكك للمواد البكتينية يؤثر على معدل تحلل وامتصاص الكربوهيدرات في الجسم وذللك بسبب القدرة المالئة للبكتينات.
مواضيع مشابهة:
اقتباس
