Дыхание. Его роль при хранении сырья и продуктов

Важным процессом, протекающим при участии ферментов является дыхание, которое важно учитывать при длительном хранении продуктов.

Дыхание - это окислительно-восстановительный процесс расщепления (диссимиляции) сложных органических веществ (углеводов, липидов) с выделением энергии. Выделенная энергия используется растениями для поддержания жизненных процессов, благодаря которым разрушаются токсины, выделяемые микроорганизмами, повышается сопротивляемость порче.

О протекании дыхания можно судить по накоплению в складах диоксида углерода, тепла и влаги. На процесс дыхания сырьем расходуются органические вещества, в первую очередь сахара.

Дыхание может протекать по двум схемам:

1) Аэробное дыхание

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6 СО₂ + 6 Н₂О + 2870 кДж

1) Анаэробное дыхание

С₆Н₁₂О₆ = 6 СО₂ + 6 С₂Н₅ОН + 234 кДж

При нормальном хранении сырья преобладает аэробное дыхание, которое при недостатке кислорода переходит в анаэробное.

Количественная характеристика дыхания определяется его интенсивностью, которая может быть оценена следующими показателями:

- величиной потери массы веществ, окисляемых в ходе дыхания;

- количеством теплоты, выделяемом при дыхании;

- количеством поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа.

В процессе дыхания окислению подвергаются не только углеводы, но и жиры, белки и органические кислоты. Определить ориентировочно участие определенного вещества в дыхании можно по величине дыхательного коэффициента (ДК), который определяется как отношение количества выделившегося диоксида углерода к количеству поглощенного кислорода:

ДК = С0₂/0₂

При расходовании в процессе дыхания углеводов ДК=1, как следует из общего уравнения дыхания:

ДК= 6СО₂ / 6О₂ = 1

Если поглощение кислорода будет меньше, чем выделяется диоксида углерода, то ДК>1, а при анаэробном дыхании ДК равен бесконечности.

Процесс дыхания лежит в основе хранения любого растительного сырья. Анализ общего уравнения дыхания показывает, что при дыхании происходят следующие явления:

1. Потери сухой массы вещества в результате расходования органических веществ. При хранении в благоприятных условиях - это так называемая естественная убыль сырья, величина которой очень сильно зависит от влажности сырья, температуры и продолжительности хранения, а также от вида хранящегося сырья.

2. Изменение газового состава атмосферы вследствие уменьшения массовой доли кислорода и возрастания диоксида углерода. В результате этого аэробное дыхание может перейти в анаэробное, главным образом в спиртовое брожение с образованием в клетке этилового спирта. Наряду с этиловым спиртом накапливаются высшие спирты, кислоты, летучие соединения, которые не только ухудшают органолептические показатели, но и вызывают функциональные расстройства в тканях и клетках растений, что приводит к снижению или полной потери жизнеспособности, т.е. к порче сырья. Для предупреждения этого явления необходимо применять активное вентилирование.

3. Выделение воды в виде водяных паров при дыхании, что приводит к повышению влажности сырья и увеличению интенсивности его дыхания.

4. Выделение большого количества теплоты, которая накапливается внутри слоя хранящегося сырья вследствие плохой теплопроводности растительной массы.