Земляника садовая: физиология плодов и послеуборочные мероприятия. Часть 1

Земляника садовая крайне популярна у потребителей. В настоящее время послеуборочные мероприятия с урожаем направлены не только на сохранение питательных свойств, но и вкуса, аромата. Плоды земляники неклимактерические, короткий срок хранения и стратегия рыночной реализации после сбора урожая побуждают исследователей совершенствовать технологии сохранения в холодильниках, упаковки в модифицированной атмосфере, хранения в контролируемой атмосфере, разрабатывать новые системы упаковки, совершенствовать методы химической обработки для сохранения на более длительный срок. Для этого необходимо понимать физиологию и биохимию плодов. В данном материале рассматриваются основные особенности физиологии, современные тенденции и перспективы совершенствования послеуборочных мероприятий. 

Земляника садовая (Fragaria × ananassa) относится к семейству розоцветные. Ее широко культивируют во всем мире. Плоды, богатые витамином С, употребляют в свежем виде, используют для переработки. Регулярное потребление антоцианов, которыми богата земляника, снижает риск сердечного приступа. Антиоксиданты (кемпферол, кверцетин, антоцианы) уменьшают вероятность образования тромбов, связанных с инсультами. Антиоксиданты нейтрализуют свободные радикалы, присутствующие в организме человека, подавляют опухолевый процесс, уменьшают воспаление. Потребление земляники снижает вероятность сердечного приступа из-за высокого содержания калия, она полезна при повышенном артериальном давлении. Плоды земляники — хороший выбор при диабете, поскольку у них сравнительно невысокий гликемический индекс (40).

Земляника садовая – низкорослое травянистое растение. Корневая система мочковатая, прикорневые листья формируют розетки. Цветки обычно белые, редко красноватые, собраны в небольшие соцветия на тонких цветоносах. По мере старения растения корневая система одревесневает, вегетативное размножение происходит из «материнской» розетки, которая выпускает столоны. С ботанической точки зрения плод земляники является ложной ягодой, образующейся из разросшегося цветоложа, истинными же плодами являются семянки, расположенные на его поверхности. 

Землянику выращивают в промышленных масштабах для употребления в свежем виде, замораживания, консервирования, производства сока. Из-за того, что плоды скоропортящиеся и их механический сбор затруднен, землянику обычно возделывают вблизи центров потребления или переработки и там, где имеется достаточно рабочей силы. Плоды собирают вручную в небольшие корзины и упаковывают в ящики для реализации или укладывают на лотки для переработки. Ранний урожай можно получать в контролируемых условиях закрытого грунта. Земляника очень скоропортящаяся и требует прохладного сухого хранения. 

Созревание плодов включает изменения их цвета, текстуры, вкуса и аромата. Как вкусовые, так и питательные качества в значительной степени зависят от потребления продукции на оптимальной стадии спелости. Однако спелые мясистые плоды земляники являются скоропортящимися, что создает проблемы для производства, сбора урожая, хранения и сбыта.

Общие аспекты созревания, демонстрируемые земляникой, обычно включают: 

Исходя из физиологических различий в характере созревания, все плоды делятся на климактерические и неклимактерические. У земляники они неклимактерические, быстрорастущие, с коротким послеуборочным периодом. Во время их развития рост цветоложа обусловлен комбинацией деления и роста клеток до седьмого дня после опадения лепестков, после чего происходит только увеличение размеров клеток. Накопление сахаров, воды и синтез клеточных стенок наблюдали до 21-28 дней после опадения лепестков. У земляники, как и у винограда, рост плодов может продолжаться после начала процесса созревания. Увеличение их размера продолжается до тех пор, пока они не станут красными на 25% или более, когда хлорофиллы разлагаются и начинают накапливаться антоцианы. 

Ауксин, первый идентифицированный фитогормон, может действовать как ингибитор созревания некоторых неклимактерических плодов. У земляники, по-видимому, ауксин наружно расположенных семянок тормозит созревание мясистого цветоложа. Развитие плодов продолжается до тех пор, пока уровень ауксина не упадет ниже критического уровня в цветоложе и семянках, что обеспечивает созревание. Удаление семянок способствует созреванию, а обработка земляники синтетическими ауксинами его задерживает.

В процессе созревания мясистые плоды претерпевают изменения структуры и состава, что приводит к потере плотности и облегчает атаку патогенов, снижая качество. Во время созревания количество водорастворимых полиуронидов увеличивается, а уровень нерастворимых ковалентно связанных пектинов уменьшается. Параллельно происходит деполимеризация пектинов, что связывают с действием ряда гидролаз, в основном полигалактуроназ (ПГ). Считается, что ксилоглюкан, основной компонент гемицеллюлозы двудольных растений, играет жизненно важную роль в структуре клеточной стенки, поскольку образует поперечные связи между полимерами целлюлозы. Ксилоглюкановые эндотрансгликозидазы, эндоглюканазы и экспансины способствуют деполимеризации ксилоглюканов во время созревания.

Тремя основными органолептическими качествами плодов являются вкус, сладость и кислотность. Плоды с интенсивным вкусом также обладают высокими титруемой кислотностью и содержанием растворимых сухих веществ. 

Основные растворимые сахара в землянике — глюкоза (1,4-3,1% от массы нативных плодов, т.е. от МНП), фруктоза (1,7-3,5% МНП) и сахароза (0,2-2,5% МНП). Концентрации глюкозы и фруктозы непрерывно возрастают во время развития плодов, в то время как сахароза накапливается в основном во время созревания.

Основной органической кислотой является лимонная, ее концентрация колеблется от 4 до 12 мг на 1 г МНП. Она вносит большой вклад в титруемую кислотность плодов, которая постепенно снижается в процессе их развития. Соотношение сахара/органические кислоты является основным параметром вкуса земляники.

Из других растворимых веществ аминокислоты также могут непосредственно влиять на вкус плодов, как показала органолептическая оценка других мясистых плодов, персика [Prunus persica (L.) Batsch]. Основные аминокислоты земляники – аспарагин, глютамин и аланин. 

Антоцианы (0,5-1,5 мг/г МНП) — важные биоактивные вещества плодов, аскорбиновая кислота (0,3-1,2 мг/г МНП) также играет большую роль в пищевой ценности.

Из нерастворимых веществ в молодых плодах присутствует крахмал, он исчезает перед созреванием.