دختری از ایران

مرگا به من که با پر طاووس عالمی یک موی گربه ی وطنم را عوض کنم

 
اثرات گرمادهی به میوه ها قبل از سردخانه/تیمار گرمایی پس از برداشت
نویسنده : سعیده - ساعت ۳:٥٤ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٢/۸/۸
 

در این ترجمه می خوانید؛

 

تیمار گرمایی یعنی گرم کردن میوه!

به سه روش:

          - فرو بردن در آب گرم (38 تا 50 درجه)
          - بخار داغ
          - هوای داغ 

که قبل از سردخونه باید انجام بشه.

اثراتش:

          - ضدعفونی شدن سطح میوه (ضد قارچ و میکروب و حشره است)

          - سرعت پیری و پوسیدگی توی سردخونه رو کم میکنه (با کاهش تنفس و عجی مجی های شیمیایی آنزیمی)

          - سرعت نرم شدن میوه رو کم میکنه (اینم با عجی مجی های فیزیولوژیک مرتبطه)

معایبش:

          - عطر میوه رو کم میکنه

          - اگه با دمای مناسب انجام نشه به میوه آسیب میزنه

 

 

 

کشاورزها و دانشجو ها و علاقمند های عزیز رو به خوندن این ترجمه که برگردان فصل پنجم از کتاب «بیولوژی و تکنولوژی پس از برداشت برای حفظ کیفیت میوه» هست دعوت میکنم ^__^

لطفا به «ادامه مطلب» بروید

 

پ.ن:

Postharvest biology and technology for preserving fruit quality

 



فصل 5

تیمار گرمایی

 

5.1  مقدمه

اولین بار، تیمار گرمایی در دهه ی اول قرن بیستم، بعد از جنگ جهانی اول به عنوان یک ابزار پس از برداشت در صنعت مرکبات ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفت. آب داغ (ºC 48-44) که در مخزن های شستشو به کار گرفته شد نه تنها میوه را تمیز می کرد بلکه مشاهدات حاکی از آن است که تا حدودی کپک آبی و سبز مرکبات (Penicilliumdigitatum  و P. italicum) را نیز کنترل نمود (Fawcett, 1936)[1]. در آن زمان به صورت تجاری در سطح محدود، تیمار گرمایی پس از برداشت جهت کنترل بیماری های قارچی و هجوم آفات برای محصولات باغبانی مورد استفاده قرار می گرفت. در دهه 1990، «بن یهوشا» و همکارانش در اسرائیل، پس از اطلاع از نتایج پیش بینی نشده ی یک مشاهده ی اتفاقی که در آن تعداد زیادی میوه ی گریپ فروت که در یک اتاق با نوسان دمایی روزانه (میانگین گرمای Cº30 که بارها از مرز Cº 37 نیز گذشت) نگهداری می شدند میزان پوسیدگی بسیار کمتری نسبت به میوه های نگهداری شده در درجه حرارت بهینه Cº11 دارند، یک سری مطالعاتی بر روی کاربرد گرما را آغاز نمودند. آنها مفهوم «التیام یافتن» محصول در را برای اولین بار معرفی کردند و از آن به عنوان ایجاد یک دوره ی زمانی کوتاه تیمار گرمایی (Cº36 به مدت 3 روز) در 48 ساعت اولیه ی پس از برداشت محصول یاد نمودند که میزان پوسیدگی انباری را کاهش می دهد(Ben-Yehoshua and Porat, 2005). تیمار گرمایی، با گسترش قارچکش های اختصاصی مصنوعی و سیستمیک به فراموشی سپرده شد زیرا این قارچکش ها کارایی بیشتری داشتند، کاربرد آنها ساده تر بود و ارزان تر بودند. گرچه امروزه دغدغه ی فزاینده ای در مورد استفاده از قارچکش های مصنوعی وجود دارد چرا که دیدگاه آسیب زا بودن آفت کش ها برای سلامت انسان و محیط زیست، عمومیت پیدا کرده است. این دید منفی غالب، سیاست های دولت ها را به سمت محدود کردن استفاده از قارچکش ها سوق می دهد(Tripathi and Dubey, 2004) و افزایش مقاومت عوامل بیماریزا نیز مزید بر علت شده است تا اجرای استراتژی هایی جهت کاهش وابستگی به موادشیمیایی مصرفی بخش کشاورزی، توسعه یابد. به همین دلیل، استفاده از تیمار گرمایی، به تنهایی یا در ترکیب با سایر روشها، قطعا یکی از راهکارهای کنترل پوسیدگی «دوستدار محیط زیست» محسوب می شود. به علاوه، با افزایش امکانات کاربری اقتصادی این تیمار در صنعت باغبانی، نشان داده شده است که اثرات مثبتی نیز روی به تاخیر انداختن تغییرات پارامتر های مرتبط با رسیدگی پس از برداشت میوه ها، ثابت نگهداشتن کیفیت میوه ها و افزایش عمر انباری به جای گذاشته است.

5.2  روشهای تیمار گرمایی

سه روش اصلی برای به کار بردن تیمار گرمایی وجود دارد: آب داغ، هوای داغ، و گرمای بخار. به صورت معمول و مرسوم، از آب داغ برای کنترل قارچها استفاده می شود و بخار داغ نیز روشی است که به طور اخص برای کنترل حشرات ابداع شده است درحالی که هوای داغ هم برای مدیریت قارچ ها و هم برای کنترل حشرات به کار می رود(Lurie, 1998). گرچه در دو دهه ی اخیر تحقیقات راجع به این روشها، تکنیک های جدید و پاسخ میوه ها و سبزیجات به تیمارهای با درجه حرارت بالا ادامه پیدا کرده است (Ferguson et al., 2000). به طور کلی، قبل از دوره ی کوتاه یا طولانی انبارداری در سرما، گرمادهی با استفاده از آب داغ، هوای داغ یا گرمای بخار، به صورت یک تیمار پیش از انبارداری به کار می رود.

5.2.1 آب داغ

حوضچه های آب داغ و روش غوطه وری ساده ترین شیوه ی تیمار گرمایی است که در آن انتقال حرارت به سرعت صورت می گیرد و بوسیله ی آن اسپورهای قارچ و آلودگی پنهان موجود در سطح یا اولین لایه سلولی زیر پوست میوه را می توان کنترل نمود. در غوطه وری پس از برداشت جهت کنترل پوسیدگی معمولا بایست در بازه های زمانی گوناگون، محصول در معرض دمای بالای Cº40 قرار بگیرد. ضمنا جالب توجه است که دمای قابل تحمل برای بیشتر میوه ها Cº50 تا Cº60 به مدت بیش از 10 دقیقه می باشد. از این رو زمان و یا دماهای بالاتر از این مقدار آسیب گرمادیدگی را القا می کنند. اثر مفید و بازدارنده ی تیمار غوطه وری در آب داغ قبل از انبار داری بر روی کاهش گسترش پوسیدگی، در تعداد زیادی از میوه ها، سبزیجات و گلهای گرمسیری، نیمه گرمسیری و معتدله، به اثبات رسیده است. این روش دارای مزایای بسیاری از جمله این موارد می باشد؛ سادگی نسبی کاربری، زمان کوتاه تیمار، امکان نظارت مطمئن بر دمای میوه و آب و نابودی کامل عوامل ایجاد پوسیدگی موجود در پوست(Fallik, 2004).

دو نوع اصلی تیمار آب داغ که استفاده ی تجاری دارند عبارتند از غوطه وری در آب داغ و شستن و بروس کشیدن با آب داغ.  به طور کلی، اجزاء اصلی یک واحد غوطه وری در آب داغ شامل مخازن تیمار، واحد تبادل حرارتی، سیستم گردش آب و کنترل کننده ی دما می باشد. روش غوطه وری در آب داغ، اولین بار و در سطح تجاری، در سال 1996 به کمک فناوری جدیدی که براساس شستن و برس زدن سریع جهت ضدعفونی کردن محصولات تازه برداشت شده مبتنی می باشد پا به عرصه گذاشت(Fallik et al., 1996). محصول تازه به کمک نازل هایی با جریان برگشتی تحت فشار آب داغ از بالا شسته می شود و در همین حین روی بروس های ساخته شده از موهای مصنوعی با سختی متوسط می غلتد. نسخه ی تکامل یافته ی این دستگاه (برای بهبود قدرت پاک کنندگی، ضد عفونی کنندگی و افزایش ظرفیت تیمار) 18 تا 20 بروس موازی دارد.

5.2.2  هوای داغ

تیمار هوای داغ مشابه تیمار گرمایی با بخار است اما فاقد اجزاء رطوبت و واحد کنترل رطوبت می باشد و ورودی هوا ی تحت فشار پیشرفته تری دارد(Tang et al., 2007). هوای داغ به این صورت مورد استفاده قرار می گیرد که میوه ها یا سبزیجات را در یک محفظه ی گرم مجهز به فن تهویه قرار می دهند یا هوای داغ تحت فشار به کار می برند، البته در این صورت سرعت گردش هوا کاملا کنترل شده است. گرچه هوای تحت فشار، محصول را زودتر از محفظه های گرم معمولی گرم می کند اما هوای داغ، چه تحت فشار باشد یا نباشد، بسیار کند تر از روشهای غوطه وری در آب داغ یا گرمای بخار تحت فشار، قدرت گرم کنندگی دارد. از محفظه ی هوای داغ برای مطالعه ی تغییرات فیزیولوژیکی میوه ها و سبزیجات در پاسخ به گرما، استفاده می شده است. تیمار با هوای داغ برای محصولاتی ابداع شده که معمولا در معرض تیمار بخار گرم قرار می گیرند، این روش علاوه بر آن روی محصولات جدید نیز استفاده شده است. معایب این روش عبارتند از؛ دوره زمانی طولانی تیمار، لوازم پیچیده ی مورد نیاز برای کاربری، و این حقیقت که نمی توان گفت که این روش تیمار برای همه ی محصولات باغبانی مناسب است(Luire, 1998).

5.2.3 گرمای بخار

گرمادهی با بخار، یک روش گرمادهی محصول با هوای Cº40 تا Cº50 اشباع شده از بخار آب می باشد که به عنوان تیمار قرنطینه قبل از حمل و نقل محصول تازه به بازار، برای کشتن تخم و لارو حشرات استفاده می شود(Lurie, 1998). انتقال گرما با عمل میعان بخار آب روی سطوح سردتر میوه ها صورت می گیرد. این روش به علت اینکه ضریب انتقال گرمای میعان بخار بسیار بالاتر از این ضریب برای آب و هواست، مورد بحث و انتقاد زیادی قرار گرفته است(Lu et al., 2007). این موضوع علت اینکه چرا رطوبت بالای گرمادهی با بخار، گاهی منجر به آسیب میوه های تیمار شده می شود را توجیه می کند، در صورتی که گرمادهی آهسته تر و رطوبت کمتر هوای داغ تحت فشار ممکن است از میزان این آسیب ها بکاهد.

5.3 تیمار گرمایی و کیفیت انبارداری میوه

در سالهای اخیر، کاربرد تیمار گرمایی روی محصولات میوه ای و اثرات آن بر پارامتر های فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی، تغذیه ای و کیفی محصول، در سطح گسترده ای مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. ممکن است تیمار گرمایی حتی جهت بازدارندگی فرایند رسیدگی، القای مقاومت به CI و آسیب های خارجی به پوست در حین انبارداری هم مورد استفاده قرار گیرد که موجب افزایش انبارمانی و بازارپسندی محصول می شود (Luire, 1998; Paul and Chen, 2000).

هیچ قانون یا ترکیب کلی برای اینکه بدانیم جهت حصول یک اثر خاص روی یک نوع میوه ی به خصوص چه مدت باید آن را در معرض تیمار گرمایی قرار بدهیم وجود ندارد. همان طور که در جدول 5.1 مشاهده می کنید، جهت کنترل مؤثر پوسیدگی در میوه هایی مثل گوجه فرنگی، پرتقال، انبه و گلابی دمایی در بازه ی Cº30 تا Cº50 و مدت زمان 10 دقیقه تا 12 ساعت، لازم است، در آلو نیز این تیمار، آسیب مکانیکی قبل از حمل و نقل را کاهش می دهد. در صورتی که دما های بالاتر به عنوان یک روش قرنطیه ی میکروبی عمل می کنند (Cº46 تا Cº58). علاوه بر اینها، جالب توجه است که اشاره کنیم، در سالهای اخیر، نشان داده شده است که تیمار داغ، اثر مثبتی بر روی افزایش ویژگی های کاربردی و تغذیه ای بعضی میوه ها از جمله انار، گوجه فرنگی، انبه و کومکوات داشته است.

 

 

 

جدول 5.1 بعضی از کابردهای گرما و اثر آن بر روی چندین نوع محصول میوه

منبع

تیمار گرمایی

میوه

تاثیر

Jin et al., 2009.

هوای داغ Cº38، 12 ساعت

هلو

کاهش CI

Mirdehghan et al., 2006.

آب داغ Cº45، 4 دقیقه

انار

Artes et al., 2000.

هوای داغ Cº33، 3 روز

 

Abu-Kpawoh at al., 1999.

آب داغ Cº40 تا Cº50، 25 تا 40 دقیقه

آلو

McDonald et al., 1999.

آب داغ Cº39 تا Cº45، 60 دقیقه

گوجه فرنگی

Erkan et al., 2005.

آب داغ Cº53، 6ساعت یا Cº48، 12 ساعت

پرتقال

Promyou et al., 2008.

آب داغ Cº42، 15 دقیقه

موز

Feng et al., 2004.

آب داغ Cº46 تا Cº58، 25/0 تا 18 دقیقه

گیلاس

قرنطینه ی حشرات

و مبارزه با آنها

Hoa et al., 2006.

هوای داغ، Cº5/46، 20 دقیقه

پیتایا(میوه اژدها)

McDonald et al., 1999.

آب داغ Cº39 تا Cº45، 60 دقیقه

گوجه فرنگی

کاهش پوسیدگی

Erkan et al., 2005.

آب داغ Cº53، 6 ساعت یا Cº48، 12 ساعت

پرتقال

Dang et al., 2008.

آب داغ Cº52، 10 دقیقه

انبه

Zhang et al., 2008.

آب داغ Cº46، 10 تا 12 دقیقه

گلابی

Serrano et al., 2004a.

آب داغ Cº45، 10 دقیقه

آلو

کاهش آسیب های مکانیکی

Mirdehghan et al., 2007b.

آب داغ Cº45، 4 دقیقه

انار

افزایش مواد مغذی

و ترکیبات

فعال زیستی

Soto-Zamora et al., 2005.

هوای داغ Cº34، 24 ساعت

گوجه فرنگی

Kim et al., 2009.

آب داغ Cº46، 70 دقیقه

انبه

Schirra et al., 2008.

آب داغ Cº50، 2 دقیقه

کومکوات

 

 

5.3.1 رسیدگی میوه

عموما اثرات تیمار گرمایی بر رسیدگی میوه، تأخیر بعضی پارامتر های مرتبط با فیزیولوژی محصول(تولید اتیلن و نرخ تنفس) و شاخص های تعیین کیفیت (نرم شدن، تغییرات رنگ، افزایش قند های محلول و کاهش اسیدیته) می باشد. در مجموع کیفیت محصول تازه ای که در معرض گرما و زمان گرمادهی مناسب قرار گرفته است در حد قابل ملاحظه ای بهتر از محصولات گرماندیده است. گرچه، در بعضی موارد، مشاهده شده است که خواص مرتبط با رسیدگی محصول بیشتر از حالت عادی جلو افتاده است چون اثر گرما به عنوان تنش شرایط محیطی، منجر به آسیب بافت و آثار منفی بر کیفیت محصول می شود(Paull and Chen, 2000). جدول 5.2 نشان می دهد که تیمار گرمایی ملایم (Cº38 تا Cº55) به علت ایجاد کاهش در فرایند رسیدگی و/یا نگهداشتن کیفیت محسوس میوه ها (طعم، بو، مزه، شکل ظاهری و...) بر سایر تیمار ها ترجیح دارد، اما مدت زمان مناسب، بسیار متغیر است و ممکن است از چند ثانیه (برای سیب) تا چندین دقیقه (بین 4 تا 60 دقیقه برای انار، گوجه فرنگی، گیلاس، پیتایا یا همان میوه ی اژدها و انبه) تغییر کند و حتی تا چندین ساعت نیز به درازا بینجامد(12 ساعت برای هلو).

در میوه های فرازگرا (خودرس) بازدارندگی گرما از فرایند رسیدن ممکن است با اثر آن بر روی هورمون رسیدگی اتیلن و آنزیم های مسئول بیوسنتز اتیلن یعنی ACS و ACO مرتبط باشد(Lurie, 1998; Serrano et al., 2004a). این موضوع در نگاره ی 4.1(فصل 4) به وضوح قابل مشاهده است. این نگاره نشان می دهد که دماهای بالای Cº40 هم در سیب و هم در موز منجر به حداکثر سنتز اتیلن خواهد شد.  درصورتی که از این دما به بالا، هر افزایشی (از Cº45 تا Cº50) اثر بسیار زیادی بر روی کاهش انتشار اتیلن دارد. فرآیندی که طی آن گرما منجر به تأخیر و/یا بازدارندگی تولید اتیلن می شود بسیار متنوع و متغیر است. از این رو، به علت ممانعت از فعالیت ACO، دماهای حدود Cº35 تا Cº38 معمولا منجر به تجمع ACC و کاهش تولید اتیلن می شوند. درحالی که دماهای بالاتر، از طریق ممانعت فعالیت ACS، غلظت های پایین تر ACC را القا می نمایند. این خود بدین معنی است که در این شرایط ACS نسبت به ACO حساسیت کمتری به تیمارهای گرمایی از خود نشان می دهد. علاوه بر این ممکن است تفاوتهای واکنش ACS و ACO به گرما، با تفاوت نرخ تغییر و تبدیل این دو، در ارتباط باشد(Paull and Chen, 2000). در واقع، واضح است که تأثیر دماهای بالا بر بیوسنتز اتیلن قابل برگشت می باشد چون میوه هایی که طی دوره ی طولانی در معرض دمای بالا قرار گرفته اند، می توانند توانایی سنتز اتیلن خود را بازیابی کرده و دوباره بدست آورند به طوری که وقتی خواه ناخواه از شرایط گرم خارج می شوند ممکن است حتی نرخ تولید اتیلن میوه های گرمادیده از محصولات گرماندیده بیشتر شود(Luire, 1998). از این رو، در طیف وسیعی از میوه ها (پاپایا، سیب، طالبی و انبه) فعالیت مجدد ACO پس از بیرون آوردن محصولات از شرایط گرم، ظرف 3 روز کاملا بازیابی می شود که البته این زمان برای سنتز پروتئین های جدید و از سرگیری فعالیت mRNA هایی که پیش از تیمار، تولید شده بودند و غلظتشان در طی فرایند گرمادهی کاهش یافته، لازم است.

 

 

 

جدول 5.2؛ واکنش پارامتر های محسوس(طعم، بو، مزه، شکل ظاهری و...) مرتبط با رسیدگی 
در چندین میوه که تحت تیمارهای گرمایی قرار گرفته اند

اسیدیته

قند ها

رنگ

سفتی

زمان

Ta (ºC)

نوع تیمار

میوه

=

=

60 دقیقه

42

آب

گوجه فرنگی1

=

نامشخص

=

12 ساعت

38

هوا

هلو2

=

=

15 ثانیه

55

آب

سیب3

=

=

10 دقیقه

48

آب

گیلاس4

4 دقیقه

45

آب

انار5

نامشخص

نامشخص

=

20 دقیقه

5/46

هوا

پیتایا(میوه اژدها)6

30 دقیقه

50

آب

انبه7

 

(↑، ↓، =) یعنی در مقایسه با شاهد، بیشتر، کمتر، یا بی تأثیر

1(McDonald et al., 1999.)، 2(Jin et al., 2009.)، 3(Fallik et al., 2001.)، 4(Drake et al., 2005.)، 5(Mirdehghan et al., 2006.)، 6(Hoa et al., 2006.)، 7(Dijoua et al., 2009).

 

جدول 5.2، واکنش بعضی عوامل مرتبط با کیفیت محسوس نظیر سفتی بافت، رنگ، قند ها و اسیدیته را در چندین تیمار گرمایی نشان می دهد. اکثر میوه های مورد بررسی، پاسخ های مشابهی در طی انبارداری پس از برداشت از خود بروز داده اند از جمله کاهش نرم شدن میوه، تغییر رنگ و از دست رفتن اسیدیته؛ اما غلظت قند ها چندان تحت تأثیر قرار نگرفت. گرچه، آثار عمومی تیمار گرمایی چندین استثنا نیز دارد، مثلا افزایش رنگ که در گوجه فرنگی مشاهده شد(McDonald et al., 1999)، افزایش اسیدیته ی کل در انار(Mirdehghan er al., 2006; 2007b)، و عدم تأثیر بر سفتی میوه که در گوجه فرنگی، گیلاس و هلو گزارش شده است(McDonald et al., 1999; Drake et al., 2005; Jin er al., 2009).

همان طور که در فصل 3 گفته شد، انبارداری پس از برداشت میوه ها، به علت فروپاشی ماده ی پکتین، همواره با کاهش تمامیت دیواره سلولی همراه است که باعث افزایش پکتین محلول و کاهش سفتی میوه می شود. فرایند نرم شدن میوه های تیمار شده با گرما (چه به روش غوطه وری و چه به شیوه ی هوای داغ) تا حد قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند اما میزان کارایی آن با مرحله ی بلوغ محصول قبل از انجام تیمار گرمایی وابستگی تام دارد. علاوه بر این، اثر مفید تیمار گرمایی روی حفظ سفتی، نه فقط بر روی میوه های کامل، بلکه روی برش های محصول تازه نیز مشاهده و بررسی شده است؛ مثلا در کیوی(Beirao-da-Costa et al., 2006)، طالبی(Lamikanra and Watson, 2007; Aguayo et al., 2008)، هلو(Koukounaras et al., 2008)، و انبه(Djioua et al., 2009). در نگاره ی 5.1 اثر تیمار آب داغ طی 10 دقیقه بر لیمو و آلو به نمایش در آمده است که نشان می دهد بعد از 14 روز انبارداری در دمای ºC15 آلوها و لیموهای شاهد به ترتیب حدوداً 30% و 50% سفتی اولیه ی خود را از دست داده اند درصورتی که کاهش سفتی در میوه های تیمار شده با گرما فقط 10% گزارش شده است. سازوکار تأثیر گرما بر دیواره ی سلولی که موجب حفظ سفتی میوه می شود هنوز آشکار نشده است ولی بعضی فرضیه ها تاحدودی مورد قبول واقع شده اند. احتمالا چنان که در سیب گزارش شده است، تیمار گرمایی از طریق فعال کردن مصرفCa2+ درونی، باعث تشکیل کلسیم پکتین با متیل اکسیل پکتین های کمتر می شود که این ماده خود با فعال شدن گرمایی پکتین استراز منجر به تأخیر عملکرد آنزیم های تخریب کننده ی دیواره ی سلولی (عمدتا PG و PME) می گردد(Conway et al., 1994). به علاوه، نظریه ی اثر مستقیم تیمار گرمایی بر روی این آنزیم ها نیز پیشنهاد داده شده است (Lurie, 1998; Paul and Chen, 2000; Serrano et al., 2004a).

 

نگاره 5.1؛ از دست رفتن وزن(%) و سفتی میوه(N mm-1) در لیمو یا آلو، پس از 14 روز نگهداری در انبار سرد ºC2، مقایسه بین میوه های شاهد و تیمار شده با گرما(که به مدت 10 دقیقه در آب ºC45 فرو برده شده اند)

 

اخیراً، در توت فرنگی های تیمار شده با گرما(ºC45 به مدت 3 ساعت) از طریق کاهش فعالیت گاز اتیلن، بتا-زایلوسیداز، PG و بتا-GAL تأخیر در نرم شدن مشاهده شده است اما فعالیت PME افزایش پیدا کرده است(Vicente et al., 2005). اثرات گسترده ی تیمار گرمایی بر آنزیم های زوال دیواره سلولی می تواند منجر به کند شدن حل شدن پکتین ها و افزایش تعداد جایگاه های فرضی تشکیل پل های کلسیم در دیواره سلولی شود. از این نظر، بازدارندگی از حل شدن ذرات پکتین محلول در کربنات که با تیمار گرمایی صورت می گیرد، یکی از عوامل اساسی درگیر در حفظ سفتی میوه در نظر گرفته می شود. ظاهرا روش گرمادهی استفاده شده روی سفتی میوه تأثیر زیادی دارد چون برای مثال، توت فرنگی های گرم شده با هوا ی ºC45 طی 15 دقیقه، سفتی خود را حفظ کرده اند اما تیمار غوطه وری مشابه، موفقیت آمیز نبود(Lara et al., 2006). این مؤلفین اثبات کرده اند که زوال دیواره ی سلولی در طی انبار داری روند افزایشی دارد اما این افزایش زوال در میوه های تیمار شده و شاهد یکسان است و افزایش زوال مواد موجود در دیواره سلولی با سفتی میوه مرتبط نبوده اند. در حقیقت، کاهش محلول شدن پلیمر های پکتینی که نتیجه ی تیمار گرمایی است، می تواند از طریق مختل کردن عملکرد آنزیم های تخریب دیواره سلولی، سفتی میوه را حفظ کند. دو دانشمند به نامهای مارتینز و سیوه لو (Martines and Civello, 2008) تلاش کردند تأثیر تیمار گرمایی را بر بیان ژن یک سری آنزیم های مرتبط با تخریب دیواره سلولی توت فرنگی بیشتر بررسی کنند و به این نتیجه رسیدند که کاربرد تیمار گرمایی(ºC45، 3ساعت، روش هوای داغ) از طریق کاهش بیان یک سری ژن و آنزیم دست اندرکار متابولیسم دیواره سلولی از جمله بتا-زایلوسیداز، گاز اتیلن و بتا-GAL ، نرم شدن پس از برداشت میوه ی توت فرنگی را به تأخیر می اندازد. در ساعات اولیه ی تیمار، بیان این ژنها کاهش پیدا کرد اما بعد از 24 ساعت توانست مجددا خود را بازیابی کند؛ گرچه فعالیت PG تحت تأثیر قرار نگرفت. بنابراین، تیمار گرمایی الگوی بیان ژن در میوه های گرمادیده را تغییر می دهد، از این رو، منجر به کاهش تجزیه دیواره سلولی و تأخیر نرم شدن عادی میوه می شود.

از جمله آثار دیگری که بر کیفیت میوه ها در طی انبار داری اثر سوء دارد کاهش وزن است که با تیمار گرمایی می توان آن را کاهش داد. به عنوان مثال، نگاره 5.1 نشان می دهد که پس از 14 روز انبارداری در سرما، کاهش وزن لیموها و آلوهای تیمارشده با گرما، 50% کمتر از میوه های گرماندیده بوده است، که این مورد را نیز می توان از جمله ی مزایای جانبی تیمار کاربرد گرما در نظر گرفت. سایر محصولات میوه ای که در آنها، پس از تیمار گرمایی کاهش ازدست رفتن وزن گزارش شده است عبارتند از برش های تازه ی طالبی(Lamikanra et al., 2005)، و بلوبری یا همان زغال اخته آبی(Fan et al., 2008). اما این مورد از جمله اثرات کلی تیمار گرمایی نیست چون در میوه های دیگر یا کاهش وزن تحت تأثیر قرار نگرفته است، مثلا در مورد توت فرنگی و پیتایا/میوه اژدها(Hoa et al., 2006; Lara et al., 2006)، یا حتی کاهش وزن در مقایسه با شاهد، بیشتر هم شده است؛ چنان که در نارنگی، انار و انبه گزارش شده است(Schirra and H'hallewin, 1997; Artes et al., 2000; Dang et al., 2008). جالب توجه است که تیمار گرمایی حتی از دست رفتن جرم میوه را نیز تحت تأثیر قرار داده است، چون کاهش وزن پرتقال های تیمار شده با هوای داغ در مقایسه با تیمار گرمادهی با آب داغ، در زمان و دمای مساوی، تا حد قابل ملاحظه ای افزایش یافته است(Erkan et al., 2005). گرچه بروز آسیب های مکانیکی کاهش وزن زیادی ایجاد می کند(فصل 3)، اما کاربرد آب داغ ºC45 طی 10 دقیقه ، از طریق کم کردن تغییرات غشایی مرتبط با رسیدگی مثل گرانروی میکروسکوپی و افزایش اسید های چرب اشباع، در ازدست رفتن وزن آلو های دارای آسیب مکانیکی کاهش چشمگیری ایجاد نمود(Serrano et al., 2004a). ثابت شده است که علت کم شدن کاهش وزن میوه در هنگام گرمادهی با آب داغ، ممکن است در اثر جذب آب در حین تیمار باشد.

 

نگاره 5.2؛ مقایسه ی رنگ (شاخص رنگمایهHue )، شاخص رسیدگی(TSS/TA) و سفتی
 میوه ی انجیر سیاه شاهد و گرمادیده (تیمار غوطه وری در آب ºC45 طی 10 دقیقه)، در روز صفر(روز برداشت) و 
پس از 4 روز انبارداری در سردخانه دمای ºC2

 

تغییرات رنگ و مواد غذایی(شکر ها و اسید های ارگانیک) که در حین انبار داری پس از برداشت رخ می دهد نیز تحت تأثیر تمیار گرمایی قرار می گیرد(جدول 5.2). تیمار گرمایی تغییر رنگ را به تأخیر می اندازد و روی محتوای قندها و اسید ها یا بی تأثیر است و یا اثر بسیار جزئی دارد. نگاره ی 5.2 به طور خلاصه بعضی از پیامد های تیمار گرمایی روی پارامتر های کیفی میوه ی انجیر سیاه گرمادیده (10 دقیقه در آب ºC45) را نشان می دهد؛ در مقایسه با شاهد، تیمار گرمایی برای این موارد بسیار کارآمد بوده است: بازدارندگی از نرم شدن (30% ازدست رفتن سفتی)، کاهش شیب صعودی شاخص های رسیدگی(در مقایسه با شاهد، افزایش شاخص ها 20% کمتر بوده است)، اما تیمار گرمایی تغییرات رنگ را تسریع کرد که این تغییر رنگ وابسته به افزایش کل غلظت آنتوسیانین می باشد. در مورد میوه های فرازگرا(خودرس) تأخیر در این پارامتر های مرتبط با کیفیت، به کمتر شدن تولید اتیلن نسبت داده می شود. گرچه مکانیز دقیق عمل چگونگی تأثیر کاربرد گرما بر پارامتر های کیفی هنوز نامعلوم است اما هم اکنون یک سری شواهد جزئی و منقطع در باره ی آن بدست آمده است. هرگونه تأثیر بر روی رنگ، به فعال سازی چندین آنزیم مثل کلروفیلاز یا سنتز آنزیم های جدید نسبت داده شده است(Lurie et al., 1998)، اما این مسأله درخور تحقیق و مطالعه ی عمیق تر می باشد. افزایش میزان قند ها در پی تیمار گرمایی که در برش های میوه کیوی گزارش شده است احتمالا به علت این بوده است که قند های خنثی حاصل از بقایای پلیمر پکتین به صورت محلول در می آیند. البته این افزایش قند، بستگی به این دارد که میوه در چه مرحله ای از بلوغ برداشت شده باشد(Beirao-da-Costa et al., 2006). قند های خنثی اصلی در دیواره سلولی کیوی رسیده گالاکتوز، گلوکز و زایلوز هستند، مقداری آرابینوز و رامنوز و درصد جزئی مانوز و فوکوز نیز در آن وجود دارد. در مرحله ی خاصی از بلوغ، وقتی میوه ها هنوز سفت هستند پلی ساکاریدهای پکتین به فرم غیر شکسته باقی می مانند و بقایای قند خنثی زیادی دارند. به کار بردن یک تیمار گرمایی ملایم احتمالا آنزیم هایی مثل آلفا گالاکتوزیداز(α-GAL)، گلوکوزیداز و آرابیناز(ABN) را فعال می کند که منجر به القای آزاد شدن این قند های خنثی می گردد که در نتیجه، منجر به شیرین تر شدن میوه می شود. وقتی کیوی کاملا رسیده باشد در نتیجه ی فرایند بلوغ اکثر این قند ها به فرم محلول در آمده اند پس تیمار گرمایی فقط یک تأثیر حاشیه ای و جزئی خواهد داشت. برعکس، در میوه ی نارنگی تیمار گرمایی منجر به افت سطح قند ها می شود که این کاهش به افزایش نرخ تنفس در میوه های تیمار شده با گرما نسبت داده می شود(Holland et al., 2002). بر همین اساس بعضی از مؤلفین ثابت کرده اند که افزایش از دست رفتن اسیدیته ممکن است با افزایش سرعت متابولیسم القا شده توسط تیمار گرمایی مرتبط باشد، علی الخصوص افزایش نرخ تنفس در تیمار گرمایی، چنانکه در میوه ی گوجه فرنگی مشاهده شده است(Polenta et al., 2006). از اینها گذشته، تغییرات ترکیبات غذایی میوه ها(قند ها و اسید های آلی) طی دوره ی انبارداری بسیار متغییر به نظر می رسند و بسته به گونه ی گیاهی میوه، زمان تیمار و شرایط انبارداری متفاوت هستند. از این رو به عنوان مثال، در میوه ی گیلاس در طی زمان انبارداری به اضافه ی 2 تا 4 روز نگهداری در مغازه(Shelf life) در دمای ºC20 سطح گلوکز و مالیک اسید افت کرد و تیمار با آب داغ(ºC50، 2 دقیقه) الگوی حاکم بر تغییرات مواد تشکیل دهنده میوه را تغییر نداد(Alique et al., 2005). بر همین اساس میزان گلوکز، فروکتوز و سوکروز میوه کومکوات نیز در حین انبارداری در دمای ºC17 طی 21 روز تغییری نشان نداد و غوطه وری در آب داغ ºC50 به مدت 2 دقیقه نیز بر آن تأثیر چشمگیری نداشت(Schirra et al., 2008).

عطر و طعم و سایر موارد کیفی میوه تعیین کننده ی پذیرش محصول برای مصرف کنندگان هستند اما شواهد اندکی از ارتباط بین مواد تشکیل دهنده ی عطر و طعم و تیمار گرمایی در دست است. گزارشی که پیش از این نیز از آن صحبت به میان آمد(McDonald et al., 1999) نشان می دهد که در میوه ی گوجه فرنگی، تیمار گرمایی سطح هگزانال، سیس-3هگزانال و ترانس-2هگزانال را کاهش می دهد در حالی که شاهد افزایش ترانس-2هپتانال و سیس-3هگزنول بوده ایم، که این تغییرات به طور کلی باعث کاهش مواد فرّار ایجاد کننده طعم می گردند. به همین نسبت، در مورد پرتقال، تیمار گرمایی(ºC5/48 طی 5 ساعت که استفاده از آن برای ضدعفونی کردن میوه رایج است) تا حد قابل ملاحظه ای غلظت آلفا-پینین، بتا-میرسین و لینولئین را کاهش داد(Obenland et al., 1999) که هر سه ی این مواد روی طعم پرتقال اثر مثبت دارند و از این رو کاهش مقدار این مواد فرّار با گرما می تواند اثر بالقوه منفی بر روی طعم داشته باشد چراکه لینولئین به وفور در پرتقال یافت می شود و به طور اخص وجود آن در این میوه اهمیت دارد. علاوه بر اینها شرایط انباری و طول مدت انبارداری نیز در سیب منجر به از دست رفتن ترکیبات فرّار می شود که علت آن از دست رفتن سوبسترا(واکنشگر) ها یا آنزیم های ضروری برای تشکیل استر ها و همچنین به نحوی، تبخیر ترکیبات بودار از میوه می باشد. تیمار گرمایی 4 روزه ی میوه های سیب در دمای ºC38 به طور مشخص میزان کل مواد فرّار و میزان انتشار استر های فرّار را کاهش داد اما این کاهش موقتی بود چون سطح مواد فرّار بار دیگر 24 ساعت بعد از تیمار، یا پس از خارج کردن میوه ها از سردخانه افزایش یافت(Fallik et al., 1997). از این رو تیمار گرمایی منجر به بازدارندگی موقت سیستم های آنزیمی کاتالیز کننده ی سنتز ترکیبات فرّار می شود و این آنزیم ها را تخریب نمی کند(و یا در صورت تخریب، ممکن است این آنزیم ها در میوه مجدداً سنتز شوند). در انبه هم استفاده از روش های گرمادهی ، با 3 هفته نگهداری در سردخانه ی ºC13، غلظت ترکیبات اصلی عطر و طعم را بسیار تحت تأثیر قرار می دهد چون مشاهده شده است که هوای داغ (ºC38، 8ساعت) کاهش سسکیترپن ها، لاکتون ها و ترکیبات الکلی را القا می نماید اما روی مونوترپن ها، آلدئید ها یا استرها اثری ندارد. برعکس هوای گرم، تیمار آب داغ(ºC52، 10دقیقه) منجر به افزایش مونوترپن ها و آلدئید ها میشود اما سطح غلظت سایر گروه های ترکیبات فرّار را تغییر نمی دهد(Dang et al., 2008). بنابراین در مقایسه با کاربرد آب داغ، از دست رفتن ترکیبات فرّار میوه هایی که در شرایط هوای گرم قرار گرفته اند می تواند یک نوع اثر زوال ترکیبی باشد که به دمای بالای هوا و در معرض گرما قرار گرفتن طی یک مدت طولانی، مربوط است.

برعکس، در زغال اخته آبی(بلوبری) مشاهده شده است که تیمار آب داغ(ºC5/45 یا ºC60) به مدت 15 یا 30 ثانیه افزایش قابل توجهی در غلظت طیف گسترده ای از ترکیبات فرّار، ایجاد کرده است که اتانول، اتیل استات و اتیل2-متیل بوتانوئات از مهمترین این ترکیباتند که از آنها تحت عنوان ترکیبات فرّار القا شده تحت شرایط تنش یاد می شود(Fan et al., 2008). به عنوان جمع بندی باید گفت که تأثیرات ایجاد شده روی طعم و ترکیبات معطر بسته به گونه گیاهی، دما، مدت زمان تیمار و روش تیمار گرمایی متفاوت هستند به همین علت تغییرات مواد فرّار در بعضی از میوه ها، بیشتر از دیگران به صورت افزایش بروز می کند و در بعضی دیگر از میوه ها هم، از دست رفتن قابل ملاحظه ی موقتی و یا دائمی این ترکیبات گزارش شده است.



[1] جهت ارجاع به منابع استفاده شده، از فرمت انگلیسی ارجاعات استفاده کرده ام که در آن ابتدا اسم مؤلف و سپس سال انتشار ذکر شده است. در مواردی که عبارت et al. آورده شده، به معنی «و همکاران» می باشد. م