Применение переработанных плодов и овощей в сфере потребления

Автор: Пользователь скрыл имя, 10 Февраля 2013 в 19:23, реферат

Описание работы

Плоды и овощи наиболее полезны для организма человека в свежем виде. Но, к сожалению, многие из них, будучи скоропортящимися продуктами, не подлежат длительному хранению, в связи с чем их подвергают переработке с помощью различных методов консервирования. В процессе переработки в той или иной степени изменяются природные свойства свежих плодов и овощей, в результате чего получаются продукты с новыми свойствами: приобретаются характерный вкус, аромат, изменяются консистенция, окраска.Консервирование плодов и овощей позволяет не только продлить их сохраняемость, расширить ассортимент, но и обеспечить круглогодичное и повсеместное их потребление различными категориями населения.Консервирование пищевых продуктов в герметической таре обеспечивает возможность создавать запасы для потребления в районах с различными климатическими условиями в течение круглого года. Консервы также являются незаменимыми пищевыми продуктами для снабжения экспедиций, новостроек, в туристских походах

Скачать полностью (164.67 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Работа содержит 1 файл

томаты.docx

— 167.68 Кб (Скачать)

Применение переработанных плодов и овощей в сфере потребления

Наукой доказано, что важным фактором, обеспечивающим сохранение здоровья, работоспособности и продолжительности жизни, является ежедневное употребление в пищу овощей и плодов как основных источников витаминов и минеральных веществ.

Плоды и овощи наиболее полезны для организма человека в свежем виде. Но, к сожалению, многие из них, будучи скоропортящимися продуктами, не подлежат длительному хранению, в связи с чем их подвергают переработке с помощью различных методов консервирования. В процессе переработки в той или иной степени изменяются природные свойства свежих плодов и овощей, в результате чего получаются продукты с новыми свойствами: приобретаются характерный вкус, аромат, изменяются консистенция, окраска.Консервирование плодов и овощей позволяет не только продлить их сохраняемость, расширить ассортимент, но и обеспечить круглогодичное и повсеместное их потребление различными категориями населения.Консервирование пищевых продуктов в герметической таре обеспечивает возможность создавать запасы для потребления в районах с различными климатическими условиями в течение круглого года. Консервы также являются незаменимыми пищевыми продуктами для снабжения экспедиций, новостроек, в туристских походах. В соответствии со структурой потребления соотношение объемов выпуска переработанных плодов и овощей должно быть примерно следующим: плодоовощные консервы – 75%, соленые, квашеные, моченые овощи и плоды – 15, сушеные овощи и плоды – 5, замороженные – 5%. В настоящее время значительное количество плодов и овощей потребляется в консервированном виде.
Классификационные признаки переработанных плодов и овощей

По консервирующим факторам, видам обработки, режимам и другим особенностям все методы консервирования подразделяются на физические, физико-химические, биохимические и химические.

К физическим методам консервирования относятся:

Действие высоких и низких температур. Высокие температуры применяют для уничтожения микрофлоры и инактивации ферментов пищевых продуктов путем пастеризации и стерилизации. Пастеризация проводится при температуре не выше 100 ºС. При этом способе обработки погибают только вегетативные формы микробов, поэтому такие продукты не подлежат длительному хранению. Стерилизация предусматривает обработку продукта нагреванием его в герметичной таре при температуре 100 ºС и выше, что приводит практически к полному уничтожению не только вегетативных клеток и микроорганизмов, но и их спор. Такие продукты могут сохраняться длительное время. Пастеризации подвергают соки, варенье и другие продукты; стерилизации – консервы плодоовощные, мясные, рыбные. На действии низких температур основано хранение продуктов в охлажденном, переохлажденном и замороженном виде. При охлаждении не допускается замораживание влаги в продукте, а температура внутри продукта поддерживается на уровне 0 ºС или немного ниже. Охлаждением консервируют фрукты, овощи, картофель и другие продукты. Замораживание проводят при температуре от -10 до -24 ºС и ниже. В охлажденных и замороженных продуктах замедляются или приостанавливаются микробиологические и биохимические процессы, хорошо сохраняются витамины.
Облучение ультрафиолетовыми лучами (УФЛ). Таким методом стерилизуют поверхности продуктов, тару, оборудование.
Обработка токами сверхвысокой частоты используется для тепловой стерилизации в электромагнитном поле переменного тока
Облучение разными дозами радиоактивного вещества используется для радиационной стерилизации и пастеризации фруктов, овощей, картофеля и других продуктов.
Асептическое консервирование – один из наиболее перспективных методов консервирования. Здесь используются элементы других способов консервирования – термического, химического и радиационного. Оно предусматривает раздельную стерилизацию продукта и тары, упаковку стерильного продукта в стерильную тару в асептических условиях, герметизацию упаковки с продуктом без нарушения стерильности. Особенностью является кратковременность термической обработки продукта (1-3 с) при высокой температуре (100-150 ºС).

К физико-химическим методам относится консервирование продуктов поваренной солью, сахаром и сушкой. Такое консервирование основано на повышении осмотического давления среды, в результате чего происходит плазмолиз (обезвоживание) клеток микроорганизмов и прекращение их жизнедеятельности. Высокое консервирующее действие поваренной соли обусловлено тем, что катионы натрия и анионы хлора, присоединяясь по месту пептидных связей белковых молекул, делают белки продукта недоступными для микроорганизмов. Консервирование сахаром применяют при изготовлении варенья, джема, повидла, сиропов и т.д. При получении этих продуктов избыток влаги удаляют выпариванием, в результате чего еще больше повышается осмотическое давление. Но при этом частично разрушаются витамины и снижается ценность продукта. Для большей стойкости продукты часто пастеризуют в герметически закрытой посуде, если сахара в продукте меньше 65%. Сушка применяется для предохранения от порчи плодов, овощей, грибов. В обезвоженных продуктах микроорганизмы прекращают свое развитие. Для предупреждения потемнения плодов и овощей их перед сушкой окуривают сернистым ангидридом и бланшируют паром или горячей водой с целью инактивации ферментов. Высокоэффективным способом является сублимационная сушка, основанная на удалении влаги из замороженных продуктов путем возгонки (сублимации) воды, т.е. в результате непосредственного перехода льда в пар, минуя жидкую фазу. Таким методом консервируют плоды, овощи, соки. [4]

К биохимическим методам относятся консервирование молочной кислотой (квашение, соление, мочение) и этиловым спиртом, образующимся в продуктах при биохимических процессах. В процессе квашения капусты, овощей, плодов и грибов сахар под действием молочнокислых бактерий превращается в молочную кислоту, которая подавляет жизнедеятельность микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов. Накопление молочной кислоты в количестве 0,6-1,4% препятствует развитию гнилостных микробов. При квашении в формировании вкуса и аромата участвую дрожжи, сбраживающие сахар в спирт и диоксид углерода.

^ Химические методы консервирования основаны на использовании в качестве консервантов небольших количеств химических веществ, вносимых в продукт и обладающих бактерицидным, или антисептическим, действием. К таким веществам относятся: уксусная, бензойная, сорбиновая и другие кислоты.

Уксусная кислота придает маринадам специфический вкус, повышает концентрацию водородных ионов в продукте. Кроме уксусной кислоты консервирующее действие оказывают соль и вещества, содержащиеся в пряностях.

Бензойная кислота применяется для консервирования фруктово-ягодных полуфабрикатов, соков. Она подавляет жизнедеятельность дрожжей, менее интенсивно воздействует на маслянокислые бактерии и почти не влияет на развитие уксуснокислых бактерий и плесеней.

Недостатки: отрицательное влияние на вкус продукта и помутнение растительных материалов, содержащих белок.

Сорбиновая кислота и ее соли являются сильными антисептиками. Они используются для консервирования фруктовых соков, пюре, маринадов и других продуктов с низким рН среды. [7]

По пищевой и биологической ценности переработанные плоды и овощи подразделяются на две группы:

близкие к сырью (быстрозамороженные плоды и овощи, натуральные консервы);
с измененной пищевой и биологической ценностью вследствие использования различных добавок, разрушения или образования новых веществ при переработке (консервы, кроме натуральных, сушеные, квашеные, маринованные плоды и овощи).

Кроме того, выделяют классификацию внутри самого ассортимента. Так, плодово-ягодные консервы подразделяют на такие виды, как: натуральные консервы, компоты, соки и напитки, пюреобразные, протертые с сахаром, варенье, повидло и джемы, маринады. Овощные консервы делят на виды: овощные натуральные консервы, закусочные, обеденные, консервы, концентрированные томатопродукты, консервы соленых и квашеных овощей, овощные маринады, соки и напитки.

Также существует разделение переработанных плодов и овощей на товарные сорта. Например, квашеную капусту, соленые огурцы и томаты, моченые яблоки и груши, сушеные плоды и овощи подразделяют по качеству на 1-ый и 2-ой товарные сорта; овощные маринады – на высший и 1-ый; зеленый горошек и компоты – на высший, 1-ый и столовый сорта и т.д.
Твердость плодов и овощей имеет значение при сборе, товарной обработке, транспортировке, хранении, определении степени зрелости и технологической переработке. Она зависит от степени зрелости, от сорта, размера плодов, строения тканей, химического состава. Для определения твердости плодов и овощей имеется ряд приборов (определитель прочности плодов к статическим нагрузкам – ОПТ-10, определитель прочности плодов и овощей к ударам – ППУ-500, измеритель динамический – ДП-500 и др.).

Показатель теплоемкости плодов и овощей необходим при расчетах расхода тепловой энергии в процессе хранения, транспортирования в холодильных вагонах и переработки. Из всех веществ, содержащихся в плодах и овощах, самую высокую теплоемкость имеет вода. Теплоемкость находится в прямой зависимости от содержания воды в плодах и овощах.

Под пищевой ценностью продуктов понимают их биологическую и физиологическую ценность, энергетическую способность, усвояемость, безвредность.

Биологическая ценность – сбалансированное (находящееся в определенном соотношении) содержание в плодах и овощах незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, липоидов; полифенольных соединений, витаминов.
Физиологическая ценность – это влияние веществ, содержащихся в плодах и овощах, на пищеварительную, нервную, сердечно-сосудистую и другие системы и на сопротивляемость организма инфекционным заболеваниям.
Энергетическая способность плодов и овощей зависит от количества содержащихся в них жиров, углеводов, белков и их усвояемости.

Усвояемость переработанных плодов и овощей характеризует степень их использования организмом и выражается в процентах или коэффициентом усвояемости, показывающим, какая часть целого (единицы) химического вещества усваивается. Усвояемость зависит от многих факторов: вкуса, запаха, внешнего вида плодов и овощей и т.д. Плоды и овощи благодаря высокому содержанию воды (80-90%), а также относительно невысокой усвояемости (углеводов – 82-90%, жиров – 85, белков – 60-70%) имеют невысокую энергетическую способность. В расчетах на 100 г продукта она составляет для картофеля 277 кДж, капусты – 71, яблок – 172, свеклы – 164 кДж. Исключением являются орехи – 1592- 2220 кДж благодаря высокому содержанию жира и небольшому количеству воды.

Переработанные плоды и овоще должны быть безвредны для организма человека. В них недопустимы ядовитые продукты распада белков, вредные микроорганизмы или продукты их жизнедеятельности, а также соли тяжелых металлов, алкалоиды и некоторые гликозиды в дозах, причиняющих вред здоровью. [10]

На формирование потребительских свойств переработанных плодов и овощей оказывает влияние ряд факторов. Основными из них являются химический состав, физические и биохимические свойства, свойства сырья, технология производства, а также факторы, влияющие на сохранение потребительских свойств плодов и овощей (упаковка, условия хранения и транспортирования). При несоблюдении этих факторов происходит изменение потребительских свойств, что может способствовать порче продукта. Например, при хранении плодоовощных консервов часто по разным причинам возникают следующие виды дефектов: бомбаж, скисание без вздутия банки, помятость банок, их подтечность, ржавление металлических банок и крышек и др.

Резка овощей и плодов. Плоды и овощи консервируют в целом виде или нарезанном в виде кубиков, кружочков, пластинок, долек. Для получения пюреобразных продуктов сырье протирают через тонкие сита. Для придания протертой массе большей однородности, более тонкого измельчения, улучшения вкуса в отдельных случаях, например для получения консервов для детского питания, ее подвергают гомогенизации. При гомогенизации продукт тонко измельчается до размера частиц 20-80 мкм, проходя через узкие отверстия под давлением 100-200 атм.

Тщательно выполненные операции по подготовке сырья оказывают большое влияние на качество и сортность готового продукта. Например, плохо отмытый песок может дать хруст на зубах у пюреобразных продуктов; компоты, полученные из плодов, неоднородных по степени зрелости и размеру, со следами повреждений и болезней на кожице, имеют неоднородную окраску и т.д. Кроме того, недостаточно очищенные и неправильно нарезанные плоды и

5. Нормативно-технические документы на переработанные плоды и овощи. Нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

Используя ежегодник «Каталог технических нормативных правовых актов в области стандартизации», мы подобрали нормативно-технические документы на изучаемую продукцию. Так как ассортимент переработанных плодов и овощей весьма разнообразен, то в качестве примера мы возьмем квашеную капусту. В результате работы с ежегодником мы нашли те стандарты, которым должна соответствовать данная продукция.

ГОСТ 3858-73 «Капуста квашеная. Технические условия»
СТБ 818-93 «Капуста «Провансаль». Технические условия»
ГОСТ 30710-2001 «Плоды, овощи и продукты их переработки. Методы определения остаточных количеств фосфорорганических пестицидов»
ГОСТ 28467-90 «Продукты переработки плодов и овощей. Метод определения бензойной кислоты»
ГОСТ 26181-84 «Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения сорбиновой кислоты»
ГОСТ 25555.1-82 «Продукты переработки плодов и овощей. Метод определения летучих кислот»
ГОСТ 27853-88 «Овощи соленые и квашеные, плоды и ягоды моченые. Приемка, отбор проб» [1]

Бланширование

Томаты: стандарт ЕЭК ООН FFV-36 касающийся сбыта и контроля товарного качества продукции

ОРГАНИЗАЦИЯ
ОБЪЕДИНЕННЫХ НАЦИЙ
ЕВРОПЕЙСКАЯ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
КОМИТЕТ ПО РАЗВИТИЮ ТОРГОВЛИ, ПРОМЫШЛЕННОСТИ
И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА
Рабочая группа по разработке стандартов на скоропортящиеся
продукты и повышению качества
Пятьдесят шестая сессия, Женева, 6-8 ноября 2000 года

ДОКЛАД О РАБОТЕ ПЯТЬДЕСЯТ ШЕСТОЙ СЕССИИ
Добавление 14

Записка секретариата
Настоящий документ содержит пересмотренный стандарт ЕЭК ООН на томаты (FFV-36), утвержденный Рабочей группой.
GE.00-33472 (R)

I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДУКТА
Положения настоящего стандарта распространяются на томаты разновидностей (культурных сортов), полученных от Licopersicum esculentum Mill., поставляемые в свежем виде потребителю и не предназначенные для промышленной переработки.
Томаты могут быть отнесены к четырем товарным типам в зависимости от формы:
- “круглые”
- “ребристые”
- “продолговатые” или “удлиненные”
- “вишневидные” томаты (включая “коктейльные” томаты)

II. ПОЛОЖЕНИЯ, КАСАЮЩИЕСЯ КАЧЕСТВА
Цель настоящего стандарта является определение требований, касающихся качества томатов на стадии их экспортного контроля после подготовки и упаковки.
А. Минимальные требования
Томаты всех сортов с учетом особых положений, предусмотренных для каждого сорта, и разрешенных допусков должны быть:
- неповрежденными
- доброкачественными; продукт, подверженный гниению или порче, что делает его непригодным к употреблению, не допускается
- чистыми, практически без видимых посторонних веществ
- свежими на вид
- практически без насекомых-вредителей
- практически без повреждений, нанесенных насекомыми-вредителями
- без повышенной поверхностной влажности
- без постороннего запаха и/или привкуса.

В кистях томатов стебли должны быть свежими, здоровыми, чистыми и свободными от всех листьев и без видимых следов посторонних веществ.
Степень развития и состояния томатов должны быть такими, чтобы они могли:
- выдерживать перевозку, погрузку и разгрузку, и
- доставляться к месту назначения в удовлетворительном состоянии.

В. Классификация
Томаты подразделяются на три сорта, определяемые ниже:
i) Высший сорт
Томаты этого сорта должны быть высшего качества. Они должны иметь плотную мякоть и форму, внешний вид и черты развития, характерные для разновидности, к которой они относятся.
Их окраска, в зависимости от степени зрелости, должна удовлетворять требованиям, указанным выше в последнем подпункте пункта А.
Томаты не должны иметь “зеленых спинок” и прочих дефектов, за исключением весьма незначительных поверхностных дефектов, при условии, что они не влияют на общий внешний вид, качество, сохранность и товарный вид продукции в упаковке.

ii) Первый сорт
Томаты этого сорта должны быть хорошего качества, иметь достаточно плотную мякоть, а также признаки и свойства, характерные для разновидности, к которой они относятся.
Они не должны иметь незарубцевавшихся трещин и видимых “зеленых спинок”. Томаты могут иметь следующие небольшие дефекты при условии, что они не влияют на общий внешний вид, качество, сохранность и товарный вид продукта в упаковке:
- небольшие дефекты формы и развития
- небольшие дефекты окраски
- небольшие дефекты кожицы
- весьма небольшую помятость.

Кроме того, “ребристые” томаты:
- могут иметь зарубцевавшиеся трещины длиной не более 1 см
- не должны иметь чрезмерные выступы
- могут иметь небольшое рубцовое углубление, но не опробкование
- могут иметь опробкование рыльца не более 1 см(2)
- могут иметь тонкий удлиненный рубец на месте опадания цветов (наподобие шрама), однако не превышающих двух третей наибольшего диаметра плода.

iii) Второй сорт
К этому сорту относятся томаты, которые не могут быть отнесены к более высоким сортам, но отвечают указанным выше минимальным требованиям.
Эти томаты должны быть достаточно плотными (но несколько менее плотными, чем томаты первого сорта) и не иметь незарубцевавшихся трещин.
Томаты могут иметь следующие незначительные дефекты при условии, что они сохраняют свои основные характеристики с точки зрения качества, сохранности и товарного вида продукта:
- дефекты формы, развития и окраски
- дефекты кожицы или помятость при условии, что плод не имеет серьезных повреждений
- зарубцевавшиеся трещины длиной не более 3 см для круглых, ребристых и продолговатых томатов.

Кроме того, “ребристые” томаты могут иметь:
- более значительные выступы, чем допускается для первого сорта, однако при сохранении правильной формы
- рубцовое углубление
- опробкование рыльца до 2 см(2)
- у продолговатых томатов - тонкий рубец от цветка (наподобие шрама).

III. ПОЛОЖЕНИЯ, КАСАЮЩИЕСЯ КАЛИБРОВКИ
Калибровка производится по максимальному диаметру серединного поперечного сечения. Указанные ниже положения не применяются к “вишневидным” томатам.
А. Минимальный размер
Для томатов высшего, первого и второго сортов минимальный размер определяется следующим образом:
- для “круглых” и “ребристых” томатов: 35 мм;
- для “продолговатых” томатов: 30 мм.

В. Шкала калибровки
Была принята следующая шкала калибровки:
30 мм и более, но менее 35 мм(1)
35 мм и более, но менее 40 мм
40 мм и более, но менее 47 мм
47 мм и более, но менее 57 мм
57 мм и более, но менее 67 мм
67 мм и более, но менее 82 мм
82 мм и более, но менее 102 мм
102 мм и более.
(1)Лишь в отношении “продолговатых” томатов.

Соблюдение шкалы калибровки обязательно для томатов, отнесенных к высшему и первому сортам.
Эта шкала калибровки не применяется к кистям томатов.

IV. ПОЛОЖЕНИЯ, КАСАЮЩИЕСЯ ДОПУСКОВ
В каждой упаковке разрешается наличие продукции, не отвечающей требованиям для данного сорта в пределах допусков, установленных в отношении качества и размеров.
А. Допуски по качеству
i) Высший сорт
Допускается наличие 5% по количеству или весу томатов, не удовлетворяющих требованиям этого сорта, но удовлетворяющих требованиям первого сорта или, в исключительных случаях, соответствующих допускам, установленным для этого сорта.

ii) Первый сорт
Допускается наличие 10% по количеству или весу томатов, не удовлетворяющих требованиям этого сорта, но удовлетворяющих требованиям второго сорта или, в исключительных случаях, соответствующих допускам, установленным для этого сорта. Для кистей томатов допускается наличие 5% по количеству или весу томатов, не прикрепленных к стеблю.

iii) Второй сорт
Допускается наличие 10% по количеству или весу томатов, не удовлетворяющих требованиям этого сорта и минимальным требованиям, при этом не допускается наличие продукта, подверженного гниению, сильно помятого или имеющего другие дефекты, которые делают продукт непригодным для потребления. Для кистей томатов допускается наличие 10% по количеству или весу томатов, не прикрепленных к стеблю.

В. Допуски по размеру
Для всех сортов допускается наличие 10% по количеству или весу томатов, не соответствующих указанному размеру, но соответствующих следующему большему или меньшему размеру и имеющих минимальные размеры 33 мм для “круглых” и “ребристых” томатов и 28 мм для “продолговатых” томатов.

V. ПОЛОЖЕНИЯ, КАСАЮЩИЕСЯ ТОВАРНОГО ВИДА ПРОДУКЦИИ
А. Однородность
Содержимое каждой упаковки должно быть однородным и состоять только из томатов одного и того же происхождения, разновидности или товарной категории, качества и размера (в случае проведения калибровки).
Степень зрелости и окраска томатов, отнесенных к высшему и первому сортам, должны быть практически однородными. Длина “продолговатых” томатов должна быть более или менее одинаковой.
Видимая часть продуктов в упаковке должна соответствовать содержимому всей упаковки.
В. Упаковка
Томаты должны быть упакованы таким образом, чтобы обеспечивалась их надежная сохранность.
Материалы, используемые внутри упаковки, должны быть новыми, чистыми и такого качества, чтобы не вызывать внешнего или внутреннего повреждения продукта. Использование материалов, в частности бумаги или этикеток с торговыми спецификациями, разрешается при условии, что для нанесения текста или наклеивания этикеток используются нетоксичные чернила или клей.
В упаковке не должно содержаться никаких посторонних веществ.
С. Товарный вид
Томаты могут иметь следующий товарный вид:
i) в виде отдельных плодов, с чашечкой цветка и с коротким стеблем или без них;
ii) в виде кистей томатов, т.е. полных соцветий или их частей, если каждое соцветие или его часть содержит по меньшей мере следующее число плодов:
- 3 плода (2 плода в предварительной упаковке) или
- 6 плодов (4 плода в предварительной упаковке) для кистей “вишневидных” томатов.

VI. ПОЛОЖЕНИЯ, КАСАЮЩИЕСЯ МАРКИРОВКИ
На каждой упаковке(2) четким и нестираемым шрифтом должны наноситься следующие данные, сгруппированные на одной стороне и видимые снаружи:
2 Единицы упаковки продукции, расфасованной для прямой продажи потребителю, не подпадают под эти положения в отношении маркировки, а должны соответствовать национальным требованиям. Однако упомянутая маркировка в любом случае должна быть указана на транспортной упаковке, содержащей такие упаковки.

А. Опознавательные обозначения
Упаковщик
)
Наименование и адрес или официально

и/или
)
установленное или принятое кодовое

грузоотправитель
)
обозначение(3).

3 Национальное законодательство ряда европейских стран требует четкого указывания наименования и адреса. Однако в случае использования кодового обозначения должна делаться ссылка на “упаковщика и/или грузоотправителя”(или аналогичное сокращение) в тесной связи с кодовым обозначением.

В. Вид продукта
- “Томаты” или “кисти томатов” и товарный тип, если продукт не видно снаружи. Эти данные должны всегда указываться для “вишневидных” томатов (или “коктейльных”) томатов, независимо от того, поставляются они в виде кистей или нет.
- Наименование разновидности (необязательно).

С. Происхождение продукта
- Страна происхождения и, необязательно, район производства или национальное, региональное или местное название.

D. Товарные характеристики
- Сорт
- В случае калибровки - размер, выраженный минимальным и максимальным диаметром, или при отсутствии таковой, обозначение “некалиброванный”.

Е. Официальная пометка о контроле (необязательно)

Опубликован в 1961 году
Пересмотрен в 1997, 2000 годах
После принятия Стандарта ЕЭК ООН на томаты
в соответствии со Схемой ОЭСР была опубликована
пояснительная брошюра

Почему не все помидоры вкусные

В недалеком будущем геномы новых сортов помидоров биохимики смогут складывать, как маджонг.

А пока среди продавцов популярны малоудачные селекционные двойники традиционных томатов. У них убедительный товарный вид, но практически нет вкуса. Селекционеры, когда выводили эти сорта, добивались равномерного круглогодичного вызревания и равномерной окраски плодов — и в этом преуспели.

Но почему у томатов пропал вкус?

Последние исследования группы английских и испанских генетиков во главе с Энн Пауэлл дают ответ на это вопрос.

А в будущем их наработки, возможно, позволят сконструировать сорт, который будет вкуснее даже лучших традиционных сортов.

Оказывается, равномерное созревание новых сортов помидоров вызывается мутацией, выводящей из строя регуляторный ген GLK2. Этот ген стимулирует развитие хлоропластов в незрелых плодах, преимущественно в их верхней (пристеблевой) части. У растений с испорченным GLK2 незрелые плоды имеют равномерную бледно-зеленую окраску и так же равномерно краснеют.

На первой иллюстрации: слева — незрелый помидор сорта Ailsa Craig с обычным, то есть неравномерным созреванием: «плечи» плода темно-зеленые, низ более светлый (генотип U/U); а справа — плод родственного сорта Craigella с равномерным созреванием (генотип u/u): весь плод бледно-зеленый.

Недостаток хлоропластов в сортах с равномерным созреванием снижает эффективность фотосинтеза. Солнечный свет в этих сортах преобразуется в меньшее количество сахара и других растворимых веществ, это понижает вкусовые качества помидоров и почти лишает их запаха.

Но если вставить в геном таких растений работающий ген GLK2 и заставить его экспрессироваться во всём плоде, а не только в верхней части, можно получить помидоры с даже более высоким содержанием ценных веществ, чем в исходных, неиспорченных селекцией плодах.

Генетический ключ к сочным томатам

Локус в биологии означает фиксированное положение (локализацию) на хромосоме, например положение гена. Вариант последовательности ДНК в данном локусе называется аллелью.

Диплоидные или полиплоидные клетки, которые несут одинаковые аллели на каком-либо локусе называются гомозиготными по этому локусу, а те, которые несут различные аллели — гетерозиготными.

Признак равномерное созревание у томатов определяется генетическим локусом uniform ripening (u), от которого зависит количество и распределение хлорофилла в незрелых плодах. Доминантный аллель U определяет обычное, неравномерное созревание, при котором верхняя часть незрелого плода имеет темно-зеленую, а низ — светло-зеленую окраску. Растения, гомозиготные по рецессивному аллелю u (генотип u/u) дают равномерно созревающие плоды. В незрелом состоянии такие помидоры одинаково бледно-зеленые со всех сторон.

Молекулярная природа локуса u до сих пор была неизвестна. Генетики из США и Испании решили восполнить этот пробел.

Генетическое картирование (genetic mapping) — это определение взаимного расположения различных полиморфных участков генома, например, молекулярно-генетических маркеров по частоте рекомбинаций между ними в процессе передачи генетического материала из поколения в поколение.

Для начала исследователи воспользовались стандартными методами генетического картирования, скрещивая равномерно созревающие сорта (u/u) с дикими родственниками культурных томатов, Solanum pennellii и S. pimpinellifolium, и подсчитывая частоту рекомбинации между локусами. Это позволило выявить небольшой (60 тысяч пар оснований) участок короткого плеча 10-й хромосомы (у томата 12 хромосом в гаплоидном геноме), в котором находится искомый локус u.

Из восьми генов, находящихся в этом участке, главным подозреваемым сразу стал ген GLK2, кодирующий регуляторный белок (транскрипционный фактор) Golden 2-like — важнейший регулятор развития хлоропластов у растений. У наземных растений, от мхов до цветковых, есть два гена со схожими функциями — GLK1 и GLK2 — они активируют множества генов, необходимых для роста хлоропластов и фотосинтеза. В листьях работают оба гена вместе, их функции отчасти перекрываются: для серьезных нарушений фотосинтеза часто бывает недостаточно отключить один из них, нужно вывести из строя оба. Как они работают в сочных плодах, до сих пор не было известно.

Авторы установили, что в листьях томатов, как и у других растений, работают оба гена-регулятора, а в зреющих плодах — только один, GLK2. Они отсеквенировали этот ген у сортов с генотипами U/U и u/u и обнаружили, что в первом случае ген GLK2 кодирует полноценный регуляторный белок длиной в 310 аминокислот. Во втором случае из-за вставки одного лишнего нуклеотида в гене образовался преждевременный стоп-кодон, что приводит к синтезу никуда не годного, «усеченного» варианта белка длиной в 80 аминокислот. Больше никаких различий в нуклеотидных последовательностях между равномерно созревающими и обычными помидорами обнаружено не было.

Таким образом, ген GLK2 — это и есть локус u, а мутация, приводящая к равномерному созреванию, представляет собой его поломку, из-за которой в плодах не вырабатывается важнейший регулятор фотосинтеза.

Помидоры или помаджонги?

Чтобы окончательно убедиться в этом и уточнить детали, авторы провели серию экспериментов с генно-модифицированными томатами, в геном которых были вставлены гены GLK1 или GLK2, заимствованные у другого растения — любимого модельного объекта генетиков резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana).

На иллюстрации справа — Резуховидка Таля. Это небольшое цветковое растение семейства Капустные, произрастающее в Европе, Азии и на северо-западе Африки. Ввиду относительно короткого годичного цикла развития, является удобным модельным организмом в биологических исследованиях. Еще известна под транслитерацией родового латинского названия — арабидо́псис. Геном арабидопсиса является наименьшим известным геномом цветкового растения и первым секвенированным геномом растения.

В экспериментах с томатами гены арабидопсиса вставлялись в комбинации с разными промоторами (регуляторными участками), что заставляло их работать в разных органах растения и на разных этапах развития.

На иллюстрации внизу — стадии созревания плодов контрольного равномерно созревающего помидора u/u (вверху) и двух генно-модифицированных линий, у которых в незрелом плоде экспрессируется ген GLK1 (в середине) или GLK2 (внизу), заимствованный у растения Arabidopsis thaliana.

Оказалось, что если любой из двух генов (GLK1 или GLK2) активируется в незрелом плоде растения с генотипом u/u, то хлоропласты там становятся крупнее и многочисленнее, а сам плод приобретает темно-зеленую окраску. Из-за более активного фотосинтеза в таком помидоре, когда он созревает, оказывается на 40% больше глюкозы и фруктозы. Общее содержание растворимых сухих веществ в соке спелых генно-модифицированных помидоров оказалось на 21% выше, чем у контрольных плодов u/u. Интересно, что у «диких&кaquo; томатов с генотипом U/U этот показатель лишь на 10% выше, чем у равномерно созревающих сортов. Дело, скорее всего, в том, что у нормальных помидоров U/U ген GLK2 работает в основном в верхней части плода, которая и приобретает темно-зеленую окраску, а низ остается светлым. У ГМ-помидоров, с которыми работали ученые, этот ген регулируется другими промоторами, что заставляет его экспрессироваться во всём плоде. Возможно, именно поэтому содержание сахаров и других растворимых веществ в ГМ-плодах оказалось таким высоким.

Не исключено, что авторы открыли метод, как сделать помидоры вкуснее даже самых сочных традиционных сортов.

Правда, непонятно, как надо называть полученные таким способом плоды. Еще помидоры, или ужепомаджонги — ведь их сборка напоминает популярную китайскую забаву.

Информация о работе Применение переработанных плодов и овощей в сфере потребления