Изменение перекисного окисления липидов в яблоках при хранении в зависимости от нанесенного покрытия

Интерес к липидам плодов яблони и других семечковых достаточно велик, да и не только к плодам яблони. Значительное количество липидов содержится в клеточных мембранах, где они участвуют в регулировании проницаемости отдельных органоидов и целой клетки для поступающих в нее веществ.

Проведенные в последние годы исследования [2, 3, 5] подтверждают гипотезу о ведущей роли мембранных структур клетки. Несомненно, их повреждения играют ключевую роль в нарушении жизнедеятельности клеток плодов (организма). Повреждения клеточных мембран обуславливают перекисное окисление липидов (ПОЛ).

Как известно, скорость ПОЛ ограничена структурным фактором и наличием природ- ных антиоксидантов. Нарушение молекулярной организации мембран или разрушение антиоксидантов может усилить реакции ПОЛ.

Повреждение мембран - наиболее вероятная причина необратимых нарушений в клетке, которые могут быть охарактеризованы уровнем перекисного окисления липидов. Таким образом, ПОЛ может служить интегральным показателем физиологического состояния тканей плода.

При действии различных неблагоприятных факторов, в первую очередь, накапливаются именно продукты ПОЛ.

Об интенсивности процессов перекисного окисления липидов косвенно можно судить по количеству ТБК-активных продуктов. Первичные продукты ПОЛ (гидроперекиси липидов) нестойкие и довольно быстро разруша- ются с образованием вторичных продуктов ПОЛ, таких как малоновый диальдегид, составляющий основной компонент группы так называемых ТБК-активных веществ: всех тех веществ в ткани, которые взаимодействуют с тиобарбитуровой кислотой [1, 11].

Переокисление жирных ацилов приводит к «разрыхлению» гидрофобной части липидного биослоя, в котором образуются дефекты, аналогичные тем, которые происходят при действии фосфолипаз типа А 1 или А 2 , вследствие чего белковые компоненты мембраны становятся легкодоступными для протеаз. Следовательно, ПОЛ способно служить показателем доступности компонентов мембраны для гидролитических ферментов. Это, в свою очередь, может вызвать изменение компар-тментации ферментов фенольного и перекисного обмена, что обуславливает существующие сдвиги метаболизма тканей.

Объекты и методы исследований

Нами были исследованы следующие помологические сорта яблок: Джонатан и Ренет Симиренко.

В основе композиции для обработки яблок с целью сохранения их качества должен лежать пленкообразующий препарат, то есть высокомолекулярное вещество. Оно должно быть допущено к применению в пищевой промышленности, обладать растворимостью в воде или способствовать образовывать эмульсию, давать при нанесении на поверхность тонкую избирательную к газам пленку. Такими свойствами, в частности, обладает поливиниловый спирт (ПВС). Важным свойством пленок из ПВС является отсутствие вкуса, запаха и растворимость в воде [4].

Второй компонент, входящий в состав композиции для нанесения покрытия, это водный раствор хлористого кальция (СаCl 2 ). Обработка солями кальция, а также введение их в состав пленкообразующих композиций препятствует возникновению и развитию физиологических болезней яблок.

Сорбиновая кислота (СК) использовалась как широко распространенный консервирующий препарат при сохранении от микробиологической порчи пищевых продуктов, в частности, растительного сырья – плодов и овощей.

Оптимальные композиции пленкообразующих полимерных покрытий для хранения яблок определяли по результатам товароведного анализа (качества плодов яблони). Обра- ботанные и контрольные образцы яблок были уложены в ящики и помещены в холодильную камеру с температурой +2 °С.

Вариант 1 (контроль) – плоды, заложенные без обработки, также как и опытные, в стандартные ящики вместимостью 25 кг.

Вариант 2 . Обработаны композицией, состоящей из 2,5 % раствора поливинилового спирта (ПВС) + 2 % хлористого кальция (СаСl 2 ) + 0,2 % сорбиновой кислоты (СК) [4].

Вариант 3 . Перед закладкой на хранение опытные образцы яблок были обработаны смесью, состоящим из 25 % парафина высокой частоты, 5 % восков двух типов, 5 % восков двух типов, 0,2 % сорбиновой кислоты Перед применением препарат разбавляли водой в соотношении 1:5.

Учитывая важную роль, выполняемую внутритканевыми липидами в растительной ткани, определяли продукты перекисного окисления липидов по методу Хита и Пэкера. Этот метод основан на образовании окрашенного комплекса при взаимодействии малонового диальдегида с тиобарбитуровой кислотой [12].

Результаты и их обсуждение

Результаты исследования о влиянии полимерного покрытия на уровень ПОЛ в биомембранах, выделенных из яблок, представлены в табл. 1 и 2. В ходе исследования удалось выявить специфические особенности спектров поглощения ТБК-активных продуктов в тканях яблок сортов Джонатан и Ренет Симиренко. Спектры поглощения ТБК-активных продуктов имеют сложную структуру. По литературным данным [1–3, 5–7] определение ПОЛ основано на фотометрии окрашенного комплекса с максимумом поглощения при 532 нм, появляющегося при взаимодействии тиобарбитуровой кислоты (ТБК) с малоновым диальдегидом (МДА), который образуется при окислении ненасыщенных жирных кислот. В нашем же эксперименте выявлен пик с максимумом поглощения при 520 нм. Подобного рода отклонения в спектре поглощения ТБК-активных продуктов обнаружены в тканях других растений [5, 8–10]. Было установлено, что вещества, появляющиеся при инкубации хлоропластов на свету (пики с максимумом поглощения при 460 и 500 нм), представляют собой продукты ПОЛ. Так, некоторые циклические перекиси при взаимодействии с ТБК образуют комплексы с максимумом поглощения при 460 нм. Воз-

Таблица 1

Изменение содержания свободных жирных кислот в мембранах яблок сорта Джонатан в зависимости от условий хранения

Кислоты	Содержание в мембранах яблок, %
	Вариант 1			Вариант 2			Вариант 3
	XI	I	V	XI	I	V	XI	I	V
С 12:0	0,9	3,2	0,5	0,9	2,5	2,2	0,9	2,6	2,4
С 14:0	74,1	30,5	69,8	74,1	48,7	64,9	74,1	47,5	65,2
С 16:0	7,8	11,3	7,4	7,8	8,4	9,2	7,8	8,5	9,4
С 18:0	3,1	4,6	5,7	3,1	3,8	4,2	3,1	3,6	4,0
С 18:1	2,3	6,6	0,6	2,3	5,0	1,8	2,3	5,1	1,8
С 18:2	3,3	3,6	2,6	3,3	3,2	2,9	3,3	3,0	2,8
С 18:3	4,5	1,8	5,8	4,5	2,0	4,8	4,5	2,0	4,7
Всего нена-сыщ.	13,2	16,6	14,7	13,2	14,0	13,7	13,2	13,7	13,4
Всего насыщен.	82,8	45,0	77,7	82,8	59,6	76,3	82,8	58,6	77,0
Ненас./насыщ.	0,16	0,37	0,19	0,16	0,24	0,18	0,16	0,23	0,17

Таблица 2

Изменение содержания свободных жирных кислот в мембранах яблок сорта Ренет Симиренко в зависимости от условий хранения

Кислоты	Содержание в мембранах яблок, %
	Вариант 1			Вариант 2			Вариант 3
	XI	I	V	XI	I	V	XI	I	V
С 12:0	0,6	1,8	1,4	0,6	0,8	1,2	0,6	0,9	1,2
С 14:0	92,7	42,4	80,1	92,7	35,9	77,2	92,7	37,3	77,9
С 16:0	1,3	8,2	6,8	1,3	4,5	5,7	1,3	4,7	5,8
С 18:0	0,9	6,7	4,6	0,9	3,7	3,0	0,9	3,5	3,1
С 18:1	0,4	5,8	1,2	0,4	2,4	0,8	0,4	3,6	0,6
С 18:2	0,9	1,5	0,7	0,9	1,1	0,5	0,9	1,2	0,5
С 18:3	0,8	2,5	2,7	0,8	1,9	2,2	0,8	1,7	2,4
Всего нена-сыщ.	3,0	16,5	9,2	3,0	9,1	6,5	3,0	9,0	6,6
Всего насыщен.	94,6	52,4	88,3	94,6	41,2	84,1	94,6	42.9	84,9
Ненас./насыщ.	0,03	0,31	0,10	0,03	0,22	0,08	0,03	0,21	0,08

Примечание: С 12 : 0 – лауриновая кислота; С 14 : 0 – миристиновая кислота; С 16:0 – пальмитиновая кислота; С18:0 – стеариновая кислота; С 18:1 – олеиновая кислота; С 18:2 – линолевая кислота; С 18:3 – линоленовая кислота.

можно, пик с максимумом поглощения при 520 нм соответствует продуктам ПОЛ в тканях яблок.

Изменения интенсивности перекисного окисления липидов являются, вероятно, одним из регуляторных механизмов интенсивности дыхания. Эта регуляция осуществляется, возможно, через ингибирование сукцинатдегидрогеназы малоновой кислоты. К концу хранения ПОЛ значительно возрастает и его регуляция может выйти из-под контроля защитных механизмов против повреждающего действия продуктов ПОЛ. Продукты окисления оказывают повреждающее действие на клеточные мембраны, легко окисляют аскорбиновую кислоту, являющуюся хорошим антиоксидантом, что является одной из причин старения растительных тканей [7, 13].

В период хранения покрытие, нанесенное на поверхность яблок, вследствие уменьшения доступа кислорода к тканям, тормозит уровень окислительных процессов, в том числе и образование ПОЛ.

Длительное хранение яблок, обработанных полимерными покрытиями, с повышенной концентрацией углекислого газа и пониженным содержанием кислорода в тканях, заметно снижает скорость окисления липидов. И этот факт представляет большой интерес, объясняя более низкий уровень перекисного окисления в яблоках, обработанных полимерными покрытиями. Следовательно, регуляторная роль углекислого газа по отношению к процессу созревания плодов заключается в подавлении декарбоксилирования, прежде всего, декарбоксилирования яблочной кислоты, и, как следствие, в подавлении биосинтеза веществ, специфичных для созревания и старения плодов, в частности продуктов перекисного окисления липидов.

На протяжении всего периода хранения для яблок, имеющих покрытие, характерен более низкий уровень образования продуктов перекисного окисления липидов. А это значит, что с помощью покрытия замедляется процесс разрушения мембранных липидов.

Проведенное исследование позволило сделать вывод, что одним из аспектов благоприятного воздействия индивидуального полимерного покрытия на плодах яблони в период хранения является сохранность структурной целостности тканей.

Важную роль в процессе окисления липидов играют свободные жирные кислоты

(СЖК), которые являются основными предшественниками в биосинтезе углеводородов.

Исследование фракций СЖК в мембранах яблок свидетельствует, что преобладающей является миристиновая кислота (С 14 ). Значительными по содержанию являются пальмитиновая, линолевая и линоленовая кислоты (см. табл. 1 и 2).

В середине хранения яблок исследованных сортов в контрольном (вариант 1) и опытных вариантах (2 и 3) происходит снижение количества миристиновой кислоты, а в конце хранения – её накопление.

Количество ненасыщенных СЖК в тканях яблок обоих вариантов в середине хранения возрастало, а к концу хранения – снижалось. СЖК возрастает сильнее в контрольном варианте, а к концу хранения падает, оставаясь выше исходного уровня.

Следует отметить, что полимерные покрытия препятствовали колебаниям концентрации ненасыщенных свободных жирных кислот, тогда как в контроле эти колебания значительны.

Наиболее интенсивно по сравнению с другими свободными жирными кислотами в середине хранения накапливаются олеиновая и линолевая кислоты. Увеличение содержание ненасыщенных СЖК к концу хранения влечет за собой увеличение коэффициента, характеризующего отношение ненасыщенных СЖК к насыщенным. К концу хранения уменьшается содержание кислот с С 18 (стеариновая кислота) углеродными атомами и разной степенью ненасыщенности и увеличивается концентрация насыщенных СЖК. Однако, полимерные покрытия заметно замедляют этот процесс.

Таким образом, при изучении влияния индивидуальных полимерных покрытий яблок установлено, что применение их сопровождается снижением уровня ПОЛ и образованием ненасыщенных компонентов с более короткой цепью: миристиновой и пальмитиновой кислот. Яблоки, обработанные полимерными покрытиями, сохранили присущий им внешний вид, окраску, консистенцию и аромат.