ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 1

2 ΙΣΤΟΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Η ανάγκη για διατήρηση των τροφίμων φάνηκε από την πρώτη στιγμή που ο άνθρωπος άρχισε να οργανώνεται σε κοινωνίες. Οι αρχαίες μέθοδοι συντήρησης βασίζονταν στην παρατήρηση (οι Κρήτες της Μινωικής εποχής αποξήραναν τα σύκα και άλλα φρούτα επειδή παρατήρησαν ότι έτσι διατηρούνταν περισσότερο χρόνο). Πριν από έτη συντήρηση δημητριακών σε υπόγειες κατασκευές σε Νεολιθικούς οικισμούς της Μέσης Ανατολής. Οι αρχαίοι Ρωμαίοι ανέπτυξαν τα σιλό για μακρά συντήρηση των δημητριακών.

3 Γνωστή ήταν στους Ρωμαίους και η μέθοδος συντήρησης δημητριακών σε ερμητικά κλειστά δοχεία, αλλά και η μέθοδος συντήρησης με ψύξη. Οι πιο εύποροι διέθεταν υπόγειες αποθήκες με πάγο ή χιόνι για τη συντήρηση των τροφίμων τους. Το 1803 ο Thomas Moore ανακάλυψε το ψυγείο. Ο πάγος άρχισε να χρησιμοποιείται στις ΗΠΑ και στην Ευρώπη το 1868 σε ειδικά βαγόνια. Το 1859 εμφανίζεται στην Αυστραλία μια συσκευή που παράγει ψύχος με εξάτμιση αιθέρα. Το 1889 εμφανίζεται στην Γερμανία η πρώτη μηχανή που παράγει ψύχος με εξάτμιση αμμωνίας. Οι πρώτες επιστημονικές ανακαλύψεις έγιναν το 1819 στη Γαλλία από τον Bernard ο οποίος ανακάλυψε ότι όταν οι συγκομισμένοι καρποί τοποθετούτναι σε κλειστούς χώρους παράγουν CO 2 και χρησιμοποιούν το O 2 και δεν ωριμάζουν.

4

5 Οι Kidd & West το 1927 δημοσίευσαν μελέτη για τη χρήση τροποποιημένης ατμόσφαιρας για έλεγχο ωρίμανσης των μήλων (CA). Στη δεκαετία του 50 έγιναν πολλές εργασίες που αφορούσαν την αναπνοή, το ρόλο των μιτοχονδρίων στην παραγωγή ενέργειας που απαιτείται για τις αναβολικές λειτουργίες και την παραγωγή αιθυλενίου από τους καρπούς. Την δεκαετία του 60 οι έρευνες στράφηκαν προς την ενζυμολογία της ωρίμανσης και στην προσπάθεια να εντοπιστούν στους ιστούς οι ουσίες που ευθύνονται για την παραγωγή του αιθυλενίου. Τη δεκαετία του 70 έγινε προσπάθεια να εξηγηθούν οι ζημιές από χαμηλές θερμοκρασίες που παρατηρούνται στα είδη με τροπική-υποτροπική ανάπτυξη και επίσης να εξηγηθεί ο μηχανισμός που προκαλεί την ωρίμανση.

6 ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΗΣ ΜΕΤΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Η ανάγκη για αύξηση της γεωργικής παραγωγής γίνεται όλο και πιο μεγάλη τις τελευταίες δεκαετίες με την αύξηση του πληθυσμού της γης. Το πρόβλημα της ασύμμετρης αύξησης του πληθυσμού σε σχέση με την αύξηση των τροφίμων είναι δυνατόν να λυθεί είτε με την αύξηση της γεωργικής παραγωγής, είτε με τη μείωση του πληθυσμού. Και οι δύο αυτές λύσεις απαιτούν κεφάλαια και μεγάλο χρονικό διάστημα για να εφαρμοστούν. Η τρίτη και περισσότερο εφαρμόσιμη λύση είναι η δραστική μείωση των απωλειών τροφίμων που συμβαίνουν μετά τη συγκομιδή έως τη διάθεση των προϊόντων.

7 Οι γενικές εκτιμήσεις μιλούν για σύνολο απωλειών που σε κάποιες περιπτώσεις αγγίζει το 50% της παγκόσμιας παραγωγής και 30-40% της παραγωγής σε ανεπτυγμένες χώρες. Οι απώλειες αυτές αφορούν προσβολές από παθογόνους οργανισμούς και καταστροφή από κακούς χειρισμούς της παραγωγής μετά τη συγκομιδή.

8 Ο περιορισμός ή η ελαχιστοποίηση των απωλειών αυτών θα μπορούσε να έχει τις ακόλουθες συνέπειες: ο εφοδιασμός των αγορών με τρόφιμα μπορεί να γίνει χωρίς να είναι απαραίτητο να αυξηθεί η καλλιεργούμενη έκταση, η ενέργεια και το κεφάλαιο σε γεωργικές επενδύσεις οι απώλειες σε ενέργεια που χρησιμοποιείται για την παραγωγή και εμπορία του προϊόντος θα περιοριστούν στο ελάχιστο το πρόβλημα της απόρριψης του προϊόντος που είναι ακατάλληλο για διάθεση, περιορίζεται δραστικά οι ανάγκες των καταναλωτών σε τρόφιμα και οι θρεπτικές ανάγκες των πληθυσμών ικανοποιούνται χωρίς τη χρησιμοποίηση επιπλέον πηγών σε ενέργεια, γεωργική γή και νερό

9 Η εφαρμογή της κατάλληλης μετασυλλεκτικής μεταχείρισης στη διακίνηση οπωροκηπευτικών, επιβάλλεται και για το λόγο ότι πολλά είδη φρούτων και λαχανικών παράγονται ορισμένες μόνο εποχές του χρόνου και η συνεχής τροφοδοσία της αγοράς όλες τις εποχές προϋποθέτει τη μακρά συντήρησή τους. Επίσης, οι μετασυλλεκτικές μεταχειρίσεις, έχουν μεγάλη οικονομική σημασία και επηρεάζουν τη διαμόρφωση της τιμής πολλών φρούτων και λαχανικών. Έρευνα που έγινε για τα μήλα στις ΗΠΑ έδειξε ότι από το συνολικό κόστος, βάσει του οποίου διαμορφώνεται η τελική τιμή, το 24% αντιστοιχεί στην πρωτογενή παραγωγή, το 23% στη συσκευασία, το 21% στη μεταφορά, το 9% στο χονδρικό εμπόριο και το 23% στη λιανική πώληση.

10 ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΔΙΑΘΕΣΗ ΝΩΠΩΝ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Στην Ελλάδα παράγονται κάθε χρόνο 10 εκατομ. περίπου τόνοι νωπών φρούτων και λαχανικών. Από τα οπωροφόρα, την πρώτη θέση κατέχουν τα ροδάκινα (961 χιλ τόνοι/έτος) και ακολουθούν τα πορτοκάλια, τα μήλα, τα λεμόνια, τα αχλάδια, τα μανταρίνια, τα βερίκοκα και τα σταφύλια. Από τα λαχανοκομικά, την πρώτη θέση κατέχουν οι τομάτες (667 χιλ. τόνοι/έτος) και ακολουθούν τα καρπούζια, τα πεπόνια, τα αγγούρια, οι μελιτζάνες, οι πιπεριές και οι φράουλες. Από αυτά, ένα μέρος καρπών απορροφάται από την εσωτερική αγορά, ένα μέρος εξάγεται και το υπόλοιπο μεταποιείται.

11

12 Είναι αξιοσημείωτο ότι οι εξαγωγές των ελληνικών φρούτων αυξάνονται συνεχώς. Αυτή η αλματώδης αύξηση οφείλεται: στη μεγάλη ζήτηση, ιδιαίτερα από τις ανατολικοευρωπαϊκές χώρες στη βελτίωση της ποιότητας στην καλυτέρευση του δικτύου εμπορίας Σημαντικές είναι και οι εξαγωγές των επεξεργασμένων νωπών οπωροκηπευτικών προϊόντων (ροδάκινα, τομάτα, ελιές, βερίκοκα, πιπεριές, χυμοί φρούτων κ.α.)

13

14 Τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει ουσιώδεις μεταβολές στον τομέα της μετασυλλεκτικής μεταχείρισης των νωπών καρπών και κυρίως στη συσκευασία, τη συντήρηση και τη μεταφορά των καρπών. Σύγχρονες μονάδες διαλογής και συσκευασίας έχουν εγκατασταθεί στα μεγάλα κέντρα παραγωγής και κυρίως στην Κ. Μακεδονία, τη Β. Πελοπόννησο και την Κρήτη. Επίσης, μεγάλα ψυγεία έχουν εγκατασταθεί στα κέντρα παραγωγής καρπών, άλλα με κοινή ψύξη και άλλα με ελεγχόμενη ατμόσφαιρα. Ουσιώδεις βελτιώσεις έχουν γίνει και στον τομέα των μεταφορών (αυτοκίνητα ψυγεία, βαγόνια Interfrigo, πλοία ψυγεία κ.α.). Στον τομέα της δευτερογενούς παραγωγής, έχουν δημιουργηθεί σύγχρονα ξηραντήρια, κονσερβοποιεία κ.α σε Μακεδονία, Πελοπόννησο και Λάρισα.

15 Αδυναμίες γεωργικής παραγωγής της Ελλάδας Διαρθρωτικές αδυναμίες της πρωτογενούς παραγωγής δυσκολεύοθν τη διακίνηση νωπών καρπών (μικρή εξαγωγική περίοδος, ποικιλίες δίχως ζήτηση στο εξωτερικό κ.α.). Δυσμενείς συνθήκες μεταφοράς και εμπορίας των εξαγόμενων νωπών φρούτων και λαχανικών (υψηλό κόστος παραγωγής και μεγάλη απόσταση από κόμβους μετακομιστικού εμπορίου). Έλλειψη ψυκτικών εγκαταστάσεων με κατάλληλο εξοπλισμό. Η έρευνα σε θέματα μετασυλλεκτικής διαχείρισης είναι περιορισμένη ειδικά για ελληνικές ποικιλίες.

16

17 ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ Περιεκτικότητα σε υγρασία: χαρακτηρίζονται από υψηλή περιεκτικότητα σε υγρασία 80-95%. Τα αμυλώδη λαχανικά έχουν λιγότερη, αλλά πάνω από 50%. Η συγκομιδή να γίνεται όταν οι ιστοί έχουν το μέγιστο ποσοστό υγρασίας. Υδατάνθρακες: βρίσκονται σε μορφή ουσιών όπως τα σάκχαρα (γλυκόζη & φρουκτόζη). Η περιεκτικότητά τους σε υδατάνθρακες κυμαίνεται από 2-40%. Οι υδατάνθρακες βρίσκονται επίσης στα ποωροκηπευτικά με τη μορφή φυτικών ινών (κυτταρίνη, λιγνίνη, πηκτίνη). Πρωτεΐνη: ελάχιστες ποσότητες (1% στα φρούτα και 2% στα λαχανικά).

18 Λιπίδια: 1%, κυρίως στις κυτταρικές μεμβράνες και στα επιφανειακά στρώματα της εφυμενίδας. Εξαίρεση η ελιά και το αβοκάντο. Οργανικά οξέα: τα επικρατέστερα είναι το μηλικό και το κιτρικό οξύ. Επίσης το τρυγικό στα σταφύλια και το οξαλικό στο σπανάκι. Βιταμίνες και ανόργανα άλατα: πλούσιες πηγές βιταμινών, κυρίως Α και C και φολικού οξέος όπως και ανόργανων αλάτων.

19 ΦΥΣΗ & ΔΟΜΗ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ Οι μεταβολές που συμβαίνουν στα φυτικά όργανα μετά τη συγκομιδή και το είδος της μεταχείρισης, εξαρτώνται από τη φύση και τη σύσταση των ιστών τους. Όργανα που λειτουργούν ως αποθηκευτικοί ιστοί συμπεριφέρονται τελείως διαφορετικά από τα φυλλώδη λαχανικά. Είναι μεγάλης σημασίας να γνωρίζουμε τη δομή των προϊόντων αυτών σε συνδυασμό με τη σύστασή τους σε επίπεδο οργάνων, ιστών ή και κυττάρων.

20 ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΗ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ Στα οπωροκηπευτικά που χρησιμοποιούνται για κατανάλωση από τον άνθρωπο, υπάγονται διάφορα φυτικά όργανα ή και ολόκληρα φυτά με μεγάλη διαφοροποίηση χαρακτηριστικών, έτσι που η κατάταξη τους σε ομάδες να είναι αναγκαία για τη μελέτη της μετασυλλεκτικής τους συμπεριφοράς. Μία ταξινόμηση γίνεται ανάλογα με τη χρήση τους (νωπά, λαχανικά για μαγείρεμα, για επεξεργασία). Η βοτανική ταξινόμηση έχει περιορισμένη αξία, αφού φυτά της ίδιας οικογένειας μπορεί να διαφέρουν σημαντικά ως προς τη φυσιολογική τους συμπεριφορά.

21 Μια ταξινόμηση των προϊόντων με βάση το είδος του φυτικού οργάνου και το στάδιο της ανάπτυξής του κατά τη συγκομιδή, φαίνεται να ικανοποιεί καλύτερα τη μετασυλλεκτική διαχείριση. Παρακάτω γίνεται η ταξινόμηση των προϊόντων ανάλογα με το είδος του φυτικού οργάνου και το στάδιο ανάπτυξής του.  Ολόκληρα φυτά: σπάνια χρησιμοποιούνται για διατροφή του ανθρώπου. Εδώ υπάγονται τα ανθοκομικά αλλά και τα είδη που χρησιμοποιεί ο παραγωγός για πολλαπλασιαστικούς σκοπούς. Επίσης φυτρωμένοι σπόροι που χρησιμοποιούνται ως σαλατικό. Τα προϊόντα αυτά υφίστανται έντονο stress, κυρίως από έλλειψη υγρασίας.

22  Αποσπασμένα φυτικά μέρη: α) σπέρματα και λοβοί, β) βολβώδη, ριζώδη και κονδυλώδη, γ) φυλλώδη, ανθώδη και καρποφόρα λαχανικά.  Φυλλώδη λαχανικά: αποτελούνται από το πλάτυσμα και το μίσχο. Η συντηρησιμότητά τους είναι περιορισμένη και απαιτεί διατήρηση σε συνθήκες που περιορίζουν στο ελάχιστο απώλειες από αναπνοή.  Νεαροί βλαστοί: οι ιστοί αυτοί έχουν μεγάλο ρυθμό αναπνοής και διαπνοής και οι συνθήκες πρέπει να είναι κατάλληλες για να τα περιορίζουν (σπαράγγι).  Άνθη: τα άνθη (αγκινάρα) και οι ανθοταξίες (μπρόκολο και κουνουπίδι) διαθέτουν ικανοποιητικά θρεπτικά αποθέματα και συντηρούνται ικανοποιητικά αν περιοριστούν οι απώλειες υγρασίας.

23 Καρποί: στα οπωροκηπευτικά, ο καρπός αναφέρεται όχι μόνο στην ώριμη ωοθήκη αλλά και σε άλλα γειτονικά ανθικά μέρη. Στα περισσότερα είδη, οι καρποί είναι σαρκώδεις και καταναλίσκονται αφού ωριμάσουν. Υπόγεια φυτικά μέρη: ειδικά όργανα, στα οποία τα προϊόντα της φωτοσύνθεσης είναι αποθηκευμένα με μορφή υδατανθράκων για να διατηρηθεί το φυτό τη διάρκεια του χειμώνα. Κατά τη συγκομιδή έχουν πολύ βραδύ ρυθμό αναπνοής. Αν βρεθούν σε κατάλληλες συνθήκες, σπάνε το λήθαργο και αναλαμβάνουν έντονο ρυθμό αναπνοής. Χωρίζονται σε ριζώματα (καρότα, παντζάρια, ραπανάκια) και κονδύλους (πατάτα).

24

25