عضو شوید
عضویت سریع
تبادل لینک هوشمند 
آمار مطالب
آمار بازدید
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 1-1- ارزش غذایی 100 گرم میوه‌ی ازگیل ژاپنی6جدول 1-2- مهمترین کشورهای تولید کننده‌ی ازگیل ژاپنی………………………………………………………………………………………..8
جدول 1-3- آمار تولید ازگیل ژاپنی در ایران……………………………………………………………………………………………………………..9
جدول 2-1- ویژگیهای پلی‌فنل‌اکسیدازهای استخراج شده از منابع گیاهی گوناگون ……………………………………………………19
جدول 3-1- معرفی تیمارهای شیمیایی به‌کار رفته در آزمایش……………………………………………………………………………………30
جدول 4-1- تجزیه واریانس اثرات ساده و متقابل زمان، بسته‌بندی و تیمار شیمیایی روی صفت کاهش وزن ………………….41
جدول 4-2- تجزیه واریانس اثرات ساده و متقابل بسته‌بندی و تیمار شیمیایی روی سایر صفات اندازه‌گیری شده…………….44
جدول 4-3- مقایسه میانگین اثر ساده‌ی زمان بر کاهش وزن نمونه‌ها62
جدول 4-4- مقایسه میانگین اثر ساده‌ی تیمار شیمیایی بر کاهش وزن نمونه‌ها62
جدول 4-5- مقایسه میانگین اثر ساده‌ی بسته‌بندی بر کاهش وزن نمونه‌ها63
جدول 4-6- مقایسه میانگین اثر متقابل زمان و بسته‌بندی بر کاهش وزن نمونه‌ها63
جدول 4-7- مقایسه میانگین اثر متقابل بسته‌بندی و تیمار شیمیایی بر کاهش وزن نمونه‌ها64
جدول 4-8- مقایسه میانگین اثر متقابل زمان و تیمار شمیایی بر کاهش وزن نمونه‌ها در بسته‌بندی PS65
جدول 4-9- مقایسه میانگین اثر متقابل زمان و تیمار شیمیایی بر کاهش وزن نمونه‌ها در بسته‌بندی PS+PE66
جدول 4-10- مقایسه میانگین اثر متقابل زمان، بسته‌بندی و تیمار شیمیایی بر کاهش وزن نمونه‌ها67
جدول 4-11- مقایسه میانگین اثر ساده‌ی بسته‌بندی بر صفات اندازه‌گیری شده 68
جدول 4-12- مقایسه میانگین اثر ساده‌ی تیمار شیمیایی بر صفات اندازه‌گیری شده68
جدول 4-13- مقایسه میانگین اثر متقابل بسته‌بندی و تیمار شیمیایی بر صفات اندازه‌گیری شده (1)69
جدول 4-14- مقایسه میانگین اثر متقابل بسته‌بندی و تیمار شیمیایی بر صفات اندازه‌گیری شده (2)70
جدول 4-15- ضرایب همبستگی بین صفات اندازه‌گیری شده در میوه‌های ازگیل ژاپنی…………………………………………………71
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
TOC \h \z \c “شکل3-” شکل 2-1- مسیر بیوسنتز ترکیبات فنلی13
شکل 2-2- ساختار تعدادی از مواد هدف PPO14
شکل 2-3- مکانیسم قهوه‌ای شدن آنزیمی توسط PPO16
شکل 2-4- نحوه‌ی بازدارندگی عوامل احیا کننده18
شکل 2-5- فرمول ساختاری اسید آسکوربیک26
شکل 2-6- فرمول ساختاری اسید سیتریک27
شکل 2-7- فرمول ساختاری هگزامتافسفات سدیم28
شکل 3-1- غوطه‌وری نمونه‌ها در محلول‌های مورد آزمایش31
شکل 3-2- بسته‌بندی نمونه‌ها به دو شکل یک‌لایه (PS) و دولایه (PS+PE)31
شکل 3-3- اندازه‌گیری TSS به‌وسیله‌ی رفرکتومتر دیجیتال33
شکل 3-4- بورت دیجیتال مورد استفاده جهت اندازه‌گیری TA و ویتامین ث34
شکل 3-5- استخراج عصاره‌ی میوهها36
شکل 3-6- منحنی و معادله استاندارد فنل کل بر حسب اسید گالیک37
شکل 3-7- اسپکتروفتومتر مورد استفاده برای اندازه‌گیری فنل کل، فلاونوئید کل و ظرفیت آنتیاکسیدانی37
شکل 3-8- منحنی و معادله استاندارد فلاونوئید کل بر حسب کاتچین38
شکل 4-1- اثر تیمارهای مختلف بر کاهش وزن نمونه‌ها در بسته‌بندی PS42
شکل 4-2- اثر تیمارهای مختلف بر کاهش وزن نمونه‌ها در بسته‌بندی PS+PE42
شکل 4-3- اثر تیمارهای مختلف بر شاخص قهوه‌ای شدن میوه‌های ازگیل ژاپنی45
شکل 4-4- اثر تیمارهای مختلف بر میزان TSS میوه‌های ازگیل ژاپنی47
شکل 4-5- اثر تیمارهای مختلف بر میزان TA میوه‌های ازگیل ژاپنی49
شکل 4-6- اثر تیمارهای مختلف بر نسبت TSS/TA میوه‌های ازگیل ژاپنی50
شکل 4-7- اثر تیمارهای مختلف بر میزان ویتامین ث میوه‌های ازگیل ژاپنی51
شکل 4-8- اثر تیمارهای مختلف بر میزان فنل کل میوه‌های ازگیل ژاپنی53
شکل 4-9- اثر تیمارهای مختلف بر میزان فلاونوئید کل میوه‌های ازگیل ژاپنی55
HYPERLINK \l “_Toc93595783” HYPERLINK \l “_Toc93595783” شکل 4-10- اثر تیمارهای مختلف بر ظرفیت آنتیاکسیدانی میوه‌های ازگیل ژاپنی56
چکیده
قهوه‌ای شدن آنزیمی مهمترین ناهنجاری فیزیولوژیکی است که به‌شدت کیفیت پس از برداشت و عمر انباری ازگیل ژاپنی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. به‌منظور بررسی اثر آب مقطر و تعدادی از عوامل ضد قهوه‌ای شدن آنزیمی از جمله اسید آسکوربیک (1 و 2 درصد)، اسید سیتریک (5/0 و 1 درصد)، هگزامتافسفات سدیم (5/0 و 1 درصد) و اثر ترکیبی این مواد (در 2 غلظت)، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل با 3 عامل زمان (7 سطح)، بسته‌بندی (2 سطح) و تیمار شیمیایی(9 سطح) برای صفت کاهش وزن و 2 عامل بسته‌بندی (2 سطح) و تیمار شیمیایی (10 سطح) برای سایر صفات، بر پایه طرح کاملاً تصادفی در 3 تکرار طراحی شد. میوه‌های تیمار شده پس از بسته‌بندی به دو روش (ظروف پلی‌استیرنی یا ظروف پلی‌استیرنی پوشیده شده با فیلم‌های پلی‌اتیلنی سبک) به مدت 35 روز در انبار سرد نگهداری شده و پس از آن به منظور ایجاد حالت مشابه با بازار، بدون پوشش به مدت 2 روز دیگر در دمای 25 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. برخی خصوصیات فیزیکوشیمیایی از قبیل کاهش وزن، شاخص قهوه‌ای شدن، مواد جامد محلول (TSS)، اسیدیته قابل تیتر (TA)، TSS/TA، ویتامین ث، فنل کل، فلاونوئید کل و فعالیت آنتیاکسیدانی میوهها اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد هگزامتافسفات سدیم بیشترین تاثیر را در کنترل کاهش وزن نمونه‌ها داشت. تیمارهای اسید آسکوربیک 2 درصد، اسید سیتریک 1 درصد و هگزامتافسفات سدیم 1 درصد نیز کمترین شاخص قهوه‌ای شدن را به خود اختصاص دادند. پس از 2 + 35 روز نگهداری، در تمام نمونه‌ها میزان TSS (به‌جز تیمار اسید آسکوربیک 2 درصد) و TA کاهش و در مقابل، میزان TSS/TA افزایش یافت. همچنین مشخص شد ویتامین ث میوهها در پایان مدت نگهداری کاهش معنی‌داری داشته است اما تیمار اسید آسکوربیک 2 درصد توانست آن را در حد مطلوبی حفظ نماید. علاوه بر این بیشترین مقدار فنل کل، فلاونوئید کل و فعالیت آنتیاکسیدانی در میوه‌های تیمار شده با اسید آسکوربیک 2 درصد و محلول ترکیبی با غلظت کمتر مشاهده شد. در مجموع مشخص شد که اسید آسکوربیک 2 درصد موثرترین تیمار جهت حفظ کیفیت میوه‌های ازگیل ژاپنی در طی انبارداری بوده است.
کلید واژه: ازگیل ژاپنی، اسید آسکوربیک، اسید سیتریک، قهوه‌ای شدن آنزیمی، هگزامتافسفات سدیم.
فصل اول:
مقدمه
ميوهها منابع غنی از كربوهيدراتها، ويتامينها، آنتي‌اكسيدانها، پلي‌فنلها، مواد معدني و فيبرهاي غذایي هستند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که رژیم غذایی سرشار از میوه و سبزی خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی و عروقی، انواع سرطان، بیماری‌های پوستی و سایر بیماری‌های مزمن را کاهش می‌دهد (برتازا و همکاران، 2003). ارزش غذایی بالای این محصولات میزان تقاضاي آنها را در طی سالیان اخیر بين مصرف كنندگان افزايش داده و بستری را جهت توسعه اقتصادی فراهم نموده است (فالر و فیالو، 2010).
تولید میوه‌هایی با کیفیت مطلوب از طریق اتخاذ تدابیر مدیریتی در حین فصل رشد امکان‌پذیر است اما یکی از مشکلات جدی در صنعت تولید محصولات باغی، حفظ کیفیت پس از برداشت آن‌هاست. واکنش‌های متابولیکی در محصولات، پس از برداشت نیز ادامه پیدا می‌کند که میتواند شاخصه‌های کیفی آنها از جمله رنگ، طعم، عطر، ارزش غذایی و بافتشان را تحت تاثیر قرار داده و از بازارپسندی آنها بکاهد. این امر در مورد میوه‌های گرمسیری و نیمه‌گرمسیری که طبیعت فسادپذیرتری دارند بیشتر صدق می‌کند (فرناندو و همکاران، 2004).
تلفات پس از برداشت میتواند در هر نقطه از زنجیره‌ی تولید و بازاریابی رخ دهد و بسته به نوع محصول و محل تولید، بین 10 تا 50 درصد تخمین زده میشود (ماریا، 2007). زخم‌ها و صدمات مکانیکی از مهمترین دلایل ضایعات در میوه‌هاست و جلوگیری از ایجاد چنین آسیب‌هایی در زمان برداشت یا پس از آن میتواند در حفظ کیفیت محصولات تاثیرگذار باشد (کاپلینی و سپونیس، 1984). همچنین آگاهی از فیزیولوژی پس از برداشت محصولات باغی که عبارتست از مطالعه‌ی فرآیندهای زیستی بافت‌های گیاهی پس از جدا شدنشان از گیاه مادری، به همراه کاربرد تکنولوژی‌های پس از برداشت و انواع تیمار فیزیکی و شیمیایی جهت به حداکثر رساندن خصوصیات کیفی بسیار حائز اهمیت است (ماریا، 2007). البته امروزه با افزایش سطح آگاهی مصرف کنندگان، عدم استفاده از مواد شیمیایی مصنوعی در صنایع غذایی مورد تاکید قرار گرفته است، لذا لزوم بررسی و شناسایی مواد طبیعی و غیرسمی موثر در افزایش ماندگاری محصولات بیشتر احساس میشود (رابرت و همکاران، 2003).
لازم به ذکر است شناخت روش‌های بهینه برای نگهداری حداکثری هر محصول خاص مستلزم انجام آزمایش‌های گوناگون است و نمی‌توان یک خط مشی کلی برای رسیدن به این هدف ترسیم کرد زیرا عوامل بسیاری از جمله شرایط تغذیه‌ای و اقلیمی در حین رشد و نمو، مرحله‌ی بلوغ هنگام برداشت، تفاوت‌های ژنتیکی بین ارقام مختلف و … در تغییرات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی پس از برداشت دخیل هستند (ماریا، 2007).
1-1- خاستگاه و تاريخچه ازگیل ژاپنی
خاستگاه ازگیل ژاپنی کرانه‌های رود دادو در جنوب چین است و از حدود 2000 سال پیش در آن مناطق کشت می‌شده است (ژانگ و همکاران، 1990؛ لین و همکاران، 2007). این گیاه در دوران باستان از چین به ژاپن معرفی شد و حدوداً از سال 1180 میلادی در ژاپن هم مورد کشت و کار قرار گرفت (دینگ و همکاران، 1998). علی رغم پیشینه‌ی تاریخی ازگیل ژاپنی در شرق آسیا، آشنایی مردم سایر نقاط دنیا با این گیاه به گذشته‌ای نه‌چندان دور برمی‌گردد. از سابقه کشت ازگیل ژاپنی در ایران اطلاعات چندانی در دست نیست اما این گیاه در اروپا برای اولین بار در سال 1784 میلادی بهعنوان گیاهی زینتی در باغ گیاهشناسی پاریس کشت شد و از آنجا راه خود را به انگلستان و کشورهای مدیترانه‌ای باز کرد و در بین سالهای 1867 تا 1870 میلادی از اروپا و ژاپن به فلوریدا و کالیفرنیای آمریکا معرفی شد (ویلانووا و همکاران، 2001؛ لین و همکاران، 1999). اگرچه در ابتدا ازگیل ژاپنی در بسیاری از کشورها بهعنوان گیاهی زینتی محسوب می‌شد اما رفته‌‌رفته انتخاب ارقامی با میوه‌های درشت‌تر زمینه‌ساز جلب نظر باغداران به این گیاه بهعنوان درختی بارده شد، به‌‌طوری که امروزه تولید این میوه‌ی باستانی در مقیاس تجاری در بیش از 30 کشور دنیا انجام میگیرد (بادانس و همکاران، 2000).
1-2- مشخصات گیاهشناسی
ازگیل ژاپنی با نام علمی Eriobotrya japonica و نام انگلیسی Loquat درختی همیشه‌سبز و نیمه‌گرمسیری است و متعلق به خانواده Rosaceae و زیرخانواده Pomoideae می‌باشد. نام Eriobotrya از دو کلمه یونانی erion و botrys به معانی کرک و خوشه مشتق شده است که به کرکدار بودن برگ‌ها و میوه‌های این گیاه و فرم گلدهی آن اشاره دارد. کلمه japonica هم به ژاپن برمی‌گردد، چرا که ازگیل ژاپنی از این کشور به بسیاری از نقاط دنیا معرفی شد (حسین و همکاران، 2009).
این گیاه دارای گلهای کامل است و بیشتر ارقام آن خودگشن هستند، ولی در بعضی ارقام خودناسازگاری نیز دیده میشود. گلهای سفید رنگ ازگیل ژاپنی در پاییز شکوفا می‌شوند، میوهها در طی زمستان رشد می‌کنند و در بهار می‌رسند. رنگ میوه‌های ازگیل ژاپنی از زرد کمرنگ تا نارنجی متغیر است. طعم آنها معمولا شیرین با یک ترشی ملایم است و بسیار آبدارند. میوهها کروی یا تخم‌مرغی شکل‌اند و قطر آنها 2 تا 5 سانتیمتر و متوسط وزن آنها 30 تا 40 گرم می‌باشد که در ارقام بزرگ به 70 یا حتی به 170 گرم هم می‌رسد. معمولا 2 تا 4 بذر قهوه‌ای رنگ در هر میوه وجود دارد (لین و همکاران، 1999؛ لین و همکاران، 2007).
1-3- ازدیاد ازگیل ژاپنی
ازگیل ژاپنی از طریق بذر قابل تکثیر است اما مشکلاتی چون تفرق صفات، خودناسازگاری و دوره‌ی جوانی طولانی مانع استفاده از این روش تکثیر در باغات تجاری میشود. همچنین روش‌های دیگری از قبیل پیوند جوانه، خوابانیدن هوایی، کشت بافت و ریزازدیادی هم برای تکثیر ازگیل ژاپنی قابل استفاده است اما بهترین روش، پیوند شاخه روی دانهال‌های ازگیل ژاپنی، درخت به و بعضی گونه‌های جنس Eriobotrya است. پیوند زبانه‌ای، پیوند نیمانیم و پیوند اسکنه از جمله انواع پیوند شاخه‌اند که برای تکثیر این گیاه به‌کار می‌روند ( لین و همکاران، 1999).
1-4- نیازهای خاکی و اقلیمی
بهطور کلی درخت ازگیل ژاپنی در نواحی نزدیک به دریا و بین عرض جغرافیای 20 تا 35 درجه و گاهی تا 45 درجه شمالی و جنوبی یافت میشود (بادنس و همکاران، 2000). این گیاه با نواحی مدیترانه‌ای کاملاً سازگار است و بهدلیل نیازهای اقلیمی تقریباً مشابه با مرکبات، در مناطق مرکبات‌خیز به‌خوبی پرورش می‌یابد (پلات و کالیسکان، 2007؛ ویلانووا و همکاران، 2001).
ازگیل ژاپنی به محدوده‌ی وسیعی از خاک‌ها اعم از اسیدی یا قلیایی و سبک یا سنگین مقاوم است و در صورت رطوبت و زهکشی مناسب خاک، به‌خوبی رشد می‌کند (لین و همکاران، 2007). مقاومت درخت به سرما تا منهای 10 درجه سانتیگراد می‌رسد اما میوهها در دمای کمتر از منهای 3 درجه یخ می‌زنند. احداث یک باغ ازگیل ژاپنی در مناطقی توصیه میشود که دارای دمای زمستانه بیش از منهای 3 درجه و دمای تابستانه کمتر از 35 درجه سانتیگراد باشند (لین، 2007).
1-5- ارزش غذایی و دارویی ازگیل ژاپنی
میوه‌ی ازگیل ژاپنی معمولاً مصرف تازه‌خوری دارد و علاوه بر طعم شیرین و آبدار بودن، سرشار از مواد معدنی و انواع ویتامین به‌خصوص منگنز، پتاسیم و پرو ویتامین آ است (کارادنیز، 2003).
جدول 1-1- ارزش غذایی 100 گرم میوه ازگیل‌ژاپنی
ترکیبات میوه مقدار
آب 00/87 درصد
کالری 00/47 کیلو کالری
پروتئین 400/0 گرم
چربی 200/0 گرم
کلسترول 00/00
کربوهیدرات 00/12 گرم
فیبر 700/1 گرم
کلسیم 00/16 میلی‌گرم
منگنز 148/0 میلی‌گرم
آهن 300/0 میلی‌گرم
منیزیم 00/13 میلی‌گرم
فسفر 00/27 میلی‌گرمپتاسیم 0/266 میلی‌گرم
سدیم 00/01 میلی‌گرم
ویتامین ث 00/03 میلی‌گرم
ویتامین آ 00/76 میکروگرم
منبع: سازمان تحقیقات وزارت کشاورزی ایالات متحده (U.S.D.A، 2013)
برگ و میوه‌ی ازگیل ژاپنی بهطور سنتی بهعنوان موادی گیاهی با ارزش دارویی بالا مورد توجه بوده‌اند (وی و هسوآن، 1992). فیتای نام معجونی گیاهی است که از برگ و میوه‌ی ازگیل ژاپنی تهیه میشود و در طب سنتی چین بهعنوان دارویی برای درمان برونشیت مزمن، سرفه و ناراحتی‌های ریوی تجویز میشود (ژانگ و همکاران، 2004).
همچنین خواص ضد سرطانی، ضد دیابتی، تسکین درد و رفع التهاب‌های پوستی هم به برگ‌های این گیاه نسبت داده شده است و میوه‌ی آن بهدلیل داشتن مواد مغذی در بهبود عملکرد قلب، تقویت قوه‌ی بینایی و سلامت دندان‌ها نقش دارد و با دارا بودن مقادیر زیادی فیبر باعث عملکرد بهتر دستگاه گوارش میشود (نیشیوکا و همکاران، 2002).از طرفی بذر ازگیل ژاپنی بهدلیل دارا بودن اسیدهای چرب غیراشباع از جمله اسید لینولنیک و اسید لینولئیک در بهبود عملکرد کبد و پیشگیری از ابتلا به نارسایی کبد موثر است (نیشیوکا و همکاران، 2002).
1-6- ارقام ازگیل ژاپنی
در کشور ما تحقیقات مدونی بر روی ارقام محلی ازگیل ژاپنی صورت نگرفته است و اطلاعات چندانی در این زمینه موجود نیست اما ارقام بسیاری در سایر کشورها بهویژه چین، ژاپن و اسپانیا توسط نشانگرهای مولکولی و با توجه به ویژگیهای فیزیکی و مرفولوژیکی این گیاه شناسایی و معرفی شده‌اند. چین بزرگ‌ترین ژرم‌پلاسم ازگیل ژاپنی را در اختیار دارد و حدود 250 رقم مختلف از این گیاه در باغ ملی ازگیل ژاپنی فوژو در منطقه فوجیان موجود است. در بانک‌های ژرم‌پلاسم اسپانیا و ژاپن هم به ترتیب 100 و 60 رقم ازگیل ژاپنی وجود دارد (لین، 2007).
از ارقام زیر می‌توان بهعنوان ارقام مهم و تجاری ازگیل ژاپنی نام برد (لین، 2007؛ ژنگ، 2001؛ یاسر و همکاران، 2003):
گوانگیو، یانگوشی 1، دائوزینگ، جیفانگ‌ژونگ، زائوژونگ 6، مگدال، الگری، گلدن ناگت، موگی و تاناکا.
1-7- اهمیت اقتصادی
تولید جهانی میوه‌ی ازگیل ژاپنی حدود 550000 تن است و سطح زیر کشت آن به بیش از 130000 هکتار می‌رسد (هاسه‌گاوا و همکاران، 2010؛ لین، 2007). چین، اسپانیا، ترکیه، پاکستان و ژاپن بزرگ‌ترین تولیدکنندگان ازگیل ژاپنی در دنیا می‌باشند. علاوه بر این کشورها حدود 30 کشور دیگر از جمله برزیل، استرالیا، نیوزیلند، هند، ماداگاسکار، مراکش، ایتالیا، یونان و آمریکا هم در تولید این میوه نقش دارند (بادنس و همکاران، 2000؛ لین، 2007).
کشت و کار ازگیل ژاپنی در چین از دهه 70 میلادی با شروع برنامه‌های اصلاحی که روی معرفی، انتخاب و دورگ‌گیری ارقام مختلف متمرکز بود رشد چشمگیری داشته است و از 2000 هکتار به 26000 هکتار در سال 1995 و به 120000 هکتار در سال 2005 رسیده است (لین و همکاران، 2007؛ ژنگ، 2001).
جدول1-2- مهمترین کشورهای تولید کننده‌ی ازگیل ژاپنی
تولید (تن) سطح زیر کشت (هکتار) کشور
460000 120000 چین
43300 3023 اسپانیا
12000 820 ترکیه
10479
10240 1501
2420 پاکستان
ژاپن
منبع: لین، 2007
اسپانیا دومین تولید کننده‌ی بزرگ و اولین صادر کننده‌ی ازگیل ژاپنی در دنیاست و 84% تجارت بین المللی این میوه به اسپانیا اختصاص دارد. مقصد اصلی صادرات، کشورهای اتحادیه اروپا می‌باشند (کابایرو و فرناندز، 2003؛ کانیته و همکاران، 2007). در اسپانیا هم تولید ازگیل ژاپنی در 30 سال گذشته رشد زیادی داشته و از 18000 تن در سال 1985 به 45000 تن در سال 2004 رسیده است (کانیته و همکاران، 2007).
ترکیه علی‌رغم سطح زیرکشت کمتر نسبت به پاکستان و ژاپن، در رتبه‌ی سوم تولید ازگیل ژاپنی قرار دارد (لین، 2007). تولید این کشور از 3000 تن در سال 1980 به 12000 تن در سال 2003 رسیده است (پلات و کالیسکان، 2007).
در پاکستان حدود 98% ازگیل ژاپنی تولید شده به مناطق پنجاب و مرزهای شمال غربی اختصاص دارد. عمده محصول تولیدی در این کشور مصرف داخلی دارد اما مقدار کمی از آن هم به کشور امارات صادر میشود (حسین و همکاران، 2011).
تا قبل از جنگ جهانی دوم ژاپن بزرگ‌ترین تولید کننده‌ی ازگیل ژاپنی در دنیا بود، اما بعد از پایان جنگ بهدلیل ویرانی‌های به‌‌بار آمده و ارجحیت تولید محصولات زراعی و صنایع سنگین، سطح زیر کشت ازگیل ژاپنی به‌شدت کاهش یافت. با این حال امروزه نیز ژاپن جایگاه خود را در بین تولیدکنندگان برتر این محصول حفظ کرده است (لین، 2007؛ لین و همکاران، 2007).
در ایران ازگیل ژاپنی یک درخت میوه‌ی نادیده گرفته شده است، زیرا باغاتی که در آنها منحصراً ازگیل ژاپنی پرورش یابد کمتر به چشم می‌خورد و بیشتر به شکل محدود در باغات مرکبات و یا در باغچه‌های خانگی کشت میشود. همچنین بیشتر نهال‌های موجود از تکثیر بذری حاصل شده‌اند. از طرفی تحقیقات چندانی هم برای انتخاب ارقام برتر، بهبود عملکرد درختان و افزایش ماندگاری میوه‌های ازگیل ژاپنی صورت نگرفته است. با این وجود بهدلیل شرایط اقلیمی مساعد در شمال کشور، تولید این میوه بهویژه درغرب مازندران و شرق گیلان مقدار قابل توجهی است.
جدول1-3- آمار تولید ازگیل ژاپنی در ایران
منبع: آمار نامه وزارت جهاد کشاورزی
کشورهای پیشرو در تولید این محصول، از چند دهه پیش با تاسیس مراکز تخصصی، مطالعات گوناگونی را بر روی ازگیل ژاپنی سازماندهی کردند که نتیجه‌ی آن، افزایش چشمگیر در سطح تولید و درآمدزایی در این بخش بوده است.
دورگ‌گیری و معرفی ارقام جدید با عملکرد مطلوب‌تر و مقاومت بیشتر به تنش‌های محیطی، شناسایی ارقام تریپلوئید طبیعی و تلاش جهت تولید میوه‌های بدون بذر، تکنیک‌های مختلف ازدیاد از جمله پیوند روی پایه‌های پاکوتاه به‌منظور احداث باغهای متراکم، تنک شیمیایی گل و میوه جهت افزایش سایز میوهها، زودرس کردن میوهها با اعمال تدابیر مدیریتی از قبیل کم آبیاری تنظیم شده، افزایش عمر انباری میوهها با تیمارهای مختلف و … از جمله پژوهش‌هایی است که در این مراکز صورت گرفته است (لین و همکاران، 2007؛ کوئواس و همکاران، 2007، پلات و کالیسکان، 2007).
در کشور ما هم این پتانسیل وجود دارد تا با توجه بیشتر به ازگیل ژاپنی و انجام تحقیقات لازم، تولید این میوه از نظر کمی و کیفی ارتقا یافته تا علاوه بر مصرف داخلی، زمینه برای صادرات آن هم فراهم شود.1-8- بیان مسئله و اهداف تحقیق
درخت ازگیل ژاپنی با اقلیم نوار ساحلی شمال کشور کاملا سازگار است و در این نواحی کشت میشود اما کوتاه بودن عمرانباری میوه‌ی ازگیل ژاپنی و حساسیت بالای آن به از دست دادن آب و قهوه‌ای شدن از عوامل اصلی محدودیت عرضه این محصول به بازارهای دورتر است.
پدیده‌ی قهوه‌ای شدن واکنشی است که میوهها و سبزی‌ها در نتیجه‌ی صدمات مکانیکی و فیزیولوژیکی در طی انبارداری یا فرآوری از خود بروز می‌دهند. ترکیبات فنلی و آنزیم پلی‌فنل‌اکسیداز (PPO) مستقیماً در بروز این پدیده نقش دارند زیرا آنزیم PPO که از کمپلکس پروتئین- مس تشکیل شده در حضور اکسیژن، ترکیبات فنلی موجود در میوه را به اورتو- کوئینون اکسیده می‌کند. در ادامه اورتو- کوئینون‌ها به ماده‌ی رنگی ملانین تبدیل و سبب تولید مواد تیره رنگ می‌شوند (دینگ و همکاران، 2002). بنابراین تیمار میوهها با ترکیبات طبیعی و غیرسمی که به‌طرق مختلف از فعالیت آنزیم PPO و یا از تولید مواد تیره رنگ ممانعت می‌کنند میتواند راهکاری مناسب برای جلوگیری از قهوه‌ای شدن زودهنگام میوهها باشد (لی و همکاران، 1983؛ گوئررو- بلتران و همکاران، 2005). به‌علاوه از آنجاییکه PPO نیاز به اکسیژن دارد تا بتواند در محل زخم واکنش قهوه‌ای شدن را ایجاد کند استفاده از بسته‌بندی‌های غیرقابل نفوذ به اکسیژن و یا محیط‌هایی با اتمسفر تغییریافته هم میتواند در جلوگیری از بروز این پدیده موثر باشد (مارتینز و ویتاکر، 1995).
پژوهش حاضر با اهداف ذیل طراحی شده است:
بررسی اثر اسید آسکوربیک، اسید سیتریک و هگزامتافسفات سدیم در جلوگیری از تغییر رنگ میوه‌های ازگیل ژاپنی.
حفظ کیفیت ظاهری و افزایش ماندگاری میوه‌های ازگیل ژاپنی بسته‌بندی شده در طی انبارداری سرد.
جلوگیری از تغییر طعم و از بین رفتن ارزش غذایی میوه‌های ازگیل ژاپنی.
فصل دوم:
بررسی منابع
2-1- مشکلات پس از برداشت ازگیل ژاپنی
میوه‌ی رسیده‌ی ازگیل ژاپنی به‌شدت فسادپذیر است و در طی چند روز پس از برداشت، فاسد و غیرقابل مصرف میشود و از آنجاییکه این میوه نافرازگراست قبل از رسیدن کامل غیرقابل برداشت می‌باشد (تیان و همکاران، 2007).
ازگیل ژاپنی بسیار آبدار است اما بهدلیل داشتن پوست نازک، مقادیر زیادی از آب خود را از دست می‌دهد و دچار کاهش وزن شدیدی میشود. همچنین طبیعت حساس این میوه سبب میشود با کوچک‌ترین ضربه و آسیب مکانیکی در حین برداشت، حمل و نقل و یا انبارداری به‌سرعت قهوه‌ای شده و از بازارپسندی‌اش کاسته شود (دینگ و همکاران، 2002). لذا اتخاذ تدابیر و تیمارهای ویژه برای حفظ کیفیت آن و افزایش مقدار محصول قابل عرضه به بازار ضروری به‌نظر می‌رسد.
2-2- قهوه‌ای شدن آنزیمی
قهوه‌ای شدن آنزیمی مهمترین عامل محدود کننده‌ی ماندگاری ازگیل ژاپنی و بسیاری از محصولات دیگر خصوصاً میوه‌های برش‌یافته و فرآوری شده می‌باشد و تخمین زده میشود که بیش از 50 درصد ضایعات در میوهها ناشی از آن است (ویتاکر و لی، 1995). این فرآیند با قهوه‌ای شدن غیرآنزیمی که در مواد غذایی دیده میشود و در نتیجه‌ی تجزیه‌ی اسید آسکوربیک، کاراملیزاسیون و واکنش‌های پیچیده‌ی میلارد اتفاق می‌افتد متفاوت است (توریبیو و لوزانو، 1984). محققین مختلف چندین آنزیم از جمله پراکسیداز، فنیل‌آلانین آمونیالیاز، لیپوکسیژناز و آنزیم‌های پکتیک را در بروز این پدیده موثر دانسته‌اند (لامیکانرا، 2002)، اما آنزیمی که تمامی محققین آن را بهعنوان مسئول اصلی قهوه‌ای شدن آنزیمی پذیرفته‌اند پلی‌فنل‌اکسیداز (PPO) است (مارتینز و ویتاکر، 1995؛ مایر و هارل، 1979؛ کاورایان و آیدمیر، 2001). از طرفی دیگر ترکیبات فنلی بهعنوان ماده‌ی هدف این آنزیم، دیگر عامل دخیل در این فرآیند شناخته شده‌اند (دینگ و همکاران، 2006؛ واکر و فرار، 1998). درواقع برای بروز قهوه‌ای شدن آنزیمی می‌بایست آنزیم فعال، اکسیژن مولکولی و مواد هدف فنلی در کنار هم حضور داشته باشند.
2-2-1- ترکیبات فنلی
ترکیبات فنلی گروه مهمی از آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی هستند و دارای تنوع و دامنه‌ی انتشار وسیعی در میوهها و سبزی‌های مختلف می‌باشند که از طریق داشتن حداقل یک حلقه‌ی آروماتیک با یک یا چند گروه هیدروکسیل شناسایی می‌شوند. این ترکیبات متابولیت‌های ثانویه‌ای هستند که در نتیجه‌ی سوخت و ساز در گیاهان و طی فرآیندهای گوناگونی چون جذب عناصر غذایی، سنتز پروتئین‌ها، فعالیت آنزیمی و فتوسنتز ساخته می‌شوند. همچنین دارای نقش ساختاری در سلولهای گیاهی هم هستند و در ویژگیهای حسی میوهها نظیر رنگ، گسی و طعم آنها نقش ایفا می‌کنند (رابینز، 2003).
فنل‌ها با دارا بودن ظرفیت آنتیاکسیدانی بالا می‌توانند رادیکال‌های آزاد بهویژه رادیکال‌های هیدروکسیل را با اهدای هیدروژن خنثی کنند و با تنظیم فعالیت آنزیمی سلول‌ها، مانع از تجزیه‌ی آنها شوند (هاشم و همکاران، 2005). همچنین این ترکیبات با حضور در پوست میوهها بهعنوان لایه‌ای محافظ عمل کرده و ساختار سلولهای حساس را از آثار مخرب اشعه‌ی فرابنفش خورشید حفظ می‌کنند (هامازو، 2006). بخشی از نقش مثبت میوهها و سبزی‌ها در سلامتی افراد را می‌توان به آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی موجود در آنها از جمله پلی‌فنل‌ها نسبت داد. ثابت شده است که این مواد احتمال ابتلا به بیماری‌های قلبی و انواع سرطان را کاهش می‌دهند ( کانگ و همکاران، 2005).
شکل2-1- مسیر بیوسنتز ترکیبات فنلی
تولید اسید آمینه‌ی معطر فنیل‌آلانین از مسیر شیکیمیک اسید زمینه ساز بیوسنتز ترکیبات فنلی در گیاهان پیشرفته است و مهم ترین آنزیم در طی این فرآیند آنزیم فنیل‌آلانین آمونیالیاز (PAL) می‌باشد. این آنزیم فنیل‌آلانین را به سینامات تبدیل کرده و در ادامه این ماده توسط آنزیم سینامات 4- هیدروکسیلاز به 4- کومارات تبدیل می شود (شکل 2-1). در نهایت پس از چند واکنش دیگر انواع مختلفی از فنل ها از جمله آنتوسیانین‌ها، فلاونوئیدها، لیگنین‌ها، اسیدهای بنزوئیکی و مشتقات آنها تولید میشود (هامازو، 2006).
تاکنون بیش از 8000 نوع مختلف از ترکیبات فنلی با ساختار شیمیایی متفاوت از منابع گیاهی گوناگون استخراج و شناسایی شده است (رابینز، 2003) که تعدادی از آنها و نه همه‌ی آنها ماده‌ی هدف آنزیم PPO هستند زیرا این آنزیم روی گلیکوزیدها واکنش انجام نمی‌دهد. از کاتکول، کاتچین، 3و4- دی‌هیدروکسی‌فنیل‌آلانین (DOPA)، اسید کافئیک و اسید کلروژنیک می‌توان بهعنوان مهمترین مواد هدف PPO نام برد (کرومیر، 2000).
شکل2-2- ساختار تعدادی از مواد هدف PPO
2-2-2- نقش پلی‌فنل‌اکسیداز در قهوه‌ای شدن آنزیمی
پلی‌فنل‌اکسیدازها گروهی آنزیم متشکل از کمپلکس پروتئین- مس هستند که در انواع موجودات زنده از باکتری تا پستانداران یافت می‌شوند. میزان بالایی از این آنزیم‌ها در قارچ خوراکی، موز، سیب، گلابی، آووکادو، ازگیل ژاپنی، هلو و سیب‌زمینی وجود دارد که اکسیداسیون ترکیبات فنلی به کوئینون‌ها را کاتالیز می‌کنند که این امر سبب تولید مواد تیره رنگ در بافت‌های زخمی و کاهش کیفیت محصولات میشود (مایر و هارل، 2006). با این حال در بعضی میوه‌های خشک نظیر آلوها، کشمش سیاه، انجیر سیاه، خرما و همین‌طور در روند تولید چای خشک، قهوه و کاکائو فعالیت آنزیم PPO برای حصول طعم و رنگ مطلوب ضروری است و در واقع برخلاف سایر محصولات غذایی، آنزیم PPO در افزایش کیفیت و بازارپسندی این موارد خاص نقش مثبتی ایفا می‌کند (واکر، 1995؛ مارتینز و ویتاکر، 1995). فعالیت PPO در بسیاری از میوهها اثبات شده است اما شدت این فعالیت در بخش‌های مختلف میوه متفاوت است. در موز بیشترین فعالیت PPO در گوشت و در سیب و گلابی بیشترین فعالیت PPO در پوست میوه گزارش شده است (مچیکس و همکاران، 1990؛ آلزامارا و همکاران، 2000). همچنین فعالیت این آنزیم در بین ارقام مختلف و مراحل مختلف بلوغ متفاوت است (ساپرس و داگلاس، 1987).
مکانیسم عمل PPO بر اساس قابلیت آن در اکسیده کردن ترکیبات فنلی استوار است. در حالت عادی PPO ها در پلاستیدها قرار دارند و ترکیبات فنلی در واکوئل‌ها ذخیره می‌شوند لذا در میوه‌های سالم این دو جدا از هم هستند و اکسیده شدن فنل‌ها رخ نمی‌دهد. اما عواملی مانند پیری و آسیب‌های مکانیکی باعث پارگی و از هم پاشیدگی غشاهای سلولی شده و الحاق مواد هدف فنلی به PPO منجر به قهوه‌ای شدن آنزیمی می‌گردد (مایر و هارل، 1979). از طرفی اتیلن تولید شده در اثر آسیب‌های بافتی باعث فعالیت بیشتر آنزیم PAL شده و با افزایش بیوسنتز فنل‌ها، ماده‌ی هدف بیشتری برای PPO فراهم میشود (کوچر و همکاران، 1993؛ سالتویت، 1996). جایارامان و همکاران (1982) بیان کردند شدت قهوه‌ای شدن موزهای برش داده شده، با فعالیت PPO و غلظت مواد هدف فنلی مرتبط است. گزارشهای دیگری نیز مبنی بر ارتباط بین میزان ترکیبات فنلی با شدت قهوه‌ای شدن بافت میوهها وجود دارد (ولر و همکاران، 1997؛ کوزتنگ و لی، 1987). PPO دو واکنش مختلف را در حضور اکسیژن کاتالیز می‌کند:
الف- هیدروکسیلاسیون مونوفنل‌ها به او- دی‌فنل‌ها (فعالیت مونوفنلازی).
ب- اکسیداسیون او- دی‌فنل‌ها به او- کوئینون‌ها که با تشکیل مولکول آب همراه است (فعالیت دی‌فنلازی).
این فرآیند با یک واکنش غیرآنزیمی که منجر به تولید ماده‌ی تیره رنگ ملانین میشود تکمیل می‌گردد (شکل2-3). او- کوئینون‌ها بسیار واکنش‌پذیرند و به سرعت اکسیده یا پلی‌مریزه می‌شوند. آنها می‌توانند با سایر مولکول‌های کوئینون، ترکیبات فنلی، گروه‌های آمینی موجود در پروتئین‌ها و اسیدهای آمینه، آمین‌های آروماتیک، ترکیبات تیولی و… واکنش دهند (ویتاکر و لی، 1995).
شکل2-3- مکانیسم قهوه‌ای شدن آنزیمی توسط PPO
معمولاً طی این فرآیند رنگدانه‌های قهوه‌ای رنگ حاصل میشود اما رنگ‌های قرمز مایل به قهوه‌ای، خاکستری و حتی سیاه هم قابل انتظار است. تفاوت رنگ تولیدی و نیز شدت تغییر رنگ به نوع ترکیبات فنلی دخیل در واکنش و شرایط محیطی در حین اکسیداسیون فنل‌ها بستگی دارد (آمیوت و همکاران، 1997؛ نیکلاس و همکاران، 1994).
قهوه‌ای شدن آنزیمی در واقع یک مکانیسم دفاعی در گیاهان محسوب میشود زیرا ملانین با داشتن خواص ضد میکروبی بهعنوان مانعی در راه ورود عوامل بیماری‌زا به بافت‌های آسیب‌دیده عمل می‌کند (نیکلاس و همکاران، 1994). اما پیامدهای این فرآیند تنها به تغییر رنگ محدود نمی‌شود و طعم ناخوشایند و کاهش ارزش غذایی را نیز در پی دارد در نتیجه سبب کاهش بازارپسندی محصولات و ضرر و زیان مالی به تولیدکنندگان می‌گردد. از این رو PPO در صنایع غذایی بهعنوان یک آنزیم بحرانی در نظر گرفته شده و مطالعات زیادی جهت کنترل فعالیت آن صورت گرفته است (آروگبا، 2000؛ واموس-ویگیازو، 1981).
2-2-3- روش‌های کنترل قهوه‌ای شدن آنزیمیمیزان مواد هدف فنلی و فعالیت آنزیم PPO همبستگی نزدیکی با شدت قهوه‌ای شدن بافت میوهها و سبزی‌ها دارد. گزارشهای متعددی مبنی بر تفاوت درجه‌ی قهوه‌ای شدن ارقام مختلف سیب به دلیل اختلاف در میزان فعالیت PPO و محتوای پلی‌فنلی آنها موجود است (سونگ و همکاران، 2007؛ ساپرس و داگلاس، 1987؛ کوزتنگ و لی، 1987). در مطالعه‌ای روی 12 رقم سیب مشخص شد که برش‌های ارقام کورتلند، امپایر، گلدن دلیشز، نیویورک 674 و رد دلیشز کمترین شاخص قهوه‌ای شدن را بعد از 3 روز نگهداری در دمای 2 درجه‌ی سانتیگراد دارا بودند که این موضوع اهمیت انتخاب ارقام مناسب جهت تولید محصولات برش یافته و فرآوری شده را نمایان می‌سازد (واتادا و کی، 1999).
در مورد سایر محصولات جلوگیری از زخمی شدن در حین و یا پس از برداشت میتواند کمک شایانی به حفظ کیفیت آنها بکند زیرا صدمات مکانیکی، حساسیت بافت‌های گیاهی به قهوه‌ای شدن را به دلیل سنتز بیشتر ترکیبات فنلی و دسترسی بیشتر PPO به آنها افزایش می‌دهد (دینگ و همکاران، 2001؛ کوچر و همکاران، 1993).
همچنین قهوه‌ای شدن آنزیمی از طریق تیمارهای پس از برداشت شیمیایی و فیزیکی قابل کنترل است. تیمار شیمیایی شامل کاربرد عوامل بازدارنده‌ای میشود که روی آنزیم، مواد هدف و یا فرآورده‌های آن اثر می‌گذارند. متداول‌ترین روش‌های فیزیکی نیز عبارتند از: انبارداری سرد، تیمار حرارتی، بسته‌بندی، اصلاح شرایط اتمسفری، تیمار با مواد خوراکی پوشاننده‌ی سطح محصولات، کاربرد فشار بالای هیدرواستاتیک و پرتو افکنی گاما.
2-2-3-1- عوامل ضد قهوه‌ای شدن آنزیمی
این مواد به شش گروه شامل اسیدی کننده‌ها، عوامل احیاکننده، عوامل کلات‌کننده، عوامل کمپلکس‌کننده، بازدارنده‌های آنزیمی و تیمارهای آنزیمی تقسیم می‌شوند و به صورت جداگانه یا ترکیبی جهت کنترل قهوه‌ای شدن آنزیمی مورد استفاده قرار می‌گیرند (سون و همکاران، 2001؛ آلتونکایا و گوکمن، 2008).
1) اسیدی کننده‌ها: بهترین pH برای فعالیت آنزیم PPO در بیشتر میوهها اسیدی ضعیف تا خنثی گزارش شده است (جدول2-1) و در صورتی‌که pH محیط از 5/4 کمتر باشد بهدلیل تغییر در جایگاه فعال آنزیم و جداشدن یون مس از آن، فعالیت PPO به‌شدت کاهش می‌یابد (ویتاکر، 1994). لذا کاربرد موادی که pH بافت میوهها را پایین می‌آورند نظیر اسید سیتریک، اسید اگزالیک، اسید تارتاریک، اسید مالیک، اسید فسفریک و اسید هیدروکلریک در کنترل قهوه‌ای شدن آنزیمی موثر است (لامیکانرا، 2002).
2) عوامل احیاکننده: اسید آسکوربیک و مشتقات آن، اسید اریتوربیک و مواد سولفیتی در این گروه قرار می‌گیرند و ترکیباتی موثر جهت کنترل قهوه‌ای شدن آنزیمی محسوب می‌شوند. این مواد اورتو- کوئینون‌های تولید شده ناشی از فعالیت PPO را به ترکیبات فنلی بازیافت می‌کنند (ساپرس، 1993). هر چند از آنجاییکه در طی این فرآیند به شکلی غیرقابل برگشت اکسیده و مصرف می‌شوند تاثیر آنها موقتی است، مگر آنکه در غلظت‌های بالاتر مورد استفاده قرار گیرند (مک‌اویلی و همکاران، 1992).
شکل2-4- نحوه‌ی بازدارندگی عوامل احیا کننده
3) عوامل کلات‌کننده: این ترکیبات با اتصال به یون مس موجود در جایگاه فعال آنزیم PPO و ایجاد یک ترکیب پایدار با آن، باعث تغییر ساختار آنزیم و غیرفعال شدن PPO می‌شوند. اسپاریکس، اتیلن‌دیامین تترا استیک اسید (EDTA)، هگزامتافسفات سدیم، پیروفسفات سدیم، اسید سیتریک و اسید اگزالیک از جمله مهمترین عوامل کلات‌کننده می‌باشند (ساپرس و همکاران، 1989).
4) عوامل کمپلکس‌کننده: این گروه از بازدارنده‌های قهوه‌ای شدن شامل موادی می‌باشند که توانایی به‌دام انداختن یا ایجاد کمپلکس با مواد هدف PPO و یا فرآورده‌های ناشی از فعالیت آن را دارا هستند. سیکلو دکسترین و سیستئین به این گروه تعلق دارند (بیلاد و همکاران، 1995؛ ساپرس و همکاران، 1989).
5) بازدارنده‌های آنزیمی: این مواد از جمله اسید کوجیک، اسید سینامیک و 4- هگزیل‌رسورسینول بهدلیل شباهت ساختاری با مواد هدف PPO تمایل شدیدی به انجام واکنش با این آنزیم دارند (مک‌اویلی و همکاران، 1992).
6) تیمارهای آنزیمی: آنزیم‌هایی نظیر فیسین، بروملین و پاپین به دلیل داشتن خاصیت پروتئولیزی (تجزیه پروتئین) می‌توانند به آنزیم PPO حمله کرده و با تخریب ساختمان آن از قهوه‌ای شدن محصولات جلوگیری کنند (سوتیراک و مانوراکچیناکورن، 2010).
جدول 2-1- ویژگیهای پلی‌فنل‌اکسیدازهای استخراج شده از منابع گیاهی گوناگون
منبع: کیروش و همکاران (2008)
در گذشته از مواد سولفیتی به عنوان ترکیباتی موثر جهت کنترل قهوه‌ای شدن آنزیمی در صنایع غذایی استفاده می‌شد اما از اواخر دهه 80 میلادی با مشخص شدن آثار سوء این مواد در سلامتی افراد سعی در جایگزینی آنها با موادی بی‌خطر مانند آسید آسکوربیک، اسید سیتریک، اسید اگزالیک، هگزامتافسفات سدیم، 4- هگزیل‌رسورسینول و … شد (لمبرکت، 1995؛ ساپرس، 1993).
2-2-3-2- انبارداری سرد و تیمار حرارتی
یکی از معمول‌ترین روش‌ها جهت کنترل واکنش‌های آنزیمی، کاهش دما در حین حمل و نقل و انبارداری است. در دمای پایین نه‌تنها فعالیت آنزیمی کاهش می‌یابد بلکه از شدت سایر فعالیت‌های متابولیکی بهویژه تنفس هم کاسته میشود که این امر در افزایش عمر انباری محصولات تاثیرگذار است (کای و همکاران، b2006؛ دینگ و همکاران، 1998). لذا برای حفظ کیفیت محصولات توصیه میشود که آنها در دماهای پایین و نزدیک به صفر درجه سانتیگراد نگهداری شوند. البته انتخاب دمای مناسب جهت جلوگیری از یخ‌زدگی و خسارات ناشی از آن، باید به‌دقت و بر اساس حساسیت هر محصول خاص تعیین شود (کای و همکاران، b2006). بنابر اظهارات دینگ و همکاران (1998) کیفیت میوه‌های ازگیل ژاپنی حدود 4 هفته در دمای صفر و 2 هفته در دمای 10 درجه سانتیگراد حفظ میشود. همچنین ماندگاری میوه‌های برش داده شده‌ی آناناس از 4 روز در دمای 10 درجه تا 2 هفته در دمای صفر درجه سانتیگراد گزارش شده است (مارنو و کادر، 2006).
علاوه بر کاهش دما، تیمار حرارتی نیز به شکل گسترده‌ای به دلیل توانایی آن در غیرفعال‌سازی آنزیم‌ها، از بین بردن میکروارگانیسم‌ها و ممانعت از بیوسنتز اتیلن به‌کار برده میشود (لامیکانرا و همکاران، 2005). حرارت با تغییر دادن ماهیت و رسوب دادن آنزیم‌های حساس به گرما آنها را غیرفعال می‌کند. البته این تیمار میتواند تاثیر مشابهی روی بعضی از مواد مغذی موجود در میوهها داشته باشد و در برخی موارد منجر به تغییر طعم و تخریب بافت آنها شود بنابراین کاربرد این تیمار بر روی میوهها باید کوتاه مدت باشد (لادو و یوسف، 2002). دمای بهینه برای فعالیت آنزیم PPO در گونه‌ها و ارقام مختلف متفاوت است و به منشاء آنزیم، نوع مواد هدف فنلی و pH بافت میوه بستگی دارد (جدول2-1). اما بهطور کلی بهترین دما برای فعالیت PPO در منابع گیاهی گوناگون بین 20 تا 40 درجه سانتیگراد گزارش و مشخص شده است که این آنزیم مقاومت چندانی به حرارت ندارد و در دماهای بالاتر از فعالیتش کاسته میشود (نیکلاس و همکاران، 1994؛ واموس-ویگیازو، 1981). لذا در سالیان اخیر تیمار حرارتی بهعنوان روشی نوین جهت کنترل قهوه‌ای شدن آنزیمی پیشنهاد شده است.
دالمادی و همکاران (2006) با بررسی PPO استخراج شده از توت فرنگی، کاهش 50 درصدی فعالیت آن را پس از 10 دقیقه مواجه با حرارت 55 درجه سانتیگراد و غیرفعال شدن کامل آن را در حرارت 65 درجه سانتیگراد مشاهده کردند. در انگور ویکتوریا نیز عدم فعالیت PPO بعد از تیمار 70 درجه سانتیگراد به‌مدت 10 دقیقه ثبت شد (راپینو و همکاران، 2006). آبرو و همکاران (2003) تاثیر تیمار حرارتی ملایم را بر روی گلابی بررسی کردند. نمونه‌های تیمار شده پس از برش دادن به مدت 7 روز در دمای 2 درجه سانتیگراد نگهداری شدند و بهترین تیمار جهت حفظ رنگ و سفتی بافت میوهها دمای 36 الی 45 درجه سانتیگراد به مدت 40 دقیقه عنوان شد. تاثیر مثبت غوطه‌وری برش‌های سیب به‌مدت 2 دقیقه در آب گرم 50 درجه سانتیگراد جهت کنترل فعالیت آنزیم‌های پلی‌فنل‌اکسیداز و پراکسیداز توسط جاودانی و همکاران (2013) نیز گزارش شده است.
2-2-3-3- بسته‌بندی و اصلاح شرایط اتمسفری
قهوه‌ای شدن آنزیمی به شکل موثری از طریق کاهش غلظت اکسیژن و افزایش غلظت دیاکسیدکربن محیط در حین انبارداری قابل کنترل است زیرا در چنین شرایطی از سرعت تنفس و پیری بافت‌ها و نیز واکنش‌های آنزیمی کاسته میشود. یعنی قهوه‌ای شدن آنزیمی حتی در حضور آنزیم و مواد هدف فنلی، در صورت عدم وجود اکسیژن کافی انجام‌پذیر نخواهد بود (آنتونیو و همکاران، 1996). البته کاهش شدید غلظت اکسیژن (کمتر از 2درصد) میتواند منجر به تنفس بی‌هوازی شود که طی آن استالدئید و اتانول تولید شده و باعث ایجاد طعم و بوی نامطبوع در محصولات و تخریب بافت آنها میشود (لامیکانرا، 2002). بسته‌بندی بهعنوان مکمل انبارداری سرد در نظر گرفته میشود و علاوه بر به‌حداقل رساندن ضرب‌دیدگی و صدمات مکانیکی به محصولات، با ایجاد مانعی در راه تبادلات گازی بین فضای داخل و خارج، راهی موثر و نسبتاً ارزان جهت کنترل قهوه‌ای شدن آنزیمی به‌شمار می‌رود (دوراند، 2006؛ سانچز و همکاران، 2003). انواع مختلفی از پلیمرهای پلاستیکی از جنس پلی‌اتیلن، پلی‌استیرن، پلی‌پروپیلن، پلی‌واینیل‌کلرید (PVC) و … با ضخامت و نفوذپذیری متفاوت به‌منظور بسته‌بندی محصولات استفاده می‌شوند. انتخاب پوشش مناسب جهت ایجاد شرایط اتمسفری دلخواه در فضای داخلی بسته‌بندی در کارایی این روش حائز اهمیت است (دوراند، 2006).
ژنگ و همکاران (2000) گزارش دادند شدت تنفس میوه‌های ازگیل ژاپنی نگهداری شده در دمای 1 درجه سانتیگراد به مدت 35 روز پس از بسته‌بندی با فیلم‌های پلی‌اتیلنی به ضخامت 04/0 میلیمتر به طور معنی‌داری کاهش یافت. در مطالعه‌ی دیگری میوه‌های ازگیل ژاپنی بسته‌بندی شده با فیلم‌های پلی‌اتیلنی دارای نفوذپذیری 15 درصدی، کیفیت خود را تا 30 روز در انبار سرد حفظ کردند (دینگ و همکاران، 1998). طبق اظهارات ملو و لیما (2003) حداکثر قندکل و حداقل فساد در ازگیل ژاپنی‌های بسته‌بندی شده با فیلم‌های PVC به ضخامت 03/0 و 02/0 میلیمتر، پس از 50 روز انبارداری سرد مشاهده شد. فیلم سلوفان نیز در افزایش ماندگاری ازگیل ژاپنی موثر گزارش شده است (عشورنژاد و قاسم‌نژاد، 1391).
بسته‌بندی‌هایی با تغییر یافته (MAP)، نوع پیشرفته‌تری از بسته‌بندی است که شرایط اتمسفری فضای داخلی پوشش‌ها با تزریق نسبت دلخواه گازهای اکسیژن و دیاکسیدکربن تنظیم میشود (لامیکانرا، 2002). این نسبت گازی باید بهطور دقیق بسته به نوع محصول، مرحله‌ی بلوغ و مدت زمان انبارداری تنظیم شود. بای و همکاران (2001) تاثیر سه نوع بسته‌بندی مختلف بر روی میوه‌های برش یافته‌ی طالبی را بررسی کردند شامل: الف- بدون منفذ و بدون تنظیم گازی، ب- بدون منفذ و دارای اکسیژن 4 کیلوپاسکال و دیاکسیدکربن 10 کیلوپاسکال و ج- دارای 10 منفذ به قطر 5 میلیمتر برای ایجاد شرایطی مشابه اتمسفر طبیعی. طبق نتایج حاصله تیمارهای الف و ب تا 9 روز کیفیت میوهها را حفظ کردند هرچند که میوه‌های تیمار ب دارای رنگ بهتری بودند. اما میوه‌های تیمار ج به سرعت دچار کاهش کیفیت و فساد شدند. مارتینز- فرر و همکاران (2002) ماندگاری برش‌های انبه‌ی داخل بسته‌بندی MAP با نسبت گازی 4 درصد اکسیژن، 10 درصد دیاکسیدکربن و 86 درصد نیتروژن را با شرایط اتمسفری 100 درصد اکسیژن، خلاء و فاقد بسته‌بندی مقایسه کردند و مشخص شد نسبت گازی ذکر شده در حفظ ماندگاری میوهها بسیار موثر بود و در پایان انبارداری اختلاف معنی‌داری در رنگ و سفتی بافت نمونه‌های این تیمار با میوه‌های تازه مشاهده نشد.
همچنین علاوه بر تکنولوژی MAP، کنترل و اصلاح شرایط اتمسفری محیط با انبارهای CA و MA نیز امکان‌پذیر است.2-2-3-4- مواد خوراکی پوشاننده
افزایش عمر انباری محصولات با کاربرد مواد خوراکی پوشاننده نیز امکان‌پذیر است. این مواد بهعنوان یک لایه‌ی پوششی نازک روی سطح میوهها جهت محافظت از آنها به کار می‌روند و باعث کاهش تنفس، حفظ رنگ، کاهش اتلاف آب، حفظ یکپارچگی و سفتی بافت، حفظ مواد فرّار و کاهش آلودگی میکروبی در محصولات می‌شوند (نیسپروس و بالدوین، 1996). این مواد خوراکی می‌توانند منشاء پلی‌ساکاریدی مانند: سلولز، پکتین، نشاسته، چیتوسان و کاراژینان؛ منشاء پروتئینی مانند: کازئین، ژلاتین، آلبومن و پروتئین سویا؛ منشاء لیپیدی مانند: روغن پارافین، موم، اسید استئاریک، اسید لاریک و یا منشاء رزینی داشته باشند (بالدوین و همکاران، 1995). انتخاب ماده‌ی مناسب جهت پوشاندن سطح محصولات بسیار مهم است زیرا بعضی از آنها چسبندگی خوبی به سطح میوهها ندارند. ممکن است بعضی دیگر علی‌رغم چسبندگی مناسب، نسبت به تبادلات گازی و خروج رطوبت میوه بازدارندگی لازم را نداشته باشند (بالدوین و همکاران، 1995). ترکیبات لیپیدی عایقی مناسب در برابر خروج رطوبت میوه هستند اما مشکل استفاده از آنها این است که سطح میوه را چرب می‌کنند و این موضوع ممکن است برای مصرف‌کنندگان خوشایند نباشد. بعضی دیگر از مواد لیپیدی در دمای اتاق جامدند و بدون ماده‌ی امولوسیون کننده‌ی مناسب قابل استفاده بر روی میوهها و سبزی‌ها نیستند (ونگ و همکاران، 1994). از سوی دیگر پلیمرهای آبدوست مانند سلولز در برابر جلوگیری از خروج رطوبت محصول کارایی لازم را ندارند (بالدوین و همکاران، 1996). بنابراین در بعضی مواقع از ترکیب چند نوع ماده‌ی پوشاننده و یا ترکیب این مواد با سایر افزودنی‌ها از جمله آنتیاکسیدانها استفاده میشود.
تاثیر اسید آسکوربیک همراه با مواد پوشاننده‌ی خوراکی در کنترل قهوه‌ای شدن برش‌های سیب و سیب‌زمینی گزارش شده است (بالدوین و همکاران، 1996). قاسم‌نژاد و همکاران (2011) با کاربرد غلظت‌های مختلف چیتوسان بر روی ازگیل ژاپنی، غلظت 75/0 درصدی از این ماده را جهت حفظ ارزش غذایی و جلوگیری از قهوه‌ای شدن میوهها به عنوان بهترین تیمار معرفی کردند. گزارشهای دیگری هم مبنی بر کنترل قهوه‌ای شدن برش‌های سیب با انواع مواد خوراکی پروتئینی و لیپیدی موجود است ( آونا- بوستیلوس و کروچتا، 1993).
2-2-3-5- تیمار با فشار بالای هیدرواستاتیک
کاربرد فشار بالای هیدرواستاتیک بر روی میوهها و سبزی‌ها شانس دستیابی به محصولاتی سالم‌تر، با کیفیت‌تر و عمر انباری بیشتر را به تولیدکنندگان می‌دهد (کیم و همکاران، 2001). فشار بالا نه‌تنها در کنترل فعالیت میکروارگانیسم‌ها و آنزیم‌ها موثر گزارش شده است (هندریکس و همکاران، 1998)، بلکه نسبت به تیمار حرارتی اثرات منفی کمتری روی ویژگیهای حسی و ارزش غذایی محصولات برجای می‌گذارد (بوتز و همکاران، 2003). کارایی این تیمار به نوع آنزیم، pH بافت میوه، دما، مدت زمان تیمار و شدت فشار اعمال شده بستگی دارد. غیرفعال‌سازی آنزیم PPO معمولاً مستلزم فشاری بیش از 400 مگاپاسکال به همراه تیمار حرارتی ملایم است (بایندیرلی و همکاران، 2006؛ هندریکس و همکاران، 1998).
دالمادی و همکاران (2006) پس از اعمال فشار 800 مگاپاسکالی به مدت 15 دقیقه در دمای 25 درجه سانتیگراد، غیرفعال شدن PPO در توت فرنگی را ثبت کردند. در صورتی که با دو برابر کردن دمای محیط از شدت فشار لازم جهت کنترل فعالیت آنزیمی کاسته شد و این میزان به 550 مگاپاسکال رسید. کاربرد فشار 600 مگاپاسکالی به مدت 20 دقیقه در دمای 60 درجه سانتیگراد سبب کاهش 90 درصدی فعالیت PPO در میوه‌ی لیچی شد (فونچیسری و آپیچارتسرانکون، 2005). کاهش 96 درصدی فعالیت PPO در آب هویج نیز پس از 10 دقیقه اعمال فشار 300 مگاپاسکالی در دمای 70 درجه سانتیگراد مشاهده شد (کیم و همکاران، 2001).
2-2-3-6- پرتوافکنی گاما
پرتوافکنی با دزهای پایین اشعه‌ی گاما در میوهها و سبزی‌ها به‌منظور جلوگیری از آلودگی به آفات و بیماری‌ها و نیز به تعویق انداختن روند رسیدن و پیری انجام میگیرد (ایما و همکاران، 1999). همچنین گزارش‌هایی مبنی بر نقش بازدارنده‌ی این تیمار در بروز قهوه‌ای شدن آنزیمی وجود دارد. زوتونگ و همکاران (2005) تاثیر کلسیم آسکوربات توام با پرتوافکنی گاما را در حفظ رنگ و کیفیت برش‌های سیب گزارش کردند.واکنش میوهها به پرتوافکنی به گونه و رقم، مرحله‌ی بلوغ و دز پرتوی به‌کار رفته بستگی دارد (گوربوز و همکاران، 2000). دریک و همکاران (1999) تفاوت در رنگ ارقام مختلف سیب و گلابی را پس از تیمار با پرتوی گاما مشاهده کردند. این تیمار در پاره‌ای از موارد میتواند منجر به تغییر در نفوذپذیری سلولهای حائل بین آنزیم PPO و مواد هدف فنلی گردد که این امر باعث پیوستن آنزیم به ماده‌ی هدف شده و تشدید قهوه‌ای شدن بافت میوه را در پی خواهد داشت (مایر و هارل، 1991). ژانگ و همکاران (2006) پس از کاربرد پرتوی گاما با دز 1 کیلوگری بر روی کاهو تا 3 روز کاهش شدت فعالیت آنزیم PPO را مشاهده کردند ولی پس از آن، بر فعالیت آنزیم افزوده شد و در پایان انبارداری فعالیت آنزیمی در نمونه‌های تیمار شده نسبت به شاهد به میزان 54 درصد بیشتر گزارش شد.
2-3- اتلاف آب و کاهش وزن در محصولات
حفظ آب موجود در میوهها و سبزی‌ها در مرحله‌ی پس از برداشت از مهمترین عوامل افزایش ماندگاری آنها می‌باشد. پس از برداشت تنها رطوبت در دسترس محصول، رطوبت داخلی آن است و مقدار آبی که در طی انبارداری از دست می‌رود قابل جبران و جایگزینی نیست (بوردون و کلارک، 2001). اگرچه بافت میوهها پر از آب است اما تغییر جزئی در این مقدار لطمه‌ی شدیدی به کیفیت آنها وارد می‌سازد که قرار گرفتن محصولات در محیط گرم میتواند چنین نتیجه‌ای را در پی داشته باشد (سمز، 1999). علاوه بر دما عامل محیطی دیگر، رطوبت نسبی و اختلاف فشار بخار آب داخل محصول و محیط اطراف آن است که هرچه این اختلاف بیشتر باشد میزان هدر رفتن آب هم بیشتر خواهد بود. بنابراین نگهداری محصولات در انبارهایی با دمای پایین و رطوبت نسبی بالا نخستین گام در جهت حفظ آب آنها می‌باشد (ویلز و همکاران، 1998). دینگ و همکاران (1998) طی آزمایشی میوه‌های ازگیل ژاپنی را پس از بسته‌بندی در انبارهایی با شرایط دمایی متفاوت (1، 5، 10، 20، 30 درجه سانتیگراد) نگهداری کردند. طبق نتایج به دست آمده میوهها در دمای 1 و 5 درجه سانتیگراد کمترین کاهش وزن را داشتند و تا 30 روز با کیفیت مناسب باقی ماندند.
ویژگیهای مرفولوژیکی و آناتومیکی محصولات نیز در حفظ آب داخلی یا میزان هدر رفت آن نقش دارند که مهمترین آنها نسبت سطح به حجم است. به‌طوری‌که سبزیجات برگی که این نسبت در آنها بسیار زیاد است به خشک شدن حساسترند (بوردون و کلارک، 2001). همچنین ضخامت کوتیکول و سلولهای اپیدرمی پوست که بهعنوان عایق عمل می‌کنند نیز در حفظ آب میوهها دارای اهمیت هستند. لذا در میوه‌هایی با پوست نازک مثل ازگیل ژاپنی و محصولات برش داده شده، اتلاف آب مسئله‌ی جدی‌تری محسوب میشود (آگار و همکاران، 1999). از طرفی زخم‌ها و آسیب‌های مکانیکی علاوه بر اینکه بافت داخلی را در معرض هوا قرار می‌دهند پیامدهای دیگری نظیر افزایش تنفس دارند که منجر به افزایش دمای بافت میوه و تبخیر بیشتر رطوبت موجود در آن میشود (ریورا-لوپز، 2005).
بسته‌بندی محصولات سبب محدود کردن جریان هوا و حفظ رطوبت نسبی بالا در اطراف محصول شده و از عوامل مدیریتی مهم پس از برداشت جهت حفظ آب میوهها وسبزی‌ها و جلوگیری از کاهش وزن آنها به شمار می‌رود (دینگ و همکاران، 2002). همچنین کاهش تبادلات گازی، شدت تنفس و اتلاف آب در میوهها از طریق تیمار با مواد خوراکی پوشاننده نیز توسط محققین زیادی گزارش شده است (قاسم‌نژاد و همکاران، 2011؛ هان و همکاران، 2004؛ آیرانچی و تونک، 2004).
2-4- معرفی ترکیبات به کار رفته در آزمایش و سوابق تحقیق
2-4-1- اسید آسکوربیک (AA)
اسید آسکوربیک یا ویتامین‌ث یک آنتی‌اکسیدان قابل حل در آب با جرم مولی 12/176 گرم بر مول و فرمول شیمیایی C6H8O6 است. خاصیت آنتیاکسیدانی AA به آن نقش محافظتی در سلولهای زیستی می‌بخشد. آنتیاکسیدانها اکسیژن فعال مضر و رادیکال‌های آزاد تولید شده در حین واکنش‌های اکسایشی معمول سلول را به‌طرز موثری حذف می‌کنند و اندامک‌های سلولی را از خسارت ناشی از این واکنش‌ها حفظ می‌کنند. در واقع آنتیاکسیدانها باعث حفظ تعادل متابولیسمی سلول‌ها و انسجام غشای سلولی می‌شوند (سان و همکاران، 2002).
شکل2-5- فرمول ساختاری اسید آسکوربیک
اسید آسکوربیک در بسیاری از مواد غذایی بهعنوان افزودنی و با اهداف مختلفی از جمله به‌منظور افزایش ارزش غذایی آنها، جلوگیری از قهوه‌ای شدن آنزیمی و کمک به حفظ سفتی بافت میوهها مورد استفاده قرار میگیرد (لامیکانرا و واتسون، 2001) و از آنجاییکه نزد عموم به عنوان ویتامین‌ث شناخته میشود برخلاف سایر مواد شیمیایی با اقبال مصرف کنندگان نیز مواجه میشود (بروهن، 1995).
