Bontovics Péter
Zöldségfélék előfőzés hatására bekövetkező állományváltozásának mikroszerkezeti megközelítése és kinetikai leírása
Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem, 1998
 

A kísérleti munka három, egymással szervesen kapcsolatban álló témakörre tagolódott.

Az első részben különböző zöldségnövények (burgonya, sárgarépa, zöldborsó) állományában bekövetkező változások mikroszerkezeti okait vizsgáltam az előfőzés 0-240 másodpercig terjedő időszakában, eltérő hőmérsékleteken ( 85 °C, 95 °C, 100 °C).

• A burgonya előfőzésének kezdeti (0-40 másodpercig terjedő) átmeneti szakaszában felrepesztési erő növekedés volt tapasztalható. A vizsgálatok igazolták, hogy ez a változás a sejtek vízfelvételével együtt járó turgornyomás növekedésnek tudható be, amely hatására a burgonya sejtfalai kifeszülnek.
• A 40 másodpercig tartó átmeneti szakasz után mindhárom hőmérsékleten két egymás utáni különböző sebességgel csökkenő szakasz váltotta egymást. Az elektronmikroszkópos vizsgálatok igazolták, hogy a 40-160 másodpercig tartó szakasznál a szöveti szerkezet lazulása, a 160-240 másodperc közötti tartományban pedig a sejtfalak sérülése okozta az állomány keménységének csökkenését. Tehát megállapítást nyert, hogy a burgonya sejtfala a vizsgált időtartományban végzett előfőzés során sérül és így ebből a szempontból, alkalmas lehet sejtfal károsodás elvén alapuló műszeres vizsgálatra.
• Zöldborsó előfőzése során elektronmikroszkóppal vizsgált állomány változásnál az első (25 másodpercig tartó) gyors puhulási szakaszt a keményítő csirizesedés és sejtszerkezet lazulás egyaránt befolyásolja. A zöldborsó előfőzés hatására bekövetkező állományváltozásának 25-240 másodpercig terjedő szakaszának elektronmikroszkóppal történő további vizsgálatának eredményei arról tanúskodnak, hogy a bekövetkező állomány változás nem a zöldborsó sejtfalainak sérülésére vezethető vissza, tehát a zöldborsó esetében a. sejtfal sérülésen alapuló állománymérés nem alkalmazható.
• A sárgarépa előfőzése során valamennyi hőmérsékleten három szakasz volt egymástól jól elkülöníthető. A kezdeti késleltetési szakasz (0-90 s), egy lassabb (90-190 s), majd egy gyorsabb puhulási szakasz (190-240 s) követi. Az elvégzett vizsgálatok szerint a szöveti szerkezet változása — sejtfal bomlás, illetve sejtszerkezet lazulás — és az állományváltozás között szoros összefüggés van.

Ezen eredmény ismeretében, csakúgy mint a burgonyánál, megállapítható, hogy a sárgarépa előfőzés hatására bekövetkező állományváltozása is nyomonkövethető egy sejtfal sérülés mérésén alapuló módszerrel.

Az előfőzés során tapasztalt mikroszerkezeti változások megismerését követően került sor az állományváltozások formálkinetikai leírására, valamint a folyamatokat jellemző különböző látszólagos kinetikai jellemzők megadására:

• Burgonya esetében megállapítható, hogy mindhárom vizsgált hőmérsékleten a felrepesztési ellenállás alakulását az idő függvényében három szakaszos görbével lehet leírni, egy kezdeti tranziens- és két féllogaritmikus ábrázolásban linearizálható szakasszal. E két fázis folyamatát leíró látszólagos aktiválási energia értékek hasonló nagyságúak. Az aktiválási energia értéke a 40-160 másodperc közötti tartományban E = 56,94 kJ/kmol, a 160-240 másodpercig terjedő tartományban pedig E = 58,24 kJ/kmol. A magasabb előfőzési hőmérsékleten a felrepesztési erő csökkenése gyorsabb.
• Burgonyánál az első fázisban (0 - 40 s) a felrepesztési erő csekély növekedése észlelhető. Ebben a fázisban a magasabb előfűzési hőmérséklet magasabb maximum értéket eredményez.
• Zöldborsó esetében az állomány puhulását — amit az előfőzési idő függvényében változó felrepesztési ellenállás jellemez — mindhárom hőmérsékleten négy szakaszos görbével lehet jellemezni. Ezek közül a szakaszok közül a második (25-70 s) átmeneti szakaszon kívül, a három másik szakasz féllogaritmikus ábrázolásban linearizálható, tehát az állomány változását a 0-25 s, 70-140 s és 140-240 s szakaszokban elsőrendű reakcióegyenlet írja le.
• A zöldborsó esetében az első 25 másodpercben egy gyors puhulás figyelhető meg. A szakaszra számított látszólagos aktiválási energia (0-25 s) E=89,27 kJ/kmol. A második átmeneti szakaszt jellemző változást függvénnyel egyenlőre nem sikerült leírni. A 70-140 másodpercig terjedő szakaszban lassú puhulás tapasztalható, amelyre szintén meghatározásra került a látszólagos aktiválási energiát E= 28,36 kJ/kmol.
• Sárgarépa esetében a három előfőzés hőmérsékleten és vizsgált időtartományban a görbék lefutása azonos jellegű. A kezdeti 90 másodpercig tartó hosszabb késleltetési szakaszt, egy lassabb (90-190 s) majd egy gyorsabb puhulási szakasz (190- 240 s) követi.
• A sárgarépa előfőzés hatására bekövetkező állomány változására jellemző három szakaszos görbéből, a második és harmadik szakaszra adtuk meg a látszólagos aktiválási energiát. Ez az érték a 90-190 másodperces tartományban E=159,56 kJ/kmol, az ezt követő szakasz (190-240 s) puhulási folyamatára jellemző aktiválási energia E=66,99 kJ/kmol.

• Mivel az NMR módszert elsősorban homogén minták vizsgálatára fejlesztették ki, ezért a burgonya felhasználásával kidolgozott új módszernél a tetszés szerinti helyekről vett minták esetében a mérési eredményeknél kapott szórások elfogadhatatlanul magasak voltak.
• Ezért szükségesség vált meghatározni a mintavétel pontos helyét. A négy különböző fajtájú burgonyával elvégzett vizsgálat alapján megállapítható volt, hogy a méréshez a mintát a burgonya középső szeletének a középpontjától kell kivágni, mert a burgonya esetében erről a helyről vett mintáknál kapott mérési eredményeknél tapasztaltuk a legkisebb szórást.
• Az általunk módosított magmágneses rezonancia spektrométer (NMR = nuclear magnetic resonance) módszer lényeges része, hogy a mérést Cu²⁺-ionok jelenlétében kell elvégezni. Ennek az ionnak jellemző tulajdonsága, hogyha bejut a sejt belsejébe, akkor ott csökkenti a relaxációs időt (T₂), de a kétszeresen pozitív ionokkal szemben a sérülésmentes sejtmembránok nem áteresztők. Így a műszerrel mért — sejtfalon belüli közegre jellemző — T₂ érték csökkenésének mértékéből arra lehet következtetni, hogy milyen erősen sérültek a sejtek falai előfőzésnél.