Овощи и фрукты представляют собой сложные биологические системы, в которых основными компонентами являются вода, углеводы, органические кислоты, белки, пектины, клетчатка, минеральные вещества и фитонутриенты. Содержание воды в свежих плодах составляет 70–95%, что определяет их высокую гигроскопичность и слабую энергетическую ценность.
Углеводы представлены моносахаридами (глюкоза, фруктоза), дисахаридами (сахароза, мальтоза) и полисахаридами (крахмал, пектины, клетчатка). Содержание сахаров в плодах колеблется в пределах 3–20%, в овощах, особенно корнеплодах, может достигать 10–15%. Полисахариды выполняют структурную роль и определяют консистенцию продукта.
Органические кислоты (яблочная, лимонная, винная) создают характерную вкусовую кислотность и участвуют в буферных системах. Их концентрация варьируется от 0,1 до 2% в свежих плодах. Высокое содержание кислот способствует сохранению цвета и стабилизации витаминов, особенно аскорбиновой кислоты.
Белки составляют 0,5–2,5% массы плодов и 1–4% массы овощей. Они включают ферменты, структурные и резервные белки. Ферментативная активность играет ключевую роль в процессе созревания, изменении текстуры и биохимических превращениях при хранении.
Минеральные вещества представлены калий, кальций, магний, фосфор, железо, цинк и микроэлементы. Они находятся как в растворимой форме (ионная), так и в виде комплексных соединений с органическими кислотами, определяя вкусовые свойства, осмотическое давление и технологические характеристики плодов.
Фитонутриенты включают каротиноиды, флавоноиды, фенольные соединения и гликозиды. Они обеспечивают антиоксидантную активность, защиту от окислительных процессов, а также цветовые и ароматические свойства.
Дыхание и метаболизм. После уборки плодов дыхание продолжается, потребляя углеводы и кислород, образуя углекислый газ, воду и энергию. Скорость дыхания зависит от температуры, влажности и зрелости.
Ферментативные реакции. Ключевую роль играют окислительные ферменты: полифенолоксидазы (коричневение), каталазa и пероксидазы (разложение перекиси водорода). Пектиновые ферменты разрушают структурные полисахариды, приводя к размягчению ткани плодов.
Фотохимические и термические процессы. При воздействии света, тепла или хранения изменяются пигменты: хлорофилл разрушается, каротиноиды стабилизируются, антоцианы могут деградировать. Эти процессы влияют на визуальные и органолептические качества.
Витамины и антиоксиданты подвержены окислению. Аскорбиновая кислота легко разрушается при контакте с кислородом и металлами. Ретинол и каротиноиды сохраняются лучше в кислотной среде и при низкой температуре хранения.
Пектины — сложные полисахариды, содержащие галактуроновую кислоту. Они образуют гели в присутствии сахара и кислот, что используется в технологических процессах (варенье, джемы).
Клетчатка включает целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Она влияет на перевариваемость, осмотические свойства и формирование структуры плодов. Растворимая клетчатка (пектины, гемицеллюлозы) способствует удержанию воды, а нерастворимая (целлюлоза, лигнин) — прочности ткани.
Калий способствует поддержанию осмотического давления, кальций участвует в укреплении клеточной стенки через комплексы с пектином. Фосфаты и цитраты создают буферные системы, стабилизируя pH. Микроэлементы часто действуют как кофакторы ферментов, определяя скорость биохимических реакций.
Эфирные масла, альдегиды, кетоны, спирты и органические кислоты формируют характерный вкус и аромат. Концентрация этих веществ мала (обычно менее 0,5%), но они имеют высокую биологическую активность.
Фенольные соединения участвуют в защите от патогенов и окисления, одновременно влияя на вкус (горечь, вяжущие свойства) и цвет плодов (особенно антоцианы в ягодах).
Термическая обработка, сушка, заморозка и механическое воздействие изменяют состав плодов. Крахмал может частично гидролизоваться до сахаров, пектины — деградировать, витамины окисляться. Контроль температуры, влажности и времени обработки критичен для сохранения биологической ценности продуктов.