果蔬贮运保鲜技术第二章.ppt

果蔬保鲜贮运技术,主讲教师：王洪星 QQ：380061662 办公室：实验楼5417,主要内容,第一章 果蔬产品质量与质量评价 第二章 果品蔬菜的采后生理 第三章 影响果品蔬菜贮藏性的因素及采后损失原因 第四章 果蔬产品的采收与采后处理 第五章 运输与冷链流通 第六章 果品蔬菜的贮藏方式与管理 第七章果蔬贮藏案例,果蔬贮藏保鲜,主要内容,第一节 果品蔬菜的成熟与衰老 第二节 果品蔬菜的呼吸作用 第三节 乙烯与果品蔬菜的成熟衰老 第四节 果品蔬菜的蒸腾作用 第五节 蔬菜的休眠,果蔬贮藏保鲜,第一节,果品蔬菜的成熟与衰老,成熟与衰老的概念,成熟 完熟 衰老,指果实生长的最后阶段，在此阶段，果实充分长大并积累养分完成发育并达到生理成熟。体积、质量和长度等不再增加，该阶段只是指果实达到可以采摘的程度,指果实达到充分成熟以后，即果实成熟的后期，果实内发生一系列急剧的生理生化变化,此时果实的色、香、味最佳，达到了最佳食用品质。食用成熟、生理成熟,果实完熟后发生的一系列劣变，最后才直至衰亡的过程,完熟可以视为衰老的开始阶段。果实个体发育的最后阶段，完熟阶段基本结束后，果实完全转向分解代谢，细胞趋向崩溃，最终导致整个器官死亡的过程。,对某些果实：生理成熟即可食用阶段,对某些果实：生理成熟但不可食用阶段,苹果、梨、柑橘、荔枝,香蕉、菠萝、番茄,成熟与衰老的概念,成熟过程都是果实着树时或植株上发生的；完熟是成熟的终了时期，可在树上，也可在采收之后，水果和蔬菜采收后的成熟现象成为后熟。,通常将果实达到生理成熟到完熟过程都叫成熟。 生理成熟是完熟的前提。,果品蔬菜的成熟与衰老,成熟衰老中的化学成分变化,(一)颜色的变化,果蔬内的色素可分为脂溶性色素和水溶性色素两大类： 脂溶性色素包括叶绿素和类胡萝卜素。 叶绿素使果蔬呈现绿色， 类胡萝卜素呈现黄、橙、红等颜色。 水溶性色素主要是花色素苷-果实呈现红、紫等颜色。,(一)颜色的变化,叶绿素,类胡萝卜素,花色素,想一想: 苹果中都含有哪一种色素? 胡萝卜中都含有哪一种色素?,（二）香气的变化,（三）味感的变化,随着果实的成熟，果实的甜度逐渐增加, 酸度减少。 果实的可溶性糖主要是蔗糖、葡萄糖和果糖，这三种糖的比例在成熟过程中经常发生变化。对于在生长过程以积累淀粉为主的果实来说，在果实成熟时碳水化合物成分发生明显的变化，果实变甜。,甜味,酸味,固酸比:园艺学特别是在柑橘栽培学上作为果实品质或成熟度常用的参考指标之一。这里的“固”是指可溶性固形物（soluble solids），通常可用手持糖量计测定，操作简便。由于糖的测定较为复杂，而果汁的可溶性固形物主要是糖，因此，在生产上通常用可溶性固形物的测定值作为糖含量的参考数据。由于果实成熟时糖含量逐渐增加而酸含量逐渐减少，所以固酸比往往随果实的成熟而逐渐增高，用固酸比可作为果实成熟的指标之一。,固酸比,涩味,涩味是一些果实风味的重要组成部分，如有些柿子或未熟苹果的涩味很明显。涩味来源于可溶性单宁，单宁与口腔粘膜上的蛋白质作用，当口腔粘膜蛋白凝固时，会引起收敛的感觉，也就是涩味，使人产生强烈的麻木感和苦涩感。,（四）成熟衰老中细胞壁结构与软化有关的酶化学变化,果实成熟的一个主要特征是果肉质地变软，这是由于果实成熟时，细胞壁的成分和结构发生改变，使细胞壁之间的连接松弛，连接部位也缩小，甚至彼此分离，组织结构松散，果实由未熟时的比较坚硬状态变为松软状态。,纤维素 半纤维素 果胶 蛋白质,原果胶 果胶 果胶酸,细胞壁的主要组分,细胞壁的结构模型结构,与软化有关的化学变化及酶,多聚半乳糖醛酸酶（PG）:催化果胶水解而引起的，使半乳糖醛苷连接键破裂。 果胶甲酯酶（PME）：协同 酶使果胶水解。 纤维素酶：其活性水平在果实完熟期间显著提高。 其它糖苷酶：参与果实的软化过程,第二节,果品蔬菜的呼吸作用,果蔬采收后生理活动 光合作用停止 生命活动仍在继续 呼吸作用是采后果蔬最基本的生理过程 果蔬通过呼吸作用，维持正常生命活动 呼吸作用过强，会使贮藏的有机物过多地被消耗，品质下降；同时过强的呼吸作用，加速果蔬的衰老，缩短寿命 呼吸作用在分解有机物过程中产生的中间产物，是进一步合成植物体内新的有机物的物质基础 控制采收后果蔬的呼吸作用，已成为果蔬贮藏技术的中心问题 呼吸作用的研究也成为果蔬贮藏技术的一个基本理论研究领域,水分、矿物质及有机物的输入均已停止,果蔬褪绿,缺少光线,（一）呼吸作用,有氧呼吸 是指果蔬的生活细胞在O2的参与下,将糖、有机酸等有机物彻底 分解成CO2和水,同时释放出能量的过程。,C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 2870.2kJ,（一）呼吸作用,（一）呼吸作用,无氧呼吸 是果蔬的生活细胞在缺O2条件下，有机物（呼吸底物）不能被彻 底氧化,生成乙醛、酒精、乳酸等物质，释放出少量能量的过程。,想一想: 果蔬贮藏过程中应尽可能使其进行什么呼吸？,C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 100.4kJ,呼吸温度系数：是在生理温度范围内，温度升高l0时呼吸速率与原来温度下呼吸速率的比值即温度系数，用Q10来表示，一般果蔬Q1022.5。 它能反映呼吸速率随温度而变化的程度，该值越高，说明产品呼吸受温度影响越大。,（一）呼吸作用,一些蔬菜的呼吸温度系数（Q10）,（二）呼吸作用与果蔬贮藏的关系,甜橙在不同温度范围的温度系数（Q10）,Q10反映了呼吸强度随温度变化的程度， Q10越大说明呼吸强度受温度影响越大； Q10受温度影响，果蔬产品的Q10在低温下较大，因此果蔬采后应尽量降低贮运温度，并且要保持冷库温度的恒定。,（二）呼吸作用与果蔬贮藏的关系,为什么无氧呼吸条件下果蔬不耐贮藏？,呼吸作用可使各个反应环节及能量转移之间协调平衡，维持果 蔬其它生命活动有序进行，保持耐藏性和抗病性。通过呼吸作 用还可防止对组织有害中间产物的积累，将其氧化或水解为最 终产物；因此，控制和利用呼吸作用这个生理过程来延长贮藏 期是至关重要的。有氧呼吸是植物细胞进行的主要代谢类型， 从有氧呼吸到无氧呼吸主要取决于环境中O2的浓度,一般在10% 左右。高于这个浓度进行有氧呼吸,低于这个浓度进行无氧呼吸。,（二）呼吸作用与果蔬贮藏的关系,果蔬采后在贮藏过程中应防止产生无氧呼吸。,（二）呼吸作用与果蔬贮藏的关系,呼吸强度 是指在一定的温度条件下，单位时间、单位重量果蔬放出的CO2量或吸收O2的量。 作用 呼吸强度是评价呼吸强弱常用的生理指标 是评价果蔬新陈代谢快慢的重要指标之一 根据呼吸强度可估计果蔬的贮藏潜力 产品的贮藏寿命与呼吸强度成反比,影响呼吸强度的因素有哪些呢？,呼吸强度是衡量产品贮藏潜力的依据，呼吸强度越高，呼吸越旺盛，贮藏寿命越短。,（二）呼吸作用与果蔬贮藏的关系,呼吸热：果蔬呼吸中，氧化有机物释放的能量一部分转移为贮备能，一部分以热的形式散发出来，这种释放的热量称为呼吸热。,（二）呼吸作用与果蔬贮藏的关系,呼吸热：是呼吸过程中产生的，除了维持生命活动以外而散发到环境中的那部分热量。每释放1mg CO2相应释放近似10.68J的热量。,呼吸热会使果蔬自身温度升高，贮藏中应尽量排除；环境温度低于产品要求时，可利用自身呼吸热进行保温。,（二）呼吸作用与果蔬贮藏的关系,感病组织呼吸的变化 果蔬组织受到病原微生物侵染后，呼吸强度普遍提高，采前或采后的病害均可引起呼吸上升。 呼吸与贮藏保鲜 果蔬的呼吸直接影响其品质的变化、耐藏性、抗病性等,有一类果实从发育、成熟到衰老的过程中，其呼吸强度的变化模式是在果实发育定型之前，呼吸强度不断下降，此后在成熟开始时，呼吸强度急剧上升，达到高峰后便转为下降，直到衰老死亡，这个呼吸强度急剧上升的过程称为呼吸跃变。,(三）呼吸跃变,呼吸跃变型果实,也称呼吸高峰型果实。此类果蔬在成熟期出现的呼吸强度上升到最高值，随后就下降。 苹果、梨、杏、无花果、香蕉、番茄等。,非呼吸跃变型果实,采后组织成熟衰老过程中的呼吸作用变化平缓，不形成呼吸高峰，这类果实称为非呼吸跃变型果实。 柑桔、葡萄、樱桃、菠萝、荔枝、黄瓜等。,跃变型和非跃变型果蔬的分类,大多数蔬菜属于非跃变型，但也有例外,表21 跃变型与非跃变型果蔬的特性比较,跃变型与非跃变型果蔬的特性比较,完熟期间是否出现呼吸跃变 两类果实内源乙烯的产生量不同 两类果实在发育期间都产生微量的乙烯 完熟期，跃变型果实所产生乙烯量多，且跃变前后内源乙烯变化幅度大；而非跃变型果实的内源乙烯一直维持在很低的水平 对外源乙烯刺激的反应不同 对跃变型果实，外源乙烯只在跃变前期处理才可引起呼吸上升和内源乙烯的自身催化；并且这种反应不可逆 对非跃变型果实，任何时候处理都可以发生反应；但将外源乙烯除去，呼吸又恢复到未处理时的水平 对外源乙烯浓度的反应不同 提高外源乙烯浓度 跃变型果实的呼吸跃变出现的时间提前，但不改变呼吸高峰的强度 非跃变型果实的呼吸强度增强，但呼吸跃变出现的时间不变； 乙烯的产生体系,跃变型果实与非跃变型果实的区别,四、影响呼吸强度的因素,果蔬本身的因素 种类与品种： 发育年龄和成熟度：幼龄时期 同一器官的不同部位,(1) 种类与品种,同类产品： 晚熟品种 早熟品种 夏季成熟品种 秋冬成熟品种 南方生长 北方生长 不同类产品：浆果(番茄、香蕉) 核果(桃、李) 仁果(苹果、梨）,(2) 成熟度,幼嫩组织呼吸强度高，随着发育呼吸强度逐渐下降，成熟产品呼吸强度弱，但跃变型果实成熟时会出现呼吸高峰。 块茎、鳞茎类蔬菜休眠期呼吸强度降至最低，休眠期后重新上升。,（3）同一器官的不同部位：,果蔬同一器官不同部位其呼吸强度也有差异。,不同大小蕉柑及果实 不同部位的呼吸强度CO2 mg/(kg/h)，20,蔬菜：生殖器官(花) 营养器官(叶) 贮藏器官(块根块茎),四、影响呼吸强度的因素（续）,环境因素 温度 湿度 气体成分 机械损伤 乙烯,温度系数（Q10）：表示温度变化与果蔬呼吸作用的 关系，即温度每上升10度，呼吸强度所增加的倍数,在正常的空气中，O2大约占21%，CO2占0.03%。适当降 低贮藏环境O2浓度或增加CO2浓度，可有效降低呼吸强度和 延缓呼吸跃变的出现，并且可抑制乙烯的生物合成，因此可 延长果蔬的贮藏寿命。,呼吸强度的增加与机械损伤的严重程度呈正比。,机械损伤引起呼吸强度增加的可能机制：,内部组织直接与空气接触，可利用O2增多,细胞结构被破坏，酶与底物的分隔被破坏,乙烯的合成加快,微生物侵染,受伤后对自身的保护反应和加快愈伤组织的形成,第三节,乙烯与果品蔬菜的成熟衰老,乙烯与果蔬产品的成熟衰老,乙烯（ethylene）是影响呼吸作用的重要因素。通过抑制或促进乙烯的产生，可调节果蔬的成熟进程，影响贮藏寿命。 因此，了解乙烯对果品蔬菜成熟衰老的影响、乙烯的生物合成过程及其调节机理，对于做好果蔬的贮运工作有重要的意义。,一、乙烯与园艺产品成熟衰老的关系,促进成熟 ：乙烯是成熟激素，可诱导和促进跃变型果实成熟，主要的根据如下： 乙烯生成量增加与呼吸强度上升时间进程一致，通常出现在果实的完熟期间； 外源乙烯处理可诱导和加速果实成熟 使用乙烯作用的拮抗物（如Ag+，CO2，1-MCP）可以抑制果蔬的成熟。 一有趣的是，虽然非跃变型果实成熟时没有呼吸跃变现象，但是用外源乙烯处理能提高呼吸强度，同时也能促进叶绿素破坏、多糖水解等。所以，乙烯对非跃变型果实同样具有促进成熟、衰老的作用。,乙烯作用的机理： 提高细胞膜的透性 促进RNA和蛋白质的合成 乙烯受体与乙烯代谢,二、乙烯的生物合成与调节,乙烯在极低浓度(1 pL /L)下就具有显著的生物效应，成熟苹果组织内的乙烯浓度高达2500 pL /L。 幼嫩叶片的乙烯发生量比成熟叶片乙烯发生量要大得多。,合成部位： 在植物的所有活细胞中都能合成 形成层和茎节区域是合成最活跃的部位。 叶片脱落、花器官衰老或者果实成熟以及逆境因素都会诱导植物体内乙烯的大量合成,生物合成,生物合成前体：蛋氨酸(甲硫氨酸，Met) 直接前体：ACC（1-氨基环丙烷-1-羧酸） 合成途径： 并证明乙烯的合成是一个蛋氨酸的代谢循环杨氏循环（The Yang Cycle）,氧化,MET,ETH,ACC,ACC氧化酶,ACC合成酶,抑制,促进,AVG AOA,缺氧 Co 2+、Ag+等 高温（35） 解偶联剂（DNP） 反式环辛酸,促进,抑制,IAA 果实成熟 衰老 伤害 逆境,成熟,SAM,结合物,（二）乙烯生物合成的调节,1、乙烯对乙烯生物合成的调节 乙烯对乙烯生物合成的作用具有二重性，既可自身催化，也可自我抑制。 用少量的乙烯处理成熟的跃变型果实，可诱发内源乙烯的大量增加，提早呼吸跃变，乙烯的这种作用称为自身催化。 乙烯自身催化作用的机理很复杂，也可能是间接过程。有人认为呼吸跃变前，果蔬中存在有成熟抑制物质，乙烯处理破坏了这种抑制物质，由此果实成熟，并导致了乙烯的大量增加。 非跃变型果实施用乙烯后，虽然能促进呼吸，但不能增加内源乙烯的增加。,2、逆境胁迫刺激乙烯的产生： 逆境胁迫可刺激乙烯的产生。胁迫的因素包括机械损伤、高温、低温、病虫害、化学物质等。胁迫因子促进乙烯合成是由于提高了ACC合成酶活性。,3Ca2+调节乙烯产生； 采后用钙处理可降低果实的呼吸强度和减少乙烯的释放量，并延缓果实的软化。 4其它植物激素对乙烯合成的影响； 脱落酸、生长素、赤霉素和细胞分裂素对乙烯的生物合成有一定的影响 。,（三）成熟衰老期间激素的变化,果蔬在生长、发育、成熟、衰老过程中，脱落酸（ABA)、生长素（IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、乙烯五大植物激素的含量有规律地增长和减少，保持一种自然平衡状态，控制果蔬的成熟与衰老。,生长素、赤霉素和细胞分裂素生长激素，抑制果实的成熟与衰老； 脱落酸和乙烯衰老激素，促进果蔬的成熟与衰老。,乙烯是对果蔬成熟作用最大的植物激素。,四、贮藏运输实践中对乙烯以及成熟的控制,（一）控制适当的采收成熟度 （二）防止机械损伤 （三）避免不同种类果蔬的混放 （四）乙烯吸收剂的应用 （五）控制贮藏环境条件（适当的低温 ；降低O2浓度和提高CO2浓度 ） (六)利用臭氧（O3）和其他氧化剂 （七）使用乙烯受体抑制剂1-MCP -是结合乙烯受体，从而抑制内源和外源乙烯 的作用。 （八）利用乙烯催熟剂促进果蔬成熟,第四节,果品蔬菜的蒸腾作用,（一）蒸腾对果品蔬菜的影响,指植物水分从体内向大气中散失的过程。与一般水分蒸发不同，植物本身对其有很大影响。 失重：自然损耗，包括水分和干物质的损失，常用失重率来衡量。 失鲜：产品质量的损失，表面光泽消失，形态萎蔫，失去外观饱满、新鲜和脆嫩的质地，甚至失去商品价值。,水分的损失对果蔬有什么影响？ 引起产品失重、失鲜，影响外观和品质 破坏正常的代谢过程 降低耐贮性和抗病性,（一）蒸腾对果品蔬菜的影响,（二）影响蒸腾的因素,影响水分蒸发的因素 内因 表面积比 种类、品种、成熟度 机械损伤 细胞保水力 外因 相对湿度 风速 大气压力 光照,影响水分蒸发的因素内因,表面积比（也称比表面） 比表面一般指单位重量的果蔬组织所具有的表面积，单位是cm2/g。 比表面大，相同重量的产品所具有的蒸发面积就大，因而失水多。 种类、品种和成熟度 表面覆盖层（蜡质）厚薄，形状，性质等（角质层） 有些果蔬，表皮有蜡被覆盖，蜡被有阻碍水分蒸发的作用。,叶菜类（芹菜、生菜）失水迅速；而甜瓜、苹果、和南瓜由于比表面较小，不易失水,机械损伤（刺伤、擦伤、刮伤等） 组织受伤后，伤口破坏了表面的保护层，使皮下组织暴露在空气中，因而容易失水； 在组织生长和发育早期，伤口处可形成木栓化组织，使伤口愈合，但是产品的愈伤能力随着器官的成熟而减小，所以收获和采后操作时要尽量避免损伤； 表面组织遭到虫害和病害时也会造成伤口，增加水分的损失。,细胞的保水力 细胞的保水力与细胞中可溶性物质和亲水性胶体的含量有关：可溶性物质和亲水性胶体的含量高，有利于细胞保水 细胞间隙的大小可影响水分移动的速度：间隙大，水分移动时阻力小，移动速度快，容易失水,表 洋葱和马铃薯贮藏失重比较,影响水分蒸发因素外因,温度与相对湿度 温度影响空气的饱和湿度，也就是空气中可以容纳的水蒸气量，导致产品与空气中水蒸气饱和差改变 果蔬失水机理 新鲜果蔬饱含水分，其内部（细胞间隙）的相对湿度可视为100%； 只要空气相对湿度不到100%，就会产生水蒸气压差，就会发生失水； 产品温度与周围空气温度不同，水蒸气压差不同，使水蒸气从产品向空气或空气向产品移动，造成水分的蒸发或凝结,绝对湿度：绝对湿度是单位体积空气中所含水蒸气的量(g/m3)。 饱和湿度：在一定温度下，单位体积空气中最多所能容纳的水蒸气量(g/m3) 。 相对湿度(RH)：绝对湿度与饱和湿度之比。 绝对湿度 RH = 100% 饱和湿度,若果蔬温度高于冷库温度，果蔬就会失水；温差越大，越容易失水； 当果温与库温一致时，库内相对湿度是影响果蔬水分蒸腾速度的决定因素； 根据温度对水分蒸发的影响，果蔬分为三大类： 温度下降，蒸发量急剧下降 温度下降，蒸发量下降 与温度关系不大，蒸发明显,马铃薯、番薯、洋葱、椰菜、胡萝卜、西瓜、柿子,芹菜、菠菜、茄子、黄瓜、蘑菇、芦笋、草莓,番茄、花椰菜、西瓜、枇杷,影响水分蒸发因素外因（续）,风速（气流速度） 气流速度越快，果蔬周围的水汽扩散越快，使果蔬产品不断处于一个相对湿度较低的环境中，增大了果蔬与环境气体之间的水汽压力差，使蒸发作用大为加强。 大气压力 大气压力低，沸点降低，水分也越易蒸发，故在采用真空预冷时，需加一些水,（三)控制蒸腾失水的措施,控制果蔬产品失水的方法 采后迅速降温：迅速降温是减少果蔬蒸腾失水的首要措施； 提高湿度：直接增加库内空气湿度或增加产品外部小环境的湿度，但高湿度贮藏时需注意防止微生物生长； 减少机械伤： 控制空气流动：减少空气流动可减少产品失水； 包装、打蜡、涂膜：蒸发抑制剂的涂被,控制果蔬失水的方法,控制果蔬失水的方法,控制果蔬失水的方法（续）,控制果蔬失水的方法（续）,控制空气流动 空气在果蔬表面流动越快，失水速率越大 控制冷库风速（0.3-3m/s的风速对产品水分蒸发的影响不大 缩短风机开动时间 除霜。冷库通常以吹冷风的形式降温、通风，冷凝管外常有结霜现象，风速越大，结霜越多（一方面影响致冷，一方面加大果蔬水分蒸发）,控制果蔬失水的方法,控制果蔬失水的方法,第五节,蔬菜的休眠,休眠与采后生长,休眠与采后生长是部分果蔬在采收以后所发生的独特生理现象。 休眠主要是鳞茎和块茎蔬菜采收以后的特有现象，也会发生于板栗等干果中。 采后生长多出现于地下根茎类、结球类和少数果实类蔬菜的贮藏中。,休眠,一些块茎、鳞茎、球茎、根茎类蔬菜，在结束生长时，产品器官积累了大量的营养物质，原生质内部发生了剧烈的变化，新陈代谢明显降低，水分蒸腾减少，生命活动进入相对静止状态，这就是所谓的休眠（dormancy）。 休眠是植物在长期进化过程中形成的一种适应逆境生存条件的特性，以度过严寒、酷暑、干旱等不良条件而保存其生命力和繁殖力。对果蔬贮藏来说，休眠是一种有利的生理现象。,1、 休眠期的类型与阶段,根据休眠的生理生化特点，可将休眠分为三个阶段： 休眠前期(准备期) 生理