（农产品加工及贮藏工程专业论文）臭氧处理对甘薯采后生理生化的影响.pdf

， 太 - 关于硕士学位论文使用授权的说明 论文题目：袅氢处理过苴蔓丞卮生理生丝的星堕 本学位论文作者完全了解大连轻工业学院有关保留、使用学位论文的 规定，大连轻工业学院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 口 是否保密( l) ，保密期至聊年年月，秒日为止。 学生签名：坠 竺 垦i l 币敛矽烃影纨 导师签名：兰：二 渺7 年钥，秒e 1 j ；2 ， 峄 摘要 摘要 新鲜甘薯采后虽脱离了母体，不能进行光合作用和累积营养物质，但采收后的仍然 是活着的有机体，还在进行着一系列的生命活动。甘薯采后代谢过程中产生的乙烯气体， 是其采后的催熟致衰剂，极微量的乙烯就能加速果蔬的成熟衰老，逐渐失去商品价值。 臭氧作为一种气体杀菌剂，不仅能杀灭微生物、抑制新陈代谢、本身无残留和不会 积累任何有毒物质，且在一定程度上可降解果蔬表面微生物分泌的毒素及农药残留。此 外，臭氧会自行分解成氧气而不产生残余污染，具有扩散性好、浓度均匀、无死角、费 用低等特点，这些使它在果蔬采后处理上有着巨大的应用潜力，其应用前景是相当广阔 的。 本实验研究了臭氧对甘薯采后生理及贮藏效果的影响，采用三台不同浓度臭氧机对 甘薯进行处理，测定了不同浓度处理甘薯在贮藏期间呼吸强度、失重率、还原糖含量、 淀粉含量、维生素c 、总糖含量等的变化情况。结果表明：由于甘薯为非呼吸跃变型果 实，在等同的贮藏条件下，臭氧处理能显著抑制甘薯贮藏期间呼吸强度，臭氧浓度越高， 对甘薯呼吸作用的抑制越强，但随着处理时间的加强，臭氧对呼吸作用的抑制先升高后 减弱；臭氧能减少甘薯的失重率，提高甘薯在贮藏期间淀粉酶活性从而抑制淀粉的降解 速率：臭氧处理还能减缓还原糖和总糖的变化；不足之处是臭氧处理后维生素c 含量降 低速率加快。综上所述，臭氧应用于甘薯的贮藏保鲜利大于弊，适合推广应用。 关键词：甘薯，臭氧，生理生化，贮藏 a b s t r a c t a b s t r a c t s w e e t p o t a t oa d o p t e df r e s hf r o mt h em o t h e r , c a nn o tc a r r yo u tp h o t o s y n t h e s i sa n dn u t r i e n t a c c u m u l a t i o n h o w e v e r , t h eh a r v e s ti ss t i l lal i v eo r g a n i s m s ，a n da l s oh a v ear a n g eo fl i f e a c t i v i t i e s d u r i n gt h em e t a b o l i cp r o c e s sa f t e rb ea d o p t e d ，s w e e t - p o t a t op r o c e s se t h y l e n eg a s a n de t h y l e n ei sar i p e n i n ga g e n t ，o n l yat r a c ea m o u n to fe t h y l e n ec a na c c e l e r a t et h er i p e n i n g o ff r u i t sa n dv e g e t a b l e s ，a n dm a k es w e e t - p o t a t ol o s ec o m m e r c i a lv a l u eg r a d u a l l y a sag a sp r e s e r v a t i o n ，o z o n en o to n l yc a nk i l lm i c r o o r g a n i s m s ，i n h i b i t sm e t a s t a s e s ，h a v en o t o x i cs u b s t a n c ea c c u m u l a t e d ，b u ta l s oc a l ld e c l i n ep o l l u t i o no nt h es u f f e ro ff r u i t sa n d v e g e t a b l e s i na d d i t i o n ，o z o n ec a nb ed e c o m p o s e di n t oo x y g e n w i t h o u tc r e a t i n ga n yp o l l u t i o n ， w i t ht h ep r o l i f e r a t i o no fg o o dc o n c e n t r a t i o nu n i f o r m ，n od e a de n d s ，l o wc o s t s ，o z o n ec a nb e a p p l i e di nq u i t ew i d ea r e a s t h i s e x p e r i m e n ti n v e s t i g a t e s t h ei n f l u e n c eo fo z o n et r e a t m e n t so n p o s t - h a r v e s t p h y s i o l o g i c a lc h a n g ea n ds t o r a g ee f f e c t so fs w e e t p o t a t o ，t h r e ed i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so f o z o n em a c h i n e sa r eu s e df o rs w e e t p o t a t o r e s p i r a t o r yr a t e ，w e i g h tl o s er a t e ，r e d u c e d - s u g a r , s t a r c hc o n t e n t ，t h ec h a n g ec o n d i t i o no fv c ，t o t a l s u g a rc o n t e n t ，w e r ep e r i o d i c a l l yd e t e r m i n e d i nd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n sd u r i n gt h es t o r a g ep e r i o do fs w e e t - p o t a t o t h er e s u l t ss h o wt h a t ： a ss w e e t p o t a t oi sn o n c l i m a c t e r i cv e g e t a b l e ，i ni d e n t i c a ls t o r a g ec o n d i t i o n so fo z o n es t o r a g e t e c h n o l o g y , t h er e s p i r a t o r yr a t ew e r er e s t r a i n e d ，t h es t a r c hc o n t e n ta n dr e d u c e d 。s u g a rw e r e p o s t p o n e d ，t h ew e i g h tl o s er a t ew a sd e c r e a s e d ，b e c a u s eo z o n e h a st h ec h a r a c t e ro fo x i d i z i n g ， s ot h ec o n t e n to fv cw e r el o s i n gf a s ta f t e rt h et r e a t m e n to fo z o n e o z o n et r e a t m e n tc a n s i g n i f i c a n t l y i n h i b i tr e s p i r a t i o nd u r i n gs w e e tp o t a t os t o r a g e a n dt h eh i g h e rt h eo z o n e c o n c e n t r a t i o ni s ，t h es t r o n g e rt h er e s p i r a t i o ni n h i b i t i o n o fs w e e t p o t a t oi s ，b u tw i t ht h e p r o c e s s i n gt i m eo fe n h a n c e do z o n ed e c l i n e ，i n c r e a s e di n h i b i t i o no fr e s p i r a t i o n ；o z o n ec a n r e d u c et h el o s s w e i g h tr a t eo fs w e e tp o t a t o ，i n c r e a s et h ea m y l a s ea c t i v i t yd u r i n gs t o r a g ea n d i n h i b i ts t a r c hd e g r a d a t i o nr a t e ；o z o n et r e a t m e n tc a ns l o wd o w nt h ec h a n g e si nr e d u c e d s u g a r a n dt o t a l - s u g a r ；b u ta f t e rt h et r e a t m e n to fo z o n e ，c o n t e n to fv ci sr e d u c e dr a p i d l y i n s u m m a r y , o z o n ea p p l i e d t ot h e s w e e t p o t a t os t o r a g ea d v a n t a g e s a r em o r et h a nt h e i i 气，峄 - k e y w o r d s s w e e t p o t a t o ，o z o n e ，p h y si0 io gic ai c h a n g e s t o r a g e i i i 目录 目录 第一章文献综述1 1 1 甘薯营养价值及应用l 1 1 1 甘薯的营养价值1 l - 1 2 甘薯在医学中的应用2 1 2 果蔬在采后各种变化3 1 2 1 乙烯对果蔬成熟与衰老的影响3 1 - 2 1 1 乙烯的生理作用3 1 2 1 2 乙烯的作用机理3 1 2 1 3 乙烯对酶活性的影响4 1 2 1 4 乙烯对核酸、蛋白质的影响4 1 2 1 5 果蔬贮藏过程中影响乙烯生成的因素4 1 2 2 呼吸作用对果蔬采后的影响5 1 2 2 1 果蔬在采后呼吸作用的变化5 1 2 2 2 影响呼吸的因素5 1 2 2 3 贮藏条件对呼吸的影响6 1 2 3 其他因素对果蔬采后生理的影响7 1 2 3 1 水分对果蔬采后生理的影响7 1 2 3 2 糖类变化对果蔬采后生理的影响7 1 2 3 3 淀粉含量变化对果蔬采后生理的影响7 1 2 3 4 纤维素、半纤维素、果胶物质对果蔬采后生理的影响7 1 2 3 5 有机酸含量变化对果蔬采后生理的影响7 1 2 3 6 维生素和矿物质变化对果蔬采后生理的影响7 1 3 臭氧保鲜原理、研究现状及应用实例7 1 3 1 臭氧保鲜原理8 1 3 1 1 臭氧的作用机理8 1 3 1 - 2 臭氧的杀菌机理8 i v 目录 1 3 2 臭氧对果蔬采后生理生化的影响9 1 3 2 1 对呼吸作用的影响9 1 3 2 2 对失水率的影响9 1 3 2 3 对淀粉和糖含量影响1 0 1 3 2 4 对酶活性的影响1 0 1 3 2 5 对维生素c 的影响1 0 1 3 3 臭氧在果蔬保鲜方面的应用1 0 1 3 3 1 臭氧应用的积极性影响1 0 1 3 3 2 臭氧对果蔬产生的不良影响1 1 1 3 4 目前臭氧用于果蔬保鲜的实例1 1 1 4 本课题研究的内容和研究意义1 2 1 4 1 本课题的研究内容1 2 1 4 2 本课题的研究意义1 2 第二章材料与方法1 4 2 1 实验材料1 4 2 1 1 原料1 4 2 1 2 实验仪器1 4 2 1 3 实验试剂1 5 2 2 实验方法1 6 2 2 1 甘薯处理1 6 2 2 1 1 仪器1 6 2 2 1 2 甘薯的处理方法1 6 2 2 2 臭氧浓度的测定1 6 2 2 2 1 测定方法1 6 2 2 2 2 臭氧浓度计算1 6 2 2 3 呼吸强度的测定1 7 2 2 3 1 测定方法1 7 2 2 3 2 计算1 7 2 2 4 还原糖的测定1 7 2 2 4 1 测定方法1 7 2 2 4 2 计算1 8 v 目录 2 2 5 淀粉的测定1 8 2 2 5 1 测定方法1 8 2 2 5 2 结果计算1 9 2 2 6 失水率的测定1 9 2 2 6 1 样品的制备1 9 2 2 6 2 计算1 9 2 2 7 维生素c 的测定2 0 2 2 7 1 实验步骤2 0 2 2 7 2 结果计算2 1 2 2 8 总糖含量的测定2 1 2 2 8 1 测定方法2 1 2 2 8 2 结果计算2 l 2 3 甘薯在臭氧处理后表面菌落总数的变化2 2 2 3 1 采集样品2 2 2 3 2 检验程序2 2 2 3 4 方法步骤2 2 第三章结果与讨论2 4 3 1 臭氧浓度计算2 4 3 2 呼吸强度的变化2 5 3 3 甘薯失重率的变化2 8 3 4 维生素c 的变化3 0 3 5 淀粉含量的变化3 3 3 6 还原糖含量的变化3 6 3 7 总糖含量的变化3 8 3 8 细菌总数的变化4 2 3 9 小结4 4 第四章结论4 5 4 1 结论4 5 4 2 论文的创新点4 5 4 3 本论文的不足4 6 4 4 下一步要做的工作4 6 v i 目录 参考文献4 7 致谢5 0 v l i 第一章文献综述 1 1 甘薯营养价值及应用 第一章文献综述弟一早义瓢碌殓 甘薯又名红薯、地瓜、山芋等，一年生植物，在我国栽培已有4 0 0 多年历史，主要 食用其肥大的块根。甘薯产量高，用途广，适应性强，可菜粮兼用，是我国主要的粮食 作物，近年来备受重视n 1 。 1 1 1 甘薯的营养价值 一般红薯块根中含有6 0 - 8 0 的水分，1 0 3 0 的淀粉，5 左右的糖分，还富 含人体必需的多种维生素、氨基酸、蛋白质、脂肪、膳食纤维，以及钙和铁等多种矿物 质。红薯中的蛋白质组成合理，人体必需氨基酸含量高，尤其是粮食作物中比较缺乏的 赖氨酸含量较高。红薯淀粉的支链淀粉含量高，易被人体消化吸收心1 。甘薯中不同的营 养成分如下： ( 1 ) 胡萝卜素 甘薯中含有丰富的胡萝卜素，维生素a 含量可高达4 0 m g l o o g 鲜薯，在许多以大米 为主食的国家，正在采取措施，鼓励食用甘薯。目前联合国将食用甘薯列入解决非洲儿 童和妇女维生素a 缺乏症的重要计划拉3 。 ( 2 ) 维生素和矿物元素 甘薯中维生素b 1 、b 2 的含量是大米的6 倍，面粉的2 倍。甘薯中维生素c 含量很 高，是苹果、葡萄、梨的1 0 3 0 倍，比桔子还高。 甘薯含钾量高，钾可以减轻因过度摄取盐分而带来的弊端，还是保护心脏的重要元 素，所以常食甘薯可起到保健作用，增强人的体质。 ( 3 ) 食用纤维 甘薯中所含纤维相当于米面的1 0 倍，其质地细腻，不伤肠胃，能加快消化道蠕动， 有助排便，清理消化道，缩短食物中有害物质在肠道内的滞留时间，减少因便秘引起的 人其自身中毒，降低肠道致癌物质浓度h 1 。 ( 4 ) 脱氢雄酮、粘液蛋白 美国费城大学生物学家发现甘薯含有脱氢雄酮，具有防癌和延长寿命的作用，日本 第一章文献综述 学者发现甘薯含有粘液蛋白，能增进肌体健康，防止疲劳，使人精力充沛等h 1 。 1 1 2 甘薯在医学中的应用 甘薯在古代就已经被认识到有很好的保健功能。传统医学认为红薯性味甘平，具有 补脾胃、养心神、消疮肿之功能。李时珍在本草纲目中记载，甘薯有“补虚乏、益 气力、健脾胃、强肾阴”的功效，更有“红薯蒸、切、晒、收充作粮食，使人长寿”之说： 在本草纲目拾遗中，有“红薯能补中、和血、暖胃、肥五脏”的说法。 ( 1 ) 抗癌作用 现代医学表明，甘薯具有消除活性氧的作用。活性氧是诱发癌症、衰老和动脉硬化 的原因之一。美国费城大学生物学家于1 9 9 5 年从甘薯中提取到一种活性化学物质 脱氢表雄酮，将其注射于为培养癌细胞而饲养的白鼠体内，发现有防止结肠癌和乳腺癌 发生的作用，并使小白鼠的寿命延长1 3 ；并在对多种蔬菜及植物成分的抗癌实验中发 现，甘薯抑制细胞增殖的作用最明显。日本国内预防研究所的研究证实，甘薯在具有防 癌保健作用的1 2 种蔬菜中功效居首位，被誉为“抗癌之王”。 ( 2 ) 修复肝损伤作用瞳1 日本科学家的动物试验证明，给肝损伤的兔子连续5 天饮用紫甘薯汁，结果显示， 饮用紫甘薯汁可修复肝损伤，而且该结论在临床实验中也得到证实。b 胡萝b 素有助 于治疗慢性肝炎，甘薯中富含b 胡萝b 素，因此适当食用甘薯有助于治疗慢性肝炎。 ( 3 ) 减肥作用哺1 甘薯几乎不含有脂肪，所含的热量也较少，1 0 0g 甘薯含5 1 5 k j 热量，仅相当于同 质量大米所含热量的3 0 ；甘薯的饱腹感强，不易造成过食；甘薯还含有的纤维素对肠 道蠕动可起到良好的刺激作用，促进排泄畅通；同时，由于纤维结构在肠道内无法被吸 收，有阻挠糖类变为脂肪的特殊功能。因此，营养学家称甘薯为营养最平衡的保健食品， 也是最为理想而又花费不大的减肥食物。 ( 4 ) 减缓人体机能衰老瞄1 甘薯中含有大量的黏多糖蛋白，属于胶原和黏液多糖类物质，对人体有特殊的保护 作用，既能预防心血管系统的脂肪沉积，保持动脉血管的弹性，防止动脉粥样硬化过早 发生，还能防止肝脏和肾脏中结缔组织的萎缩，保护消化道、呼吸道及血管的润滑。 我国台湾省陆之琳教授指出，甘薯是一种“生理碱性”食品，它能中和米、面、肉蛋 等所产生的酸性物质，起到维持健康人体血液的弱碱性作用。 ( 5 ) 抗高血压作用h 1 2 第一章文献综述 日本科学家经研究和临床实验表明，抑制血管紧张素i 转化酶，可有效地抑制先天 性高血压病的发生。试验研究表明，高血压患者每天饮用1 2 0m l 紫心甘薯汁，连续饮用 4 4 天后，血压就会降下来。不同品种甘薯的血管紧张素i 转化酶的抑制活性来源不同， 一般来自于花青素或多酚类物质绿原酸。 ( 6 ) 抑制胆固醇作用乜1 东京大学等科学家研究了1 3 0 种蔬菜、水果和花卉植物，科学家发现能抑制胆固醇 生成的是甘薯中含有的脂质和糖类相结合的物质，它有抑制胆固醇生产后期的一种合成 酶的作用。科学家预言，今后可望用甘薯开发出降胆固醇的药物。 1 2 果蔬在采后各种变化 1 2 1 乙烯对果蔬成熟与衰老的影响 1 2 1 1 乙烯的生理作用 根据果实生长发育和成熟过程中的呼吸曲线，可将果实分为跃变型和非跃变型两 类。跃变型果实在生长过程中，呼吸作用先降低，成熟时突然升高，然后在下降。呼吸 高峰的出现标志着果蔬衰老、死亡的开始。非呼吸跃变型果实在整个生长、成熟、衰老 过程中，呼吸作用始终缓慢降低，没有跃变过程。这两种果实对乙烯的反应不同。 非跃变型果实采后用外源乙烯处理，会立即刺激呼吸上升，停止处理后，呼吸又恢 复平稳。自身内源乙烯的产生很少，外源乙烯处理，不能明显的诱导内源乙烯的形成哺1 。 1 2 1 2 乙烯的作用机理 内源乙烯是生物体内连续产生的代谢产物。乙烯溶解在胞质中或吸附在细胞器内， 由于乙烯在亲脂性溶剂中的溶解度比在水中大1 4 倍，而细胞膜是蛋白质和类脂物质组 成，故细胞膜最有可能是乙烯作用的位点。乙烯与细胞膜作用，使细胞膜透性改变，这 一改变产生了关键性影响，它改变了原生质内部的隔离状态，从而增加了酶与底物的接 触。在正常的生活细胞中，各种生物的化学反应是有着严格的顺序和节奏的，这种顺序 和节奏受控于细胞内的生物大分子空间结构的巧妙安排和细胞内高度的区域划分工，一 旦这种能够情况遭到破坏，各种反应就会不受约束自由地进行。所以，当细胞膜原来对 正常透性受到破坏时，就可能导致呼吸反应的加强呻 。 l 3 t 第一章文献综述 1 2 1 3 乙烯对酶活性的影响 a b e l c s ( 1 9 7 1 ) 提出外加乙烯能控制纤维素酶的合成，并调节该酶从细胞指向细胞 壁的运动。乙烯能改变酶的同工酶区带，乙烯处理果蔬后，使同工酶区带增多嘧1 。 1 2 1 4 乙烯对核酸、蛋白质的影响 有实验证明，乙烯对未成熟和成熟果都能增加蛋白质的合成，但对衰老组织则加速 其分解。在缺乏蛋白质合成的条件下，外源乙烯也不能促进成熟。 由于乙烯在组织内具有高度的流动性，所以乙烯调节果蔬成熟衰老的作用是显著 的，但非孤立的。应该说，植物的生长发育、成熟衰老取决于整个激素平衡中占较重要 地位的那种激素，而激素的支配或隐伏的地位则取决于他们在某一生长发育阶段的含量 水平和活性旧1 。 1 2 1 5 果蔬贮藏过程中影响乙烯生成的因素 乙烯与呼吸：组织受到伤害后，乙烯释放率上升，在某些材料中伤乙烯猝发只需几 分钟，但是大部分材料中乙烯猝发需要- 4 , 时，在6 1 2 小时内达到乙烯高峰。伤乙烯 显著的生理变化是促进跃变型果蔬的成熟、软化、衰老。受伤组织的呼吸上升认为是乙 烯增加的结果，乙烯增加刺激呼吸强度上升，淀粉降解加强。组织伤害后呼吸强度上升， 二氧化碳大量产生、氧气消耗和热量释放剧增，组织代谢活性加强n 们。 果蔬组织的生理特性：不同种类和品种的果蔬产生乙烯的量和时间有很大差别，这 是内在的生理特性决定的。乙烯生成的抑制因子，也体现了植物内在的调节作用。 温度：过高过低的温度对乙烯的生成均有影响，一定的低温能有效抑制乙烯的生成， 但不适宜的低温造成冷害，反而会诱导乙烯的合成。 气体成分：因乙烯合成是一个需氧的过程，因此降低氧气高二氧化碳处理果实，均 能抑制乙烯生成n 1 。 外界伤害：很多果蔬受伤后，促进乙烯加速生成。称为“伤乙烯”。伤乙烯与正常的 乙烯是同一途径产生的。 乙烯的自我抑制作用：在营养组织和未成熟的果实中，外源乙烯能抑制a c c 的合 成，因而减少了内源乙烯的生成，这就是自我抑制作用。最近研究发现，外源乙烯还能 促进组织中丙二酰基转移酶的活性，增加丙二酰基a c c 的生成从而进一步降低组织中 游离a c c 的水平，抑制乙烯的生成。 化学物质的影响：某些药物处理可抑制内源乙烯的生成，现已知，某些解偶联剂、 4 第一章文献综述 还原剂、铜螯合剂，自由基清除剂都对乙烯生成表现抑制。另外紫外线可以破坏乙烯并 消除其影响u 。 1 2 2 呼吸作用对果蔬采后的影响 1 2 2 1 果蔬在采后呼吸作用的变化 果蔬采收后，中断了养分供给，干物质不断被呼吸所消耗。从减少物质损耗讲，果 蔬采后应尽可能地降低其呼吸作用。但果蔬采后呼吸并不只是一个消极的生理过程。呼 吸除提供能量外，与果蔬后熟过程有关的各种物质分解与合成，特别是蛋白质主要 是新的酶类的合成，新细胞形成等有密切相关。若果蔬采后呼吸失调则发生生理障碍， 使其各种生理过程都不能正常进行，出现生理病害。同时呼吸失调也会削弱果蔬原有的 抗病性，加重侵染性病害的发生。从这个角度讲，要求尽可能保持呼吸的正常水平。所 以，在果蔬贮藏过程中，不仅要保持果蔬采后呼吸作用尽可能低，同时又要使其呼吸保 持在一个正常的水平，这是新鲜果蔬贮藏与运输的基本原则和要求“3 1 。 果蔬采后仍是一个活体，要不断地进行呼吸，吸入氧气，放出二氧化碳，同时释放 出热量，使产品对不良环境和致病微生物具有抵抗能力。呼吸作用与许多生理生化有关， 呼吸越旺盛，各种过程进行越快，贮藏寿命就越短。因此，在果蔬贮藏过程中要设法抑 制呼吸，使代谢过程进行的缓慢一些。 呼吸强度是衡量呼吸强弱和组织新陈代谢快慢的一个重要指标，也是我们估计产品 贮藏能力的依据，呼吸强度越大，营养物质消耗越快，贮藏寿命就越短【1 2 】。 甘薯在生长和成熟期间呼吸作用的变化：甘薯块根的呼吸，在生长初期一般比较大， 以后随着成熟的进程而逐渐减弱。大块茎开始肥大的同时，作为呼吸基质的还原糖逐渐 减少，非还原糖开始增加，而淀粉显著的增多。 1 2 2 2 影响呼吸的因素 过于旺盛的呼吸作用对果蔬的保鲜是不利的，主要有以下几点p 3 ： 1 由于营养物质的消耗过度而引起果蔬组织老化和营养成分的减少； 2 易造成果蔬中糖、酸的损失从而引起分为的下降； 3 由于呼吸旺盛引起失水过度导致果蔬重量减轻； 4 过度呼吸产生的呼吸热促使果蔬品质恶化； 因此，要延长果蔬的贮藏保鲜期限，就要适当的抑制其呼吸作用的强度。 5 第一章文献综述 1 2 2 3 贮藏条件对呼吸的影响 果蔬采后的呼吸变化除受本身的代谢特性、发育阶段等内部因素所决定外，还受外 界因素如温度、湿度、氧气和二氧化碳浓度、机械损伤等的影响，而外界因素仍是通过 改变内部因素而发生作用的n 羽。 ( 1 ) 温度 温度是影响植物呼吸的最重要的环境因素。呼吸强度随温度的增加而加强，当达到 一定值时，如继续增高温度，呼吸强度反而下降。原因可能是由于高温引起某些酶的变 性或钝化；温度高，呼吸作用强，使组织外气体交换赶不上内部气体的代谢需要，早晨 组织内部氧气缺少二氧化碳积累，使呼吸受到抑制；呼吸底物不能满足高速度的呼吸需 要而呈现饥饿状态，生理温度超过3 5 c 以上，温度越高，呼吸强度下降越快。因此，研 究果蔬采后呼吸变化时，稳定适宜的温度条件十分重要。降低温度，则呼吸减缓，物质 消耗也减少。低温还能使果蔬的贮藏期延长，但并不是温度越低越好。 ( 2 ) 相对湿度( r h ) 也是影响呼吸的重要因素之一，果蔬采后轻微干燥比湿热条件下更有利于降低呼吸 强度，这种呼吸下降在温度较高时表现得更明显。采后幼嫩的黄瓜和茄子的呼吸，在湿 润转改下会变得更活跃，但甘薯干燥后会促进呼吸，所以要选择在高湿度下贮藏。 ( 3 ) 机械损伤和病虫害 贮运过程中任何机械伤害后会引起呼吸作用上升。损伤引起呼吸增加的原因大致有 三：损伤刺激了乙烯的生成从而影响到呼吸：损伤破坏了细胞结构，增加了底物与酶的 接触反应，同时也加速了组织内外气体的交换率，引起呼吸增强；损伤刺激果蔬组织内 的愈伤和修复反应，常常使果蔬组织中的磷酸戊糖途径反应增强，从而使呼吸作用增强。 病虫害侵染对呼吸的影响基本上与机械损伤相同，病虫害侵入果蔬组织，一方面本 身繁殖要增加呼吸，同时激发了果蔬组织呼吸的保卫反应。 保鲜包装对果蔬呼吸的影响：由于果蔬具有鲜活性，所以需要适宜的环境条件来保 持优良的品质，对包装的要求是要有良好的保护作用，特别是保鲜包装，应根据不同果 蔬的产品特殊的生理特性，特别是根据各种果蔬的呼吸特性选择相应的包装材料，呼吸 作用强大的果蔬采用透气性好的材料，高湿环境中衣服的果蔬，应采用透湿率大的材料， 极易枯水的果蔬，应选择保湿性好的材料n 3 1 。 6 第一章文献综述 1 2 3 其他因素对果蔬采后生理的影响 1 2 3 1 水分对果蔬采后生理的影响 采后的果蔬失去了水分的来源，随贮藏期的延长而发生不同程度失水，造成产品萎 蔫、失重、鲜度下降，使其商品价值受到影响；失水严重时会造成代谢失调，贮藏期缩 短。因此，失水常作为果蔬保鲜的一个重要指标n 羽。 1 2 3 2 糖类变化对果蔬采后生理的影响 主要存在于成熟的果实中，果蔬中含糖量一般为1 0 - - - 2 0 ，主要为葡萄糖、果糖、 蔗糖，在不同品种中各种糖的比例不同，果蔬的甜度不仅与含糖量及种类有关，而且也 受到有机酸的影响，糖酸比值越大越甜。果蔬的含糖量虽不高，但作为呼吸基质却可提 供果蔬维持生命活动的能量，果蔬在贮藏期间，糖会被消耗而逐渐减少，糖分消耗慢， 则说明贮藏条件适宜3 。 1 2 3 3 淀粉含量变化对果蔬采后生理的影响 主要存在于未成熟的果实及根茎类蔬菜中，成熟后淀粉转化为糖，果肉变软变甜。 1 2 3 4 纤维素、半纤维素、果胶物质对果蔬采后生理的影响 三者均是不被人体吸收消化的多聚物，是构成细胞壁和中胶层的主要成分，与果蔬 的质地密切相关。贮藏中组织老化后，纤维素则木质化和角质化，使蔬菜品质下降，不 易咀嚼。 1 2 3 5 有机酸含量变化对果蔬采后生理的影响 果实成熟时一般含酸量增加，长期贮藏后由于呼吸作用而减少，使品质降低。 1 2 3 6 维生素和矿物质变化对果蔬采后生理的影响 果实成熟阶段维生素c 含量增加，贮藏阶段易被氧化分解，失去生理活性；在温度 高和氧供给充足的条件下均会使维生素c 损失加快。 1 。3 臭氧保鲜原理、研究现状及应用实例 臭氧是氧的同素异形体，通常为无色气体，浓厚时显淡蓝色。臭氧的分子式为0 3 ， 7 第一章文献综述 分子量是4 8 ，1 8 4 0 年德国入s e h o r b e i n 发现并命名的。臭氧的电极电位是2 0 7 电子伏特， 是仅次于氟的强氧化剂，它可将有害物质氧化为二氧化碳、水或矿物盐，自身又极易分 解为氧气，不会对环境造成二次污染旧。 1 3 1 臭氧保鲜原理 人们利用臭氧的强氧化和杀菌特性，快速分解果蔬贮藏环境中的乙烯，杀灭贮藏环 境的微生物，以达到延长果蔬保鲜期的目的。 目前利用的臭氧发生器产生臭氧的同时，也产生大量的负氧离子，负氧离子也具有 抑制果蔬新陈代谢的作用，臭氧与乙烯发生化学反应过程中的中间氧化物还是霉菌等微 生物的有效抑制剂，从而达到防腐保鲜目的n7 1 。 1 3 1 1 臭氧的作用机理 臭氧很容易同细菌的细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质、蛋白质发生化学反 应，从而使细菌的细胞壁和细胞受到破坏( 即溶菌作用) ，细胞膜的通透性增加，细胞 内物质外流，使其失去活性n 副。 臭氧破坏或分解细胞壁，迅速扩散进入细胞里，氧化了细胞内酶或r n a 、d n a ， 从而致死病原体。在高电压强电场作用下，气体在电介质表面产生脉冲电晕放电，产生 高浓度等离子体，电子和离子被强大电场力作用加速与气体分子碰撞，在1 0 s 内使氧分 子分解成单原子氧。在数1 0 s 内原子氧和分子氧结合成臭氧： 0 2 + e 2 0 2 0 + 2 0 2 _ 2 0 3 臭氧在水中是不稳定的时刻发生还原反应，产生十分活泼的、具有强烈氧化作用 的单原子氧，在产生瞬时，对水中细菌、微生物有机物质进行分解作用。 0 3 _ 0 2 + o o + h 2 0 2 h o 臭氧贮藏保鲜是利用它的强氧化性进行消毒杀菌，利用它对有害气体的降解作用来 延缓果蔬的衰老。 1 3 1 2 臭氧的杀菌机理 臭氧能够彻底杀灭细菌和病毒，尤其是对大肠杆菌、赤痢菌、流感病毒等特别有效， l m i n 可去除率达9 9 9 9 。高浓度的臭氧能杀死霉菌，低浓度的臭氧有抑制霉菌生长的 8 第一章文献综述 作用n 9 l 。 臭氧与微生物细胞中的多种成分产生不可逆转的反应，达到杀灭微生物目的。对臭 氧杀菌机理的见解很多，一般认为杀灭细菌、霉菌类微生物是臭氧首先作用于细胞膜， 使膜构成成分受到损伤，使膜透性增加，细胞内部物质外流，细胞失去活力，导致新陈 代谢障碍并抑制其生长，接着臭氧继续渗透破坏膜内组织，直至将微生物杀死。在高湿 度下，微生物细胞膜变薄，其组织更容易被臭氧破坏晗刚。 通过臭氧强力的氧化性，可以用于冷库杀菌、消毒、除臭、保鲜。由于臭氧具有不 稳定性，把它用于冷库中辅助贮藏保鲜更为有利，因为它分解的最终产物是氧气，在所 贮食物果品里不会留下有害残留。 臭氧杀菌防霉分三个阶段：空库消毒，入库杀菌和日常防霉，目的是减少霉菌、酵 母菌等微生物造成的腐烂。 霉菌是保鲜行业最大的敌人，是引起贮藏果蔬腐败变质的最主要原因。臭氧具有杀 菌力强、杀菌谱广、可自行分解不产生残留污染等优点，对霉菌的杀灭效率极高。另一 方面，臭氧气体可快速分解果蔬呼吸排出的乙烯气体，乙烯是催熟剂，会增强呼吸，加 速成熟过程。乙烯被分解后降低了新陈代谢，减慢了生理老化进程，因而实现了保鲜作 用。臭氧保鲜的水果出库后保鲜时间长于一般冷库保鲜的水果。同时臭氧还可以去除库 内异味。 1 3 2 臭氧对果蔬采后生理生化的影响 1 3 2 1 对呼吸作用的影响 汪跃华妇2 3 等对台湾青枣研究发现，臭氧能够氧化许多饱和以及非饱和的有机物质； 负离子进入果实细胞内，中和正电荷，分解内源乙烯浓度，降低呼吸作用，减缓营养物 质在贮藏期间的转化。贾文军口3 3 等对草菇的研究也表明臭氧处理可以显著抑制草菇的呼 吸作用。刘晓军瞳4 3 等用臭氧处理冬枣发现，臭氧处理可以氧化枣果产生的乙烯，延缓冬 枣的软化和衰老。 1 3 2 2 对失水率的影响 万娅琼n 7 1 等推测，一定浓度的臭氧处理可使果蔬表皮气孔关闭，从而减少水分蒸腾 与养分消耗。白月吲2 朝等研究发现也发现，臭氧处理可以使小麦叶片气孔开度减小。 9 第一章文献综述 1 3 2 3 对淀粉和糖含量影响 刘晓军泓1 等实验得出，臭氧抑制淀粉酶活性，阻止淀粉的分解，有利于冬枣保持鲜 脆度。 1 3 2 4 对酶活性的影响 刘晓军m 1 等实验报道，臭氧处理除了可以抑制冬枣的淀粉酶活性，还可以抑制冬枣 过氧化物酶活性，维持较低的丙二醛含量。贾文军3 等研究表明，臭氧处理可以抑制草 菇p o d 活性升高。 1 3 2 5 对维生素c 的影响 刘晓军心4 1 等报道，高湿低温的贮藏环境中，臭氧处理可以延缓冬枣硬度和v c 含量 的下降速度。赵桂红盥印等对甜玉米研究得出，臭氧对于整个的甜玉米中的v c 并没有多 大的氧化作用，一旦果实受到了机械损伤时甜玉米穗粒受到破坏，v c 就会被大量氧化。 1 3 3 臭氧在果蔬保鲜方面的应用 目前市场上使用的保鲜剂虽有多种，但按照乙烯除去方式而言，分为以活性炭为代 表的吸附型和高锰酸钾为代表的氧化分解型两大类。前者虽然除去率高，但吸附饱和后 即失效，甚至还有脱附的危险；针对后者存在除去速度慢、保鲜效果不明显的缺点，臭 氧技术脱颖而出砼钔。 臭氧瞬间杀菌消毒，速度快，有极好的果蔬保鲜功能，抑制了果蔬的新陈代谢及病 原菌的滋生蔓延，延缓了瓜果蔬菜的后熟衰老、促进创伤愈合、增强抗病力，防止腐烂 变质，达到保鲜、消除异味、延长贮存时间和扩大外运范围的效果。 有研究表明，臭氧可使果蔬、饮料和其他食品的贮藏期延长3 1 0 倍。在实际应用 中，臭氧发生器应安装在冷库上方，或自下向上吹；果蔬的堆码要有利于臭氧接触、扩 散【2 6 瑚旧1 。 1 3 3 1 臭氧应用的积极性影响 王芳等【3 0 】对臭氧消毒进行了综述。李莉杰等口5 1 、张小敏口刃报道了臭氧在食品冷库中 具有良好的消毒杀菌作用。m a r g o s a n 口刀报道，臭氧可明显抑制会葡萄孢霉、指状青霉和 匍枝根霉的孢子萌发。b a r t h 研究指出汹1 ，在2 条件下贮藏黑莓，用0 1 x 1 0 击o 3 x 1 0 击 的臭氧化气体处理1 2 天，对贮期间真菌的发展有抑制作用，没有伤害发生。k u t e 掣3 9 】 1 0 第一章文献综述 报道，采用0 3 x 1 0 由0 7 x 1 0 。6 的臭氧化空气处理草莓，贮藏1 周对v c 的含量没有影响， 但总固形物含量逐渐增高，与对照相比达到了显著水平。葛自良h 町的综述指出，对于蔬 菜和水产品，采用0 0 5 - 0 5 m g l 浓度的臭氧水处理，有良好的杀菌作用。 l i e w h 妇等报道，将臭氧发生器产生的1 6 3 7 m m 3 的臭氧，再配制成臭氧浓度分别 为1 6 0 5 m m 3 、3 2 1 m # m 3 ，6 4 2 m # m 3 ，1 2 8 4 n l g m 3 的气体，实验温度分别为2 ，8 ， 1 6 度，以0 5 l m i n 的流量，对供试的胡萝卜每天处理8 h ，试验2 8 天，结果表明，采用 1 2 8 4 m 咖3 臭氧处理的胡萝卜，与对照相比，胡萝b 上灰葡萄孢霉和合盘菌的生长率最 低。同时也发现，随所用臭氧浓度的增加，在较低的实验温度下，胡萝卜的呼吸强度和 电导率增加的幅度增大。 1 3 3 2 臭氧对果蔬产生的不良影响 s p a l i d i n g 早期的实验指出，臭氧不能控制果蔬贮藏过程中的腐烂，且仅1 0 7 m m 3 的臭氧就能引起莴苣和草莓产生贮藏伤害，2 1 4 m m 3 可使桃受到伤害，6 8 5 m m 3 会伤 害苹果，臭氧处理提高了供实验的果蔬的细胞膜的相对电导率，叶绿素和类胡萝b 素也 易遭受破坏，l e w i s 等h 报道，采用臭氧处理后没有明显改变草莓，马铃薯，菜花等果 蔬的感官品质。高庆义h 列等指出，保鲜果蔬时，如果使用的臭氧浓度不当，会引起果蔬 细胞的损伤，使其透性增大，细胞内含物外渗，从而造成品质下降或败坏。 1 3 4 目前臭氧用于果蔬保鲜的实例 王磊2 1 对西红柿试验样品，用臭氧进行处理，然后用p e 薄膜袋包装后封口，在常 温下分别放置一周和两周，然后与不加臭氧进行处理仅用p e 薄膜袋包装后封口的样品 进行保鲜指标测定，结果表明，臭氧及负氧离子的共同作用所产生生物学效应，使这一 保鲜方法效果显著。 赵贵红等心6 1 将甜玉米整穗浸泡在不同浓度的臭氧水中，观察相同时间臭氧对v e 、 v c 的影响；浸泡在同一浓度的臭氧水中，观察不同时间臭氧对v e 、v c 的影响，将试 验结果与v c 和v e 的纯品在臭氧处理后的结果作对照，来阐述臭氧处理对v c 和v e 的 影响。 伍小红等采用两种浓度的臭氧处理红富士苹果，打开臭氧发生器并保持稳态5 m i n 后，将沙滤头接入一定体积的水中，通气一定时间用碘量法测定臭氧水的浓度，臭氧含 量为m g l 。分别用浓度为0 5 7 m g l 、1 1 7 m g l 的两种臭氧水的浸泡清洗苹果1 0 r a i n ， 阴干。以未洗的苹果为对照。在室温( 2 0 1 ) 下放置，每隔7 d 测一次贮藏指标和生理指 第一章文献综述 标。三个样品记为：对照、处理1 ( 臭氧浓度0 5 7 m g