食品贮运保鲜学

食品贮运保鲜学,2,第1章绪论,1食品贮藏保鲜的几个概念2食品贮藏保鲜的意义3食品贮藏科学的发展简况4我国食品贮藏现状及存在问题,3,1食品贮藏保鲜的几个概念,食品是指各种供人食用或者饮用的成品和原料以及按照传统既是食品又是药品的物品，但是不包括以治疗为目的的物品。,1.1相关概念,4,保质：实际上就是保证食品的安全性。保鲜：是指食品在保证安全的基础上，还能在营养、色泽、质地和风味等方面得到保证，保持食品的原汁原味。,5,保鲜：贮藏期较短的食品的保藏。贮藏：贮藏期较长的食品的保藏。储藏或储存：粮食油料作物的保藏。贮存或保存：普通食品的保藏。,6,研究食品在贮藏过程中物理特性、化学特性和生物特性的变化规律，这些变化对食品质量及其保藏性的影响，以及控制食品质量变化应采取的技术措施的一门科学。,特性变化规律,对品质及保藏性的影响,控制措施,食品贮藏保鲜,7,物理特性：食品的形态、质地和失重等；化学特性：食品中的水分及水分活度、各种天然物质及食品添加剂在食品中的性质；生物特性：主要指微生物和酶的特性，及食品的生理生化变化和食品害虫等。,8,1.2食品的分类和贮藏特性,动物性食品,干制品、腌制品、糖制品、罐藏制品、冷冻制品、焙烤食品等,天然食品,加工食品,食品,植物性食品,谷、豆、薯等农产品,果蔬为主的园艺产品,水产食品,畜肉禽蛋类食品,乳品,天然食品：在大自然中生长的、未经加工制作、可供人类食用的物品，如水果、蔬菜、谷物等。,加工食品：以天然食品为原料，经过不同程度的加工处理而得到的各种加工层次的产品。,鲜活食品生鲜食品,9,天然食品和加工食品贮藏性能比较,10,2食品贮藏保鲜的意义,解决食品生产与消费时空矛盾的主要手段延长食品消费时间，扩大食品消费地域。促进食品原料的可持续发展避免“旺季烂，淡季断”、“旺季向外调，淡季伸手要”的被动局面。增加效益减少损失；促进流通；提高质量和商品档次；出口创汇。,11,3食品贮藏科学的发展简况,3.1传统贮藏保鲜技术常温贮藏（自然冷源）：简易贮藏、土窑洞和通风贮藏低温贮藏（机械制冷）：机械冷藏气调贮藏,12,减压贮藏保鲜新型保鲜剂保鲜辐射贮藏保鲜电磁处理保鲜生物技术保鲜,3.2现代贮藏保鲜技术,13,3.3贮藏技术的两次革命（1）19世纪后半期：罐藏、人工干燥和冷冻食品贮藏由依靠自然条件进入人工控制条件，食品包装与贮藏史上的一次质的飞跃（2）20世纪以来：速冻、气调贮藏、减压贮藏、辐射保鲜和基因工程等,14,发达国家非常重视农产品保鲜加工业，农业总投资的70%用于采后，以保证农产品附加值的实现和资源的充分利用。发达国家因有雄厚的资金和工业化手段的支撑，农产品已普遍进入气调、冷链保鲜阶段，在农产品保鲜方面已进行了机械冷藏、气调冷藏和减压贮藏三次革命。现正进一步研究发展真空预冷、超低氧贮藏，还从分子水平来探索作物抗衰老、抑制成熟、培育耐贮藏新品种等，并已取得突破。,4.1发达国家贮藏保鲜技术发展状况,4我国食品贮藏保鲜现状及存在问题,15,4.2我国食品贮藏保鲜现状,目前，我国农产品保鲜研究一方面在跟踪世界先进技术，另一方面在探讨适合中国国情的投资省、耗能少、维持费用低的产地节能气调保鲜方法，这一技术路线已见到实效。,16,4.3我国食品贮藏保鲜存在的问题,统计数字显示，如果我国的果蔬损耗降低3至5，每年可减少果品损耗200万吨。如降低损耗15，果蔬产值可增加120亿元。,（1）采后损失严重,17,我国水果贮存能力仅占总产量的20，而且大都是简易贮藏，而发达国家95以上的水果都能得到及时贮藏，并且7080是气调贮藏。物流费用占到易腐食品成本的70%，每年的低温物流所造成的损失至少750亿元人民币。,（2）低温贮藏运输设施严重不足，冷链系统尚未完全建立。,18,我国大约有各种类型果蔬冷库3万余座，目前我国果品贮藏能力不足，只占总产量的25；法国、德国、美国等气调库已达5070，1994年意大利的气调贮藏就已达95。,(3)食品储藏保鲜的经营规模小，管理水平低，产品质量难以保证。,19,（5）贮藏保鲜过程中安全问题关注不够,生产者片面追求产量，而忽视了食品的质量及流通性。,（4）农业产业化体系不健全，食品生产、贮藏、销售等环节严重脱节。,防腐剂保鲜、杀虫灭鼠剂、环境消毒剂,20,利用先进的流通技术来解决产品过剩问题，建立从采收、预冷、包装、贮藏、运输、质检、批发、零售整个采后商业流程一致的标准和相配套的技术，并建立产品质量的追踪制度。,4.4未来战略,第2章食品原料的生理代谢与控制,1植物性原料的采后生理及控制1.1呼吸作用1.2蒸腾作用1.3成熟与衰老1.4休眠与采后生长1.5采后病害及控制2动物性原料的宰后生理,22,果蔬采收后，同化作用基本停止，但仍是活体，其主要代谢为呼吸作用。呼吸是呼吸底物在一系列酶参与的生物氧化作用下，经过许多中间环节，将生物体内的复杂有机物分解为简单物质，并释放出化学键能的过程。果蔬的呼吸有两种类型，即有氧呼吸和无氧呼吸。,1.1呼吸作用,23,1.有氧呼吸有氧呼吸是指果蔬的生活细胞在O2的参与下，将有机物(呼吸底物)彻底分解成CO2和水，同时释放出能量的过程。C6H12O6+6O26CO2+6H2O2870.2kJ,呼吸底物：糖、脂肪和蛋白质，常用的呼吸底物是G。,酶,1.1.1有氧呼吸和无氧呼吸,24,2.无氧呼吸无氧呼吸是果蔬的生活细胞在缺O2条件下，有机(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。酒精发酵：C6H12O62C2H5OH+2CO2226kJ乳酸发酵：C6H12O62CH3CHOHCOOH197kJ,酶,酶,25,无氧呼吸对贮藏不利的原因一方面因为无氧呼吸所提供的能量比有氧呼吸少，消耗的呼吸底物多，加速果蔬的衰老过程；另一方面，无氧呼吸产生的乙醛、乙醇物质在果蔬中积累过多会对细胞有毒害作用，导致果蔬风味的劣变，生理病害的发生。,果蔬采后在贮藏过程中应防止产生无氧呼吸。,26,正常情况下，有氧呼吸是植物细胞进行的主要代谢类型，环境中O2的浓度决定呼吸类型，一般高于3%5%进行有氧呼吸，否则进行无氧呼吸。,27,巴斯德效应,巴斯德效应：在无氧呼吸消失点之前，供给氧气可避免无氧呼吸的出现，可使碳水化合物的分解速度减慢，从而降低物质消耗和减少了无氧呼吸产物。意义：可通过降低氧气浓度使有氧呼吸减至最低限度，但不激发无氧呼吸，对果蔬贮藏保鲜有重要意义。,28,比较有氧呼吸和无氧呼吸的差异,讨论：,29,3.愈伤呼吸果蔬产品的组织在受到机械损伤时呼吸速率显著增高的现象叫做愈伤呼吸，又称为创伤呼吸、伤呼吸。愈伤呼吸产生原因：机械损伤使酶与底物的间隔被破坏，酶与底物直接接触，使氧化作用加强。,30,愈伤呼吸的意义：消极面：造成体内物质的大量消耗；积极面：是呼吸保卫反应的主要机制，在植物产品对损伤的自我修复中具有重要作用。,呼吸的保卫反应：主要是针对植物处于逆境，遭到伤害和病虫侵害时，机体所表现出来的一种积极的生理机能，即加强细胞内氧化系统的活性，使植物组织尽快恢复结构的完整性。,31,1.1.2与呼吸有关的几个概念,（1）呼吸强度也称呼吸速率，指一定温度下，一定量的产品进行呼吸时所吸入的O2或释放CO2的量，一般单位用O2或CO2mg(或mL)(kgh)(鲜重)表示。,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。,不同温度下各种果蔬的呼吸强度（CO2mg(kgh)）,33,（2）呼吸商(RespirationQuotient，RQ)也称呼吸系数，它是指产品呼吸过程释放CO2和吸入O2的体积比。RQ=,RQ的大小主要与呼吸底物和呼吸状态（有氧呼吸、无氧呼吸）有关。,RQ与呼吸底物的关系：糖类为呼吸底物时RQ=1C6H12O6+6O26CO2+6H2O，RQ=6/6=1.0含碳、氢多的脂肪、蛋白质为呼吸底物时RQ1C4H6O5+3O24CO2+H2O，RQ=4/3=1.33,呼吸商越小，需要吸入的氧气量越大，在氧化时释放的能量也越多。,35,RQ与呼吸状态的关系：无氧呼吸，吸收的氧气少，RQ1，供氧不足，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行时，RQ值越大，无氧呼吸所占的比例也越大。此外RQ还与环境供氧，脂糖转化等有关。脂转为糖时RQ1,RQ可用来判断呼吸状态和呼吸底物类型。,36,（3）呼吸热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1mgCO2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。,37,（4）呼吸温度系数在生理温度范围内，温度升高10时呼吸强度与原来温度下呼吸强度的比值即为温度系数，用Q10来表示，一般果蔬Q1022.5。,一些蔬菜的呼吸温度系数（Q10）,39,甜橙在不同温度范围的温度系数（Q10）,40,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。,41,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。,1.1.3呼吸跃变,42,跃变型果实与非跃变型果实,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。,43,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,45,(1)种类与品种(2)成熟度(3)温度(4)气体的分压（氧气、二氧化碳、乙烯）(5)含水量(6)机械损伤(7)其他：涂膜、包装、避光、辐照和生长调节剂处理,1.1.4影响呼吸强度的因素,46,蔬菜：生殖器官(花)营养器官(叶)贮藏器官(块根块茎)水果：浆果(番茄、香蕉)核果(桃、李)仁果(苹果、梨),(1)种类与品种,47,果实种类对呼吸强度的影响,48,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,49,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CO2mg/(kg/h)，20,50,(2)成熟度,幼嫩组织呼吸强度高，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。,51,(3)温度,一定温度范围内，呼吸强度与温度成正比关系，010范围内温度变化对果蔬呼吸强度的影响较大；温度越高，跃变型果实呼吸高峰出现越早。,52,温度的波动会促进果蔬的呼吸作用。,变温条件下几种蔬菜呼吸强度的变化单位：CO2mg/(kg/h),53,(4)气体的分压,O2浓度高，呼吸强度大；反之，O2浓度低、呼吸强度也低；O2浓度过低会造成无氧呼吸，果蔬贮藏中O2浓度常在25%；CO2浓度越高，呼吸代谢强度越低，但过高的CO2浓度会伤害果蔬，大多数果蔬适宜的CO2浓度为1%5%；乙烯能加速果蔬后熟衰老。,54,55,(5)含水量,果蔬在水分不足时，呼吸作用减弱；含水量高的植物，在一定限度内的相对湿度愈高，呼吸强度愈小；在一定限度内，呼吸速率随组织的含水量增加而提高，在干种子中特别明显，如粮食含水量越高，呼吸作用越强。,56,(6)机械损伤,植物组织受到挤压、碰撞、震动、摩擦等损伤后，呼吸作用就会加强，损伤程度越高，呼吸越强。,57,(7)其他,对果蔬采取涂膜、包装、避光等措施，以及辐照和应用生长调节剂等处理均可不同程度地抑制产品的呼吸作用。,58,1.1.5呼吸作用对果蔬贮藏的影响,耐藏性：在一定贮藏期内，产品能保持其原有品质而不发生明显不良变化的特性。抗病性：产品抵抗致病微生物侵害的特性。果蔬的耐藏性和抗病性依赖于生命。,59,提高果蔬耐藏性和抗病性提供果蔬生理活动所需能量产生代谢中间产物呼吸的保卫反应a.提供能量和底物，促进伤口愈合；b.抑制水解作用的加强；c.有利于分解、破坏微生物分泌的毒素。,呼吸作用对果蔬贮藏的影响,积极作用,60,呼吸作用对果蔬贮藏的影响,呼吸作用消耗有机物质分解消耗有机物质，加速衰老；产生呼吸热，使果蔬体温升高，促进呼吸强度增大，同时会升高贮藏环境温度，缩短贮藏寿命。,消极作用,61,呼吸作用对果蔬贮藏的影响,因此，果蔬贮藏过程中，在保证果蔬正常的呼吸代谢、正常发挥耐贮性和抗病性的基础上，采取一切可能的措施降低呼吸强度，延长贮藏寿命。,指导意义,62,1.2蒸腾作用,蒸腾作用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。,63,1.2.1失重和失鲜,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。,64,一些蔬菜在贮藏中的失重率（%）,65,一些水果在贮藏中的失重率（%）,66,引起产品失重，降低品质；破坏果蔬正常的代谢过程；降低耐贮性和抗病性；部分果蔬采后适度失水可抑制代谢，延长贮藏期。,1.2.2失水对代谢与贮藏的影响,67,甜菜组织脱水与水解酶活性的关系,68,萎蔫对甜菜腐烂率的影响,69,（1）果蔬产品自身因素,表面积比：表面积比大，失水快。表面保护结构：气孔、皮孔多，失水快；表皮层（角质层、蜡层）发达利于保水。机械损伤：加速失水。细胞持水力：原生质亲水胶体和固形物含量高的细胞利于细胞保水；细胞间隙大，加速失水。,1.2.3影响蒸腾失水的因素,70,洋葱和马铃薯的贮藏失重比较,71,补充：与湿度相关的几个概念,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,72,（2）环境因素,空气湿度：相对湿度越大，失水越慢。温度：温度越高，失水越快，温度的波动易导致结露现象。空气流动：空气流动越快，失水越快。气压：真空度越高，失水越快。,73,不同种类的果蔬随温度变化的蒸腾特性,74,降低温度：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；控制空气流动：减少空气流动可减少产品失水；蒸发抑制剂的涂被：包装、打蜡或涂膜。,1.2.4控制果蔬蒸腾失水的措施,75,1.2.5结露现象,果蔬产品贮运中其表面或包装容器内壁上出现凝结水珠的现象，称之为“结露”，俗称“发汗”。,76,结露现象产生的原因,根本原因：温差的存在。大堆或大箱中产品产生呼吸热，散热不良；采用薄膜封闭贮藏时，封闭前预冷不透，田间热和呼吸热造成温差造成薄膜内结露；高湿贮藏环境下，温度波动导致结露。,77,结露时产品表面的水珠有利于微生物的生长、繁殖，从而导致腐烂，不利于贮藏，因此在贮藏中应尽量避免结露现象发生。,结露对贮藏的影响,避免结露的措施：维持稳定的低温适当通风堆放体积大小适当等,78,1.3.1果蔬成熟与衰老的相关概念,果实生长的最后阶段，在此阶段，果实完成了细胞、组织、器官分化发育的最后阶段，充分长成时，达到生理成熟，也称为“绿熟”或“初熟”。,生理成熟(maturation),1.3成熟与衰老,79,果实停止生长后还要进行一系列生物化学变化逐渐形成本产品固有的色、香、味和质地特征，然后达到最佳的食用阶段。,完熟(ripening),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。,80,由合成代谢的生化过程转入分解代谢的过程，从而导致组织老化、细胞崩溃及整个器官死亡的过程。果实中最佳食用阶段以后的品质劣变或组织崩溃称为衰老。,衰老(senescence),81,1.3.2成熟和衰老期间的变化,（1）叶柄和果柄的脱落（2）颜色的变化（3）组织变软、发糠（4）种子及休眠芽的长大（5）风味变化（6）萎蔫（7）果实软化（果胶降解）（8）细胞膜变化（透性增强）（9）病菌感染,82,1.3.3成熟与衰老的机制,果蔬在生长、发育、成熟、衰老过程中，生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、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。,83,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。,84,乙烯与果蔬成熟衰老的关系,乙烯是对果蔬成熟作用最大的植物激素。果蔬乙烯的合成受基因控制。,合成途径,（1）乙烯的生物合成,86,乙烯生物合成途径：,Met,ATP,SAM,ACC合成酶,ACC,ACC氧化酶,ETH,MACC,丙二酰基转移酶,限速步骤,87,（2）影响乙烯生物合成的因素,果实成熟度不同成熟阶段的组织对乙烯作用的敏感性不同，跃变型果实在跃变前对乙烯不敏感，随着果实的发育，组织对乙烯的敏感性不断上升，基础乙烯的积累会导致成熟的启动和乙烯的自我催化。故长期贮藏的产品要在跃变之前采收。伤害胁迫因素包括机械损伤、高温、低温、病虫害、化学物质等，逆境因子提高ACC合成酶的活性，促进乙烯的合成。,贮藏温度乙烯的合成是一个酶促反应，一定范围内的低温贮藏可以大大降低乙烯的合成。乙烯合成在0左右很弱，大部分果实在2025左右最快。贮藏气体条件低O2浓度会抑制乙烯的合成（ACC乙烯需O2）；高CO2浓度会抑制乙烯的合成和乙烯的作用（CO2是乙烯的竞争性抑制剂）；少量的乙烯会促进乙烯的合成。化学物质一些药物处理能抑制内源乙烯的生成，如AVG、AOA、银盐、解偶联剂、自由基清除剂等能抑制乙烯的合成。,89,（3）成熟衰老的调控,温度低温可以降低呼吸强度，延缓跃变型果蔬呼吸高峰的出现时间，抑制乙烯的产生，抑制微生物的生长繁殖。湿度适宜的相对湿度能减轻果蔬的失水，避免由于失水产生的不良生理反应。,90,气体成分适当降低O2和提高CO2可以抑制呼吸，减少乙烯的生成，抑制微生物活动。化学药剂细胞分裂素可抑制叶绿素的降解，赤霉素可以降低呼吸强度，青鲜素处理可以增加硬度，抑制呼吸，防止大蒜等的发芽。,91,钙处理钙处理能降低果实的呼吸强度，减少乙烯的释放量，减轻某些生理性病害，保持果实的硬度，延缓果实的软化。钙处理方式：采前喷钙、采后钙液喷涂、浸泡等，主要方法是采用CaCl2溶液（2%12%）浸泡。,92,（4）乙烯与呼吸模式的关系,除了呼吸变化不同外，跃变型果实、非跃变型果实在内源乙烯的产生和对外源乙烯的反应上也有显著差异。,93,乙烯的产生系统不同植物体内有两套乙烯合成系统：系统：所有植物生长发育过程中都能合成并释放微量的乙烯；系统：跃变型果实在完熟期前期合成并大量释放乙烯，既可随果实的自然完熟产生，也可被外源乙烯所诱导。,乙烯与呼吸模式的关系,94,内源乙烯的产量不同（完熟期内）跃变型果实内源乙烯产生量多，且乙烯量变化幅度大。非跃变型果实内源乙烯一直维持在低水平，没有上升现象。,95,对外源乙烯的反应趋势不同跃变型果实只在跃变前期处理才有作用，可引起呼吸上升和内源乙烯的自身催化，且反应不可逆。非跃变型果实任何时候处理都可以对外源乙烯发生反应，但除去外源乙烯后呼吸恢复到处理前水平(可逆)。,96,97,对外源乙烯的反应程度不同跃变型果实提高外源乙烯浓度，呼吸跃变出现的时间提前，但不改变呼吸高峰强度。非跃变型果实提高外源乙烯浓度，可提高呼吸强度，出现假峰，但假峰出现时间不会提前。,98,乙烯与呼吸模式的关系,控制适当的采收成熟度；防止机械损伤；避免不同种类果蔬的混放；乙烯吸收剂（高锰酸钾）的利用；控制贮藏环境条件（低温、低O2、高CO2）；利用臭氧和其他氧化剂破坏乙烯；使用乙烯受体抑制剂1-MCP；利用乙烯催熟剂促进果蔬成熟。,（5）贮藏运输过程中对乙烯以及成熟的控制,101,1.4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。,102,1.4.1休眠,1休眠的概念一些块茎、鳞茎类蔬菜在结束其田间的正常生长时，体内积累了大量的营养物质，原生质流动减缓，新陈代谢明显降低，水分蒸腾减少，呼吸作用减弱，一切生命活动进入相对静止状态，对环境的抵抗能力增加，这就是休眠（dormancy）。,103,104,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，以度过寒冬、酷暑、干旱等不良条件而保存期生命力和繁殖力。对果蔬贮藏而言，休眠是一种有利的生理现象。,105,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)生理休眠期(真休眠、深休眠)强迫休眠期(休眠苏醒期),2休眠期的类型与阶段,106,对块茎而言是指从采收后直到表面伤口愈合的时期，马铃薯常需要25周；对鳞茎而言是指从采收直到表面形成革质化鳞片的时期，洋葱常需14周。此阶段是从生长向休眠的过渡阶段，新陈代谢比较旺盛，体内小分子物质向大分子转化，伤口逐渐愈合，表皮角质层加厚，使水分减少，从生理上为休眠做准备。,(1)休眠前期(休眠准备期),107,是从块茎类产品表面伤口愈合、鳞茎类产品表面形成革质化鳞片开始直到产品具备发芽能力的时期。此阶段产品新陈代谢下降至最低水平，生理活动处于相对静止状态，产品外层保护组织完全形成，水分蒸发进一步减少。即使有适宜的外界条件，产品也难以发芽，是贮藏安全期。,(2)生理休眠期(真休眠、深休眠),108,是指度过生理休眠期后，产品已具备发芽的能力，但由于外界环境温度过低而导致发芽被抑制的时期。此阶段是由休眠向生长过渡，体内的大分子物质开始向小分子转化，产品体内可利用的营养物质增加，为发芽提供物质基础。此阶段如外界温度适宜，休眠就会被打破，萌芽立即开始。此阶段利用低温和气调可显著延长强迫休眠期。,(3)强迫休眠期(休眠苏醒期),109,休眠前期,生理休眠期,强迫休眠期,按休眠的生理状态，可分为两种类型：生理休眠(自发性休眠)：是植物体内在的因素引起的休眠，主要受基因的调控，休眠期间即使在适宜生长的环境条件下也不发芽。强迫休眠(他发性休眠)：不适的环境条件所造成的暂停发芽生长，如日照减少、温度持续下降等，当不适的环境改善后便可恢复生长。受环境因素的影响。,大多数蔬菜属于强迫休眠，实际贮藏中采取强制办法，给予不利于生长的条件，延长强迫休眠期。,111,3控制休眠的措施,(1)辐射处理抑制马铃薯、洋葱、大蒜、生姜等根茎类作物的发芽和腐烂，辐射最适剂量0.0515kGy。(2)化学药剂处理萘乙酸甲酯（MENA）、氯苯胺灵（CIPC）、青鲜素（MH）处理有明显抑芽效果。(3)控制贮运环境温度低温是控制休眠的最重要、最有效的手段。,112,1.4.2采后生长,1采后生长的概念采后生长指不具休眠特性的蔬菜采收以后，其分生组织利用体内的营养继续生长和发育的过程。采后生长会导致产品内部的营养物质由食用部分向非食用部分转移，造成品质下降，并缩短贮藏期。,113,2采后生长现象的类型,1.幼叶生长胡萝卜、萝卜利用直根的营养进行新叶的生长；小白菜、生菜、葱等的幼叶生长而外部叶片衰老。,果蔬的采后生长现象主要表现为以下几类：,114,2.幼茎伸长竹笋、石刁柏是在生长初期采收的幼茎，顶端生长点活动旺盛，贮藏期间会利用体内的营养不断进行伸长生长，导致产品长度增加，木质化加快。,115,3.种子发育黄瓜贮藏中内部幼嫩种子不断成熟老化，导致果实梗端部分萎缩，花端部分膨大，原来两端均匀的瓜条变成了棒棰形。豆类蔬菜在贮藏中幼嫩种子不断成熟老化而变得越来越硬，豆荚部分则严重纤维化。,116,4.种子发芽番茄、甜瓜、西瓜、苹果、梨等果实在贮藏的后期内部的种子会利用体内的营养进行发芽，导致果实品质下降。,117,5.抽薹开花大白菜、甘蓝、花椰菜、萝卜、莴苣等两年生蔬菜，在贮藏中常因低温而通过春化阶段，开春以后由于贮藏温度回升，内部生长点很容易发芽抽薹开花，导致外部组织干瘪失水，食用品质降低。,118,3抑制采后生长的方法,低温：冷藏，延缓代谢气调：低氧和适当的二氧化碳去除生长点：抑制物质的运输其他措施：扩大采收部位（如花椰菜带叶采收）,119,1.5采后病害及控制,果蔬采后病害按照发病原因，可分为:病理性病害(侵染性病害)生理性病害(非侵染性病害),120,病理性病害是指果蔬由于病原微生物的入侵而引致果蔬腐烂变质的病害，即通常所说的腐烂，它能互相传播，有侵染过程，也称为侵染性病害。,1.5.1病理性病害,121,病理性（侵染性）病害的特点：病原菌主要是真菌和细菌；除采后感病外，相当多的病害是田间带病采后发病；与采前自然环境相比，采后贮运环境对发病可控性更大。,122,病原菌的入侵途径直接入侵自然孔口入侵伤口入侵,病原菌的传播途径气流传播风雨及流水传播昆虫传播人为传播,123,采前和采后环境中的温度、湿度、光照、气体成分、机械损伤、化学药物等都会对果蔬的生理和生化代谢造成影响，这些因素的极端变化就会形成逆境或胁迫（stress），从而影响正常的代谢过程，导致成熟衰老加速、品质下降，造成严重的采后损耗。,1.5.2生理性病害,124,由于不适宜的环境条件而引起的果蔬代谢异常、组织衰老以致败坏变质的现象，统称为生理病害或生理失调（生理紊乱），不是由病原微生物的直接侵染所致，故又称非侵染性病害。,125,1.低温伤害(lowtemperatureinjury)冷害、冻害2.气体伤害(gasinjury)低O2伤害、高CO2伤害、SO2伤害、NH3伤害3.营养失调(nutritionaldisorder)缺乏矿质元素,126,1.低温伤害(lowtemperatureinjury),冷害：冰点以上低温造成的伤害。主要表现为内部组织崩解败坏，出现褐斑、黑心或烂心，外部色泽变暗，水浸状，稍下陷；或者果实不能成熟，成熟度差，香味减少，风味变劣。冻害：冰点以下低温造成的伤害。组织呈半透明，甚至结冰。,127,2.气体伤害(gasinjury),低O2伤害：气调贮藏时，由于O2调节和控制不当，造成O2浓度过低而发生无氧呼吸，导致乙醛和乙醇等挥发性代谢产物的产生和积累，毒害细胞组织，使产品风味和品质恶化。低O2伤害的主要症状是果蔬褐变，软化，不能正常后熟，产生酒精味和异味。一般果蔬气调贮藏要求O2浓度不低于2%5%，热带、亚热带水果不低于5%9%。,128,高CO2伤害：贮藏环境中CO2过高而导致的果蔬生理失调称为高CO2伤害。高CO2伤害的症状与低O2伤害相似，最明显的特征是果蔬表面或内部组织或两者都发生褐变，出现褐斑、凹陷或组织脱水萎蔫等。一般果蔬气调贮藏要求CO2浓度不应超过2%5%。高CO2伤害的机制主要是抑制了线粒体中琥珀酸脱氢酶的活性，对末端氧化酶和氧化磷酸化也有抑制作用。,129,果蔬高CO2伤害受O2浓度的制约很大：在O2浓度较高时，即使CO2达到贮藏果蔬的生理极限浓度，也不会发生CO2伤害。相反，在CO2尚未达到生理极限浓度时，如果O2浓度很低，也有可能导致果实发生CO2伤害。所以在气调贮藏时，CO2和O2之间存在着互相制约与协同的双重关系。,130,SO2伤害：SO2过常作为杀菌剂被广泛用于果蔬贮藏时库房的消毒和产品的防腐处理。但如果使用不当，就容易引起伤害。如葡萄保鲜剂主要成分为SO2，葡萄SO2伤害一般表现为漂白作用，漂白先从果梗周围开始逐渐向过顶发展，受伤处漂白最明显。受SO2伤害的葡萄风味变劣，并有强烈的SO2气味，丧失食用价值。,131,NH3伤害：大型商业化冷库多以NH3作为制冷剂，在生产中由于管道腐蚀或接口不严常会发生泄漏。如果冷库内NH3积累到一定程度就会对产品造成伤害，其最典型的症状就是使产品迅速褐变。例如，NH3在几分钟内就会使百合鳞茎有白色变为浅褐色，随着时间的延长或NH3浓度的增加，进一步转变成深褐色。,132,3.营养失调(nutritionaldisorder),一些矿质元素如钙、硼和钾等的亏缺会引起果蔬的矿质元素缺乏症。如苹果缺钙会造成苦痘病，缺硼会引起果实内部木栓化，番茄缺钾会抑制番茄红素的合成，从而延迟番茄的成熟。,133,2动物性原料的宰后生理,刚屠宰肉,僵直,软化,肉质柔软，持水性高。,肉质变粗硬，持水性降低。,肉质变得柔软，持水性有所回复。,风味有显著改善，肉变得柔嫩，并具有特殊的鲜香风味。,此系列变化过程称之为肉的成熟。,134,2.1僵直,僵直又称为尸僵，是畜、禽、鱼失去生命活动后的一段时间里肌肉失去原有的柔性和弹性而呈现僵硬的现象。,135,僵直产生的原因,无氧呼吸产生乳酸，pH下降，pI附近蛋白质吸附水的能力下降，持水力降低；pH降低增加ATP酶的活性，促进ATP分解，提供肌肉收缩所需能量；肌动蛋白与肌球蛋白结合形成肌动球蛋白，引起肌肉收缩。,僵直,136,肉类的僵直开始和持续时间,温度高，僵直发生得早，持续时间短；温度低，僵直发生得晚，持续时间长。,137,僵直与贮藏的关系,肉类尸僵时，肉质粗老坚硬，保水性低，嫩度差，缺乏风味，消化率低，不适于食用；但处于僵直期的鱼新鲜度最高，食用品质好。肉类僵直期pH值较低，能抑制微生物生长繁殖，故保藏性较好。宰前避免牲畜运动，降低储藏温度都能延缓僵直的发生和延长僵直的持续时间，有利于保藏。,138,2.2软化,软化又称为解僵，是指肌肉在僵直达到最大程度并维持一段时间后，其僵直缓慢解除，肌肉变得柔软多汁，肉的风味加强，食味最佳，肌肉组织即已成熟。,139,软化所需时间因动物种类和温度条件不同而异：在24条件下，鸡肉需34小时达到僵直的顶点，而解除僵直需2天；其他家畜肉完成僵直需12天，而解除僵直猪、马肉需35天，牛肉需710天。温度对肉的软化过程影响最大，高温能加速软化，低温则延缓软化，当温度降至0以下时则停止软化。冷藏可以有效阻止肉的软化，延长贮藏期。,140,软化与贮藏的关系,肉软化时由于蛋白质的降解和pH值的回升，给微生物的生长繁殖创造了有利条件，肉的贮藏性能已显著下降，不再适于贮藏。软化使肉保水性增加，嫩度提高，增强了肉的滋味和香气，提高了肉的食用价值，是畜禽肉获得食用品质所必需的成熟过程，鱼类则应防止其死后发生软化。生产罐头时，宰后的猪、牛肉必须经过软化成熟处理，以保证成品的质量。,141,思考题,生鲜食品贮藏过程中主要发生哪些生理生化变化？什么是呼吸作用，衡量呼吸作用强弱的指标有哪些？呼吸作用对果蔬贮藏保鲜的意义？试分别举出三种以上跃变型果实和非跃变型果实。影响果蔬呼吸强度的因素有哪些？控制果蔬蒸腾生理的措施有哪些？什么是果实的成熟、生理成熟、完熟和后熟？,142,植物体内乙烯的生物合成途径？乙烯与呼吸模式有何关系？什么是果蔬的休眠？什么是果蔬的采后生长？休眠与采后生长对贮藏保鲜的意义？什么是侵染性（病理性）病害？什么是生理性病害？什么是肉类的宰后僵直和软化？对贮藏保鲜分别有何意义？,143,第3章食品贮藏保鲜方法,1简易贮藏2机械冷藏3气调贮藏4减压贮藏5其他贮藏技术,144,1简易贮藏,简易贮藏是为调节果蔬供应期而采用的一类较小规模的贮藏方式，主要包括堆藏、沟藏（埋藏）、窖藏、通风库贮藏，以及由此而衍生的冻藏、假植贮藏，它们都是利用当地自然低气温来维持所需的贮藏温度，其设施简单，所需材料少、费用低。这类贮藏方式是我国劳动人民在长期生产实践中发展起来的，各地都有一些适合本地区气候特点的典型方法，积累了一定的经验，是目前我国农村及家庭普遍采用的贮藏方式。,145,1.1堆藏1.2沟藏1.3窖藏1.4通风库贮藏1.5冻藏1.6假植贮藏,1简易贮藏,146,1.1堆藏,堆藏是将果蔬产品直接堆积在地上或坑内的一种贮藏方法。北方常用此方法贮藏大白菜、甘蓝、洋葱等，在南方一些产区也用此方法贮藏柑橘类果实。,147,堆藏的方法：选择地势较高的地方，将果蔬就地堆成圆形或长条形的垛，也可做成屋脊形顶，以防止倒塌，或者装筐堆成45层的长方形。堆内要注意留出通气孔，通风散热。随着外界气候的变化，逐渐调整覆盖的时间和厚度，以维持堆内适宜的温湿度。在贮藏初期，白天气温较高时覆盖，晚上打开放风降温，当果蔬温度降到接近0，则随着外界温度的降低增加覆盖物的厚度，防止产品受冻。,148,堆藏的特点：堆藏使用方便，成本低，覆盖物可以因地制宜，就地取材。是由于堆藏是在地面以上直接堆积，受外界气候影响较大，秋季容易降温而冬季保温却较困难，所以贮藏的效果主要取决于堆藏后对覆盖的管理，即根据气候的变化及时调整覆盖的时间、厚度等。堆藏一般用于入库前的预冷或短期贮藏。,149,1.2沟藏,沟藏也称为埋藏，是将果蔬按一定层次埋放在泥、沙等埋藏物里的一种贮藏方法。,150,沟藏的方法：将采收后的果蔬进行预贮降温。按要求挖好贮藏沟，在沟底平铺一层洁净的干草或细沙，将产品分层放入，也可整箱整筐放入。容积较大较宽的贮藏沟，在中间每隔1.21.5m插一捆作物秸秆，或在沟底设置通风道，以利于通风散热。随着外界气温的降低逐步进行覆土。为观察沟内的温度变化，可用竹筒插一只温度计，随时掌握沟内的情况。最后沿贮藏沟的两侧设置排水沟，以防外界雨、雪水的渗入。,151,1.3窖藏,窖藏是在埋藏的基础上发展起来的一种贮藏方式，主要有棚窖、井窖和窑窖三种类型，它既能利用变化缓慢的土温，又可以利用简单的通风设备来调节窖内的温度和湿度，在全国各地被广泛使用。,152,棚窖,较寒冷地区采用地下式，温暖地区多采用半地下式，窖内温湿度通过天窗通风换气进行调节。,153,井窖,室内室外均可建井窖，室内窖贮藏初期窖温较高，腐烂严重，但开春后窖内温度回升慢，适宜长期贮藏；室外窖正好相反，适于短期贮藏。,154,155,窑窖,我国北方广泛应用的一种贮藏形式，多建在丘陵山坡土质坚实的迎风处。,156,1.4通风库贮藏,通风库贮藏是在具有良好隔热性能的永久性建筑中设置灵活的通风系统，以通风换气的方式维持库内比较稳定、适宜贮藏温度的一种贮藏方式。通风贮藏库是依靠自然条件来调节库内温度，使用上受到一定的限制。,157,158,通风库类型,1.地上式通风库：库身全部建在地上，库温受外界气温的影响较大，适合地下水位较高的地方。2.半地上式通风库：库身一半在地面以下，库温既受气温的影响，又受地温的影响，一般建在地下水位较低的地方。3.地下式通风库：库身全部在底下，仅库顶露出地面，库温主要受地温的影响，适合在冬季酷寒和地下水位低的地方。4.改良式通风库：库身在地面，石头墙，水泥地面，钢筋水泥库顶，隔热性能好，温度与湿度较温度。还可在贮藏库上加盖住房。,159,1.5冻藏,冻藏是果蔬产品在冻结状态下贮藏的一种方式，主要用于菠菜、芫荽、芹菜等耐寒性较强的绿叶蔬菜。方法是产品在0时收获，然后放入背阴处的浅沟内（约20cm），覆盖一层薄土。随着气温的下降，蔬菜自然缓慢冻结，在整个贮藏期内保持冻结状态，无需特殊管理。出售前取出缓慢解冻，恢复新鲜品质。,160,1.6假植贮藏,假植贮藏是将带根收获的果蔬产品密集种植在沟或窖内的一种贮藏方式，主要用于芹菜、莴苣等蔬菜的贮藏。,假植贮藏的蔬菜处于极微弱的生长状态，能从土壤中吸取少量的水分和养料，甚至进行光合作用，能较长地保持蔬菜新鲜品质。,161,机械冷藏是指在具有良好隔热性能的贮藏场所(机械冷藏库)内，借助机械冷凝系统的作用，将库内的热空气传送到库外，使库内温度降低并保持一定相对湿度的贮藏方式。机械冷藏不受气候条件的影响，可终年维持库内需要的低温，是当今世界上应用最广泛的新鲜果蔬贮藏方式。,2机械冷藏,162,2.1机械制冷原理2.2冷藏库的类型2.3冷库设计2.4冷库的管理,2机械冷藏,163,2.1机械制冷原理,机械制冷是利用气化温度很低的制冷剂气化，来吸收贮藏环境中的热量，使库温迅速下降，再通过压缩机的作用，使之变成高压气体后冷凝降温，形成液体后循环的过程。,164,制冷系统是冷藏库最重要的系统。以靠制冷剂气化而吸热为工作原理的机械称为冷冻机，目前主要是压缩式冷冻机，其组成包括四部分：压缩机蒸发器冷凝器调节阀,2.1.1制冷系统,165,蒸汽压缩式制冷机原理,压缩式制冷原理图,常温高压液态,高温高压气态,蒸发器,压缩机,冷凝器,储液器,膨胀阀,低温低压气液混合,气态,P，T,T,P，T,166,压缩机：制冷系统的心脏，常用的为活塞式，通过活塞运动吸进来自蒸发器的气态制冷剂，将其压缩成高压状态进入冷凝器中。蒸发器：由一系列蒸发排管构成的热交换器，液态制冷剂由高压部分经调节阀进入低压部分的蒸发器时达到沸点而蒸发，吸收载冷剂所含的热。蒸发器可安装在冷库内，也可安装在专门的制冷间。冷凝器：有风冷和水冷两类，主要对自压缩机的制冷剂蒸汽进行降温，使之重新液化。调节阀：又称膨胀阀，位于贮液器和蒸发器之间，用来调节制冷剂流量，同时起降压作用。,167,在制冷系统中，蒸发吸热的物质称为制冷剂，制冷系统的热传递是靠制冷剂进行的。制冷剂要具备沸点低、冷凝点低、对金属无腐蚀作用、不易燃烧、不爆炸、无刺激性、无毒、无味、易于检测、价格低廉等特点。当前普遍的制冷剂是氨和卤代烃。,2.1.2制冷剂,168,氨是目前使用最广泛的制冷剂。氨主要用于大中型压缩冷冻机，其潜热比其他制冷剂高。氨的比重和粘度小，放热系数高，价格便宜，易于获得。但是，氨有较强的毒性和可燃性。若以容积计，当空气中氨的含量达到0.50.6时，人在其中停留半个小时即可中毒，达到1113时即可点燃，达到16时遇明火就会爆炸。因此，氨制冷机房必须注意通风排气。,169,卤代烃使用较多的是二氯二氟甲烷，即氟利昂，其制冷能力较小，主要用于小型制冷设备。但氟利昂对臭氧层有破坏作用，目前以限制使用，许多国家已采用了氟利昂的替代品用于家用冰箱和小型制冷设备，如溴化锂等。,170,2.2冷藏库的类型,按温度分：高温库、中温库、低温库、超低温库。,171,按用途分：预冷性冷库、周转性冷库、综合性冷库。,预冷库与周转性冷库最大的区别有两点：,（1）冷风机速度不同。预冷库使用专用风机强制循环冷风冷却果蔬，冷库的冷风机风速一般较低。（2）制冷机的制冷能力不同。预冷库制冷机的制冷能力应是冷库的23倍。,172,按容量分：大型库、大中型库、中小型库、小型库。,173,2.3冷库设计,机械冷藏库主要由制冷机和冷藏库组成。冷藏库要求有良好的隔热性、防潮性及抽气系统和一定的湿度环境。,174,2.3.1冷库的结构,冷库以冷藏室为主体，另外还配有预冷间、加工间、休息间等附属用房。冷藏室的隔热门应自动启闭，并在门顶设风幕，以减少开门时外界暖流侵入。冷库还应设有通风换气系统和喷雾系统。,175,冷库的基本布局,冷库一般由主库、动力部分、生产工艺部分及其他辅助设施等四部分组成。,176,2.3.2冷库的隔热系统,为了减少外界热量侵入冷藏库，保证库内温度均衡，减少冷量损失，冷藏库外围的建筑结构必须敷设一定厚度的隔热材料。常用隔热材料：聚氨酯泡沫塑料（一般是现场直接灌注或喷涂发泡）聚苯乙烯泡沫塑料（聚苯板）,177,2.3.3冷库的防潮系统,水蒸气在蒸汽压差的作用下逐渐向库体的隔热层渗透，到达库体隔热层易遇冷凝结成水珠或冻结成冰晶，使隔热材料受潮从而降低隔热性能。因此需在隔热层外表面设置防潮层。常用防潮材料：石油沥青聚乙烯塑料薄膜,178,179,2.4冷库的管理,1.入库前的准备,a.库房及包装物消毒,180,b.产品入库前预冷,产品入库前一定要先预冷，特别是在高温季节采收时，如直接入库热量散发不出，不但降温缓慢、增加湿度，容易结露导致腐烂，还加重制冷机负荷、缩短及其寿命。,181,分批进行，除第一批外，以后每次的入贮量不应太多，入贮量第一次以不超过该库总量的1/5，以后每次以1/101/8为好。堆放的总要求是“三离一隙”。“三离”指的是离墙、离地面、离天花板。“一隙”是指垛与垛之间及垛内要留有一定的空隙。,2.库内堆放,182,冷藏库温度管理的原则是适宜、稳定、均匀;入库后尽快达到贮藏低温（易发生冷害产品除外）;应严格控制冷藏室温度，避免温度波动。温度的监控可采用自动化系统实施。,3.温度管理,183,湿度过高，食品表面就会有水分冷凝，不仅容易发霉也容易腐烂；若湿度过低，则食品因水分迅速蒸发而发生萎蔫。,冷藏时适宜的湿度：水果85-90%蔬菜90-95%坚果70%干燥制品50%,湿度过高或过低怎么办？,4.湿度管理,184,通风换气即库内外进行气体交换，以降低库内产品新陈代谢产生的C2H4、CO2等废气。控制空气流速，速度越大，食品水分蒸发率越高。为了保证贮藏室内温度均匀，应保持最低速度的空气循环。通风换气应在库内外温差最小时段进行。,5.通风换气,185,蒸发器要经常除霜，否则会影响制冷效果；保证制冷剂不泄露。,6.制冷系统的维护,186,3.1气调贮藏的概念和原理3.2气调对库体设备的要求3.3气调贮藏条件3.4气调库的管理3.5塑料薄膜包装气调,3气调贮藏,187,3.1气调贮藏的概念和原理,气调贮藏是调节气体成分贮藏的简称，指改变贮藏环境中的气体成分（通常是增加CO2浓度，降低O2浓度以及根据需求调节其气体成分浓度）来贮藏产品的一种方法。,气调贮藏是在传统的冷藏保鲜基础上发展起来的现代化保鲜技术，被认为是当今储存水果效果最好的贮藏方式。,188,气调贮藏的分类,自发气调(Modifiedatmospherestorage，MA)利用新鲜果蔬自身的呼吸作用降低贮藏环境中的O2浓度，同时提高CO2浓度，如塑料薄膜保鲜袋、硅窗气调保鲜袋等。人工气调(Controlledatmospherestorage，CA)根据产品的需要人为地调节贮藏环境中各气体成分的浓度并保持稳定，如气调贮藏库。,189,气调贮藏原理,高CO2浓度和低O2浓度会抑制呼吸作用和其它的代谢作用，延缓果蔬成熟和衰老，保持品质。低O2浓度可以抑制乙烯的生物合成，高CO2浓度会减轻果蔬对乙烯的敏感性，减弱乙烯的生物作用。,（1）气调对代谢的影响,190,低O2浓度可以减弱或抑制脂肪氧化酸败，减少脂溶性维生素的损失；低O2可以抑制维生素C、谷胱甘肽、半胱氨酸等的氧化，保持营养价值。,（2）气调对食品成分的影响,191,好气性微生物在O2环境下生长繁殖受到抑制；适宜的低O2和高CO2浓度可抑制果蔬生理病害和病理性病害；同时提高CO