鲜活农副产品保鲜原理.ppt

1、1,第二章 保鲜原理,第一节 贮藏中的生理和生化变化 第二节 鲜活农副产品的败坏 第三节 变质腐败的控制,2,第一节 贮藏中的生理和生化变化 1.1 呼吸作用 1.2 蒸腾作用 1.3 成熟与衰老 1.4 休眠与生长 1.5 僵直与软化,3,1.1 呼吸作用,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 呼吸作用是在许多复杂的酶系统参与下，经由许多中间反应环节进行的生物氧化过程，能把复杂的有机物逐步分解成简单的物质，同时释放能量。 果蔬的呼吸有两种类型：有氧呼吸和无氧呼吸,4,(一)、有氧呼吸和无氧呼吸 1. 有氧呼吸(aerobic respiration) 有氧呼吸是指果

2、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+6O2 6CO2+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 呼吸作用(respiration),5,2. 无氧呼吸(anaerobic respiration) 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。 酒精发酵： C6H12O6 2C2H5OH+2CO2226kJ 乳酸发酵：C6H12O6 2CH3CHOHCOOH197kJ,酶,酶,8,比较有氧呼吸和无氧

3、呼吸的差异,讨论：,9,(二) 与呼吸有关的几个概念,1. 呼吸强度 (Respiration rate)：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氧气或释放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 ) ）,11,2. 呼吸商 (Respiration Quotient，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=,12,RQ主要指示呼吸底物的性质： 糖类为呼吸底物时RQ=1 C6H12O6 +6O2 6CO2 +

4、6H2O，RQ=6/6 =1.0 脂肪酸、蛋白质（富含氢）为呼吸底物时RQ1 C4H6O5+3O24CO2 +H2O，RQ=4/3=1.33,13,此外RQ还与环境供氧，脂糖转化等有关。 无氧呼吸 RQ1，呼吸商很大时，表明很可能发生了无氧呼吸。 脂转为糖时 RQ1,RQ可用来判断呼吸状态和呼吸底物类型。,14,3. 呼吸热(Respiration heat)：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。,15,4.

5、 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。,16,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。,一些蔬菜的呼吸温度系数（Q10）,18,甜橙在不同温度范围的温度系数（Q10）,19,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

6、急剧上升的过程称为呼吸跃变( Respiration climacteric )。,5、 呼吸跃变,20,细胞 细胞增大 完熟 衰老 分裂,成熟,生长,相对变化,果实呼吸曲线的变化模式,21,跃变型果实与非跃变型果实,呼吸跃变型果实(respiration climacteric fruit),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。,22,非呼吸跃变型果实(non-respiration climacteric fruit),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

7、、葡萄、樱桃、菠萝、荔枝、黄瓜等。,跃变型和非跃变型果蔬的分类,24,(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,(三) 影响呼吸强度的因素,25,蔬菜：呼吸强度 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,(三) 影响呼吸强度的因素,26,果实种类对呼吸强度的影响,(三) 影响呼吸强度的因素,27,同类产品： 呼吸强度 晚熟品种 早熟品种 夏季成熟品种 秋冬成熟品种

8、 南方生长 北方生长,(三) 影响呼吸强度的因素,(1) 种类与品种,28,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)，20,29,(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。,30,(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； 温度的波动会促进果蔬的呼吸作用； 温度越高，跃变型果实呼吸高峰出现越早。,31,(4) 气体的分压,O2浓度高，呼吸强度

9、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。,32,33,(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； RH80%，产品呼吸基本不受影响；过低的湿度则影响很大。 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。,34,(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

10、程度越高，呼吸越强。 创伤呼吸(healing respiration)：果蔬的组织在受到机械损伤时呼吸速率显著增高的现象叫愈伤呼吸或称伤呼吸。,35,伤呼吸产生的原因： 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。 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。,36,37,(7) 其他,对果蔬采取涂膜、包装、避光等措施，以及辐照和

11、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。,38,(四) 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。,39,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，抑制病原菌感染； b. 有利于分解、破坏微生物分泌的毒素。,积极作用,40,消极作用,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。,因此，

12、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。,41,1.2 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。,42,(一) 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。,43,一些蔬菜在贮藏中的失重率（%）,44,一些水果在贮藏中的失重率（%）,45,引起产品失重，降低品质； 破坏果蔬正常的代谢过程； 原生质脱水，促使水解酶活性增加，加速水解 降

13、低耐贮性和抗病性，但部分果蔬采后适度失水可抑制代谢，延长贮藏期。,(二) 失水对代谢和贮藏的影响,46,甜菜组织脱水与水解酶活性的关系,47,萎蔫对甜菜腐烂率的影响,48,(三) 影响蒸腾失水的因素,水,49,1 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。,50,洋葱和马铃薯的贮藏失重比较,不同种类和品种的产品，同一产品不同的成熟度，失水率均有很大差别。,51,与湿度相关的几个概念,绝对湿度：绝对湿度是单位体积

14、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,52,2 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。 不同果蔬品种蒸腾的快慢随温度的变化差异很大 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。,53,不同种类的果蔬随温度变化的蒸腾特性,54,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

15、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。,(四) 控制果蔬蒸腾失水的措施,55,结露现象,果蔬产品贮运中其表面或保证容器壁上出现凝结水珠的现象，称之为“结露”，俗称“发汗”。 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。,56,(一) 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(maturati

16、on),1.3 成熟与衰老,57,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。,58,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),60,(二) 果蔬采后的生理生化变化,（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 （8）细胞膜变

17、化 （9）病菌感染,61,(三)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加和减少，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。,62,乙烯与果蔬成熟衰老的关系,1、乙烯的生物合成,激素是调节果蔬成熟的重要因素，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。,乙烯生物合成途径,64,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

18、,限速步骤,65,2、乙烯生物合成的调节,外源乙烯对乙烯生物合成的调节 外源乙烯对乙烯生物合成的作用具有二重性，跃变型果蔬可自身催化，非跃变型果蔬可自我抑制。 逆境胁迫刺激乙烯的产生 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。 Ca2+调节乙烯产生 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。,66,化学物质抑制乙烯生成 酶类抑制剂（AVG/AOA),银离子，某些铜螯合剂（有毒），紫外线，1-MCP（1-甲基环丙烯） 其他植物激素对乙烯合成的影响 ABA刺激乙烯生成，IAA、赤霉素抑制乙烯生成,67,3、乙烯在组织中的作用, 对果蔬呼吸的作用 刺激跃变期提前出现跃变型果蔬 在整个成熟期促进呼吸上升，且浓度与呼吸强度成正比， 除去乙烯后，呼吸下降，恢复原有水平非跃变型果蔬 对生物膜的透性及酶蛋白合成的作用 乙烯容易与生物膜中的类脂质发生作用，使其渗透性增好 几倍；乙烯会促使蛋白酶、AT