第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
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第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
冷害引起的生理生化变化
① 生化反应失调： 水解酶类活性＞合成酶类 氧化磷酸化解偶联，ATP含量减少
② 呼吸代谢失调 ③ 光合作用受阻 ④ 原生质流动受阻：ATP减少，原生质粘性增加 ⑤ 吸收机能减弱
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
二、影响冷害的因素
(一) 生物膜的特性及化学成分 (二) 内在因素 (三) 外界环境因素
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
第一节 果蔬的冷害 第二节 果蔬的冻害
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
第一节 果蔬的冷害
一、冷害症状及对冷害的敏感性 二、影响冷害的因素 三、冷害的机理 四、减轻果蔬冷害的措施
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
一、冷害症状及对冷害的敏感性
概念
冰点（0℃）以上的低温使果蔬发生代谢失调而造成的伤 害－冷害(chilling injury）
代谢破坏 间接损害
四、冷害过 程中的生理 生化变化
喜温植物在零上低 温条件下，生理生化方 面出现如图化：
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
① 对生物膜的影响 首先是损伤生物膜。一些对冷害敏感的植物，膜脂 从一个富有柔性的液晶态转变为固性的凝胶态使得 膜相发生改变。
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
黄瓜组织切片不同温度下细胞膜透性变化图
胆碱 磷酸 甘油
脂 肪 酸
空间填充模型 极性头部 非极性尾部
磷脂的结构
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
磷脂符号
脂肪酸
脂肪酸含有一个烃链和一个终端的羧基 饱和脂肪酸的链上所有碳原子全部为氢
原子所饱和 不饱和脂肪酸的碳链结构中含有一个、
两个或多个双键
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
饱和脂肪酸 (软脂酸，C16:0)
越多，固化温度越ຫໍສະໝຸດ Baidu，抗冷性增强。
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
低温 高温
液相(溶胶)
固相(凝胶)
膜的相转变
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
(二) 内在因素
果蔬的种类 品种 成熟度 采收期 组织的生理状况和化学组成等因素
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
(三) 外界环境因素
① 温度
•在导致发生冷害的温度下，温度高低和持续 时间的长短是果蔬产品是否受害和受害程度 的决定因素。 • 在诱发冷害温度的范围内，温度越低，或低 温持续时间越长，则冷害受害程度越严重。
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
冷害
各个E之间 活性差异
膜脂相变（液 晶—固晶）
骤冷
渐冷
蛋白质变性 或解离
膜破裂（非均一的固化） 膜均一的固化与紧缩
质膜透性增加 对水透性降低 （ 根）
细胞内含物渗漏 失水超过了吸水
叶绿体、线粒体 膜上E活性降低
抑制光合与呼吸
直接损害
派生干旱损害
冷害的机制图解
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
(一) 生物膜的特性及化学成分
选择透性
细胞质膜具有让物质选择通过本身的性质
膜的基本成分
蛋白质－结构蛋白、功能蛋白
脂质
极性(亲水性头部)
(磷脂结构) 脂肪酸侧链(疏水性尾部)
膜的相变与流动性
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
结构式
胆碱 极
磷酸
性 头
甘油 部
非 极 脂肪酸 性 尾 部
冷害症状:组织内变黑、变褐和干缩，外表出现凹陷斑纹，
有异味。一些表皮较薄、较柔软的果蔬，则易出现水渣状
的斑块。
如：芒果产生灰褐色斑点 香蕉果皮褐变
柑桔果皮陷斑
鸭梨早期黑心
桃中汁液减少和质地粉质或木质化
此外，未成熟果实不能正常后熟等
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
✓一些原产于热带或亚热带的植物，由于系统发育 处于高温多湿的气候环境中，形成对低温有很敏 感的特性 ✓同一植物不同品种对冷害的敏感性会有很大差异， 早熟品种较晚熟品种对冷害敏感 ✓另外，在植物不同的生长发育时期，对冷害敏感 性的变化也很大
种类、O2和C02浓度、处理时间和贮藏温度等因 素决定。
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
④ 光照等因素
在某些情况下光线 也会增大田间作物 冷害
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
三、冷害的机理(假说)
细胞膜结构与冷害机制：
第一步：膜相的改变 第二步：由于膜损坏而引起代谢紊乱，
导致死亡
➢ 膜的透性增加 ➢ 结合在膜上的酶系统受到破坏，
单不饱和脂肪酸
(棕榈油酸，C16:1)
单不饱和脂肪酸
(十八碳烯酸，C18:1)
多不饱和脂肪酸 (亚油酸，C18:2)
脂肪酸的结构
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
膜的相变与流动性
膜是流动的，不是静止的
(膜的流动镶嵌模型)
膜在较高温度下，呈液相状态，在低温下即 转变为固相状态或凝胶态(膜的相转变)
膜脂相变会导致原生质停止流动，透性加大 膜脂碳链越短，相同碳链长度时不饱和键数
第五章 果蔬贮藏期间的冷害和冻害
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
逆境与抗逆性
逆境（environmental stress）：对植物产 生伤害的环境，又叫胁迫。
逆境的种类
生物因素：病虫害、杂草等
理化因素：温度、水分、辐 射、化学因素、天气等
抗性（stress resistance）:植物对不良环境 的适应性和抵抗力。
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
② 相对湿度
• 对于某些果蔬商品，贮藏期间提高相对 湿度，可以减轻冷害。 •相对湿度对冷害程度的影响又因果蔬种 类而有差异。
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
③ 大气成分
• 对于某些果蔬商品用低浓度02，和高浓度CO2进 行气调贮藏，能有效地减轻冷害
• 但气调贮藏也有加重冷害的报道 • 因此，气调贮藏能否减轻冷害的发生，受果蔬
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
其次，在膜脂固化以后，使得结合在膜上的 酶系统受到破坏，酶活性下降，原来在膜上结合 的酶系统与膜外游离的酶系统之间的平衡被打破， 破坏了原有的协调作用，于是积累一些有毒的中 间产物(如乙醛、乙醇等)。
第三，因线粒体膜受到破坏，影响呼吸链电 子传递，出现氧化磷酸化解偶联作用。
氧化磷酸化解偶联 ➢ 膜吸附酶活化能增加，造成细胞的能量短缺
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
由于膜的相变在一定程度上是可逆的，如果组 织短暂受冷后升温，只要膜没有受到严重伤害， 在冷害解除后，膜仍可以恢复正常代谢而不造 成损伤
若受冷的时间很长，膜受损严重，则导致机体 受伤死亡，组织崩溃，细胞解体，就会导致冷 害症状出现。
冷害引起的生理生化变化
① 生化反应失调： 水解酶类活性＞合成酶类 氧化磷酸化解偶联，ATP含量减少
② 呼吸代谢失调 ③ 光合作用受阻 ④ 原生质流动受阻：ATP减少，原生质粘性增加 ⑤ 吸收机能减弱
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
二、影响冷害的因素
(一) 生物膜的特性及化学成分 (二) 内在因素 (三) 外界环境因素
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
第一节 果蔬的冷害 第二节 果蔬的冻害
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
第一节 果蔬的冷害
一、冷害症状及对冷害的敏感性 二、影响冷害的因素 三、冷害的机理 四、减轻果蔬冷害的措施
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
一、冷害症状及对冷害的敏感性
概念
冰点（0℃）以上的低温使果蔬发生代谢失调而造成的伤 害－冷害(chilling injury）
代谢破坏 间接损害
四、冷害过 程中的生理 生化变化
喜温植物在零上低 温条件下，生理生化方 面出现如图化：
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
① 对生物膜的影响 首先是损伤生物膜。一些对冷害敏感的植物，膜脂 从一个富有柔性的液晶态转变为固性的凝胶态使得 膜相发生改变。
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
黄瓜组织切片不同温度下细胞膜透性变化图
胆碱 磷酸 甘油
脂 肪 酸
空间填充模型 极性头部 非极性尾部
磷脂的结构
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
磷脂符号
脂肪酸
脂肪酸含有一个烃链和一个终端的羧基 饱和脂肪酸的链上所有碳原子全部为氢
原子所饱和 不饱和脂肪酸的碳链结构中含有一个、
两个或多个双键
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
饱和脂肪酸 (软脂酸，C16:0)
越多，固化温度越ຫໍສະໝຸດ Baidu，抗冷性增强。
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
低温 高温
液相(溶胶)
固相(凝胶)
膜的相转变
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
(二) 内在因素
果蔬的种类 品种 成熟度 采收期 组织的生理状况和化学组成等因素
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
(三) 外界环境因素
① 温度
•在导致发生冷害的温度下，温度高低和持续 时间的长短是果蔬产品是否受害和受害程度 的决定因素。 • 在诱发冷害温度的范围内，温度越低，或低 温持续时间越长，则冷害受害程度越严重。
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
冷害
各个E之间 活性差异
膜脂相变（液 晶—固晶）
骤冷
渐冷
蛋白质变性 或解离
膜破裂（非均一的固化） 膜均一的固化与紧缩
质膜透性增加 对水透性降低 （ 根）
细胞内含物渗漏 失水超过了吸水
叶绿体、线粒体 膜上E活性降低
抑制光合与呼吸
直接损害
派生干旱损害
冷害的机制图解
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
(一) 生物膜的特性及化学成分
选择透性
细胞质膜具有让物质选择通过本身的性质
膜的基本成分
蛋白质－结构蛋白、功能蛋白
脂质
极性(亲水性头部)
(磷脂结构) 脂肪酸侧链(疏水性尾部)
膜的相变与流动性
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
结构式
胆碱 极
磷酸
性 头
甘油 部
非 极 脂肪酸 性 尾 部
冷害症状:组织内变黑、变褐和干缩，外表出现凹陷斑纹，
有异味。一些表皮较薄、较柔软的果蔬，则易出现水渣状
的斑块。
如：芒果产生灰褐色斑点 香蕉果皮褐变
柑桔果皮陷斑
鸭梨早期黑心
桃中汁液减少和质地粉质或木质化
此外，未成熟果实不能正常后熟等
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
✓一些原产于热带或亚热带的植物，由于系统发育 处于高温多湿的气候环境中，形成对低温有很敏 感的特性 ✓同一植物不同品种对冷害的敏感性会有很大差异， 早熟品种较晚熟品种对冷害敏感 ✓另外，在植物不同的生长发育时期，对冷害敏感 性的变化也很大
种类、O2和C02浓度、处理时间和贮藏温度等因 素决定。
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
④ 光照等因素
在某些情况下光线 也会增大田间作物 冷害
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
三、冷害的机理(假说)
细胞膜结构与冷害机制：
第一步：膜相的改变 第二步：由于膜损坏而引起代谢紊乱，
导致死亡
➢ 膜的透性增加 ➢ 结合在膜上的酶系统受到破坏，
单不饱和脂肪酸
(棕榈油酸，C16:1)
单不饱和脂肪酸
(十八碳烯酸，C18:1)
多不饱和脂肪酸 (亚油酸，C18:2)
脂肪酸的结构
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
膜的相变与流动性
膜是流动的，不是静止的
(膜的流动镶嵌模型)
膜在较高温度下，呈液相状态，在低温下即 转变为固相状态或凝胶态(膜的相转变)
膜脂相变会导致原生质停止流动，透性加大 膜脂碳链越短，相同碳链长度时不饱和键数
第五章 果蔬贮藏期间的冷害和冻害
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
逆境与抗逆性
逆境（environmental stress）：对植物产 生伤害的环境，又叫胁迫。
逆境的种类
生物因素：病虫害、杂草等
理化因素：温度、水分、辐 射、化学因素、天气等
抗性（stress resistance）:植物对不良环境 的适应性和抵抗力。
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
② 相对湿度
• 对于某些果蔬商品，贮藏期间提高相对 湿度，可以减轻冷害。 •相对湿度对冷害程度的影响又因果蔬种 类而有差异。
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
③ 大气成分
• 对于某些果蔬商品用低浓度02，和高浓度CO2进 行气调贮藏，能有效地减轻冷害
• 但气调贮藏也有加重冷害的报道 • 因此，气调贮藏能否减轻冷害的发生，受果蔬
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
其次，在膜脂固化以后，使得结合在膜上的 酶系统受到破坏，酶活性下降，原来在膜上结合 的酶系统与膜外游离的酶系统之间的平衡被打破， 破坏了原有的协调作用，于是积累一些有毒的中 间产物(如乙醛、乙醇等)。
第三，因线粒体膜受到破坏，影响呼吸链电 子传递，出现氧化磷酸化解偶联作用。
氧化磷酸化解偶联 ➢ 膜吸附酶活化能增加，造成细胞的能量短缺
第5章-果蔬贮藏期间冷害和冻害
由于膜的相变在一定程度上是可逆的，如果组 织短暂受冷后升温，只要膜没有受到严重伤害， 在冷害解除后，膜仍可以恢复正常代谢而不造 成损伤
若受冷的时间很长，膜受损严重，则导致机体 受伤死亡，组织崩溃，细胞解体，就会导致冷 害症状出现。