果蔬贮藏保鲜
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采后生理,是植物学的一个分支,它主要是研究果蔬采收以后体内生理代谢变化及其调控的一门理论学科。
果蔬生命周期生长(growth):果蔬产品细胞分裂和膨大的过程。成熟(maturation):果蔬产品生长发育的最后阶段,达到可采收的程度。后熟(ripening):某些果实达到最佳食用品质的过程。衰老(senescence):成熟或后熟后,果蔬组织崩溃,细胞死亡的过程。
呼吸作用是植物的生活组织在许多复杂的酶系统参与下,经许多中间反应环节进行的生物氧化还原过程,把复杂的有机物逐步分解为较简单的物质,同时释放能量的过程。
呼吸类型有氧呼吸(Aerobic respiration) 无氧呼吸(Anaerobic respiration)
呼吸作用的生理意义1.提供能量;2.提供原料;3.提供还原力;4.与植物的抗病性有关。呼吸强度(Respiratory Intensity):单位重量的植物组织或器官在单位时间内释放的CO2或吸收O2的量。
呼吸消耗和呼吸热(Respiratory consumption,Respiratory heat)
呼吸的温度系数(Temperature coefficient)(Q10)
呼吸商(Respiratory Quotient)简称RQ 呼吸过程中释放的CO2与吸入的O2的容积比(CO2/O2) R·Q=1 呼吸底物为糖;R·Q>1 呼吸底物为有机酸;R·Q<1 呼吸底物为脂肪。
呼吸漂移(Respiratory Drift) 指果蔬产品在某一生命阶段中呼吸强度起伏变化的总趋势。
跃变型呼吸(Climacteric Respiration):指果实在幼嫩时呼吸强度较高,随着果实体积的增大,呼吸强度逐渐减弱,当果实进入后熟期,呼吸强度又显著上升,到充分后熟后达到最大,以后又随着进入衰老期而逐渐下降,具有这种呼吸变化的果实称为跃变型果实。包括苹果、梨、桃、杏、李、番茄、西瓜、甜瓜、香蕉、芒果、石榴、番木瓜、鳄梨等。
非跃变型呼吸(Nonclimacteric Respiration):指果实在幼嫩时呼吸强度较高,随着成熟和衰老的进行,呼吸强度逐渐降低,并维持一定的水平。具有这种呼吸变化的果实称为非跃变型果实。主要包括:柑桔类、葡萄、樱桃、黄瓜、菠萝等。
呼吸跃变机理蛋白质,RNA合成学说。透性改变学说酵解酶活化电子传递支路参与学说影响呼吸强度的因素 1. 内部因素种类:叶菜类> 果菜类> 根菜类;品种:早熟>晚熟;果实部位:果皮>果肉,果柄>果顶,生殖器官>营养器官;发育年龄和成熟度:幼龄时期呼吸强度最大,随着年龄的增长,呼吸强度逐渐降低。
2. 外部因素温度(T):-0.5~32℃范围内,呼吸强度系数Q10随温度的升高而增加,但对于冷寒敏感的产品,如番茄、辣椒、茄子,低温条件下(低于冷害临界温度)呼吸强度增高。相对湿度(RH)Relative Humidity:低RH抑制呼吸
3. 气体成分O2(21%) :1-16%随O2浓度增加,呼吸强度增加。16-21%浓度的变化,对呼吸强度无多大影响。<1%,果实会出现无氧呼吸。CO2(0.03%):0~10%,随CO2浓度的增加,呼吸作用降低,一般>5%时,就能起到抑制呼吸的效果,当CO2浓度过高时,也会产生无氧呼吸。乙烯:>0.1ppm,明显促进呼吸作用。
4. 机械伤害和病虫伤害伤呼吸:由于伤害引起的呼吸强度的增加。损伤引起呼吸增强的原因大致有三:其一,损伤刺激了乙烯的生成,从而影响到呼吸;其二,损伤破坏了细胞组织结构,增强了底物与酶的接触反映,同时也加速了组织内外气体的交换;其三,损伤刺激引起果蔬组织内的愈伤和修复反应,常常是磷酸戊糖途径增强。病虫害侵染对呼吸的影响与机械损伤大体相同。病虫害侵入果蔬组织,一方面本身繁殖要增加呼吸,同时也激发了果蔬组织的保卫反应。病虫伤害:病原物或昆虫进入果蔬体内所增加的呼吸。存在两方面原因:①病原物或昆虫本身的呼吸作用;②果蔬对病原物或昆虫的防御反映而加强的呼吸。
5. 化学药物氰化物,抑制呼吸。生长调节剂:促进作用:乙烯,脱落酸等。抑制作用:赤霉素,丙二酸等。
呼吸与保鲜的关系蔬菜采收后光合作用基本停止,呼吸作用成为采后生命活动的主导过程。蔬菜采收后干物质不仅不能再增加,而且不断被消耗,因此从减少物质消耗的角度来讲,收获后应尽可能降低其呼吸作用。但一切生命活动所需的能量都要依靠呼吸来提供。蔬菜采收后,虽然干物质总量不再增加,但仍有许多合成过程,这些过程只能利用蔬菜体内原有的物质,通过分解和再组合来实现。呼吸失调则发生生理障碍,出现生理病害。所以,保持蔬菜采收后尽可能低的正常的呼吸过程,则是新鲜蔬菜贮藏保鲜的基本原则和要求。
呼吸与贮藏抗病的关系:A、呼吸作用可以防治有害中间代谢产物,将其氧化或水解为最终产物,进行自身的保护作用,防治代谢失调;B、植物受到微生物侵染、机械伤害或遇到不适环境时,可通过加强呼吸作用而取到自卫作用,即呼吸作用的保卫反应。
植物激素(Phytohormone)是指在植物体内合成,并经产生部位输送到其它部位,对生长发育产生显著作用的一类微量有机物质。
乙烯在产品成熟和衰老过程中的作用乙烯能使原生质膜透性增强,从而使水解酶外渗,同时使呼吸作用增强,导致果内有机物质强烈转化,使果实达到可食程度。内源乙烯:产品自身产生的乙烯;外源乙烯:人工使用的或其它产品所释放的乙烯。
乙烯的作用机制乙烯可以增加细胞膜的透性;乙烯可以促进成熟过程中某些特定蛋白质的产生;乙烯可以活化细胞代谢中的某些酶,过氧化物酶,多酚氧化酶。
影响乙烯生成和作用的因素温度:温度过高、过低都会影响乙烯生成。
伤害:可促进ACC的机理,SAM的转化。气体成分:O2:a.ACC形成乙烯 b.CH3-S-Ade 的重复使用,蛋氨酸循环。CO2:不影响乙烯形成,只影响乙烯的作用,因其结构相似,对酶活性中心产生竞争,产生竞争性抑制。
抑制乙烯生成,AOA(氨基氧乙酸)、AHA(氨基乙炔酸)、A VG(乙烯基甘氨酸)、多胺、CO2等。抑制乙烯作用:KMnO4,O3氧化乙烯。溴化活性碳,环氧乙烷,吸收乙烯。
生长素(IAA) 赤霉素(GA) 细胞分裂素(CTK) 脱落酸(ABA)
钙的存在与分布1.分布:细胞壁、细胞膜上含量较高。2.存在形式:离子形式、盐的形式、有机物的结合形式。
钙的生理作用1.保持细胞的完整性,维持细胞合成蛋白质的能力,降低产品的呼吸强度;
2.间接影响乙烯的产生,Ca的存在能够使吲哚乙酸输送受阻,IAA又影响乙烯的产生;
3.钙能降低生理病害的发生率,推迟果实呼吸跃变和衰老;
4.增加产品对病原物侵染的抵抗力;
5. 钙能保持果实的硬度;
增加产品体内钙水平的方法采前喷钙:Ca(NO3)2,CaCl2,Ca3(PO4)2溶液;果实浸钙:CaCl2 2~8%,浸泡30-60s
水分在果蔬体内的作用 1.使产品呈现坚挺,脆嫩的状态。2.使产品具有光泽。 3.使产品具有一定的硬度和紧实度。 4.从内部角度上说,水分参与代谢过程。 5.水分是细胞中许多反应发生的媒介。 6.热容量大,防止体温剧烈变化。
水分蒸腾的途径幼嫩组织水分蒸腾通过角质层蒸腾;通过自然孔口(气孔,皮孔,表面裂纹)蒸腾。
老熟产品通过自然孔蒸腾。一般水平、蔬菜均有大量自然孔,但象葡萄、辣椒、番茄、茄子表面无自然孔,但果柄处分布有大量孔。
水分蒸腾对产品的影响
1.失重(weight loss)失鲜(Quality breakdown);
2.破坏产品正常代谢;
3.降低产品的抗病性。影响水分蒸腾的因素
内部因素表面积比表皮组织结构特性细胞的持水力成熟度
外部因素相对湿度温度气流速度光照