园艺产品采后呼吸生理

采后园艺产品的生理特点：1．虽然离开了母体，断绝了营养和水分的供给，但仍然是进行着生命活动的活体,因此，其采收以后继续进行着一系列的生理活动。2．为了维持生命，该活体要适应这种变化了的外界环境条件，组织内部的代谢机能也会产生一系列的变化，以达到正常地生命活动进行下去。3．采后的生理代谢特点是以呼吸代谢和蒸腾代谢为主体的代谢过程，呼吸消耗和水分损失不再能得到补充。正因为活体具备有呼吸、蒸腾两个特点，从而具备了得以延长生命，保持品质，抵抗病害侵袭，减少损耗的能力，即耐贮性和抗病性。耐贮性：园艺产品在一定的期限内，能够保持原有品质不发生明显的不良变化的特性。抗病性：指园艺产品抵抗致病微生物侵害的特性第一章园艺产品采后呼吸生理园艺产品在采收后，由于离开了母体，水分、矿质及有机物的输入均已停止；呼吸是园艺产品采后必须进行的活动，因为，只有呼吸作用正常地进行，才能维持园艺产品正常的生命活动，呼吸作用是整个生命活动能量的来源，同时还与体内其他生理生化过程密切相关（中间产物→酶的合成→各种代谢正常进行等），有了正常的呼吸途径和历程的主导，才能使产品保持正常的生活状态；此外，呼吸作用在分解有机物过程中产生许多中间产物，它们是进一步合成植物体内新的有机物的物质基础。呼吸作用过强，则会使贮藏的有机物过多地被消耗，含量迅速减少，园艺产品品质下降，同时过强的呼吸作用，也会加速园艺产品的衰老，缩短贮藏寿命。因此，控制采收后园艺产品的呼吸作用，已成为园艺产品贮藏技术的中心问题。贮藏的基本原则采后贮藏产品是一个有生命的活体，具有基本的新陈代谢；维持正常的新陈代谢；维持正常而缓慢的新陈代谢。根据贮藏的基本原则，采后贮藏产品的呼吸特性:1.贮藏产品具有呼吸代谢.2.贮藏产品具有正常的呼吸代谢过程.3.贮藏产品具有正常而缓慢的呼吸代谢过程.呼吸代谢•易腐产品是一个活体，生长、衰老•生长发育和成熟衰老都需要能量•能量是通过呼吸代谢提供–(氧化分解糖，产生二氧化碳)•采后处理的一个基本任务是降低呼吸呼吸作用（respiration）是指生物体内的有机物，通过氧化还原而产生二氧化碳同时释放能量的过程。采后果实生命活动是以呼吸代谢为主导过程的新陈代谢。C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量温度（冷藏）底物和产物浓度:低氧、高CO2（气调）成熟激素乙烯：（低乙烯贮藏，1-MCP的应用）酶的催化：一、呼吸作用的概念、生理意义和场所呼吸代谢的二重性1.呼吸是苹果采后必须进行的活动，因为，只有呼吸作用正常地进行，才能维持果实正常的生命活动，呼吸作用是整个生命活动能量的来源，同时还与体内其他生理生化过程密切相关（中间产物→酶的合成→各种代谢正常进行等），有了正常的呼吸途径和历程的主导，才能使产品保持正常的生活状态；2.呼吸作用对于采后品质的保持又是一个消极的活动，因为呼吸的底物就是营养成分，呼吸得越多，消耗的得也就越多，品质变化也就越大。采后的一个主要任务，就是在保持果实能正常进行生命活动的情况下，尽量控制呼吸强度，把呼吸消耗降到最低。（一）呼吸作用的基本概念1.呼吸代谢的类型（1）有氧呼吸（aerobicrespiration）指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物彻底氧化分解，放出CO2并形成水，同时释放能量的过程。C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+2870kJ.mol-1形成38个ATP这38个mol的ATP（33.47kJ）贮存了1272544J的能量，占释放能量的45%左右，其余能量以热的形式释放到环境之中。有氧呼吸的特点：①有充足的O2的条件；②释放大量的能，形成较多的ATP，38个；③最终产物为CO2和H2O，正常情况下对产品无直接危害。（2）缺氧呼吸(anaerobicrespiration)一般指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+87906J，2molATPC6H12O6→2H3COCOOH+4H→2CH3CHOHCOOH+75348J同样消耗1分子的6C糖，只产生2分子的ATP，若要维持正常的生命活动就要比有氧呼吸消耗多得多的底物。缺氧呼吸的特点：①在缺氧（O2不足的）情况下进行；②产生的能量物质少，消耗营养物质多；③产物乙醛、乙醇对贮藏不利。生产实践中，控制呼吸的一种重要手段就是降低环境中的O2的浓度，那么怎样能通过降O2既可抑制呼吸，又不诱导缺O2呼吸的产生呢？呼吸是生物体必须进行的活动，因为呼吸为果实的生存提供能量，维持其正常的生理功能和抗病性、耐贮性，但呼吸增大对产品的贮藏不利。因为呼吸的基质是营养物质糖、酸等。呼吸越强，物质消耗越多，品质变化越快，果实的贮藏寿命越短。以上讲到两种呼吸，可见缺氧呼吸更为不利，它会加速衰老，并由于有害物质的积累而引起果实的病变。在贮藏中，当环境中O2浓度降低到一定量时，就会诱发缺氧呼吸的产生。图1.果实组织在不同氧气水平中释放CO2的动态模式巴斯德效应：氧对无氧呼吸抑制作用的现象。（3）愈伤呼吸园艺产品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（healrespiration）,又称为创伤呼吸、伤呼吸。2.呼吸作用指标（1）呼吸强度呼吸强度[呼吸速率(Respirationrate)]是衡量呼吸作用强弱的一个重要指标。其定义为在一定温度下，单位质量的果蔬组织进行呼吸时所吸入的氧气或释放二氧化碳的毫克数或毫升数，单位通常用O2或CO2mg(mL)／(h.kg)(鲜重)来表示。呼吸强度高，说明呼吸旺盛，消耗的呼吸底物(糖类、蛋白质、脂肪、有机酸)多而快，贮藏寿命不会太长。呼吸轻度的测量MeasuringtheRateofRespiration:Therateofanyreactioncanbedeterminedbymeasuringtherateatwhichthesubstratesdisappearortheproductsappear.Apartfromthewaterproducedbyrespiration,whichisrelativelytrivialcomparedtotheveryhighwatercontentofmostharvestedcommodities,allthesubstratesandproductsofrespirationhavebeenusedtodeterminetherateofrespiration.Theyarelossofsubstrate,eg.,glucose,lossofO2,increaseinCO2,andproductionofheat.Themostcommonlyusedmethod,istomeasureproductionofCO2witheitherastaticordynamicsystem.Inastaticsystem,thecommodityisenclosedinanairtightcontainerandgassamplesaretakenaftersufficientCO2hasaccumulatedtobeaccuratelydetectedbyanyoneofanumberofcommerciallyavailableinstruments,eg.,gaschromatographorinfraredCO2analyzer（红外二氧化碳分析仪）.Ifthecontainerisproperlysealed,CO2shouldincreaselinearlywithtime.Multiplyingthechangeinconcentrationtimesthecontainervolumeanddividingbyweightofthecommodityanddurationoftimebetweensamplesgivestheproductionrate.Inthedynamicsystemaflowofair(orothergasmixture)ispassedthroughthecontainerataknownrate.Thesystemwillcomeintoequilibrium(99.3%)inaboutthesametimeittakesfor5-timesthevolumetoflowthroughthecontainer.ThedifferenceinCO2concentrationbetweentheinletandoutletismeasuredafterthesystemhasreachedequilibriumbytakinggassamplesatbothpointsandanalyzingthem.Multiplyingthedifferenceinconcentrationbytheflowrateanddividingbytheweightofthecommodityisusedtocalculatetheproductionrate.Table1.Respirationratesofarangeofperishablecommodities.Rangeat5℃Class(mgCO2kg-1h-1)CommoditiesVeryLow5Nuts,datesLow5to10Apple,citrus,grape,kiwifruit,onion,potatoModerate10to20Apricot,banana,cherry,peach,nectarine,pear,plum,fig,cabbage,carrot,lettuce,pepper,tomatoHigh20to40Strawberry,blackberry,raspberry,cauliflower,limabean,avocadoVeryHigh40to60Artichoke,snapbean,Brusselssprouts,cutflowersExtremelyHigh60Asparagus,broccoli,mushroom,pea,spinach,sweetcorn（2）呼吸消耗与呼吸热呼吸消耗要分解营养成分，不同的品种、不同成熟度的苹果，呼吸强度大小有差异。一般成熟期温度较高的呼吸强度大；成熟度低的呼吸强度大，如早采果不耐贮藏的原因之一就在于此。当以葡萄糖为底物，产品释放出264g二氧化碳要消耗180g糖。呼吸消耗为：干重损失（gkg-1h-1）=呼吸速率（mgCO2kg-1h-1）×0.068,或者%干重损失（g100g-1h-1）=呼吸速率（mgCO2kg-1h-1）×68×10-6例如：洋葱在30℃时的呼吸速率为35mgCO2kg-1h-1,每小时的干重损耗率为35×0.68/10000=0.0024%，那么一个月的干耗为0.0024×24×30=1.73%。呼吸释放的能量中有45%用于生命活动的需要，而还有55%左右的能量不能有效利用，而是以热的形式散发到贮藏环境中，会使环境温度上升。根据1mol的葡萄糖完全氧化产生6mol的CO2并释放2870.2kJde能量，可知，每释放1mgCO2，假如完全传化成热能，即释放出10.87J的热量。那么每天每吨的园艺产品可以释放的热量：呼吸速率X24X1000X1087=260880[J/(t.d)]实际园艺产品的呼吸热为55%X260880=143484J/d.tCalculationofheatproductionfromtherespirationequationshowsthatproductionof1mgofCO2yields2.55cal.Inthelanguageoftherefrigerationengineer,arespirationrateof1mgCO2kg-1h-1indicatesheatproductionof61.2kcalmetrictonne-1day-1(220BTUton-1day-1).TheBriti