第二章鲜活农副产品保鲜原理

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31.1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(aerobicrespiration)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+6O2→6CO2+6H2O＋2870.2kJ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)52.无氧呼吸(anaerobicrespiration)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+2CO2＋226kJ乳酸发酵：C6H12O6→2CH3CHOHCOOH＋197kJ酶酶6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。7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。8比较有氧呼吸和无氧呼吸的差异讨论：9(二)与呼吸有关的几个概念1.呼吸强度(Respirationrate)：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)／(kg·h)(鲜重)表示。呼吸强度越高，呼吸越旺盛，贮藏寿命越短。产品温度0℃4-5℃10℃15-16℃20-21℃25-27℃夏苹果3-65-1114-2018-3120-41—秋苹果2-45-77-109-2015-25—甘蓝4-69-1217-1920-3228-4949-63草莓12-1816-2349-9571-62102-196169-211菠菜19-2235-5882-138134-223172-287—青香蕉———21-2333-35—熟香蕉——21-3927-7533-14250-245荔枝—————75-128不同温度下各种果蔬的呼吸强度（CO2mg／(kg·h)）112.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=释放的CO2摩尔数（体积）吸收的O2摩尔数（体积）12RQ主要指示呼吸底物的性质：糖类为呼吸底物时RQ=1C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O，RQ=6/6=1.0脂肪酸、蛋白质（富含氢）为呼吸底物时RQ1C6H12O2+8O2→6CO2+6H2O，RQ=6/8=0.75有机酸（富含氧）为呼吸底物时RQ1C4H6O5+3O2→4CO2+H2O，RQ=4/3=1.3313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糖转为脂时RQ1RQ可用来判断呼吸状态和呼吸底物类型。143.呼吸热(Respirationheat)：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。154.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Q10＝2~2.5。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）种类0.5-10℃10-24℃石刁柏3.52.5豌豆3.92.0嫩夹菜豆5.12.5菠菜3.22.6辣椒2.83.2胡萝卜3.31.9莴苣3.62.0番茄2.02.3黄瓜4.21.9马铃薯2.12.218甜橙在不同温度范围的温度系数（Q10）温度范围（℃）温度系数0-105-25-15211-211.817-271.622-321.328-321.219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(Respirationclimacteric)。5、呼吸跃变20乙烯产量生长曲线呼吸速率跃变型果实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非跃变型果实贮藏寿命21跃变型果实与非跃变型果实呼吸跃变型果实(respirationclimactericfruit)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-respirationclimactericfruit)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。跃变型果实非跃变型果实苹果罗马甜瓜伞房花越橘甜橙杏蜜露甜瓜可可菠萝鳄梨番木瓜腰果蒲桃香蕉鸡蛋果欧洲甜樱桃草莓面包果桃葡萄毕当茄南美番荔枝梨葡萄柚树西红柿中华猕猴桃柿南海蒲桃nor-西红柿无花果李柠檬rin-西红柿番石榴加锡猕罗果荔枝黄瓜蔓密苹果刺果番荔枝山苹果芒果西红柿橄榄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。果实直径（cm）果实部位全果果皮果肉6.2-7.032.5699.6277.424.8-5.740.48141.2799.314.5-4.755.32170.0068.00不同大小蕉柑及果实不同部位的呼吸强度[CO2mg/(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，0~10℃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2％~5%；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。3233(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，损伤程度越高，呼吸越强。创伤呼吸(healingrespiration)：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。3637(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。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，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。411.2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（%）蔬菜种类贮藏天数1d4d10d油菜1433—菠菜24.2——莴苣18.7——黄瓜4.210.518.0茄子6.710.5—番茄—6.49.2马铃薯4.04.06.0洋葱1.04.04.0胡萝卜1.09.5—44一些水果在贮藏中的失重率（%）水果种类温度（℃）相对湿度（%）贮藏时间（周）失重率（%）香蕉12.8~15.685~9046.2伏令夏橙4.4~6.188~925~612.0甜橙（暗柳）208514.0番石榴8.3~10.085~902~514.0荔枝约3080~85115~20芒果7.2~10.085~902.56.2菠萝8.3~10.085~904~64.045①引起产品失重，降低品质；②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③降低耐贮性和抗病性，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试验材料活组织中蔗糖酶的活性（蔗糖mg/10g组织/h）酵解程度合成水解合成/水解新鲜程度29.82.810.644.3脱水6.5%的甜菜27.04.56.09.6脱水15%的甜菜19.46.12.410.647萎蔫对甜菜腐烂率的影响萎蔫程度腐烂率（%）新鲜材料—失水7%37.2失水13%55.2失水17%65.8失水28%96.048植物组织失水过程示意图cell表皮层细胞间隙(三)影响蒸腾失水的因素水491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蔬菜种类含水量（%）在0℃下贮藏3