果蔬采后生理学概述.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,资料仅供参考,不当之处，请联系改正。,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,资料仅供参考,不当之处，请联系改正。,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,资料仅供参考,不当之处，请联系改正。,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,资料仅供参考,不当之处，请联系改正。,第一节 果蔬的呼吸生理第二节 蒸腾和休眠生理,第三章 果蔬采后生理学,第一节 园艺产品的呼吸生理,果蔬在采收后，由于离开了母体，水分、矿质及有机物的输入均已停止；果蔬需要进行呼吸作用，以维持正常的生命活动,.,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，果蔬品质下降，同时过强的呼吸作用，也会加速果蔬的衰老，缩短贮藏寿命。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。,因此，控制采收后果蔬的呼吸作用，已成为果蔬贮藏技术的中心问题。,第一节 园艺产品的呼吸生理,一 呼吸作用的概念,呼吸,（respiration）：指,生活细胞,经过某些,代谢途径,使有机物质分解，并释放出能量的过程。,提供采后组织生命活动所需的能量。,采后各种有机物相互转化的中区。,第一节 园艺产品的呼吸生理,三羧酸循环和丙酮酸的氧化作用,第一节 园艺产品的呼吸生理,1,有氧呼吸,（aerobic respiration）,以葡萄糖作呼吸底物为例，可简单表示为：,C,6,H,12,O,6,+,6O,2,6CO,2,+,6H,2,O,+,2.82,10,6,J,特点：,需有氧参与；,有机物氧化分解彻底，能量释放多。,通常所说的呼吸作用，就是指有氧呼吸。,第一节 园艺产品的呼吸生理,2,无氧呼吸,（anaerobic respiration）,以葡萄糖作呼吸底物为例，可简单表示为：,C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH,+,2CO,2,+,8.79,10,4,J,特点：,在无氧下进行；,有机物氧化分解不彻底，中间产物。,呼吸底物，可以是碳水化合物、有机酸，也可是蛋白质和脂肪。,第一节 园艺产品的呼吸生理,2,无氧呼吸,（anaerobic respiration）,无氧呼吸对果蔬贮藏不利：,一方面它提供的能量比有氧呼吸少，消耗的呼吸底物更多，使产品更快失去生命力；,另一方面，无氧呼吸生成的有害物乙醛和其他有毒物质会在细胞内积累，并且会输导到组织的其它部分，造成细胞死亡或腐烂。,因此，在贮藏期间应防止产生无氧呼吸。,第一节 园艺产品的呼吸生理,3,呼吸强度与呼吸商,呼吸强度,（respiration rate）,表示呼吸作用进行快慢的一个指标，又称,呼吸速率,。,指在一定温度下，,单位重量,的果蔬组织在,单位时间,内呼吸消耗的,O,2,量，,或释放出的,CO,2,量,mg(ml)/kgh,。,呼吸强度高，底物消耗快，贮藏寿命不会长,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,呼吸强度的测定,：,第一节 园艺产品的呼吸生理,3,呼吸强度和呼吸商,呼吸商,（respiratory quotient，简称RQ）,呼吸作用过程中所释放出的,CO,2,和消耗的O,2,在容量上的比值，即,CO,2,/,O,2,，,称,呼吸商,（,RQ,）。,测定意义：,RQ,值的大小与呼吸底物有关：,3,呼吸强度和呼吸商,6碳糖,做呼吸底物，完全氧化时,RQ,=,1,C,6,H,12,O,6,+,6O,2,6CO,2,+,6H,2,O,有机酸,做呼吸底物，完全氧化时,RQ,1,；,O2,C,2,H,2,O,4,+O,2,4CO,2,+2H,2,O RQ=QCO,2,/QO,2,=4,脂肪,、,蛋白质,作底物，完全氧化时,RQ,1,；,C,C,18,H,36,O,2,+26O,2,18CO,2,+18H,2,O RQ=QCO,2,/QO,2,=0.69,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,3,呼吸强度和呼吸商,RQ,值也与呼吸状态即呼吸类型（有氧呼吸、无氧呼吸）有关,无氧呼吸时吸入的氧少，,RO,1,。,RQ,值越大，无氧呼吸所占的比例越大。,RQ,值还与贮藏温度有关,同种水果在不同温度下，,RQ,值也不同。高温下,RQ,值大。,第一节 园艺产品的呼吸生理,4,呼吸温度系数、呼吸热,呼吸温度系数,（,Q,10,）,：,在生理温度范围内,（,535,），指当环境温度提高,10,时，采后园艺产品反应,所加速的,呼吸强度，以,Q,10,表示。,Q,10,=,提温后呼吸强度,/,原温下呼吸强度。,Q,10,值越高，说明产品呼吸受温度影响越大。,不同种类品种，,Q,10,差异较大；,温度,Q,10,温度,Q,10,010,1020,2.54.0,2.02.5,2030,3040,1.52.0,1.01.5,较低,温度范围内,Q,10,值,较高温度范围内的,Q,10,值。,贮藏中应维持适宜而,稳定,的低温。,同一产品，在不同,温度段,内,Q,10,有变化：,Q,10,在不同,温度段,内的变化,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,4,呼吸温度系数、呼吸热,呼吸热（respiration heat）,采后园艺产品进行呼吸作用过程中，消耗呼吸底物，一部分用于合成能量供组织生命活动所用，,另一部分,则以热量形式,散发到环境,中。,38ATP,（,304,大卡）,C,6,H,12,O,6,+6O,2,6CO,2,+6H,2,O+,2.82,106J,369,大卡（热能）,果蔬采后释放,呼吸热,，,对贮藏环境有影响。北,第一节 园艺产品的呼吸生理,4,呼吸温度系数、呼吸热,呼吸热测定较复杂，,果蔬贮藏运输时，,常采用呼吸强度简接,计算,：,C6H,12,O,6,+6O,2,6,CO,2,+6H,2,O+2.82*106j(674kcl),由上反应式可知，消耗,1mol,葡萄糖，产生了,6mol(6*44=264*1000mg)CO2,，并释放出了,2.82*106j,的热能。则,每放出,1mg CO2,，,释放,10.676j,(2.553cal),热能,。,4,呼吸温度系数、呼吸热,假设呼吸产生的热量全部散发到环境中，则呼吸热就可通过呼吸强度来计算：,呼吸热,（,J,/kg.h,）,=,呼吸强度（,CO2mg/kg.h,）*,10.676,(J/mg),呼吸热,（,cal,/kg.h,）,=,呼吸强度（,CO2mg/kg.h*,2.553,(cal/mg),（,10.676/4.182=2.553,）,第一节 园艺产品的呼吸生理,二 呼吸漂移和呼吸高峰,根据采后呼吸强度变化曲线，可分两类型：,呼吸跃变型,（respiration climacteric）：,特征,：,果实在发育定型,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,。,跃变型果蔬：,苹果、梨、香蕉、猕猴桃、杏、李、桃、鳄梨；番茄、甜瓜、西瓜等等。,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,二 呼吸漂移和呼吸高峰,非呼吸跃变型,（non-respiration climacteric）,：,特征,：,果实在成熟过程中，没有呼吸跃变现象，呼吸强度只表现为缓慢的下降，这类园艺产品称非呼吸跃变型园艺产品。,非,呼吸跃变型果实,：柠檬、柑橘、菠萝、草莓、葡萄等；,非呼吸跃变型蔬菜：黄瓜、甜椒等。,第一节 园艺产品的呼吸生理,呼吸强度变化曲线,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,大多数的蔬菜在采收后不出现呼吸跃变，只有少数的蔬菜在采后的完熟过程中出现呼吸跃变。,第一节 园艺产品的呼吸生理,二 呼吸漂移和呼吸高峰,跃变型与非跃变型果实的区别：,跃变型果实出现呼吸跃变伴随着的,成分,和,质地,变化，可以辨别出从成熟到完熟的明显变化。,而非跃变型果实没有呼吸跃变现象，果实从成熟到完熟发展过程中变化缓慢，不易划分。,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,二 呼吸漂移和呼吸高峰,两类果实的成熟表现不同,跃变型果实出现呼吸跃变伴随着的,成分,和,质地,变化，可以辨别出从成熟到完熟的明显变化。而非跃变型果实没有呼吸跃变现象，果实从成熟到完熟发展过程中变化缓慢，不易划分。,第一节 园艺产品的呼吸生理,二 呼吸漂移和呼吸高峰,两类果实中内源乙烯的产生量不同：,所有的果实在发育期间都产生微量的乙烯。,然而在完熟期内，跃变型果实所产生乙烯的量比非跃变型果实多得多，而且跃变型果实在跃变前后的内源乙烯的量变化幅度很大。,非跃变型果实的内源乙烯一直维持在很低的水平，没有产生上升现象。,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,二 呼吸漂移和呼吸高峰,对外源乙烯刺激的反应不同：,对跃变型果实来说，外源乙烯只在跃变前期处理才有作用，可引起呼吸上升和内源乙烯的自身催化，这种反应是不可逆的，虽停止处理也不能使呼吸回复到处理前的状态。,而对非跃变型果实来说，任何时候处理都可以对外源乙烯发生反应，但将外源乙烯除去，呼吸又恢复到未处理时的水平。,第一节 园艺产品的呼吸生理,二 呼吸漂移和呼吸高峰,对外源乙烯浓度的反应不同：,提高外源乙烯的浓度，可使跃变型果实的呼吸跃变出现的时间提前，但不改变呼吸高峰的强度，乙烯浓度的改变与呼吸跃变的提前时间大致呈对数关系。对非跃变型果实，提高外源乙烯的浓度，可提高呼吸的强度，但不能提早呼吸高峰出现的时间。,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,三 影响呼吸强度的因素,控制呼吸强度，是延长贮藏期和货架期的有效途径。,1 种类和品种,（species and variety）,呼吸强度相差很大，由遗传特性所决定。,热带、亚热带的温带的；,高温季节采收的低温季节采收的；,浆果类柑橘类和仁果类；,花菜叶菜类果菜类跟菜类。,第一节 园艺产品的呼吸生理,三 影响呼吸强度的因素,2 发育阶段和成熟度,（growth phase and maturity）,一般而言，处于生长发育过程中植物组织、器官生理活动很旺盛，呼吸代谢也很强。,生长期采收的叶菜类，呼吸强度大；以嫩果供食的瓜果，呼吸强度大；,成熟的果蔬，呼吸强度小：表皮保护组织如蜡质、角质加厚，代谢缓慢，呼吸较弱。,第一节 园艺产品的呼吸生理,三 影响呼吸强度的因素,2 发育阶段和成熟度,（growth phase and maturity）,一般而言，处于生长发育过程中植物组织、器官生理活动很旺盛，呼吸代谢也很强。,生长期采收的叶菜类，呼吸强度大；以嫩果供食的瓜果，呼吸强度大；,成熟的果蔬，呼吸强度小：表皮保护组织如蜡质、角质加厚，代谢缓慢，呼吸较弱。,第一节 园艺产品的呼吸生理,三 影响呼吸强度的因素,2 发育阶段和成熟度,（growth phase and maturity）,跃变型果实在成熟时呼吸升高，达到呼吸高峰后又下降,；,非跃变型果实成熟衰老时则呼吸作用一直缓慢减弱，直到死亡。,第一节 园艺产品的呼吸生理,三 影响呼吸强度的因素,2 发育阶段和成熟度,（growth phase and maturity）果蔬同一器官的不同部位，其呼吸强度的大小也有差异,第一节 园艺产品的呼吸生理,三 影响呼吸强度的因素,3,温度,（temperature）,是决定果蔬,贮藏质量,的,重要因素,。因,呼吸作用是一系列酶促生物化学反应过程,。,适宜低温可显著降低呼吸强度，并推迟呼吸跃变型呼吸高峰出现。,一般在,0,左右时，酶的活性极低，呼吸很弱，跃变型果实的呼吸高峰得以推迟，甚至不出现呼吸高峰。,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,三 影响呼吸强度的因素,4 相对湿度,（relative humidity）,湿度对呼吸影响，还缺乏系统深入研究。,从贮藏实践看，湿度,对果蔬呼吸强度有一定的影响,：,如,大白菜,、,菠菜,等，采后稍为晾晒，轻微失水，可以抑制呼吸强度。,但香蕉，湿度过低，不出现呼吸跃变和完熟,。,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,三 影响呼吸强度的因素,5 气体成分,（environmental gas components）,环境中O,2,和CO,2,浓度的变化，对呼吸作用有直接影响。,适当,降低环境,O2,浓度、并提高,CO2,浓度，可有效地降低呼吸强度，减少营养物质损失。,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,三 影响呼吸强度的因素,5 气体成分,（environmental gas components）,C,2,H,4,果蔬成熟的催熟剂，它可增强呼吸强度。,果蔬在贮藏过程中不断产生乙烯，并使果蔬贮藏场所的乙烯浓度增高，,这对于一些对C,2,H,4,敏感的果蔬的呼吸作用影响很大。,消除乙烯：通风换气，放上乙烯吸收剂。,第一节 园艺产品的呼吸生理,三 影响呼吸强度的因素,6 机械损伤,（environmental gas components）,果蔬受机械损伤后，呼吸强度和乙烯的产生量明显提高。组织因受伤引起呼吸强度不正常的增加，称为“伤呼吸”。,机械损伤引起呼吸强度增加的可能机制是：,开放性伤口使内层组织,直接与空气接触,，增加气体的交换，可利用的,O2,增加；,细胞结构被破坏，从而,破坏了正常细胞中酶与底物的空间分隔,；,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,三 影响呼吸强度的因素,6 机械损伤,（environmental gas components）,乙烯的合成加强,，从而加强对呼吸的刺激作用；,果蔬表面的伤口,给微生物的侵染打开了方便之门,，微生物在产品上发育，也促进了呼吸和乙烯的产生。,机械伤对产品呼吸强度的影响，因种类、品种、以及受损伤的程度而不同：,第一节 园艺产品的呼吸生理,第一节 园艺产品的呼吸生理,三 影响呼吸强度的因素,另外，有些化学成分，如青鲜素（MH）、矮壮素（CCC）6-苄基嘌呤（6-BA）、赤霉素（GA）、2,4-D重氮化合物、脱氢醋酸钠、一氧化碳等，对呼吸强度都有不同程度的抑制作用。其中一些也作为园艺产品保鲜剂的重要成分。,第二节 采后蒸腾生理及其调控,一 蒸腾与失重,蒸腾作用,(,transpiration,)：,是指水分以气体状态，通过植物体（采后果蔬）的表面，从体内散发到体外的现象。,果蔬吸收的水分，大部分用于蒸腾作用。,蒸腾作用，受,组织结构,和,气孔行为,的调控：,幼嫩叶片：,角质蒸腾；成熟后叶片：,气孔蒸腾。,贮藏环境不适时，果蔬就象一个蒸发体。,第二节 采后蒸腾生理及其调控,一 蒸腾与失重,失重,（weight loss）：又称自然损耗，是指贮藏过程器官的,蒸腾失水,和,干物质损耗,，所造成的重量损失。,自然损耗,：干物质损耗（呼吸作用）,+,水分损耗（蒸腾作用）。,果蔬采收后水分,只有损失,、,无补充，,失水是贮藏器官失重的主要原因。,第二节 采后蒸腾生理及其调控,一些蔬菜在贮藏中自然损耗率（,%,）（绪方等，,1952,）,万吨库贮藏，若温度偏离,1,，将损失,20,万斤，这是,无形的,、,看不见的,损耗,。,第二节 采后蒸腾生理及其调控,二 蒸腾作用对采后贮藏品质的影响,1,失重、失鲜,贮藏器官采后蒸腾作用，不仅造成贮藏失重，还造成失鲜。,失重，是贮藏中数量方面的损失。,失鲜,：,果蔬质量方面损耗,。,形态,、,结构,色彩,、,光泽,、,质地,、,风味,等多方面变化。,果蔬萎蔫和皱缩,口感,、,脆度,、,颜色,和,风味,。,第二节 采后蒸腾生理及其调控,二 蒸腾作用对采后贮藏品质的影响,2,降低耐贮性和抗病性,水可使细胞形状、细胞内物质、酶得以稳定,失水，细胞膨压下降,机械结构特性改变,果蔬贮藏性和抗病性。,严重脱水，细胞液浓度增高，有些物质累计到有害程度，,会引起细胞中毒,。NH,4,+,、H,+,失水,水解酶活性提高,加速组织衰老,，削弱细胞固有的贮藏性抗病性。如风干的甘薯,变甜,。,第二节 采后蒸腾生理及其调控,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/水解率,新鲜甜菜,29.8,2.8,10.64,4.3,脱水6.5%的甜菜,27.0,4.5,6.0,9.6,脱水15%的甜菜,19.4,6.1,2.4,10.6,甜菜组织脱水同水解酶活性的关系,第二节 采后蒸腾生理及其调控,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%,96.0,萎蔫对甜菜腐烂率的影响,但,有些果蔬在采收后少量失水，对贮藏有利：,大白菜,、,洋葱,、,大蒜,（,休眠,）；,柑橘,（,枯水病,）。,三 影响采后蒸腾作用的因素,本身因素+外界环境因素,1,内在因素,表面组织结构：蒸腾的途径有两个：自然孔道蒸腾和角质层蒸腾。,不同种类、品种、成熟度不同，它们的,开孔数量,（气孔、皮孔）、,角质层厚度,差别很大，失水快慢不同。,第二节 采后蒸腾生理及其调控,第二节 采后蒸腾生理及其调控,第二节 采后蒸腾生理及其调控,三 影响采后蒸腾作用的因素,1,内在因素,细胞的持水力：与,细胞中,可溶性物质,和,亲,水胶体,的含量和性质有关：,原生质中有较多的亲水性强的胶体、可溶性固形物含量高,细胞渗透压高,持水力强,。,如,糖液,水分蒸发就比,纯水,蒸发慢。,马铃薯,较,洋葱,失水量多。,第二节 采后蒸腾生理及其调控,三 影响采后蒸腾作用的因素,1,内在因素,比表面积：指单位重量的器官所具有的表面积,。,蒸腾作用是在组织表面进行的，相同重量果蔬，比表面积越大，失水越快。,贮藏中，多将果实装筐后集中,堆积，可降慢失水速度,。,第二节 采后蒸腾生理及其调控,三 影响采后蒸腾作用的因素,2,外界环境条件,相对湿度：,实际所含水蒸气量,/,饱和水蒸气量,。,果蔬蒸气压,周围环境蒸气压,蒸腾作用。,园艺产品含水量越高，蒸气压差越大，水分向环境扩散速度就越快。,在90%以上。,第二节 采后蒸腾生理及其调控,三 影响采后蒸腾作用的因素,2,外界环境条件,环境温度：通过影响贮藏环境空气的饱和水蒸气压，影响环境相对湿度。,温度空气饱和水蒸气量,空气可容纳的水蒸气,水分移动快产品易失水。,第二节 采后蒸腾生理及其调控,第二节 采后蒸腾生理及其调控,三 影响采后蒸腾作用的因素,2,外界环境条件,空气流速：影响贮藏环境的相对湿度。,在靠近果蔬周围的,空气中，水汽含量较高。空气流动可将果蔬周围的,湿空气带走,，使产品始终处于相对湿度较低的环境中。,贮运过程中常采用,低温,、,高湿度,、,包装,来控制果蔬失水。,第二节 采后蒸腾生理及其调控,三 影响采后蒸腾作用的因素,2,外界环境条件,其它因素：真空冷却、真空浓缩、真空干燥等技术时需要改变气压。,光照对产品蒸腾作用也有一定影响：,刺激气孔开放，减少气孔阻力，促进气孔蒸腾失水；,可使产品提温升高，加速蒸腾速率。,谢谢大家！,