果蔬保鮮理論

1、果蔬保鮮,緒 論,一、我國果品蔬菜生產現狀,★我國果蔬產業(yè)已成為僅次于糧食作物的第二大農業(yè)產業(yè),★ 2019年，我國水果和蔬菜總產量將分別達到1.42億t和6.77億t,,,★我國果品總貯量占總產量的25%左右，商品化處理量約為10%，果品加工轉化能力約為6%，蔬菜加工轉化能力約為10%。果蔬采后損耗率25%~30%。,★美國的水果總貯量占總產量的50%左右，商品化處理率達80%以上，預切菜和凈菜量占70%以上，加工轉化能力達總產量的

2、40%左右 ，果蔬采后損失率低于5%。,,,,,★若水果產后減損15%就等于增產約1 000萬t，擴大果園面積66.7萬hm2★蔬菜采后減損10%就等于增產約4 500萬t，擴大菜園面積約133.4萬hm2★若使果蔬采后損耗降低10%，就可獲得約550億元的直接經濟效益,二、我國果蔬產業(yè)存在的問題,1、果蔬貯藏能力不足 　　2019年到2019年，我國果品產量從5452.9萬t增加到1.42億t ，增長了2.6倍。而目

3、前果品貯藏能力僅為4500萬t左右，約為總產的31.7%，其中冷藏能力2700萬t左右，約為總產的19.0%。因此，貯藏設施的配套問題必須引起高度重視。,2、尚未建立適合我國國情、科學合理的果蔬流通鏈 　　為了進一步提高果蔬質量，減少采后損失，解決采前采后脫節(jié)的問題，應盡快研究并提出適合我國國情的果蔬流通綜合技術，建立合理的流通體系，在有條件的地方，率先實行“冷鏈”流通。 3、貯運保鮮技術的推廣普及率較低,4

4、、采后商品化處理意識淡薄，采后處理設施缺乏 　　研究建立適合我國國情的果蔬采后商品化處理技術體系，改進包裝裝潢，制訂與國際接軌的水果標準，使果蔬產品商品化、標準化和產業(yè)化，是提高我國果蔬在國際市場上競爭力的重要措施之一。,三、我國果蔬貯藏保鮮技術現狀,一、常溫貯藏    主要包括堆藏、溝藏（埋藏）、假植貯藏、窖藏、土窯洞貯藏、通風庫貯藏等形式。,二、機械冷藏 

5、60;  目前，冷庫貯藏在我國已有了很大的發(fā)展，全國范圍內果蔬冷藏占貯藏量的30~40%左右，在主產區(qū)會更多。,三、氣調貯藏       1．CA貯藏       2．MA貯藏（塑料薄膜封閉貯藏）       3．減壓貯藏,1 9 1

6、 8年英國科學家Kidd和West研究基礎上發(fā)展起來的氣調貯藏被認為是當代貯藏新鮮果蔬產品效果最好的貯藏方式。,葡萄氣調庫,,四、其他輔助保鮮方式：  1．輻照處理  2．臭氧保鮮  3．生物防腐：①拮抗菌（競爭生存空間）；②分必抗菌素抑制病菌；③直接侵入菌體。,第一章 果蔬的采后生理,一、成熟與衰老的概念成熟maturation：果蔬生長的最后階段，已達到生理成熟。完熟ri

7、pening：果蔬達到生理成熟以后，發(fā)生一系列的生理生化變化，表現出固有品質的階段?？梢暈樗ダ系拈_始。衰老senescence：果蔬達到完熟以后的階段。,第一節(jié) 果蔬的采后變化,二、成熟衰老中的化學變化,㈠顏色的變化果蔬在成熟過程中顏色的變化主要由色素引起。色素可分為脂溶性色素和水溶性色素兩大類，脂溶性色素包括葉綠素和類胡蘿卜素。水溶性色素主要是花色苷。,（二）香氣的變化,由果蔬在成熟衰老過程中產生的揮發(fā)性酯類、醇類、酸類、醛類、

8、酮類、酚類、萜類、雜環(huán)族等物質產生。,例如：蔥、韭、蒜等香氣均由硫化丙烯類化合物組成；黃瓜中主要香氣成分為黃瓜醇和黃瓜醛。,蘋果：已鑒定出70多種揮發(fā)性化合物，但以2-甲基丁酸乙酯、乙醛和反-己烯-2-醛為代表香氣成分,（三）味感的變化,1.甜味的變化2.酸味的變化3.澀味的變化,三、成熟衰老中與軟化的有關化學變化及與酶的關系,對軟化起重要作用的還有纖維素酶。,第三節(jié) 果蔬的呼吸作用,呼吸作用的二重性 1.呼吸是果蔬產品采后必須

9、進行的活動，因為，只有呼吸作用正常地進行，才能維持果蔬產品正常的生命活動，呼吸作用是整個生命活動能量的來源，同時還與體內其他生理生化過程密切相關（中間產物→酶的合成→各種代謝正常進行等），有了正常的呼吸途徑和歷程的主導，才能使產品保持正常的生活狀態(tài)。,2.呼吸作用對于采后品質的保持又是一個消極的活動，因為呼吸的底物就是營養(yǎng)成分，呼吸得越多，消耗的得也就越多，品質變化也就越大。    采后的一個主

10、要任務，就是在保持產品能正常進行生命活動的情況下，盡量控制呼吸強度，把呼吸消耗降到最低。,一、呼吸作用（respiration）的概念是指生活細胞內的有機物在酶的參與下，逐步氧化分解并釋放能量的過程。根據是否有氧氣參與，可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩大類型。,（一）有氧呼吸和無氧呼吸,1.有氧呼吸在有充足的O2的條件下，將底物充分氧化，釋放大量的能量，最終產物是CO2和H2O。形成38 mol ATP，這38個mol的ATP貯存了11

11、61KJ的能量，占釋放能量的 40%左右，其余能量以熱的形式釋放到環(huán)境之中。 C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O＋2.87×106J,有氧呼吸的特點：     ①有充足的O2的條件；②釋放大量的能，形成較多的ATP，38；③最終產物為CO2和H2O，正常情況下對產品無直接危害。,2.無氧呼吸在缺氧（環(huán)境中O2不足，或組織內透O2差，或酶活性降低，利用

12、O2的能力降低等）的情況下進行的呼吸作用。同樣消耗1分子的6C糖，只產生2分子的ATP(61.08KJ)，占釋放能量的 31%左右，若要維持正常的生命活動就要比有氧呼吸消耗多得多的底物。 C6H12O6 → 2C2H5OH（乙醇）+2CO2＋196.65KJ,無氧呼吸的特點：    ①在缺氧（O2不足的）情況下進行；    ②產生的能量物質少，消耗營養(yǎng)

13、物質多；    ③產物乙醇對貯藏不利。生產實踐中，控制呼吸的一種重要手段就是降低環(huán)境中的O2的濃度，那么怎樣能通過降O2既可抑制呼吸，又不誘導缺O(jiān)2呼吸的產生呢？,3.傷呼吸：果蔬產品的組織在受到機械損傷或其他損傷時（病、蟲侵染），其呼吸速率顯著增大的現象。    原因：    ①傷口使組織直接暴露在外，氣體交換更加暢通；

14、60;   ②酶與底物的間隔受到破壞；    ③傷口愈合需要更多的能量和修補物質的合成，抗病物質的積累等。    傷呼吸造成的不利影響：    ①消耗增大；    ②環(huán)境中呼吸熱增多；    ③病菌易由傷口侵染。,（二）呼吸代謝的多條途徑,1.糖酵解

15、己糖在生物體內分解為丙酮酸的過程。2.三羧酸循環(huán)糖酵解產生的丙酮酸在氧氣的參與下，徹底分解為水和二氧化碳的過程。3.磷酸戊糖途徑4.抗氰呼吸和交替途徑,磷酸戊糖途徑(Pentose Phosphate Pathway, PPP)，己糖磷酸支路(Hexose monophosphate shunt, HMP),1、產熱效應2、促進果實成熟 在果實成熟過程中出現的呼吸躍變現象，主要表現為抗氰呼吸速率增強。3、增強抗病能力：通

16、過自由基的殺菌作用。4、代謝協(xié)同調控：（1）當底物和NADH過剩時，分流電子；（2）cyt 途徑受阻時，保證EMP-TCA途徑、PPP正常運轉。,抗氰呼吸的生理意義,（三）呼吸商,呼吸商也稱呼吸熵或呼吸系數，它是植物呼出的CO2與吸收O2的體積比，用RQ表示。在一定程度上可以根據呼吸商來估計呼吸的性質和底物的種類。以糖為呼吸底物，完全氧化時：,二、呼吸作用與果蔬保鮮的關系,1.呼吸消耗 2.呼吸放熱 3.呼吸改變環(huán)境的氣體成分

17、 4.呼吸供能 5.傷呼吸的兩面性 6.呼吸躍變,（一）呼吸消耗呼吸強度（respiration intensity）是指在一定的溫度下，單位時間、單位重量果蔬放出CO2或吸收O2的量。果蔬的貯藏壽命與呼吸強度成反比。,㈡呼吸放熱,呼吸熱：果蔬呼吸作用產生的能量，一部分以ATP和NADH的形式供生命活動所需，另一部分以熱能的形式散發(fā)出來，這一部分熱量稱為呼吸熱。果蔬的呼吸作用越強，產生的呼吸熱越多，則壽命越短。呼吸熱（J/

18、Kg.h）＝呼吸強度（CO2mg/(Kg.h)）×10.672呼吸熱（KJ/t.d）＝呼吸強度（CO2mg/(Kg.h)）×256.12,㈢ 呼吸改變環(huán)境的氣體成分㈣ 呼吸供能,㈤ 傷呼吸的兩面性,促進愈傷與保衛(wèi)反應當果蔬受傷或受到病菌感染時，呼吸作用加強，這種現象稱為傷呼吸。但通過傷呼吸，可促進愈傷組織的形成，加速傷口愈合。另外，可促進莽草酸、綠原酸、咖啡酸、花青素等植保素的產生，從而提高果蔬的抗病能力。傷

19、呼吸要消耗更多的呼吸基質，使果蔬加速衰老。,㈥ 呼吸躍變與貯藏保鮮,對于躍變型果蔬而言，延遲呼吸躍變的到來，可以延緩果蔬的衰老，從而延長保鮮期。,三、呼吸躍變,呼吸躍變respiration climacteric ：有些果蔬在發(fā)育、成熟、衰老的過程中，在發(fā)育定型之前，呼吸強度不斷下降，在成熟開始時，呼吸強度急劇上升，達到高峰后便下降，這個呼吸強度急劇上升的過程稱為呼吸躍變。具有這種特性的果蔬稱為躍變型果蔬，如香蕉、蘋果、梨、西紅柿

20、等。在成熟過程中沒有呼吸躍變現象，呼吸強度緩慢下降，這種類型的果蔬稱為非躍變型果蔬，如柑橘、葡萄、荔枝、草莓等。,面包果,每100 g面包果含蛋白質1.34 g，脂肪0.31 g，碳水化合物27.82 g，纖維素1.5 g，灰分1.23 g以及鈣、磷、鐵、鉀，胡蘿卜素和維生素B等營養(yǎng)成分。,南美番荔枝,每100g番荔枝果肉組織營養(yǎng)成分的含量：可溶性固形物18.00%-26.00%，碳水化合物23.90%，脂肪0.14%-0.30%，蛋

21、白質含量為1.55g，鈣0.20%，磷0.04%，鐵1.00%，有機酸為0.42%，維生素C為265mg。,（一）躍變型和非躍變型果蔬,（二）躍變型果蔬和非躍變型果蔬的區(qū)別,所有的果實在發(fā)育期間都產生微量的乙烯。然而在完熟期內，躍變型果實所產生乙烯的量比非躍變型果實多得多，而且躍變型果實在躍變前后的內源乙烯的量變化幅度很大。非躍變型果實的內源乙烯一直維持在很低的水平，沒有產生上升現象。,1）兩類果實中內源乙烯的產生量不同,2）對外源乙烯

22、刺激的反應不同,躍變型果實,,躍變前,乙烯,呼吸躍變乙烯自我催化不可逆！,非躍變型果實,呼吸增強可逆！,任何時候乙烯處理,,,去掉乙烯,3）對外源乙烯濃度的反應不同,4）乙烯產生的體系不同,我有系統(tǒng)Ⅰ，還有系統(tǒng)Ⅱ呢！,躍變型果實,非躍變型果實,我可只有系統(tǒng)Ⅰ！,咱們比比嗎？,,,溫度,濕度,機械損傷,環(huán)境氣體成分,化學物質,內因,外因,發(fā)育年齡與成熟度,同一器官的不同部位,種類和品種,四. 影響呼吸作用的因素,（一）內因,1.

23、種類和品種,2.發(fā)育年齡與成熟度,同一種類不同品種間的差異,成熟季節(jié)的差異,南北方果蔬的差異,,,,,VS,3.同一器官的不同部位,（二）外因,1 溫度,低溫的作用,低溫抑制酶的活性推遲呼吸躍變的出現,要求,,不破壞正常生命活動的前提下盡可能維持較低的溫度 使呼吸降到最低的限度,避免溫度的波動,大型綜合式冷庫,,溫度系數-Q10：即在一定的溫度范圍內（一般是0~35℃），溫度每升高10℃ ，其呼吸強度增加的倍數。大

24、多數果蔬產品呼吸強度變化的溫度系數為Q10=2~3。,溫度變化與呼吸作用的關系,,,,,,,,,,,,,甜橙在不同溫度范圍的呼吸溫度系數,2 濕度,低濕有利抑制呼吸,,,,香蕉在RH低于80％時不產生呼吸躍變不能正常后熟,,一般來說，在RH高于80％的條件下，產品呼吸基本不受影響,3 機械損傷,哎呦！我受傷了！,4 環(huán)境氣體成分,呼吸作用,,氧氣濃度,,二氧化碳濃度,,,乙烯,氣調貯藏,,促進,有些化學物質，如青鮮素(MH)、矮壯

25、素(CCC)、6-芐基嘌呤(6-BA)、赤霉素(GA)等，對呼吸強度都有不同程度的抑制作用。,5 化學物質,第四節(jié) 乙烯與果蔬的成熟與衰老,㈠乙烯的生物合成：,,（二）乙烯控制研究進展,1.控制乙烯生物合成⑴ACC合成酶抑制劑AVG(氨基乙氧基甘氨酸)，AOA(氨基氧乙酸)⑵溫度①低溫低溫貯藏抑制果蔬代謝相關酶活性和乙烯產生，降低呼吸消耗，從而有效延緩果實衰老。,②熱激處理低溫貯藏果實時間過長會產生冷害，果實品質嚴重劣變，

26、失去商品價值。冷害產生的原因不十分清楚，據推測，植物合成的少量的乙烯是植物維持抗逆性和正常代謝所必需的。短暫高溫處理可以維持一定的代謝活性，包括乙烯合成的活性，減輕了冷害，從而延長果蔬的保鮮期。如油桃、桃果實采后熱處理可以有效地降低冷藏期間果肉絮變的發(fā)生，芒果熱處理也能明顯減輕冷害。,,,③冷激處理果實如番茄、香蕉、芒果等在低溫下貯藏容易遭受冷害，而常溫貯藏由于果實的代謝和乙烯合成比較旺盛，衰老會很快發(fā)生。將果實在低溫下(通常低于果蔬

27、的冷害溫度)處理一定時間(通常不超過4h)能夠抑制果實的乙烯合成和呼吸，果實貯藏期延長。而且，冷激處理方法簡單、投資少，保鮮效果顯著，具有廣闊應用前景。但處理不當容易造成果實失重和腐爛。,,⑶拮抗乙烯的生長調節(jié)物質,能夠拮抗乙烯作用的生長調節(jié)物質有赤霉素類如GA3、GA4+7，生長素類如IAA、NAA、2，4-D，細胞分裂素(6-BA)和多胺等，這幾類物質有拮抗乙烯的作用，能阻止葉綠素降解，延緩果蔬的衰老。,2.脫除環(huán)境中的乙烯,⑴物理

28、型乙烯吸附法將疏松多孔的物質如活性炭、沸石、硅藻土等做成小包裝或者這些組分并入包裝膜中，來吸附貯藏環(huán)境乙烯。但這類物質吸收能力有限，容易發(fā)生解吸作用，清除乙烯的效果有限。⑵高錳酸鉀氧化乙烯脫除法主要是利用高錳酸鉀的強氧化性破壞乙烯。通常把比表面積大的物質如硅藻土、蛭石、礬土、硅膠、活性炭等與4%～6%的KMnO4溶液混合裝入能透過乙烯的袋中，制成乙烯脫除包放入包裝袋內。,⑶觸媒型乙烯脫除法利用特定的有選擇性的金屬、金屬氧化物、有

29、機酸等催化乙烯氧化分解，主要有氯鉑氫酸、次氯酸鹽、Fe2O3等。據報道這種類型藥劑用量少，作用時間持久，尤其在低乙烯環(huán)境中有良好的效果。,⑷高溫催化脫除乙烯法將溫度升高到250℃左右時，在催化劑的作用下將乙烯分解成水和CO2，通過閉路循環(huán)系統(tǒng)將脫除乙烯后的氣體送入貯藏庫中，反復循環(huán)，完成脫除乙烯的過程。這種方法脫除乙烯效果比較好，對果蔬釋放的多種有害物質和芳香物質脫除，適合現代化的CA裝置采用。但成本比較高，對制冷功率要求較高。,⑸二

30、氧化鈦脫除乙烯二氧化鈦在340～350nm的紫外光的激發(fā)下活化，催化乙烯和揮發(fā)物質氧化成水和CO2。同時紫外光產生的氫自由基有強烈的殺菌作用，能殺死空氣中98%的病原菌。由紫外光源和二氧化鈦催化劑組成的Bio-KES348系統(tǒng)耗能少，脫除乙烯效率高，該系統(tǒng)能夠處理8～10噸果蔬和花卉產生的乙烯。而且處理容易控制，是很有市場前景的脫除乙烯的一種方法。,⑹臭氧處理臭氧有極強的氧化性，能與乙烯反應除去乙烯，而且臭氧處理還有殺菌作用，抑制空

31、中病原菌的萌發(fā)和危害。不過殺死病菌抱子和氧化乙烯的濃度的臭氧同樣對人體會造成傷害。,3.抑制乙烯作用 乙烯通過與特定的受體的結合，活化了乙烯信號轉導途徑，從而激活了成熟衰老相關酶的表達，導致果蔬的衰老。阻止乙烯與乙烯受體的結合，就能延緩果蔬衰老、保持果蔬品質。目前已經得到應用的乙烯作用抑制劑主要有以下幾種：,①銀離子(Ag＋)②2，5-冰片二烯(2，5-NBD)③重氮環(huán)戊二烯(DACP) ④環(huán)丙烯類物質 如 1-