Chapter3园艺产品采后生理

第三章第三章 果蔬采后生理学果蔬采后生理学【教学目标教学目标】掌握园艺产品采后生理的有关概念和各个过程的特点 了解园艺产品采后生理的基本理论 理解园艺产品采后生理变化的相关过程及影响因素。第一节第一节 果蔬的呼吸生理果蔬的呼吸生理第二节第二节 蒸腾和休眠生理蒸腾和休眠生理第三章第三章 果蔬采后生理学果蔬采后生理学第一节第一节 园艺产品的呼吸生理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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理一一 呼吸作用的概念呼吸作用的概念 呼吸呼吸（respiration）：指经过某些使有机物质分解，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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三羧酸循环和丙酮酸的氧化作用三羧酸循环和丙酮酸的氧化作用第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理1 有氧呼吸有氧呼吸（aerobic respiration）以葡萄糖作呼吸底物为例，可简单表示为：C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+2.82106J 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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理2 无氧呼吸无氧呼吸（anaerobic respiration）以葡萄糖作呼吸底物为例，可简单表示为：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+8.79104J 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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理2 无氧呼吸无氧呼吸（anaerobic respiration）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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理3 呼吸强度与呼吸商呼吸强度与呼吸商 （respiration rate）表示呼吸作用进行快慢的一个指标，又称。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或释放出的mg(ml)/kgh。呼吸强度高，底物消耗快，贮藏寿命不会长第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理呼吸强度的测定呼吸强度的测定：第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理3 呼吸强度和呼吸商呼吸强度和呼吸商 （respiratory quotient，简称RQ）呼吸作用过程中所释放出的CO 和消耗的OCO/O称RQ值的大小与呼吸底物有关：3 呼吸强度和呼吸商呼吸强度和呼吸商 6碳糖碳糖做呼吸底物，完全氧化时RQ=1 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 做呼吸底物，完全氧化时RQ1；O2 C2H2O4+O24CO2+2H2O RQ=QCO2/QO2=4 作底物，完全氧化时RQ1；CC18H36O2+26O2 18CO2+18H2O RQ=QCO2/QO2=0.69第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理3 呼吸强度和呼吸商呼吸强度和呼吸商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，RO1。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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理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、呼吸热 呼吸温度系数（Q10）：在生理温度范围内（535），指当环境温度提高10时，采后园艺产品反应呼吸强度，以Q10 表示。Q10=提温后呼吸强度/原温下呼吸强度。Q10值越高，说明产品呼吸受温度影响越大。不同种类、品种，Q10差异较大；温度 Q10温度 Q10 01010202.54.02.02.5203030401.52.01.01.5 较低温度范围内Q10值较高温度范围内的Q10值。贮藏中应维持适宜而的低温。同一产品，在不同温度段内Q10有变化：Q10在不同温度段内的变化 第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理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、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，则以热量形式散发到环境中。38ATP（304大卡）C6H12O6+6O26CO2+6H2O+2.82106J 369大卡（热能）果蔬采后释放，对贮藏环境有影响。北第一节第一节 园艺产品的呼吸生理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、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计算：C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+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。则每放出每放出1mg CO2，释放释放10.676j(2.553cal)热能热能。4 呼吸温度系数、呼吸热呼吸温度系数、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：呼吸热呼吸热（J/kg.h）=呼吸强度（CO2mg/kg.h）*10.676(J/mg)呼吸热呼吸热（cal/kg.h）=呼吸强度（CO2mg/kg.h*2.553(cal/mg)（10.676/4.182=2.553）第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理二二 呼吸漂移和呼吸高峰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：呼吸跃变型呼吸跃变型（respiration climacteric）：特征特征：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，。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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理二二 呼吸漂移和呼吸高峰呼吸漂移和呼吸高峰 非呼吸跃变型非呼吸跃变型（non-respiration climacteric）：特征特征：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：柠檬、柑橘、菠萝、草莓、葡萄等；第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理呼吸强度变化曲线第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理二二 呼吸漂移和呼吸高峰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和变化，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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理二二 呼吸漂移和呼吸高峰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和变化，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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理二二 呼吸漂移和呼吸高峰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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理二二 呼吸漂移和呼吸高峰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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理二二 呼吸漂移和呼吸高峰呼吸漂移和呼吸高峰 对外源乙烯浓度的反应不同：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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三三 影响呼吸强度的因素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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三三 影响呼吸强度的因素影响呼吸强度的因素2 发育阶段和成熟度发育阶段和成熟度（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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三三 影响呼吸强度的因素影响呼吸强度的因素2 发育阶段和成熟度发育阶段和成熟度（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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三三 影响呼吸强度的因素影响呼吸强度的因素2 发育阶段和成熟度发育阶段和成熟度（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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三三 影响呼吸强度的因素影响呼吸强度的因素2 发育阶段和成熟度发育阶段和成熟度（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第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三三 影响呼吸强度的因素影响呼吸强度的因素3 温度温度（temperature）是决定果蔬贮藏质量的。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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三三 影响呼吸强度的因素影响呼吸强度的因素 4 相对湿度相对湿度（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：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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三三 影响呼吸强度的因素影响呼吸强度的因素 5 气体成分气体成分（environmental gas components）环境中O2和CO2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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三三 影响呼吸强度的因素影响呼吸强度的因素 5 气体成分气体成分（environmental gas components）C2H4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C2H4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。第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三三 影响呼吸强度的因素影响呼吸强度的因素 6 机械损伤机械损伤（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，增加气体的交换，可利用的O2增加；细胞结构被破坏，从而；第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三三 影响呼吸强度的因素影响呼吸强度的因素 6 机械损伤机械损伤（environmental gas components），从而加强对呼吸的刺激作用；果蔬表面的伤口，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：第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理第一节第一节 园艺产品的呼吸生理园艺产品的呼吸生理三三 影响呼吸强度的因素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。第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控一一 蒸腾与失重蒸腾与失重 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，受和的调控：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。第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控一一 蒸腾与失重蒸腾与失重 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。：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。第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控贮藏天数 种类 1d 4d 10d 油菜 14 33 菠菜 24.2 莴苣 18.7 黄瓜 4.2 10.5 18.0 茄子 6.7 10.5 番茄 6.4 9.2 马铃薯 4.0 4.0 6.0 洋葱 1.0 4.0 4.0 胡萝卜 1.0 9.5 一些蔬菜在贮藏中自然损耗率（一些蔬菜在贮藏中自然损耗率（%）（绪方等，）（绪方等，1952）万吨库贮藏，若温度偏离1，将损失20万斤，这是、损耗损耗。第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控二二 蒸腾作用对采后贮藏品质的影响蒸腾作用对采后贮藏品质的影响 1 失重、失鲜失重、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。：果蔬质量方面损耗。、等多方面变化。果蔬萎蔫和皱缩、和。第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控二二 蒸腾作用对采后贮藏品质的影响蒸腾作用对采后贮藏品质的影响 2 降低耐贮性和抗病性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，。NH4+、H+失水，削弱细胞固有的贮藏性抗病性。如风干的甘薯变甜。第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控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29.82.810.644.3脱水6.5%的甜菜27.04.56.09.6脱水15%的甜菜19.46.12.410.6甜菜组织脱水同水解酶活性的关系 第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控萎蔫程度萎蔫程度腐烂率（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：、（休眠）；（）。三三 影响采后蒸腾作用的因素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（气孔、皮孔）、差别很大，失水快慢不同。第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控 第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控 第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控三三 影响采后蒸腾作用的因素影响采后蒸腾作用的因素1 内在因素内在因素 细胞的持水力：与细胞中和的含量和性质有关：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。如糖液糖液水分蒸发就比纯水纯水蒸发慢。马铃薯马铃薯较洋葱洋葱失水量多。第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控三三 影响采后蒸腾作用的因素影响采后蒸腾作用的因素1 内在因素内在因素 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。第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控三三 影响采后蒸腾作用的因素影响采后蒸腾作用的因素2 外界环境条件外界环境条件 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。第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控三三 影响采后蒸腾作用的因素影响采后蒸腾作用的因素2 外界环境条件外界环境条件 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。第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控 第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控三三 影响采后蒸腾作用的因素影响采后蒸腾作用的因素2 外界环境条件外界环境条件 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，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低温、高湿度高湿度、包装包装来控制果蔬失水。第二节第二节 采后蒸腾生理及其调控采后蒸腾生理及其调控三三 影响采后蒸腾作用的因素影响采后蒸腾作用的因素2 外界环境条件外界环境条件 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！演讲完毕，谢谢观看！