果蔬保鮮理論

1、果蔬保鮮,緒 論,一、我國(guó)果品蔬菜生產(chǎn)現(xiàn)狀,★我國(guó)果蔬產(chǎn)業(yè)已成為僅次于糧食作物的第二大農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè),★ 2019年，我國(guó)水果和蔬菜總產(chǎn)量將分別達(dá)到1.42億t和6.77億t,,,★我國(guó)果品總貯量占總產(chǎn)量的25%左右，商品化處理量約為10%，果品加工轉(zhuǎn)化能力約為6%，蔬菜加工轉(zhuǎn)化能力約為10%。果蔬采后損耗率25%~30%。,★美國(guó)的水果總貯量占總產(chǎn)量的50%左右，商品化處理率達(dá)80%以上，預(yù)切菜和凈菜量占70%以上，加工轉(zhuǎn)化能力達(dá)總產(chǎn)量的

2、40%左右 ，果蔬采后損失率低于5%。,,,,,★若水果產(chǎn)后減損15%就等于增產(chǎn)約1 000萬(wàn)t，擴(kuò)大果園面積66.7萬(wàn)hm2★蔬菜采后減損10%就等于增產(chǎn)約4 500萬(wàn)t，擴(kuò)大菜園面積約133.4萬(wàn)hm2★若使果蔬采后損耗降低10%，就可獲得約550億元的直接經(jīng)濟(jì)效益,二、我國(guó)果蔬產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題,1、果蔬貯藏能力不足 　　2019年到2019年，我國(guó)果品產(chǎn)量從5452.9萬(wàn)t增加到1.42億t ，增長(zhǎng)了2.6倍。而目

3、前果品貯藏能力僅為4500萬(wàn)t左右，約為總產(chǎn)的31.7%，其中冷藏能力2700萬(wàn)t左右，約為總產(chǎn)的19.0%。因此，貯藏設(shè)施的配套問(wèn)題必須引起高度重視。,2、尚未建立適合我國(guó)國(guó)情、科學(xué)合理的果蔬流通鏈 　　為了進(jìn)一步提高果蔬質(zhì)量，減少采后損失，解決采前采后脫節(jié)的問(wèn)題，應(yīng)盡快研究并提出適合我國(guó)國(guó)情的果蔬流通綜合技術(shù)，建立合理的流通體系，在有條件的地方，率先實(shí)行“冷鏈”流通。 3、貯運(yùn)保鮮技術(shù)的推廣普及率較低,4

4、、采后商品化處理意識(shí)淡薄，采后處理設(shè)施缺乏 　　研究建立適合我國(guó)國(guó)情的果蔬采后商品化處理技術(shù)體系，改進(jìn)包裝裝潢，制訂與國(guó)際接軌的水果標(biāo)準(zhǔn)，使果蔬產(chǎn)品商品化、標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化，是提高我國(guó)果蔬在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力的重要措施之一。,三、我國(guó)果蔬貯藏保鮮技術(shù)現(xiàn)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(fēng)庫(kù)貯藏等形式。,二、機(jī)械冷藏 

5、60;  目前，冷庫(kù)貯藏在我國(guó)已有了很大的發(fā)展，全國(guó)范圍內(nèi)果蔬冷藏占貯藏量的30~40%左右，在主產(chǎn)區(qū)會(huì)更多。,三、氣調(diào)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(guó)科學(xué)家Kidd和West研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的氣調(diào)貯藏被認(rèn)為是當(dāng)代貯藏新鮮果蔬產(chǎn)品效果最好的貯藏方式。,葡萄氣調(diào)庫(kù),,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(jìng)爭(zhēng)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(zhǎng)的最后階段，已達(dá)到生理成熟。完熟ri

7、pening：果蔬達(dá)到生理成熟以后，發(fā)生一系列的生理生化變化，表現(xiàn)出固有品質(zhì)的階段?？梢暈樗ダ系拈_(kāi)始。衰老senescence：果蔬達(dá)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(xué)變化,㈠顏色的變化果蔬在成熟過(guò)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(guò)程中產(chǎn)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(zhì)產(chǎn)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(píng)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(guān)化學(xué)變化及與酶的關(guān)系,對(duì)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(chǎn)品采后必須

9、進(jìn)行的活動(dòng)，因?yàn)椋挥泻粑饔谜５剡M(jìn)行，才能維持果蔬產(chǎn)品正常的生命活動(dòng)，呼吸作用是整個(gè)生命活動(dòng)能量的來(lái)源，同時(shí)還與體內(nèi)其他生理生化過(guò)程密切相關(guān)（中間產(chǎn)物→酶的合成→各種代謝正常進(jìn)行等），有了正常的呼吸途徑和歷程的主導(dǎo)，才能使產(chǎn)品保持正常的生活狀態(tài)。,2.呼吸作用對(duì)于采后品質(zhì)的保持又是一個(gè)消極的活動(dòng)，因?yàn)楹粑牡孜锞褪菭I(yíng)養(yǎng)成分，呼吸得越多，消耗的得也就越多，品質(zhì)變化也就越大。    采后的一個(gè)主

10、要任務(wù)，就是在保持產(chǎn)品能正常進(jìn)行生命活動(dòng)的情況下，盡量控制呼吸強(qiáng)度，把呼吸消耗降到最低。,一、呼吸作用（respiration）的概念是指生活細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物在酶的參與下，逐步氧化分解并釋放能量的過(guò)程。根據(jù)是否有氧氣參與，可分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩大類型。,（一）有氧呼吸和無(wú)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(chǎn)物是CO2和H2O。形成38 mol ATP，這38個(gè)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(diǎn)：     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(chǎn)物為CO2和H2O，正常情況下對(duì)產(chǎn)品無(wú)直接危害。,2.無(wú)氧呼吸在缺氧（環(huán)境中O2不足，或組織內(nèi)透O2差，或酶活性降低，利用

12、O2的能力降低等）的情況下進(jìn)行的呼吸作用。同樣消耗1分子的6C糖，只產(chǎn)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(dòng)就要比有氧呼吸消耗多得多的底物。 C6H12O6 → 2C2H5OH（乙醇）+2CO2＋196.65KJ,無(wú)氧呼吸的特點(diǎn)：    ①在缺氧（O2不足的）情況下進(jìn)行；    ②產(chǎn)生的能量物質(zhì)少，消耗營(yíng)養(yǎng)

13、物質(zhì)多；    ③產(chǎn)物乙醇對(duì)貯藏不利。生產(chǎn)實(shí)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(guò)降O2既可抑制呼吸，又不誘導(dǎo)缺O(jiān)2呼吸的產(chǎn)生呢？,3.傷呼吸：果蔬產(chǎn)品的組織在受到機(jī)械損傷或其他損傷時(shí)（病、蟲(chóng)侵染），其呼吸速率顯著增大的現(xiàn)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(bǔ)物質(zhì)的合成，抗病物質(zhì)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(nèi)分解為丙酮酸的過(guò)程。2.三羧酸循環(huán)糖酵解產(chǎn)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(guò)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(chǎn)熱效應(yīng)2、促進(jìn)果實(shí)成熟 在果實(shí)成熟過(guò)程中出現(xiàn)的呼吸躍變現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為抗氰呼吸速率增強(qiáng)。3、增強(qiáng)抗病能力：通

16、過(guò)自由基的殺菌作用。4、代謝協(xié)同調(diào)控：（1）當(dāng)?shù)孜锖蚇ADH過(guò)剩時(shí)，分流電子；（2）cyt 途徑受阻時(shí)，保證EMP-TCA途徑、PPP正常運(yùn)轉(zhuǎn)。,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(shù)，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(jù)呼吸商來(lái)估計(jì)呼吸的性質(zhì)和底物的種類。以糖為呼吸底物，完全氧化時(shí)：,二、呼吸作用與果蔬保鮮的關(guān)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(qiáng)度（respiration intensity）是指在一定的溫度下，單位時(shí)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(qiáng)度成反比。,㈡呼吸放熱,呼吸熱：果蔬呼吸作用產(chǎn)生的能量，一部分以ATP和NADH的形式供生命活動(dòng)所需，另一部分以熱能的形式散發(fā)出來(lái)，這一部分熱量稱為呼吸熱。果蔬的呼吸作用越強(qiáng)，產(chǎn)生的呼吸熱越多，則壽命越短。呼吸熱（J/

18、Kg.h）＝呼吸強(qiáng)度（CO2mg/(Kg.h)）×10.672呼吸熱（KJ/t.d）＝呼吸強(qiáng)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(jìn)愈傷與保衛(wèi)反應(yīng)當(dāng)果蔬受傷或受到病菌感染時(shí)，呼吸作用加強(qiáng)，這種現(xiàn)象稱為傷呼吸。但通過(guò)傷呼吸，可促進(jìn)愈傷組織的形成，加速傷口愈合。另外，可促進(jìn)莽草酸、綠原酸、咖啡酸、花青素等植保素的產(chǎn)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(zhì)，使果蔬加速衰老。,㈥ 呼吸躍變與貯藏保鮮,對(duì)于躍變型果蔬而言，延遲呼吸躍變的到來(lái)，可以延緩果蔬的衰老，從而延長(zhǎng)保鮮期。,三、呼吸躍變,呼吸躍變r(jià)espiration climacteric ：有些果蔬在發(fā)育、成熟、衰老的過(guò)程中，在發(fā)育定型之前，呼吸強(qiáng)度不斷下降，在成熟開(kāi)始時(shí)，呼吸強(qiáng)度急劇上升，達(dá)到高峰后便下降，這個(gè)呼吸強(qiáng)度急劇上升的過(guò)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(píng)果、梨、西紅柿

20、等。在成熟過(guò)程中沒(méi)有呼吸躍變現(xiàn)象，呼吸強(qiáng)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(zhì)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(yíng)養(yǎng)成分。,南美番荔枝,每100g番荔枝果肉組織營(yíng)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(zhì)含量為1.55g，鈣0.20%，磷0.04%，鐵1.00%，有機(jī)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(shí)在發(fā)育期間都產(chǎn)生微量的乙烯。然而在完熟期內(nèi)，躍變型果實(shí)所產(chǎn)生乙烯的量比非躍變型果實(shí)多得多，而且躍變型果實(shí)在躍變前后的內(nèi)源乙烯的量變化幅度很大。非躍變型果實(shí)的內(nèi)源乙烯一直維持在很低的水平，沒(méi)有產(chǎn)生上升現(xiàn)象。,1）兩類果實(shí)中內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生量不同,2）對(duì)外源乙烯

22、刺激的反應(yīng)不同,躍變型果實(shí),,躍變前,乙烯,呼吸躍變乙烯自我催化不可逆！,非躍變型果實(shí),呼吸增強(qiáng)可逆！,任何時(shí)候乙烯處理,,,去掉乙烯,3）對(duì)外源乙烯濃度的反應(yīng)不同,4）乙烯產(chǎn)生的體系不同,我有系統(tǒng)Ⅰ，還有系統(tǒng)Ⅱ呢！,躍變型果實(shí),非躍變型果實(shí),我可只有系統(tǒng)Ⅰ！,咱們比比嗎？,,,溫度,濕度,機(jī)械損傷,環(huán)境氣體成分,化學(xué)物質(zhì),內(nèi)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(nèi)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(xiàn),要求,,不破壞正常生命活動(dòng)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(dòng),大型綜合式冷庫(kù),,溫度系數(shù)-Q10：即在一定的溫度范圍內(nèi)（一般是0~35℃），溫度每升高10℃ ，其呼吸強(qiáng)度增加的倍數(shù)。大

24、多數(shù)果蔬產(chǎn)品呼吸強(qiáng)度變化的溫度系數(shù)為Q10=2~3。,溫度變化與呼吸作用的關(guān)系,,,,,,,,,,,,,甜橙在不同溫度范圍的呼吸溫度系數(shù),2 濕度,低濕有利抑制呼吸,,,,香蕉在RH低于80％時(shí)不產(chǎn)生呼吸躍變不能正常后熟,,一般來(lái)說(shuō)，在RH高于80％的條件下，產(chǎn)品呼吸基本不受影響,3 機(jī)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(diào)貯藏,,促進(jìn),有些化學(xué)物質(zhì)，如青鮮素(MH)、矮壯

25、素(CCC)、6-芐基嘌呤(6-BA)、赤霉素(GA)等，對(duì)呼吸強(qiáng)度都有不同程度的抑制作用。,5 化學(xué)物質(zhì),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(jìn)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(guān)酶活性和乙烯產(chǎn)生，降低呼吸消耗，從而有效延緩果實(shí)衰老。,②熱激處理低溫貯藏果實(shí)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生冷害，果實(shí)品質(zhì)嚴(yán)重劣變，

26、失去商品價(jià)值。冷害產(chǎn)生的原因不十分清楚，據(jù)推測(cè)，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(zhǎng)果蔬的保鮮期。如油桃、桃果實(shí)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(shí)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(shí)的代謝和乙烯合成比較旺盛，衰老會(huì)很快發(fā)生。將果實(shí)在低溫下(通常低于果蔬

27、的冷害溫度)處理一定時(shí)間(通常不超過(guò)4h)能夠抑制果實(shí)的乙烯合成和呼吸，果實(shí)貯藏期延長(zhǎng)。而且，冷激處理方法簡(jiǎn)單、投資少，保鮮效果顯著，具有廣闊應(yīng)用前景。但處理不當(dāng)容易造成果實(shí)失重和腐爛。,,⑶拮抗乙烯的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì),能夠拮抗乙烯作用的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)有赤霉素類如GA3、GA4+7，生長(zhǎng)素類如IAA、NAA、2，4-D，細(xì)胞分裂素(6-BA)和多胺等，這幾類物質(zhì)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(zhì)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(lái)吸附貯藏環(huán)境乙烯。但這類物質(zhì)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(qiáng)氧化性破壞乙烯。通常把比表面積大的物質(zhì)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(guò)乙烯的袋中，制成乙烯脫除包放入包裝袋內(nèi)。,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(jī)酸等催化乙烯氧化分解，主要有氯鉑氫酸、次氯酸鹽、Fe2O3等。據(jù)報(bào)道這種類型藥劑用量少，作用時(shí)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(shí)，在催化劑的作用下將乙烯分解成水和CO2，通過(guò)閉路循環(huán)系統(tǒng)將脫除乙烯后的氣體送入貯藏庫(kù)中，反復(fù)循環(huán)，完成脫除乙烯的過(guò)程。這種方法脫除乙烯效果比較好，對(duì)果蔬釋放的多種有害物質(zhì)和芳香物質(zhì)脫除，適合現(xiàn)代化的CA裝置采用。但成本比較高，對(duì)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(zhì)氧化成水和CO2。同時(shí)紫外光產(chǎn)生的氫自由基有強(qiáng)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(chǎn)生的乙烯。而且處理容易控制，是很有市場(chǎng)前景的脫除乙烯的一種方法。,⑹臭氧處理臭氧有極強(qiáng)的氧化性，能與乙烯反應(yīng)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(guò)殺死病菌抱子和氧化乙烯的濃度的臭氧同樣對(duì)人體會(huì)造成傷害。,3.抑制乙烯作用 乙烯通過(guò)與特定的受體的結(jié)合，活化了乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，從而激活了成熟衰老相關(guān)酶的表達(dá)，導(dǎo)致果蔬的衰老。阻止乙烯與乙烯受體的結(jié)合，就能延緩果蔬衰老、保持果蔬品質(zhì)。目前已經(jīng)得到應(yīng)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(zhì) 如 1-