果蔬采后生理学概述课件.ppt
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1、,第三章 果蔬采后生理学,【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 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
2、,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: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
3、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: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 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
4、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O2量,或释放出的CO2 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CO2和消耗的O2在容量上的比值,即CO2/O2,称呼吸商(RQ)。测定意义:RQ
5、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 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 有机酸做呼吸底物,完全氧化时RQ1;O2 C2H2O4+O24CO2+2H2O RQ=QCO2/QO2=4 脂肪、蛋白质作底物,完全氧化时RQ1;CC18H36O2+26O2 18CO2+18H2O RQ=QCO2/QO2=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,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
6、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(Q10):在生理温度范围内(535),指当环境温度提高10时,采后园艺产品反应所加速的呼吸强度,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;,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稳定的低温。,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 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 h
7、eat)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)C6H12O6+6O26CO2+6H2O+2.82106J 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: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1m
8、g 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
9、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
10、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
11、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
12、。,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
13、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
14、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
15、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,
16、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 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)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
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