果蔬产品采后生理和化学变化概论.pptx

第二章第二章 果蔬产品采后果蔬产品采后生理和化学改变生理和化学改变 果蔬产品采后生理和化学变化概论第1页教学要求w要求掌握呼吸作用、蒸腾作用、采后成熟生理；熟悉采后衰老生理、采后休眠与生长；了解抗病生物化学。w重重点点内内容容：呼吸作用、蒸腾作用、采后成熟生理。w难难点点内内容容：采后衰老生理、抗病生物化学。果蔬产品采后生理和化学变化概论第2页第一节第一节 呼吸作用呼吸作用一、呼吸作用一、呼吸作用w(一)、有氧呼吸和无氧呼吸w 1.有氧呼吸 C6H12O6+6O26CO2+6H2O1544kJ 2.无氧呼吸 C6H12O6 2C2H5OH+2CO287.9kJ果蔬采后在贮藏过程中应预防产生无氧呼吸。果蔬产品采后生理和化学变化概论第3页w(二)、与呼吸相关几个概念w 1、呼吸强度、呼吸强度(Respiration rate)：也称呼吸速率，它指一定温度下，一定量产品进行呼吸时所吸入氧气或释放二氧化碳量，普通单位用O2或CO2mg(ml)kg*h(鲜重)来表示。w2、呼吸商、呼吸商(Respiration Quotient)，RQ。也称呼吸系数，它是指产品呼吸过程释放CO2和吸入O2体积比。wRQ与呼吸底物类型、呼吸状态（呼吸类型）和贮藏温度相关。w 3、呼吸热、呼吸热：呼吸热是呼吸过程中产生，除了维持生命活动以外而散发到环境中那部分热量。每释放1mg CO2对应释放近似10.68J热量。果蔬产品采后生理和化学变化概论第4页w 4、呼吸温度系数：呼吸温度系数：在生理温度范围内，温度升高10时呼吸速率与原来温度下呼吸速率比值即温度系数，用Ql来表示。它能反应呼吸速率随温度而改变程度，普通果蔬Ql22.5。w5、呼吸高峰：、呼吸高峰：在其幼嫩阶段呼吸旺盛，随果实细胞膨大，呼吸强度逐步下降，开始成熟时，呼吸上升，到达高峰后，呼吸下降，果蔬衰老死亡，伴随呼吸高峰出现，体内代谢发生很大改变，这一现象被称为呼呼吸跃变吸跃变，这一类果蔬被称为跃变型或呼吸高峰型果蔬跃变型或呼吸高峰型果蔬。另一类在发育过程中没有呼吸高峰，呼吸强度在采后一直下降，被称为非跃变型果蔬非跃变型果蔬。果蔬产品采后生理和化学变化概论第5页果蔬产品采后生理和化学变化概论第6页果蔬产品采后生理和化学变化概论第7页果蔬产品采后生理和化学变化概论第8页呼吸作用增加原因w（1）内源乙烯增加；w（2）ATP增加或细胞能荷增加；w（3）果糖2，6二磷酸浓度增高和糖酵解产物流出加大。果蔬产品采后生理和化学变化概论第9页（三）影响呼吸强度原因 w、内部原因w（1）种类与品种 w（2）成熟度 w 2、外部原因w(1)温度 w(2)气体分压 w(3)含水量 w(4)机械损伤 w（5）其它：对果蔬采取涂膜、包装、避光等办法，以及辐照和应用生长调整剂等处理，果蔬产品采后生理和化学变化概论第10页果蔬产品采后生理和化学变化概论第11页（四）、呼吸与耐藏性和抗病性关系w耐藏性是指在一定贮藏期内，产品能保持其原有品质而不发生显著不良改变特征；w抗病性是指产品抵抗致病微生物侵害特征。w生命消失，新陈代谢停顿，耐藏性和抗病性也就不复存在。w适当呼吸作用能够维持果蔬耐藏性和抗病性，但若发生呼吸保卫反应则呼吸过于旺盛会造成耐藏性和抗病性下降。果蔬产品采后生理和化学变化概论第12页第二节蒸腾作用与失水第二节蒸腾作用与失水 w一、失重和失鲜一、失重和失鲜 w失重：自然损耗，包含水分和干物质损失。w失鲜：产品质量损失，表面光泽消失，形态萎蔫，失去外观饱满、新鲜和脆嫩质地，甚至失去商品价值。w二、失水对代谢和贮藏影响二、失水对代谢和贮藏影响w普通是不利影响，但一些果蔬产品采后适度失水可抑制代谢，延长贮藏期。果蔬产品采后生理和化学变化概论第13页w三、水分蒸腾影响原因三、水分蒸腾影响原因w(一)、内部原因：w1、表面积比 w2、表面保护结构 w3、细胞持水力 w(二)、贮藏环境原因：w1、空气湿度w2、温度w3、空气流动w4气压果蔬产品采后生理和化学变化概论第14页 表2 不一样种类果蔬随温度改变蒸腾特征类型蒸腾特征水果蔬菜A型随温度降低蒸腾量急剧下降柿子、桔子、西瓜、苹果、梨马铃薯、甘薯、洋葱、南瓜、胡萝卜、甘蓝B型随温度降低蒸腾量也下降无花果、葡萄、甜瓜、板栗、桃、枇杷萝卜、花椰菜、番茄、豌豆C型与温度关系不大蒸腾强烈草莓、樱桃芹菜、芦笋、茄子、黄瓜、菠菜、蘑菇果蔬产品采后生理和化学变化概论第15页四、抑制蒸腾方法四、抑制蒸腾方法 w(一)、直接增加库内空气湿度 w(二)、增加产品外部小环境湿度 w(三)、采取低温贮藏是预防失水主要办法 w用给果蔬打蜡或涂膜方法在一定程度上，有阻隔水分从表皮向大气中蒸散作用。果蔬产品采后生理和化学变化概论第16页第三节第三节 采后成熟衰老生理采后成熟衰老生理 w一、采后生理生化改变：一、采后生理生化改变：果实发育过程可分为三个主要阶段，即生长、成熟和衰老。w生理成熟(Maturation）：果实完成了细胞、组织、器官分化发育最终阶段，充分长成时，也称为“绿熟”或“初熟”。w完熟(Ripening)：果实停顿生长后还要进行一系列生物化学改变逐步形成本产品固有色、香、味和质地特征，然后到达最正确食用阶段。w我们通常将果实到达生理成熟到完熟过程都叫成熟。果蔬产品采后生理和化学变化概论第17页一、采后生理生化改变一、采后生理生化改变w（一）、叶柄和果柄脱落w（二）、颜色改变w（三）、组织变软、发糠 w（四）、种子及休眠芽长大 w（五）、风味改变 w（六）、萎蔫 w（七）、果实软化 w（八）、细胞膜改变 w（九）、病菌感染果蔬产品采后生理和化学变化概论第18页二、乙烯与果蔬生剪发育关系二、乙烯与果蔬生剪发育关系w（一）、乙烯生物合成 蛋氨酸（Met）S腺苷蛋氨酸（SAM）1氨基环丙烷（ACC）乙烯（C2H4）w（二）、乙烯在组织中作用w 1、对果蔬呼吸作用：刺激果蔬呼吸跃变期提前出现。w 2、乙烯对生物膜透性及酶蛋白合成作用：使半透膜透性增加，酶活性增加，从而促进果蔬成熟和衰老。O2果蔬产品采后生理和化学变化概论第19页w 3、对核酸合成作用影响：促进核酸合成，加速衰老。w 4、其它生理作用（使果肉很快变软，产品失绿黄化和器官脱落）果蔬产品采后生理和化学变化概论第20页果蔬产品采后生理和化学变化概论第21页 表3 常见果蔬产品乙烯生成量（ul C2H4/kg*h）20类型乙烯产量产品名称非常低0.1芦笋、花菜、樱桃、柑桔、枣、葡萄、石榴、甘蓝、菠菜、芹菜、葱、洋葱、大蒜、胡萝卜、萝卜、甘薯、豌豆、菜豆、甜玉米低0.11.0橄榄、柿子、菠萝、黄瓜、绿花菜、茄子、秋葵、青椒、南瓜、西瓜、马铃薯中等1.010香蕉、无花果、荔枝、番茄、甜瓜高10100苹果、杏、油梨、猕猴桃、榴莲、桃、梨、番木瓜、甜瓜非常高100番荔枝、西番莲、蔓密苹果果蔬产品采后生理和化学变化概论第22页w外源乙烯促进呼吸上升果蔬产品采后生理和化学变化概论第23页(三)、影响乙烯合成和作用原因w1、果实成熟度w系统I负责跃变前果实中低速率合成基础乙烯，系统负责成熟过程中跃变时乙烯自我催化大量生成。w2、伤害 w3、贮藏温度w低温下，EFE活性低，乙烯少，ACC积累。果蔬产品采后生理和化学变化概论第24页w4、贮藏气体条件w乙烯合成最终一步是需氧，低O2可抑制乙烯产生。一些果蔬在3O2中，乙烯合成能降到正常空气中5左右。CO2能抑制ACC向乙烯转化和ACC合成，CO2是乙烯作用竞争性抑制剂。w5、化学物质wAVG和AOA抑制磷酸吡哆醛类酶，Ag+阻止乙烯与酶结合，Co2+抑制ACC向乙烯转化，多胺抑制乙烯合成。1-MCP（1-甲基环丙烯）位点竞争。果蔬产品采后生理和化学变化概论第25页三、其它植物激素对果蔬成熟三、其它植物激素对果蔬成熟影响影响 w(一)、脱落酸(ABA)：非跃变型果实中极少生成乙烯，可能由ABA调整成熟进程；跃变型果实中ABA首先刺激乙烯生成。w(二)、生长素：可抑制果实成熟。w(三)、赤霉素 w(四)、细胞分裂素 果蔬产品采后生理和化学变化概论第26页 四、果蔬成熟分子生物学四、果蔬成熟分子生物学w（一）、衰老遗传调整w（二）、叶片衰老时叶绿体光合作用基因表示w（三）、自然和暗诱导衰老叶片中特异基因克隆分析w（四）、果实成熟基因表示果蔬产品采后生理和化学变化概论第27页（四）、果实成熟基因表示w 1、乙烯和基因表示w 2、多聚半乳糖醛酸酶基因表示w 3、乙烯形成酶基因w 4、ACC合成酶基因w 5、转基因植物中乙烯产生调控 E8是果实中乙烯生物合成负调整因子。果蔬产品采后生理和化学变化概论第28页表3 三种番茄成熟突变体果蔬产品采后生理和化学变化概论第29页第四节第四节 采后休眠与生长采后休眠与生长 w 一、果蔬采后休眠一、果蔬采后休眠w二、采后生长与控制二、采后生长与控制 果蔬产品采后生理和化学变化概论第30页 一、果蔬采后休眠一、果蔬采后休眠w(一)、休眠现象w植物在生长发育过程中碰到不良条件时（高温、干燥、严寒等），为了保持生存能力，有器官会暂时停顿生长，这种现象称作“休眠”（dormancy）。果蔬产品采后生理和化学变化概论第31页(二)、休眠生理生化特征 w休眠期分为三阶段：w第一阶段为休眠前期，是从生长到休眠过渡阶段。此时新陈代谢还比较旺盛，伤口逐步愈合，表皮角质层加厚，鳞茎类产品外部鳞片变成膜质，水分蒸散下降，从生理上为休眠做准备。w第二阶段为生理休限期，产品新陈代谢显著下降，外层保护组织完全形成，此时即使给适宜条件，也难以萌芽，是贮藏安全期。w第三阶段为体眠清醒期，新陈代谢逐步恢复到生长久间状态，呼吸作用加强，酶系统也发生改变。贮藏中采取不利于生长条件来延长这一阶段时间。所以，又称强迫休眠期。果蔬产品采后生理和化学变化概论第32页生理休眠期 w原生质和细胞壁分离。w细胞呈凸形，胞间连丝中止，细胞处于孤立状态，物质交换和信息交换大大降低。w原生质脱水，疏水胶体增加，尤其是一些类脂物质排列聚集在原生质和液泡界面，阻止胞内水和细胞液透过原生质，也极难使电解质经过，同时因为外界水分和气体也不轻易渗透到原生质内部，原生质几乎不能吸水膨胀。果蔬产品采后生理和化学变化概论第33页植物休眠与植物激素 w休眠首先是因为器官缺乏促进生长物质，另首先是器官积累了抑制生长物质。w高浓度ABA和低浓度外源赤霉素(GA)，可诱导体眠；低浓度ABA和高浓度GA能够解除休眠。wGA、生长素、细胞分裂素是促进生长激素，能解除许多器官休眠。使用外源激动素和玉米素能解除块茎休眠。果蔬产品采后生理和化学变化概论第34页(三)、延长休眠期办法w 1、温度、湿度控制w 2、气体成份w 3、药品处理 w 4、射线处理 果蔬产品采后生理和化学变化概论第35页 二、采后生长与控制二、采后生长与控制 w(一)、采后生长现象及其对品质影响 w(二)、延缓采后生长方法 w低温、气调、去掉生长点 果蔬产品采后生理和化学变化概论第36页 第五节、抗病生理生化第五节、抗病生理生化w一、种免疫与品种抗性一、种免疫与品种抗性 w第一道防线称之为生理抵抗性，它使寄生物失去与植物接触机会。w第二道防线是组织(体质)保护物质，这是在与寄生物接触之前在植物组织内就有。生物碱和酚类物质w第三条防线是组织(体质)物质转化产物。酚变成醌。w第四条防线也是最强一道防线。植物保卫素。侵入时才合成。果蔬产品采后生理和化学变化概论第37页 二、多酚二、多酚多酚氧化酶系统多酚氧化酶系统防御作用防御作用w在植物受伤组织中积聚酚类化合物原因有三个：w 第一，合成酚类化合物酶产生。比如在受伤植物组织中苯丙氨酸解氨酶出现活化或生成。w 第二，酚类化合物从结合态(酯类、配糖类)中释放出来，并累积于植物组织中。w 第三，参加合成芳香族化合物变构酶控制特征遭到破坏，致使反应产物生成失去控制，生成大量酚类化合物。果蔬产品采后生理和化学变化概论第38页 三、植物保卫素防护作用三、植物保卫素防护作用 w植物保卫素是指在正常即健康组织里没有，只有在遭到寄生微生物及其代谢物侵染后才产生高等植物抗生素物质。w植物保卫素不含有病菌专一性，植物保卫素广谱作用在于它含有能破坏活机体内普遍存在代谢中心步骤特征。w细胞内生命活动过程愈活跃，产生植物保卫素能力也愈强，对应地其抗病性也就越高。w香豆酮-色酮类：豌豆素、菜豆素、氧化菜豆素。萜烯类化合物：甘薯素、马铃薯二醇、马铃薯醛、辣椒二醇。果蔬产品采后生理和化学变化概论第39页 四、切断寄生物必须代谢物四、切断寄生物必须代谢物质质w寄主组织里因缺乏寄生物生命必须物质而产生抗性，即所谓“不完全介质假说”。w在原组织中可能存在寄生物所必须代谢产物，不过当受到感染后，代谢遭到严重破坏，其结果是代谢产物消失。由此植物组织内产生了对寄生物抗性。果蔬产品采后生理和化学变化概论第40页思索题和作业w思索题：w1、为何呼吸强度低果蔬贮藏性好。w2、为何死亡后果蔬很轻易腐败？w作业：w1、怎样控制果蔬呼吸作用？w2、怎样降低果蔬失水？w3、乙烯生理作用是什么？w4、休眠生理生化特征是什么？怎样延长休眠期？果蔬产品采后生理和化学变化概论第41页