果蔬保鲜理论课件.pptx

1、一、我国果品蔬菜生产现状我国果蔬产业已成为仅次于粮食作物的第二大农业产业 2011年，我国水果和蔬菜总产量将分别达到1.42亿t和6.77亿t 第1页/共82页 我国果品总贮量占总产量的25%左右，商品化处理量约为10%，果品加工转化能力约为6%，蔬菜加工转化能力约为10%。果蔬采后损耗率25%30%。美国的水果总贮量占总产量的50%左右，商品化处理率达80%以上，预切菜和净菜量占70%以上，加工转化能力达总产量的40%左右，果蔬采后损失率低于5%。第2页/共82页若水果产后减损15%就等于增产约1 000万t，扩大果园面积66.7万hm2蔬菜采后减损10%就等于增产约4 500万t，扩大菜园

2、面积约133.4万hm2若使果蔬采后损耗降低10%，就可获得约550亿元的直接经济效益第3页/共82页二、我国果蔬产业存在的问题 1、果蔬贮藏能力不足 1998年到2011年，我国果品产量从5452.9万t增加到1.42亿t，增长了2.6倍。而目前果品贮藏能力仅为4500万t左右，约为总产的31.7%，其中冷藏能力2700万t左右，约为总产的19.0%。因此，贮藏设施的配套问题必须引起高度重视。第4页/共82页 2、尚未建立适合我国国情、科学合理的果蔬流通链 为了进一步提高果蔬质量，减少采后损失，解决采前采后脱节的问题，应尽快研究并提出适合我国国情的果蔬流通综合技术，建立合理的流通体系，在有条

3、件的地方，率先实行“冷链”流通。3、贮运保鲜技术的推广普及率较低 第5页/共82页 4、采后商品化处理意识淡薄，采后处理设施缺乏 研究建立适合我国国情的果蔬采后商品化处理技术体系，改进包装装潢，制订与国际接轨的水果标准，使果蔬产品商品化、标准化和产业化，是提高我国果蔬在国际市场上竞争力的重要措施之一。第6页/共82页三、我国果蔬贮藏保鲜技术现状 一、常温贮藏 主要包括堆藏、沟藏（埋藏）、假植贮藏、窖藏、土窑洞贮藏、通风库贮藏等形式。第7页/共82页 二、机械冷藏 目前，冷库贮藏在我国已有了很大的发展，全国范围内果蔬冷藏占贮藏量的3040%左右，在主产区会更多。第8页/共82页 三、气调贮藏 1

4、CA贮藏 2MA贮藏（塑料薄膜封闭贮藏）3减压贮藏 1 9 1 8年英国科学家Kidd和West研究基础上发展起来的气调贮藏被认为是当代贮藏新鲜果蔬产品效果最好的贮藏方式。葡萄气调库第9页/共82页 四、其他辅助保鲜方式：1辐照处理 2臭氧保鲜 3生物防腐：拮抗菌（竞争生存空间）；分必抗菌素抑制病菌；直接侵入菌体。第10页/共82页第一章 果蔬的采后生理第11页/共82页 一、成熟与衰老的概念 成熟maturation：果蔬生长的最后阶段，已达到生理成熟。完熟ripening：果蔬达到生理成熟以后，发生一系列的生理生化变化，表现出固有品质的阶段。可视为衰老的开始。衰老senescence：果蔬

5、达到完熟以后的阶段。第一节 果蔬的采后变化第12页/共82页二、成熟衰老中的化学变化 颜色的变化 果蔬在成熟过程中颜色的变化主要由色素引起。色素可分为脂溶性色素和水溶性色素两大类，脂溶性色素包括叶绿素和类胡萝卜素。水溶性色素主要是花色苷。第13页/共82页（二）香气的变化 由果蔬在成熟衰老过程中产生的挥发性酯类、醇类、酸类、醛类、酮类、酚类、萜类、杂环族等物质产生。例如：葱、韭、蒜等香气均由硫化丙烯类化合物组成；黄瓜中主要香气成分为黄瓜醇和黄瓜醛。苹果：已鉴定出70多种挥发性化合物，但以2-甲基丁酸乙酯、乙醛和反-己烯-2-醛为代表香气成分第14页/共82页（三）味感的变化 1.甜味的变化 2

6、.酸味的变化 3.涩味的变化第15页/共82页三、成熟衰老中与软化的有关化学变化及与酶的关系对软化起重要作用的还有纤维素酶。第16页/共82页第三节 果蔬的呼吸作用第17页/共82页 呼吸作用的二重性 1.呼吸是果蔬产品采后必须进行的活动，因为，只有呼吸作用正常地进行，才能维持果蔬产品正常的生命活动，呼吸作用是整个生命活动能量的来源，同时还与体内其他生理生化过程密切相关（中间产物酶的合成各种代谢正常进行等），有了正常的呼吸途径和历程的主导，才能使产品保持正常的生活状态。第18页/共82页第19页/共82页第20页/共82页如：呼吸与植物激素的关系：PPP：E4-P 莽草酸 Trp IAAEMP

7、：PEPTCA：OAA Asp Met S-腺苷蛋氨酸（SAM）1-氨基环丙烷-1羧酸（ACC）乙烯第21页/共82页 2.呼吸作用对于采后品质的保持又是一个消极的活动，因为呼吸的底物就是营养成分，呼吸得越多，消耗的得也就越多，品质变化也就越大。采后的一个主要任务，就是在保持产品能正常进行生命活动的情况下，尽量控制呼吸强度，把呼吸消耗降到最低。第22页/共82页 一、呼吸作用（respiration）的概念 是指生活细胞内的有机物在酶的参与下，逐步氧化分解并释放能量的过程。根据是否有氧气参与，可分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。第23页/共82页（一）有氧呼吸和无氧呼吸 第24页/共82页 有氧

8、呼吸的特点：有充足的O2的条件；释放大量的能，形成较多的ATP，38；最终产物为CO2和H2O，正常情况下对产品无直接危害。第25页/共82页 第26页/共82页 无氧呼吸的特点：在缺氧（O2不足的）情况下进行；产生的能量物质少，消耗营养物质多；产物乙醇对贮藏不利。生产实践中，控制呼吸的一种重要手段就是降低环境中的O2的浓度，那么怎样能通过降O2既可抑制呼吸，又不诱导缺O2呼吸的产生呢？第27页/共82页 3.伤呼吸：果蔬产品的组织在受到机械损伤或其他损伤时（病、虫侵染），其呼吸速率显著增大的现象。原因：伤口使组织直接暴露在外，气体交换更加畅通；酶与底物的间隔受到破坏；伤口愈合需要更多的能量和

9、修补物质的合成，抗病物质的积累等。伤呼吸造成的不利影响：消耗增大；环境中呼吸热增多；病菌易由伤口侵染。第28页/共82页（二）呼吸代谢的多条途径 1.糖酵解 己糖在生物体内分解为丙酮酸的过程。2.三羧酸循环 糖酵解产生的丙酮酸在氧气的参与下，彻底分解为水和二氧化碳的过程。3.磷酸戊糖途径 4.抗氰呼吸和交替途径第29页/共82页磷酸戊糖途径(Pentose Phosphate Pathway,PPP)，己糖磷酸支路(Hexose monophosphate shunt,HMP)第30页/共82页第31页/共82页1 1、产热效应2 2、促进果实成熟 在果实成熟过程中出现的呼吸跃变现象，主要表现

10、为抗氰呼吸速率增强。3 3、增强抗病能力：通过自由基的杀菌作用。4 4、代谢协同调控：（1 1）当底物和NADH过剩时，分流电子；（2 2）cyt 途径受阻时，保证EMP-TCA途径、PPP正常运转。抗氰呼吸的生理意义第32页/共82页（三）呼吸商 呼吸商也称呼吸熵或呼吸系数，它是植物呼出的CO2与吸收O2的体积比，用RQ表示。在一定程度上可以根据呼吸商来估计呼吸的性质和底物的种类。以糖为呼吸底物，完全氧化时：第33页/共82页 若呼吸底物是富含氢的物质，如蛋白质或脂肪，则呼吸商小于1。以棕榈酸为例 C16H32O2+11O2 C12H22O11+4CO2+5H2O RQ=4CO2/11O2=

11、0.36第34页/共82页 若呼吸底物是富含氧的物质，如有机酸，则呼吸商大于1。如以苹果酸为例：C4H6O5+3O2 4CO2+3H2O RQ=4CO2/3O2=1.33第35页/共82页 （2）氧气供应状态）氧气供应状态 若糖类在缺氧情况下进行酒精发酵，呼吸商大于1，异常的高。若呼吸底物不完全氧化，释放的CO2少，呼吸商小于1。如G不完全氧化成苹果酸。C6H12O6+3O2 C4H6O5+2CO2+3H2O RQ=2CO2/3O2=0.67第36页/共82页二、呼吸作用与果蔬保鲜的关系 1.呼吸消耗 2.呼吸放热 3.呼吸改变环境的气体成分 4.呼吸供能 5.伤呼吸的两面性 6.呼吸跃变第3

12、7页/共82页（一）呼吸消耗 呼吸强度（respiration intensity）是指在一定的温度下，单位时间、单位重量果蔬放出CO2或吸收O2的量。果蔬的贮藏寿命与呼吸强度成反比。第38页/共82页呼吸放热 呼吸热：果蔬呼吸作用产生的能量，一部分以ATP和NADH的形式供生命活动所需，另一部分以热能的形式散发出来，这一部分热量称为呼吸热。果蔬的呼吸作用越强，产生的呼吸热越多，则寿命越短。呼吸热（J/Kg.h）呼吸强度（CO2mg/(Kg.h)）10.67210.672 呼吸热（KJ/t.d）呼吸强度（CO2mg/(Kg.h)）256.12256.12 呼吸改变环境的气体成分 呼吸供能第39

13、页/共82页 伤呼吸的两面性 促进愈伤与保卫反应当果蔬受伤或受到病菌感染时，呼吸作用加强，这种现象称为伤呼吸。但通过伤呼吸，可促进愈伤组织的形成，加速伤口愈合。另外，可促进莽草酸、绿原酸、咖啡酸、花青素等植保素的产生，从而提高果蔬的抗病能力。伤呼吸要消耗更多的呼吸基质，使果蔬加速衰老。第40页/共82页 呼吸跃变与贮藏保鲜 对于跃变型果蔬而言，延迟呼吸跃变的到来，可以延缓果蔬的衰老，从而延长保鲜期。第41页/共82页三、呼吸跃变 呼吸跃变respiration climacteric：有些果蔬在发育、成熟、衰老的过程中，在发育定型之前，呼吸强度不断下降，在成熟开始时，呼吸强度急剧上升，达到高峰

14、后便下降，这个呼吸强度急剧上升的过程称为呼吸跃变。具有这种特性的果蔬称为跃变型果蔬，如香蕉、苹果、梨、西红柿等。在成熟过程中没有呼吸跃变现象，呼吸强度缓慢下降，这种类型的果蔬称为非跃变型果蔬，如柑橘、葡萄、荔枝、草莓等。第42页/共82页第43页/共82页第44页/共82页面包果第45页/共82页 每100 g面包果含蛋白质1.34 g，脂肪0.31 g，碳水化合物27.82 g，纤维素1.5 g，灰分1.23 g以及钙、磷、铁、钾，胡萝卜素和维生素B等营养成分。第46页/共82页南美番荔枝第47页/共82页 每100g番荔枝果肉组织营养成分的含量：可溶性固形物18.00%-26.00%，碳水

15、化合物23.90%，脂肪0.14%-0.30%，蛋白质含量为1.55g，钙0.20%，磷0.04%，铁1.00%，有机酸为0.42%，维生素C为265mg。第48页/共82页（一）跃变型和非跃变型果蔬第49页/共82页（二）跃变型果蔬和非跃变型果蔬的区别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。1）两类果实中内源乙烯的产生量不同第50页/共82页第51页/共82页2）对外源乙烯刺激的反应不同跃变型果实跃变前乙烯呼吸跃变乙烯自

16、我催化不可逆！非跃变型果实呼吸增强可逆！任何时候乙烯处理去掉乙烯第52页/共82页3）对外源乙烯浓度的反应不同第53页/共82页4）乙烯产生的体系不同我有系统，还有系统呢！跃变型果实非跃变型果实我可只有系统！咱们比比吗？第54页/共82页温度湿度机械损伤环境气体成分化学物质内因外因发育年龄与成熟度同一器官的不同部位种类和品种四.影响呼吸作用的因素第55页/共82页（一）内因 1.种类和品种v 2.发育年龄与成熟度v 同一种类不同品种间的差异v 成熟季节的差异v 南北方果蔬的差异VS第56页/共82页3.同一器官的不同部位第57页/共82页（二）外因1 温度低温的作用低温抑制酶的活性推迟呼吸跃变

17、的出现要求不破坏正常生命活动的前提下尽可能维持较低的温度 使呼吸降到最低的限度避免温度的波动大型综合式冷库第58页/共82页第59页/共82页第60页/共82页 温度系数-Q10：即在一定的温度范围内（一般是035），温度每升高10，其呼吸强度增加的倍数。大多数果蔬产品呼吸强度变化的温度系数为Q10=23。温度变化与呼吸作用的关系第61页/共82页第62页/共82页 温度范围（）温度系数 010 515 1121 1727 2232 2832 52 2 1.8 1.6 1.3 1.2 甜橙在不同温度范围的呼吸温度系数第63页/共82页2 2 湿度湿度低湿有利抑制呼吸香蕉在RH低于80时不产生呼

18、吸跃变不能正常后熟一般来说，在RH高于80的条件下，产品呼吸基本不受影响第64页/共82页3 3 机械损机械损伤伤哎呦！我受伤了！第65页/共82页4 4 环境气体成分呼吸作用氧气浓度二氧化碳浓度乙烯气调贮藏促进第66页/共82页 有 些 化 学 物 质，如 青 鲜 素(M H)、矮 壮 素(CCC)、6-苄基嘌呤(6-BA)、赤霉素(GA)等，对呼吸强度都有不同程度的抑制作用。5 5 化学物质第67页/共82页第四节 乙烯与果蔬的成熟与衰老 乙烯的生物合成：第68页/共82页第69页/共82页（二）乙烯控制研究进展 1.控制乙烯生物合成 ACCACC合成酶抑制剂 AVG(氨基乙氧基甘氨酸)，

19、AOA(氨基氧乙酸)温度 低温 低温贮藏抑制果蔬代谢相关酶活性和乙烯产生，降低呼吸消耗，从而有效延缓果实衰老。第70页/共82页 热激处理 低温贮藏果实时间过长会产生冷害，果实品质严重劣变，失去商品价值。冷害产生的原因不十分清楚，据推测，植物合成的少量的乙烯是植物维持抗逆性和正常代谢所必需的。短暂高温处理可以维持一定的代谢活性，包括乙烯合成的活性，减轻了冷害，从而延长果蔬的保鲜期。如油桃、桃果实采后热处理可以有效地降低冷藏期间果肉絮变的发生，芒果热处理也能明显减轻冷害。第71页/共82页 冷激处理 果实如番茄、香蕉、芒果等在低温下贮藏容易遭受冷害，而常温贮藏由于果实的代谢和乙烯合成比较旺盛，衰

20、老会很快发生。将果实在低温下(通常低于果蔬的冷害温度)处理一定时间(通常不超过4h)能够抑制果实的乙烯合成和呼吸，果实贮藏期延长。而且，冷激处理方法简单、投资少，保鲜效果显著，具有广阔应用前景。但处理不当容易造成果实失重和腐烂。第72页/共82页 拮抗乙烯的生长调节物质 能够拮抗乙烯作用的生长调节物质有赤霉素类如GA3、GA4+7，生长素类如IAA、NAA、2，4-D，细胞分裂素(6-BA)和多胺等，这几类物质有拮抗乙烯的作用，能阻止叶绿素降解，延缓果蔬的衰老。第73页/共82页 2.脱除环境中的乙烯 物理型乙烯吸附法 将疏松多孔的物质如活性炭、沸石、硅藻土等做成小包装或者这些组分并入包装膜中

21、，来吸附贮藏环境乙烯。但这类物质吸收能力有限，容易发生解吸作用，清除乙烯的效果有限。高锰酸钾氧化乙烯脱除法 主要是利用高锰酸钾的强氧化性破坏乙烯。通常把比表面积大的物质如硅藻土、蛭石、矾土、硅胶、活性炭等与4%6%的KMnO4溶液混合装入能透过乙烯的袋中，制成乙烯脱除包放入包装袋内。第74页/共82页 触媒型乙烯脱除法 利用特定的有选择性的金属、金属氧化物、有机酸等催化乙烯氧化分解，主要有氯铂氢酸、次氯酸盐、Fe2O3等。据报道这种类型药剂用量少，作用时间持久，尤其在低乙烯环境中有良好的效果。第75页/共82页高温催化脱除乙烯法 将温度升高到250左右时，在催化剂的作用下将乙烯分解成水和CO2

22、，通过闭路循环系统将脱除乙烯后的气体送入贮藏库中，反复循环，完成脱除乙烯的过程。这种方法脱除乙烯效果比较好，对果蔬释放的多种有害物质和芳香物质脱除，适合现代化的CA装置采用。但成本比较高，对制冷功率要求较高。第76页/共82页二氧化钛脱除乙烯 二氧化钛在340350nm的紫外光的激发下活化，催化乙烯和挥发物质氧化成水和CO2。同时紫外光产生的氢自由基有强烈的杀菌作用，能杀死空气中98%的病原菌。由紫外光源和二氧化钛催化剂组成的Bio-KES348系统耗能少，脱除乙烯效率高，该系统能够处理810吨果蔬和花卉产生的乙烯。而且处理容易控制，是很有市场前景的脱除乙烯的一种方法。第77页/共82页 臭氧

23、处理 臭氧有极强的氧化性，能与乙烯反应除去乙烯，而且臭氧处理还有杀菌作用，抑制空中病原菌的萌发和危害。不过杀死病菌抱子和氧化乙烯的浓度的臭氧同样对人体会造成伤害。第78页/共82页 3.抑制乙烯作用 乙烯通过与特定的受体的结合，活化了乙烯信号转导途径，从而激活了成熟衰老相关酶的表达，导致果蔬的衰老。阻止乙烯与乙烯受体的结合，就能延缓果蔬衰老、保持果蔬品质。目前已经得到应用的乙烯作用抑制剂主要有以下几种：第79页/共82页 银离子(Ag)2，5-冰片二烯(2，5-NBD)重氮环戊二烯(DACP)环丙烯类物质 如 1-MCP(1-甲基环丙烯)CO2 CO2是乙烯作用的竞争抑制剂。4.基因工程控制乙烯的合成与作用第80页/共82页三、成熟衰老期间其他植物激素的变化第81页/共82页感谢观看！第82页/共82页