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03 第二章 果蔬的采后生理.ppt

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本课件系统讲解果蔬采后生理,从呼吸作用的类型、呼吸强度与呼吸商讲到跃变型与非跃变型果实的差异,进而展开植物激素尤其是乙烯的作用机制、钙的调控、水分蒸腾与采后生长休眠等内容。

第二章果蔬的采后生理章封面,标示本章呼吸作用、植物激素与水分蒸腾等核心内容
采后生理概念讲解页,给出生长、成熟、后熟与衰老四个生命周期阶段的定义
呼吸作用概念讲解页,说明生物氧化还原过程及有氧呼吸与无氧呼吸两种类型
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第1页:第二章 果蔬的采后生理

第二章 果蔬的采后生理 Postharvest Physiology

  • 第一节 呼吸作用
  • 第二节 植物激素
  • 第三节 钙在成熟衰老过程中的作用
  • 第四节 水分蒸腾
  • 第五节 采后的生长、休眠

第2页:采后生理的概念与生命周期

采后生理是植物学的一个分支,主要研究农作物采收以后体内生理代谢变化及其调控,是一门理论学科。

生长(growth)
果蔬产品细胞分裂和膨大的过程
成熟(maturation)
果蔬产品生长发育的最后阶段,达到可采收的程度
后熟(ripening)
某些果实达到最佳食用品质的过程
衰老(senescence)
成熟或后熟后,果蔬组织崩溃、细胞死亡的过程

第3页:呼吸作用的一般理论

呼吸作用是植物的生活组织在许多复杂的酶系统参与下,经许多中间反应环节进行的生物氧化还原过程,把复杂的有机物逐步分解为较简单的物质,同时释放能量。

有氧呼吸(Aerobic respiration)
在有氧条件下进行的呼吸
无氧呼吸(Anaerobic respiration)
在缺氧条件下进行的呼吸

第4页:呼吸作用的生理意义

呼吸作用的生理意义包括:

  • 提供能量
  • 提供原料
  • 提供还原力
  • 与植物的抗病性有关

第5页:呼吸强度、呼吸热与温度系数

呼吸强度(Respiratory Intensity)
单位重量的植物组织或器官在单位时间内释放的CO2或吸收O2的量
呼吸消耗和呼吸热(Respiratory consumption, vital heat)
呼吸作用造成的有机物消耗及伴随释放的热量
呼吸的温度系数(Temperature coefficient, Q10)
温度升高10℃时呼吸强度相应增加的倍数

第6页:呼吸商RQ与呼吸底物

呼吸商(Respiratory Quotient,简称RQ)是呼吸过程中释放的CO2与吸入O2的容积比(CO2/O2)。

呼吸底物与呼吸商RQ的关系
呼吸底物呼吸商RQ
糖R·Q=1
有机酸R·Q>1
脂肪R·Q<1

第7页:呼吸漂移与跃变型果实

呼吸漂移(Respiratory Drift)指果蔬产品在某一生命阶段中呼吸强度起伏变化的总趋势。

跃变型与非跃变型呼吸比较
呼吸类型呼吸变化特点代表果实
跃变型呼吸(Climacteric)幼嫩时呼吸强度较高,随果实体积增大逐渐减弱,进入后熟期又显著上升,充分后熟时达最大,进入衰老期后逐渐下降苹果、梨、桃、杏、李、番茄、西瓜、甜瓜、香蕉、芒果、石榴、番木瓜、鳄梨
非跃变型呼吸(Nonclimacteric)幼嫩时呼吸强度较高,随成熟和衰老的进行呼吸强度逐渐降低,并维持一定水平柑桔类、葡萄、樱桃、黄瓜、菠萝

第8页:呼吸跃变机理

呼吸跃变机理主要有以下学说:

  • 蛋白质、RNA合成学说
  • 透性改变学说
  • 酵解酶活化、电子传递支路参与学说

第9页:影响呼吸强度的内部因素

内部因素对呼吸强度的影响:

  • 种类:叶菜类>果菜类>根菜类
  • 品种:早熟>晚熟
  • 果实部位:果皮>果肉,果柄>果顶,生殖器官>营养器官
  • 发育年龄和成熟度:幼龄时期呼吸强度最大,随年龄增长呼吸强度逐渐降低

第10页:温度、湿度与气体成分对呼吸的影响

外部因素对呼吸强度的影响:

主要环境因子对呼吸强度的影响
环境因子变化范围对呼吸强度的影响
温度(T)-0.5~32℃温度系数Q10随温度升高而增加;冷寒敏感产品(番茄、辣椒、茄子)低于冷害临界温度时呼吸强度增高
相对湿度(RH)—低RH抑制呼吸
O2(正常21%)1~16%随O2浓度增加呼吸强度增加;16~21%的变化对呼吸强度影响不大;<1%时果实会出现无氧呼吸
CO2(正常0.03%)0~10%随CO2浓度增加呼吸作用降低,一般>5%即有抑制效果;浓度过高也会产生无氧呼吸
乙烯>0.1ppm明显促进呼吸作用

第11页:机械伤害、病虫害与化学药物的影响

机械伤害——伤呼吸
由于伤害引起的呼吸强度增加
病虫伤害
原因有两方面:①病原物或昆虫本身的呼吸作用;②果蔬对病原物或昆虫的防御反应而加强的呼吸
化学药物
氰化物、氟化物抑制呼吸
生长调节剂
促进作用:乙烯、脱落酸等;抑制作用:赤霉素、丙二酸等

第12页:第二节 植物激素

植物激素(Phytohormone)是指在植物体内合成,并从产生部位输送到其它部位,对生长发育产生显著作用的一类微量有机物质。

  • 乙烯(Ethylene)
  • 其它植物激素

第13页:乙烯在成熟衰老中的作用

乙烯能使原生质膜透性增强,从而使水解酶外渗,同时使呼吸作用增强,导致果肉有机物质强烈转化,使果实达到可食程度。

内源乙烯(Endogenous ethylene)
产品自身产生的乙烯
外源乙烯(Exogenous ethylene)
人工使用的或其它产品所释放的乙烯

第14页:乙烯的作用机制

乙烯的作用机制:

  • 乙烯可以增加细胞膜的透性
  • 乙烯可以促进成熟过程中某些特定蛋白质的产生
  • 乙烯可以活化细胞代谢中的某些酶,如过氧化物酶、多酚氧化酶

第15页:乙烯的生物合成途径

乙烯的生物合成途径:本页以流程图形式展示蛋氨酸(甲硫氨酸)经S-腺苷甲硫氨酸(SAM)、1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)最终转化为乙烯的生化路线,源文件未提取到图示中的流程文字,具体步骤建议对照原课件图片补充。

第16页:影响乙烯生成和作用的因素

温度
温度过高、过低都会影响乙烯生成
伤害
可促进ACC的生成与SAM的转化
气体成分 O2
a.ACC形成乙烯;b.CH3-S-Ade的重复使用,即蛋氨酸循环
气体成分 CO2
不影响乙烯形成,只影响乙烯的作用;因结构相似,对酶活性中心产生竞争性抑制
抑制乙烯生成的化学成分
AOA(氨基氧乙酸)、AHA(氨基乙炔酸)、AVG(乙烯基甘氨酸)、多胺、CO2等
抑制乙烯作用的物质
KMnO4、O3氧化乙烯;溴化活性碳、环氧乙烷吸收乙烯

第17页:其它植物激素

除乙烯外,与果蔬成熟衰老有关的植物激素还有:

  • 生长素(IAA)
  • 赤霉素(GA)
  • 细胞分裂素(CTK)
  • 脱落酸(ABA)

第18页:钙的分布与生理作用

钙在成熟衰老过程中的作用:

分布与存在形式
细胞壁、细胞膜上含量较高,以离子形式、盐的形式和有机物结合形式存在
生理作用
保持细胞的完整性,维持细胞合成蛋白质的能力,降低产品的呼吸强度;间接影响乙烯的产生(Ca可使吲哚乙酸输送受阻,IAA又影响乙烯的产生);降低生理病害的发生率,推迟果实呼吸跃变和衰老;增加产品对病原物侵染的抵抗力;保持果实的硬度

第19页:增加产品钙水平的方法

增加产品体内钙水平的方法:

补钙处理的主要方法与操作要点
方法操作要点
采前喷钙Ca(NO3)2、CaCl2、Ca3(PO4)2溶液
果实浸钙2~8% CaCl2溶液浸泡30~60s,采收后应尽快进行(刚采收的表皮有较好的吸收活性)
贮藏条件浸钙后的产品最好置于85~90%高湿条件下,有利于Ca向产品体内转移
渗透方式有条件时最好采用真空或压力渗透
表面活性剂配合吐温20、40、60、80(常用吐温80)使钙液均匀分布

第20页:水分在果蔬体内的作用

水分(Moisture)在果蔬体内的作用:

  • 使产品呈现坚挺、脆嫩的状态
  • 使产品具有光泽
  • 使产品具有一定的硬度和紧实度
  • 参与代谢过程,是细胞中许多反应发生的媒介
  • 热容量大,防止体温剧烈变化

第21页:水分蒸腾的途径

幼嫩组织
通过角质层蒸腾,并通过自然孔口(气孔、皮孔、表面裂纹)蒸腾
老熟产品
主要通过自然孔口蒸腾;一般果蔬表面均有大量自然孔,但葡萄、辣椒、番茄、茄子表面无自然孔,果柄处则分布有大量孔

第22页:水分蒸腾对产品的影响

水分蒸腾对产品的影响主要有:

  • 失重(weight loss)
  • 失鲜(quality breakdown)
  • 破坏产品正常代谢
  • 降低产品的抗病性

第23页:影响水分蒸腾的因素

内部因素
表面积比、表皮组织结构特性、细胞的持水力、成熟度
外部因素
相对湿度、温度、气流速度、光照

第24页:采后的生长现象

采后的生长是指不休眠特性的蔬菜采收以后,其分生组织利用体内的营养继续分裂、膨大、分化的过程,其实质是产品的食用部分向非食用部分转移。

  • 采后的生长现象
  • 引起采后生长的原因

第25页:采后休眠的时期与原因

采后休眠(Dormancy)的时期及特点:

  • 休眠前期
  • 生理休眠(真休眠或深休眠)
  • 强制休眠期
  • 发芽期

休眠的原因:缺乏促进生长的物质(GA、CTK能够解除休眠);积累抑制生长的物质(ABA)。

第26页:影响休眠的因素

内部因素
种类、品种
温度
主要影响强制休眠期,温度低抑制发芽
湿度
低湿度抑制发芽
气体成分
低O2、适当CO2抑制发芽,主要用于洋葱、大蒜
化学药物
MH(青鲜素)、NAA甲酯、CIPC(氯苯胺灵)
辐照
可破坏芽的生长点,抑制发芽
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