第3章 食品贮藏保鲜原理.ppt

第第3章章  食品贮藏保鲜原理食品贮藏保鲜原理1  食品贮藏中的生理和生化变化食品贮藏中的生理和生化变化    1.1  呼吸作用呼吸作用    1.2  蒸腾作用蒸腾作用    1.3  成熟与衰老成熟与衰老    1.4  休眠与生长休眠与生长    1.5  僵直与软化僵直与软化2  食品的败坏食品的败坏     2.1  化学败坏化学败坏     2.2  生理败坏生理败坏     2.3  微生物败坏微生物败坏3  食品的败坏的控制食品的败坏的控制 (一一)、有氧呼吸和无氧呼吸、有氧呼吸和无氧呼吸 1. 有氧呼吸有氧呼吸(aerobic respiration)     有氧呼吸是指果蔬的生活细胞在有氧呼吸是指果蔬的生活细胞在O2的参与下，将的参与下，将有机物有机物(呼吸底物呼吸底物)彻底分解成彻底分解成CO2和和水水，同时释，同时释放出能量的过程放出能量的过程        C6H12O6+6O2→ 6CO2+6H2O＋＋2870.2kJ呼吸底物：呼吸底物：糖、脂肪和蛋白质，常用的呼吸底物是糖、脂肪和蛋白质，常用的呼吸底物是G酶酶1.1  呼吸作用呼吸作用(respiration)  2. 无氧呼吸无氧呼吸(anaerobic respiration)    无氧呼吸是果蔬的生活细胞在无氧呼吸是果蔬的生活细胞在缺缺O2条件下，有机条件下，有机(呼吸底呼吸底物物)不能被彻底氧化，生成不能被彻底氧化，生成乙醛乙醛、、酒精酒精、、乳酸乳酸等物质，释等物质，释放出少量能量的过程。

放出少量能量的过程    酒精发酵酒精发酵：： C6H12O6 → 2C2H5OH+2CO2＋＋226kJ    乳酸发酵乳酸发酵：：C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH＋＋197kJ酶酶酶酶    有氧呼吸、无氧呼吸与果蔬贮藏的关系有氧呼吸、无氧呼吸与果蔬贮藏的关系           正常情况下，有氧呼吸是植物细胞进行的正常情况下，有氧呼吸是植物细胞进行的主要代谢类型，环境中主要代谢类型，环境中O2的浓度的浓度决定呼吸类决定呼吸类型，一般高于型，一般高于1%~5%进行有氧呼吸，否则进进行有氧呼吸，否则进行无氧呼吸行无氧呼吸无氧呼吸对贮藏不利的原因无氧呼吸对贮藏不利的原因u一方面因为无氧呼吸所提供的能量比有氧呼吸少，一方面因为无氧呼吸所提供的能量比有氧呼吸少，消耗的呼吸底物多，加速果蔬的衰老过程；消耗的呼吸底物多，加速果蔬的衰老过程；u另一方面，无氧呼吸产生的乙醛、乙醇物质在果另一方面，无氧呼吸产生的乙醛、乙醇物质在果蔬中积累过多会对细胞有毒害作用，导致果蔬风蔬中积累过多会对细胞有毒害作用，导致果蔬风味的劣变，生理病害的发生味的劣变，生理病害的发生果蔬采后在贮藏过程中应果蔬采后在贮藏过程中应防止防止产生无氧呼吸。

产生无氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸的异同有氧呼吸和无氧呼吸的异同讨论：讨论：(二二)、与呼吸有关的几个概念、与呼吸有关的几个概念 1. 呼吸强度呼吸强度 (Respiration rate)：：也称呼吸速率，指一定也称呼吸速率，指一定温度下，一定量的产品进行呼吸时所吸入的氧气或释温度下，一定量的产品进行呼吸时所吸入的氧气或释放放CO2的量，一般单位用的量，一般单位用O2或或CO2mg(mL)／／kg *h (鲜鲜重重)来表示 2. 呼吸商呼吸商 (Respiration Quotient，，RQ)：：也称呼吸系数，也称呼吸系数，它是指产品呼吸过程释放它是指产品呼吸过程释放CO2和吸入和吸入O2的体积比的体积比                                  RQ=VCO2/VO2          RQ与呼吸类型、呼吸底物的类型和贮藏温度有关与呼吸类型、呼吸底物的类型和贮藏温度有关 糖类糖类为呼吸底物时为呼吸底物时RQ=1  C6H12O6 +6O2 →6CO2 +6H2O，，RQ=6/6 =1.0脂肪酸脂肪酸为呼吸底物时为呼吸底物时RQ<1  C6H12O2+8O2 → 6CO2 +6H2O，，RQ=6/8=0.75有机酸有机酸为呼吸底物时为呼吸底物时RQ>1  C4H6O5+3O2→4CO2 +H2O，，RQ=4/3=1.33此外此外RQ还与环境供还与环境供O2，，脂糖转化等有关。

脂糖转化等有关无无O2呼吸呼吸RQ>1，，脂转为糖时脂转为糖时RQ<1，，糖转为脂时糖转为脂时RQ>13. 呼吸热呼吸热(Respiration heat)：：呼吸热是呼吸过程中产生呼吸热是呼吸过程中产生的，除了维持生命活动以外而散发到环境中的那部分的，除了维持生命活动以外而散发到环境中的那部分热量每释放热量每释放1mg CO2相应释放近似相应释放近似10.68J的热量4. 呼吸温度系数：呼吸温度系数：在生理温度范围内，温度升高在生理温度范围内，温度升高10℃时时呼吸速率与原来温度下呼吸速率的比值即为温度系数，呼吸速率与原来温度下呼吸速率的比值即为温度系数，用用Q10来表示它能反映呼吸速率随温度而变化的程度，来表示它能反映呼吸速率随温度而变化的程度，一般果蔬一般果蔬Q10＝＝2~2.5一些蔬菜的呼吸温度系数（一些蔬菜的呼吸温度系数（Q10）与温度范围的关系）与温度范围的关系甜橙在不同温度范围的温度系数（甜橙在不同温度范围的温度系数（Q10））5. 呼吸跃变呼吸跃变 (Respiration climacteric)：：        某些果蔬在成熟过程中，某些果蔬在成熟过程中，呼吸强度突然呼吸强度突然升高升高，达到一个最高峰，之后下降，达到一，达到一个最高峰，之后下降，达到一个最低点，这种现象，称呼吸跃变。

个最低点，这种现象，称呼吸跃变        乙烯产量乙烯产量跃变型果实跃变型果实非跃变型果实非跃变型果实细胞细胞                 细胞增大细胞增大                             完熟完熟         衰老衰老分裂分裂   成熟成熟   生长生长产产气气速速率率果实呼吸曲线的变化模式果实呼吸曲线的变化模式呼吸跃变型果实呼吸跃变型果实(respiration climacteric fruit)也称呼吸高峰型果实此也称呼吸高峰型果实此类果蔬在成熟期出现的呼类果蔬在成熟期出现的呼吸强度上升到最高值，随吸强度上升到最高值，随后就下降后就下降苹果、梨、杏、无花果、苹果、梨、杏、无花果、香蕉、番茄等香蕉、番茄等非呼吸跃变型果实非呼吸跃变型果实(non-respiration climacteric fruit)    采后组织成熟衰老过采后组织成熟衰老过程中的呼吸作用变化平程中的呼吸作用变化平缓，不形成呼吸高峰，缓，不形成呼吸高峰，这类果实称为非呼吸跃这类果实称为非呼吸跃变型果实变型果实 柑桔、葡萄、樱桃菠萝、柑桔、葡萄、樱桃菠萝、荔枝、黄瓜等荔枝、黄瓜等跃变型果实跃变型果实                            非跃变型果实非跃变型果实跃变型与非跃变型果蔬的特性比较跃变型与非跃变型果蔬的特性比较特性项目特性项目跃变型果蔬跃变型果蔬非跃变型果蔬非跃变型果蔬后熟变化后熟变化明显明显不明显不明显体内淀粉含量体内淀粉含量富含淀粉富含淀粉淀粉含量极少淀粉含量极少内源乙烯产生量内源乙烯产生量多多极少极少采收成熟度要求采收成熟度要求一定成熟度时采收一定成熟度时采收成熟时采收成熟时采收u 外部因素外部因素       (1) 温度温度                (2) 气体的分压气体的分压（氧气、二氧化碳、乙烯）（氧气、二氧化碳、乙烯）                 (3) 含水量含水量        (4) 机械损伤机械损伤        (5) 其他：涂膜、包装、避光、辐照和生其他：涂膜、包装、避光、辐照和生长调节剂处理长调节剂处理    u 内部因素内部因素       (1) 种类与品种种类与品种                 (2) 成熟度成熟度(三三)、影响呼吸强度的因素、影响呼吸强度的因素                             p蔬菜：蔬菜：    生殖器官生殖器官(花花)  > 营养器官营养器官(叶叶) > 贮藏器官贮藏器官(块根块块根块茎茎)p水果：水果：    浆果浆果(番茄、葡萄番茄、葡萄) >核果核果(桃、李桃、李) > 仁果仁果(苹果、苹果、梨梨)p同类产品：同类产品：     晚熟品种晚熟品种  > 早熟品种早熟品种             夏季成熟品种夏季成熟品种  > 秋冬成熟品种秋冬成熟品种    南方生长南方生长 > 北方生长北方生长       (1) 种类与品种种类与品种 果实种类对呼吸强度的影响果实种类对呼吸强度的影响鳄梨档案：鳄梨档案： 又称牛油果，原产中美又称牛油果，原产中美洲，全世界热带和亚热带地洲，全世界热带和亚热带地区均有种植，但以美国南部、区均有种植，但以美国南部、危地马拉、墨西哥及古巴栽危地马拉、墨西哥及古巴栽培最多。

中国的广东、福建、培最多中国的广东、福建、台湾、云南及四川等地均有台湾、云南及四川等地均有少量栽培少量栽培 核果大，肉质，通常梨核果大，肉质，通常梨形、卵形或近球形，黄绿色形、卵形或近球形，黄绿色或红棕色果肉柔软似乳酪，或红棕色果肉柔软似乳酪，色黄，风味独特，含多种维色黄，风味独特，含多种维生素、丰富的脂肪和蛋白质，生素、丰富的脂肪和蛋白质，钠、钾、镁、钙等含量也高钠、钾、镁、钙等含量也高 p幼嫩组织呼吸强度高，成熟产品呼吸强幼嫩组织呼吸强度高，成熟产品呼吸强度弱；度弱；跃变型果实与非跃变型果实的区别跃变型果实与非跃变型果实的区别p块茎、鳞茎类蔬菜休眠期呼吸强度降至块茎、鳞茎类蔬菜休眠期呼吸强度降至最低，休眠期后重新上升最低，休眠期后重新上升2) 成熟度成熟度香蕉果实后熟过程中呼吸与温度的关系香蕉果实后熟过程中呼吸与温度的关系(1)  温度温度p一定温度范围内，一定温度范围内，温度低，呼吸强度温度低，呼吸强度亦低，温度高，呼亦低，温度高，呼吸强度也高；吸强度也高；p变温比恒温的呼吸变温比恒温的呼吸强度高p氧浓度高，呼吸强度大；反之，氧浓度低、氧浓度高，呼吸强度大；反之，氧浓度低、呼吸强度也低；呼吸强度也低；p氧浓度过低会造成无氧呼吸；氧浓度过低会造成无氧呼吸；p果蔬贮藏一般不推荐使用低于果蔬贮藏一般不推荐使用低于2 2％的氧浓度；％的氧浓度；p二氧化碳浓度越高，呼吸代谢强度越低；二氧化碳浓度越高，呼吸代谢强度越低；p过高的二氧化碳浓度会伤害果蔬；过高的二氧化碳浓度会伤害果蔬；p乙烯能加速果蔬后熟衰老乙烯能加速果蔬后熟衰老(2)  气体的分压气体的分压p果蔬在水分不足时，呼吸作用减弱；果蔬在水分不足时，呼吸作用减弱；p在一定限度内，呼吸速率随组织的含水量增加而在一定限度内，呼吸速率随组织的含水量增加而提高，在干种子中特别明显；提高，在干种子中特别明显；p在含水量高的植物中，外界空气中的相对湿度对在含水量高的植物中，外界空气中的相对湿度对其呼吸强度的影响也明显，在一定限度内的相对其呼吸强度的影响也明显，在一定限度内的相对湿度愈高，呼吸强度愈小。

湿度愈高，呼吸强度愈小3)  含水量含水量 植物组织受伤害，呼吸作用就会加强植物组织受伤害，呼吸作用就会加强创伤呼吸创伤呼吸(healing respiration) 　　     果蔬的组织在受到机械损伤时呼吸速率显著果蔬的组织在受到机械损伤时呼吸速率显著增高的现象叫愈伤呼吸或称创伤呼吸增高的现象叫愈伤呼吸或称创伤呼吸4)  机械损伤机械损伤 ( (四四) )、呼吸作用对果蔬贮藏的影响、呼吸作用对果蔬贮藏的影响积极作用积极作用( (从果蔬具有的耐贮性和抗病性的角度考虑从果蔬具有的耐贮性和抗病性的角度考虑) )p提供代谢所需要的能量提供代谢所需要的能量p产生代谢中间产物产生代谢中间产物p呼吸的保卫反应呼吸的保卫反应p呼吸作用增强，导致更多有机物质分解消呼吸作用增强，导致更多有机物质分解消耗，改变果蔬品质；耗，改变果蔬品质；p产生呼吸热，导致果蔬品质劣变；产生呼吸热，导致果蔬品质劣变；p随着能量耗尽，衰老加速；随着能量耗尽，衰老加速；p降低风味品质降低风味品质消极作用消极作用( (从呼吸作用消耗有机物质的角度从呼吸作用消耗有机物质的角度) ) 因此，果蔬贮藏过程中，在保证果蔬正常的呼因此，果蔬贮藏过程中，在保证果蔬正常的呼吸代谢的基础上，采取一切可能的措施降低呼吸代谢的基础上，采取一切可能的措施降低呼吸强度，才能延长贮藏寿命。

吸强度，才能延长贮藏寿命蒸腾作用蒸腾作用 指植物水分从体内向大气中散失的指植物水分从体内向大气中散失的过程与一般水分蒸发不同，植物本身过程与一般水分蒸发不同，植物本身对其有很大影响对其有很大影响1.2  蒸腾作用蒸腾作用( (一一) )、失重和失鲜、失重和失鲜 p失重：自然损耗，包括水分和干物质的失重：自然损耗，包括水分和干物质的损失p失鲜：产品质量的损失，表面光泽消失，失鲜：产品质量的损失，表面光泽消失，形态萎蔫，失去外观饱满、新鲜和脆嫩形态萎蔫，失去外观饱满、新鲜和脆嫩的质地，甚至失去商品价值的质地，甚至失去商品价值一些蔬菜在贮藏中的失重率（一些蔬菜在贮藏中的失重率（% %）） 蔬菜种类蔬菜种类贮藏天数贮藏天数1d4d10d油菜油菜1433—菠菜菠菜24.2——莴苣莴苣18.7——黄瓜黄瓜4.210.518.0茄子茄子6.710.5—番茄番茄—6.49.2马铃薯马铃薯4.04.06.0洋葱洋葱1.04.04.0胡萝卜胡萝卜1.09.5—一些水果在贮藏中的失重率（一些水果在贮藏中的失重率（% %））水果种类水果种类温度温度（（℃））相对湿度相对湿度（（%））贮藏时间贮藏时间（周）（周）失重率失重率（（%））香蕉香蕉12.8~15.685~9046.2伏令夏橙伏令夏橙4.4~6.188~925~612.0甜橙（暗柳）甜橙（暗柳）208514.0番石榴番石榴8.3~10.085~902~514.0荔枝荔枝约约3080~85115~20芒果芒果7.2~10.085~902.56.2菠萝菠萝8.3~10.085~904~64.0p导致失重和失鲜；导致失重和失鲜；p破坏果蔬正常的代谢过程；破坏果蔬正常的代谢过程； p降低耐贮性和抗病性；降低耐贮性和抗病性；p部分果蔬采后适度失水可抑制代谢，部分果蔬采后适度失水可抑制代谢，延长贮藏期。

延长贮藏期 (二二) )、失水对代谢和贮藏的影响、失水对代谢和贮藏的影响  甜菜组织脱水同水解酶活性的关系甜菜组织脱水同水解酶活性的关系  试验材料试验材料               活组织中蔗糖酶的活性（蔗糖活组织中蔗糖酶的活性（蔗糖mg/10g组织组织/h））       酵解程度酵解程度                      合成合成    水解水解           合成合成/水解率水解率  新鲜甜菜新鲜甜菜        29.8     2.8              10.64                      4.3 脱水脱水6.5%的甜菜的甜菜       27.0     4.5               6.0                      9.6 脱水脱水15%的甜菜的甜菜         9.4                    6.1               2.4                     10.6萎蔫对甜菜腐烂率的影响萎蔫对甜菜腐烂率的影响萎蔫程度萎蔫程度腐烂率（腐烂率（%））新鲜材料新鲜材料—失水失水7%37.2失水失水13%55.2失水失水17%65.8失水失水28%96.0( (三三) )、蒸腾失水的影响因素、蒸腾失水的影响因素 内部因素内部因素外部因素外部因素p 比表面积比表面积p 空气湿度空气湿度p 表面保护结构表面保护结构p 温度温度p 细胞持水力细胞持水力p 空气流动空气流动p 种类、品种、成熟度种类、品种、成熟度p 气压气压类型类型蒸腾特性蒸腾特性水果水果蔬菜蔬菜A型型随温度的降随温度的降低蒸腾量急低蒸腾量急剧下降剧下降柿子、桔子、西柿子、桔子、西瓜、苹果、梨瓜、苹果、梨马铃薯、甘薯、马铃薯、甘薯、洋葱、南瓜、胡洋葱、南瓜、胡萝卜、甘蓝萝卜、甘蓝B型型随温度的降随温度的降低蒸腾量也低蒸腾量也下降下降无花果、葡萄、无花果、葡萄、甜瓜、板栗、桃、甜瓜、板栗、桃、枇杷枇杷萝卜、花椰菜、萝卜、花椰菜、番茄、豌豆番茄、豌豆C型型与温度关系与温度关系不大，蒸腾不大，蒸腾强烈强烈草莓、樱桃草莓、樱桃芹菜、芦笋、茄芹菜、芦笋、茄子、黄瓜、菠菜、子、黄瓜、菠菜、蘑菇蘑菇不同种类的果蔬随温度变化的蒸腾特性不同种类的果蔬随温度变化的蒸腾特性  1    湿度的管理：直接增加库内空气湿度或增加湿度的管理：直接增加库内空气湿度或增加                    产品外部小环境的湿度；产品外部小环境的湿度；  2   温度的管理：采用低温贮藏；温度的管理：采用低温贮藏；  3   蒸发抑制剂的涂被：蜡、塑料乳剂蒸发抑制剂的涂被：蜡、塑料乳剂( (四四) )、控制果蔬蒸腾失水的措施、控制果蔬蒸腾失水的措施 1.3  成熟与衰老成熟与衰老果实发育过程可分为三个主要阶段，果实发育过程可分为三个主要阶段，即即生长生长、、成熟成熟和和衰老衰老。

( (一一) )、果蔬成熟与衰老的相关概念、果蔬成熟与衰老的相关概念        果实生长的最后阶段，在此阶段，果实果实生长的最后阶段，在此阶段，果实完成了细胞、组织、器官分化发育的最后阶完成了细胞、组织、器官分化发育的最后阶段，充分长成时，也称为段，充分长成时，也称为“绿熟绿熟”或或“初熟初熟”生理成熟生理成熟(maturation)      果实停止生长后还要进行一系列生物化果实停止生长后还要进行一系列生物化学变化逐渐形成本产品固有的色、香、味学变化逐渐形成本产品固有的色、香、味和质地特征，然后达到最佳的食用阶段和质地特征，然后达到最佳的食用阶段完熟完熟(ripening)通常将果实达到生理成熟到完熟过程都叫成熟通常将果实达到生理成熟到完熟过程都叫成熟       是个体发育的最后阶段，果肉组织开始分是个体发育的最后阶段，果肉组织开始分解，其生理上发生一系列解，其生理上发生一系列不可逆的变化不可逆的变化，最，最后导致细胞崩溃及整个器官死亡的过程后导致细胞崩溃及整个器官死亡的过程衰老衰老(senescence)( (二二) )、果蔬采后的生理生化变化、果蔬采后的生理生化变化（（1）叶柄和果柄的脱落）叶柄和果柄的脱落（（2）颜色的变化）颜色的变化（（3）组织变软、发糠）组织变软、发糠 （（4）种子及休眠芽的长大）种子及休眠芽的长大 （（5）风味变化）风味变化 （（6）萎蔫）萎蔫 （（7）果实软化）果实软化 （（8）细胞膜变化）细胞膜变化 （（9）病菌感染）病菌感染。