采后生物的学与技术复习资料.docx

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采后生物的学与技术复习资料

绪论GeneralIntroduction

一、关于水果和蔬菜的基本概念

（一）果品（Fruit）：

水果和干果的总称。

1．水果：

可食用的含水量较多，具有一定甜味和特殊香味的植物果实的总称。

   果实：

从植物学角度来说，可分为①真果（由子房发育而来的）：

桃、杏、柑桔；②假果：

果实的一部分是由子房发育而来的，其余部分是由花托、花萼及整个花序发育而来的：

苹果、梨、菠萝。

2．干果（Nets）：

外壳坚硬的植物果实 核桃。

   果干（DehydratedFruit）：

脱水的果实

（二）蔬菜：

可食用的，含水量较多的，常用作烹饪的植物的器官，通常人们将食用菌也归入蔬菜。

二、水果和蔬菜的结构特征

（一）果实

1．真果、果皮、种子

外：

表皮细胞构成；

中：

大量薄壁细胞构成，含有糖、水、大量营养物质；

内：

由大量石细胞（细胞内含有大量木质）组成堆积硬壳。

2．假果：

可食部分；

   果皮：

也可分为三部分，外、中、内果皮

   种子

3．叶片

（1）叶柄

（2）叶片

   ①叶肉组织

   ②叶脉组织，用于输送营养。

（二）茎：

1．根状茎：

如姜，菊芋，莲藕，生于土壤中

2．块状茎：

马铃薯   

3．鳞茎：

洋葱，大蒜

（三）根：

1．内质直根 如：

胡萝卜

2．块根：

甘薯 山药

由周皮、皮层，髓三部分组成，其上长有大量须根

（四）花：

花叶菜：

花头（花球），无数变态的小花组成

蒜苔：

三、水果、蔬菜的分类

（一）水果：

1．果：

（1）落叶果树产品；

    a．仁果类：

苹果，梨，山楂。

    b．核果类：

桃，杏，樱桃。

 c．柿枣类：

柿，枣。

   d．坚果类：

核桃，阿月浑子。

   e．浆果

   蔓生：

葡萄，猕猴桃

   灌木生：

石榴

   草生：

草莓   ．

（2）常绿果树产品：

   柑桔类：

橙、柑、柚、柠檬；

   荔枝类：

荔枝、龙眼；    坚果类：

椰子；

   核果类：

芒果、橄榄；    浆果类：

枇杷、番木瓜；

（3）草生果实类：

香蕉、菠萝。

（4）瓜

   ①甜瓜：

薄皮甜瓜，番瓜；

   厚皮甜瓜：

白兰瓜，皮不能食用

   ②西瓜

（二）蔬菜：

  1．茄果类：

蕃茄、茄子、辣椒

  2．瓜类：

黄瓜、蕃瓜、南瓜

  3、豆类：

菜豆

  4．绿叶蔬菜：

芹菜、菠菜、油菜、香菜

  5．结球蔬菜：

大白菜、甘蓝、花叶菜

  6．地下根茎：

萝卜、胡萝卜、马铃薯、洋葱

  7．葱蒜类：

葱、蒜、韭菜

四、贮运学：

PostharvestBiotechnology 研究果蔬在采收以后如何延长其采后寿命的一门应用科学。

（一）内容

（二）涉及课程

（三）课程意义：

（1）可以产生较好的经济效益

（2）可以方便加工

  （3）为人民提供新鲜水果

（四）方法

 第一章 构成果蔬品质的化学成分

第一节色泽（Colour）

   色素（pigments）有四大类：

一、叶绿素

（一）特性、存在、分布：

   为脂溶性色素chloa（兰绿）、 chlob（黄绿）

   Chia：

b=3：

1；叶绿素和叶绿体蛋白结合共同存在细胞中叶绿体内,对果蔬、叶绿体主要分布在表皮中，对蔬菜、主要存在于绿叶蔬菜。

（二）叶绿素的结构；  

（三）叶绿素在成熟和衰老过程中的变化：

幼嫩时，产品体内叶绿素含量低，随着生长，叶绿素含量逐渐增高，当产品接近成熟时，叶绿素含量逐渐降低，在衰老过程中，叶绿素含量持续降低。

叶绿体分解受遗传基因控制。

   叶绿素结合体（绿色） Gene叶Pr+chlo E叶绿醇+脱叶醇基叶绿素（结构不稳定）（无色）

二、类胡萝卜素（Carrotenoids）   

①种类多，有360多种，颜色、脂溶变化分布

②为脂溶性色素，主要存在于细胞中的有色体，呈暖色调。

③类胡萝卜素性质稳定，在成熟和衰老过程中含量基本不变，在生长过程中含量增加。

（一）胡萝卜素（Carotin）有α、β、γ三种形式，构成胡萝卜素的单元为萜类，即异戊二烯结构，α胡萝卜素存在于柑桔、杏、柿子等水果中，胡萝卜、南瓜等蔬菜中。

（二）蕃茄红素（1ycopene）为胡萝卜素的同分异构体，分布主要存在于西瓜、红蕃茄。

（三）叶黄素（Phylloxancin）是α胡萝卜素的含量衍生物，黄色，存在于苹果，绿色蔬菜中。

三、花青素（Anthoyanion）

（一）存在及分布：

属于水溶性色素，主要存在于细胞中的液泡中，红、蓝、紫色，有些产品花青素存在于果皮（苹果、桃、杏、葡萄、红皮萝卜、茄子）

（二）种类及结构：

目前，其有20多种。

（三）花青素：

吡喃环氧原子为+4价，具有碱性，酚结构具有酸性，随介质pH变化而发生颜色变化，在酸性条件呈红色，在碱性条件下呈兰色，在中性或微碱性条件下呈紫色。

（四）花青素在成熟和衰老过程中变化。

随着成熟的进行花青素含量逐渐升高，在衰老过程中，花青素含量略有减少。

四、类黄酮（Flavoroids）

（一）种类及结构：

种类：

430种，为浅黄色至无色，主要与糖结合，以糖苷的形成存在于细胞的液泡中，属于水溶性色素，其结构：

（二）分布：

马铃薯、甘兰、白菜、白色葡萄；类黄酮可用作药物。

   在成熟和衰老过程中的变化：

   随着成熟、类黄酮的含量逐渐升高，在衰老过程中，类黄酮变化不大。

第二节 芳香物质（Aroma）

   主要是挥发性物质（Volatilecompounds）

—、FreshFruit

（一）种类：

超过200多种，种类复杂，醇、酯、醛、酮、酸、烃类、萜等物质．

   苹果香气成分：

乙酸异戊酯

   梨的香气为：

甲酸异戊酯

   香蕉香气成分：

乙酸戊酯

   杏的香气为：

丁酸戊酯

   桃香气成分：

甲、乙、戊酸的葵醇酯

   柑桔的香气为：

柠檬酸、橙兰醇

   香气成分用GC，气相色谱分析法，精确度可达ppb

（二）含量水平：

一般均小于500ppm，香蕉为300ppm左右，苹果为10ppm，水果芳香成份含量大于蔬菜的

    香气的释放过程：

    首先应有香味前体（糖、蛋白质）经过一系列酶的催化产生香气，其中CH3—C-O-S-COA起重要作用，另外外界温度也有影响，最适温度16～25℃，过高过低都会有影响。

（四）香气在成熟和衰老过程中变化：

随着产品成熟，产品体内香味前体含量逐渐升高，释放香气能力越大；在衰老过程中，香味前体逐渐减少，释放能力越来越弱。

二、Vegetables

（一）种类：

以氨基酸或糖甙的形式存在

    葱、蒜类芳香成分，硫代丙烯类化合物；具有青草香味的为叶醇；芹、香菜为水芹烯；黄瓜主要香味成分：

五二烯-26-醛；萝卜、白菜为芥了油（异硫氰酯）R-N=C=S；姜气味主要有姜烯、姜萜。

（二）含量；相差悬殊

     芹菜、芜荽 高达1000ppm以上，蕃茄2-5ppm，葱、蒜、韭菜为300-600ppm

（三）香气释放过程；香气都是细胞内的各种代谢产物，有的香气物质是由植物体内经过生物合成而产生的（如酯类的合成）；有的香气物质是由香味前体在风味酶作用下释放出来的挥发性物质（大蒜素硫代丙烯类化合物）

   CH3-CH2-CH2-S-CH2-CH-COOH———

   臭味物质：

NH3， H2S

（四）在成熟和衰老过程中的变化：

随着产品成熟，产品体内香味物质浓度逐渐升高，在衰老过程中，蔬菜中香味物质略有降低。

第三节味觉（Taste）

一、酸（Sour）：

是由有机酸来决定

（一）种类 30多种，最常见的有草酸（oxalicacid），苹果酸（Malicacid），柠檬酸（citricacid）

草酸主要存在于蔬菜；苹果酸存在于核果类、仁果类；柠檬酸存在于柑桔类。

草酸可以腐蚀胃粘膜。

（二）含量：

   在水果、蔬菜中含量差异较大，一般前者高于后者，水果中有机酸含量0.5-1％，蔬菜中0.1—0.2％。

（三）酸度：

舌头所能感受到的酸的程度。

汁液中pH高，则不酸；pH低，则酸，水果一般为pH3-4，蔬菜为pH5-6.4

   影响酸度的因素：

   1）酸的种类：

苹果酸酸度>柠檬酸>草酸

   2）有机酸存在的状态：

游离态酸度>结合态

   3）含糖量及单宁物质：

两种物质对酸度有屏敝作用。

因此，以糖酸比评价食品味觉。

   4）细胞体内缓冲物质含量：

氨基酸、蛋白质含量高，则缓冲能力增强，酸度表现不明显，例蕃茄加热，酸度增加。

   5）含酸量的高低  

（四）含酸量在成熟和衰老过程中，产品达到成熟时，体内含酸量最高，在衰老过程中，含酸量逐渐降低。

主要参加呼吸作用。

二、甜（Sweet）主要由sugar来决定，主要指单糖和双糖

（一）种类：

40多种，常见有：

   果糖存在于仁果内、西瓜中，核果类及甜瓜中含蔗糖，葡萄糖以主要形式单独存在于葡萄，草莓中

（二）含量：

含糖量最高为柿子，18％，苹果含糖量15％，桃10％，西瓜8-7％，甜瓜14％，蕃茄2-3％，马铃薯1％。

（三）甜度：

      甜味阈值：

把人能尝到糖溶液甜味的最低浓度称之。

   1．糖的种类：

果糖（173）>蔗糖（100）>葡萄糖（74）

   2．有机酸和单宁物质的含量：

柿子中单宁物质含量高，屏蔽糖的甜度

   3．含糖量高低。

（四）成熟、衰老过程中变化，产品达到成熟时含糖量最高，随着衰老含糖量减少，呼吸消耗。

三、苦味（Bitterness）由苦味化合物质决定

   1．生物碱：

上万种

   2．糖甙：

种类多

（一）苦杏仁苷（Amarogentin）：

核果类的种子，未成熟核果的果肉内含量（以苦杏仁最高）0-4％，HEN有阻碍呼吸链传递，苯甲醛有特殊香味

（二）茄碱苷（Salanin）：

存在于发芽的马铃薯芽眼附近，未成熟的茄科植物（蕃茄）

    C45H73015N+H20+3H20 E C27H430N+C6H1206+C6H206+C6H1206

    瓜中的苦味主要是葫芦素（其种类较多）

    桔子的苦味主要是桔皮苷

四、辣（Chili）味化合物

    辣椒素（Capasusin）

    黑芥子苷分解芥子油异硫氢脂+G+KHS04

五、涩（Astrigency）

    由酚类（Phenolics）引起，单宁（Tannin）．单宁是几种多酚类化合的总称

（一）分布：

    柿子、苹果等未成熟的果实中，蔬菜中单宁含量高的为马铃薯，但含量很低，仅为柿子含量的1％。

（二）褐变：

   1．单宁氧化

   2．单宁和金属

   3．单宁和碱

（三）涩味在成熟和衰老过程中的变化：

    幼嫩时，体内涩味物质含量较高，随着成熟、衰老、涩味物质逐渐降低。

第四节质地（Texture）

一、水分（Moisture）

（一）含量：

80-90％。

最低山楂为64％，马铃薯73％，较高的有黄瓜、西瓜可达95％左右。

（二）水分含量变化：

产品成熟时体内含水量最高，随着产品衰老，含水量降低，受环境温度限制。

二、淀粉（Starch）

   主要存在于薯类、豆类，前者为14-25％,香蕉和苹果未成熟时体内含有淀粉，成熟后<1％。

（一）含量及结构 比重大（1.4-1.5），不溶于冷水，能糊化（55-68℃）和糖化

（二）变化：

   1．薯类：

Starch磷酸化酶（低温）G     （高温） 磷酸酯酶

   2．香蕉、苹果、洋梨（巴梨）：

starch 淀粉酶 G（随成熟过程而生成） 不可逆

   3．豆类及甜玉米中G淀粉合成酶  starch淀粉含量高，有粉质感，不可逆

三、纤维素（cellulose）

   主要存在于蔬菜体内，对水果，存在于果皮，通常果酸，角质、木质聚合构成细胞壁主要成分。

纤维素含量高，质地粗、坚硬。

四、果胶物质（Pectinsubstance）

（一）水果中含量高的有山楂，6.5％；蔬菜中主要有南瓜、胡萝卜7—17％。

（二）变化；五种形式存在

   1．原果胶（Protopectin）：

果胶与纤维素缩合而成的长链高分子化合物。

不溶于水，含量高，坚硬，粗糙，原果胶 E 果胶+纤维素

   2．果胶（Pectin）：

果胶酸分子羧基部分与甲醇酯化形成一种白色无味的胶体状物质，溶于水。

果胶含量高，脆嫩，果胶 E 果胶酸+CH30H

   3．果胶酸（Pectinacid）多聚半乳糖醛酸，不溶于水，随着衰老

果胶酸PG半乳糖醛酸 果胶酸含量高，沙粒质由个别细胞构成。

第五节 营养（Nutrition）

一、维生素（vitamin）脂溶性（E，A，D，K）和水溶性（C，B）   

（一） Vc：

主要有枣、柑桔、弥猴桃（水果）

      蔬菜中：

辣椒，花椰菜、马铃薯

（二）VA源：

β-胡萝卜素   脂存在时产生VA

二、Minerals矿物质：

大量或常量元素和微量元素（0．01％）

K，Ca，P，Fe主要四种K含量最高，占灰分含量一半以上。

  第二章果蔬的采后生理（PostharvestPhysiology）

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

   研究对象：

水果，蔬菜，花卉

   2．果蔬生命周期

（1）生长（growth）：

果蔬产品细胞分裂和膨大的过程。

（2）成熟（maturation）：

果蔬产品生长发育的最后阶段，达到可采收的程度。

   （3）后熟（ripening）：

某些果实达到最佳食用品质的过程。

   （4）衰老（senescence）：

成熟或后熟后，果蔬组织崩溃，细胞死亡的过程。

第一节 呼吸作用（Respiration）

   耐贮性：

果蔬在一定时期内保持原有品质和质量的特性。

   抗病性：

果蔬抵抗病原物侵染的特性。

一、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，同时释放能量的过程。

（一）呼吸类型：

   1．有氧呼吸（Aerobicrespiration）：

生物活细胞在02的参与下，使有机物彻底分解为C02和H20，同时释放能量的过程。

   C6H1206+602 ——   6C02+H20+673kcal

   有氧呼吸是高等植物呼吸的主要形式，事实上，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。

   2．无氧呼吸（Anaerobicrespiration）：

指在无02条件下，生物活细胞的呼吸底物降解为不彻底的氧化产物，量释放出少量能量的过程。

   C6H1206——2C2H5OH+2C02+24kcal

   无氧呼吸的不利因素：

（1）消耗过高的基质；

（2）积累了乙醇、乙醛，对细胞会产生毒害作用。

   当环境中C02浓度过高时，就很容易产生无氧呼吸，因此，在贮藏实践中，应经常进行换气操作，保持一定的02浓度。

   此外，甜菜块茎、马铃薯块茎，玉米种胚在无氧呼吸时产生乳酸。

   C6H1206 ——2CH3CHOHCOOH+18kcal

（二）呼吸作用的生理意义

   1．提供能量：

呼吸产生的能量一部分变为热能散失掉，另一部分暂存于ATP中，随时用于植物的生命活动。

   2．提供原料：

呼吸代谢所产生的一系列中间产物是其它化合物（蛋白质、核酸、脂类、色素，各种生理活性物质）合成的原料。

   3．提供还原力：

在呼吸过程中，伴随着物质的降解，不断地进行脱氢反应，生成FADH2，NADH+，H+等，这是细胞内生物合成的还原力。

   4．与植物的抗病性有关：

分解毒素，促进伤口愈合。

（三）呼吸强度（RespiratoryIntensity）：

单位重量的植物组织或器官在单位时间内释放的C02或吸收02的量。

   单位：

C02ml（mg）／kg．hr

   呼吸强度的测定通常用静置法和气相色谱法。

（四）呼吸消耗和呼吸热（Respiratoryconsumption，vitalheat）

   呼吸消耗：

在呼吸过程中消耗的呼吸基质的量，大部分果蔬的呼吸基质是糖。

呼吸基质的消耗是果蔬在贮藏中发生失重（自然损耗）和变味的重要原因之一。

   呼吸热：

在呼吸过程中，不能结合在高能磷酸键中，而以热的形式释放的能量。

   产品在贮藏过程中热的来源：

一是呼吸热（vitalheat），二是田间热（fieldheat）

（五）呼吸的温度系数（Temperaturecoefficient）（Q10）

   指在一定的环境温度范围内（-0.5～32℃），温度每上升10℃，果实呼吸强度增加的倍数（2～4倍）。

   某些果实（Q10）：

香蕉  5～15℃ 2.4倍。

                 苹果  5～15℃ 2.5倍。

                 番茄  10～15℃ 2.3倍。

                 番木瓜4.5～15℃ 3.0倍

（六）呼吸商（RespiratoryQuotient）简称RQ

   呼吸过程中释放的C02与吸入的02的容积比（C02／02）

R、Q在一定程度上能反映呼吸的性质和呼吸底物的种类。

   R·Q=1 呼吸底物为糖 C6H1206+602      6C02+H20+673kcal

   R·Q>1 呼吸底物为有机酸 C4H605+302      4C02+3H20

   R·Q<1 呼吸底物为脂肪 C18H2602+2602     18C02+18H20

二、果蔬在成熟衰老过程中的呼吸变化特点

（一）呼吸漂移（RespiratoryDrift）

   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。

   1．跃变型呼吸（ClimactericRespiration）

   指果实在幼嫩时呼吸强度较高，随着果实体积的增大，呼吸强度逐渐减弱，当果实进入后熟期，呼吸强度又显著上升，到充分后熟后达到最大，以后又随着进入衰老期而逐渐下降，具有这种呼吸变化的果实称为跃变型果实。

包括苹果、梨、桃、杏、李、番茄、西瓜、甜瓜、香蕉、芒果、石榴、番木瓜、鳄梨等。

   2．非跃变型呼吸（NonclimactericRespiration）

   指果实在幼嫩时呼吸强度较高，随着成熟和衰老的进行，呼吸强度逐渐降低，并维持一定的水平。

具有这种呼吸变化的果实称为非跃变型果实。

主要包括：

柑桔类、葡萄、樱桃、黄瓜、菠萝等。

（二）呼吸跃变机理

   1．蛋白质，RNA合成学说。

   2．透性改变学说

   3．酵解酶活化，电子传递支路参与学说。

三、影响呼吸强度的因素

（一）内部因素

   1．种类

   叶菜类>果菜类>根菜类

   2．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

   在各种器官中一般花的呼吸强度最强，叶次之，果类又次之，长成的直根、块根、块茎相对的最少，因为不同器官又不同的新陈代谢方式和强度。

   4．发育年龄和成熟度：

幼龄时期呼吸强度最大，随着年龄的增长，呼吸强度逐渐降低，块茎、磷茎类蔬菜，休眠结束，呼吸重又升高。

成熟度越低，呼吸强度越低。

（二）外部因素

   1．温度（T）

   -0.5～32℃范围内，呼吸强度系数Q10随温度的升高而增加，但对于冷寒敏感的产品，如番茄、辣椒、茄子，低温条件下（低于冷害临界温度）呼吸强度增高。

   呼吸强度低：

呼吸消耗小：

呼吸热少。

   2．相对湿度（RH）RelativeHumidity

   一般，低RH抑制呼吸，叶菜类，大多数高RH抑制呼吸。

RH比T影响小。

   3．气体成分

（1）02（21％）

   1-16％ 随02浓度增加，呼吸强度增加。

   16-21％浓度的变化，对呼吸强度无多大影响。

   <1％，果实会出现无氧呼吸。

（2）C02（0.03％）：

0～10％，随C02浓度的增加，呼吸作用降低，一般>5％时，就能起到抑制呼吸的效果，当C02浓度过高时，也会产生无氧呼吸。

   （3）乙烯：

>0.1ppm，明显促进呼吸作用。

   4．机械伤害和病虫伤害

   伤呼吸：

由于伤害引起的呼吸强度的增加。

   病虫伤害：

病原物或昆虫进入果蔬体内所增加的呼吸。

   存在两方面的原因：

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映而加强的呼吸。

   5．化学药物

（1）氰化物，氟化物抑制呼吸。

（2）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。

第二节植物激素（Phytohormone）

   植物激素是指在植物体内合成，并经常人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。

一、乙烯（Ethylene）

（一）乙烯在产品成熟和衰老过程中的作用

     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，导致果内有机物质强烈转化，使果实达到可食程度。

不论跃变型果实还是非跃变型果实，乙烯都有催熟作用。

1．  内源乙烯（Edogenousethylene）：

产品自身产生的乙烯。

幼嫩时释放时较小0．1ul／kgh，成熟时达10u1／kgh

内源乙烯产生与产品成熟和衰老是同步的。

乙烯浓度的增高使跃变型果实呼吸跃变提前。

2．外源乙烯（Exogenousethylene）：

人工使用的或其它产品所释放的乙烯。

      外源乙烯可促进内源乙烯的产生，增加产品呼吸强度和产品内外的气体交换，加速产品成熟和衰老过程。

这些作用成为人工催熟的理论依据。

外源乙烯对不同呼吸漂移类型的果实所产生的影响不同。

      ①对于跃变型果实：

       a、外源乙烯可促进呼吸跃变的提前到来。

在温度较高的条件下，外源乙烯浓度越大，产品呼吸高峰出现越提前。

       b、无论外源乙烯浓度高低，它所刺激的呼吸跃变的高峰值变化不大。

       c、外源乙烯的作用仅发生在产品正常呼吸跃变到来之前。

       ②对于非跃变型果实：

       a．外源乙烯可促进非跃变型果实呼吸强度的增加，在温度较高的条件下，外源乙烯浓大愈大，所促进的呼吸强度增加愈明显。

       b．外源乙烯的作用可以发生在非跃变型果实成熟，衰老各个阶段。

用外源乙烯使非跃变型果实呼吸强度增加，不称为催熟。

如柑桔脱绿。

（二）乙烯的作用机制

       1．乙烯可以增加细胞膜的透性。

       乙烯是溶性物质，在脂中溶解度比在水中大14倍，细胞膜中脂质是乙烯的作用点。

乙烯能改变质膜的内膜透性，但无直接证据。

       2．乙烯可以促进成熟过程中某些特定蛋白质的产生。

       3．乙烯可以活化细胞代谢中的某些酶，过氧化物酶，多酚氧化酶。

（三）乙烯的生物合成途径：

（四）影响乙烯生成和作用的因