果蔬产品采后呼吸作用与贮运保鲜研究

王亚东

（济宁学院附属中学，山东 济宁 272000）

针对“绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡”与“呼吸作用消耗氧气释放二氧化碳”的中学生物课程教学中提出的呼吸作用概念，利用“降低温度或者氧气浓度可用于果蔬的贮藏保鲜”探讨呼吸作用与果蔬贮运保鲜的联系，对降低呼吸作用做深入介绍。

1 呼吸的基本概念

呼吸作用是在许多复杂的酶系参与下，经由许多中间反应环节进行的生物氧化还原过程，将复杂有机物逐步分解为较为简单的物质，同时释放能量的过程。依据O2是否参与呼吸代谢，可分为有氧呼吸和无氧呼吸两类。无氧呼吸作用的增强对果蔬贮藏是不利的，一方面无氧呼吸提供的能量少，仅为有氧呼吸的1/32，且生成了乙醛、乙醇等有害成分。当果蔬产品体积较大时，内层组织气体交换差，部分无氧呼吸也是对环境的适应，即使在外界O2充足时，组织中一定程度的无氧呼吸也是正常的。呼吸强度亦称呼吸速率，是反映呼吸量的指标，用某温度下单位质量的果蔬在单位时间内所吸入O2或释放CO2的量表示。通过呼吸代谢，果蔬产品组织内的贮藏性物质被消耗，产品失重，耐贮性和食用品质下降。

2 呼吸作用的影响因素

2.1 自身因素

不同种类、品种的果蔬产品的呼吸作用差异很大，一般来说，温带生长和冷凉季节成熟的果蔬体内营养成分积累多，呼吸代谢水平低，较耐贮藏。就呼吸作用而言，叶菜＞果菜＞根茎菜、结球叶菜，浆果（葡萄例外）＞核果＞仁果，而生长旺盛、幼嫩的器官呼吸作用强，不耐贮藏。

2.2 环境因素

2.2.1 温度。温度是影响呼吸作用最为主要的因素。在生理温度（5℃～35℃）范围内，温度每升高10℃呼吸强度升高的倍数称为呼吸温度系数，用Q10表示。Q10反映呼吸速率随温度变化的程度，Q10越高，说明产品呼吸受温度影响越大。在未出现贮藏冷害的前提下，维持适宜而稳定的低温是降低呼吸强度、延长贮运时间的首要选择。家用冰箱、商超冷柜、低温配送及工业冷库就是通过控制低温来达到保鲜的目的。

2.2.2 气体组分。O2是有氧呼吸的底物，降低O2浓度可降低呼吸作用，当O2浓度降至5%～7%时会明显抑制呼吸作用。多数果蔬适宜贮运的O2浓度在2%～5%，少数热带、亚热带的果蔬不耐低温，呼吸作用较强，贮藏中需要较高的O2浓度。O2浓度低于2%时，往往会引发无氧呼吸。CO2是呼吸的产物，贮藏环境中CO2含量增加，可降低果蔬采后呼吸强度。就多数果蔬而言，适宜的CO2浓度为1%～5%。由于果蔬形态各异，结构和代谢特点不尽相同，对CO2忍耐力差异很大。例如，1%以上的CO2会引起鸭梨黑心，而蒜薹可忍受8%以上的CO2。核桃、板栗等坚果类果实采后生理活性弱，对CO2的敏感性相对较低；地下根茎菜因长期生活在地下，对低O2和高CO2的耐受力较高。乙烯可刺激果蔬的呼吸，加速衰老进程。气调贮藏、减压贮藏就是通过调节贮藏环境中的气体组分，排除环境中的乙烯来延长果蔬贮藏时限。

2.2.3 湿度。多数果蔬要求有较高的贮藏湿度，湿度过低会刺激呼吸或导致呼吸异常。香蕉在相对湿度低于80%时，无法呼吸跃变也不能正常后熟。温州蜜柑、大白菜、菠菜等经过低湿晾晒、轻微失水后，呼吸作用才会下降。采后马铃薯、洋葱、大蒜经低湿晾晒后，呼吸作用逐渐减弱，方能进入休眠状态。

2.3 机械伤

任何机械伤，即使是轻微挤压、碰撞、震动、摩擦等，都会使果蔬呼吸强度升高。果蔬表面组织结构受到破坏，组织内部的O2供应明显增加，呼吸作用增强。受伤组织遭受微生物侵染也会诱发呼吸保卫反应，刺激乙烯合成，呼吸作用增强。因此，果蔬贮运过程中应尽可能减少机械伤和微生物感染。

2.4 化学物质

有些化学物质，如赤霉素（GA）、青鲜素（MH）、6-苄基嘌呤（6-BA）、2，4-D、矮壮素（CCC）、CO、重氮化合物、多胺、O3、1-甲基环丙烯（1-MCP）等，对呼吸作用均有一定程度的抑制作用。将这些组分配制为贮藏保鲜剂，可用于果蔬保鲜。例如，应用10 mg/kg 的6-BA 溶液浸蘸石刁柏、芹菜、嫩茎花椰菜，可抑制呼吸作用，田间喷洒也收得同样效果；草莓经5～15 μL/L 的1-MCP 处理后，果实呼吸强度显著降低；MH 处理跃变前的番茄也有抑制呼吸的作用。

2.5 其他

光照可使果蔬体温升高，刺激气孔开放，增强呼吸作用。适宜包装可降低果蔬贮运期间的机械损伤，降低呼吸作用，延长保鲜期。涂膜处理可阻碍果蔬内外气体交换，降低呼吸作用，减少养分消耗。涂膜液中加入防腐剂效果更佳。将金冠、红星等苹果在采后48 h 内，用0.5%～1.0%的高碳脂肪酸蔗糖酯涂膜处理，干燥后可常温贮藏1～4 个月。

3 呼吸的生理意义

在有氧条件下，果蔬呼吸代谢途径主要有三羧酸循环（Tricarboxylic acid cycle，TCA）途径、戊糖磷酸途径（Pentose phosphate pathway，PPP）、乙醛酸循环（Glyoxylate cycle）途径和乙醇酸循环（Ethanolic acid cycle）途径。呼吸作用是果蔬采后代谢的枢纽，任何一个呼吸途径的任何一个环节异常，呼吸代谢的各个环节的协调平衡都会被破坏，导致生理失调。当果蔬遭受创伤、逆境或病虫侵害时，会诱发呼吸保卫反应，用以协调呼吸代谢，抑制水解作用；通过氧化破坏病原微生物分泌的毒素，产生咖啡酸、绿原酸及醌类等对病原微生物有毒的物质。

4 小结

果蔬产品采收后，光合作用基本停止，水分、矿物元素与有机物供给停止。呼吸作用是果蔬采后最为基本的生理过程，通过呼吸作用可为果蔬产品维持正常的生命活动提供必需能量；但呼吸作用过强又会使果蔬组织的有机物迅速消耗，加速了成熟衰老，缩短了贮藏寿命。利用低温、高湿、低O2、高CO2等条件抑制呼吸作用，减少营养物质消耗，是做好生鲜果蔬产品贮藏的基本原则。然而，贮藏温度和O2浓度也不能太低，CO2不能过高，维持正常而缓慢的生命活动是果蔬产品采后生理及贮藏技术研究的中心问题。