食品贮藏保鲜原理.pptx
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1、 第3 3章 食品贮藏保鲜原理第一节 食品贮藏中的生理和生化变化第二节 食品的败坏第三节 食品的败坏的控制第1页/共118页第一节 食品贮藏中的生理和生化变化 1 1 呼吸作用 2 2 蒸腾作用 3 3 成熟与衰老 4 4 休眠与生长 5 5 僵直与软化第2页/共118页1 呼吸作用呼吸作用(respiration)(一)、有氧呼吸和无氧呼吸1.有氧呼吸(aerobic respiration)有氧呼吸是指果蔬的生活细胞在O2的参与下,将有机物(呼吸底物)彻底分解成CO2和水,同时释放出能量的过程。C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O2870.2kJ呼吸底物:呼吸底物:糖、脂肪和蛋白质,
2、常用的呼吸底物是糖、脂肪和蛋白质,常用的呼吸底物是G。第3页/共118页 2.无氧呼吸(anaerobic respiration)无氧呼吸是果蔬的生活细胞在缺O2条件下,有机(呼吸底物)不能被彻底氧化,生成乙醛、酒精、乳酸等物质,释放出少量能量的过程。酒精发酵:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2226kJ 乳酸发酵:C6H12O6 2CH3CHOHCOOH197kJ第4页/共118页 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O2的浓度决定呼吸类型,一般高于3%5%进行有氧呼吸,否则进行无氧呼吸。第5页/共118页第6页/共118页 无氧呼吸对贮藏不利的原因 一方面因为无
3、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;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。第7页/共118页(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(Respiration rate):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放CO2的量,一般单位用O2或CO2mg(或mL)(kgh)(鲜重)表示。呼吸强度越高,呼吸越旺盛,贮藏寿命越短。呼吸强度越高,呼吸越旺盛,贮藏寿命越短。第
4、8页/共118页不同温度下各种果蔬的呼吸强度(不同温度下各种果蔬的呼吸强度(CO2mg(kgh))产品温度04-51015-1620-2125-27夏苹果3-65-1114-2018-3120-41秋苹果2-45-77-109-2015-25甘蓝4-69-1217-1920-3228-4949-63草莓12-1816-2349-9571-62102-196169-211菠菜19-2235-5882-138134-223172-287青香蕉21-2333-35熟香蕉21-3927-7533-14250-245荔枝75-128第9页/共118页 2.呼吸商(Respiration Quotient
5、,RQ):也称呼吸系数,它是指产品呼吸过程释放CO2和吸入O2的体积比。RQ=释放的释放的CO2摩尔数(体积)摩尔数(体积)吸收的吸收的O2摩尔数(体积)摩尔数(体积)第10页/共118页RQ主要指示呼吸底物的性质:糖类为呼吸底物时RQ=1 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O,RQ=6/6=1.0脂肪酸、蛋白质(富含氢)为呼吸底物时RQ1 C4H6O5+3O24CO2+H2O,RQ=4/3=1.33第11页/共118页此外RQ还与环境供氧,脂糖转化等有关。无氧呼吸 RQ1,呼吸商很大时,表明很可能发生了无氧呼吸。脂转为糖时 RQ1RQ可用来判断呼吸状态和呼吸底物类型可用来判断呼吸状态和
6、呼吸底物类型。第12页/共118页3.呼吸热(Respiration heat):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热量。每释放1mg CO2相应释放近似10.68J的热量。呼吸热会使果蔬自身温度升高,贮呼吸热会使果蔬自身温度升高,贮藏中应尽量排除;环境温度低于产品要藏中应尽量排除;环境温度低于产品要求时,可利用自身呼吸热进行保温。求时,可利用自身呼吸热进行保温。第13页/共118页4.呼吸温度系数:在生理温度范围内,温度升高10时呼吸强度与原来温度下呼吸强度的比值即为温度系数,用Q10来表示,一般果蔬Q1022.5。第14页/共118页一些蔬菜的呼吸温度系数
7、(Q10)种类0.5-1010-24石刁柏3.52.5豌豆3.92.0嫩夹菜豆5.12.5菠菜3.22.6辣椒2.83.2胡萝卜3.31.9莴苣3.62.0番茄2.02.3黄瓜4.21.9马铃薯2.12.2第15页/共118页甜橙在不同温度范围的温度系数(Q10)温度范围()温度系数0-105-25-15211-211.817-271.622-321.328-321.2第16页/共118页 Q10反映了呼吸强度随温度变化的程度,Q10越大说明呼吸强度受温度影响越大;Q10受温度影响,果蔬产品的Q10在低温下较大,因此果蔬采后应尽量降低贮运温度,并且要保持冷库温度的恒定。第17页/共118页(三
8、三)呼吸跃变呼吸跃变 有一类果实从发育、成熟到衰老的过程中,其呼吸强度的变化模式是在果实发育定型之前,呼吸强度不断下降,此后在成熟开始时,呼吸强度急剧上升,达到高峰后便转为下降,直到衰老死亡,这个呼吸强度急剧上升的过程称为呼吸跃变(Respiration climacteric)。第18页/共118页跃变型果实与非跃变型果实跃变型果实与非跃变型果实呼吸跃变型果实(respiration climacteric fruit)也称呼吸高峰型果实。也称呼吸高峰型果实。此类果蔬在成熟期出现此类果蔬在成熟期出现的呼吸强度上升到最高的呼吸强度上升到最高值,随后就下降。值,随后就下降。苹果、梨、杏、无花果、
9、苹果、梨、杏、无花果、香蕉、番茄等。香蕉、番茄等。第19页/共118页非呼吸跃变型果实 采后组织成熟衰老过程采后组织成熟衰老过程中的呼吸作用变化平缓,中的呼吸作用变化平缓,不形成呼吸高峰,这类不形成呼吸高峰,这类果实称为非呼吸跃变型果实称为非呼吸跃变型果实。果实。柑桔、葡萄、樱桃、菠柑桔、葡萄、樱桃、菠萝、荔枝、黄瓜等。萝、荔枝、黄瓜等。第20页/共118页跃变型和非跃变型果蔬的分类 跃变型果实非跃变型果实苹果罗马甜瓜伞房花越橘甜橙杏蜜露甜瓜可可菠萝鳄梨番木瓜腰果蒲桃香蕉鸡蛋果欧洲甜樱桃草莓面包果桃葡萄毕当茄南美番荔枝梨葡萄柚树西红柿中华猕猴桃柿南海蒲桃nor-西红柿无花果李柠檬rin-西红柿
10、番石榴加锡猕罗果荔枝黄瓜蔓密苹果刺果番荔枝山苹果芒果西红柿橄榄第21页/共118页(三三)影响呼吸强度的因素影响呼吸强度的因素(1)种类与品种 (2)成熟度(3)温度 (4)气体的分压(氧气、二氧化碳、乙烯)(5)含水量(6)机械损伤(7)其他:涂膜、包装、避光、辐照和生长调节剂处理 第22页/共118页(1)种类与品种种类与品种蔬菜:生殖器官(花)营养器官(叶)贮藏器官(块根块茎)水果:浆果(番茄、香蕉)核果(桃、李)仁果(苹果、梨)第23页/共118页第24页/共118页同类产品: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
11、生长 北方生长北方生长第25页/共118页同一器官的不同部位:果蔬同一器官不同部位其呼吸强度也有差异。不同大小蕉柑及果实不同部位的呼吸强度CO2 mg/(kg/h),20 果实直径(cm)果实部位全果果皮果肉6.2-7.032.5699.6277.424.8-5.740.48141.2799.314.5-4.755.32170.0068.00第26页/共118页(2)成熟度成熟度 幼嫩组织呼吸强度高,成熟产品呼吸强度弱,但跃变型果实成熟时会出现呼吸高峰。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。第27页/共118页(3)温度温度 一定温度范围内,呼吸强度与温度成正比关系,010
12、010范围内温度变化对果蔬呼吸强度的影响较大;温度的波动会促进果蔬的呼吸作用;温度越高,跃变型果实呼吸高峰出现越早。第28页/共118页(4)气体的分压气体的分压 O2浓度高,呼吸强度大;反之,O2浓度低、呼吸强度也低;O2浓度过低会造成无氧呼吸,果蔬贮藏中O2浓度常在25%;CO2浓度越高,呼吸代谢强度越低,但过高的CO2浓度会伤害果蔬,大多数果蔬适宜的CO2浓度为1%5%;乙烯能加速果蔬后熟衰老。第29页/共118页第30页/共118页(5)含水量含水量 果蔬在水分不足时,呼吸作用减弱;含水量高的植物,在一定限度内的相对湿度愈高,呼吸强度愈小;在一定限度内,呼吸速率随组织的含水量增加而提高
13、,在干种子中特别明显,如粮食含水量越高,呼吸作用越强。第31页/共118页(6)机械损伤机械损伤 植物组织受到挤压、碰撞、震动、摩擦等损伤后,呼吸作用就会加强,损伤程度越高,呼吸越强。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增高的现象叫愈伤呼吸或称创伤呼吸。第32页/共118页第33页/共118页(7)其他其他 对果蔬采取涂膜、包装、避光等措施,以及辐照和应用生长调节剂等处理均可不同程度地抑制产品的呼吸作用。第34页/共118页(四四)呼吸作用对果蔬贮藏的影呼吸作用对果蔬贮藏的影响响耐藏性:在一定贮藏期内,产品能保持其原有品质而不发生明显不良变
14、化的特性。抗病性:产品抵抗致病微生物侵害的特性。果蔬的耐藏性和抗病性依赖于生命。第35页/共118页积极作用积极作用 提高果蔬耐藏性和抗病性提供果蔬生理活动所需能量产生代谢中间产物呼吸的保卫反应a.提供能量和底物,促进伤口愈合,抑制病原菌感染;b.有利于分解、破坏微生物分泌的毒素。第36页/共118页消极作用消极作用 呼吸作用消耗有机物质 分解消耗有机物质,加速衰老;产生呼吸热,使果蔬体温升高,促进呼吸强度增大,同时会升高贮藏环境温度,缩短贮藏寿命。因此,果蔬贮藏过程中,在保证果蔬正常的呼吸代因此,果蔬贮藏过程中,在保证果蔬正常的呼吸代谢、正常发挥耐贮性和抗病性的基础上,采取一切谢、正常发挥耐
15、贮性和抗病性的基础上,采取一切可能的措施降低呼吸强度,延长贮藏寿命。可能的措施降低呼吸强度,延长贮藏寿命。第37页/共118页2 蒸腾作用蒸腾作用 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,植物本身对其有很大影响。第38页/共118页(一一)失重和失鲜失重和失鲜 失重:自然损耗,包括水分和干物质的损失,常用失重率来衡量。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、新鲜和脆嫩的质地,甚至失去商品价值。第39页/共118页一些蔬菜在贮藏中的失重率一些蔬菜在贮藏中的失重率(%)蔬菜种类贮藏天数1d4d10d油菜1433菠菜24.2莴苣18.7黄瓜4.210.518.0茄
16、子6.710.5番茄6.49.2马铃薯4.04.06.0洋葱1.04.04.0胡萝卜1.09.5第40页/共118页一些水果在贮藏中的失重率一些水果在贮藏中的失重率(%)水果种类温度()相对湿度(%)贮藏时间(周)失重率(%)香蕉12.815.6859046.2伏令夏橙4.46.188925612.0甜橙(暗柳)208514.0番石榴8.310.085902514.0荔枝约30808511520芒果7.210.085902.56.2菠萝8.310.08590464.0第41页/共118页(二二)失水对代谢和贮藏的影响失水对代谢和贮藏的影响 引起产品失重,降低品质;引起产品失重,降低品质;破坏果
17、蔬正常的代谢过程;破坏果蔬正常的代谢过程;降低耐贮性和抗病性,但部分果蔬采降低耐贮性和抗病性,但部分果蔬采后适度失水可抑制代谢,延长贮藏期。后适度失水可抑制代谢,延长贮藏期。第42页/共118页 甜菜组织脱水与水解酶活性的关系甜菜组织脱水与水解酶活性的关系试验材料活组织中蔗糖酶的活性(蔗糖mg/10g组织/h)酵解程度合成水解合成/水解新鲜程度29.82.810.644.3脱水6.5%的甜菜27.04.56.09.6脱水15%的甜菜19.46.12.410.6第43页/共118页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腐烂率(%)新鲜材料失水7%37.2失水13%55.2失水17%
18、65.8失水28%96.0第44页/共118页(三三)影响蒸腾失水的因素影响蒸腾失水的因素 植物组织失水过程示意图cell表皮层细胞间隙第45页/共118页1 果蔬产品自身因素果蔬产品自身因素表面积比:表面积比大,失水快。表面保护结构:气孔、皮孔多,失水快;表皮层(角质层、蜡层)发达利于保水。机械损伤:加速失水。细胞持水力:原生质亲水胶体和固形物含量高的细胞利于细胞保水;细胞间隙大,加速失水。第46页/共118页洋葱和马铃薯的贮藏失重比较 蔬菜种类含水量(%)在0下贮藏3个月的失重(%)洋葱86.31.1马铃薯73.02.5第47页/共118页与湿度相关的几个概念与湿度相关的几个概念绝对湿度:
19、绝对湿度是单位体积空气中所含水蒸气的量(g/m3)。饱和湿度:在一定温度下,单位体积空气中最多所能容纳的水蒸气量(g/m3)。相对湿度(RH):绝对湿度与饱和湿度之比。绝对湿度 RH =100%饱和湿度第48页/共118页2 环境因素环境因素空气湿度:相对湿度越大,失水越慢。温度:温度越高,失水越快,温度的波动易导致结露现象。空气流动:空气流动越快,失水越快。气压:真空度越高,失水越快。第49页/共118页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类型蒸腾特性水果蔬菜A型温度降低,蒸腾量急剧下降柿子、桔子、西瓜、苹果、梨马铃薯、甘薯、洋葱、南瓜、胡萝卜、甘蓝B型温度降
20、低,蒸腾量下降无花果、葡萄、甜瓜、板栗、桃、枇杷萝卜、花椰菜、番茄、豌豆C型与温度关系不大,蒸腾强烈草莓、樱桃芹菜、芦笋、茄子、黄瓜、菠菜、蘑菇第50页/共118页(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.降低温度降低温度:迅速降温是减少果蔬蒸腾失水:迅速降温是减少果蔬蒸腾失水的首要措施;的首要措施;2.提高湿度提高湿度:直接增加库内空气湿度或增加:直接增加库内空气湿度或增加产品外部小环境的湿度,但高湿度贮藏时产品外部小环境的湿度,但高湿度贮藏时需注意防止微生物生长;需注意防止微生物生长;3.控制空气流动控制空气流动:减少空气流动可减少产品:减少空气流动可减少产品失水;失水;4.
21、蒸发抑制剂的涂被蒸发抑制剂的涂被:包装、打蜡或涂膜。:包装、打蜡或涂膜。第51页/共118页 3 成熟与衰老成熟与衰老(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生理成熟生理成熟(maturation)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段,充分长成时,达到生理成熟,也称为“绿熟”或“初熟”。第52页/共118页 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。生理成熟是完熟的前提。第53页/共118页衰老衰老(sene
22、scence)由合成代谢的生化过程转入分解代谢的过程,从而导致组织老化、细胞崩溃及整个器官死亡的过程。果实中最佳食用阶段以后的品质劣变或组织崩溃称为衰老。第54页/共118页第55页/共118页(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(2)颜色的变化(3)组织变软、发糠(4)种子及休眠芽的长大(5)风味变化(6)萎蔫(7)果实软化(8)细胞膜变化(9)病菌感染第56页/共118页(三三)乙烯与果蔬成熟衰老的关系乙烯与果蔬成熟衰老的关系1、乙烯的生物合成 激素是调节果蔬成熟的重要因素,乙烯是对果蔬成熟作用最大的植物激素。果蔬乙烯的合成受基因控制。第57页/共11
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