果实怎样进行呼吸?

小编:优质农业网   人气:0℃   发布时间:2025-02-20 07:55:20
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果实活细胞中有机物质的氧化过程。不论在植株上或采收后,果实都是一个活的机体,不断在进行各种代谢活动,其所需能量,主要依靠果实体内的一些有机物质,如淀粉、糖类,有机酸和脂肪等,在一系列酶的催化下进行缓慢氧化,除释放能量外,还有一些中间产物,最终成为二氧化碳和水。

果实怎样进行呼吸?

呼吸机制

果实的呼吸作用通常是在有氧条件下进行,当缺少氧气时,则转向无氧呼吸。

有氧呼吸

糖的生化氧化要经过50多个化学反应步骤,每一步骤都有一定的酶参与。淀粉、蔗糖等最先需经水解转化为葡萄糖。葡萄糖的氧化,主要有两个阶段,即糖酵解过程(EMP)和三羧酸循环(TCA循环)。糖酵解位于细胞质中,其反应式:

生成两个分子的丙酮酸(CH3COCOOH),将辅酶Ⅰ转化为还原型辅酶Ⅰ(NADH),部分能量则贮存于高能化合物三磷酸腺苷(ATP)中,供同期的其他生物合成及代谢的需要。其他能量则以呼吸热释放。糖酵解过程不依赖氧的存在,生成的丙酮酸进入三羧酸循环。三羧酸循环位于线粒体中,是需氧的,总反应式为:

糖酵解和三羧酸循环中生成的还原型辅酶Ⅰ(NADH)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD),并不能直接被氧分子氧化,要通过线粒体膜上的电子传递链(呼吸链),把电子传给氧,通过氧化磷酸化把能量贮存在三磷酸腺苷分子中。一个分子的还原型辅酶Ⅰ的能量转化为3个分子的三磷酸腺苷,一个分子的还原型黄素腺嘌呤二核苷酸转化为2个分子三磷酸腺苷,这样,有氧呼吸中一个分子葡萄糖完全氧化,将生成38个分子的三磷酸腺苷。除糖酵解——三羧酸循环途径外,果实中还存在磷酸戊糖支路(HMP途径),葡萄糖通过磷酸戊糖及磷酸化的三、四、七碳糖而氧化。

无氧呼吸(发酵作用)

环境缺氧时,葡萄糖经糖酵解(EMP)途径生成的丙酮酸不能进入三羧酸循环,而是代谢成为乳酸(称乳酸发酵)或乙醇和乙醛(称酒精发酵),同时产生二氧化碳。一般水果体积大,氧化不易透入内部,特别贮藏时环境中氧不足,果实内部有可能存在无氧呼吸。无氧呼吸能量利用率很低,1个分子葡萄糖仅生成2个分子三磷酸腺苷,而且乙醇、乙醛等有毒物质将在细胞中积累。

呼吸的度量

衡量呼吸作用强弱的量为呼吸强度或呼吸速率,以单位数量果实(或组织)单位时间的氧耗量或二氧化碳释放量表示。如以葡萄糖为基质,有氧呼吸时消耗1分子氧,释放1分子二氧化碳,其比值(二氧化碳/氧)称为呼吸商,就等于1.0。许多果实含有大量有机酸,可直接通过三羧酸循环氧化,例如苹果酸为基质时呼吸商等于2.3。当脂肪酸氧化时,则呼吸商小于1(约为0.7)。无氧呼吸只有二氧化碳释放,因而呼吸商很高。呼吸商常作为果实生理状态和呼吸性质的重要指标。

呼吸类型

果实生长发育过程中呼吸速率不断变化,一般在受精后很高,随果实生长逐渐下降,长成时最低。进入成熟时,不同果实的呼吸变化趋势不同。一类为呼吸跃变型,果实开始成熟时,呼吸迅速上升,然后再下降形成一个或高或低的呼吸高峰。属于呼吸跃变型的果实有梨、苹果、香蕉、杏、鳄梨、猕猴桃等。另一类果实在成熟过程中变化平稳,不形成呼吸高峰,称为非跃变型,常见的种类有柠檬、柑橘、菠萝、草莓、葡萄、樱桃等(见图)。呼吸类型是果实采后生理最重要的特征之一(见呼吸跃变)。

影响因素

温度对果实的呼吸效应与对其他代谢作用相同。在一定温度范围内,随温度上升呼吸速率增加,呼吸高峰出现早,符合范·霍夫(Van't Hoff)

方程式:

Q10=(R2/R1)10/t2-t1R2和R1分别为温度t2和t1时的呼吸强度,Q10为温度系数,即每增加10℃时呼吸强度改变的指数。Q10一般等于2~3,如温度超过某种果实所能忍受的界限,如苹果当温度高于35~40℃时,呼吸便会显著变弱;如低于临界温度发生冷害时,便会刺激呼吸。气体成分也影响呼吸,氧浓度大于空气(21%)时,可稍微增加呼吸,达70~100%时可能产生毒害作用;低于10%,呼吸开始明显减弱,低于1~3%时,则无氧呼吸增强,乙醇乙醛积累,产生异味,组织受到伤害。二氧化碳浓度增加,抑制呼吸作用,延缓呼吸高峰出现,时间过长,将引起组织伤害,代谢失常。适当地控制果实环境中氧和二氧化碳的浓度,能有效地抑制呼吸作用,推迟成熟衰老。这是气调贮藏的原理(见气调贮藏)。环境中乙烯能促进呼吸作用(见果实成熟与衰老),果实机械损伤或遭病虫侵害也会刺激呼吸增强。

果实呼吸类型

见果实呼吸。

农产品的贮藏是如何利用植物呼吸的?

1、鲜果类

水蜜桃、毛桃、杏、葡萄、草莓等。特点:果品硬度低,保质期短,需密闭包装或低温保存;

苹果、柠檬、梨、石榴、柑橘等。特点:果品硬度较高,保质期相对适中或较长;

芒果等。特点:果品硬度适中,保质期相对适中或较长;

青皮核桃、冬枣、桂圆等。特点:果品硬度适中,保质期相对适中;

猕猴桃、枇杷等。特点:果品硬度较低,保质期相对适中;

荔枝、樱桃等。特点:果品保质期较短,需低温保存。

果品包装应该遵循“选果要好、装箱要实、确保透气”的原则。在选果上,一定要选优质果,万不可有坏果,否则,会污染其它好果;装箱要实,一定不能晃动,以免磕碰;要确保透气,可以用透气棉、设置透气孔等方式。包装一般必须要有内衬,或者是发泡棉、发泡网套、气柱、网格等。包装设计时,还考虑到允许排去产品的田间热,以及运至低温贮藏或运输温度时的迅速致冷和连续排除产品的呼吸热。由于很多产品质地脆嫩,包装应能承受堆叠并适合大体积操作。如果是果品保质期短,还需要考虑进行专业的打冷处理,或者用冰袋,以及进行真空处理。如果想延长新鲜果的食品保质期,可以使用乐膜包,氧气阻隔性能好,能够长久的锁鲜保香

2、蛋类

鸡蛋、松花蛋、咸鸭蛋等。

特点:易碎,内附填充物、无缝隙包装。

3、腌腊制品类

腌制品、腊肉、火腿、咸鱼、香肠等。

特点:对包装要求较低。

4、干果、风干品类

干果、大豆、白糖、干蔬菜、干燥菌类等。

特点:对包装要求较低。

植物的呼吸作用跟农产品的贮藏也有着密切的关系。粮食、水果和蔬菜等收下来以后,呼吸活动还在进行。在贮藏过程中,一方面要让呼吸继续进行,这样,粮食、水果和蔬菜等才不会变质;另一方面又要使呼吸尽量减弱一些,以减少消耗。粮食种子进入仓库以前要测量一下含水量。各种粮食种子的含水量符合国家标准时,种子正好进行微弱的呼吸,这样既能保持生命力,营养物质的消耗又比较小。贮藏粮食的时候,一般不需要保持它的生命力,主要要考虑减少它的消耗。因此,可以用将容器抽真空然后充氮气的办法来抑制粮食的呼吸活动,达到长期保存的目的。

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