园艺产品贮运学(普通高等教育十一五规划教材)

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绪论
　　一、学习园艺产品贮运学的意义
　　果品、蔬菜和花卉都属园艺产品（horticultural products)，它们在人们的日常生活中缺一不可。果品和蔬菜是人类食物的重要组成部分，含有人体需要的碳水化合物、维生素、矿物质、蛋白质和可食性纤维，不仅对于人体健康具有很重要的营养价值，而且对于丰富人类食物种类，满足各种食物喜好，增加食物的美学价值都有非常重要的意义。花卉在美化环境、美化生活中的作用更是不言而喻。随着人们生活水平的不断提高和对身体健康的日益重视，果品、蔬菜和花卉的生产量和消费量也在逐年增加。据报道，1997年全国果品、蔬菜总产量分别为5200万吨、2.2亿吨，2007年二者分别增加到1.8亿吨和5.6亿吨。在中国改革开放三十年的历史进程中，我们也切身感受到了食物消费方面翻天覆地的变化，在谷物的消费量不断下降的同时，果品和蔬菜的消费量却在迅速增加，鲜花也逐步走进普通百姓的日常生活。
　　果品、蔬菜和花卉的生产属于劳动密集型产业，单位种植面积所得经济效益高于一般谷类作物。我国劳动力资源丰富，价格低廉，在广大农村发展种植业具有竞争优势。我国加人世界贸易组织以来，园艺产品的出口量和创汇额都在增加，2007年果品出口477.3万吨，同比增长28.9%;蔬菜出口817.3万吨，同比增长11.6%。因此，在当前的农业产业化发展中，园艺产品生产是发展最快的产业之一，园艺产品销售收人是农民家庭收人的重要组成部分。在市场经济的推动下，我国园艺产业将朝着区域化、集约化、规模化的方向快速发展。
　　果品、蔬菜和花卉在采收之后，虽然离开了原来的生活环境和母体，但仍然是活着的有机体，含水量高，生命活动旺盛，极易变质和腐烂。据估计，世界上发达国家的水果、蔬菜采后损失为5%~25%，发展中国家则高达20%~50%。我国农业告别“短缺经济”时代时间不长，园艺产品采后贮藏保鲜技术与发达国家差距较大，采后损失仍远高于发达国家。
　　果品、蔬菜和花卉在采收之后，仅是初级的农产品，只有经过分级、包装等商品化处理后变为商品到达消费者手中，才能实现其生产价值或采后增值。随着我国经济的快速发展，果农、菜农、花农将自己生产的农产品在城市马路市场叫卖的原始销售方式将不再是主流，取而代之的将是专卖店、超级市场等现代化的销售方式，采后贮藏、分级、包装、运输和销售在整个园艺产品产业链中的作用将日益重要。因此，园艺产品贮运学的发展对于促进我国园艺产业的持续发展，增强我国园艺产品在国际市场的竞争力，增加园艺产业的经济效益，满足人民群众日益提高的物质生活需求都有非常重要的意义。
　　二、园艺产品贮藏保鲜及运输的作用
　　园艺作物的种植具有很强的地域性，而人们对园艺产品的需求则是全球性的，这种矛盾只有通过贮藏运输才能解决。柑橘、香蕉、菠萝、荔枝、芒果等果品产于热带和亚热带地区，而苹果、梨、葡萄等则产于温带地区。对于幅员辽阔的中国来说，通过国内南北地区间的贸易就可实现互通有无，而对于国土狭小的国家来说，则必须通过长距离运输的国际贸易才能消费到产自世界各个气候带的果品。不仅水果如此，大多数蔬菜和花卉种类在自然情况下也是如此。
　　园艺产品的收获也具有很强的季节性，而人们对园艺产品的需求则是全年性的，这种矛盾也只有通过贮藏运输才能解决。中、晚熟苹果在9、10月份成熟采收，在气调贮藏库中可以贮藏到翌年的夏季，而此时苹果早熟的品种已经成熟上市；陕西的猕猴桃10月上旬成熟采收，在冷库中可以贮藏到翌年春季，新西兰的猕猴桃4月成熟采收，恰好可以弥补市场的空缺。正是由于贮藏和运输技术的发展，才使得寒冬腊月里的水果、蔬菜和花卉市场与夏季一样色彩斑斓。
　　贮藏保鲜及运输也是园艺产品实现采后增值的重要途径。园艺产品采后易失水腐烂，合理的贮藏保鲜及运输技术可以减少采后水分损失和腐烂损失，提高商品价值，增加销售收人。园艺产品生产所具有的区域性和季节性特点，也决定了价格具有淡旺季之间差价和产销地之间差价。因此，合理的贮藏保鲜与运输技术也可以增加园艺产品生产的经济效益。
　　三、国内外园艺产品贮运业的发展
　　园艺产品贮运业随着贮藏保鲜及运输技术的进步而发展。概括来讲，园艺产品的贮藏技术可以分为三种方式，或者说经历了三个发展阶段，即常温贮藏、低温贮藏和气调贮藏。
　　常温贮藏是园艺产品传统的贮藏方式，它利用外界环境中的自然冷源进行贮藏，其历史悠久，有些经过不断改进至今仍在应用。例如，我国古代家庭瓦罐、陶瓷缸贮藏水果和蔬菜已有几千年的历史；大白菜、萝卜、胡萝卜的沟藏，冬瓜、南瓜堆藏，土豆、红薯和哈密瓜的地窖贮藏，苹果、梨的土窑洞贮藏至今仍在应用；改进的通风库仍是我国许多果产区苹果、梨、柑橘重要的贮藏设施。
　　低温贮藏是园艺产品最重要的贮藏方式。早期的冷库利用天然冰、人造冰、雪或冰盐混合物来降低库内温度，现代冷藏库则利用机械制冷降温。美国于1881年建立了世界上第一个机械贮藏设施。现在在发达国家，冷库贮藏几乎已经完全替代了常温贮藏，随着我国农村园艺产业的快速发展，冷库贮藏也在逐渐普及。
　　气调贮藏（controlled atmosphere)是园艺产品最为现代化的贮藏方式。气调贮藏发展的历史，可追溯到1916年，英国人Kidd开始研究CO2对种子呼吸的抑制作用。1918年Kidd与West—起研究应用控制气体成分贮藏果实，发现提高CO2浓度和降低O2浓度能使苹果保持原来的色泽和良好的硬度，他们于1927年发表了水果气体贮藏的论文，创建了苹果气体贮藏方法，这可以说是近代气调的开始。20世纪40年代，加拿大人Phillips首先将气体贮藏更名为气调贮藏。Kidd与West的工作引起了各国科学家的重视，美国的Smock和Van Doren等人进行了大量的试验，加拿大和澳大利亚也开始了气调贮藏的研究，并在此期间建立了不少的冷藏库和气调库。气调贮藏自1928年开始在商业上应用，到1940年前后英国已有3万吨气调库，50年代美国的气调贮藏苹果已在产地普及。目前，美国60%以上的苹果通过气调库贮藏，气调贮藏已发展成为发达国家苹果、梨最主要的贮藏方式。现代化的气调贮藏技术在我国起始于改革开放后的80年代，由于投资高，有些设备还要进口，因此在一段时期内处于示范阶段。近年来，随着我国经济的高速发展，国内气调设施的研制与生产，气调库建设步伐逐渐加快，气调贮藏将成为我国园艺产品重要的贮藏方式。
　　除了上述三种贮藏方式以外，20世纪60年代，在机械冷藏和气调贮藏的基础上进一步发展起了一种特殊的气调贮藏方法——减压贮藏，又称低压贮藏、负气压贮藏或真空贮藏等。它是将水果或蔬菜置于密闭容器或密闭库内，用真空栗将容器或库内的部分空气抽出，使内部气压降到一定程度，同时经压力调节器输送新鲜湿润的空气（相对湿度90%~100%)整个系统不断地进行气体交换，以维持贮藏容器内压力的动态恒定和保持一定的湿度环境。低压条件可以抑制产品的呼吸作用，降低空气中氧气的含量，阻止产品贮藏期间乙烯、乙醇等有害气体的积累，从而延长货架期。减压贮藏从70年代以来引起美国、英国、日本等发达国家的普遍关注，通过广泛研究，应用范围从最先试用于苹果迅速扩大到其他水果、蔬菜，并取得了良好的贮藏效果。但是目前建造大规模能承受压力的容器仍有一定困难，经济上也不合算。因此这种方法仅限于研究，生产中仅用在叶菜类，如生菜、甘蓝的采后快速预冷上，尚未在贮藏中应用。
　　运输是商品实现跨地区、跨国界流通的唯一途径。按照园艺产品在运输途中所处的环境温度，可以将运输分为常温运输和低温运输两种方式。常温运输常用于一年四季中的短距离运输（如从产地到当地市场的运输）短时间运输（如航空运输）和冬季的长距离运输（如冬季苹果、柑橘的长距离铁路和公路运输）在我国园艺产品运输中仍然发挥着非常重要的作用。低温运输是园艺产品现代化的运输方式，是园艺产品采后处理冷链系统中一个重要的环节，也是西方发达国家园艺产品运输的主要途径。装有机械制冷系统的卡车、火车、轮船是低温运输的主要工具，包装箱内加冰（如花椰菜、荔枝的运输）车箱内加冰（如甜玉米的运输）预冷后隔热运输（如葡萄经过冷库预冷后，用隔热材料包装运输）也是常见的低温运输方式。随着我国高速公路网的建成和冷藏运输车、冷藏集装箱等设施的发展，冷藏运输将逐步成为园艺产品重要的运输形式。
　　四、园艺产品贮运学研究的基本内容
　　新鲜果品、蔬菜和花卉采收之后仍是有生命的植物器官和组织，仍要发生一系列的变化。人们虽然无法完全阻止这些变化的发生，但能够在一定的限度内减慢这些变化的发生。衰老是植物器官发育的最后阶段，在此阶段的一系列不可逆的变化将导致细胞的分解和死亡。新鲜的园艺产品在形态结构（根、茎、叶、花、果实等）组成成分和生理上存在很大的差异，各种园艺产品达到最大采后寿命所要求的环境条件也不尽相同。新鲜的园艺产品含水量都很高，极容易干燥失水和发生机械损伤，也容易遭受细菌、真菌的侵袭而发生腐烂。因此，园艺产品贮运学研究的范围相当广泛，涉及的内容有果树学、蔬菜学、花卉学、植物学、植物生理学、微生物学、食品学、营养学、物理学、化学和建筑工程学等多门学科。目前，采后生物技术已成为世界范围内园艺产品采后生理研究工作的最活跃领域。采后生物技术的建立，为探索园艺产品成熟衰老的本质以及有效调控其采后成熟衰老过程，最终达到贮藏保鲜的目的带来了新的希望，并显示出极大的前景。从事园艺产品采后贮藏及经营的工作者在学习或研究中，必须掌握好这些有关的基本理论和基本技能，结合我国已有的贮藏保鲜技术与经验的同时，还要学习和研究国外的先进理论和技术，为提高我国园艺产品贮运保鲜水平奠定坚实的基础。
　　第一章品质构成的化学成分
　　园艺产品中含有各种各样的化学物质，对于果蔬产品来说，这些物质中绝大多数既是人体的营养元素和能量来源，又是决定产品颜色、风味、质地、营养等品质的物质基础；而对于花卉来说，这些物质的质与量对其观赏质量也是至关重要的。因此，认识园艺产品化学成分的含量和变化规律，掌握品质的鉴定方法，是防止园艺产品贮运中的品质劣变，搞好产品贮藏和运输的关键。
　　园艺产品的化学成分非常复杂，一般分为水和干物质两大部分，干物质又分为水溶性物质和非水溶性物质。水溶性物质包括糖，果胶，有机酸，多元醇，单宁，部分含氮物质、色素、维生素和大部分无机盐类。非水溶性物质有纤维素，半纤维素，原果胶，淀粉，脂肪，部分含氮物质、色素、维生素、矿物质和有机盐类。这些化学物质在园艺产品的生长发育、成熟和贮藏运输过程中都会发生一系列物理的、化学的、生化的变化，从而引起园艺产品在贮藏和流通过程中品质和营养价值的变化。本章主要阐述与园艺产品品质有密切关系的化学物质。
　　第一节碳水化合物
　　碳水化合物（carbohydrate)是果蔬中干物质的主要成分，是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。碳水化合物也称为糖类物质，主要包括糖、淀粉、纤维素、果胶物质等，根据在稀酸溶液中的水解情况，碳水化合物又可分为单糖、低聚糖和多糖三大类。
　　单糖：不能再水解的多羟基醛或多羟基酮，是构成多种糖分子的基本单位，如果蔬中常见的葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、木糖等。
　　低聚糖：水解时产生2~10个单糖分子的糖类，果蔬中以蔗糖最为常见。
　　多糖：水解可产生成百上千个单糖分子，即多糖是由很多单糖分子缩合形成的高分子化合物，如淀粉、纤维素、果胶等。
　　一、可溶性糖
　　果蔬中所含的主要是蔗糖、葡萄糖和果糖，这三种糖各自所占的比例在不同种类间存在较大差异。仁果类以果糖为主，苹果中果糖含量可高达11.8%;核果类的杏、桃、李主要含蔗糖，可达10%~16%，较仁果类高，它们所含的葡萄糖高于果糖；柑橘类果实均含有大量蔗糖；菠萝中也含有显著的蔗糖，占8.6%，但葡萄糖和果糖的含量却很少，分别为1%、0.6%;香蕉中以蔗糖为主，也含有一定量的葡萄糖和果糖。
　　果蔬