果实采后生理postharvest physiologyof fruits

植物生理学的一个分支。阐明果实脱离母体后的生理、生化变化规律。是果品贮藏的理论基础。采收后的果实， 被切断了来自母体的水分与养料的供应， 转为利用本身贮存的营养物质来维持生命活动， 必然会产生一系列的生物化学变化。了解果实这种以合成为主转向水解为主的变化过程， 以及与环境条件之间的关系， 对适期采收、贮运、加工和销售均具有理论指导意义。
研究简史 自1920年英国基德与韦斯特 (F. D.Kidd et C. West) 发现了果实在成熟过程中存有呼吸跃变现象后， 果实成熟前、后的生理， 生化研究得到不断的发展。1935年盖恩 (R. Gane) 证实了果实成熟过程中乙烯起着重要的作用。20世纪70年代赫尔姆(A. C. Hulme)主编的《果实及其产生的生物化学》问世， 首次概括了果实采后生理、生化的基本内容。1980年欧洲植物化学学会的学术讨论会论文集《果蔬生物化学的新进展》进一步汇集了70年代以来有关采后生理、生化研究的情况， 并报道了运用分子生物学概念和技术来研究果实采后生理。
中国古代已有利用果实采后生理变化的特性， 用来延长贮藏期的知识与技术。战国时期的《周礼》(公元前5世纪～前3世纪)中就有关于果蓏贮藏的记载，迨至北魏《齐民要术》(533～544年)中对果品贮藏加工方法叙述更详。20世纪70年代后， 随着贮藏保鲜研究工作的开展，开始对果实成熟生理进行科学研究。不久，扩大了研究领域， 涉及到采后生理。10多年来， 已有长足进步。
研究内容 果实从坐果起， 历经生长发育、成熟、完熟、终至衰老的整个生命活动中， 采后一般处于成熟或完熟而至衰老阶段。其主要生理活动有以下几方面：
呼吸作用 离体的果实仍然是个活体， 仍然需要呼吸。研究果实采后呼吸速率的变化， 呼吸底物的生化变化， 呼吸的类型，以及影响呼吸的内外因子等，直接影响着果实可食时间的长短及贮藏寿命 （见果实呼吸）。
内源激素及其作用 乙烯被广泛认为是一种成熟激素。有不少种类的果实， 其成熟过程与乙烯有密切关系。但诱致不同种类果实成熟的乙烯含量不等。1971年鲍尔(Baur)等在鳄梨的研究中证明生成乙烯的前导物为蛋氨酶； 1980年杨祥发又发表了乙烯生物合成及其影响因子图解（见果实成熟过程）, 对于果实的采后生理的研究有很大的推动。此外， 在采收后， 受到果实内2, 4二氯苯氧基，异丁酸(CPIBA) 的作用使果实内生长素降解， 同时赤霉素和细胞分裂素的减少及降解， 脱落酸的合成与增加， 也都参与采后果实体的生物化学过程。各种激素之间平衡状态对果实呼吸、物质代谢的调节， 起着主要作用。
生化代谢 果实离体后， 尤其进入成熟或完熟的果实， 随着呼吸速率的变化或加强， 在内源激素的变化平衡过程参与下， 细胞膜透性随之改变， 从而改变代谢方向， 碳水化合物、有机酸及脂肪等底物被缓慢氧化，同时， 伴随着某些合成过程， 如各种代谢酶、蛋白质及核糖核酸(RNA)等的合成。这种合成过程需要的能量系由呼吸作用所提供。对采后果实生物化学进行深入研究， 并逐渐了解到果实成熟过程中， 水解与合成并存， 相互依存， 是一种高度有序性的生化变化过程。
营养成分的变化 果实中常见的有淀粉、糖类、有机酸、有机盐质子或离子(如K+、Cl-、SO42-、磷酸盐、Ca²⁺、Mg²⁺等), 醇类、酯类、黄酮类化合物、甙类、酚类、氨基酸类、氨化物类、蛋白质类、维生素类、生物碱类及萜烯类和类脂类（芳香物质）等， 其中大量的物质是水溶性的。随着果实的采收， 多数果实淀粉减少， 糖类增加、酸被氧化而芳香类物质增加。这种过程的速率与果实食用期与最佳食用期的长短有关。研究贮藏环境的条件和呼吸作用对营养物质的分解、合成的影响， 可以为贮藏保鲜创造必要的良好条件。
水分变动 水是生物进行代谢活动不可缺少的基质， 也是维持水果鲜活状态最重要的因素。水果一般含水量高达80%以上， 采收离体后再不能得到植株的水分供应。果实表面常有气孔、皮孔、花萼孔以及采收时留下的伤口（果柄端）等形成的通道， 水分通过这些通道和表皮细胞仍在不断蒸腾、扩散。水分丧失除造成直接的重量损失外， 细胞失去膨压，组织萎蔫，外表皱缩。水分亏缺刺激组织中内源乙烯、脱落酸(ABA)等激素的增加， 加速衰老。环境中水分过多有利于微生物增生和侵染， 吸水裂果。研究果实水分散失的途径， 表面覆盖物的性质， 水分亏缺的生理影响以及外界温度、湿度、气流速度等影响， 对控制水果水分丧失，是保证正常生命活动和贮藏保鲜的一项重要内容。
贮藏期病害 采后生理研究还涉及到病理学， 包括采后贮藏期间病害： 微生物感染和生理失调以及它们之间的相互关系， 并形成采后病理学新领域。采后生理失调除由于自身衰老、失水外， 大多由于不适当的环境因素造成， 如冷害（见果品贮藏期冷害）、二氧化碳中毒， 缺氧、营养失调， 异常代谢生成的有毒物质在体内积累所致， 如苹果苦痘病、虎皮病、柑橘枯水等。
采前因素 由于栽培措施， 水肥管理、营养状况对采后果实的生理活动、品质状况有强烈影响， 既使在相同的贮藏条件下其效果也往往不同。果实采前采后的生命活动是一个整体， 涉及到成熟、完熟与衰老，所以，采收的时间对决定果实采后的生理生化进程、对贮藏保鲜和品质有重要影响。
环境因素 采收后的水果是一个独立的系统， 很容易受外界环境条件的影响， 人们通常也是通过改变采后环境条件来加速或延缓成熟衰老的进程以改善品质， 延长贮藏期。温度是最重要的因素之一， 一切代谢活动， 生化反应都受温度影响， 在一定范围内降低温度， 可以使代谢减弱， 这是一般果品采用冷藏的基本原理。不同种类品种有不同的临界温度， 而低于这个温度就会发生代谢失调， 造成冷害； 湿度影响水果的水分平衡， 直接影响品质和风味， 故水分亏缺会导致细胞代谢的改变； 环境中气体成分如氧和二氧化碳的浓度显著影响呼吸速率和代谢途径。适当降低氧和提高二氧化碳浓度将抑制呼吸作用和乙烯生成， 延长贮藏时间， 这就是气调贮藏的基本原理， 所以研究环境因素的影响对开发新的保鲜技术有着直接作用。