Una breve historia de la investigación
Desde 1920, F.D. Kidd y otros descubrieron el fenómeno climatérico respiratorio durante la maduración de la fruta, y la investigación fisiológica y bioquímica antes y después de la maduración de la fruta ha seguido desarrollándose. En 1935, R. Gane demostró que el etileno desempeña un papel importante en la maduración de la fruta. En la década de 1970 se publicó "Fruit and Its Biochemistry", editado por A.C. Hulme, que resumía por primera vez el contenido básico de la fisiología y bioquímica poscosecha. Las actas del Simposio de la Sociedad Europea de Fitoquímica de 1980 "Nuevos avances en la bioquímica de frutas y verduras" recopilaron además investigaciones sobre fisiología y bioquímica poscosecha desde la década de 1970 e informaron sobre la aplicación de conceptos y técnicas de biología molecular para estudiar la fisiología poscosecha de frutas.
En la antigua China existía conocimiento y tecnología que utilizaba los cambios fisiológicos de las frutas poscosecha para extender su período de almacenamiento. Li Zhou durante el Período de los Reinos Combatientes (siglo V a. C. al siglo III a. C.) tiene registros del almacenamiento de frutas, y el "Qi Yao Min Shu" (533 ~ 544) de la dinastía Wei del Norte tiene una descripción más detallada del almacenamiento y procesamiento de frutas. métodos. Después de la década de 1970, con el desarrollo de la investigación sobre almacenamiento y conservación, se inició la investigación científica sobre la fisiología de la maduración de la fruta. Pronto el campo de investigación se amplió para incluir la fisiología poscosecha. En los últimos 10 años se han logrado enormes avances.
Contenido de la investigación
A partir del cuajado del fruto, los frutos pasan por toda la vida actividades de crecimiento, desarrollo, madurez, maduración y senescencia final. Generalmente se encuentran en la etapa de madurez o madurez. y senescencia final después de la etapa de cosecha. Sus principales actividades fisiológicas son las siguientes:
Respiración
El fruto del tubo de ensayo sigue vivo y necesita respirar. Los cambios en la tasa de respiración de la fruta poscosecha, los cambios bioquímicos en los sustratos respiratorios, los tipos de respiración y los factores internos y externos que afectan la respiración afectan directamente el tiempo de consumo y la vida útil de la fruta (ver respiración de la fruta).
Hormonas endógenas y sus funciones
El etileno es ampliamente reconocido como una hormona bien establecida. Existen muchos tipos de frutos, y su proceso de maduración está muy relacionado con el etileno. Pero los diferentes tipos de frutas tienen diferentes contenidos de etileno. En 1971, Baur et al. demostraron que el precursor de la producción de etileno es la ovaminasa. En 1980, Yang Xiangfa también publicó un diagrama de la biosíntesis de etileno y sus factores que influyen (ver proceso de maduración de la fruta), que promovió en gran medida la investigación sobre la fisiología de la fruta poscosecha. Además, después de la cosecha del fruto, las auxinas son degradadas por el 2,4 diclorofenoxi y el ácido isobutírico (CPIBA), mientras que las giberelinas y citoquininas reducen su degradación y aumentan la síntesis de ácido abscísico, que también interviene en la bioquímica del proceso de poscosecha. El equilibrio entre diversas hormonas desempeña un papel importante en la regulación de la respiración de la fruta y el metabolismo material.
Metabolismo bioquímico
Después de que la fruta sale in vitro, especialmente cuando entra en frutas maduras o completamente maduras, a medida que la tasa de respiración cambia o se intensifica, las hormonas endógenas cambian y se equilibran con la participación. Durante el proceso, la permeabilidad de la membrana celular cambia, cambiando así la dirección del metabolismo. Los sustratos como los carbohidratos, los ácidos orgánicos y las grasas se oxidan lentamente, acompañado de algunos procesos sintéticos, como diversas enzimas metabólicas, proteínas y ácido ribonucleico. (ARN) síntesis. La energía necesaria para este proceso de síntesis la proporciona la respiración. Se han realizado investigaciones en profundidad sobre la bioquímica de los frutos poscosecha y gradualmente se ha ido comprendiendo que la hidrólisis y la síntesis coexisten y dependen entre sí durante la maduración del fruto, que es un proceso de cambio bioquímico altamente ordenado.
Los cambios en el contenido nutricional
¿Son almidones, azúcares, ácidos orgánicos, protones o iones de sales orgánicas (como K+, Cl-, 11991, fosfato, Ca2+, Mg2+, etc.) , Alcoholes, ésteres, flavonoides, glucósidos, fenoles, aminoácidos, amidas y proteínas. A medida que se cosecha la fruta, el almidón en la mayoría de las frutas disminuye, el azúcar aumenta, el ácido se oxida y las sustancias aromáticas aumentan. La velocidad de este proceso está relacionada con la duración del período comestible del fruto y el mejor período comestible. El estudio de los efectos de las condiciones ambientales de almacenamiento y la respiración sobre la descomposición y síntesis de nutrientes puede crear las buenas condiciones necesarias para el almacenamiento y la conservación.
Cambios de humedad
El agua es un sustrato indispensable para las actividades metabólicas de los organismos, y también es el factor más importante para mantener la frescura de las frutas. Generalmente, el contenido de agua de las frutas llega a más del 80% y el suministro de agua a la planta no se puede obtener después de la cosecha in vitro. A menudo hay canales formados por estomas, lenticelas, orificios del cáliz y heridas (extremo del tallo del fruto) en la superficie del fruto, y el agua todavía transpira y se difunde a través de estos canales y células epidérmicas. La pérdida de agua no solo provoca una pérdida directa de peso, sino que también provoca presión de hinchazón celular, marchitez del tejido y apariencia atrófica. El déficit hídrico estimula el aumento de hormonas endógenas como el etileno y el ácido abscísico (ABA) en los tejidos, acelerando el envejecimiento. El exceso de humedad en el ambiente favorece la reproducción e infección de microorganismos, la absorción de agua y el agrietamiento de la fruta. El estudio de las vías de pérdida de agua de la fruta, la naturaleza de la cobertura de la superficie, los efectos fisiológicos de la escasez de agua y los efectos de la temperatura externa, la humedad y la velocidad del flujo de aire son elementos importantes para controlar la pérdida de agua de la fruta y garantizar la conservación y las actividades vitales normales.
Enfermedades del almacenamiento
La investigación fisiológica poscosecha también involucra patología, incluidas enfermedades durante el almacenamiento poscosecha: infecciones microbianas y trastornos fisiológicos y sus interrelaciones, formando un nuevo aspecto del campo de la patología poscosecha. Los trastornos fisiológicos poscosecha son causados principalmente por factores ambientales inadecuados, como daños por frío (ver daño por frío durante el almacenamiento de la fruta), intoxicación por dióxido de carbono, hipoxia, desequilibrio nutricional y acumulación de sustancias tóxicas producidas por un metabolismo anormal en el cuerpo, como el amargo de manzana. viruela y enfermedad de la piel de tigre, agua seca de cítricos, etc.
Factores previos a la cosecha
Dado que las prácticas de cultivo, el manejo del agua y fertilizantes y el estado nutricional tienen un gran impacto en las actividades fisiológicas y la calidad de los frutos después de la cosecha, incluso bajo las mismas condiciones de almacenamiento. , su El impacto también tiende a variar. Las actividades vitales de los frutos antes y después de la cosecha son un todo, involucrando maduración, maduración y senescencia. Por lo tanto, el período de cosecha tiene un impacto importante en los procesos fisiológicos y bioquímicos poscosecha, así como en el almacenamiento y calidad de los frutos.
Factores ambientales
El fruto cosechado es un sistema independiente y se ve fácilmente afectado por las condiciones ambientales externas. La gente suele acelerar o retrasar el proceso de maduración y envejecimiento de las frutas cambiando las condiciones ambientales poscosecha para mejorar la calidad y ampliar el período de almacenamiento. La temperatura es uno de los factores más importantes y todas las actividades metabólicas y reacciones bioquímicas se ven afectadas por la temperatura. Bajar la temperatura dentro de un cierto rango puede debilitar el metabolismo, que es el principio básico de la refrigeración general de la fruta. Las diferentes variedades tienen diferentes temperaturas críticas. Por debajo de esta temperatura, se producirán trastornos metabólicos y se producirán daños por frío: la humedad afecta el equilibrio hídrico de la fruta, afectando directamente la calidad y el sabor, por lo que la falta de agua provocará cambios en el metabolismo del oxígeno celular; y dióxido de carbono en el medio ambiente, etc. La concentración de los componentes del gas afecta significativamente la frecuencia respiratoria y las vías metabólicas. Reducir adecuadamente el oxígeno y aumentar la concentración de dióxido de carbono inhibirá la respiración y la producción de etileno, y prolongará el tiempo de almacenamiento. Este es el principio básico del almacenamiento en atmósfera controlada. Por lo tanto, estudiar el impacto de los factores ambientales tiene un efecto directo en el desarrollo de nuevas tecnologías de conservación.