多环境因子驱动下双孢蘑菇呼吸速率理论模型建立及仿真方法

Respiration is the main postharvest physiological and biochemical processes of fruits and vegetables, and the respiration rate model can provide the important theoretical basis for the design of modified atmosphere packaging and the research of respiration characteristics of fruits and vegetables. However, the existing respiration rate model can not contain various influencing factors.In this project taking Agaricus bisporus as the research object, the respiration rate theoretical model containing multiple factors (storage time, storage temperature, gas volume fraction) based on respiration enzyme kinetics of fruits and vegetables is built to reveal the respiration characteristics of mushroom at different storage temperature and controlled atmosphere. By the combination of respiration rate and dry matter decomposition rate of Agaricus bisporus during storage, the relationship of the decomposed dry matter weight due to respiration and storage quality is cleared. By characterization of mushroom storage quality and respiration rate, the storage quality and storage life models of Agaricus bisporus are established. Based on the hypothesis of 'Agaricus bisporus, having the same storage quality, has the same respiration characteristics' and combining the respiration rate model, the respiration rate of Agaricus bisporus during storage is simulated, and the response mechanism of the Agaricus bisporus respiration rate to the storage environment is cleared. Research of this project has important theoretical significance and practical value for preservation basic theory and key technology development of Agaricus bisporus.

呼吸作用是采后果蔬的主要生理生化过程，呼吸模型可为果蔬气调包装设计和呼吸特性研究提供重要理论依据，而现有呼吸速率模型不能较全面地包含各影响因素。本项目以双孢蘑菇为研究对象，在基于果蔬呼吸的酶动力学原理基础上构建包含多环境因子（贮藏时间、温度、气体成分）驱动的呼吸速率理论模型，以揭示其在不同贮藏温度及气调胁迫下的呼吸特性；将双孢蘑菇在贮藏过程中的呼吸速率与其干物质分解率相结合，明确其因呼吸作用所消耗的干物质量与贮藏品质之间的相关关系，并以呼吸速率表征双孢蘑菇的贮藏品质，进而建立双孢蘑菇贮藏品质模型与贮藏寿命预测模型；在所提出的"相同贮藏品质的双孢蘑菇具有相同的呼吸特性"假说基础上，结合所建呼吸速率模型，对双孢蘑菇贮藏过程中的呼吸速率进行模拟仿真，从而阐明双孢蘑菇呼吸速率对其贮藏环境的响应机制。本项目的研究对双孢蘑菇贮藏保鲜相关基础理论和关键技术发展具有重要理论意义和实用价值。

呼吸作用是采后果蔬的主要生理生化过程，呼吸模型可为果蔬气调包装设计和呼吸特性研究提供重要理论依据，而现有呼吸速率模型不能较全面地包含各影响因素。本项目以双孢蘑菇为研究对象，在基于果蔬呼吸的酶动力学原理基础上建立了双孢蘑菇呼吸速率随贮藏时间变化的数学模型，并利用Arrhenius方程和Langmuir吸附理论来描述贮藏温度及贮藏气体环境对果蔬呼吸速率模型的影响，通过双孢蘑菇CA贮藏实验研究，建立了包含贮藏时间、贮藏温度、O2、CO2体积分数多种影响因子的双孢蘑菇呼吸速率模型，并利用所建呼吸速率模型，对双孢蘑菇呼吸特性进行了分析与探讨，揭示了其在不同贮藏温度及气调胁迫下的呼吸特性；将双孢蘑菇品质指标（白度、硬度、水分、灰分、可溶固形物含量、蛋白质、氨基酸等）的化学方法测定值与近红外品质分析仪测定值进行相关分析，研究了双孢蘑菇品质指标的近红外品质分析仪快速测定方法；在分析气调贮藏中果蔬生理特性的基础上，将双孢蘑菇在贮藏过程中的呼吸速率与其干物质分解率相结合，研究了其因呼吸作用所消耗的干物质量与贮藏品质之间的相关关系，并以呼吸速率表征双孢蘑菇的贮藏品质，进而建立了双孢蘑菇贮藏品质模型与贮藏寿命预测模型；在所建呼吸速率模型的基础上，利用Matlab软件对双孢蘑菇贮藏过程中的呼吸速率进行了模拟仿真，并对仿真结果进行了验证，从而分析和探讨了双孢蘑菇呼吸速率对其贮藏环境的响应机制；研究了一种自发式气调库，用于双孢蘑菇CA贮藏实验，该气调库克服了传统气调库建库及运行成本高，不适宜短期贮藏物料的缺陷，主要通过物料自身的呼吸作用及容积的调节来达到气调的效果；研究了一种CA条件下果蔬呼吸速率测定的新方法，此方法克服了传统密闭法在测定果蔬呼吸速率过程中测定环境为非贮藏环境的缺陷，同时减小了测定时气压对果蔬造成的影响，能更客观地反映CA条件下果蔬的呼吸强度。本项目的研究对双孢蘑菇贮藏保鲜相关基础理论和关键技术发展具有重要理论意义和实用价值。