คณสมบตทางกายภาพและชววทยาของผกและผลไม

บทท 2

เนอหา

1. คณสมบตทางกายภาพ1.1 โครงสรางของเนอเยอผกและผลไมชนด

1.1.1 เนอเยอปองกน1.1.2 เนอเยอพาเรนไคมา1.1.3 เนอเยอค าจนโครงสราง1.1.4 เนอเยอล าเลยง

1.2 การสญเสยน า

เนอหา

2. คณสมบตทางชววทยา

2.1 การหายใจ (respiration)2.1.1 การหายใจทใชออกซเจน2.1.2 การหายใจทไมใชออกซเจน

2.2 การผลตกาซเอทลน (ethylene production)

1. คณสมบตทางกายภาพ

1.1 โครงสรางของเนอเยอผกและผลไม

แบงออกเปน 4 กลม คอ

(1) เนอเยอปองกน (protective tissues)

(2) เนอเยอพาเรนไคมา (parenchyma)

(3) เนอเยอค าจนโครงสราง (supporting tissues)

(4) เนอเยอล าเลยง (vascular tissue)

เนอเยอปองกน (protective tissue)

• เนอเยอทเรยงตวกนอยชนนอกสด

• ควตเคลประกอบดวยสารประเภทไข ไดแก wax และ cutin ซงมคณสมบตไมชอบน า (hydrophobic) • wax ยงใหความมนเงาแกผลไม การขดขวางการเคลอนยายของน า • cutin มกจะมสารประกอบฟนอลอยดวย ชวยท าหนาทปองกนเชอโรคและแมลงทจะเขาท าลายผลได

โครงสรางเนอเยอพช (leaf tissue organelle)

รปท 2.1 โครงสรางเนอเยอพช (leaf tissue organelle) ทมา Davidson, 2010

น าอาหาร

ปากใบ (stomata)

รปท 2.2 สโตมาตา (stomata)

1.1.2 เนอเยอพาเรนไคมา

• ม 3 ใน 4 ของเซลลทงหมดของเนอเยอพช• ภายในเนอเยอจะมชองวางภายในเซลล คอแวคควโอล (vacuole) ทเปนทเกบสารตางๆ เชน กรด น าตาล รงควตถ รวมทงสารทละลายน า ละลายไขมน และโปรตน

• เซลลแตละเซลลจะไมชดกนและมชองวางแทรกอย

• มนฝรงจะมชองวางนอยกวา 1% ของปรมาตรเนอเยอ แตในแอปเปลจะมชองวางถง 25%

Parenchyma tissue

รปท 2.1 เนอเยอพาเรนไคมา

• ภายในไซโตรพลาสซม ประกอบไปดวยเมดแปง (starch granules) และพลาสตด (plastid) ทบรรจคลอโรพลาสตและรงควตถอนๆ

• ผนงเซลลจะมเซลลโลสเปนองคประกอบหลก

1.1.3 เนอเยอค าจน (supporting tissue)

• แบงเปน 2 กลมใหญ คอ คอเลนไคมา (collenchyma) และ สเคอเลนไคมา (sclerenchyma) 1. คอเลนไคมา (collenchyma) ท าใหเนอเยอมความแขงแรง พบมากทกาน ล าตน ใบ ผนงเซลล ซงประกอบไปดวยเพคตนและเฮมเซลลโลสเปนสวนใหญ

2. สเคอเรนไคมา (sclerenchyma)

• เปนเซลลเนอเยอทมผนงหนาและมกเปนเซลลทตายแลว

• ประกอบดวยเซลลโลส (cellulose) และ/หรอ ลกนน (lignin)• สเคอเรนไคมาแบงไดเปน 2 กลมใหญ คอ เสนใย (fiber) และสเคอรด (sclereid)

รปท 2.3 เนอเยอสเคอเรนไคมา

1.1.4 เนอเนอล าเลยง (Vescular tissues)

• แบงออกเปน 2 ชนด คอไซเลม (Xylem) และโฟลเอม (Phloem) • ไซเลมท าหนาทล าเลยงน า

• โฟเอม ท าหนาทล าเลยงอาหาร

1.2 การสญเสยน า

• ผลผลตสดจะตองคายน าอยตลอดเวลา เพอระบายความรอนทเกดจากการหายใจ

• โครงสรางตางๆ ทปองกนการระเหยของน า เชน ไข (wax) และควตน (cutin) • พชกมชองเปดตางๆ เชน ปากใบ (stomata) และ lenticel เพอถายเทอากาศน าเขาออกซเจนเขาไปส าหรบการหายใจและระบายคารบอนไดออกไซดออกมา (รปท 2.5)

รปท 2.5 โครงสรางเนอเยอพช

ชนดพช จากดอยตางๆถงเชยงใหม จากเชยงใหมถงกรงเทพฯ

กะหล าปล 4 54

มะเขอเทศ 13 17

พรกยกษ 11 34

ถวลนเตา 15 47

มนฝรง 6 26

ผกกาดหอมหอ 13 71

ปวยเหลง 8 63

แครอท 16 36

ตารางท 2.1 สถตการสญเสยน าหนก

โครงการหลวงบางชนดเฉลยทงปการเพาะปลก 2527-28

ปญหาการคายน า

• การคายน าจากผลเปนปญหาทส าคญอยางหนงของการเกบรกษา เพราะท าใหเกดการสญเสยน าหนก ความแนนเนอ ผลเหยว สผวไมสวย และอาจท าใหการสกของผลไมเปนไปตามปกต

• ตวอยางเชน มะมวงทสญเสยน ามากกวา 5-10 เปอรเซนตของน าหนกจะท าใหผลเหยว ความแนนเนอของผลลดลง และท าใหรสชาตไมด (Peleg, 1985)

2. คณสมบตทางชววทยา

• 2.1 การหายใจ (respiration)การหายใจแบงไดเปน 2 ชนด คอ

1) การหายใจทใชออกซเจน (aerobic respiration) 2) การหายใจแบบไมใชออกซเจน (anaerobic respiration)

การหายใจ

• เปนกระบวนการชวเคมในสงมชวต ซงน าอาหาร เชน แปง ไขมน น าตาล และโปรตนทสะสมมาใชใหเกดเปนพลงงาน กระบวนการนเปนปฏกรยาออกซเดชนและรดกชนทอาหารถกน ามาออกซไดซไปเปนคารบอนไดออกไซด

2.1.1 การหายใจทใชออกซเจน

• เปนการออกซเดชนของน าตาลโมเลกลเดยว ใหเปนคารบอนไดออกไซด น าและพลงงาน โดยมกรดอนทรยตางๆ เอนไซมและโคเอนไซมเขามาเกยวของ การออกซเดชนของน าตาลทสมบรณจะเปนไปตามสมการ

• C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + พลงงาน

• 1) กระบวนการไกลโคไลซส เปนการเปลยนน าตาลกลโคสใหเปนน าตาลกลโคสหรอฟรคโตสเปนกรดไพรวค (pyruvic acid) กระบวนการนเกดขนในไซโตพลาสซมของเซลล ซงเปนกระบวนการทไมตองการออกซเจน ผลทไดคอพลงงานในรป ATP และ NADH

• 2) วฏจกรเครบส เปนการเปลยนกรดไพรวคใหเปนคารบอนไดออกไซด น าและพลงงาน ซงปฏกรยาทงหมดเกดในไมโตคอนเดรยของเซลลซงเปนกระบวนการทใชออกซเจน

• 3) ขนการถายทอดอเลคตรอน (Electron Transportation system)

• พลงงานทไดจากกลโคส 1 โมเลกลผานเขาวถไกลโคไลซส สวฏจกรเครบสจนถงการถายทอดอเลคตรอนจะไดพลงงานทงสน 38 ATP

2.1.2 การหายใจทไมใชออกซเจน

• การหายใจแบบไมใชออกซเจนหรอการหมก (fermentation) • เกดขนเมอปรมาณออกซเจนไมเพยงพอ ปฏกรยานจะผานวถไกลโคไลซสเทานน• ถาอยในเซลลสงมชวตหรอมเชอจลนทรยกลมแลกตก (lactic acid bacteria) ในกระบวนการหมกจะท าใหไดผลตภณฑคอกรดแลกตก

• แตถามเชอจลนทรยเชน ยสต Saccharomyces cerevisiae จะท าใหไดแอลกอฮอล

• จะพบวาการหายใจแบบไมใชออกซเจนจะไดพลงงานเพยงแค 2 ATP• จะท าใหการยอยสลายกลโคสเกดขนอยางรวดเรวเพอน ามาใชเปนพลงงาน และเกดกระบวนการหมกขน

• ผลผลตจงพบสารใหกลนจ าพวกแอลกอฮอล และเกดการเสอมเสยรวดเรว

2.2 อตราการหายใจกบอายการเกบรกษา

• อตราการหายใจของผกผลไม หมายถง น าหนกหรอปรมาตรออกซเจนทใช

• หรอคารบอนไดออกไซดทคายออกมาตอหนวยน าหนกของผกผลไมตอเวลา

• หรออาจเปนหนวยของความรอนทคายออกมาตอน าหนกของผลไมตอเวลา

อตราการหายใจกบอายการเกบรกษา

• ผกผลไมแตละชนดจะมอตราการหายใจแตกตางกน

• บรอคเคอรจะมอตราการหายใจสงกวามนฝรงถง 30 เทา เมอวดทอณหภมเดยวกน• ผลผลตทมอตราการหายใจสงจะมลกษณะเปนเนอเยอออน เชน ยอด ตา เมลดออน หรอพชทยงเจรญไมเตมท สวนพชทมอตราการหายใจต าจะเปนเนอเยอสะสมอาหาร เชน ราก ล าตนใตดน หว และผลผลตทแกจด

ผกและผลไมจ าแนกลกษณะของการหายใจหลงเกบเกยว

Climacteric Non-climacteric

กลวย ขนน มงคด มะละกอมะมวง ทเรยน แอปเปลนอยหนา ฝรง เสาวรสมะเขอเทศ เปนตน

ชมพ เงาะ มะนาว สมลนจ ล าไย สบปะรด กระเจยบมะมวงหมพานต เชอร มะกอกแตงกวา พรก เปนตน

Climacteric-Non climacteric

• ผลไมประเภท climacteric มอตราการหายใจ และการสรางเอทธลนเพมมากขนพรอมๆ กบการสก

• ในขณะทพวก non-climacteric ซงโดยทวไปมการหายใจและการผลตเอทธลนในอตราทต า และไมมการเปลยนแปลงเมอเขาสการสก แตทงนอตราการหายใจของผลตผลเกษตรนนยงขนอยกบปจจยตางๆ ทงปจจยภายในและปจจยจากสงแวดลอม

ลกษณะของผลไม Climacteric และ Non-climacteric

Climacteric

1. มกจะสกและมคณภาพดเมอ น ามาบม 2. สงเคราะหเอทธลนเปนจ านวนมากในระหวางกระบวนการสก 3. ใชเอทธลนกระตนใหเกดการหายใจแบบ climacteric ในปรมาณต า 4. มการเพมอตราการหายใจเพยง 1 ครงเมอตอบสนองตอเอทธลน

Non-climacteric

1. สกอยกบตน

2. สงเคราะหเอทธลนไดนอย

3. เอทธลนกระตนการหายใจ ใหสงขนไดโดยอตราจะผนแปร ไปตามปรมาณเอทธลน

4. การหายใจเพมขนไดมากกวา 1 ครงเมอตอบสนองตอเอทธลน

2

4

3

1

การหายใจของผลไม แบบ Climacteric สามารถแบงออกไดเปน 4 ขน

1. Pre-Climacteric เปนชวงทมการหายใจในอตราทต ากอนทจะมการหายใจเพมขน

2. Climacteric rise เปนชวงทการหายใจเพมอตราขนอยางมาก

3. Climacteric Peak เปนจดทมอตราการหายใจสงทสด ชวงนผลไมจะมคณภาพทเหมาะสมตอการบรโภค

4. Post-Climacteric เปนชวงหลงจากทอตราการหายใจเพมขนสงทสดแลวอตราการหายใจจะลดลง

การหายใจของพชบางชนดเมอเกด climacteric peak

ตารางท 2อตราการหายใจของผลตผลเกษตรบางชนด

ประเภทของอตราการหายใจ

อตราการหายใจท 5๐C

(mg.CO2/kg.hr)

ชนดของผลตผล

ต ามาก <5 อนทผาลม ผลไมเปลอกแขงตางๆ เมลดพชชนดตางๆ

ต า 5-10 แอปเปล สม องน แตงโม สบปะรด แตงฮนนดว มะละกอ แครนเบอร หอมหวใหญ กระเทยมมนเทศ มนฝรง

ปานกลาง 10-20 กลวย มะมวง เงาะ ทอ แตงแคนตาลป แตงกวา มะเขอเทศ มะเขอยาว กะหล าปล ผกกาดหอมหอ แครอท แรดช

ทมา: ดดแปลงจาก Kader, 1992

ประเภทของอตราการหายใจ

อตราการหายใจท 5 ๐C(mg.CO2/kg.hr)

ชนดของผลตผล

สง 20-40 นอยหนา กะหล าดอก ผกบงจน คะนา ผกกาดหอม

สงมาก 40-60 ถวงอก กะหล าดาว บรอคโคลกระเจยบ ถวแขก ไมตดดอก

สงมากมาก >60 ทเรยน ขาวโพดฝกออน ถวฝกยาว ถวลนเตา เหด หนอไมฝรง ปวยเหลง

ตารางท 2 อตราการหายใจของผลตผลเกษตรบางชนด

ทมา: ดดแปลงจาก Kader, 1992

กลมของผลตผล ลกษณะหลงการเกบเกยว

1. ผลตผลทก าลงเจรญเตบโต

- มอตราการหายใจสง- มการเปลยนแปลงทางชวเคมมาก- การสญเสยน าเปนปจจยส าคญในการเสอมคณภาพ- บอบบาง เนาเสยไดงาย- มการเจรญเตบโตเกดขนตลอดเวลา ซงอาจท าใหเกดปญหา

ตารางท 3 ลกษณะของผลผลตหลงการเกบเกยวแยกตามความแตกตางทางสรรวทยา

กลมของผลตผล ลกษณะหลงการเกบเกยว

2.ผลไมทบรบรณแลว การเปลยนแปลงทางสรรวทยาหลายอยางตามกระบวนการสกเชน ผลไมประเภท climacteric หรอ ไมคอยมการเปลยนแปลง เชน ผลไมประเภท non-climacteric

- อาจจะบอบบาง ชอกช างาย เชน สตรอเบอร หรอ คอนขางทนทาน เชน สมโอ- อาจเกดการเนาเสยไดงาย

ตารางท 3 ลกษณะของผลผลตหลงการเกบเกยวแยกตามความแตกตางทางสรรวทยา

ตารางท 3 ลกษณะของผลผลตหลงการเกบเกยวแยกตามความแตกตางทางสรรวทยา

กลมของผลตผล ลกษณะหลงการเกบเกยว

3.ผลตผลทเปนสวนสะสมอาหารและเปนสวนขยายพนธ

- มการหายใจคอนขางต า- คอนขางทนทาน ไมเสยงาย- การงอกอาจท าใหเสอมสภาพไดงาย

กลมของผลตผล ลกษณะหลงการเกบเกยว

4. เมลด -มการหายใจต ามากทนทาน เกบรกษาไดเปนป- ความชนในการเกบรกษาอาจเปนอปสรรคในการงอก อาจท าใหเสอมสภาพไดงาย

ตารางท 3 ลกษณะของผลผลตหลงการเกบเกยวแยกตามความแตกตางทางสรรวทยา

2.3 ปจจยทมผลตออตราการหายใจ

• อณหภม : อณหภมเพมขนอตราการหายใจสงขนลดอณหภมลดอตราการหายใจ

• ความบอบช า พชทช ามอตราการหายใจสงขน

พบวาแครอททช าจะมอตราการหายใจสงขนถง 5 เทาแตมขอยกเวนกบผลไมบางชนด เชน แอปเปล แมวาจะช า

แตกไมมผลตออตราการหายใจมากนก• การปอกเปลอก พชตระกลถว เชน ถวลนเตาทแกะจากฝกแลวพบวามอตราการหายใจสงขน แตถวบางชนดไมเปนเชนน

2.3 ปจจยทมผลตออตราการหายใจ

• การงอก เนอเยอทมการงอกจะมอตราการหายใจสงขน

• สภาพบรรยากาศ

การลดปรมาณออกซเจน

เพมความเขมขนของคารบอนไดออกไซด

สามารถลดอตราการหายใจได

2.4 การลดอตราการหายใจ

• การลดอณหภม

• การดดแปลงหรอควบคมบรรยากาศในการเกบรกษา

• การหลกเลยงการสมผสกบเอทธลน การใชสารดดซบเอทธลน เชน ดางทบทม

3.2 การผลตกาซเอทลน (ethylene production)

• เอทธลนเปนกาซอนทรยทมผลตอการเปลยนแปลงสรรวทยาของพช

• ความเขมขนต า มผลตอการเสอมสลาย (senescence)และการสก • อตราการสงเคราะหเอทธลนจะเพมขนเมออยในชวงสก ผลตผลทเกดบาดแผล ช าและเปนโรค

3.4 ความผดปกตทางสรรวทยา (physiological disorder)

• Freezing injury เกดขนเมอผลผลตไดรบอณหภมต ากวาจดเยอกแขงของผลตผลนน อาการจะแสดงเมอผลนนกลบมาสอณหภมปกต ลกษณะทพบคอ ฉ าน า สไมสด เปนตน

3.4 ความผดปกตทางสรรวทยา (physiological disorder)

• Chilling injury หรอ อาการสะทานหนาว มกเกดกบพชเมองรอนทไดรบอณหภมต า (แตสงกวาจดเยอกแขง) โดยทวไปพบทอณหภมต ากวา 5-15 องศาเซลเซยส

• อาการทพบคอ สทเปลอกนอกและภายในเปลยนแปลงคอ ฉ าน า บมไมสก รสชาตผดปกต ออนแอตอการเขาท าลายของเชอจลนทรย

รปท 2.8 การเกด Chilling Injury ในกลวย

3.4 ความผดปกตทางสรรวทยา (physiological disorder)

• Heat injury การสะสมของความรอน เชนไดรบแสงอาทตยทแรงเกนไป หรออณหภมสงมาก จะท าใหผลผลตมผวมสซด ผวเกดรอยไหม หรอลวก สกไมสม าเสมอ ออนนม ผวแหง เปนตน

• สบปะรดจะพบอาการฉ าน า (water soaked) และใสเปนแกว (glassy) อาจมน าเยมออกมา • กลวยจะมลกษณะนม เปนสน าตาล และน าเยม

• มะเขอเทศจะเกดเปนรอยทใสเปนแกวและออนนมมาก