114 年 國立臺灣大學園藝暨景觀學系碩士班園產品處理及利用組《園產品處理學》

本題主要在考察學生對常見園產品（芒果、柑橘）採後病害的認識，包含病害的發生機制、臨床表現、致病原以及相對應的防治策略。

核心觀念： 採後病害的發生與管理，涉及病原菌的生命週期、果實的生理狀態以及環境因子。

解題思路：

1. 病害選擇： 針對芒果和柑橘，選擇最常見、最具代表性的採後病害進行比較。
   • 芒果： 炭疽病 (Anthracnose)、蒂腐病 (Stem End Rot)、黑斑病 (Black Spot)。
   • 柑橘： 青黴菌（綠黴菌）及綠黴菌（Penicillium spp.）、黑星病 (Alternaria rot)、炭疽病 (Anthracnose)。
2. 比較項目： 針對每一種病害，逐一比較感染途徑、病徵、病原菌及防治方式。

詳細比較：

A. 芒果採後病害

1. 炭疽病 (Anthracnose)

   • 感染途徑： 病原菌 (Colletotrichum gloeosporioides) 主要為初級感染源，在果實發育成熟期，藉由雨水、昆蟲、風傳播至果實表面，形成潛伏感染。採後高濕、高溫環境下，潛伏病菌迅速發展，造成病害。
   • 病徵： 初期在果實表面出現水浸狀小斑點，後擴大為圓形或不規則形褐色至黑色病斑，病斑中央常有輪紋狀排列的黑色小點（分生孢子盤）。嚴重時果實腐爛、落果。
   • 病原菌： 屬真菌，Colletotrichum gloeosporioides。
   • 防治方式：
     • 田間管理： 疏花疏果，保持通風，適時修剪，採收前噴灑保護性殺菌劑（如銅劑、三氟嗎啉等）。
     • 採後處理： 溫水處理（約 50-55°C 持續 5-10 分鐘）可有效抑制病菌。藥劑處理（如咪鮮胺、噻呋菌胺等）。低溫貯藏。

2. 蒂腐病 (Stem End Rot)

   • 感染途徑： 主要由真菌引起，常見病原菌為 Lasiodiplodia theobromae (曾稱 Botryodiplodia theobromae) 和 Colletotrichum spp.。病原菌常存在於枝條、葉片或土壤中，藉由採收時的機械傷口，尤其是果柄處的傷口侵入。
   • 病徵： 病斑始於果柄處，呈褐色或黑色，逐漸擴展至果肉，果實內部組織變軟、腐敗，但不一定有明顯外觀變化，有時伴隨有乳白色或灰色的菌絲體。
   • 病原菌： 真菌，如 Lasiodiplodia theobromae, Colletotrichum spp. 等。
   • 防治方式：
     • 田間管理： 避免採收時造成傷口，小心採收，剪去過長的果柄。
     • 採後處理： 採收後盡快進行處理，如藥劑浸漬（如咪鮮胺、異菌脲等），可針對果柄部位特別處理。

B. 柑橘採後病害

1. 青黴菌與綠黴菌 (Blue and Green Mold)
   • 感染途徑： 病原菌 (Penicillium italicum, Penicillium digitatum) 廣泛存在於土壤、空氣、採收工具及包裝材料中。採收、運輸、處理過程中造成的機械傷口是主要的感染途徑。病菌侵入後，在高濕度下迅速生長。
   • 病徵：
     • 青黴菌 (P. italicum)： 病斑初期呈淡黃色水浸狀，後變為暗綠色，表面覆蓋一層藍綠色黴狀物。果實內部組織軟化、腐敗，常有異味。
     • 綠黴菌 (P. digitatum)： 病斑初期呈黃褐色，後轉為深褐色，表面覆蓋大量綠色黴狀物。病斑較大，果實腐敗速度快。
   • 病原菌： 真菌，Penicillium italicum (青黴菌，黴狀物呈藍綠色)，Penicillium digitatum (綠黴菌，黴狀物呈鮮綠色)。
   • 防治方式：
     • 田間管理： 避免果實受傷，維持柑橘園清潔。
     • 採後處理：

本題旨在探討影響園產品採收後品質的生理因子，要求舉例說明三種。這些因子直接關係到園產品的生命延續、代謝活動以及最終的商品價值。

核心觀念： 採後園產品雖然已離開植株，但仍保有呼吸、蒸散等生理活動，這些活動受多種內部生理因子影響，進而決定其採後品質。

解題思路：

1. 識別生理因子： 回想園產品採後有哪些主要的生理現象，以及哪些內部因素會調節這些現象。
2. 選擇三個代表性因子： 挑選三個對品質影響顯著且易於解釋的因子。
3. 舉例說明： 針對每個因子，說明其作用機制以及對採後品質的具體影響（正面或負面）。

三個影響園產品採收後品質的生理因子及其說明：

1. 呼吸作用 (Respiration)

   • 說明： 採後園產品仍進行呼吸作用，消耗儲存的有機物質（如醣類）並釋放能量、二氧化碳和水。呼吸速率是影響採後貯藏壽命的最重要生理指標之一。
   • 對品質的影響：
     • 負面影響： 呼吸作用消耗養分，導致乾物質損耗，使產品軟化、失重、風味下降。過高的呼吸速率會加速產品衰老與腐敗。例如，綠色蔬菜（如菠菜、萵苣）採後若處於高溫環境，呼吸旺盛，會迅速失水、黃化、軟爛，商品價值大減。
     • 正面影響 (間接)： 適度的呼吸作用是維持產品生命活動的必要過程。在某些情況下，如進行催熟處理（如香蕉），呼吸作用的旺盛是轉化澱粉為糖的生理基礎，進而產生良好風味和質地。

2. 乙烯 (Ethylene)

   • 說明： 乙烯是一種植物內源性氣體激素，能調節多種生理過程，包括成熟、衰老、落葉、落花、種子萌發等。

本題要求探討溫度逆境對採收後園產品的影響，包含正面與負面效應，並需舉例說明。溫度是影響採後園產品儲存、運輸和銷售的最關鍵環境因子之一，任何非最適溫度都可視為溫度逆境。

核心觀念： 溫度影響園產品採後所有生理、生化及物理過程的速率。過高或過低的溫度都會對產品品質造成不利影響，但也可能在特定條件下帶來益處。

解題思路：

1. 定義溫度逆境： 溫度逆境是指採後園產品所處的溫度非其最適生長或貯藏溫度，包括高溫（熱逆境）和低溫（冷逆境）。
2. 區分正面與負面影響： 分別思考溫度逆境可能帶來的有利和不利結果。
3. 舉例說明： 針對不同種類的園產品，具體說明溫度逆境如何產生正面或負面影響。

溫度逆境對採收後園產品的影響：

A. 負面影響 (Negativ e Impacts)

1. 高溫逆境 (Heat Stress)

   • 說明： 採後產品暴露於高於其最適溫度的環境中。
   • 影響：
     • 加速生理代謝： 呼吸作用、蒸散作用速率急劇升高，導致養分快速消耗，失水、失重、軟化、萎蔫。
     • 促進衰老： 加速乙烯合成與作用，促進離層酸生成，加速組織老化。
     • 誘發生理障礙： 高溫可能導致熱傷害，如組織變色、褐變、質地改變。
     • 增加病害發生： 高溫有利於許多採後病原菌的繁殖和侵染。
   • 舉例：
     • 葉菜類蔬菜（如生菜、菠菜）： 採後若處於 30°C 以上的環境，會在短時間內迅速萎蔫、黃化、失去鮮脆感，商品價值歸零。
     • 漿果類（如草莓、覆盆子）： 高溫會加速其軟化、腐敗，並因呼吸作用旺盛而縮短貯藏壽命。

2. 低溫逆境 (Cold Stress - 冷害)

   • 說明： 採後產品暴露於低於其最適溫度，但高於冰點的環境中。這是常見的溫度逆境，稱為冷害 (Chilling Injury)。
   • 影響：
     • 細胞膜損傷： 低溫改變細胞膜的流動性，導致膜結構破壞，離子外滲，細胞功能紊亂。
     • 生理代謝異常： 呼吸速率下降，但可能伴隨其他代謝途徑的異常，如脂肪酸組成改變，導致不飽和脂肪酸減少，飽和脂肪酸增加。
     • 影響後熟作用： 對於更年性水果，低溫會抑制乙烯的產生與作用，阻礙正常成熟過程，導致後熟障礙。
     • 誘發生理障礙： 出現凹陷、褐變（內褐、皮下褐）、異味、質地改變（如粉狀化）、易感病等症狀。
   • 舉例：
     • 番茄： 採收後若在 10°C 以下貯藏，會出現皮下褐變、組織軟化、風味物質合成受阻，即使恢復至室溫也無法正常後熟。

本題要求舉例說明一種園產品的採收後處理流程。採後處理的目的是維持或改善園產品的品質，延長其貯藏壽命，降低損耗。

核心觀念： 不同的園產品具有不同的生理特性和採後需求，因此其處理流程也各有差異。一個標準的採後處理流程通常包含幾個連續的步驟。

解題思路：

1. 選擇一種園產品： 選擇一種常見且處理流程較為典型的園產品。例如：蘋果、番茄、香蕉、柑橘、綠葉蔬菜等。這裡以「蘋果」為例。
2. 列出標準採後處理步驟： 按照時間順序，列出該產品採後會進行的主要處理環節。
3. 簡要說明各步驟的目的： 對每個步驟的目的進行簡短解釋。

舉例：蘋果的採後處理流程

蘋果是一種典型的更年性水果，採後仍需進行一系列處理以確保其品質和貯藏壽命。

1. 採收 (Harvesting)：

   • 說明： 在蘋果達到適當成熟度時進行採收。採收方法應盡量減少對果實的機械損傷，例如使用軟墊的採收籃，避免摔落。

2. 預冷 (Pre-cooling)：

   • 說明： 採收後盡快降低果實的田間熱。這是非常關鍵的一步，因為果實在田間的溫度較高，採收後若不及時降溫，呼吸作用旺盛，會加速品質衰敗。預冷方法包括強制通風冷卻、水冷卻等。
   • 目的： 快速移走果實的生理熱，降低呼吸速率，延緩生理代謝。

3. 分級與包裝 (Grading and Packing)：

   • 說明： 根據大小、色澤、形狀、有無病蟲害或機械損傷等標準對蘋果進行分級。然後將符合標準的蘋果進行包裝。包裝材料通常會考慮保濕、緩衝、透氣性等。
   • 目的： 統一產品規格，篩選出高品質果實，並提供保護，防止在運輸和銷售過程中受損。

4. 藥劑處理 (Chemical Treatment) / 塗膜處理 (Coating Treatment)：

   • 說明： 為了進一步延長貯藏壽命和保持品質，蘋果常會進行藥劑處理或塗膜處理。

本題要求說明氣調貯藏（Controlled Atmosphere Storage, CA）的原理，以及它對採後園產品生理的正面與潛在負面影響。氣調貯藏是延長園產品貯藏壽命的一種重要技術。

核心觀念： 氣調貯藏透過改變貯藏環境的氣體組成（降低氧氣、提高二氧化碳），來顯著抑制園產品的呼吸作用和乙烯作用，進而延緩衰老和生理障礙。

解題思路：

1. 原理說明： 解釋氣調貯藏如何透過控制 O₂ 和 CO₂ 濃度來影響園產品的生理代謝。
2. 正面影響： 闡述氣體成分改變對延緩衰老、抑制病害、保持品質的積極作用。
3. 負面影響： 探討不當的氣體配比或處理可能帶來的生理障礙。

一、氣調貯藏的原理 (Principle of Controlled Atmosphere Storage)

氣調貯藏的原理是透過精確控制貯藏環境（通常是低溫冷庫）中的氣體成分，主要目標是降低氧氣 (O₂) 濃度並提高二氧化碳 (CO₂) 濃度，以顯著抑制園產品的生理活動。

1. 降低氧氣 (O₂) 濃度：

   • 影響： 呼吸作用是園產品採後維持生命活動的基本過程，需要消耗氧氣並氧化有機物產生能量。降低 O₂ 濃度會直接減緩呼吸速率。
   • 作用： 減少有機物質的消耗（如醣類、有機酸），延緩乾物質損耗和失重。同時，低氧也抑制乙烯的生物合成和作用。

2. 提高二氧化碳 (CO₂) 濃度：

   • 影響： 提高 CO₂ 濃度可以抑制多種酶的活性，特別是與呼吸作用和乙烯生物合成相關的酶。它也能影響細胞膜的通透性。
   • 作用： 進一步減緩呼吸速率，抑制乙烯的產生和傳導，並可能抑制某些病原菌的生長。

典型的氣體配比：
對於大多數需要長期貯藏的蔬果，CA 貯藏的氣體配比通常是：

• 氧氣 (O₂) 濃度：1-3%
• 二氧化碳 (CO₂) 濃度：2-5%
• 氮氣 (N₂) 濃度：約 95-97% (作為填充氣體)
• 濕度：通常維持在 90-95%

二、對採收後園產品生理的正面影響 (Positive Impacts)

1. 顯著降低呼吸速率：

   • 說明： 透過降低 O₂ 和提高 CO₂，CA 貯藏可以將呼吸速率降低至常規冷藏的 1/2 到 1/10。
   • 益處： 大幅減少碳水化合物的消耗，延緩乾物質損耗、失重和風味物質的散失，從而延長產品的貨架壽命。

2. 延緩成熟與衰老：

   • 說明： 低 O₂ 和高 CO₂ 環境能抑制乙烯的生物合成和傳導，並減緩對乙烯的反應。
   • 益處： 對於更年性水果（如蘋果、梨），延緩其成熟過程，保持果實的硬度、酸度、脆度，延緩黃化和軟化。對非更年性水果和蔬菜，則能延緩衰老過程。

本題要求說明無氧呼吸對採後園產品的不良影響，以及如何判斷產品是否發生無氧呼吸生理障礙。無氧呼吸（或稱發酵）是植物在缺氧環境下的一種非正常代謝途徑。

核心觀念： 在缺氧條件下，園產品會從有氧呼吸轉向無氧呼吸，這雖然能暫時產生 ATP，但會產生對細胞有害的代謝產物，並導致嚴重的品質問題。

解題思路：

1. 不良影響： 闡述無氧呼吸的產物及其對產品品質、儲存壽命的破壞性作用。
2. 判斷方法： 提出可以通過哪些現象或檢測手段來判斷產品是否發生無氧呼吸障礙。

一、無氧呼吸對生鮮園產品採後品質與壽命的不良影響

當園產品處於缺氧環境（如極低氧的氣調貯藏、水淹、過度包裝等）時，其有氧呼吸會受阻，轉而進行無氧呼吸（發酵）。無氧呼吸的主要不良影響包括：

1. 產生酒精和乙醛：

   • 說明： 無氧呼吸的主要產物之一是酒精（乙醇）和乙醛。
   • 不良影響：
     • 毒性： 酒精和乙醛對植物細胞具有毒性，會破壞細胞膜結構和功能，導致細胞死亡。
     • 異味與異味： 產生明顯的酒精味、酸敗味或其他不良氣味，嚴重影響產品的風味。
     • 組織損傷： 導致組織軟化、褐變、甚至液化。

2. 產生乙烯（間接）：

   • 說明： 雖然無氧呼吸本身不直接產生乙烯，但缺氧和發酵產物會刺激植物體內乙烯的合成與釋放，進一步加速衰老。

3. 能量產生效率低：

   • 說明： 相較於有氧呼吸，無氧呼吸產生的 ATP 量極少。
   • 不良影響： 雖然不是直接的品質影響，但能量供應不足會影響細胞維持正常生理功能，間接加速衰敗。

4. pH 值下降：

   • 說明： 無氧呼吸的某些中間代謝產物，以及後續的發酵過程，可能導致細胞內 pH 值下降。
   • 不良影響： 改變酶的活性，影響細胞功能。

5. 加速腐敗：

   • 說明： 發酵產物（如酒精）可能創造有利於某些厭氧或兼性厭氧微生物生長的環境，加速產品的腐敗。

總結不良影響： 無氧呼吸的首要不良影響是產生有毒的代謝產物（酒精、乙醛），導致產品產生異味、風味變差、組織損傷（軟化、褐變），並可能加速腐敗，嚴重縮短產品的貯藏壽命。

二、如何判斷某一園產品是否遭受無氧呼吸生理障礙？

本題要求舉例說明乙烯對採收後生鮮園產品品質的利弊影響。乙烯是植物內源性氣體激素，在採後生理過程中扮演著重要角色。

核心觀念： 乙烯是啟動和協調多種採後生理反應的關鍵激素，其作用具有雙重性，對不同類型的園產品、不同生理過程會產生截然不同的影響。

解題思路：

1. 定義乙烯： 簡述乙烯是什麼以及它的基本作用。
2. 正面影響（利）： 闡述乙烯在哪些情況下對園產品品質是有益的，並舉例說明。
3. 負面影響（弊）： 闡述乙烯在哪些情況下對園產品品質是有害的，並舉例說明。

乙烯對採收後生鮮園產品品質的影響：

乙烯 (Ethylene, C₂H₄) 是一種簡單的不飽和烴類氣體，由植物體內合成，能調節多種發育和衰老過程。

一、正面影響 (利)

乙烯在啟動和協調更年性水果 (Climacteric Fruits) 的成熟過程中起著關鍵作用。透過乙烯的作用，這些水果在採後會經歷一系列顯著的品質轉變，達到最佳的食用狀態。

• 作用機制： 乙烯促進呼吸作用高峰的出現，啟動一系列與成熟相關的基因表達。
• 具體表現：
  • 澱粉轉化為糖： 提高甜度。
  • 果肉軟化： 透過降解細胞壁成分（如果膠、纖維素）。
  • 顏色改變： 葉綠素降解，類胡蘿蔔素和花青素合成，果實轉為鮮豔的色彩。
  • 風味物質形成： 合成酯類、醇類等揮發性化合物，產生特有的香氣。
  • 酸度下降： 有機酸被代謝利用。
• 舉例：
  • 香蕉 (Banana)： 採後綠色的硬香蕉，在乙烯作用下，會迅速轉變為黃色、柔軟、香甜，達到最佳食用期。沒有乙烯，香蕉就無法正常成熟。
  • 番茄 (Tomato)： 採收後綠色的番茄，在乙烯的作用下，會轉為紅色，質地變軟，風味物質增加，變得可食。

本題要求列出目前我國生鮮園產品檢疫處理的三種技術名稱、原理，並各舉一項適用產品。檢疫處理是為了防止有害生物（病蟲害）跨越國界傳播而進行的處理措施。

核心觀念： 檢疫處理的目標是殺滅或驅除潛在的有害生物，但同時要盡量降低對園產品本身的傷害。常用的處理技術包括物理、化學和生物方法。

解題思路：

1. 識別常見檢疫處理技術： 回想或查詢我國（或國際上常用）的園產品檢疫處理技術。
2. 選擇三種代表性技術： 挑選三種原理不同、應用廣泛的技術。
3. 說明原理： 闡述每種技術如何達到殺滅或驅除有害生物的目的。
4. 舉例說明： 針對每種技術，給出一個實際應用於某種園產品的例子。

我國生鮮園產品檢疫處理的三種技術：

1. 熱處理 (Heat Treatment)

   • 原理： 利用高溫（通常是水蒸氣、熱空氣或熱水）來殺滅寄生在園產品上或內部的有害生物（如昆蟲、螨蟲、線蟲、病原菌孢子等）。其殺滅機制是高溫會破壞生物體內的蛋白質結構和酶活性，導致其死亡。處理的溫度和時間需要精確控制，以確保有害生物被殺滅，同時對園產品造成的傷害最小。
   • 適用產品實例：
     • 芒果： 採後熱水處理（如 48-52°C 持續 5-10 分鐘）常用於殺滅芒果上的果蠅、炭疽病菌等。
     • 柑橘類水果： 溫水處理（如 45-50°C 持續 3-5 分鐘）可用於殺滅果實上的介殼蟲、病菌等。

2. 燻蒸處理 (Fumigation)

   • 原理： 利用化學燻蒸劑（如溴化甲烷 Methyl Bromide, 氰化物 Cyanide, 磷化氫 Phosphine 等）的氣體毒性，在密閉空間內滲透到園產品的表面或內部，殺滅有害生物。溴化甲烷曾是最常用的燻蒸劑，但因其破壞臭氧層，已逐漸被禁用或限制使用，轉而使用其他替代藥劑。
   • 適用產品實例：

本題要求解釋四個園產品處理學中的專有名詞，並說明其意義及重要性。每個名詞需獨立解釋。

核心觀念： 這些名詞代表了園產品採後處理中的關鍵概念、過程或現象，理解它們有助於掌握園產品的品質管理和貯藏技術。

解題思路：
對於每個名詞，需要：

1. 定義： 清楚解釋該名詞的含義。
2. 意義/原理： 說明該現象或過程發生的機制或目的。
3. 重要性： 闡述其在園產品處理學中的價值、應用或影響。

---

(1) Fruit Ripening (果實成熟)

• 意義/定義： 果實成熟是指果實從成熟期（生理成熟）到可食用品質期（品質成熟）轉變的一系列生理、生化和物理變化過程。這是一個不可逆的過程，通常伴隨著質地、風味、顏色和香氣的顯著改善，使其適合人類食用。
• 原理： 在更年性水果中，成熟過程受乙烯激素的調控，涉及澱粉轉化為糖、果膠降解導致軟化、葉綠素分解和類胡蘿蔔素/花青素合成、酸度下降、揮發性風味物質合成等。非更年性水果的成熟過程則較為緩慢，且對乙烯的反應較弱。
• 重要性：
  • 食用價值： 成熟是果實達到最佳食用品質的標誌，決定了其甜度、風味、質地和營養價值。
  • 市場銷售： 了解和控制果實成熟度是確定採收時間、貯藏條件和銷售策略的基礎，以確保產品在到達消費者時處於最佳狀態。
  • 貯藏壽命： 成熟過程也伴隨著衰老，成熟度越高的果實，其貯藏壽命通常越短。因此，控制成熟過程是延長貯藏壽命的關鍵。

---

(2) Curing in Tuber Crops (塊根塊莖作物之乾燥處理)

• 意義/定義： Curing（乾燥處理）是指對採收後的塊根塊莖作物（如馬鈴薯、地瓜、洋蔥、大蒜等）進行短時間、特定溫度和濕度條件下的處理，以促進傷口癒合、表皮硬化，並進行澱粉向糖的轉化（針對某些作物）。
• 原理：
  • 傷口癒合： 在較高的溫度（如 15-25°C）和較高的濕度（如 85-95%）條件下，塊根塊莖的表皮細胞會進行分裂和增生，形成一層保護性的栓質層，以防止採後傷口的水分散失和病原菌侵入。
  • 表皮硬化： 促進表皮細胞壁的木質化，增加其機械強度。
  • 澱粉轉化： 對於馬鈴薯，Curing 過程中的溫度（約 10-15°C）可以促進澱粉向還原糖（葡萄糖、果糖）的轉化，這對後續的長期貯藏有利，同時也能影響烹飪時的褐變程度。
• 重要性：
  • 延長貯藏壽命： 透過癒合傷口和硬化表皮，顯著降低採後病害的發生率，減少水分散失，從而延長塊根塊莖作物的貯藏期。
  • 提高商品品質： 增加產品的外觀吸引力，減少因機械損傷引起的腐敗。
  • 改善烹飪品質： 對於馬鈴薯，適當的 Curing 有助於改善其烹飪時的風味和褐變特性。

---

(3) Field Packing (田間包裝)