115 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》

此題為名詞解釋題，主要在測試考生對園產品處理學中重要概念的理解程度，包含生理學、貯藏技術及物理學原理。

(1) Yang Cycle：
Yang Cycle 指的是植物體內，特別是果實中，與成熟相關的代謝途徑。這個循環涉及到一系列的酵素反應，最終導向乙烯的生合成或作用。乙烯是植物最重要的後熟激素，能促進果實軟化、轉色、香氣形成等。理解 Yang Cycle 有助於我們控制果實的後熟過程，例如透過抑制乙烯生合成或阻斷其訊號傳遞來延緩成熟，延長貯藏壽命。
【答案】Yang Cycle 是指與植物，特別是果實成熟過程相關的代謝途徑，主要與乙烯的生合成或作用機制有關。其重要性在於理解與控制果實的後熟，例如透過調控此循環來延緩成熟，延長產品的貯藏壽命。

(2) Blackheart of Pineapple Fruit：
Blackheart 是鳳梨果實的一種生理病害，主要發生在低溫貯藏時。其特徵是果實中心部位出現褐色或黑色的組織，影響果實的外觀和商品價值。這種病害的發生與鳳梨對低溫的敏感性有關，可能與細胞膜損傷、酵素活性改變或代謝物質累積有關。了解 Blackheart 的成因有助於制定適當的低溫貯藏條件，避免或減輕其發生。
【答案】Blackheart of Pineapple Fruit 是指鳳梨果實在低溫貯藏時發生的生理障礙，導致果心組織褐變，影響商品價值。

真空預冷是一種利用降低環境氣壓，使產品內的水分蒸發吸熱來達到快速降溫的技術。

降溫原理：
真空預冷的主要原理是利用水的蒸發吸熱效應。當產品處於真空狀態下，其表面水分的飽和蒸氣壓降低，即使在較低的溫度下，水分也能夠快速蒸發。蒸發是一個吸熱過程，所吸收的熱量來自產品本身及其周圍的環境，因此能快速降低產品的溫度。此外，低壓環境也使得空氣的熱傳導和對流效率降低，但蒸發降溫的效果是主導。

適用園產品之特性：
真空預冷特別適用於具有以下特性的園產品：

1. 含水量高且表面有孔隙或切面：這類產品有利於水分蒸發，例如葉菜類（如萵苣、菠菜）、花椰菜、蘑菇、草莓等。
2. 對傳統預冷方式（如冰水預冷）敏感：例如某些水果，因其表面蠟質層較厚，水分不易滲透，或對冰水中的微生物敏感。

此題考查植物乙烯生合成途徑的兩種不同調控系統，是理解植物生長發育與逆境反應的關鍵。

高等植物的乙烯生合成主要透過一個兩階段的酵素途徑進行：
兩階段途徑：

1. 第一階段：從甲硫胺酸 (Methionine) 轉化為 S-腺苷甲硫胺酸 (S-adenosylmethionine, SAM)。
2. 第二階段：SAM 再經由酵素 ACC 合成酶 (ACC synthase, ACS) 催化，生成 1-胺基環丙烷-1-羧酸 (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid, ACC)。
3. 第三階段：ACC 再經由酵素 ACC 氧化酶 (ACC oxidase, ACO) 催化，最終生成乙烯。

系統-1 (System-1) 與 系統-2 (System-2) 的差別：
這兩種系統的區別主要在於其調控機制和所處的生理時期：

• 系統-1 (System-1)：
  • 意義：這是植物在正常生長發育過程中，持續低水平合成乙烯的基礎系統。它通常與植物的正常發育過程，如頂芽生長、根生長、葉片發育等相關。

此題考查大氣成分對園產品呼吸作用的影響，是調節貯藏環境以延長保鮮期的基礎。

生鮮園產品的呼吸作用是其代謝活動的主要表現，消耗有機養分並釋放二氧化碳、水和熱量。貯藏環境中的氣體組成份，特別是氧氣 (O2) 和二氧化碳 (CO2) 的濃度，對呼吸速率有顯著影響。

1. 氧氣 (O2) 的影響：

   • 高氧氣濃度：在極高濃度的氧氣下（超過正常大氣濃度），會促進呼吸作用，加速有機養分的消耗，並可能產生有害的自由基，加速衰老。
   • 正常大氣濃度 (約 21%)：這是維持正常呼吸作用的關鍵濃度。
   • 低氧氣濃度：降低氧氣濃度（例如在受控氣氛貯藏 CA 中，O2 濃度可降至 1-5%）會顯著抑制呼吸速率。這是因為呼吸作用需要氧氣作為最終電子接受者，氧氣濃度降低會減緩電子傳遞鏈的速率。然而，氧氣濃度過低（例如低於 1-2%），可能會導致無氧呼吸或酒精發酵，產生不良的代謝產物（如乙醇、乙醛），對產品造成損害（如異味、風味改變）。

2. 二氧化碳 (CO2) 的影響：

   • 正常大氣濃度 (約 0.04%)：此濃度對呼吸速率影響不大。

此題考查植物檢疫處理在園產品流通中的重要性及其實際操作方法。

檢疫處理的目的：
植物檢疫處理的主要目的是為了防止有害生物（包括病原菌、害蟲、雜草種子等）隨同園產品的國際或國內調運而傳播，避免對進口地區的農業生產、生態環境或公共衛生造成危害。具體而言，其目的包括：

1. 防止有害生物入侵與擴散：阻止檢疫對象（如特定種類的病蟲害）進入新的區域或在國內不同區域間傳播。
2. 保護農業生產：保護當地農作物免受外來有害生物的侵害，維護農業生產的穩定和經濟效益。
3. 維護生態平衡：防止外來入侵物種破壞當地原有的生態系統。
4. 符合國際貿易規定：滿足進口國家的植物檢疫要求，確保產品能夠順利通關和進入市場。

實施方法：
植物檢疫處理的方法多樣，需根據有害生物的種類、園產品的特性以及法規要求來選擇。常見的處理方法包括：

1. 熱處理 (Heat Treatment, HT)：

   • 原理：利用高溫殺滅有害生物。
   • 方法：包括水熱處理（如溫水浸漬）、乾熱處理（如熱空氣處理）或蒸氣處理。溫度和處理時間需嚴格控制，以殺滅目標生物又不損害園產品品質。
   • 適用：如用於殺滅果蠅、線蟲等。

2. 冷處理 (Cold Treatment, CT)：

   • 原理：利用低溫抑制或殺滅有害生物。
   • 方法：將產品在特定低溫下（如 0-2°C）貯藏一段較長時間（如 2-4 週）。

此題考查採收時機（成熟度）對園產品採收後品質的關鍵影響，是決定產品商品價值與貯藏壽命的重要因素。

採收成熟度是指園產品在採收時所處的生理發育階段，它直接影響到產品的後續品質變化、風味、質地、營養價值、貯藏壽命以及加工適性。

採收成熟度對品質的影響：

1. 風味與香氣：

   • 未成熟：風味不佳，糖度低，酸度高，缺乏應有的香氣物質。
   • 適熟：風味最佳，糖、酸比例協調，香氣物質含量豐富。
   • 過熟：風味可能變差，出現霉味、酒味，香氣物質可能分解或揮發。

2. 質地與口感：

   • 未成熟：質地堅硬，口感粗糙。
   • 適熟：質地適中，軟硬度、脆度、多汁性均佳。
   • 過熟：質地軟爛，失去原有口感，甚至出現粉狀或木質化。

3. 外觀：

   • 未成熟：顏色可能不夠鮮豔（如綠色未轉紅），大小未達標準。
   • 適熟：顏色、大小、形狀符合市場需求。
   • 過熟：易出現軟化、皺縮、褐變、病斑，影響外觀吸引力。

此題旨在比較兩類果實在採收後生理代謝活動上的差異，特別是乙烯的產生與響應。

果實的後熟（Ripening）是指果實在採收後，經歷一系列生理、生化及形態上的變化，從而達到可食用狀態的過程。根據採收後乙烯產生速率的變化模式，果實可分為更年性果實（Climacteric Fruits）和非更年性果實（Non-climacteric Fruits）。

更年性果實 (Climacteric Fruits)：

• 後熟行為特徵：
  • 採收後乙烯產生高峰：在採收後，其乙烯產生速率會顯著增加，達到一個高峰（Climacteric rise），然後逐漸下降。
  • 呼吸速率高峰：與乙烯產生高峰同步或稍後，其呼吸速率也會出現一個高峰（Climacteric rise in respiration），即呼吸商（RQ）急劇升高。
  • 對乙烯敏感：對外源乙烯的響應非常明顯，施加乙烯可以誘導或加速後熟過程。
  • 後熟過程：可以在採收後繼續成熟，即使已經離開植株。
• 例子：香蕉、番茄、蘋果、梨、酪梨、芒果、木瓜、桃子等。

非更年性果實 (Non-climacteric Fruits)：

• 後熟行為特徵：
  • 採收後乙烯產生穩定或下降：在採收後，乙烯的產生速率保持在較低水平，或隨時間緩慢下降，不會出現顯著的乙烯產生高峰。
  • 呼吸速率穩定或下降：呼吸速率在採收後也相對穩定或緩慢下降，不會出現呼吸高峰。
  • 對乙烯不敏感或響應較弱：施加乙烯對其後熟過程的影響很小，或僅能延緩衰老。
  • 後熟過程：主要在植株上成熟，採收後成熟度變化不大，主要是衰老過程。
• 例子：柑橘類（橘子、檸檬）、葡萄、櫻桃、草莓、鳳梨、西瓜等。

主要差異總結：

此題考查切花保鮮劑的組成及其作用機制，是提升切花商品價值與延長觀賞期的一項重要技術。

切花保鮮劑（Flower Preservative）通常是含有多種成分的混合物，旨在為切花提供最佳的生理環境，延緩衰老，保持鮮豔的外觀。一般包含三類主要成分：

1. 醣類 (Carbohydrates)：

   • 主要成分：蔗糖 (Sucrose) 是最常見的醣類來源。
   • 用途：切花在採摘後失去根部供應，無法進行光合作用，因此需要外部的碳水化合物作為能量來源，維持其生命活動和呼吸作用。蔗糖能被切花吸收利用，提供能量，延緩衰老，並有助於維持花的顏色和形態。

2. 酸化劑 (Acidifying Agent)：

   • 主要成分：檸檬酸 (Citric Acid)、蘋果酸 (Malic Acid)、磷酸 (Phosphoric Acid) 等。
   • 用途：
     • 降低pH值：將保鮮液的pH值調整至弱酸性（通常為 3.5-4.5）。
     • 提高吸水性：在弱酸性條件下，切花莖部的導管（xylem）更容易吸水，因為細胞膜的帶電狀態改變，有助於水的滲透。
     • 抑制微生物生長：低pH值環境不利於細菌和真菌的繁殖。切花瓶中的微生物會堵塞導管，阻礙水分吸收，導致切花萎蔫。

此題考查園產品分級選別的非傳統物理指標，主要用於評估產品的內部品質、成熟度或生理狀態，而非僅僅是外觀尺寸。

非破壞性分級（Non-destructive grading）是指在不損害產品完整性和品質的前提下，對其進行分級。除了常見的形狀、重量、大小、長短等外觀和尺寸指標外，還有許多內部品質指標可以應用。

以下列舉三種非破壞性分級選別指標及其測量方法：

1. 顏色 (Color)：

   • 指標意義：顏色是判斷果實成熟度、品種、以及是否存在病斑或褐變的重要指標。例如，番茄的紅色程度、蘋果的紅潤度、柑橘類果實的轉色情況等，都與其風味、可溶性固形物含量和貯藏性有關。
   • 測量方法：
     • 目視法：人工觀察顏色，但主觀性強，不適用於大規模、精確的分級。
     • 色差儀 (Colorimeter) / 分光光度計 (Spectrophotometer)：利用儀器測量產品表面的反射光譜，以 Lab* 值（亮度、紅綠色度、黃藍色度）等標準化數值來量化顏色，精確且客觀。
     • 影像分析系統 (Image Analysis System)：結合攝影機和影像處理軟體，自動識別和量化產品表面的顏色分佈，可同時檢測顏色均勻性、是否有斑點等。

2. 硬度/脆度 (Firmness/Crispness)：

   • 指標意義：硬度是衡量果實成熟度、新鮮度和貯藏性的重要指標。例如，蘋果、梨、桃子等水果的硬度直接影響其口感和可食用品質。過軟的果實可能過熟，易受損；過硬的果實可能未成熟。
   • 測量方法：
     • 壓痕試驗 (Penetration Test)：使用專門的儀器（如質地分析儀 Texture Analyzer，或專用的果實硬度計 penetrometer），將一個探頭（如圓錐形、圓柱形）插入果實，測量所需的力。