采后园艺产品在进行呼吸过程中,呼吸要消耗底物并释放能量。其中一部分能量转移到腺苷三磷酸(ATP)和还原型辅酶Ⅰ(NADH)分子中,用于合成新物质和维持生命活动;另一部分则以热量的形式释放出来,这一部分热量即为呼吸热。园艺产品采后呼吸作用旺盛,释放出大量的呼吸热,采收后及贮藏物流期间必须及时散热和降温,以避免包装内及贮藏物流微环境温度升高。因为温度升高会使呼吸增强,放出更多的热,从而形成恶性循环,缩短贮藏时间。例如,夏天采后的菜心如不及时降温,菜心包装内的温度可达约45℃或更高。为有效降低库温和运输工具的温度,需要计算出呼吸热,以便配置适当功率的制冷机,控制适宜的贮运温度。
每摩尔葡萄糖通过呼吸作用彻底氧化分解为CO2和水,可放出自由能2870千焦。在这个过程中形成36摩尔ATP,每形成1摩尔ATP需自由能30.51千焦,形成36摩尔ATP共消耗1098千焦,约占葡萄糖氧化放出自由能的38%。这就是说,其余62%(1772千焦)的自由能直接以热的形式释放。
根据呼吸反应消耗1摩尔己糖能产生6摩尔(264克)CO2,并放出2870千焦热能计算;每释放1毫克CO2,应同时释放10.87焦的热能。假设这些热能全部转变为呼吸热,则可以通过测定果蔬的呼吸强度计算呼吸热。以下是使用不同热量单位计算的公式:
呼吸热[焦/(千克·时)]=呼吸强度[毫克/(千克·时)]×10.87
呼吸热[卡/(千克·时)]=呼吸强度[毫克/(千克·时)]×2.553
呼吸热[千焦/(吨·天)]=呼吸强度[毫克/(千克·时)]×260.88
呼吸热[千卡/(千克·时)]=呼吸强度[毫克/(千克·时)]×61.27
例如,甘蓝在5℃的呼吸强度为24.8毫克/(千克·时),则每吨甘蓝每天产生的呼吸热为6469.824千焦(24.8×260.88)。