การหายใจของผลิตผลหลังเก็บเกี่ยว

2. การหายใจของผลิตผลหลังเก็บเกี่ยว

3. การจัดการหลังการเก็บเกี่ยวจึงต้องกระทำด้วยความระมัดระวัง และต้องคำนึงเสมอว่ากำลังปฏิบัติต่อสิ่งที่มีชีวิต เซลล์ของสิ่งที่มีชีวิตทุกชนิด ต้องการพลังงานจำนวนหนึ่ง เพื่อใช้ในการสังเคราะห์สารต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับเมตาโบลิสม์ของเซลล์ จึงมีการหายใจเพื่อให้ได้ก๊าซออกซิเจนเพื่อนำไปออกซิไดซ์สารอาหารต่างๆที่มีอยู่ภายในเซลล์ให้เป็นพลังงานเพื่อให้กระบวนการต่างๆภายในเซลล์ดำเนินต่อไป ทำให้ดำรงชีวิตอยู่ได้

4. พลังงานที่เกิดขึ้นจากการหายใจอยู่ในรูปของพลังงานเคมีที่สะสมอยู่ที่แขนที่ 3 ของ adenosine triphosphate หรือ ATP ซึ่งแขนนี้เมื่อถูกไฮโดรไลซ์ จะให้พลังงานซึ่งใช้ในกระบวนการต่างๆ ตลอดจนใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของพืช จุดประสงค์หลักของการหายใจเกิดขึ้นก็เพื่อที่จะสร้าง ATP ให้เพียงพอต่อความต้องการของเซลล์ ชนิดของการหายใจ 1. การหายใจที่ใช้ออกซิเจน (Aerobic respiration) C6H12O6 + 6O2-----------------------------------> 6CO2 + 6 H2O + พลังงาน

5. เนื่องจากพืชสะสมคาร์โบไฮเดรทไว้ในรูปของแป้ง ซึ่งจะถูกสลายให้เป็นน้ำตาลเสียก่อน โดยอาศัยเอนไซม์อะมัยเลส (Amylase) และมอลเตส (Maltase) พืชบางชนิดยังสะสมคาร์โบไฮเดรทไว้ในรูปของน้ำตาลซูโครส ซึ่งเซลล์ของพืชจะเปลี่ยนให้เป็นน้ำตาลกลูโคส โดยอาศัยปฏิกิริยาต่างๆ น้ำตาลกลูโคสที่ได้จากปฏิกิริยาดังกล่าวจะถูกออกซิไดซ์ผ่านวิถี และวงจรเมตาโบลิสม์ต่างๆ ได้แก่

6. ก. วิถีไกลโคไลสิส (Glycolysis) ซึ่งเป็นการเปลี่ยนโมเลกุลของน้ำตาลกลูโคสให้เป็นกรดไพรูวิค (Pyruvic acid) วิถีไกลโคไลสิสนี้เกิดขึ้นในไซโตพลาสม์ของเซลล์โดยที่น้ำตาลกลูโคสจะถูกออกซิไดซ์เป็นสารต่างๆ จนในที่สุดเกิดเป็นกรดไพรูวิค วิถีไกลโคไลสิสนี้เป็นขั้นตอนของการหายใจที่ยังไม่ต้องการออกซิเจน ผลที่ได้รับจากวิถีไกลโคไลสิส คือ พลังงานในรูปของ ATP และ NADH ซึ่งต่อไปจะเปลี่ยนเป็น ATP ในกระบวนการถ่ายทอดอิเลคตรอนในไมโตคอนเดรีย

7. ข. วงจรเครบส์ (Krebs'cycle) หรือ Tricarboxylic acid cycle (TCA cycle) ดังรูปที่ 4.3 ปฏิกิริยาในวงจรเครบส์เป็นการเปลี่ยนกรดไพรูวิคให้เป็น คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และพลังงาน โดยพลังงานบางส่วน และน้ำเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของ NADH และ FADH2 ผ่านเข้าสู่กระบวนการถ่ายทอดอิเลคตรอน หรือ Oxidative Phosphorylation ซึ่งปฏิกิริยาทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในไมโตคอนเดรียของเซลล์ และเป็นขั้นตอนการหายใจที่ต้องใช้ก๊าซออกซิเจน ATP----------------------------------------> ADP + Pi + พลังงาน

11. พลังงานที่ได้นี้ส่วนหนึ่งจะถูกนำไปใช้ในปฏิกิริยาการสังเคราะห์สารต่างๆ ภายในเซลล์ของพืช และอีกส่วนหนึ่งจะถูกคายออกสู่ภายนอก ในรูปของพลังงานความร้อนเรียกว่า Vital heat 2. การหายใจที่ไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic respiration) การหายใจชนิดนี้บางทีเรียกว่า การหมัก (Fermentation) เป็นการหายใจที่ไม่ใช้ออกซิเจน หรือใช้ในจำนวนจำกัด ปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นเป็นการสลายน้ำตาลกลูโคสผ่านวิถีไกลโคไลสิส เช่นเดียวกัน แต่กรดไพรูวิคจะถูกเปลี่ยนต่อเป็นกรดแลคติคหรือเป็นสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ เช่น อะซิทัลดีไฮด์ และเอทธิลแอลกอฮอล์ เป็นต้น

14. การหายใจที่ไม่ใช้ออกซิเจนจะให้พลังงานน้อยกว่าการหายใจที่ใช้ออกซิเจน ซึ่งโดยปกติผลิตผลทางการเกษตรทุกชนิดจะมีการหายใจที่ใช้ออกซิเจน แต่ในการเก็บรักษาบางสภาวะที่มีการลดปริมาณออกซิเจนลงต่ำกว่าปกติ ทำให้ออกซิเจนในบรรยากาศอาจมีไม่เพียงพอที่จะรักษาระดับของการหายใจที่ใช้ออกซิเจนได้ ทำให้เกิดการหายใจที่ไม่ใช้ออกซิเจน หรือใช้ออกซิเจนในปริมาณจำกัดได้ ความเข้มข้นต่ำสุดของออกซิเจนที่จะทำให้เกิดการหายใจที่ไม่ใช้ออกซิเจนนั้น จะผันแปรไปตามชนิดของเนื้อเยื่อ พันธุ์ ความแก่อ่อน และอุณหภูมิ อัตราการหายใจ อัตราการหายใจ หมายถึง น้ำหนักหรือปริมาตรของออกซิเจนที่ใช้ หรือคาร์บอนไดออกไซด์ที่คายออกมา ต่อหน่วยน้ำหนักต่อหน่วยเวลา (มิลลิกรัม หรือมิลลิลิตรต่อกิโลกรัมต่อชั่วโมง)

15. การวัดอัตราการหายใจจึงเป็นการวัดปริมาณออกซิเจนที่ใช้ในการหายใจหรือคาร์บอนไดออกไซด์ ที่คายออกมาเป็นหน่วยปริมาตร(มิลลิลิตร) หรือหน่วยน้ำหนัก(มิลลิกรัม) ต่อหน่วยน้ำหนักของผักหรือผลไม้ต่อหน่วยเวลา อัตราการหายใจเป็นดัชนีที่ชี้ให้เห็นถึงอัตราเร็วของปฏิกิริยาออกซิเดชั่น ของสารอาหารในเมตาโบลิสม์ ที่เกิดขึ้นภายในเซลล์หรือเนื้อเยื่อของผลิตผลทางการเกษตรและสามารถ บอกถึงอายุการเก็บรักษาของผลิตผลด้วยว่าจะเก็บรักษาได้นานเท่าไร ผลิตผลที่มีอัตราการหายใจสูงมักจะเก็บรักษาได้ไม่นาน ในทางตรงกันข้าม ผลิตผลที่มีอัตราการหายใจต่ำจะเก็บรักษาได้นาน

16. อัตราการหายใจของผลิตผลพืชสวนบางชนิด

17. Temperature Quotient นักเคมีชาวดัช ชื่อ Van't Hoff กล่าวว่า อัตราการเปลี่ยนแปลงปฏิกิริยาทางเคมีจะเพิ่มขึ้นเป็น 2-3 เท่า เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น 10 องศาเซลเซียส หรือ 18 องศาฟาเรนไฮต์ เรียกว่า Temperature Quotient (Q10)

19. Q10 = R2 = ค่าคงที่ประมาณ 2-3 • R1 • เมื่อ R1 = อัตราเร็วของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิหนึ่ง • R2 = อัตราเร็วของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูงขึ้น 10 องศาเซลเซียส • ต่อมาได้มีการปรับปรุงให้เป็นสมการใหม่ • Q10 = (R2) 10/(t2-t1) • R1 • เมื่อ t2 และ t1 คือ อุณหภูมิเป็นองศาเซลเซียสของปฏิกิริยาที่มีอัตราเร็วเป็น R2 และ R1 ตามลำดับ • สูตรนี้ใช้คำนวณหาอัตราเร็วของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิใดก็ได้

20. ประโยชน์ของค่า Q10 เนื่องจากอัตราการหายใจของสิ่งที่มีชีวิตผันแปรขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ถ้าทราบอัตราการหายใจที่อุณหภูมิใดอุณหภูมิหนึ่งแล้ว สามารถจะคำนวณหาอัตราการหายใจที่อุณหภูมิอื่นๆ ได้ ซึ่งเป็นการช่วยประหยัดเงินและเวลาที่ใช้ อย่างไรก็ตามอัตราการหายใจของผลิตผลมิได้อยู่ในอัตรา ดังกล่าวเสมอไป ค่า Q10 มักจะเปลี่ยนไปตามช่วงของอุณหภูมิ ถ้าค่า Q10 เท่ากับ 1 แสดงว่าอัตราการหายใจหรืออัตราเร็วของปฏิกิริยาไม่มีการเปลี่ยนแปลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 องศาเซลเซียส แต่ถ้าค่า Q10 ต่ำกว่า 1 แสดงว่าอัตราการหายใจหรืออัตราเร็วของปฏิกิริยาจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

21. อย่างไรก็ดีอัตราเร็วของปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นในสิ่งที่มีชีวิต จะเกิดขึ้นในช่วงอุณหภูมิหนึ่งเท่านั้น ซึ่งช่วงอุณหภูมิดังกล่าวเรียกว่า physiological temperature ค่า Q10 ของปฏิกิริยาทางเคมีในสิ่งที่มีชีวิตจะไม่คงที่ ค่า Q10 จะสูงสุดในช่วงอุณหภูมิ 1 - 10 องศาเซลเซียส ซึ่งอาจจะสูงถึง 7 เท่า แต่เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 10 องศาเซลเซียส ค่า Q10 จะลดลงเหลือประมาณ 2-3 เท่า ค่า Q10 จะผันแปรตามอุณหภูมิดังนี้

22. ผลของอุณหภูมิต่ออัตราการสูญเสียของผลิตผล s

23. Respiratory Quotient (R.Q.) C6H12O6 + 6O2----------------------> 6CO2 + 6H2O + 673 กิโลแคลอรี่ R.Q. = 6 ปริมาตร CO2 = 1 6 ปริมาตร O2 C4 H6 O5 + 3 O2 ---------------------------> 4 CO2 + 3 H2 O C18H36O2 + 26O2----------------------------> 18CO2 + 18H2O + พลังงาน R.Q. = 18 ปริมาตร CO2 = 0.7 26 ปริมาตร O2

24. การหายใจที่ทำให้ R.Q. มีค่าสูงๆ มักเป็นการหายใจที่ไม่ใช้ออกซิเจนหรือใช้ในจำนวนจำกัด หรืออาจพบได้ในภาวะที่มีคาร์โบไฮเดรทมาก บางส่วนของกลูโคสจะถูกเปลี่ยนเป็นไขมันสะสมไว้ ไขมันเป็นสารประกอบที่มีออกซิเจนภายในโมเลกุลน้อย ทำให้มีออกซิเจนถูกปล่อยออกมาในเซลล์ และถูกนำไปใช้ออกซิไดซ์สารอาหาร ทำให้เซลล์ใช้ออกซิเจนจากการหายใจน้อยลง มีผลทำให้ค่า R.Q. สูงขึ้นได้ โดยทั่วๆ ไป ผลไม้ถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มตามอัตราการหายใจระหว่างการสุกได้เป็น 2 กลุ่มได้แก่ 1. กลุ่มของผลไม้ที่มีอัตราการหายใจเพิ่มสูงขึ้นระหว่างผลไม้สุกเรียกว่า Climacteric fruit 2. กลุ่มของผลไม้ที่อัตราการหายใจไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างที่ผลไม้สุกเรียกว่า Non-climacteric fruit

26. ลักษณะของผลไม้ Climacteric และ Non-climacteric Climacteric Non-climacteric 1. มักจะสุกและมีคุณภาพดีเมื่อ นำมาบ่ม 1. สุกอยู่กับต้น 2. สังเคราะห์เอทธิลีนเป็นจำนวนมากในระหว่างกระบวนการสุก 2. สังเคราะห์เอทธิลีนได้น้อย 3. ใช้เอทธิลีนกระตุ้นให้เกิดการหายใจแบบ climacteric ในปริมาณต่ำ 3. เอทธิลีนกระตุ้นการหายใจ ให้สูงขึ้นได้โดยอัตราจะผันแปร ไปตามปริมาณเอทธิลีน 4. มีการเพิ่มอัตราการหายใจเพียง 1 ครั้งเมื่อตอบสนองต่อเอทธิลีน 4. การหายใจเพิ่มขึ้นได้มากกว่า 1 ครั้งเมื่อตอบสนองต่อเอทธิลีน

27. การแบ่งผลไม้ ตามลักษณะของการหายใจ ในระหว่างการสุก Climacteric Fruits Non-Climacteric Fruits แอปเปิล (Malussylvestris) corymbosum) บลูเบอรี่ (Vaccinium อะพริคอท (Prunusarmeniaca) เชอรี่ หวาน (Prunusavium) เปรี้ยว (P.cerasus) อะโวคาโด (Perseaamericana) กล้วย (Musa sp.) Cherimoya (Annonacherimolia) แตงกวา (Cucumissativus) ผลกีวี (Actinidiachinensis) องุ่น (Vitisvinifera) Feijoa (Accasellowiana) มะนาว (Citruslimonia)

28. Climacteric Fruits Non-Climacteric Fruits มะเดื่อ (Ficuscarica) สับปะรด (Ananascomosus) มะม่วง (Mangiferaindica) ส้ม (Citrusreticulata) สตรอเบอรี่ (Fragaria sp.) แตงเทศ (Cucumismelo) มะละกอ (Caricapapaya) ส้ม (Citrussinensis) กะทกรกฝรั่ง (Passifloraedulis) ส้มโอ (Citrusgrandis) มะม่วงหิมพานต์(Anacardiumoccidentale) ท้อ (Prunuspersica) สาลี่ (Pyruscommunis) ลิ้นจี่ (Litchichinensis) พลับ (Diospyroskaki) ลำไย (Euphorialongana)

29. Climacteric Fruits Non-Climacteric Fruits พลัม (Prunus sp.) ชมพู่ (Eugeniajamboo) มะเขือเทศ (Lycopersiconesculentum) มะเขือเทศ (-nor) มะเขือเทศ (-rin) ฝรั่ง (Psidiumguajava) แตงโม (Citrullusvulgaris) สาเก (Artocarpusaltilis)

30. การหายใจแบบ Non-climacteric การหายใจแบบ Climacteric นั้น ในผลไม้จะเกิดขึ้นโดยมีความสัมพันธ์กับการสุกของผลไม้ แต่การหายใจแบบ Climacteric อาจจะเกิดขึ้นกับเนื้อเยื่ออื่น ๆ นอกเหนือจากผลๆไม้ได้เช่น เกิดกับดอกไม้บางชนิด มีผู้ให้คำจำกัดความของคำว่า Climacteric ที่สัมพันธ์กับการสุกของผลไม้ว่า เป็นการเปลี่ยนแปลงทางฟิสิกส์ เคมี สรีรวิทยา และเมตาโลลิสม์ ซึ่งสัมพันธ์กับการเพิ่มชั้นของอัตราการหายใจซึ่ง Climacteric จะเกิดขึ้นในช่วงการเจริญเติบโตระหว่างการแก่ถึงการเสื่อมสภาพและตาย

31. การหายใจของผลไม้ แบบ Climacteric สามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ขั้นตอน คือ 1. Pre-Climacteric เป็นช่วงที่มีการหายใจในอัตราที่ต่ำก่อนที่จะมีการหายใจเพิ่มขึ้น 2. Climacteric เป็นช่วงที่การหายใจเพิ่มอัตราขึ้นอย่างมาก 3. Climacteric Peak เป็นจุดที่มีอัตราการหายใจสูงที่สุด ช่วงนี้ผลไม้จะมีคุณภาพที่เหมาะสมต่อการบริโภค 4. Post-Climacteric เป็นช่วงหลังจากที่อัตราการหายใจเพิ่มขึ้นสูงที่สุดแล้วอัตราการหายใจจะลดลง

32. ระยะเวลาระหว่างการเก็บเกี่ยวจนถึงช่วง pre-climacteric หรือ climacteric peak จะยาวหรือสั้นขึ้นอยู่กับความแก่ของผลไม้นั้นๆ และสภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิและการหมุนเวียนของอากาศ

37. การหายใจที่ทนต่อไซยาไนด์การหายใจที่ทนต่อไซยาไนด์ โดยทั่วไปการหายใจของพืชต่างจากการหายใจของสัตว์อยู่ 2 ลักษณะ คือ พืชสามารถมีชีวิตอยู่ต่อไปได้อีกนาน ในภาวะที่ขาดออกซิเจน แต่สัตว์มักจะตายทันทีเมื่อขาดออกซิเจน และถ้าสัตว์ได้รับสารพิษ เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ หรือไซยาไนด์ จะทำให้สัตว์ตายทันที ในขณะที่พืชอาจจะไม่เกิดผลร้ายอะไรเลยบางครั้งยังอาจจะกระตุ้น อัตราการแลกเปลี่ยนก๊าซของพืชด้วย ดังนั้นลักษณะเฉพาะของการหายใจของพืช คือ สามารถทนทานต่อสารระงับการหายใจได้ เรียกว่า Cyanide-resistant respiration

41. หน้าที่ของการหายใจที่ทนต่อไซยาไนด์ มีดังนี้ 1. Thermogenesis เช่นใน Araceae ซึ่งดอกจะมีการหายใจสูงมาก โดยใช้ non phosphorylation alternative pathway ทำให้เกิดการสะสมความร้อนมาก ซึ่งถ้าปล่อยความร้อนออกมาจะวัดได้ประมาณ 10-15 องศาเซลเซียส การเกิดความร้อนทำให้เนื้อเยื่อของ Spadix ปล่อยสารระเหยซึ่งดึงดูดแมลงมาผสมเกสร 2. สลายไซยาไนด์ ในพืชบางชนิดมีการสะสมไซยาไนด์ ในสภาพของน้ำตาล เช่น มันสำปะหลัง ในรากของมันสำปะหลังนั้น เมื่อหั่นฝานเป็นชิ้นบางๆ จะมีการหายใจเพิ่มขึ้น ทั้งนี้เพราะในขณะที่เนื้อเยื่อถูกทำลายนั้น ไซยาไนด์จะถูกปล่อยออกมาจากเนื้อเยื่อ โดยอาศัยเอนไซม์ b-glucosidases และ เอนไซม์ hydroxy nitrite lyase ซึ่งไซยาไนด์ที่ออกมานี้จะถูกทำลายโดยเอนไซม์ b-cyanoalanine synthase ทำงานร่วมกับเอนไซม์ไฮโดรเลสเปลี่ยนไซยาไนด์เป็นแอสปาราจีน (asparagine)

42. 3. ลดปริมาณของ Reducing power เช่น NADH จะถูกออกซิไดซ์แล้วให้ ATP 1 โมเลกุล (ปกติจะให้ 1-3 โมเลกุล) และ NADH ที่อยู่นอกไมโตคอนเดรีย จะถูกออกซิไดซ์โดยไม่ให้ ATP ทำให้ ATP ในเซลล์มีปริมาณน้อย มักจะเกิดขึ้นเมื่อ ATP ในเซลล์มีมากเกินความต้องการ 4. Malate Oxidation Malate เป็นสารเริ่มต้นที่สำคัญในเซลล์โดยมีเอนไซม์ Malate dehydrogenase เป็นเอนไซม์ที่สำคัญที่พบได้ในทุกส่วนของเซลล์ เช่น ในไมโตคอนเดรีย Cytosol และพลาสติด ซึ่งการทำงานของเอนไซม์ Malate dehydrogenase จะเกี่ยวพันกับการหายใจที่ทนต่อไซยาไนด์

43. วิธีการวัดอัตราการหายใจวิธีการวัดอัตราการหายใจ 1. การวัดอัตราการหายไปของสารเริ่มต้น (Loss Substrate) ในทางทฤษฎีนั้น สามารถวัดอัตราการหายใจของผลิตผลในระหว่างการเก็บรักษาได้โดยการวัดการสูญเสียน้ำหนักแห้ง น้ำหนักแห้งจะลดลงอย่างรวดเร็ว เมื่อเก็บรักษาผลิตผลในที่ๆ มีอุณหภูมิสูง ในการใช้น้ำตาลเฮกโซส เป็นสารเริ่มต้น พบว่าน้ำตาลจะถูกใช้ไป 180 กรัม เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ถูกปล่อยออกมา 264 กรัม อัตราการลดลงของน้ำหนักแห้งสามารถ คาดคะเนได้โดยใช้สูตร อัตราการลดลงของน้ำหนัก = อัตราการหายใจ(มิลลิกรัม CO2/กก.-ชม.) x 180 (กรัมต่อกิโลกรัมต่อชั่วโมง) 1000 มิลลิกรัม/กรัม 264 หรือ

44. เปอร์เซ็นต์น้ำหนักแห้งที่ลดลงต่อชั่วโมง = มิลลิกรัม CO2/กก.-ชม. x 0.68 (กรัม/100 กรัม) 10,000 ตัวอย่าง เช่น หอมหัวใหญ่ ซึ่งเก็บรักษาไว้ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส จะมีอัตราการหายใจประมาณ 35 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมต่อชั่วโมง สามารถจะคำนวณหาน้ำหนักแห้งที่สูญเสียไปหลังจากการเก็บรักษาไว้นาน 1 เดือน ได้ดังนี้ เปอร์เซ็นต์น้ำหนักแห้งที่ลดลงต่อชั่วโมง = 35 x 0.68 10,000 = 0.0024 % เปอร์เซ็นต์น้ำหนักแห้งที่ลดลงต่อเดือน = 0.0024 x 24 x 30 = 1.73 %

45. Musk melon 100 kg มีความชื้น 90 % เก็บรักษาที่ 5๐C และมีอัตราการหายใจที่ 9 mg CO2 / kg/ hr และสูญเสียน้ำหนัก 3% / วัน ทุก 180 g ของน้ำตาลจะเสียไป (ถูก Oxidized) CO2จะเกิด 264 g ดังนั้นอัตราการสูญเสียน้ำหนักเท่ากับ Glucose / kg fresh wt / วัน = [mg CO2/ kg / hr] x 180 [24 hr] 1,000 mg / g 264 day = 9 mg CO2 / kg / hr x 160 x 24 1,000 mg / g 264 = 0.147 g / kg / วัน = 14.78 / 100 kg / วัน

46. ผ่านอากาศ 100 ml /min ไปในภาชนะบรรจุผลไม้หนัก 1 kg พบว่าความเข้มข้นของ CO2 มีเทากับ 0.5 % v/v อัตราการหายใจเท่ากับเท่าไร ใน 1 ชม. มีอากาศไหล = 100 x 60 = 6,000 ml ที่มี CO2 = 6,000 x 0.5 = 30 ml 100 CO2 30 ml หนัก 30 x 1.84* = 55.2 mg ผลไม้ 1 kg สร้าง CO2 55.2 mg / hr / kg อัตราการหายใจ = 55.2 mg / hr / kg Gas 1 g-mole มีปริมาตร 22.4 ลิตร ที่ 0๐C 1 บรรยากาศ CO2 1 g-mole หนัก 44 gm CO2 22,400 ml หนัก 44000 mgm CO2 1 ml หนัก 44,000= 1.96 mg 22,400

47. 2. การวัดอัตราการแลกเปลี่ยนก๊าซ (Measurement of Gas Exchange) 2.1 ระบบปิด (Static System) เนื้อเยื่อจะถูกเก็บไว้ที่ภาชนะที่ปิดสนิท ทำให้มีการสะสมคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มมากขึ้น หรือมีการใช้ออกซิเจน ทำให้ออกซิเจนในสภาพอากาศปกติลดน้อยลง วิธีนี้ใช้ได้ในระยะเวลาสั้นๆ และใช้กับเนื้อเยื่อขนาดเล็ก เช่น ยอด ตาดอก ตาใบ เป็นต้น ข้อเสียของวิธีนี้ คือ มีการสะสมก๊าซเช่น คาร์บอนไดออกไซด์ และ เอทธิลีน ซึ่งอาจจะทำให้การหายใจเปลี่ยนไปหรือเนื้อเยื่อเปลี่ยนสภาพไป ซึ่งปรากฏการณ์เหล่านี้อาจจะป้องกันได้โดยใช้สารละลายด่าง และโปแตสเซียมเปอร์แมงกาเนตใส่ลงไปในภาชนะ เพื่อ ดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และเอทธิลีน ตามลำดับ เครื่องมือที่ใช้เรียกว่า Respirometers เช่น Warburg Respirometer วิธีนี้มักใช้กับงานทดลองในระยะเวลาสั้นๆ ในทางด้านหลังการเก็บเกี่ยวไม่นิยมใช้วิธีนี้ เพราะมักก่อให้เกิดความผิดพลาดขึ้น

48. 2.2 ระบบไหล (Flow System) เนื้อเยื่อถูกเก็บไว้ในภาชนะที่ปิดสนิท มีท่ออากาศไหลผ่านเข้าตลอดเวลา ก๊าซจะผ่านออกมาทางท่อซึ่งมีสารเคมีที่ทำหน้าที่ดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ การวัดอัตราการหายใจวิธีนี้จะวัดโดยวิธี Gravimetric analysis ของสารที่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ ระบบนี้ติดตั้งง่าย ระบบไหลเวียนนี้มีอีกวิธีซึ่งนิยมแพร่หลายมากในห้องปฏิบัติการทางสรีรวิทยาหลังการเก็บเกี่ยว โดยเก็บผลิตผลไว้ในภาชนะที่ปิดสนิท มีอากาศเข้าและออก โดยต้องควบคุมอัตราเร็วของการไหลเข้าของก๊าซอาจจะวัดอัตราการหายใจ โดยอาศัยความแตกต่างของก๊าซออกซิเจนหรือคาร์บอนไดออกไซด์ที่ไหลผ่านเข้ากับออกจากภาชนะ การวัดปริมาณของก๊าซนั้นหาได้จากการใช้เครื่อง Colorimeter, Gas Chromatograph, Infrared Spectroscopy หรือ Paramagnetic analysis

50. ตัวอย่าง เมื่ออากาศไหลผ่านผลิตผล หนัก 1 กก. ในอัตรา 100 มล./นาที โดยที่ปริมาณของ CO2 ในอากาศที่ผ่านออกมาจากภาชนะนั้น มีความเข้มข้นเท่ากับ 0.5 เปอร์เซ็นต์ โดยปริมาตรจะสามารถหาอัตราการหายใจได้ดังนี้ ใน 1 ชั่วโมง มีอากาศไหลผ่านผลไม้ทั้งหมด 100 x 60 = 6000 มิลลิลิตร ในอากาศ 6000 มิลลิลิตร มีปริมาณ CO2 = 6000 x 0.5 100 = 30 มิลลิลิตร CO2 30 มิลลิลิตร ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสหนัก = 30 x 1.84 = 55.2 มิลลิกรัม นั่นคือ ผลไม้ 1 กิโลกรัม ปล่อย CO2 ได้ 55.2 มิลลิกรัม ใน 1 ชั่วโมง ดังนั้น อัตราการหายใจจึงเท่ากับ 55.2 มิลลิกรัม CO2/กิโลกรัม-ชั่วโมง