rau trái & biến đổi sinh hóa
TRANSCRIPT
SACCHARIDE & BIẾN ĐỔI
SINH HÓA Ở RAU
CARBOHYDRATE
Định nghĩa : Là hợp chất polyhydroxy có chứa nhóm carbonyl
Công thức cấu tạo Cx(H2O)y
Cung cấp 80% nămg lƣợng cho cơ thể
Chiếm >90% chất khô trong cay
Vai trò
Là chất tạo vị ngọt
Tham gia các phản ứng hóa học
Là chất cao phân tử có các tính chất chức năng nhƣ : tạo độ dai , độ đàn hồi , độ dẻo , độ trong
PHÂN LOẠI CARBOHYDRATE
Monosaccharide: có 1 gốc glucose
Có từ 3 đến 8 carbon, thƣờng có nhóm aldehyde hoặc keton
Phần lớn các monosaccharide là hexose
Phần lớn các monosaccharide là các aldehyde
D-glucose can cyclize in two
ways forming either furanose or
pyranose structures
Structure of a simple aldose and a simple ketose
Oligosaccarit
Liên kết glycosit: đƣợc hình thành giữa nhóm hemiacetal của saccarit này với nhóm hydroxyl rƣợu
Oligosaccarit phổ biến: disaccarit
- Sucrose (đƣờng mía)
- Maltose (đƣờng mal)
- Lactose (đƣờng sữa)
PHÂN LOẠI CARBOHYDRATE
Structures of some oligosaccharides
Amylose and amylopectin are the 2
forms of starch. Amylopectin
is a highly branched structure, with
branches occurring every 12
to 30 residues
PHÂN LOẠI CARBOHYDRATE
suspensions of amylose
in water adopt a helical
conformation
iodine (I2) can insert in
the middle of the amylose
helix to give a blue color
that is characteristic and
diagnostic for starch
TÁC DỤNG IOD LÊN CARBOHYDRATE
Oligosaccharide: có từ 2 đến 10 gốc
glucose, có vai trò quan trọng trong
glycoprotein , glycolipid
Giúp phân biệt nhóm máu O , A , B
PHÂN LOẠI CARBOHYDRATE
Polysaccharide
Tinh bột
Cellulose
Hemicellulose – pentosan
Pectin
PHÂN LOẠI CARBOHYDRATE
Phân loại
- Homopolysaccarit: cấu tạo từ một loại gốc đơn vị monosaccarit.
- Heteropolysaccarit: cấu tạo từ hai hay nhiều gốc đơn vị monosaccarit khác nhau.
Chức năng
- Dự trữ năng lƣợng
- Cấu trúc tế bào
- Hỗ trợ ngoại bào
TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Phản ứng hóa nâu không enzyme
Caramel
melanoidin
Phản ứng trong thực phẩm
Phản ứng do enzyme
Lên men rƣợu
Lên men acid lactic
Lên men acid citric
CẤU TẠO TINH BỘT
CẤU TẠO TINH BỘT Amylose: mạch thẳng, cấu tạo khoảng 500 - 2000 gốc α-1,4 glycosidic
Starch type Amylose content ( %) Amylopectin content (%)
Dent corn 25 75
Waxy corn < 1 > 99
Tapioca 17 83
Potato 20 80
High amylose corn 55 – 70 (or higher) 45 – 30 (or lower)
Wheat 25 75
Rice 19 81
CẤU TẠO TINH BỘT
Amylopectin General Structure
Một số đặc tính của hạt tinh bột
Nguồn Đường kính (ĐK) (m)
ĐK trung bình (m)
Nhiệt độ hồ hoá (oC)
Bắp Khoai tây Khoai lang Khoai mì Lúa mì Gạo
21 – 96 15 – 100 15 – 55 6 – 36 2 – 38 3 – 9
15 33
25 – 50 20
20 – 22 5
61 – 72 62 – 68 82 – 83 59 – 70 53 – 64 65 – 73
Một số đặc tính của Amylose
và Amylopectin Đặc tính Amylose Amylopectin
- Phân tử lƣợng
- Liên kết Glycosidic
- Sản phẩm của sự
thủy phân bởi -
amylase
- Sản phẩm của sự
thủy phân bởi
glucoamylase
- Cấu tạo
50.000-200.000
-D-(1 4)
Maltose
D-Glucose
Mạch thẳng
1 – vài triệu
-D-(1 4), -D-(1 6)
Maltose, -limit dextrin
D-Glucose
Phân nhánh
Hồ hóa tinh bột
Hồ hóa tinh bột
Hồ hóa tinh bột
1)α-amylase cleaves α-(1,4)-linkages internally (endo-acting) to primarily produce
oligosaccharides, limit dextrins and some fermentable sugars;
(2)β-amylase cleaves α-(1,4)-linkages from the non-reducing ends (exo-acting) to
produce maltose;
(3)Limit dextrinase hydrolyses internal a-(1,6)-linkages (endo), to remove branch-
points in amylopectin or α-limit dextrins;
(4)α-Glucosidase primarily cleaves α-(1,4)-linkages from the non-reducing ends to
produce glucose.
Alpha-amylase
TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
Sự hút nƣớc và trƣơng nở của tinh bột
ΔF = ΔU – TΔS
ΔF: sự biến thiên năng lƣợng tự do từ trạng thái đầu đến trạng thái cuối của hệ
ΔU: biến thiên nội năng của hệ
ΔS: biến thiên entropy của hệ
Sự hhòa tan xảy ra khi ΔF giảm
ΔU<0: lực tƣơng tác của tinh bột và nƣớc > lực tƣơng tác trong phân tử tinh bột
ΔS: ở các quá trình tự xảy ra thì entropy có khuynh hƣớng tăng, khi nhiệt độ tăng thì TΔS tăng, khả năng hòa tan tăng
NHIỆT ĐỘ HỒ HÓA CỦA TINH BỘT
Tinh bột hòa tan vào nƣớc xảy ra theo các quá trình sau: Hạt tinh bột hấp thụ nƣớc qua vỏ, ngƣng tụ lỏng rồi hydrat hóa và trƣơng nở. Lực này sẽ phá vỡ hạt, đứt liên kết giữa các phân tử và phân tán thành dung dịch
Khả năng hút nƣớc phụ thuộc vào kích thƣớc hạt: hạt lớn hồ hóa trƣớc, hạt nhỏ hồ hóa sau
Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc vào thành phần amylose và amylopectin, vì amylose xếp thành chùm song song hƣớng chặt chẽ hơn so với amylose
Ảnh hƣởng của nồng độ các ion trong dung môi
Các ion đƣợc liên kết với tinh bột sẽ ảnh hƣởng đến độ bền của liên kết hydro
Nếu trong chuỗi có những ion mang điện tích cùng dấu thì sẽ đẩy nhau làm lung lay cấu trúc của hạt nên làm thay đổi nhiệt độ hồ hóa
Ảnh hƣởng của muối vô cơ
Nồng độ thấp: phá hủy liên kết hydro làm tăng độ hòa tan của tinh bột
Nồng độ cao: giảm sự hydrat hóa của phân tử tinh bột và làm kết tủa chúng
NHIỆT ĐỘ HỒ HÓA CỦA TINH BỘT
Ảnh hƣởng của môi trƣờng kềm
Trong môi tƣờng kềm, sự hồ hóa có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp vì kiềm làm ion hóa từng phần
Ảnh hƣởng của các chất không điện ly nhƣ đƣờng, rƣợu làm nhiệt độ hồ hóa tăng do lấy hét nƣớc của tinh bột
Độ trong của hồ
Tinh bột hồ hóa có một độ trong nhất định
Tinh bột cả hạt nếp trong hơn hạt tẻ
Đƣờng làm tăng độ trong của hồ tinh bột do làm cho các hạt tinh bột phân tán đều hơn
NHIỆT ĐỘ HỒ HÓA CỦA TINH BỘT
Tinh bột trong các sản phẩm từ sữa
Tinh bột trong các sản phẩm từ bánh
Tinh bột trong các sản phẩm từ kẹo
TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
Ứng dụng
Bún làm từ amylose không phải là amylopectin do không có mạch nhánh cản trở khả năng tạo gel
Gạo mới ít nở hơn gạo cũ do gạo mới khi gia nhiệt sẽ xảy ra hiện tƣợng hồ hóa cục bộ, ngăn cản nƣớc vào hồ hóa các hạt ở trong
Bánh nƣớc tro dựa trên nguyên lý biến hình tinh bột bằng kềm
TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
Tính nhớt dẻo của hồ tinh bột
Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ nhớt của dung dịch tinh bột
Đặc tính bên trong của phân tử: khối lƣợng, kích thƣớc, thể tích, cấu trúc và sự bất đối xứng của phân tử
Tƣơng tác của tinh bột với nƣớc
Tƣơng tác của tinh bột với nhau
Nồng độ tinh bột, pH, nhiệt độ, ion Ca2+
Độ nhớt của hồ tinh bột tăng :
Trong môi trƣờng kềm
trong dung dịch muối vô cơ có nồng độ thấp
Các acid béo
Các chất hoạt động bề mặt
Khả năng tạo gel và thoái hóa của tinh bột
Định nghĩa: Khi hồ tinh bột nguội, các phân tử tƣơng tác với nhau và sắp xếp có trật tự tạo thành gel có cấu trúc mạng 3 chiều
TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
Điều kiện
Hồ tinh bột có nồng độ đặc vừa phải
Phải đƣợc hồ hóa chuyển thành trạng thái hòa tan
Phải để nguội ở trạng thái yên tĩnh
Đặc điểm:
Chỉ có liên kết hidro
Liên kết hidro có thể nối qua cầu nối của các phân tử nƣớc hoặc giữa các phân tử của polyglycosidic
Trong gel tinh bột có cả vùng kết tinh và vùng vô định hình
Vùng kết tinh : amylose
Vùng vô định hình : amylopectin
Tinh bột có amylopectin cao, có độ phân nhánh cao cản trở khả năng tạo gel
Do phân nhánh nên amylose pectin có khả năng giữ khí
TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
Gel từ tinh bột có hàm lƣợng amylose cao sẽ cứng và đàn hồi kém ( chắc, dai )
Tinh bộtcó thể đồng tạo gel với protein: giò chả
Sự thoái hóa tinh bột
Định nghĩa: Gel tinh bột để một thời gian dài chúng sẽ co lại và tách nƣớc
Đặc điểm : Chỉ xảy ra chủ yếu ở amylose
Tiến trình thoái hóa
Các mạch đƣợc uốn thẳng lại
Vỏ hydrat hóa bị mất & các mạch đƣợc định hƣớng
Cầu hidro tạo thành giữa các nhóm OH
TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
Tốc độ thoái hóa phụ thuộc vào
Nhiệt độ: Nhiệt độ giảm, thoái hóa tăng
pH: tốc độ thoái hóa cực đại khi pH=7, pH>10 sẽ không thoái hóa, pH<2 tốc độ thoái hóa vô cùng bé do amylose bị cắt mạch
Amylopectin khi bị thoái hóa có thể quay về trạng thái ban đầu khi đun nóng ở nhiệt độ 50
- 60
TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
Khả năng tạo hình của tinh bột
Tạo màng
Cơ chế: Các phân tử tinh bột (amylose và amylopectin sẽ dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tƣơng tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hidro hoặc gián tiếp qua phân tử nƣớc
Tiến trình tạo màng
Giai đoạn 1: nƣớc bề mặt bốc hơi, nồng độ tinh bột tăng nên các hạt tinh bột dịch lại gần nhau, hƣớng từ biên vào tâm dƣới tác dụng của dòng môi trƣờng phân tán & sắp xếp lại thành lớp đơn đặc
TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
Giai đoạn 2: nƣớc nằm giữa các hạt tiếp tục bốc hơi, các hạt tiếp xúc nhiều hơn và bị biến dạng, sức căng bề mặt có khuynh hƣớng làm co bề mặt
Giai đoạn 3: các hạt thể hiện lực cố kết
Tính chất của màng:
Thể tính màng giảm
Màng có độ bền cao khi nồng độ dd thấp và tốc độ bay hơi lớn
Làm khô chậm, màng kém bền nhƣng không có ứng suất nội
TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
Cải tiến tính chất của màng:
Tăng tính đàn hồi bằng cách thêm chất hóa dẻo (glycerin)
Tăng khoảng cách giữa các phân tử, giảm lực Van der Waals
Làm yếu lực cố kết nội, tăng động năng của các phân tử
Tạo sợi
Sợi tinh bột là sự chập lại của nhiều phân tử amylose và amylopectin
Độ dai do lực tƣơng tác của các phân tử với nhau. Lực này tăng theo độ dài phân tử
Sợi chập nhiều dẫn đến có nhiều khuyết điểm nên dễ đứt
TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
Khả năng đồng tạo gel với protein
Khả năng phồng nở của hạt tinh bột
Ứng dụng: Amylopectin khi trƣơng nở tạo cấu trúc rỗng xốp và tƣơng tác kỵ béo tăng làm cho chất béo tụ lại xuyên qua mạng lƣới gel
Các tinh bột sau khi tẩm béo có khả năng trƣong nở
Khả năng trƣơng nở càng mạnh khi dùng NaHCO3 tẩy trắng do tinh bột tích điện cùng dấu
Acid citric sẽ cắt mạch tinh bột thành mạch ngắn để không bị thoái hóa khi để nguội
TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
Tính chất cơ cấu trúc của tinh bột
Cellulose
Ứng dụng : CMC làm tăng độ nhớt, ổn định các thành phần khác, ngăn chặn hiện tƣợng phân lớp
Ở pH thấp CMC giảm độ nhớt, kết tủa
Hemicellulose – pentosan
Ứng dụng : làm màng bao bảo vệ rau quả
Pectin
Ứng dụng : tạo đông
TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
HẠT NGŨ CỐC
After water is imbibed, the release of gibberellins from the embryo
Signals the seeds to break dormancy and germinate
Germination
2 2 The aleurone responds by synthesizing and secreting digestive enzymes that
hydrolyze stored nutrients in the endosperm. One example
is -amylase, which hydrolyzes starch. (A similar enzyme in our saliva helps in digesting
bread and other starchy foods.)
Aleurone
Endosperm
Water
Scutellum (cotyledon)
GA
GA
-amylase
Radicle
Sugar
1 After a seed imbibes water, the embryo releases
gibberellin (GA) as a signal to the
aleurone, the thin outer layer of the endosperm.
3 Sugars and other nutrients absorbed from the endosperm
by the scutellum (cotyledon) are consumed
during growth of the embryo into a seedling.
2 The aleurone responds by synthesizing and secreting digestive enzymes that
hydrolyze stored nutrients in the endosperm. One example
is -amylase, which hydrolyzes starch. (A similar enzyme in our saliva helps in digesting
bread and other starchy foods.)
Aleurone
Endosperm
Water
Scutellum (cotyledon)
GA
GA
-amylase
Radicle
Sugar
2 1 After a seed imbibes water, the embryo releases
gibberellin (GA) as a signal to the
aleurone, the thin outer layer of the endosperm.
3 Sugars and other nutrients absorbed from the endosperm
by the scutellum (cotyledon) are consumed
during growth of the embryo into a seedling.
Germination
MÔ VÀ VÁCH TẾ BÀO THỰC VẬT
MÔ VÀ VÁCH TẾ BÀO THỰC VẬT
MÔ VÀ VÁCH TẾ BÀO THỰC VẬT
microfibrilles de cellulose
xyloglucanes
pectines
Buchanan, Gruissem and Jones (eds) 2000 Biochemistry & Molecular Biology of Plants
The cell wall has two “coextensive”
polysaccharide networks: they are
the cellulose - xyloglucan network
and the pectin network.
The cell wall also has “porosity”. That is, the
gaps not filled by wall polymers or the water
shells that surround them define the sizes of
polymers that can diffuse through the wall.
Expansin
CELL WALL
Cell wall
enzymes Cross-linking
cell wall polysaccharides
Microfibril
H+ H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+ ATP Plasma membrane
Plasma
membrane
Cell
wall
Nucleus Vacuole
Cytoplasm
H2O
Cytoplasm
Cell elongation in response to auxin
1 Auxin
increases the activity of
proton pumps.
4 The enzymatic cleaving
of the cross-linking polysaccharides allows
the microfibrils to slide.
The extensibility of the cell wall is increased. Turgor
causes the cell to expand.
2 The cell wall
becomes more acidic.
5 With the cellulose loosened,
the cell can elongate.
3 Wedge-shaped expansins, activated
by low pH, separate cellulose microfibrils from cross-linking polysaccharides. The exposed cross-linking
polysaccharides are now more accessible to cell wall enzymes.
protein
Cầu liên bào
Polysaccarit - Cellulose
Nguồn thu: phổ biến trong thực vật, đặc biệt phần cuống, thân và phần gỗ của cây.
Cấu trúc
- Thẳng, không phân nhánh
- Đơn vị monosaccarit: 10.000 – 15.000 gốc β-D- glucose
- Liên kết: β(1,4) glycosit
- Cấu trúc sợi dạng xoắn: 2 phân tử cellulose liên kết hydro với nhau. 40 sợi xếp song song tạo bó.
Tính chất
- Không tan trong nƣớc
- Thủy phân bằng axit: tạo 100% glucose
- Thủy phân bằng enzym: cellulase
Lipid dự trữ – axit béo
Tính chất
- Tính tan: phụ thuộc chiều dài chuỗi
mức độ chƣa bão hòa
Chuỗi càng dài, càng ít liên kết đôi thì tính tan càng thấp
- Điểm nóng chảy phụ thuộc chiều dài chuỗi
mức độ chƣa bão hòa
Axit béo chƣa bão hòa có điểm nóng chảy thấp hơn axit béo bão hòa có cùng chiều dài
VD: Tại nhiệt độ phòng (250C), axit béo 12:0 đến 24:0
Bão hòa: dạng sáp
Chƣa bão hòa: dạng dầu lỏng
1 Reception 2 Transduction 3 Response
CYTOPLASM
Plasma
membrane
Phytochrome
activated
by light
Cell
wall
Light
cGMP
Second messenger
produced
Specif ic
protein
kinase 1
activated
Transcription
factor 1 NUCLEUS
P
P
Transcription
Translation
De-etiolation
(greening)
response
proteins
Ca2+
Ca2+ channel
opened
Specif ic
protein
kinase 2
activated
Transcription
factor 2
An example of signal transduction in plants
1 The light signal is
detected by the
phytochrome receptor,
which then activates
at least two signal
transduction pathways.
2 One pathway uses cGMP as a
second messenger that activates
a specif ic protein kinase.The other
pathway involves an increase in
cytoplasmic Ca2+ that activates
another specif ic protein kinase.
3 Both pathways
lead to expression
of genes for proteins
that function in the
de-etiolation
(greening) response.
ĐỊNH NGHĨA TRÁI
ĐỊNH NGHĨA TRÁI
Fruit = ripened ovary with seeds and
associated tissues
Plant Structure: Fruit
Botanical definition
Fruit formed after fertilization
of ovules of flower Pollen sticks to stigma
Pollen tube formed in style & ovary
sperm fertilizes egg in ovule 1 sperm fertilizes egg, other
sperm fuses with polar body to
form endosperm (food source)
Classification of fruit
Multiple fruits = fruits formed by development of several flowers
that fuse during ripening
Usually flowers share a common receptacle
Examples: pineapple, mulberry
Classification of fruit
1. Aggregate fruits = fruit derived from several ovaries
produced by a single flower
Examples: raspberry, blackberry, strawberry
Main parts of fruit
Pericarp = ovary wall that ripens into flesh of fruit
Seed = dormant plant embryo; fertilized ovule
Classification of fruit
Simple fleshy fruits
Berry = usually thin skin, fleshy pericarp, many seeds
Examples: tomato, blueberry, grape, cucumber, eggplant
Classification of fruit
Simple fleshy fruits
Drupe = thin skin, fleshy pericarp
surrounding a single large seed
Examples:
peach, plum,
cherry, olive
Pome = thin skin, fleshy pericarp with
inner „core‟ holding seeds; derived
from compound inferior ovary
Simple fleshy fruits
hesperidium = leathery skin (rind), pericarp succulent and in sections
Examples: orange, grapefruit, lime
Classification of fruit
Simple fruits = fruit that develops from a single ovary
dry : pericarp becomes hard or brittle when fruit ripe
Dehiscent = pericarp splits at maturity
Examples: beans, peas, okra
ĐỊNH NGHĨA TRÁI
ĐỊNH NGHĨA RAU
ĐỊNH NGHĨA RAU
Định nghĩa rau & trái (dinh dƣỡng)
QUÁ TRÌNH SINH TRƢỞNG QUẢ
Giai đoạn tế bào phân chia: kéo dài 4 – 9 tuần sau khi phôi hình thành. Kích cỡ và trọng lƣợng quả tăng lên
Giai đoạn tăng trƣởng của tế bào: gia tăng kích cỡ mô xốp trong cùi quả và đi dần đến giai đoạn chín
Giai đoạn chín: màu sắc vỏ quả thay đổi, hàm lƣợng acid trong vỏ quả giảm
ĐỊNH NGHĨA ĐỘ CHÍN QUẢ Độ chín kỹ thuật: khi quả đã hấp thu đầy đủ chất
dinh dƣỡng cần thiết để nuôi hột
Độ chín sinh hóa: chín thuần thục hoàn toàn về phƣơng diện sinh lý, tích lũy lƣợng chất dinh dƣỡng cao nhất và có khả năng nảy mầm
Độ chín thu hoạch: đây là quá trình chín chƣa hoàn toàn, sự thủy phân các chất chƣa diễn ra mạnh khi trái hái xuống
Độ chín ăn đƣợc: khi trái cây tích lũy đầy đủ chất dinh dƣỡng và hƣơng vị đặc trƣng cho quả
P h o t o s y n t h e s i s o f c e l l
2,3 carbon sugar
acid 3-PGA
CO2
5 carbon
sugar (RuBP)
2-triose
phosphat
5 carbon
sugar (Ru5P)
ADP +Pi
ATP
guard cell
granum NADP+
NADPH ADP +
Pi ATP
electron transport chain and
enzymes (ATPase)
O2
H2O
e* e
Chlorophyll
e-
H+
Light reaction
pore open CO2 O2
glucose & orther
simple sugar
(sucrose & fructose)
starch
triose photphat polysaccharide
(cellulose) Chloroplasm
transport around plant tế bào thịt lá
biểu bì của lá
2NADH
+ 2ATP
2NADP+ +
2ADP & 2Pi
Dark reaction
Ligh (super charges the
electron absorbed dy chlorophyll
2,3 carbon sugar
aldehyde (3-PG)
Ánh sáng
CO2
Nhiệt độ
Tuổi lá
Hàm lƣợng nƣớc
Dinh dƣỡng
Sự tổn thƣơng lá
QUANG HỢP
Respiration
Full bloom
Cell Division
Cell
Enlargement
0
50
100
Maturation
Ripening
Senescence
Physiological
Maturity
Eating
Ripe
Breakdown
Haverst Climacteric
Peak
Ethylene
Climacteric
Minimum
Eating quality vs. Storage potential paradox
Eating Q
ualit
y
Harvest Window Release
date
Longest
storage potential
Best pack-out,
least storage disorders
Shortest
storage potential
Storage potential at harvest and eating quality after
cold storage
Eating quality on the tree
Final
harvest
date
Quá trình phát triển của trái
Phân loại
Loại 1
Loại 2
Nảy mầm Ra hoa, kết trái Khí hậu Sâu bệnh
Canh tác PP thu
hoạch
Dinh dƣỡng
từ đất
Respiration of cell
HÔ HẤP MÃN DỤC VÀ HÔ HẤP
KHÔNG MÃN DỤC
Thu hoạch trái cây hô hấp không mãn dục lúc còn xanh ( kết thúc quá trình sinh trƣởng )
Thu hoạch trái cây hô hấp không mãn dục ở giai đoạn chín kỹ thuật
Optimal
haverst date
PHÂN LOẠI TRÁI DỰA VÀO TỐC ĐỘ HÔ HẤP
Hô hấp mãn dục
Chuối
Đào
Đu đủ
Xoài
Lê
Bơ
Ổi
Kiwi
Mơ
Hô hấp không mãn dục
Sơri
Nho
Cam , chanh
Bƣởi
Nhãn
Vải
Dƣa hấu
Dâu tây
Khóm
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH HÔ HẤP
Hoạt động của mô tế bào: mô tế bào trẻ hô hấp mạnh hơn mô tế bào già
Mức độ chín của trái: tốc độ hô hấp tăng khi trái chín
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH HÔ HẤP
Nhiệt độ
Tốc độ hô hấp giảm khi nhiệt độ giảm
Tốc độ hô hấp ngừng lại ở nhiệt độ lạnh đông ( 32
F )
Tốc độ hô hấp tăng khi nhiệt độ tăng nhƣng khi nhiệt độ tăng quá cao thì tốc độ hô hấp sẽ giảm xuống do mô tế bào bị hỏng
Oxy
Tốc độ hô hấp giảm khi lƣợng oxy giảm
Trong đều kiện không có oxy sẽ xảy ra hô hấp yếm khí
Quá trình này tạo ra rƣợu ethylic, làm cho hàm lƣợng chất khô tăng lên
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH HÔ HẤP
External
- Feel (Touch) - Manual evaluation of firmness and texture, May be
accompanied by mechanical texture analysis.
- Defects - Visual evaluation of absence of defects or deterioration of colour,
May be accompanied by mechanical methods (e.g. ultrasound).
- Appearance (Sight) - Visual evaluation of size, shape, gloss and colour, May
be accompanied by visual guides and colorimeters .
Internal
- Odour - Mostly qualitative and subjective evaluation by smelling, May be
accompanied by technical methods (e.g. gas chromatography).
- Taste - Oral tasting (sweetness, bitterness, sourness and saltiness), Technical
quantification of taste compounds (e.g. chromatography).
- Texture - Includes tenderness, firmness, crispness, crunchiness, chewness,
fibrousness, which are measured by applying force to the produce; additionally,
textural characteristics are evaluated as “mouthfeel”.
HÀM LƢỢNG CHẤT KHÔ
NGÀY
%
CK Yếm khí
Hiếu khí mô tổn
thƣơng
thu hoạch sinh trƣởng chín
tổng hợp
dinh dƣỡng
nuôi hột
CO2: tốc độ hô hấp giảm khi CO2 tăng
Phƣơng pháp bảo quản khí quyển điều chỉnh
CO2 cao ( khoảng 2% – 5%)
O2 thấp ( khoảng 3% )
Nhiệt độ thấp ( khoảng 32
F )
Độ ẩm cao ( khoảng 90% ) Giảm khí ethylen
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH HÔ HẤP
ripening tomato
Điều chỉnh khí quyển kết hợp với áp suất
Tƣơng tự nhƣ pp CA nhƣng có hút chân không nhẹ để làm giảm lƣợng O2 và khí ethylen sinh ra trong bao bì và mô của cây
Mức độ tổn thương mô: Mô sƣng phồng hoặc bị tổn thƣơng sẽ hô hấp mạnh hơn các mô bình thƣờng
Hàm lương nước: Mô khô hạn, tốc độ hô hấp giảm
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH HÔ HẤP
Tốc độ hô hấp
Class Respiration Rate (mg / kg / hr) Commodities
Very Low Below 10 Onion
Low 10 - 20 Cabbage, tomato
Moderate 20 - 40 Carrot, celery
High 40 - 70 Lettuce, radish
Very High 70 - 100 Spinach, bean
Extremely High Above 100 Broccoli, pea
CO2: tốc độ hô hấp giảm khi CO2 tăng
Phƣơng pháp bảo quản khí quyển điều chỉnh
CO2 cao ( khoảng 2% – 5%)
O2 thấp ( khoảng 3% )
Nhiệt độ thấp ( khoảng 32
F )
Độ ẩm cao ( khoảng 90% )
Giảm khí ethylen
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH HÔ HẤP
Điều chỉnh khí quyển kết hợp với áp suất
Tƣơng tự nhƣ pp CA nhƣng có hút chân không nhẹ để làm giảm lƣợng O2 và khí ethylen sinh ra trong bao bì và mô của cây
Mức độ tổn thương mô: Mô sƣng phồng hoặc bị tổn thƣơng sẽ hô hấp mạnh hơn các mô bình thƣờng
Hàm lương nước: Mô khô hạn, tốc độ hô hấp giảm
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH HÔ HẤP
SỰ HÔ HẤP Ở CHUỐI
SỰ HÔ HẤP Ở CÀ CHUA
Thử tinh bột với iod
SỰ GIA TĂNG TỐC ĐỘ HÔ HẤP
Ở thời kỳ mãn dục có sự gia tăng tổng hợp protein & gia tăng tỉ lệ ADP/ATP phân giải thành ADP tăng
Các chất ngăn chặn kết hợp tiến trình oxi hóa và phosphoryl hóa (2,4-dinitrophenol ) trong thời kỳ mãn dục bị mất đi
Tính thấm của màng tế bào tăng
Hoạt động của enzyme carboxylase và aldolase tăng
Hoạt tính của enzyme malic carboxylase và pyruvic carboxylase tăng
KHÍ ETHYLEN TRONG SỰ CHÍN
CỦA TRÁI CÂY Ưu điểm Thúc đẩy nhanh quá trình chín của trái cây, sinh khí ethylene trong trái
hô hấp mãn dục
Thúc đẩy nhanh quá trình tạo anthocyanin trong trái chín
Làm mất màu chlorophyll và vàng hóa (Degreening)
Thúc đẩy nẩy mầm hạt, hình thành rễ, nở hoa
Thúc đẩy quá trình lão hóa và rụng trái Giảm tổn thƣơng cây khi cắt bỏ hoa trái
Nhược điểm
Thúc đẩy quá trình chín, lão hóa
xảy ra nhanh hơn
Cây mau già cằn cỗi
KHÍ ETHYLEN TRONG SỰ CHÍN
CỦA TRÁI CÂY
CHU TRÌNH SINH KHÍ ETHYLEN
CHU TRÌNH SINH KHÍ ETHYLEN
TÍNH CHẤT CỦA KHÍ ETHYLEN
Giảm tốc độ phát triển của hạt Làm rụng lá và hoa của cây
Làm lá chuyển màu vàng
Làm cho hoa nhanh tàn
Làm cho trái nhanh chín
Cắt bỏ lá, trái cành Làm cho hạt dễ nứt
SỰ SINH KHÍ ETHYLEN
Khí ethylen bị giữ lại và vô hoạt bởi tác nhân ức chế từ cây mẹ
Ethylen sinh ra đi kèm theo sự gia tăng cả enzyme tổng hợp ACC và enzyme ethylen-forming (EFC)
Hàm lƣợng khí ethylen cao nhất ở vỏ quả
Tinh bột tích lũy bị biến mất trong quá trình chín
Sự gia tăng hoạt độ của enzyme fructose-1,6-diphotphat trong trái chín
trong trái chín chu trình pentose photphat chiếm ƣu thế
Trong trái , đa số là đƣờng fructose. Đƣờng là cơ chất cho các quá trình khác nên sau đó hàm lƣợng chất khô giảm trong quá trình hô hấp
Giống: táo, cà chua, citrus, dâu Giống tạo sản phẩm độ chín và tốc độ chín khác nhau
Tuổi sinh học: các loại trái cây hô hấp mãn dục và sản phẩm chín bằng ethylen phụ thuộc tuổi sinh học trái
Nhiệt độ: nhiệt độ >300C, sản phẩm chín bởi ethylen không hình thành
Nồng độ oxy: nồng độ oxy <8%, tốc độ chín bởi khí ethylen giảm. Tăng nồng độ oxy >21%, kích thích ethylen hoạt động tốt
Nồng độ CO2: khí CO2 làm bất hoạt ethylen. Quá trình chín bị ƣc chế khi nồng độ CO2 >1%, nồng độ CO2 >0.1% ức chế quá trình xanh hóa (làm mất màu xanh trong trái citrus)
Tổn thƣơng bởi khí CO2 kích thích hoạt động ethylen Trái hô hấp mãn dục: ethylen gây ra quá trình tự chín của trái
Các loại hydrocarbon khác: khí CO, acetylen,...tăng cƣờng sự chín bằng khi và “bắt chƣớc” hoạt động của ethylen
Tổn thương cơ học, nấm môc, chiếu xạ … tăng cƣờng sự chín bằng khí ethylen
Các yếu tố ảnh hƣởng đến ethylen
banana ripening
KHÍ ETHYLEN VÀ SỰ CHÍN CỦA TRÁI CÂY
Ngƣỡng tối thiểu 0.1 ppm
Ngƣỡng tối đa 10 ppm
Ethylen tăng khi tốc độ hô hấp tăng
Nhiệt sử dụng tối ƣu 15
-25
Bị ức chế khi nồng độ CO2>1%
BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC TRÁI CÂY
Protopectin → Soluble Pectin → Softening
Decomposition (over matured fruit)
CẤU TRÚC QUẢ Ở CÁC ĐỘ CHÍN
KHÁC NHAU ( APPLE )
MÀU QUẢ Ở CÁC ĐỘ CHÍN KHÁC NHAU
C2H4
Auxin
Hoạt tính của enzyme
Trái cây biến
đổi gene
BIẾN ĐỔI TRÁI CÂY KHI TỒN TRỮ
Ethylen bị ức chế bởi quá
trình vận chuyển auxin
Màu sắc của trái
SỰ BIẾN ĐỔI CỦA
CHLOROPHYLL
Mechanism of browning reaction
PHẢN ỨNG MAILLARD Chuyển vị Amadori
Phản ứng ngƣng tụ
BIẾN ĐỔI HƢƠNG VỊ CỦA TRÁI
BIẾN ĐỔI KHI TRÁI CHÍN
Trong khi chín, do hoạt động của pectinase làm mô mềm, thành tế bào vỡ ra
Hàm lƣợng acid uronic trong thành tế bào giảm, của polyshaccharide tăng
Pctin hòa tan trong nƣớc, hàm lƣợng arabinose và galactose giảm
Sự giảm acid làm cho độ ngọt của quả tăng do acid bị oxy hóa và carboxyl hóa cumg cấp acetyl CoA cho tổng hợp
Màu trái chuyển từ xanh sang vàng
Hàm lƣợng phenol tự do giảm rất nhanh nên độ chát mất đi
Màu sắc trái : yếu tố này thƣờng đƣợc áp dụng cho các loại trái cây , khi thay đổi màu sắc khi quả chín hoặc trƣởng thành. Một số loại trái cây không biểu hiện sự thay đổi màu sắc cảm nhận đƣợc trong quá trình trƣởng thành , tùy thuộc vào loại trái cây hoặc rau . Đánh giá của sự độ chín thu hoạch bằng màu sắc trái phụ thuộc vào quyết định của ngƣời hái , hoặc bảng màu có sẵn cho cây trồng , chẳng hạn nhƣ táo , cà chua , đào,
Hình dạng : Hình dạng của trái cây có thể thay đổi trong quá trình trƣởng thành và có thể đƣợc sử dụng nhƣ là một đặc trƣng để xác định độ chín thu hoạch . Ví dụ , một quả chuối trở nên tròn hơn ở mặt cắt và ít góc cạnh khi nó phát triển trên cây. Trái xoài khi chín phần đầu quả có xu hƣớng bo tròn ít góc cạnh hơn khi còn non
Kích thước: Những thay đổi trong kích thƣớc của một trái trong khi lớn thƣờng đƣợc sử dụng để xác định thời điểm thu hoạch . Đối với chuối , chiều rộng của ngón tay có thể đƣợc sử dụng để xác định sự trƣởng thành thu hoạch . Thông thƣờng, một ngón tay đƣợc đặt giữa đƣờng dọc theo bó hoặc chiều rộng tối đa của nó đƣợc đo bằng compa để đo khẩu kính .
Mùi : Hầu hết trái cây tổng hợp hóa chất dễ bay hơi nhƣ chín. Các hoá chất cho quả có mùi đặc trƣng của nó và có thể đƣợc sử dụng để xác định xem nó đã chín muồi hay không, và do đó có hạn chế độ chín trái đƣợc sử dụng trong các tình huống thƣơng mại .
Độ chín và chất lƣợng trái thu hoạch
Hiện tượng rụng : Là một phần của sự phát triển tự nhiên của một trái cây, một hiện tƣợng rụng đƣợc hình thành trong cuống nhỏ . Ví dụ , trong các loại dƣa, thu hoạch trƣớc khi hiện tƣợng rụng đƣợc phát triển đầy đủ trong trái cây có hƣơng vị kém hơn, so với những trái còn lại trên cây ở giai đoạn đầy đủ .
Độ cứng : Một trái cây có thể thay đổi trong kết cấu trong quá trình trƣởng thành, đặc biệt là trong quá trình chín khi nó có thể trở nên nhanh mềm hơn . Mất quá nhiều độ ẩm cũng có thể ảnh hƣởng đến độ cứng của trái . Những thay đổi về độ cứng đƣợc phát hiện bằng máy, và có thể chỉ đơn giản là có thể nhẹ nhàng bóp trái cây và đánh giá liệu có nên thu hoạch. Một lực đƣợc áp dụng cho các bề mặt của trái cây, cho phép thâm nhập vào thịt quả , sau đó cung cấp về độ cứng .
Dịch quả : Dịch quả của nhiều loại trái cây tăng lên khi quả chín trên cây. Để đo hàm lƣợng nƣớc ép trái cây , một mẫu đại diện của trái cây đƣợc lấy và sau đó là nƣớc trái cây chiết xuất một cách tiêu chuẩn và quy định . Khối lƣợng nƣớc có liên quan đến khối lƣợng ban đầu của nƣớc trái cây, đó là tỷ lệ thuận với sự trƣởng thành của mình
Hàm lượng dầu và tỷ lệ chất khô : hàm lƣợng dầu có thể đƣợc sử dụng để xác định sự trƣởng thành của các loại trái cây , chẳng hạn nhƣ bơ . Theo Bộ luật nông nghiệp ở California , bơ tại thời điểm thu hoạch và bất cứ lúc nào sau đó không đƣợc chứa khối lƣợng dầu ít hơn 8 % mỗi quả , không bao gồm da và hạt giống. Nhƣ vậy , hàm lƣợng dầu trong quả bơ có liên quan đến độ ẩm .
Độ chín và chất lƣợng trái thu hoạch
Hàm lượng tinh bột : Đo hàm lƣợng tinh bột là một kỹ thuật đáng tin cậy sử dụng để xác định sự trƣởng thành trong các giống quả lê . Phƣơng pháp này bao gồm việc cắt trái cây làm hai và ngâm các mảnh cắt thành một dung dịch chứa 4 % potassium iodide và 1 % iốt. Các bề mặt cắt nhuộm một màu xanh - đen ở những nơi mà tinh bột xuất hiện. Tinh bột chuyển hóa thành đƣờng nhƣ cách tiếp cận thời gian thu hoạch . Thu hoạch bắt đầu khi các mẫu cho thấy 65-70 % của các bề mặt cắt đã biến thành màu xanh - đen .
Tính axit : Trong nhiều loại trái cây , những thay đổi nồng độ axit trong quá trình trƣởng thành và chín, nồng độ axit giảm dần khi những quả chín trên cây .
Trọng lượng riêng : Khi quả chín , làm tăng trọng lƣợng riêng của chúng , thông số này ít đƣợc sử dụng trong thực tế để xác định khi thu hoạch. Để làm đƣợc điều này các loại rau quả đƣợc đặt trong một bể chứa nƣớc ; những quả nổi sẽ ít trƣởng thành hơn những quả chìm . Để cung cấp sự linh hoạt lớn hơn để kiểm tra và làm cho nó chính xác hơn , một dung dịch muối hoặc đƣờng có thể đƣợc sử dụng thay cho nƣớc .
Đường: Trong quả hô hấp mãn dục , carbohydrates tích lũy trong quá trình trƣởng thành ở dạng tinh bột. Khi quả chín , tinh bột đƣợc biến thành đƣờng . Trong các loại trái cây không hô hấp mãn dục , đƣờng xu hƣớng tích tụ trong quá trình trƣởng thành . Một phƣơng pháp nhanh chóng để đo lƣợng đƣờng trong trái: một tỷ trọng kế Brix
Chất diệp lục: tính chất truyền sáng đƣợc sử dụng để đo mức độ trƣởng thành của trái
cây. Những phƣơng pháp này đều dựa trên các hàm lƣợng chất diệp lục của trái cây,
trong đó sẽ giảm khi trƣởng thành . Trái cây đƣợc tiếp xúc với ánh sáng, sau đó đƣợc tắt
để các trái trong bóng tối . Tiếp theo, một cảm biến đo lƣợng ánh sáng phát ra từ trái cây,
đó là tỷ lệ với hàm lƣợng chất diệp lục của trái và độ chín thu hoạch.
Độ chín và chất lƣợng trái thu hoạch
Ethylene: Tất cả các lá, chồi, hoa và rễ rau bắt đầu xấu đi ngay lập tức chúng đƣợc cắt khỏi cây . Điều tƣơng tự cũng áp dụng cho hầu hết trái cây . Cà chua là một ngoại lệ khi họ có khả năng chín bên ngoài cây . Một trong những đặc điểm của quá trình chín quả là họ cho ra một chất khí gọi là ethylene . Khí này cũng có thể kích thích quá trình chín , và trong một quả hô hấp mãn dục nhƣ cà chua , chỉ một lƣợng nhỏ của ethylene là cần thiết để bắt đầu quá trình chín
Giảm chất lượng: Khi một loại rau đƣợc thu hoạch, thời gian bảo quản tối đa của nó đƣợc thiết lập . Sau đó phải cố gắng hạn chế sự mất mát chất lƣợng càng nhiều càng tốt .
Ẩm: rau xà lách, rau diếp , cần tây , dƣa chuột , cà chua và củ cải , tất cả đều chứa khoảng 95 % nƣớc . Việc mất khoảng 2 % kết quả các tế bào mất trƣơng, và bề mặt rau trở nên nhăn nheo, xấu đi. Mặc dù một số thiệt hại có thể đƣợc làm bằng cách ngâm rau bằng nƣớc lạnh nhƣng khoảng 3-5 % mất độ ẩm sẽ mất đi trong hầu hết các loại rau sau thu hoạch
Vàng hóa: Một thay đổi dễ nhận thấy trong các loại rau màu xanh lá cây khi có tuổi là sự mất mát của chất diệp lục . Điều này có thể xảy ra khá nhanh chóng . Các lá ngoài của cải xanh hóa vàng trong vòng hai ngày ở nhiệt độ thƣờng, trông chúng trở nên cũ hơn . Rau bina và rau diếp mất vài ngày cho việc vàng hóa trở nên nghiêm trọng hơn
Độ chín và chất lƣợng rau thu hoạch
Mùi và vị: các hóa chất dễ bay hơi cung cấp các hƣơng vị đặc trƣng và hƣơng thơm của một loại rau rất dễ bị mất . Ở một tuổi nhất định, các phản ứng hóa học khác nhau xảy ra ở mô , sản xuất mùi khó chịu.
Độ xơ cứng: Ở tuổi nhất định , những thay đổi trong thành phần vách tế bào , dẫn đến mô xơ cứng hơn do các cellulose lão hóa dần . Đậu và các loại rau khi không thu hoạch đúng lúc dẫn đến quá chín sẽ xơ cứng mà không thể dễ dàng đƣợc khắc phục bằng cách nấu.
Vitamin: Trừ khi rau đƣợc kịp thời làm lạnh sau thu hoạch , sự mất mát của các loại vitamin có giá trị có thể rất nhanh chóng . Bông cải xanh , ớt , súp lơ , bắp cải và rau lá xanh là nguồn vitamin C quan trọng trong thực đơn. Nhiệt độ lƣu trữ cao có thể gây ra một mất mát lớn của hàm lƣợng vitamin C của chúng.
Giá trị thực phẩm: Rau quả là một nguồn calori quan trọng. Các loại rau củ , đặc biệt là khoai tây , cà rốt, cung cấp tinh bột và đƣờng đƣợc dễ dàng giữ lại sau khi thu hoạch . Ngô ngọt , đậu Hà Lan và cải bruxen cũng rất giàu calo , mất đi giá trị rất nhanh chóng khi ở nhiệt độ cao .
Điều kiện sau thu hoạch: Sau khi thu hoạch , các điều kiện theo đó các loại rau đƣợc lƣu trữ và xử lý ảnh hƣởng lớn đến tốc độ mất chất lƣợng . Các điều kiện này bao gồm nhiệt độ sản phẩm , độ ẩm và thành phần của không khí xung quanh , và sự xuất hiện của các tổn thƣơng vật lí .
Độ chín và chất lƣợng rau thu hoạch
Độ acid giảm hình thành các este tạo hƣơng
Hàm lƣợng đƣờng tăng do thủy phân tinh bột
Các hợp chất polyphenol chuyển từ dạng monomer thành polymer nên mất tính chát khi chín
BIẾN ĐỔI HƢƠNG VỊ CỦA TRÁI
Tiêu
chuẩn
phân loại
khóm