Viện sinh học và thực phẩm
---- ---Tiểu luận môn:
Đề tài:
Công nghệ sinh học thực phẩm
CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG
BẢO QUẢN RAU CỦ QUẢ
GVHD: Cô Đàm Sao Mai
Lớp: DHTP4
TpHCM, tháng 1 năm 2011
1
Viện sinh học và thực phẩm
-------Tiểu luận môn:
Đề tài:
Công nghệ sinh học thực phẩm
CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG
BẢO QUẢN RAU CỦ QUẢ
GVHD: Cô Đàm Sao Mai
Lớp: DHTP4
Danh sách thành
viên
MSSV
Liêu Khả Chúc
08111301
Võ Thị Hồng Cúc
08111201
Vũ Đức Hải
08105731
Nguyễn Phương
Tâm
08109611
TpHCM, tháng 1 năm 2011
2
MỤC LỤC
NỘI DUNG................................................................6
1. Nguyên liệu rau quả:..............................................................6
1.1. Đặc điểm của nguyên liệu rau quả:...................................................6
1.1.1. Nguyên liệu trái cây:....................................................................6
1.1.2. Nguyên liệu rau củ:......................................................................8
1.2. Những biến đổi sau thu hoạch khiến rau quả dễ hư hỏng:................9
1.2.1. Biến đổi vật lý:.............................................................................9
1.2.1.1. Sự mất nước:..........................................................................9
1.2.1.2. Sự giảm khối lượng tự nhiên:................................................12
1.2.1.3. Sự sinh nhiệt:.......................................................................12
1.2.2. Biến đổi sinh lý:.......................................................................... 13
1.2.2.1. Sự hô hấp:............................................................................13
1.2.2.2. Sự chín và già hóa:...............................................................19
1.2.2.3. Rối loạn sinh lý:....................................................................20
1.2.3. Biến đổi hóa sinh:....................................................................... 23
1.2.3.1. Nước:.................................................................................... 23
1.2.3.2. Glucid:..................................................................................23
1.2.3.3. Các chất chứa Nitơ:..............................................................25
1.2.3.4. Lipid:..................................................................................... 26
1.2.3.5. Sắc tố:..................................................................................26
1.2.3.6. Hợp chất bay hơi:.................................................................27
1.2.3.7. Acid hữu cơ:.......................................................................... 27
1.2.3.8. Vitamins:..............................................................................27
1.2.4. Hệ vi sinh vật rau quả:...............................................................29
2. Bảo quản nguyên liệu rau quả:..............................................31
2.1. Mục đích – nguyên tắc của việc bảo quản rau quả:........................31
2.1.1. Mục đích:.................................................................................... 31
2.1.2. Nguyên tắc:................................................................................ 32
3
2.2. Tình hình bảo quản rau quả hiện nay – sử dụng hóa chất VS sử dụng
chế phẩm sinh học:................................................................................32
2.3. Các phương pháp bảo quản rau quả theo công nghệ sinh học:......35
2.3.1. Phương pháp Modified atmosphere packaging (MAP):...............35
2.3.1.1. Đặc tính của màng MAP:......................................................36
2.3.1.2. Màng MAP cải tiến:...............................................................37
2.3.2. Sử dụng chế phẩm màng sinh học:............................................37
2.3.2.1. Màng Chitosan:..................................................................... 39
2.3.2.2. Màng tinh bột:......................................................................42
2.3.2.3. Màng bán thấm BOQ -15:.....................................................43
2.3.2.4. SH - Chất bảo quản rau, hoa quả: .......................................44
2.3.2.5. Màng bán thấm có nguồn gốc protein:................................45
2.3.2.6. Màng bán thấm làm từ chất béo:.........................................45
2.3.3. Ứng dụng công nghệ chín chậm vào bảo quản rau quả:...........45
2.3.3.1. Đặt vấn đề:........................................................................... 45
2.3.3.2. Vì sao ethylene lại ảnh hưởng đến sự chín?.........................46
2.3.3.3. Sự sinh tổng hợp ethylene:...................................................48
2.3.3.4. Các phương pháp ức chế ethylene:......................................49
2.3.3.4.1. Chất kháng ethylene:.....................................................49
2.3.3.4.2. Bảo quản trong môi trường điều chỉnh thành phần khí:. 50
2.3.3.4.3. Bảo quản ở nhiệt độ thấp:..............................................51
2.3.3.4.4. Dùng hóa chất hấp thu:..................................................51
2.3.3.4.5. Loại bỏ hoặc cô lập nguồn sản sinh ethylene:................53
2.3.3.4.6. Công nghệ chín chậm ứng dụng công nghệ gene – công
nghệ Delayed repening (DR):.........................................................55
KẾT LUẬN...............................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................62
MỞ ĐẦU
4
Nông sản nói chung và rau quả nói riêng là một thành phần quan
trọng trong hệ thống thực phẩm của con người. Do đó, việc tìm cách nâng
cao sản lượng, năng suất là một yêu cầu vô cùng cấp thiết. Thế nhưng nếu
chỉ tập trung vào việc gia tăng sản xuất thôi thì vẫn chưa đủ. Đặc điểm của
rau quả là loại thực phẩm rất dễ bị tổn thương về nhiều khía cạnh và dẫn
đến hư hỏng. Hơn nữa, rau quả còn là loại thực phẩm theo mùa, việc có trái
cây trái mùa đôi khi cũng phục vụ cho con người về mặt thị hiếu và góp
phần làm tăng tính đa dạng trong khẩu phần ăn của con người. Vì thế, song
song với việc tìm cách nâng cao sản lượng đến mức tối đa cũng không thể
không quan tâm đến vấn đề bảo quản nông sản sau thu hoạch. Để làm
được điều đó cần phải nghiên cứu tất cả các quá trình xảy ra trong bản thân
các loại rau quả khi bảo quản để từ đó tìm mọi biện pháp nhằm đề phòng,
ngăn chặn hoặc hạn chế những hiện tượng hư hại có thể xảy ra.
Bảo quản nông sản nói chung thật sự cũng còn tồn tại nhiều vấn đề lợi
bất cập hại. Việc sử dụng hóa chất để bảo quản trái cây ít nhiều làm giảm
khả năng tự đề kháng chống bệnh tật của quả và ảnh hưởng đến chất lượng
trái cây, mặt khác có khi làm ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng.
Chính vì hậu quả tiềm ẩn của các hóa chất bảo vệ này mà hiện nay chúng
ta phải dè chừng khi sử dụng chúng.
Xu thế mới của con người hiện nay hướng đến với các hợp chất tự
nhiên, hạn chế tối đa việc đưa các nguồn độc hại vào cơ thể qua đường ăn
uống. Bởi lẽ đó, hiện nay trên thế giới ứng dụng công nghệ sinh học vào
công đoạn bảo quản rất nhiều. Các loại sản phẩm được bảo quản bằng công
nghệ sinh học thật sự an toàn hơn, lành tính hơn đối với người tiêu dùng vì
quá trình bảo quản dựa trên các chế phẩm có nguồn gốc hoàn toàn tự
nhiên.
Yêu cầu muốn có đa dạng loại rau quả để sử dụng quanh năm mà bản
chất rau quả lại là sản phẩm theo mùa vụ. Nghịch lý đó có thể thực hiện
được không? Công nghệ sinh học thật sự cũng đã có câu trả lời.
5
NỘI DUNG
1. Nguyên liệu rau quả:
1.1. Đặc điểm của nguyên liệu rau quả:
1.1.1. Nguyên liệu trái cây:
Các loại trái cây thương phẩm được hình thành đa dạng do kết hợp
các phần mô tế bào của bầu nhụy, hạt, và các phần khác của cây như đế
hoa (như táo, dâu tây), lá bắc và cuống hoa (như dứa). Sự kết hợp các
phần tạo nên trái cây và được từ điển Oxford định nghĩa là “sản phẩm ăn
được của cây, có chứ hạt và vỏ , đặc biệc là các phần khác khi chín và
mọng nước. Người tiêu dùng định nghĩa trái cây là “sản phẩm cây trồng có
mùi thơm, có vị ngọt tự nhiên hoặc được xử lý để quả tự ngọt trước khi ăn”.
Tuy nhiên, tùy mục đích sử dụng phổ biến mà một số quả chưa chín (như
dưa chuột, đậu) hay đã chín (như cà chua, ớt) được sử dụng làm rau.
Những sản phẩm này được gọi là rau dạng quả và được sử dụng để ăn tươi
hay nấu chín, dùng làm thức ăn riêng biệt hay trộn thành salad. Quả thông
thường bắt nguồn từ bầu nhụy và các mô bao quanh.
6
Hình: Nguồn gốc hình thành: (A) cuống hoa; (B) đế hoa; (C) áo hạt; (D) nội
bì; (E) vỏ ngoài; (F) vách ngăn; (G) giá noãn; (H) vỏ giữa; (I) vỏ trong; (J) lá
noãn; (K) mô phụ; (L) cuống (Wills et al., 1998)
Phần lớn sự phát triển lớn lên của một phần nào để sau này trở thành
quả là do tăng trưởng tự nhiên, nhưng cũng có thể do con người tác động
thêm thông qua các họat động lai tạo và chọn giống nhằm tạo ra kích
thước tối đa phần sử dụng được và hạn chế sự phát triển của các phần
không cần thiết. Có thể thấy nhiều giống trái cây không có hạt 1 cách tự
nhiên (như chuối, nho, cam navel) hay do lai tạo (như dưa hấu, ổi) hay do
kĩ thuật canh tác (như hồng).
Trái cây là nguồn cung cấp đường, khoáng, vitamin,...cho nhu cầu
dinh dưỡng người và cũng là nguyên liệu quan trọng trong công nghệ thực
phẩm.
7
1.1.2. Nguyên liệu rau củ:
Khác với quả, rau không đại diện cho nhóm cấu trúc thực vật nào mà
là những phần đa dạng khác nhau của cây trồng. Tuy vậy, có thể nhóm rau
thành 3 loại như sau: hạt và quả (đậu); củ (hành tỏi, khoai sắn, khoai tây);
hoa, chồi, thân, lá. Trong nhiều trường hợp, bộ phận được sử dụng thường
đã được biến đổi rất nhiều so với cấu trúc nguyên sơ. Bộ phận sử dụng làm
rau thường rất dễ nhận ra khi quan sát. Một số khó định loại hơn, đặc biệt là
những nông sản loại củ phát triển dưới mặt đất. Ví dụ như củ khoai tây là
dạng cấu trúc dự trữ của thân biến đổi, nhưng dạng khác như khoai lang lại
do rễ phình ra thành củ.
Hình: Nguồn giốc hình thành rau và củ từ thực vật: (A) chồi hoa; (B) chồi
thân; (C) hạt; (D) chồi nách; (E) cuống lá; (F) củ (chồi ngầm); (G) thân củ;
8
(H) rễ; (I) rễ củ; (J) trụ dới lá mầm; (K) gốc lá; (L) phiến lá; (M) quả; (N) hoa;
(O) chồi chính (Wills et al., 1998)
Nguồn gốc cấu tạo của rau và quả là cơ sở quan trọng quyết định kỹ
thuật bảo quản. Nói chung, nông sản trên mặt đất có xu hướng phát triển
lớp sáp bề mặt giúp hạn chế hô hấp và thoát hơi nước khi chín, còn các loại
rễ củ lại không phát triển lớp vỏ ngoài nên cần được bảo quản ở điều kiện
có độ ẩm tương đối cao để hạn chế mất nước. Các loại rễ củ có khả năng tự
hàn gắn vết thương do côn trùng gây hại. Đặc tính này cũng giúp làm tăng
tính an toàn cho nông sản nếu có những vết thương cơ học trong quá trình
thu hoạch.
Rau là nguồn cung cấp vitamin, khoáng chất, đường và chất xơ cho
nhu cầu dinh dưỡng người.
1.2. Những biến đổi sau thu hoạch khiến rau quả dễ hư hỏng:
1.2.1. Biến đổi vật lý:
1.2.1.1. Sự mất nước:
Quá trình bay hơi nước trên bề mặt lá và các bộ phận khác của cây
vào không khí được gọi là quá trình thoát hơi nước. Quá trình này được điều
chỉnh bằng các qui luật vật lý và cả trạng thái sinh lý của cây. Quá trình
thoát hơi nước diễn ra liên tục trong suốt đời sống của cây trồng, thậm chí
ngay cả khi các bộ phận của cây tách ra khỏi cơ thể mẹ (như thu hoạch),
chúng vẫn tiếp tục thoát hơi nước.
Phần lớn các nông sản tươi chứa tới 65-95% nước khi thu hoạch. Khi
còn ở trên cây, lượng nước bốc hơi từ nông sản được bù đắp thường xuyên
nhờ sự hấp thu nước của rễ cây và vận chuyển đến các bộ phận trên cây.
Nhưng sau khi thu hoạch, lượng nước mất đi này không được bù đắp lại. Vì
vậy sự mất nước của các nông sản tươi sau thu hoạch có ảnh hưởng rất lớn
đến trạng thái sinh lý cũng như chất lượng của sản phẩm.
9
Sự thoát hơi nước của nông sản sau thu hoạch là quá trình nước tự do
trong nông sản khuyếch tán ra bên ngoài môi trường. Sự thoát hơi nước phụ
thuộc trước hết vào đặc điểm của nông sản như mức độ háo nước của hệ
keo trong tế bào, thành phần, cấu tạo và trạng thái của mô bảo vệ, cường
độ hô hấp của nông sản . Ở rau, quả, củ non, tế bào có lớp cutin mỏng,
chứa ít protein nên khả năng giữ nước kém. Rau ăn lá có nhiều khí khổng
trên bề mặt lá nên thoát hơi nước nhiều hơn các loại rau khác. Tỉ lệ giữa
diện tích bề mặt và thể tích của nông sản cũng ảnh hưởng đến tốc độ thoát
hơi nước của nông sản. Tỷ lệ này càng lớn, tốc độ thoát hơi nước càng cao
dày và đặc tính của lớp sáp trên vỏ nông sản cũng ảnh hưởng đến tốc độ
thoát hơi nước.
Lớp vỏ của cà rốt có ít sáp trên bề mặt nên thoát hơi nước nhiều hơn
quả lê và táo. Các nông sản tươi như rau quả mọng nước có cường độ thoát
hơi nước mạnh hơn ở các loại hạt.
Các tổn thương cơ giới và vết thương gây ra bởi sinh vật cũng là yếu
tố làm tăng tốc độ thoát hơi nước. Những vết thương nhỏ có tiết diện vài
centimet vuông trên một quả cam có thể làm tăng sự mất nước lên 3-4 lần.
Quá trình thoát hơi nước ở thực vật về bản chất là một quá trình bay
hơi vật lý nên phụ thuộc vào độ ẩm của không khí trong môi trường bảo
quản. Sự chênh lệch về áp suất hơi nước trên bề mặt sản phẩm và áp suất
hơi nước trong không khí càng lớn thì sự thoát hơi nước càng nhanh. Các
nghiên cứu cho thấy, nếu bảo quản nông sản ở nhiệt độ 0oC và ẩm độ
không khí (RH) là 100% thì tốc độ thoát hơi nước rất thấp, nhưng ở cùng
nhiệt độ bảo quản mà RH là 90% thì tốc độ thoát hơi nước đã tăng lên 6 lần,
và khi RH giảm xuống 80% thì tốc độ thoát hơi nước tăng lên 12 lần. Nhiệt
độ bảo quản quá cao hay quá thấp nếu có thể làm tổn thương tế bào, gây
rối loạn trao đổi chất, ảnh hưởng đến tốc độ thoát hơi nước của nông sản.
Khi bảo quản lạnh rau quả cần tránh thay đổi nhiệt độ đột ngột làm ảnh
hưởng đến tốc độ thoát hơi nước.
10
Ánh sáng mặt trời cũng có ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước.
Ánh sáng làm tăng nhiệt độ của khối nông sản, làm tăng độ mở khí khổng,
tăng tính thấm của nguyên sinh chất trong tê bào, do đó cũng làm tăng sự
thoát hơi nước.
Sự thoát hơi nước của nông sản sau thu hoạch làm cho nông sản bị
héo, giảm mẫu mã, giảm sức đề kháng. Nếu mất nước quá nhiều nông sản
sẽ không còn giá trị thương phẩm.
Trong thực tế bảo quản, nên hạn chế sự thoát hơi nước của nông sản,
người ta thường áp dụng các biện pháp sau: hạ thấp nhiệt độ, tăng độ ẩm,
giảm tốc độ chuyển động của không khí trong kho bảo quản. Đặc biệt, việc
bao gói sản phẩm bằng các vật liệu phù hợp có thể giảm đáng kể sự mất
nước. Cũng cân phải lưu ý đặc điểm của từng nhóm nông sản (hạt, củ hay
rau quả) nên có chế độ bảo quản thích hợp, tránh hiện tượng mất nước quá
nhiều hoặc đọng nước trên bề mặt nông sản.
* Hiện tượng đọng nước của nông sản trong bảo quản:
Hiện tượng đọng nước (hay còn gọi là đổ mồ hôi) là hiện tượng ngưng
tụ nước trên bề mặt của nông sản. Hiện tượng này thường xuyên ra khi có
sự thay đổi nhiệt độ hoặc ẩm đột ngột từ lạnh sang nóng hoặc từ khô lên
ẩm. Mật độ hơi nước trong không khí sát lớp vỏ nông sản tăng đến điểm
quá bão hoà và ngưng tụ lại. Cũng có thể do bản thân nông sản hô hấp
mạnh, cường độ các phản ứng sinh hoá cao, nước tạo và ngưng tụ tại các cơ
quan mở của vỏ ngoài nông sản. Trường hợp này thường xuyên xảy ra với
các nông sản tươi mới thu hoạch có hàm lượng nước cao.
Hiện tượng đọng nước trên bề mặt nông sản nếu không khắc phục kịp
thời sẽ làm cho khối nông sản bị úng, ẩm ướt, tạo điều kiện cho vi sinh vật
gây hại.
11
1.2.1.2. Sự giảm khối lượng tự nhiên:
Sự giảm khối lượng của rau quả do bay hơi nước và tiêu tốn các chất
hữu cơ trong khi hô hấp gọi là sự giảm khối lượng tự nhiên. Sự giảm khối
lượng tự nhiên này không thể tránh khỏi trong bất kì hình thức bảo quản
nào nhưng có thể giảm đến mức tối thiểu nếu tạo được điều kiện bảo quản
tối ưu. Khối lượng giảm đi trong thời gian bảo quản dài ngày phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như loại và giống, vùng khí hậu trồng, phương pháp và điều
kiện bảo quản trong năm và thời hạn bảo quản. Ngoài ra, còn phụ thuộc
vào mức độ xây xát của rau quả.
1.2.1.3. Sự sinh nhiệt:
Tất cả nhiệt sinh ra trong rau quả tươi khi bảo quản là do sự hô hấp:
2/3 lượng nhiệt này tỏa ra môi trường xung quanh, còn 1/3 được dùng cho
các quá trình trao đổi chất bên trong tế bào và một số quá trình khác (quá
trình bốc hơi, dự trữ trong phân tử cao năng ATP).
Lượng nhiệt sinh ra có thể tính theo lượng CO2 sinh ra trong quá trình
hô hấp.
C 6 H 12 O6 +
6 O2 = 6 C O2 + 6 H 2 O + 674 Kcal
Lượng CO2 sinh ra được xác định bằng thí nghiệm, và từ đó tính ra
lượng nhiệt sinh ra (xem bảng sau). Trong quá trình bảo quản rau quả, cần
phải duy trì nhiệt độ, độ ẩm tối ưu trong kho. Nhiệt độ, độ ẩm của khối
nguyên liệu và môi trường trong kho bảo quản luôn có sự khác nhau. Sự
khác nhau nhiều hay ít, một mặt phụ thuộc vào cường độ hô hấp của mỗi
loại rau quả và mức độ thông gió, mặt khác phụ thuộc vào tính chất lí nhiệt
của khối nguyên liệu (chủ yếu là cường độ sinh nhiệt và sinh ẩm, nhiệt
dung, hệ số dẫn nhiệt và sự phân tán nhiệt từ kho nguyên liệu ra xung
quanh).
Các loại rau quả xanh có cường độ hô hấp mạnh nên ngay ở nhiệt độ
tối ưu gần OoC, nhiệt độ vẫn có thể tăng lên 1-2oC trong một ngày đêm.
12
Nhiệt độ tăng làm kích thích và đẩy mạnh hơn nữa cường độ hô hấp. Khi
nhiệt độ và độ ẩm tăng đến một mức độ thích hợp cho sự phát triển của các
vi khuẩn và nấm mốc thì nhiệt lượng sinh ra lại tăng nhanh hơn nữa vì ngoài
do hô hấp của rau quả còn do hô hấp của vi sinh vật. Đó là điều kiện dẫn
đến hư hỏng rau quả một cách nhanh chóng. Cho nên cần phải lưu ý làm
sao được thông thoáng hạ nhiệt và độ ẩm.
*Lượng nhiệt tỏa ra của 1 tấn rau quả tươi ở các nhiệt độ
khác nhau trong 1giờ ,Kcal:
Loại rau
Nhiệt độ bảo quản ( o C)
quả
0
2
5
10
15
20
Chanh
200
260
400
670
970
1420
Cam
260
270
390
720
1150
1200
350
550
1150
2100
3200
4100
380
360
320
400
700
750
Bắp cải
400
680
650
920
2400
2500
Cà rốt
390
570
690
730
2000
2300
320
340
430
580
900
1080
360
370
470
750
1800
2000
Mơ
(L.Xô)
Khoai
tây
Hành
tây
Cà chua
1.2.2. Biến đổi sinh lý:
1.2.2.1. Sự hô hấp:
Hô hấp là một trong những quá trình sinh lý quan trọng của cơ thể
sống. Sau khi thu hoạch, nông sản tiếp tục hô hấp để duy trì sự sống nhưng
các chât hữu cơ đã tiêu hao không được bù đắp lại như khi còn ở trên cây
nên chúng sẽ tồn tại cho đến khi nguồn dự trữ cạn kiệt.
13
Về bản chất, hô hâp là quá trình phân giải oxy hóa các vật chất của tế
bào (tinh bột, đường, lipid, protein, acid hữu cơ v.v…) thành các chất có cấu
tạo phân tử đơn giản hơn, đồng thời giải phóng năng lượng và các phân tử
vật chất cần thiết cho các phản ứng tổng hợp của tế bào. Tuy nhiên hoạt
động hô hấp tiêu hao một lượng lớn các chất hữu cơ dự trữ làm nông sản
hao tốn cả về khối lượng và chất lượng.
Sự hô hấp của nông sản có thể diễn ra với sự có mặt của oxy (hô hâp
háo khí) hoặc thiếu oxy (hô hấp yếm khí). Sản phẩm của quá trình hô hấp
háo khí và yếm khí là khác nhau.
* Hô hấp háo khí
Trong quá trình hô hấp háo khí, cơ chất hô hấp chủ yếu là lượng
glucose. Sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa là CO2,H2O và năng
lượng.
Phương trình hô hấp cơ bản:
C 6 H 12 O6 +
6 O2 = 6 C O2 + 6 H 2 O + 686 Kcal
Các cơ chất hô hấp khác như acid hữu cơ, protein, lipid cũng đóng vai
trò quan trọng trong sự hô hấp của nông sản.
* Hô hấp yếm khí
Trong trường hợp thiếu oxy, sự oxy hoá sẽ diễn ra theo chiều hướng
khác, tỏa ra các sản phẩm khác. Sản phẩm của hô hấp yếm khí là ethanol
và acetaldehyd, đều là những hợp chất bay hơi, thường làm mất mùi vị
nông sản.
Tinh bột
glucose
glucose_6_phosphate
Ethanol
pyruvic acid
← CO2 + acetaldehyd
Nếu so sánh 2 quá trình hô hấp, năng lượng toả ra trong quá trình hô
hấp háo khí gấp nhiều lần hô hấp yếm khí. Ví dụ: khi nông sản hô hấp yếm
14
khí, một phân tử đường glucose sẽ tạo ra 2 phân tử ATP, trong khi nếu hô
hấp háo khí thì một phân tử đường glucose sẽ tạo ra 36 phân tử ATP. Tóm
lại, hô hấp yếm khí không có lợi, tạo nhiều sản phẩm trung gian, ảnh hưởng
chất lượng nông sản, đôi khi làm mất khả năng nảy mầm.
* Yếu tố ảnh hưởng đến sự hô hấp
- Giống: cùng một loại rau quả nhưng giống nào có khả năng bảo quản tốt
hơn thì có cường độ hô hấp lớn hơn.
Ví dụ: khoai tây, các giống khác nhau có cường độ hô hấp khác nhau:
Giống muộn giống trung bình giống sớm 11,6mgCO2/1h/1kg củ 7,9mg
6,2mg
- Trạng thái của rau quả và của tế bào che: các loại rau quả bị sâu bệnh
hoặc dập nát thì có cường độ hô hấp lớn hơn loại nguyên vẹn. Diện tích
vùng xây xát càng lớn thì cường độ hô hấp càng tăng. Các loại rau quả bị
bầm, nám hô hấp có phần yếm khí do việc thấm O 2 vào các tế bào bị cản
trở.
- Độ già chín: các loại quả đang vào thời kì chín có cường độ hô hấp cao
nhất. Từ lúc chín đến quá chín thì cường độ hô hấp giảm dần, đồng thời
cũng giảm khả năng đề kháng của cơ thể và quả sẽ hỏng. Đối với các loại
củ, khi lên mầm cường độ hô hấp cũng tăng mạnh.
- Thành phần hợp khí trong cấu trúc mô của rau quả tươi: có ảnh hưởng lớn
đến quá trình hô hấp. Lượng không khí này thường chiếm 20 - 30% (hoặc
hơn) tổng thể tích của rau quả. Các khí này nằm chủ yếu giữa các tế bào và
ở các khoảng trống trong mô. Thành 50 phần khí trong nội bào phụ thuộc
vào cấu trúc của rau quả và điều kiện của môi trường xung quanh. Nó giữ
sự cân bằng động học giữa sự sử dụng và khả năng xâm nhập oxy vào
trong các mô và tế bào, cũng như giữa sự hình thành CO 2 trong hô hấp và
mất đi bằng con đường khuếch tán. Nói khác đi, thành phần khí trong nội
15
bào phụ thuộc chặt chẽ vào hàm lượng CO 2 và O 2 trong khí quyển bên
ngoài.
Trong quá trình bảo quản, lượng CO 2 trong nội bào tăng dần và oxy
giảm dần. Nhưng khi quá chín, hô hấp hiếu khí giảm dần làm cho nhu cầu
về oxy giảm, tổng lượng oxy trong mô tăng lên, còn tổng thể tích CO 2 giảm
xuống.
- Nhiệt độ của môi trường: nếu nhiệt độ tăng thì nhu cầu về oxy cũng tăng.
Nếu oxy cung cấp không đủ thì rau quả sẽ hô hấp yếm khí một phần. Từ đó
lượng CO2 trong mô tăng và oxy giảm. Sự thay đổi nhiệt độ đột ngột cũng
làm tăng cường độ hô hấp quá mức.
- Tỉ lệ CO 2 và O 2 trong khí quyển: nếu lượng oxy giảm xuống dưới 3,5% thì
cường độ hô hấp bắt đầu giảm thấp. Cho nên giảm O 2 và tăng CO 2 trong
khí quyển bảo quản là một biện pháp làm ngừng trệ quá trình đang chín và
chín quá của rau quả, kéo dài thời hạn bảo quản. Tuy nhiên hô hấp yếm khí
cũng làm giảm chất lượng của rau quả. Nếu không cần bảo quản dài ngày
nên bảo quản rau quả tươi ở nơi thoáng mát và khô ráo.
- Độ ẩm của môi trường: càng cao thì sự thoát hơi nước càng chậm có thể
phần nào hạn chế được hô hấp hiếu khí.
- Ánh sáng: có tác dụng kích thích quá trình hô hấp.
Ví dụ: Cà rốt trong tối thì cường độ hô hấp là 10,76 mg CO 2 /kg. h .
Cà rốt trong ánh sáng ban ngày là 23,76 mg CO 2 /kg. h
Cà rốt dưới ánh điện là 24,65 mg CO 2 /kg. h
Do đó cần bảo quản rau quả tươi ở nơi râm mát và có mái che, tốt nhất là
nơi tối.
- Sự tổn thương của nông sản: tổn thương mô thực vật cũng kích thích sự
gia tăng cường độ hô hấp. Người ta đã đo được một lượng lớn CO2 sinh ra ở
củ khoai tây bị cắt. Các tổn thương này có thể chia làm hai loại: tổn thương
16
cơ giới và tổn thương do vi sinh vật. Sự tăng đột biến cường độ hô hấp của
nông sản bị tổn thương cơ giới có liên quan đến sự tự làm lành vết thương,
trong khi sự tăng cường độ hô hấp ở nông sản bị tổn thương do vi sinh vật
gây hại chủ yếu liên quan đến cơ chế tự bảo vệ của thực vật.
- Kiểu hô hấp của nông sản: cường độ hô hấp của các bộ phận cây trồng có
liên quan chặt chẽ với tốc độ sinh trưởng, phát triển của cây. Sự thay đổi
này vẫn tiếp tục diễn ra sau khi chúng được tách rời khỏi cây mẹ. Đối với
quả và một số rau dạng quả, chúng có thể được chia làm 2 nhóm dựa vào
xu hướng hô hấp trong quá trình chín:
+ Hô hấp đột biến (Climateric): xảy ra khi quả đã bắt đầu chín. Cường độ hô
hấp tăng đột biến trong thời gian ngắn tới đỉnh điểm sau đó giảm dần tương
ứng với giai đoạn quả chín hoàn toàn. Lúc này quả đạt chất lượng cao nhất.
Hô hấp đột biến có thể xảy ra ngay khi quả còn đang ở trên cây mẹ (trừ
trường hợp trái bơ) hoặc sau thu hoạch. Các loại quả này có thể thu hoạch
sớm và dấm chín khi cần thiết.
+ Hô hấp thường (Non-climateric): Quá trình chín chỉ xảy ra khi quả còn
trên cây. Cường độ hô hấp giảm chậm dần trong quá trình sinh trưởng và
sau thu hoạch. Quá trình chín diễn ra từ từ. Quả có chất lượng thấp nếu thu
hoạch quá sớm trước khi đạt đến độ chín thích hợp.
17
Ngoài ra, cũng có thể dựa vào lượng ethylene sản sinh ra trong quá
trình chín, hoặc phản ứng của quả khi xử lý ethylene để phân biệt loại quả
cây hô hấp đột biến và hô hấp thường. Tất cả các loại quả đều sản sinh
ethylene trong quá trình phát triển. Tuy nhiên, loại quả hô hấp đột biến sản
sinh lượng ethylene lớn hơn nhiều so với loại quả hô hấp thường. Tác động
của ethylene (nội sinh hoặc ngoại sinh) tạo nên sự tăng đột ngột về cường
độ hô hấp của nhóm quả hô hấp đột biến, nhưng gần như không có ý nghĩa
với quả hô hấp thường ở nồng độ thấp.
Trong quá trình bảo quản, hoạt động hô hấp thường làm biến đổi
thành phần hóa sinh của nông sản, tiêu hao vật chất dự trữ, làm giảm đáng
kể chất lượng dinh dưỡng và cảm quan cũng như rút ngắn tuổi thọ của nông
sản. Ngoài ra hô hấp còn giải phóng ra môi trường xung quanh một lượng
18
nhiệt, hơi nước, góp phần thúc đẩy các quá trình hư hỏng diễn ra nhanh
hơn.
Tuy nhiên, vì hô hấp là hoạt động sinh lý chủ yếu để duy trì sự sống
của nông sản nên cần tác động vào nông sản và môi trường để hạn chế
cường độ hô hấp của nông sản đến mức tối đa trong thời gian bảo quản.
1.2.2.2. Sự chín và già hóa:
Quá trình chín đánh dấu sự kết thúc pha phát triển quả và bắt đầu quá
trình già hoá, và thường là không đảo ngược được. Quá trình chín là hệ quả
của một phức hợp các thay đổi nhưng hoạt động sinh lý cơ bản của quá
trình chín là sự thay đổi về cường độ hô hấp và sản sinh ethylene.
Các thay đổi có thể xuất hiện trong quá trình chín của quả
- Sự thành thục của hạt
- Thay đổi màu sắc
- Hình thành tầng rời (tách khỏi cây mẹ)
- Thay đổi về cường độ hô hấp
- Thay đổi về cường độ sản sinh ethylene
- Thay đổi về tính thẩm thấu của mô và thành tế bào
- Thay đổi về cấu trúc (thay đổi về thành phần các hợp chất pectin)
- Thay đổi về thành phần các hợp chất hydratcarbon
- Thay đổi các acid hữu cơ
- Thay đổi các protein
- Sản sinh các hợp chất tạo mùi thơm
- Phát triển lớp sáp bên ngoài vỏ quả
Sự già hoá bắt đầu khi quá trình chín kết thúc. Lúc này nông sản đã
tiêu hao hết năng lượng dự trữ ( các nông sản như rau, quả, thành phần xơ
19
chiếm ưu thế, sắc tố suy giảm, nông sản khô héo, nhăn nheo không còn giá
trị dinh dưỡng và thương phẩm. Ở các nông sản hạt, sự già hoá làm mất
sức nảy mầm, các chất dự trữ bị oxy hoá, hạt biến màu.
1.2.2.3. Rối loạn sinh lý:
* Rối loạn dinh dưỡng: Rối loạn dinh dưỡng thường bắt nguồn từ trước thu
hoạch do sự mất cân đối một số chất khoáng từ cây mẹ. Cây trồng thiếu
đạm thường còi cọc, lá có màu vàng nhưng nếu thừa đạm thì sinh trưởng
mất cân đối, chất lượng sản phẩm sau thu hoạch giảm rõ rệt. Thiếu kali thì
quả phát triển và chín không bình thường. Thối cuống quả cà chua, cháy
chóp lá xà lách, vết lõm trên vỏ quả táo là những triệu chứng do thiếu
20
- Xem thêm -