Nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lí, sinh hóa theo tuổi phát triển của quả chuối tây (musa paradisiaca l ) trồng tại thanh trì, hà nội

87 HNUE JOURNAL OF SCIENCE DOI 10 18173/2354 1059 2021 0011 Natural Sciences 2021, Volume 66, Issue 1, pp 87 95 This paper is available online at http //stdb hnue edu vn NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CHỈ TIÊU SIN[.]

HNUE JOURNAL OF SCIENCE Natural Sciences 2021, Volume 66, Issue 1, pp 87-95 This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn DOI: 10.18173/2354-1059.2021-0011 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÍ, SINH HÓA THEO TUỔI PHÁT TRIỂN CỦA QUẢ CHUỐI TÂY (Musa paradisiaca L.) TRỒNG TẠI THANH TRÌ, HÀ NỘI Lê Văn Trọng1 Nguyễn Như Khanh2 Trường Đại học Hồng Đức Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tóm tắt Nghiên cứu xác định thời điểm chín sở khoa học cho việc thu hoạch bảo quản tốt Các phương pháp sinh lí, hóa sinh sử dụng để phân tích biến đổi số tiêu theo sinh trưởng phát triển chuối tây trồng xã Thanh Liệt, huyện Thanh Trì, Hà Nội từ hình thành chín Kết cho thấy, chuối tây đạt kích thước tối đa 16 tuần tuổi, lúc vỏ có màu vàng nhạt giảm hàm lượng diệp lục tăng hàm lượng carotenoit Hàm lượng vitamin C hàm lượng axit hữu tổng số thịt đạt cực đại 12 tuần tuổi, sau giảm dần Hàm lượng tinh bột tăng đến 14 tuần tuổi, sau giảm xuống Hàm lượng đường khử tăng dần đến 16 tuần tuổi giảm xuống Hàm lượng protein giảm dần từ hình thành chín, hàm lượng lipit tăng dần đến 15 tuần tuổi, sau giảm xuống Qua q trình nghiên cứu chúng tơi xác định thời điểm chín sinh lí chuối tây 16 tuần tuổi, thời điểm ngừng sinh trưởng tích lũy nhiều chất dinh dưỡng Từ khóa: chuối tây, tiêu sinh lí, tiêu sinh hóa, chín sinh lí Mở đầu Chuối (Musa paradisiaca L.) loại thực vật thuộc họ Musa, có nguồn gốc từ Đơng Nam Á [1] Nó loại lương thực quan trọng giới đứng thứ tư tổng giá trị sản xuất Cây chuối trồng 100 quốc gia khắp vùng nhiệt đới cận nhiệt đới, với sản lượng hàng năm giới khoảng 98 triệu tấn, phần lớn sản xuất nước thuộc châu Phi, châu Á - Thái Bình Dương, Châu Mỹ Latinh vùng Caribê [2] Ở nhiều nước, chuối loại lương thực phổ biến cung cấp cho người, lên men để sản xuất rượu Chuối loại thực phẩm tốt cho sức khỏe chứa số chất dinh dưỡng thiết yếu, có lợi cho tiêu hố, tốt cho tim làm giảm cân Chuối nguồn chất xơ lành mạnh, giàu kali, chất chống oxi hóa, magiê vitamin B6 vitamin C Đã có nhiều nghiên cứu thay đổi sinh lí sinh hóa trái giai đoạn phát triển khác Rajkumar cộng (2012) [3] nghiên cứu chất lượng chuối giai đoạn chín cách sử dụng hình ảnh siêu kính Maduwanthi Marapana (2017) [4] kết luận việc làm mềm kết cấu, vàng vỏ, tăng vị thay đổi cảm quan ghi nhận q trình chín chuối, thay đổi xảy loạt thay đổi sinh hóa Ngày nhận bài: 12/1/2021 Ngày sửa bài: 15/3/2021 Ngày nhận đăng: 22/3/2021 Tác giả liên hệ: Lê Văn Trọng Địa e-mail: levantrong@hdu.edu.vn 87 Lê Văn Trọng Nguyễn Như Khanh vỏ thịt chuối Kanellis cộng (1989) [5] quan sát thấy suy giảm pectin methylesterase chuối chín bị làm chậm sử dụng O2 2,5% kết hợp với 500 μl ethylene Nghiên cứu Kulkarni cộng (2011) [6] cho thấy chuối xử lí ethrel cho chất lượng tốt cảm quan màu sắc bên ngoài, mùi vị, hương vị chất lượng tổng thể Nguyễn Thị Bích Thủy (2006) [7] cho bảo quản chuối tiêu nhiệt độ cao (14 oC), chuối tiêu bảo quản dài ngày mà khơng có biến đổi xấu Nguyễn Thiên Lương cộng (2013) [8] nghiên cứu tuyển chọn giống chuối tiêu GL3-1 cho suất cao chống chịu rét, chịu hạn mức Nhìn chung kết nghiên cứu nước chuối tập trung chủ yếu vào việc chọn giống mới, xác định thành phần hóa học, tính chất dược liệu, chất lượng biện pháp tăng suất chuối Trong Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu liên quan đến biến đổi sinh lí, hóa sinh trình sinh trưởng chuối Ở Việt Nam, chuối trồng nhiều nơi chuối loại dễ trồng, sống nhiều loại đất chứa nhiều chất dinh dưỡng, trồng chuối mang lại lợi ích kinh tế cao cho người dân Cây chuối tây trồng từ lâu Thanh Trì, Hà Nội trồng nhiều khu vực rộng Quả chuối thuộc loại có hơ hấp bột phát, sau thu hái tiếp tục chín, chuối chín dễ bị dập nát gây khó khăn cho việc vận chuyển dẫn đến làm giảm chất lượng Vì nghiên cứu biến đổi tiêu sinh hóa theo tuổi phát triển để tìm thời điểm chín sinh lí giúp người tiêu dùng thu hái bảo quản tốt điều cần thiết Nội dung nghiên cứu 2.1 Vật liệu phương pháp nghiên cứu * Vật liệu, thời gian địa điểm nghiên cứu - Quả chuối tây (Musa paradisiaca L.) thu hái xã Thanh Liệt, huyện Thanh Trì, Hà Nội - Thời gian thực thí nghiệm tiến hành từ tháng 01 đến tháng 10 năm 2009 - Thí nghiệm phân tích tiêu tiến hành mơn Sinh lí Thực vật Ứng dụng, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội * Phương pháp thu mẫu Quả chuối tây thu theo phương pháp lấy mẫu hỗn hợp tồn diện tích vườn thí nghiệm theo sơ đồ đường chéo năm điểm: điểm tâm bốn điểm đoạn thẳng nối tâm đến bốn góc đỉnh Các lấy mẫu phát triển bình thường, khơng sâu bệnh, có tuổi điều kiện chăm sóc đồng Quả chuối thu vào buổi sáng, sau bảo quản lạnh chuyển phòng thí nghiệm để phân tích tiêu sinh lí, hóa sinh Các tiêu sinh lí, hóa sinh nghiên cứu thời điểm tuần, tuần, 10 tuần, 12 tuần, 14 tuần, 15 tuần, 16 tuần, 17 tuần Mỗi thời điểm nghiên cứu thu mẫu 20 cây, mỗi 05 tầng * Phương pháp phân tích tiêu - Xác định hàm lượng sắc tố vỏ phương pháp quang phổ [9] - Định lượng đường khử theo phương pháp Bertrand [10] - Định lượng tinh bột theo phương pháp Bertrand [10] - Định lượng axit hữu tổng số [11] - Định lượng vitamin C theo phương pháp chuẩn độ [12] - Xác định hàm lượng protein phương pháp Lowry [12] 88 Nghiên cứu số tiêu sinh lí, sinh hóa theo tuổi phát triển chuối tây - Xác định hàm lượng lipit phương pháp Soxlet [12] * Phương pháp xử lí số liệu Số liệu xử lí phần mềm IRRISTAT 5.0 2.2 Kết thảo luận 2.2.1 Động thái chiều dài đường kính chuối tây Xác định thay đổi chiều dài đường kính chuối tây suốt trình sinh trưởng phát triển cho phép xác định thời điểm ngừng sinh trưởng đạt kích thước tối đa, tiền đề để tìm thời điểm chín sinh lí Kết nghiên cứu thể qua Hình cm Tuần Hình Sự biến đổi chiều dài đường kính chuối tây trồng Thanh Trì, Hà Nội Chiều dài đường kính chuối tây tăng dần theo tuổi phát triển Khi hình thành (2 tuần tuổi) chuối tây có chiều dài đạt 7,705 cm đường kính đạt 2,585 cm Chiều dài đường kính tăng lên rõ rệt giai đoạn từ tuần tuổi đến 15 tuần tuổi, điều giai đoạn có gia tăng số lượng kích thước tế bào làm cho tăng lên kích thước [13], ban đầu phân chia tế bào diễn mạnh mẽ, sau sinh trưởng kéo dài tế bào, đến 15 tuần tuổi có chiều dài đạt 14,378 cm đường kính đạt 4,456 cm Giai đoạn từ 15 đến 17 tuần tuổi, gần đạt kích thước tối đa, 17 tuần tuổi có chiều dài 14,400 cm đường kính 4,550 cm, giai đoạn chênh lệch chiều dài đường kính khơng nhiều thời điểm chuẩn bị đủ tiền chất để bước vào giai đoạn chín 2.2.2 Sự biến đổi hệ sắc tố theo tuổi phát triển chuối tây Sự biến đổi hệ sắc tố vỏ tiêu quan trọng cho phép xác định biến đổi màu sắc bên ngồi vỏ [14], từ làm để xác định thời điểm thu hái thích hợp Kết nghiên cứu động thái hàm lượng diệp lục carotenoit cho thấy, tuần tuổi đầu tiên, hàm lượng diệp lục vỏ chuối chiếm tỉ lệ thấp sau tăng dần theo tuổi phát triển Hàm lượng diệp lục tăng nhanh giai đoạn từ 10 đến 14 tuần tuổi, đến 14 tuần tuổi hàm lượng diệp lục a đạt giáo trị cao 0,315 mg/g vỏ tươi, hàm lượng diệp lục b tăng lên cao đến 14 tuần tuổi với tốc độ chậm Hàm lượng diệp lục cao giai đoạn phù hợp với tăng trưởng chiều dài, đường kính tỉ lệ thịt quả, giai đoạn cần nguồn cung cấp cacbonhiđrat bổ sung từ vỏ để tổng hợp chất cần thiết cho sinh trưởng Sau 14 tuần tuổi hàm lượng diệp lục a diệp lục b giảm xuống nhanh chóng 17 tuần tuổi (Hình 2) 89 Lê Văn Trọng Nguyễn Như Khanh mg/100g Tuần Hình Động thái hàm lượng sắc tố vỏ chuối tây trồng Thanh Trì, Hà Nội Hàm lượng carotenoit vỏ chuối tây tăng dần theo tuổi phát triển Trong tuần quả, hàm lượng carotenoit có giá trị thấp, sau tăng chậm đến 12 tuần tuổi Sau 12 tuần tuổi, hàm lượng carotenoit tăng lên nhanh đến 17 tuần tuổi, thời điểm hàm lượng carotenoit đạt 0,682 mg/g vỏ tươi Sự giảm hàm lượng diệp lục với gia tăng lượng carotenoit bắt đầu chuyển sang giai đoạn chín, sắc tố diệp lục bị phân hủy sắc tố carotenoit tổng hợp [15,16] Kết thay đổi hàm lượng sắc tố phù hợp với số nghiên cứu mô tả phân hủy chất diệp lục có liên quan đến trưởng thành số loại [17-19] 2.2.3 Sự biến đổi hàm lượng đường khử tinh bột chuối tây Quả chuối tây có chứa nguồn cacbonhiđrat phong phú, chủ yếu xuất dạng tinh bột chuối chưa chín dạng đường chuối chín Trong q trình chuối chín thành phần cacbonhiđrat thay đổi mạnh Nghiên cứu thay đổi hàm lượng đường khử tinh bột theo tuổi cho phép đánh giá phần chất lượng chín Kết thể Hình % Tuần Hình Sự biến đổi hàm lượng đường khử tinh bột chuối tây trồng Thanh Trì, Hà Nội Các loại đường phổ biến có chuối chín fructose glucose, biến đổi theo sinh trưởng Hàm lượng đường khử giai đoạn đầu (2 tuần tuổi) chuối tây chiếm tỉ lệ tương đối thấp, từ đến 14 tuần tuổi, hàm lượng đường khử tăng chậm (hàm lượng đường khử thời điểm 14 tuần tuổi đạt 1,394%) Sau giai đoạn tích khối lượng tăng nhanh, tế bào tiếp tục tăng sinh trưởng dãn, tăng tổng hợp lượng thành phần cấu thành nên tế bào dẫn tới hàm lượng đường khử tăng lên nhanh chóng Giai đoạn từ 14 đến 16 tuần tuổi, hàm lượng đường khử tăng nhanh đạt 15,002% 16 tuần tuổi Tuy nhiên sau 16 tuần tuổi hàm lượng đường khử giảm xuống, 90 Nghiên cứu số tiêu sinh lí, sinh hóa theo tuổi phát triển chuối tây điều chuối loại có q trình hơ hấp bột phát [14], q trình chín có gia tăng cường độ hơ hấp, tăng nhanh q trình hơ hấp thời điểm nguyên nhân gây giảm hàm lượng đường khử vốn nguyên liệu trực tiếp sử dụng q trình hơ hấp Sự biến động hàm lượng đường khử theo tuổi phát triển chuối tây phù hợp với biến động hợp chất cacbohiđrat dứa Cayen trồng Ninh Bình, hàm lượng đường khử thấp lúc còn non, sau tăng liên tục đến bước vào giai đoạn chín [20] Quả chuối chưa chín có thành phần tinh bột Khi hình thành (2 tuần tuổi) chuối tây có hàm lượng tinh bột thấp, sau hàm lượng tinh bột tăng dần, nhiên mức độ tăng chậm, đến 12 tuần tuổi hàm lượng tinh bột đạt 9,269% Hàm lượng tinh bột đạt giá trị cao 14 tuần tuổi (20,754%), sau 14 tuần hàm lượng tinh bột giảm xuống 9,005% 17 tuần tuổi Ở giai đoạn từ sau 14 tuần tuổi trao đổi chất diễn mạnh mẽ, đặc biệt q trình hơ hấp, tinh bột sử dụng nhiều dẫn tới hàm lượng chúng giảm dần theo chín Sự biến đổi hàm lượng tinh bột hàm lượng đường khử phù hợp với biến động hoạt tính enzym -amylaza vốn xúc tác phản ứng chuyển hóa tinh bột thành đường 2.2.4 Sự biến đổi hàm lượng axit hữu tổng số, hàm lượng vitamin C chuối tây Các axit hữu xuất sản phẩm trung gian trình trao đổi chất, vốn đóng vai trị quan trọng ngun liệu cho trình sinh tổng hợp chất cần thiết [21] Các axit hữu cần thiết cho trình trao đổi hiếu khí đóng góp quan trọng vào chất lượng độ chua [22] Kết nghiên cứu biến đổi hàm lượng axit hữu tổng số thể qua Hình lđl/100g lđl/100g % Tuần Hình Sự biến đổi hàm lượng axit hữu tổng số chuối tây trồng Thanh Trì, Hà Nội Khi hình thành tích luỹ lượng axit hữu lớn đạt 12,3 lđl/100g thịt tươi (lđl: mili đương lượng), sau hàm lượng axit hữu tổng số tăng nhanh đạt giá trị cao 43,506 lđl/100g thịt tươi 12 tuần tuổi Kết tăng nhanh hàm lượng axit hữu tổng số giai đoạn quả, trình trao đổi cacbohiđrat, trao đổi protein lipit diễn mạnh mẽ tạo nhiều sản phẩm trung gian aminoaxit, xetoaxit,… Từ 12 tuần đến 17 tuần, hàm lượng axit hữu giảm xuống, đến 17 tuần tuổi còn 35,602 lđl/100g thịt tươi Hàm lượng axit hữu giảm axit hữu sử dụng q trình hơ hấp tạo lượng cung cấp cho trình tổng hợp tinh bột Mặt khác, lượng lại tiếp tục cần cho sinh tổng hợp chất đặc trưng cho thời kì chín enzym thủy phân, este tạo mùi thơm cho thời kì chín tổng hợp đường tạo vị cho dẫn tới giảm dần lượng axit tổng số [23] 91 Lê Văn Trọng Nguyễn Như Khanh Vitamin C hay còn gọi sinh tố C (axit ascorbic) loại vitamin tan nước, đóng vai trò thiết yếu việc trì sức khỏe mô liên kết thể hoạt động chất chống oxi hóa Giống hầu hết loại khác, chuối tây nguồn cung cấp vitamin C phong phú Hàm lượng vitamin C chuối tây thay đổi trình sinh trưởng phát triển (Hình 5) mg/100g % Tuần Hình Sự biến đổi hàm lượng vitamin C chuối tây trồng Thanh Trì, Hà Nội Hàm lượng vitamin C chuối tây tuần tuổi chiếm tỉ lệ cao đạt 19,078 mg/100g thịt tươi, sau tăng chậm đến thời điểm 10 tuần tuổi Từ 10 tuần đến 12 tuần tuổi hàm lượng vitamin C tăng nhanh đạt giá trị cao 12 tuần tuổi với giá trị 29,587 mg/100g thịt tươi Đây giai đoạn tăng trình tổng hợp thành phần hữu quả, đồng thời hàm lượng thịt tăng nhanh có tích lũy vitamin C với chất dinh dưỡng khác Sau 12 tuần hàm lượng vitamin C giảm dần, đến 17 tuần tuổi còn 17,671 mg/100g thịt tươi, lúc phẩm chất bị giảm đáng kể Sự biến động hàm lượng vitamin C chuối tây phù hợp với biến động hàm lượng vitamin C theo sinh trưởng phát triển cam trồng Thanh Hóa [21] 2.2.5 Sự biến đổi hàm lượng protein lipit chuối tây Quả chuối tây chứa hàm lượng protein lipit không cao, nhiên hai thành phần thiếu tạo nên phẩm chất dinh dưỡng chín Trong chuối, protein có hàm lượng thấp đóng vai trò quan trọng cấu trúc chức sinh lí Nó hình thành trao đổi chất tạo nên quan dinh dưỡng vận chuyển đến Trong lipit chủ yếu có tế bào thịt có vai trò cung cấp lượng cho hoạt động trao đổi chất Kết nghiên cứu thay đổi hàm lượng protein lipit chuối tây thể qua Hình % Tuần Hình Sự biến đổi hàm lượng lipit protein chuối tây trồng Thanh Trì, Hà Nội 92 Nghiên cứu số tiêu sinh lí, sinh hóa theo tuổi phát triển chuối tây Khi hình thành hàm lượng protein có giá trị tương đối cao (ở thời điểm tuần tuổi), thời điểm trình phân chia tế bào trình sinh trưởng dãn dài tế bào tăng nhanh thúc đẩy sinh trưởng dẫn tới trình sinh tổng hợp protein diễn mạnh Sau tuần tuổi, hàm lượng protein giảm dần, đến 10 tuần tuổi hàm lượng protein đạt 6,181%, sau hàm lượng protein tiếp tục giảm chín hồn tồn, giai đoạn giảm nhanh từ 10 tuần đến 12 tuần tuổi, giai đoạn enzym proteaza chuối tăng cường phân giải protein cung cấp lượng cho q trình hơ hấp Đến 17 tuần tuổi, hàm lượng protein chuối đạt 3,775% Hàm lượng lipit chuối tăng dần từ tuần tuổi đến 15 tuần tuổi, lúc hàm lượng lipit có giá trị cao đạt 14,517% Đây giai đoạn sinh trưởng mạnh, q trình tích lũy chất hữu tăng nhanh, tăng cường tích lũy lipit song song với trình tổng hợp chất Sau 15 tuần tuổi hàm lượng lipit giảm xuống, 17 tuần tuổi, hàm lượng lipit còn 6,731%, giảm hàm lượng lipit giai đoạn chuyển sang giai đoạn chín, q trình hơ hấp tăng nhanh, lipit tham gia vào phản ứng cung cấp nguyên liệu lượng cho q trình hơ hấp Ở chuối tây, hàm lượng lipit không cao chiếm tỉ lệ định, có vai trò quan trọng trình phát triển với chất dinh dưỡng khác tạo nên hương vị đặc trưng cho quả, nên thu hoạch quả bước vào giai đoạn chín có hàm lượng lipit tương đối cao Kết luận Kết phân tích biến đổi số tiêu sinh lí, hóa sinh theo sinh trưởng phát triển chuối tây cho thấy, chuối tây thời điểm 16 tuần tuổi đạt kích thước gần tối đa chiều dài đường kính Màu sắc lúc có biến đổi từ màu xanh sang màu vàng nhạt giảm hàm lượng diệp lục tăng hàm lượng carotenoit Các tiêu sinh hóa biến đổi từ hình thành đến chín, đến 16 tuần tuổi chuối tây có giá trị cực đại hàm lượng đường khử có hàm lượng cao thành phần vitamin C, protein, lipit Sau thời điểm 16 tuần tuổi số thành phần đường khử, vitamin C giảm xuống, thời điểm chuối tây 16 tuần tuổi thời điểm thu hái thích hợp nhất, thu hái sớm hay muộn ảnh hưởng đến chất lượng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J Marriott, J K Palmer, 1980 Bananas-physiology and biochemistry of storage and ripening for optimum quality Critical Reviews in Food Science & Nutrition, 13(1), pp 41-88 [2] E A Frison, S L Sharrock, 1999 The economic, nutritional and social importance of bananas in the world Bananas and Food Security INIBAP, Montpellier, France, pp 21-35 [3] P Rajkumar, N Wang, G Eimasry, G S V Raghavan, Y Gariepy, 2012 Studies on banana fruit quality and maturity stages using hyperspectral imaging Journal of Food Engineering, 108(1), pp 194-200 [4] S D T Maduwanthi, R A U J Marapana, 2017 Biochemical changes during ripening of banana: A review International Journal of Food Science and Nutrition, 2(5), pp 166-169 93 ... protein chuối tây trồng Thanh Trì, Hà Nội 92 Nghiên cứu số tiêu sinh l? ?, sinh hóa theo tuổi phát triển chuối tây Khi hình thành hàm l? ?ợng protein có giá trị tương đối cao (ở thời điểm tuần tuổi) ,... 16 tuần tuổi Tuy nhiên sau 16 tuần tuổi hàm l? ?ợng đường khử giảm xuống, 90 Nghiên cứu số tiêu sinh l? ?, sinh hóa theo tuổi phát triển chuối tây điều chuối loại có q trình hơ hấp bột phát [14],... Định l? ?ợng vitamin C theo phương pháp chuẩn độ [12] - Xác định hàm l? ?ợng protein phương pháp Lowry [12] 88 Nghiên cứu số tiêu sinh l? ?, sinh hóa theo tuổi phát triển chuối tây - Xác định hàm l? ?ợng