Biến đổi sinh hóa của trái cây

đi, hương vị sút kém, phẩm chất giảm hàm lượng đường, axít, vitamin giảm nhiều; quả không còn có độ chắc nhất định nữa, người ta gọi lao động là sự chín quá chín mẫu do phẩm chất và hươn

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM

MÔN: HÓA SINH THỰC PHẨM 2

“Bệnh từ miệng mà vào ” hay “Có thực mới vực được đạo” Thực vậy, ngành công nghệ thực phẩm ra đời và phát triển mạnh mẽ tạo ra các sản phẩm thực phẩm vô cùng phong phú, đa dạng đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người không chỉ là ăn no, ăn

đủ mà còn ăn ngon, ăn bổ dưỡng và còn tốt cho sức khoẻ.Tuy không phải là loại thực phẩm chính nhưng trái cây cũng đóng vai trò thiết yếu trong đời sống, phục vụ các nhu cầu như: cung cấp các dưỡng chất thiết yếu, bổ sung vitamin, chất xơ, vai trò làm đẹp,…

Vì thế, trái cây cũng được xem là thực phẩm góp phần quan trọng trong chế độ dinh dưỡng hàng ngày của chúng ta Không chỉ là giá trị dinh dưỡng, con người ngày càng tạo

ra nhiều sản phẩm phong phú đa dạng từ trái cây : nước ép, trái cây sấy, Vì vậy việc bảo quan trái cây để tránh khỏi sự hư hỏng là một giai đoạn quan trong Muốn bảo quản lâu và tốt chúng ta hãy cùng tìm hiểu sơ lược về thành phần dinh dưỡng của trái cũng như đi sâu vào những biến đổi hóa học của các chất thành phần có trong trái cây, một số tác nhân gây nên biến đổi trong quá trình hình thành và chín Đây cũng chính là nội dung của bài tiểu luận: “Những biến đổi hóa sinh của trái cây trong quá trình hình thành và chín” sẽ được

nhóm trình bày sau đây

I. GIỚI THIỆU CHUNG

- Rau quả là những sản phẩm thiết yếu đối với dinh dưỡng của con người, bởi lẽ chúng là nguồn cung cấp chính các Vitamin, muối khoáng, axít hữu cơ, poliphenol, các chất thơm và gluxít dễ tiêu hoá Một trong những yêu cầu quan trọng bậc nhất đối với các phương pháp chế biến và bảo quản quả là làm thế nào để bảo tồn được một cách tối đa các chất dinh dưỡng, Vitamin, hương vị và màu sắc tự nhiên của quả Muốn làm điều đó phải biết rõ thành phần hoá học của quả, và hiểu sâu sắc

quá trình sinh hoá xảy ra trong mô của quả chín cũng như khi chế biến và bảo quản

- Những tính chất quan trọng nhất của quả như hương vị, kích thước, mà sắc ,độ bền khi bảo quản… đều được hình thành trong thời kỳ chín Vì thế sự hiểu biết và nghiên cứu vế quá trình sinh hoá, sinh lý cơ bản của sự chín có ý nghĩa to lớn tăng cường phẩm chất của quả, xác lập thời hạn thu nhập tối ưu và ngăn ngừa những tổn thất khi bảo quản sử dụng

- Quả là cơ quan sinh sản của cây một năm hoặc cây lưu niên, chúng đựơc tạo thành thường là từ bầu dính của hoa hoặc từ các mô cuống bầu, cũng có thể từ các phần của hoa dính liền với bầu Chức năng sinh học của quả đối với đời sống của cây là cung cấp chất dinh dưỡng cho hạt

 Chính vì lẽ ấy mà các cơ quan sinh hoá xãy ra trong quả phụ thuộc vào chức năng này của chúng, thậm chí ngay cả sau khi đã lìa khỏi cây mẹ

Trong quá trình phát triển của mình, tế bào quả trải qua một loạt các giai đoạn nối tiếp nhau phân chia, sinh trưỡng, chín già và phân huỷ rồi chết.

- Khi quả còn ở trên cây, các chất dinh dưỡng được tích tụ dần dần làm cho quả trở nên “già” dần Quả đã “già” làm lượng các chất dinh dưỡng trong chúng được tích tụ khá cao Sau đó nhiều biến đổi hoá học khác nhau tiếp tục xảy ra dưới sự điều hoà của các chất kích động và các hệ enzym làm cho quả có thành phần hoá học, hình dạng, kích thước và màu sắc đặc trưng, hương vị thơm ngon điển hình cho từng loại quả Đó là hiện tượng chín Nếu hiện tượng chín xảy ra ở trên cây gọi là hiện tượng chín cây Nếu quả chín sau khi ngắt lìa khỏi cây mẹ gọi là quả rấm chín

Mặc dù có sự khác nhau rất lớn về cấu tạo, vùng phân bố địa lý và vận tốùc chín, quá trình chín ở tất cả các loại quả đều giống nhau ít nhiều.

- Trong thời gian chín thịt quả (như mô) tích luỹ một lượng lớn các chất dinh dưỡng hoà tan (chủ yếu là đường hoặc axít hữu cơ) từ lá chuyển tới hoặc do các hợp chất hữu cơ phức tạp phân giải thành Độ chắc của quả giảm, quả trở nên mềm Màu sắc cuả vỏ quả và ngay cả thịt quả thay đổi Khi mà trong quả các chất dinh dưỡng hoà tan được tích tụ cao nhất, màu sắc của quả đẹp nhất, hương vị thơm ngon nhất, người ta bảo là quả đã chín tới Tiếp sau đó là thời kỳ già cỗi và phân huỷ của tế bào của mô Khi này các quá trình phân huỷ nội tế bào tăng lên rất mạnh và hạt

đi, hương vị sút kém, phẩm chất giảm (hàm lượng đường, axít, vitamin giảm

nhiều); quả không còn có độ chắc nhất định nữa, người ta gọi lao động là sự chín quá (chín mẫu) do phẩm chất và hương vị cũng như hình dáng bên ngoài của quả dùng làm hương liệu chế biến hoặc sử dụng trực tiếp phụ thuộc vào giai đoạn phát triển của quả nên từng trường hợp cụ thể, việc xác định độ chín thích hợp của chúng rất quan trọng

- Người ta phân biệt 4 mức độ chín của quả: độ chín ăn được (sử dụng), độ chín thu hoạch, độ chín kỹ thuật, và độ chín sinh lý

• Độ chín ăn được: quả ở độ chín này có hương vị và độ chát tốt nhất có màu sắc kích thước vào hình dạng đặc trưng riêng cho từng loại quả Đây là độ chín thích hợp nhất mà quả có thể sử dụng trực tiếp để ăn tươi Người ta thường thu hoạch những quả không có khả năng chín tới sau khi ngắt lìa khỏi cây mẹ ở độ chín này (dưa chuột, dưa hấu…) Ơû những loại quả này độ chín thu hoạch sử dụng trùng nhau

• Độ chín thu hoạch : là trạng thái của quả mà khi đó quả đạt kích thước nhất

định, đặc trưng cho loại quả đã cho và trong quả đã hoàn thành việc tích luỹ chất dinh dưỡng và chất gây vị, song sự hình thành hoàn toàn phẩm chất của quả (hương vị, hàm lượng đường, độ chát…) vẫn chưa kết thúc Người ta thường thu hoạch những quả có khả năng chín tới sau khi lìa khỏi cây, nghĩa là có khả năng chín tới trong qúa trình bảo quản (cà chua, dưa bở, dưa hồng, ớt, chuối, dứa, táo, lê, đáo, mơ) ở độ chín này

• Độ chín kỹ thuật : đó là độ chín mà quả cần phải đạt được để thu hoạch dùng

cho việc chế biến Lúc này, người ta không chỉ chú ý đến hình dạng, kích thước, màu sắc mà cả những chỉ tiêu phẩm chất có ý nghĩa lớn đối với kỹ thuật chế biến loại quả đó cũng như mục đích sử dụng của chúng nữa

Ví dụ: cà chua để muối có thể dùng quả xanh, để nhồi thịt và hấp thì dùng quả đỏ hay hung đỏ, để làm bột hay nước cà chua người ta lại chỉ dùng quả đã chín đỏ) do vậy, khái niệm về độ chín kỹ thuật chỉ là tương đối Đôi khi độ chín kỹ thuật lại trùng với độ chín ăn được ( nho, anh đào, dưa hấu, cam, quýt…)

• Độ chín sinh lý : đặc trưng bởi sự có mặt của các hạt chín trong quả; ở độ chín

này, người ta thu hoạch quả để lấy hạt vì hạt dễ tách khỏi thịt quả, còn quả không có giá trị tiêu dùng nữa Ơû đa số quả, độ chín sinh lý trùng với sự chín quả

- Trong thời gian quả chín xãy ra những biến đổi sinh hoá rất phức tạp kèm theo là những biến đổi về thành phần hoá học và các tính chất lý học khác Đặc điểm chính của thời kỳ chín là sự tăng đột phát hô hấp và những biến đổi khác thấy rõ trước tiên như:

• Sự mềm của các mô

• Biến đổi về màu sắc

• Biến đổi về mùi vị…

- Song cơ sở của những thay đổi trên là sự biến đổi về hàm lượng các chất kích thích, về hoạt lực và sự xuất hiện các hệ enzym cũng như sự biến đổi về cường độ hô hấp và cấu tạo nội tế bào

Nói cách khác, những thay đổi quan trọng về hàm lượng các chất kích thích và hệ enzym là nhân tố điều khiển mọi quá trình sinh hoá xảy ra trong quả đã gây nên những biến đổi lớn về thành phần hoá học và kéo theo đó là những biến đổi về tính chất lý học của quả khi chín.

II.NHỮNG BIẾN ĐỔI HOÁ HỌC VÀ LÝ HỌC XẢY RA KHI QUẢ CHÍN

1 Sinh trưởng của quả trong quá

trình chín

- Từ lúc bầu hoa được thụ phấn cho đến

khi quả rụng khỏi cây, trọng lượng quả

không ngừng tăng lên (số lượng tế bào

trong một quả táo ước tính có tới 50 –

100 triệu) Tiếp đó, sự sinh trưởng của

quả chậm lại và trong mô xảy ra những

biến đổi rất quan trọng về chất làm cho

quả chín khác hẳn quả xanh Ơû các giai

đoạn cuối của sự chín, sinh trưởng của

quả chậm dần lại, song nó vẫn còn khá

lớn và nhiều khi trọng lượng của quả ở thời kỳ này trong một ngày đêm tăng lên 1% Nhìn chung, trong quá trình chín kích thước của quả biến đổi rất ít mà chủ yếu quả tăng về trọng lượng kích thước (thể tích) Ví dụ trong vòng một tháng, ở táo chín trên cây, đường kính chỉ tăng 7% (53,5 mm – 57,1 mm) mà trọng lượng của quả tăng lên tới 65% (từ 79,4g đến 135,5g theo L.V.METLITSKI và

V.M.CKHOMSKAIA) Điều này cũng dễ hiểu vì khi kích thước của quả (đường kính chẳng hạn) chỉ tăng chút ít thôi thì thể tích của quả cũng tăng lên đáng kể và lẽ tất nhiên trọng lượng của quả nhiều hơn

- Nguyên nhân của sự tăng trọng lượng của quả nhiều hơn sự tăng thể tích vì trong những giai đoạn cuối của sự chín là sự tăng hàm lượng các chất hữu cơ mà chủ yếu là đường Nhờ đó mà trọng lượng của quả tăng Đường và các chất hữu cơ được chuyển từ là vào quả Số lượng, kích thước và trọng lượng của quả phụ thuộc vào khả năng quang hợp của lá

- Tuy nhiên, không phải bao giờ trọng lượng của quả cũng tăng nhanh hơn thể tích

Ơû một số loại quả (chẳng hạn như mận, hồng, đào, một số loại giống táo, bưởi…) tốc độ tăng thể tích lớn hơn vận tốc tăng trọng lượng Trong những trường hợp cụ thể này, kích thước của quả tăng lên nhờ sự tăng các khoảng không chứa đầy không khí ở các tế bào Trong táo chín, các khoảng không này chiếm tới 25% thể tích quả

Như vậy là trong quá trình chín, kích thước và trọng lượng của quả tăng lên do nhiều nguyên nhân: do sự phân chia và căng giãn tế bào, do sự tích tụ các chất dinh dưỡng và mở rộng kích thước của gian bào…

Ví d

ụ :Các giai đoạn phát triển của quả táo

Để thuận lợi cho công việc chăm sóc và xác định thời kì trổ hoa kết trái của táo người ta đa có những nghiên cứu rất kĩ từ lúc ra hoa cho đến lúc quả trưởng thành Sau đây là các giai đoạn phát triển của quả táo từ lúc ra hoa cho đến lúc quả trưởng thành và thu hoạch, khoảng thời gian này kéo dài trong khoảng 30-45 ngày

Red DeliciousTrạng thái ngủ của chồi Không thấy sự phồng lên

Giai đoạn chuyển sang

màu xanh của nụ

Các tế bào xanh bắt đầu thấy hiện ra ở đầu nụ

bắt đầu hình thành

½ inch nụ ló ra ½ inch các tế bào xanh

bắt đầu hình thành, lá bắt đầu cong về phía nụ hoa Giai đoạn này gọi là “tai chuột”

sau và làm lộ ra khối nụ hoa phía trong

Các bí hoa được mở ra

riêng rẽ thành từng cái Các bông hoa tách rời ra.

được mở ra, khả năng mở càng lớn thì khả năng tạo quả to càng cao

trên cây đều nở hết cỡ

Giai đoạn cách hoa bị

Hình thành quả co đường

kính khoảng 8mm Khoảng 6-8mm đường kính quả hình thành lúc

này chửng tỏ quá trình tạo quả chính thức bắt đầu

này quả có thể phun xịt để điếu kiện quá trình tạo quả

Quả 12mm

nghiêng xuống do chịu tác dụng của trọng lực

trong giai đoạn này

màu đỏ ban đầu để chuyển sang màu xanh

Quả 1.0” Quả lyc1 này có đường

kính trung bình khoảng 1.0”

tăng dần về kích thước quả

Quả 1.5”

Quả 1.75”

sang dần màu đỏ, quả chín dần

Quả 2.25”

hoạch, kích thước quả cung cấp cho thị trường có thể đạt 2.5”

Quả 2.75”

Quả 3.0’’

Quả 3.25’’

Quả 3.5’’

Quả 3.75’’

hoạch phụ thuộc vào số lượng quả trên cây và điều kiện trồng trọt và khí hậu trong năm

2 Những biến đổi về thành phần hoá học của quả khi chín:

- Như trên đã trình bày, quả được hình thành theo mức độ thâm nhập của các chất hữu cơ, đồng thời kích cỡ cũng như trọng lượng của chúng tăng dần Đó là kết quả của sự tăng tổng lượng tế bào cũng như sự lớn lên của từng tế bào riêng rẽ Đến khi chín, các chất hữu cơ tích tụ trong quả chịu những biến đổi sinh hoá dưới tác dụng của các hệ enzym Do vậy mà cấu trúc của mô và thành phần hoá học của quả biến đổi không ngừng Trong các chất hộp phần thì gluxit, axit hữu cơ, chất chát, chất thơm và chất màu là bị biến đổi nhiều hơn cả

2.1 Biến động của gluxid:

a) Biến động của tinh bột và đường:

- Trong quá trình chín của quả, gluxid bị biến đổi

rõ rệt Nhìn chung, lượng tinh bột giảm xuống và

lượng đường tăng lên do sự huỷ phân tinh bột

dưới tác dụng của enzym cũng như do sự chuyển

đường từ là về quả (có ý kiến cho rằng đường còn

được tạo thành từ axit hữu cơ)

- Ơû đa số quả trong thời kỳ chín trên cây mẹ, hàm lượng tinh bột giảm, còn hàm lượng đường tăng và đạt đến một giá trị cực lớn nào đó, độ đường cũng lại bắt đầu giảm xuống Sự tăng hàm lượng đường này làm cho quả có vị ngọt Ví dụ ở chuối còn xanh, hàm lượng đường chỉ chiếm dưới 1% mà lượng tinh bột lên tới trên 20% chất khô Khi chuối chín, hàm lượng tinh bột chỉ còn xấp xỉ 1% trong khi đó hàm lưởng đường lên đến 18% - 19% Phần lớn đường được tạp thành saccarose song ở quả chín tới, saccarose, frutoza ca glucoxa chiếm tỷ lượng gần như nhau; cả 3 loại đường trên đều tăng Khi chuối chín, nghĩa là sau thời kỳ đột phát hô hấp, hàm lượng đường dung, đặc biệt là saccaroza giảm nhanh vì phải tiêu thụ đi trong quá trình hô hấp

- Những biền đổi tương tự về hàm lượng tinh bột và đường cũng đặc trưng cho táo (mặc dù các biểu hiện này yếu hơn nhiều) và nhiều loại quả khác Ơû táo chín cây, tổng lượng đường tăng từ 7,5% đến 12,3% (đường đi từ là vào quả) và lượng tinh

bột giảm xuống theo mức độ chín từ 5,8% đến 2,1% Nếu như khi quả chín trên cây mẹ, hàm lượng monosacarit và sacaroza đều tăng thì khi bảo quản tiếp đó (sau khi ngắt rời khỏi cây mẹ) hàm lượng monoza lại tăng nữa Lượng sacaroza giảm đi vì một phần bị phân huỷ dưới tác dụng của enzym và axit có trong quả tạo ra monoza,

do đó lượng monoza tăng lên

- Sự phân giải tinh bột trong rau quả khi chín và bảo quản có thể xảy ra bằng 2 cách: thuỷ phân dưới tác dụng của amilaza và photpho phàm với sự tham gia của

photphorilaza Cách thứ 2 thường được xem là cách phân giải chính bởi vì hoạt độ photphorilaza trong quả bảo quản rất cao còn hoạt độ amilaza có thể không thấy hoặc thường rất thấp

- Các loài quả khác nhau thì khác nhau về thành phần đường được tích luỹ khi quả chín, ở một số loại quả hạt như mơ, đào, mận, xoài… khi chín, đường sacaroza được tổng hợp từ monoza Ơû đào chẳng hạn, khi quả mối bắt đầu chín, lượng đường nghịch đảo chỉ có 2,7% - 4%, còn sacaroza thì rất ít 0,18% - 0,7% Nhưng đến khi chín hoàn toàn thì lượng sacaroza lên đến 12% Ơû mận, hàm lượng đường chung tăng từ 5,4% - 11,6%, trong đó chủ yếu tăng lượng sacaroza

- Trong dưa hấu chín, hàm lượng monoza va sacaroza đều tăng theo bảng mức độ chín:

Đường chung(%) Đường sacaroza(%) Đường monoza(%)

- Araximovic quy ước chia các loại quả ra làm 2 nhóm:

• Quả chứa sacaroza là những quả tích tụ đường sacaroza khi chín (đào, mận, dứa…)

• Quả không chứa sacaroza đó là những loại quả mà khi chín hầu như không chứa sacaroza hoặc chứa rất ít (nho, anh đào, hồng…)

- Trong quả thuộc nhóm thứ nhất hàm lượng tổng các monoza thường không biến đổi mấy khi quả chín

- Một nhóm quả khá lớn không chứa tinh bột hoặc có nhưng rất ít Tuy vậy, trong mô của chúng vẫn thường thấy có sự tăng hàm lượng đường khi quả chín Khi đó, xảy

ra sự thuỷ phân không những chỉ tinh bột mà còn có cả chất pectin, hemixenluloza và thậm chí cả xenluloza nữa Đó là nguyên nhân tích tụ đường trong quả, nhất là đối với quả chín khi thu hoạch

- Ví dụ điển hình về kiểu biến đổi gluxit này là những biến đổi về hàm lượng đường trong các quả nho, cam, bưởi Khác các loại quả kể trên, quả họ cam bưởi thường bắt đầu chín trên cây Ơû những quả họ cam bưởi khi còn xanh thì không có tinh bột, còn khi chín thì hàm lượng đường tăng lên và độ chua giảm dần Đó là do sự phân giải pectin và hemixenluloza hoặc do được tạo thành từ axit hữu cơ Cả sacaroza, glucoza và fructoza đều tăng, song hàm lượng sacaroza trội hơn Tổng lượng

glucoza và fructoza ít hơn sacaroza Riêng ở chanh thì ngược lại

- Trong các hợp chất gluxit của quả thì xenluloza, hemixenluloza và pectin là những cấu tử của thành tế bào Khi quả chín, một trong những biến đổi rõ rệt nhất là biến đổi cấu trúc 1 thành tế bào được phản ánh bằng sự mềm ra của quả Hiện tượng này thấy rõ ở những loại quả như chuối, xoài, mơ, mận… và nhiều quả khác Khi quả còn xanh thì cứng và có độ chắc nhất định Song khi quả chín thì trở nên mềm Nguyên nhân gây nên biến đổi về cấu tạo của thành tế bào chủ yếu là các biến đổi chuyển hoá của các chất pectin, hexenluloza và xenluloza

b) Biến động của chất pectin và các enzym chuyển hoá pectin:

- Khi quả chín, độ rắn chắc của quả giảm xuống và hàm lượng pectin hoà tan tăng lên Ơû quả xanh, protopectin (pectin không hoà tan) phân tán trong thành tế bào làm cho quả có độ rắn chắc nhất định Trong quá trình chín, dưới tác dụng của enzym protopectinaza và axit hữu cơ, một phần lớn protopectin chuyển thành

pectin hoà tan và phân tán vào dịch bào do đó quả mềm Chẳng hạn khi chuối chín, lượng protopectin giảm từ 0,53% đến 0,22% Theo thông báo của Hulme, sau

khi quả táo rời khỏi cây, hàm lượng protopectin giảm xuống nhanh còn lượng pectin hoà tan tăng tỷ lệ thuận Tiếp đó, trong một khoảng thời gian ngắn hàm lượng protopectin và pectin không biến đổi và ở giai đoạn cuối hàm lượng chung của pectin giảm xuống Ơû lê, những biến đổi về hàm lượng pectin xảy ra nhanh hơn ở táo, song bản chất các biến đổi này cũng như vậy

- Ơû đu đủ, xoài… biến động của chất pectin

cũng tương tự Yù kiến cho rằng hàm lượng

chất pectin trong tất cả các loại quả đều giảm

xuống trong quá trình trên là ý kiến phổ biến,

rộng giảm hàm lượng chung của chất pectin

- Quả khế, khi chín, hàm lượng pectin của quả giảm xuống, nhưng điều đó là sự tăng nhanh lượng các chất hoà tan chủ yếu là đường gây ra Các phần riêng rẽ của chất pectin trong mận là một ví dụ, chẳng hạn, ở quả xanh và quả chín gầnbằng nhau Còn ở mơ, xanh cũng như chín, protopectin chiếm đến 65% - 67% chất pecitn Ơû anh đào còn hơn nữa, mặt khác, quả càng chín, phần protopectin so với tổng lượng pectin càng cao Chỉ ở quả chín quá, hàm lượng chung của các chất pectin và phần protopectin mới giảm xuống Ơû quả lạc, hàm lượng chất pectin tăng khi quả mới chín, sau đó lại giảm trước hết là do protopectin bị phân giải.

- Giữa các biến động về hàm lượng pectin, hemixenluloza có mối quan hệ mật thiết,

vì lẽ chúng đều được tạo thành từ các chất tiền thân như nhau là axit glucuronic và galacturonic Theo dữ liệu của Araximovic, hàm lượng pectin có thể tăng trong qủa không những khi quả chín mà còn tăng khi bảo quản (ở lê, táo) Theo ông, có sự tăng này là nhờ các đường monosacarit bị oxy hoá thành axit galacturonic Mặc dù có nhiều nhiên cứu về biến động của chất pectin song người ta còn biết rất ít về những chuyển hoá của chúng khi quả chín Do vậy mà cơ chế làm mềm thành tế bào trong quả chín vẫn còn là phỏng đoán khi chưa biết rõ bản chất của

protopectin và nguyên nhân không hoà tan của nó

- Hàm lượng chung của các chất pectin giảm ở nhiều loại quả chín chắc có lẽ là do chất pectin bị phân huỷ ở một chừng mực nào đó Nhiều thông báo cho biết khi chín có xảy ra sự khử este hoá và mức độ metoxil hoá của nhiều Chẳng hạn ở đào, lê khi còn xanh thì mức độ metoxil hoá tới 86% sau khi chín giảm xuống chỉ còn dưới 40%.Những biến động về hàm lượng pectin quả chín có liên quan đến những biến động về các enzym thuỷ phân pectin

- Hoạt độ của pectinesteraza và polygalacturonaza ở các giai đoạn phát triển đầu của quả rất cao, nhưng đến khi quả bắt đầu chín lại giảm xuống và thấp và khi quả chín hoạt độ của chúng lại rất cao Theo Mc Gready và Mc Comb, trong lê xanh không phát hiện thấy hoạt độ polygalacturonaza, nhưng ở quả chín, hoạt độ của chúng lại rất cao Đây là nguyên nhân làm cho kích thước phân tử của pectin ngắn lại nhiều khi quả chín Ơû đào xanh và đào chín đều không thấy hoạt lực

polygalacturonaza Ơû cà chua, trong quả xanh không có polygalacturonaza, song ở quả chín lại có Trong nhiều loại quả, người ta tìm thấy một lượng nhỏ axít

galacturonic tự do Hàm lượng của axit này tăng mười lần trong táo và cà chua chín (theo Mc.Lendon)

- Tuy vậy, lượng axit galacturonic tự do đó chưa đủ để giải thích nguyên nhân biến

đi của pectin hòa tan trong thời gian chín Có khả năng là axit galacturonic tạo thành không tích tụ trong quả mà bị chuyển hoá tiếp tục trong quá trình trao đổi chất.Pectinesteaza có trong hầu hết mọi quả và hoạt độ của enzym này ở quả chín cao hơn ở quả xanh nhiều

- Chính hoạt độ tăng lên cao của pectinesteraza và polygalacturonaza khi quả chín làm cho các quá trình khử este hoá, khử metyl hoá và sự phá vỡ liên kết giữa các mạch polygalacturonaza xảy ra rất mạnh, cũng như mạch poly của pectin ngắn lại, hàm lượng axit galacturonic tự do tăng lên.

c) Biến động của hemixenluloza và xenluloza:

- Về sự biến động của hemixenluloza và xenluloza tăng lên khi tính theo đại lượng tuyệt đối, nghĩa là tính theo gam/quả và giảm xuống về tỷ lệ % (từ 1,17% xuống 0,95%) Theo Kertesz thì hàm lượng xenluloza là một trong các nhân tố làm cho quả có độ chắc trước khi thu hoạch, song quả bị mềm ra khi bảo quản (rấm chín) không có liên quan gì đến sự biến đổi về hàm lượng và trọng lượng phân tử của xenluloza

2.2 Biến động của axít hữu cơ:

- Một trong những dâú hiệu đặc trưng của sự chín của quả là biến động về axit hữu

cơ Khi quả chín, axit hữu cơ trong quả bị biến đổi cả về chất lẫn lượng Ơû đa số quả ngọt, hàm lượng axit giảm xưống , còn ở một số quả chua thì hàm lượng axit lại tăng lên

- Ví dụ: Ơû táo, lê, mận, cam, quýt, bưởi… hàm

lượng axit đều giảm xuống khi chín Ơû mận

(1,3% - 0,56%), ở táo (0,5% - 0,2%), hàm lượng axít hữu cơ giảm xuống 2 lần Sự giảm độ axit này làm cho hệ số đường axit của quả tăng lên Đó là

nguyên nhân là tăng độ ngọt của quả

Nhìn chung, tổng lượng axit hữu cơ trong quảthường

tăng lên theo mức độ sinh trưởng trên cây mẹ

Nhưng hàm lượng tương đối của axit thời kỳ chín lại giảm xuống do có sự tăng nhanh hơn về lượng của các chất khác trước hết là đường

- Trong quá trình chín và thường thấy hơn cả trong thời gian bảo quản, các axit hữu

cơ mới không có ở quả xanh trước đây có thể được tạo thành trong quả, chẳng hạn như axit suxinic Lượng của axit này không lớn nên thường không làm ảnh hưởng đến vị của quả Trong cam, chanh, bưởi, ớt… axit asccrorbic được tổng hợp từ

glucoza

- Thành phần axit hữu cơ ở nhiều loại quả chín cũng thay đổi Trong táo non, axit quinic cực lớn và giảm xuống lúc chín, còn axit xitric laiï tăng lên, axit galacturonic cũng có nhiều trong quả chín Hàm lượng axit giảm xuống khi quả chín không

những chỉ liên quan đến sự oxi hoá chúng trong quá trình hô hấp mà còn gắn liền với sự phân huỷ chúng trong quá trình trình khử carboxyl hoá.

- Như đã biết, axetandehit là một trong các sản phẩm tạo thành khi axit malic bị khử carboxyl hoá Axetandehit kìm hãm hoạt động của dehydro genaza Bởi thế khi lượng axetandehit quá dư (tích tụ nhiều) sẽ là nguyên nhân gây ra bệnh đốm nâu của mô quả Axetandehit tiêu thụ cho các quá trình tổng hợp etylen, chất thơm và chất eutin Một phần axetandehit bị khử thành rượu (ở vỏ táo mắc bệnh, hàm lượng axetandehit là 0,7mg % và rượu là 20mg%, còn ở vỏ táo không bị bệnh chỉ có 0,3mg % và 13mg%) Ơû mọi quả chín đều có tích luỹ axetandehit và rượu Điều này chứng tỏ rằng khi quả chín quá trình khử cacboxyl hoá tăng mạnh và có chiều hướng chuyển dần hô hấp về phía yếm khí Dưới đây là biến động axetandehit và rượu ở cà chua:

2.3 Biến động của sắc tố:

- Màu của quả là do nhiều loại hợp chất màu khác nhau về bản chất hoá học và tác dụng sinh lý tạo nên Trong quá trình chín, thành phần của các chất màu bị biến đổi nhiều Ơû đa số quả, dấu hiệu chín đầu tiên là sự biến đổi về màu sắc (cà chua,

đu đủ, ớt, chuối, dứa…) do lượng clorofil giảm xuống rất nhiều và có thể biến mất hoàn toàn và lượng carotenoit cũng như antoxian và các flavonoit tăng lên

- Ơû chuối xanh (trong vỏ) lượng clorofil có tới 100mg/kg, khi chín giảm xuống rất nhiều và có thể biến mất hoàn toàn, còn tổng lượng carotenoit không thay đổi mấy, song trong quả chín hàm lượng xantofil thì giảm và hàm lượng carotenoil tăng gấp 30-35 lần so với ớt xanh Ơû các loại quả khác như cam, quýt, xoài, đu đ ủ… trong các phần vỏ quả, thịt quả, nước ép, đều thấy có sự biến động tương tự.Giữa clorofil và carotenoit không có sự chuyển hoá tương hỗ nào cả mà chỉ xảy ra sự phân huỷ clorofil và sự tổng hợp carotenoit Cả 2 quá trình đều do enzym xúc tác và tiến hành đồng bộ Trên đây là dạng biến động sắc tố thường gặp Tuy vậy không phải bao giờ lượng clorofil cùng giảm đi và lượng carotenoit cùng tăng lên Chẳng hạn, màu vàng của táo chín là do lượng carotenoit tăng lên mà không phải

do những biến động về nồng độ xantofil và clorofil Ơû cam, hàm lượng carotenoit tăng theo mức độ chín Song ở chanh, bưởi lại giảm xuống một ít (theo Kefford) Như vậy, sự biến đổi về màu sắc của quả khi chín có thể do sự phân lượng clorofil (trước đây đã che lấp màu các sắc tố khác), hoặc do sự biến đổi các sắc tố khác, hoặc do cả 2 nguyên nhân này đồng thời Nhiệt độ, ánh sáng, oxy và phân bón là những yếu tố ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự tạo thành carotenoit khi quả chín Các sắc tố tan trong nước như antoxian và flavonoit cũng được tạo thành và tăng lên khi chín ở một số quả mận, nho, mơ…

2.4 Biến động của polyphenol:

- Vị của các loại chủ yếu phụ thuộc vào hàm lượng các chất đường, axit và tanin cũng như tỷ lượng của chúng Vị chát của quả xanh là do hàm lượng các hợp chất phenol cao gây nên (hồng, thị, sung, ổi,mơ…) Vị chát cũng thường không phhụ thuộc và tổng lượng các chất phenol (chủ yếu là tanin) trong quả mà chỉ phụ thuộc vào chính các lượng chất phenol tự do Ơû mọi loại quả khi chín hàm lượng chung của polyphenol giảm, song lượng polyphenol tự ï do giảm mạnh hơn nhiều Theo dẫn liệu của Reeve thì đào chín polyphenol và tanin giảm đến 8 lần Trong thời gian rấm chín, phần thịt của hồng, thị… bị mềm ra, các chất chát (tanin) tự do

chuyển sang trạng thái liên kết, do vậy vị chát biến đi

- Trong thời kỳ quả chín, tanin có thể bị thuỷ phân, chuyển hoá đến đường và axit hoặc có thể bị chuyển hoá thành flavonoit Quá trình chuyển hoá của tanin đều do enzim xúc tác (cơ chế chưa rõ lắm) Có tác giả cho rằng khi quả chín, tanin trùng hợp thành các chất ít chát hơn hay không chát Trong tất cã các chất phenol thì leucoanxian là chất quan trọng nhất gây nên vị chát của hồng

Sự biến đổi của hợp chất polyphenol, nhất là sự biến động về hàm lượng polyphenol tự

do có ý nghĩa lớn đối với việc hình thành vị ngon của quả.

2.5 Biến động của tinh dầu và các chất bay hơi khác:

- Trong quá trình chín có những biến động rất quan trọng về hàm lượng và thành phần của các chất bay hơi mà hương vị quả liên quan mật thiết với chúng.những năm gần đây nhờ có sắc ký khí người ta đã phân tích và xác định được các chất này Đó là một loạt các hợp chất có bản chất hoàn toàn khác nhau: rượu, andehit, xeton, ester, etylen đặc biệt là tinh dầu thơm (các terpen).Những hợp chất bay hơi mặc dù có hàm lượng rất nhỏ nhưng chúng làm cho quả chín có hương thơm đặc biệt (axit xinamic,diaxetyl etylaxetat,các ester của axit butiric, axetic, formic…các terpen và dẫn xuất oxy của chúng) Etylen là chất bay hơi được tạo thành khá nhiều khi quả chín và hoàn thành chức năng điều khiển quá trình chín nhưng không tham gia vào việc hình thành hương vị quả

- Các hợp chất bay hơi trên đây được tạo thành khi quả chín có ý nghĩa lớn trong việc xác định giá trị hàng hoá của quả, song người ta vẫn chưa biết gì mấy về vai trò của chúng trong trao đổi chất cũng như các nhân tố điều khiển sự tạo thành chúng Một trong những nguyên nhân của lỗ hổng đó trong kiến thức của chúng ta là các chất này có trong quả với lượng rất nhỏ (chẳng hạn lượng cacbon do táo thải

ra ở dạng hợp chất bay hơi chỉ chiếm 0,1 -0,3 % lượng cacbon của CO2 thải ra)

2.6 Biến động của vitamin:

- Trong quả tìm thâý tất cả các vitmin đã biết hiện nay

trừ B12 và D là những vitamin không có trong cây xanh Nhiều vitamin có hàm lượng rất nhỏ trong rau quả (tiamin không quá 0,08mg%, riboflavin, axit nicotic, biotin, axit pantotenic,…thường có nhiều ở cá thịt, trứng ,sữa… Vì thế chỉ xem xét những vitamin mà rau quả là nguồn cung cấp chính như các vitamin tan trong nước có: C, B9, B15, và tiền vitamin A (caroten), vitamin E, K thuộc nhóm vitamin tan trong chất béo

- Ngay trong số các vitamin vừa nêu trên thì khi quả chín, vitamin C, axit folic (B9) và các caroten mới là những chất có biến động nhiều và đáng quan tâm hơn cả Hàm lượng vitamin C thay đổi rất lớn trong quá trình chín của nhiều loại quả Trong ớt xanh, hàm lượng trung bình của vitamin C vào khoảng 100mg%, còn ở ớt chín đỏ, lượng vitamin C tăng lên 2 lần Tuy vậy, sau khi quá trình chín kết thúc, hàm lượng của nó lại giảm đáng kể

- Lượng axit folic trong quả xanh thường thấp hơn trong quả chín 2-3 lần (theo

nghiên cứu của A.Tribunskaia) Rau quả có thể đáp ứng hoàn toàn nhu cầu hàng ngày về axit folic cho con người Khác với nhiều chất, khi quả chín quá, người ta

quan đến sự giải phóng phần axit folic ở dạng liên kết trong thực vật thành dạng tự do.

- Hàm lượng caroten tăng lên rất nhiều khi quả chín (chuối, dâu tây, cam, chanh, quýt…) Trong quả còn có những hợp chất thành phần khác mà hàm lượng của chúng không bị biến đổi mấy như lipid, protein, muối khoáng…

2.7 Biến động của Lipid:

- Đa số các loại quả có hàm lượng lipid rất nhỏ (0,01%-0,1%) nên lipid đóng vai trò thứ yếu trong sự hô hấp (ở thời kỳ đột phát hô hấp ) với tư cách là nguyên liệu hô hấp Nói chung là lượng lipid không thay đổi bao nhiêu khi quả chín và sự chuyển hoá của chúng ở thời kỳ này còn chưa được nghiên cứu mấy Tuy thế , nguời ta vẫn giả thiết rằng lipid có thể tham gia vào các quá trình oxy hoá khử khi quả chín

2.8 Biến động của Protein:

- Hàm lượng nitơ chung trong quả chín rất thấp (ở táo, lê <80mg/100g, ở chuối chín chỉ có 1,2-1,7g/100g quả) Lượng protein trong quả không nhiều lắm(dứa: 0,5%, hồng : 0,5-0,9%, dâu tây <1%, cam ,chanh: 0,9%, đào: 0,9%, mận : 0,6%, xoài: 0,5%, nhãn: 0,9% ) khác với các hợp chất hữu cơ phức tạp khác thường bị phân huỷ khi quả chín, lượng protein trong quả chín tự nhiên hay rấm chín thường tăng lên chút ít (ở táo ,cà chua chỉ tăng khoảng 4-15% so với tổng lượng protein) Năng lượng cần thiết cho sự tổng hợp protein do các quá trình oxy hoá và phosphoryl hoá cung cấp Một phần lớn protein được tạo thành ở thời kì này là các enzim có trách nhiệm đối với sự tăng đột phát hô hấp

- Hàm lượng axit amin tự do và axit amin trong quả phụ thuộc vào loại quả và mức độ chín Khi mơ chín lượng asparagin và axit glutamic, aspartic giảm xuống còn lượng serin và valin lại tăng lên Ở táo chỉ có lượng glutamin là biến đổi rõ rệt Hàm lượng của nó rất cao khi quả còn xanh hoặc chín quá

2.9 Biến động của chất vô cơ:

Quả cung cấp khoáng cho cơ thể Trong quá trình chín nó biến đổi rất ít

III. TĂNG ĐỘT PHÁT HÔ HẤP:

1 Hiện tượng:

Một tính chất sinh học đặc trưng cho qúa trình chín của quả là sự biến đổi về cường độ hô hấp của chúng ở các thời kỳ chín khác nhau

- Ơû các giai đoạn sinh trưởng đầu tiên của quả khi mà quá trình phân chia tế bào xảy

ra rất mạnh thì hạot lực hô hấp cao nhất Tiếp đó, sự phân chia tế bào ngừng lại và quả lớn lên chủ yếu nhờ sự tăng lên kích thước tế bào Ở thời kỳ này cường độ hô hấp lại giảm xuống rất nhiều có khi tới 1/5 đại lượng ban đầu Nhưng sau đấy, đến thời kì chín nhất định cường độ hô hấp lại tăng lên rõ rệt va không dài lắm F.Kidd và S.Vest gọi sự tăng đột ngột về hô hấp này là tăng đột phát hô hấp Sau thời kì tăng đột phát hô hấp đó, cường độ hô hầp lại giảm Chính sự tăng đột phát hô hấp báo hiệu có một bước ngoặt trong đời sống của quả Vào khoảng này thường kết