NHỮNG BIẾN ĐỔI HÓA SINH HỌC CỦA TRÁI CÂY TRONG QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ CHÍN

Trong quá trình hình thành và chín, các tính chất cảm quan của của trái cây thay đổi theo từng giai đoạn, phụ thuộc chặt chẽ vào sự biến đổi hóa sinh học của các hợp phần cấu thành nên trái cây

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

-*** -ĐỀ TÀI MÔN HÓA SINH THỰC PHẨM NHỮNG BIẾN ĐỔI HÓA SINH HỌC CỦA TRÁI CÂY TRONG QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ CHÍN NHÓM SVTH: BÙI QUANG HUY 60800765 PHẠM VĂN HƯNG 60800885

LÊ THỊ MINH PHƯƠNG 60801615

LÊ QUÁCH HƯƠNG GIANG 60800523

NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH 60800606 GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM

TP HỒ CHÍ MINH, 11/2009

Phân công thành viên thực hiện đề tài:

Chịu trách nhiệm nội dung:

II Sự biến đổi tính chất cơ lý Nguyễn Thị Hồng Hạnh- Bùi Quang HuyIII Sự biến đổi mùi Lê Thị Minh Phương- Bùi Quang Huy

VI Sự biến đổi của lipid Nguyễn Thị Hồng HạnhVII Sự biến đổi của vitamin Lê Quách Hương Giang- Bùi Quang HuyVIII Qúa trình chín của trái cây Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Chịu trách nhiệm trình bày văn bản (file word) Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Chịu trách nhiệm trình bày powerpoint Lê Quách Hương Giang- Phạm Văn Hưng

Muïc luïc

MỞ ĐẦU………2

MỤC LỤC……… 3

I THÀNH PHẦN HÓA HỌC 4

1.Nước- độ ẩm và độ khô 4

2.Glucid ……… 4

3.Tinh bột……… 5

4.Các chất xơ 5

5.Các hợp chất chứa nitơ 6

6.Lipid 7

7.Vitamin 8

8.Khoáng 9

9.Các acid hữu cơ 10

10.Các chất màu 10

11.Các hợp chất dễ bay hơi 11

12.Các hợp chất phenolic 11

13.Các nhóm hợp chất khác 11

II SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ LÝ 12

1.Protopectin 12

2.Áp suất thẩm thấu 15

III SỰ BIẾN ĐỔI MÙI 15

IV SỰ BIẾN ĐỔI MÀU 16

V SỰ BIẾN ĐỔI VỊ 23

1.Sự biến đổi của glucid 23

2.Sự biến đổi của các acid hữu cơ 24

3.Sự biến đổi của các phenolic 25

VI SỰ BIẾN ĐỔI CỦA LIPID 25

VII SỰ BIẾN ĐỔI CỦA CÁC VITAMIN 26

VIII QUÁ TRÌNH CHÍN CỦA TRÁI CÂY 27

1 Nước- độ ẩm và độ khô:

Nước chiếm khoảng 80% thành phần của rau trái và hơn 50% thành phần của củ và hạt tươi Và cókhoảng 80-90% nước tồn tại ở dạng nước tự do trong dịch bào Nước tự do là dung môi hòa tan cácchất như đường, vitamin, chất màu, acid hữu cơ Lượng nước còn lại ở dạng nước liên kết trongnguyên sinh chất, gian bảo và màng tết bào Trong nguyên sinh chất nước còn liên kết với các pectin,glucid và protid tạo thành dạng keo

Hàm lượng nước tự do trong rau trái ảnh hưởng rất lớn tới các quá trình chế biến rau trái Loại rau tráinào càng nhiều nước liên kết thì trong quá trình tách nước (như sấy kho, ly tâm tách nước, chiết …) sẽcàng khó tách nước

Để xác định lượng nước trong rau củ, người ta có thể dùng hai phương pháp:

- Sấy đến khối lượng không đổi để xác định hàm ẩm toàn phần (Wtoàn phần)

- Vắt ép lấy nước rồi đo độ khô của nước ép bằng chiết quang kế để suy ra lượng nước tự do(Wtự do)

- Chất khô không hòa tan: cellulose, hemicellulose, protopectin, pectin, tinh bột, chất béo, một

số vitamin tan trong dầu A, D, một số khoáng và một số thành phần hữu cơ có chứa nitơ

2 Glucid

Glucid có khối lượng lớn thứ hai trong rau trái, khoảng từ 2-40% Glucid góp phần chính tạo nên hìnhdáng, vị ngọt và giá trị dinh dưỡng củ arau trái Các glucid chủ yếu trong rau trái: các dạngpolysacchride, tinh bột, cellulose, pectin, pentosan …

Glucid trong rau trái nói chung gồm một phần nhỏ các dạng đường đơn giản và chiếm phần lớn cácchất xơ Ngoài ra glucid tham gia trong việc tạo nên các hợp chất glycoside đóng vai trò rất quan trọngtrong phòng và chữa bệnh

Đường đơn giản và các dẫn xuất đường

Trong rau trái, các dạng đường đơn giản hòa tan chủ yếu trong không bào Các loại đường này sẽ tạo

ra vị ngoạt cho rau trái

Trong rau trái tồn tại chủ yếu 3 loại đường: glucoose, fructose và đường saccharose ngoài ra còn cócác loại đường khác như maltose, galactose, ribose, ramnose, arabinose …

Tỷ lệ giữa các loại đường này sẽ tạo nên các vị ngoạt thanh đậm khác nhau giữa các loại trái Vị ngọt

củ arau trái không phụ thuộc vào nồng độ đường mà là sự phối hợp hài hòa giữa các loại đường acid,pactin, tannin và một số hợp chất tạo vị khác

3 Tinh bột

Tinh bột là hỗn hợp hai polysaccharide là amylose và amylosepectin

Amylose do các đường -D-glucose liên kết với nhau tại vị trí -1,4 Amylose có dạng mạchthẳng Các nhóm glucose trong amylose cũng có khoảng 0,1% liên kết tại vị trí -1,6 tạo nênmạch nhánh

Amylopectin: Amylopectin là polymer của đường -D-glucose tại tác vị trí -1,4 và khoảng 5% là liên kết tại vị trí -1,6 và mỗi nhánh có độ dài khoảng 20-25 gốc glucose

4-Cấu tạo của tinh bột trong rau trái có dạng hạt Hình dạng và kích thước hạt tinh bột thay đổi rất nhiềutuỳ thuộc vào giống và độ chín của trái Kích thước hạt tinh bột ảnh hưởng tới tính chất cơ lý của trái.Hạt tinh bột càng lớn thì thịt trái càng bở, xốp

Thường trong trái cây, tỷ lệ amylose trên amylopectine lớn hơn 1 Tỷ lệ này cảng cao trái cảng giòn,ngược lại trái sẽ dẻo Tỷ lệ này đặc biệt ảnh hưởng đến chất lượng của rau trái sấy khô Lớn hơn 1 rautrái sấy dễ khô và sản phẩm giòn ngược lại thì sấy lâu khô và sản phẩm dẻo

4 Các chất xơ

Là các loại polymer khác ngoài tinh bột như cellulose, hemicellulose, pectin … và lignin Hệ tiêu hóangười không có các enzym phân giải được các chất xơ này

Chất xơ làm chậm việc tiêu hóa, làm ta cảm thấy lâu đói Làm tăng nhu động ruột Ăn đủ lượng chất

xơ sẽ phòng ngừa được các bệnh đường tiêu hóa như táo bón, viêm ruột thừa, ung thư ruột kết, đáiđường, sạn thận, trĩ, béo phì, và các bệnh về hệ tuần hòan như giãn tĩnh mạch, thiếu máu tim cục bộ,huyết khối torng tĩnh mạch… Chất xơ còn hấp thục các chất độc, đặc biệt là kim loại nặng

a-Cellulose: Là polymer mạch thẳng của đường D –glucose liên kết với nhau bằng liên kết -glucan.

Trong vỏ trái và vỏ một số loại hạt, các bó sợi cellulose còn liên kết với các chất như hemicellulose,pectin, lignin hay cutin tạo thành mô vỏ có cấu trúc rắn chắc, ít thoát nước để bảo vệ cho trái và hạtHàm lượng cellulose trong các loại rau ăn lá chiếm khoảng 0,2-2,8% trong trái cây là 0,5-2,7%

b-Hemicellulose: Là polysachharide dị thể do các đườong pentose và hexose kếthợp tạo thành.

Hemicellulose không tan trong nước, tan trong dung dịch kiềm

Tham gia mạch hemicellulose gồm glucose và các đường khác galatose, mannose, xylose, vàarabinose Hai dạng đường chủ yếu tạo nên hemicellulose là xylose hay arabinose

Các loại hemicellulose hay gặp là xylan, glucuronoxylan, arabinoxylan, glucomannan và xyloglucanCác loại hemicellulose có tính chất khác nhau không chỉ do được tạo thành từ các loại monomer khácnhau mà còn do cấu tạo mạch nhánh

Các loại đường xylose, mannose, và galactose thường nằm trong mạchc hính của hemicellulose cỏncác loại đường arabinose, glucuronic acid, và galactose thường nằm ở mạch nhánh

Hemicellulose góp phần tạo tạo cấu trúc của vách tế tạo Cùng với pectin, hemicellulose còn giữnhiệm vụ lảm chất kết dính các tế bào

c-Lignin: Thuộc nhóm chất xơ nhưng không phải cacbonhydrat.

Lignin là mộtchất vô định hình và cũng có tác dụng kết dính các tế bào lại với nhau Lignin không tantrong nước và là một chất kỵ nước nên cũng không tạo liên kết hay phụ nước

Lignin là một hợp chất khó bị phân huỷ

d-Pectin: Là polysaccharide có nhiều ở trái, củ hoặc thân cây, tập trung chủ yếu ở thành tế bạo thực

vật Pectin là một nhóm các polymer mạch thẳng của acid polygalacturonic (acid pectic) và các estermethyl của chúng bằng liên kết -D-1,4 glucoside Mức độ ester hóa ảnh hưởng rất nhiều tới các tínhchất của pectin Để đánh giá mức độ ester hóa người ta dùng chỉ số DE (Degree of Esterification)

Dựa vào chỉ số DE có thể phân pectin thành:

- HMP (High Methoxyl Pectin) có DE > 50%

- LMP (Low Methoxy Pectin) có DE < 50%

Theo khả năng hoà tan trong nứơc có thể phân loại pectin thành:

- Pectin hòa tan: là các methoxy polygalacturonic

- Pectin không hòa tan: là protopectin Về bản chất protopectin là hợp chất của pectin với araban

Tỷ lệ giữa hai dạng pectin không hòa tan và hòa tan sẽ ảnh hưởng đến độ mềm của trái

Khi tan trong nước, dung dịc pectin có độ nhớt cao

Pectin có khả năng tạo đông (tạo gel) trong môi trường acid và có hàm lượng đường cao

e-Gum: là một chất không tan nhưng tạo gel trong nước Về mặt hóa học Gum là polymer phức tạp,

tạo nên từ các monomer là đường và các dẫn xuất của đường

Nhờ khả năng tạo gel gum được đưa vào các sản phẩm thực phẩm như một loại phụ gia tạo cấu trúc

f- Chất nhầy: có cấu trúc hóa học tương tự như gums và là các hợp chất có tính ưa nước chất nhầy

được tạo ra trong tế bào của nội nhũ bao bọc xung quanh nhằm bảo vệ phôi hạt, chống lại hiện tượngmất nước

g- Phân nhóm chất xơ: Chất xơ chia thành 2 nhóm:

- Chất xơ tan trong nước: pectin, gum, một số loại hemicellulose và các chất nhầy

- Chất xơ không tan trong nước: cellulose, lignin, và một số loại hemicellulose mạch dàiđược xếp vào nhóm chất xơ không tan

5 Các hợp chất chứa nitơ:

a-Protein: hàm lượng protein trong các thức ăn có nguồn gốc thực vật thường thấp hơn các thức ăn có

nguồn gốc động vật Tuy nhiên, các loại cây họ đậu (đậu xanh, đậu đen…), ngũ cốc (gạo, bắp …) lạichứa hàm lượng protein khác cao

Xét về mặt giá trị dinh dưỡng, các protein thực vật có chất lượng không cao do tỷ lệ không cân đối củacác acid amin không thay thế

b-Enzym: Có cấu tạo từ protein và các coenzym có bản chất là vitamin Các enzym này tham gia xúc

tác cho hầu hết các quá trình sinh hóa, sinh lý của thực vật như quá trình hô hấp, trao đổi chất, tạohương, làm mất màu, làm mềm trái …

Các enzym có thể chia thành các nhóm sau:

- Nhóm enzym oxy hóa khử (oxidoreductase): là các enzym xúc tác cho quá trình oxyhóa khử trong thực vật như lipoxygenase, phenoloxidase, peroxidase …

- Nhóm các enzym thủy phân (hydrolase): là các enzym xúc tác quá trình thuỷ phântrong rau trái như glycosidase, esterase, protease …

- Nhóm các enzym chuyển vị (transferases) là các enzym xúc tá quá trình chuyển đổi chỗcác nhóm chức từ phân tử này đến phân tử khác

- Nhóm các enzym đồng phân hóa (isomerase) là các enzyme xúc tác cho các phản ứngtạo ra các dạng đồng phân khác nhau

- Nhóm các enzym lyase là các enzyme xúc tác cho các quá trình bẻ gãy các liên kết hóahọc và tạo ra các liên kết hóa học mới dưới dạng nối đôi hay mạch vòng như glutamicacid decarboxylase, alliinase, hydroperoside lyase

- Nhóm các enzym lygase là các enzym xúc tác cho các phản ứng nối hai phân tử tạo ramột liên kết hóa học mới như glutamine synthetase, DNA ligase …

Trong quá trình bảo quản rau trái, gặp điều kiện thuận lợi, enzym thúc đẩy cho các quá trình trao đổichất diễn ra nhanh hơn Vì vậy khi bảo quản rau trái tươi, cần chọn chế độ bảo quản càng xađiều kiệntối thích của các enzym càng tốt

c- amin acid tự do: ngoài các acid amin tham gia cấu tạo nên các protêin trong rau trái còn chứa các

acid amin phi protêin Có khoảng hơn 250 acid amin phi protein được tìm thấy trong thực vật Phần lớncác acid amin phi protein đóng vi trò là chất bảo vệ cho thực vật, ngoài ra còn giúp góp phần tạohương trong rau trái

Các acid amin phi protein thường là dạng đồng đẳng của các acid amin có trong protein nhưhomoserine, homonmethionine hay amino adipic acid, sinh ra trong chu trình Krebs do phản ứngchuyển đổi oxalacetate thành ketoglutarate

d- Hợp chất amin: Trong rau trái còn chứa các hợp chất amin như histamin, N-acetyel-histamin và

N,N-dimethylhistamin Các amine được tạo ra trong trái do quá trình decarboxyl hóa các acid aminhay do con đường amin hóa và chuyển chỗ của các aldehyde

6 Lipid:

a-Thành phần các acid béo:

Dầu thực vật là hỗn hợp các chất béo đơn giản triglycerid và các chất béo phức tạp như phospholipid,glucolipid Trong thành phần cấu tạo nên lipid thực vật có nhiều các acid béo không no (oleic, linoleic

…) do đó mà ở nhiệt độ bình thường các chất béo ở trạng thái lỏng

b- Phospholipid và glycolipid:

Trong thành phần phospholipid có chứa glycerol, acid phosphoric, các acid béo và cáchợp chất nhưcholine, athenolamine, serine, hay inositol như phosphtidylcholine (PC), phosphatidylethanolamine( PE), phosphatidylserine (PS, và phosphatidylinositol (PI) Trong các hợp chất này, nhóm phosphateluôn liên kết với nhóm hydroxy tại vị trí sn-3 của glycerol

- Lecithin thô: là hỗn hợp của các loại phospholipid, chủ yếu là phosphatidylcholin (50-60%),

ngoài ra còn có phosphatidyl ethanolamin (30-40%) và phosphatidyldinositol (10-15%).Lecithin có nhiều trong dầu đậu nành

- Cephalin là hỗn hợp phosphatidyl serin và ethanolamine

- Phosphatidyl glycerol có nhiều torng lục lạp của cây xanh

- Glycolipid là dạng chất béo có chứa đường trong công thức phân tử.

Trong rau trái, đặc biệt là rau và các loại hạt giàu béo, trong thành phần chất béo có chứa một lượngphopholipid và glycolipid Hàm lượng các chất này cũng thay đổi trong quá trình chín cũng như trongthời gian bảo quản

c- Steroid và sterol

Steroid là hợp chất có chứ perhydrocyclopenta[]phenanthrene Steroid có thể được tổng hợp bởi cảđộng và thực vật Trong tự nhiên có hợp 100.000 các hợp chất steroid được khám phá đóng vai tròquan trọn gtrong sinh học như là hormone, progesteron, cholesterol, phytosterol, vitamin D

Chúng tham gia các quá trình liên kết nước, liên két với độc tố là giảm độc tính Một số sterol gâybệnh ung thư nhưng một số khác lại có tác dụng chữa được bệnh ung thư Các steroid của thực vật gọi

là phytoseterol, ngoài ra có thể chứa một phần nhỏ cholesterol

d-Sáp (waxe)

Sáp là ester của acid béo bậc cao và các rượu cao phân tử

Trong tự nhiên có một số chất có khả năng tạo thành màng không thấm nước giống như sáp cũng đượcxem là sáp như các hydrocacbon mạch dài sterol ester, aldehyde mạch dài, rượu, diol, ketone,triacylglycerol …

Sáp tự nhiên có khoảng 50% các ester và 50% rượu cao phân tử, acid béo cao phân tử, carbuahydro,các chất màu mùi… Sáp thực vật có nhiệm vụ bảo vệ trái, lá, thân khỏi tác động của vi sinh vật và môitrường, chống hiện tượng mật nước

7 Vitamin

a Các vitamin tan trong dầu:

Tiền vitamin A: Vitamin A có vai trò quan trọng để giữ toàn vẹn lớp tế bào biểu mô bao phủ bề

mặt và các khoang bên trong cơ thể

- Thiếu vitamin A thường gây khô da, tăng sừng hóa ở nang lông, bề mặt da thường nổi gai, khôgiác mạc ảnh hưởng đến thị lực… Thiếu vitamin A còn làm giảm tốc độ sinh trưởng, giảm sức

đề kháng của cơ thể đối với bệnh tật và tăng tỷ lệ tử vong ở trẻ em

- Ở thực vật không có vitamin A mà chỉ có tiền vitamin A thường gặp dưới dạng các sắc tốcarotenoid

- Ngoài giá trị dinh dưỡng carotenoid còn tham gia tạo nên màu từ vàng, cam đến đỏ cho rau trái

Vitamin E (tocopherol): có khả năng chống oxy hóa bằng cách ngăn ngừa hay làm gián đoạn

các phản ứng dây chuyền do các gốc tự do gây ra Vitamin E còn ngăn ngừa sự oxy hóa củacác hợp chất dễ bị oxy hóa khác như carotenoid, vitamin a, acid linoleic (chưa bão hòa)…Vitamin E được coi là sinh tố của sự sinh sản nhờ khả năng giúp chống sẩy thai, chống lão hóa,tăng tinh trùng, phát triển phôi, chống độc, kích thích các phản ứng miễn dịch

Vitamin K: là các coenzym thựchiệen tổng hợp protrombin, một chất quan trọng trong quá

trình đông máu Ngoài ra vitamin K tham gia trong quá trình chuyển hóa một vài acid amin cốđịnh muối calci

Có trong thực vật không nhiều bằng động vật, tuy nhiên nhu cầu vitamin K của con người cũng khôngnhiều (khoảng 45-50mg/ngày)

Vitamin D: Vitamin D giúp tăng khả năng hấp thụ calci ở vách ruột, tăng lượng calci trong

máu ở xương, tăng khả năng hấp thụ photpho ở thận

Không có trong rau trái mà chỉ có ở dạng tiền vitamin D là sterol (ergosterol)

b Các vi tamin tan trong nước:

Vitamin C (acid ascorbic): tham gia vào hoá trình oxy hóa khử của cơ thể, tham gia tổng hợp

colagenl, mô liên kết, xương răng Vitamin C tăng sức đề kháng của cơ thể, tham gia vàochuyển hóa glucid

Vitaimin C đựơc bảo vệ tốt trong dung dịch có nồng độ đường cao Các muối sắt và muối đồng có khảnăng phá huỷ vitamin C Vì vậy đồ dủng để nấu rau xanh phải được chế tạo từ các hợp kim “không rỉ”

Vitamin B1 (thiamine): thiamin đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa glucid, đặc biệt là

chuyển hóa acid piruvic và kích thích quá trình ăn ngon miệng Thiếu vitamin B1 sẽ dẫn đếnrối loại trao đổi chất và kèm theo các bệnh lý trầm trọng như giảm tiết dịch vị, tê phù, bệnhberiberi …

Vitamin B2 còn gọi là vitamin G (riboflavin): giữ vai tròn chủ yếu trong các phản ứng oxy hóa

ở tế bào trong tất cả các mô của cơ thể, tăng sức đề kháng, tăng tốc độ tạo máu và ảnh hưởngđến sự phát triển của bào thai

Thiếu vitamin B2 có thể đưa đến thiếu B6 và B3, gây ra những rối loại thần kinh, thương tổn da, viêmmiệng, lưỡoi, niêm mạc hoặc triệu chứng về mắt như sợ ánh sáng, đục giác mạc …

Vitamin B3, còn được gọi là vitamin PP (niacin)

Niacin và các amid của nó đóng vaia trò cốt yếu trong cơ chế oxy hóa để giải phóng năng lượng của ácphân tử glucid, lipid, protein Trong cơ thể niacin có thể tạo thành từ tryptophan với điều kiện có sẵnacid amin này trong protein của cơ thể

Thiếu niacin sẽ xảy ra các triệu chứng như sưng mảng nhày dạ dày, ruột, sau đó da bị sần sùi nhất làcác vị trí tiế p xúc nhiều với ánh sáng mặt trời

Vitamin B5 (pantothenic acid)

Thường đi kèm với B2 (riboflavin), là yếu tố cần thiết cho quá trình trao đổi glucid trong cơ thể

Vitamin B6 (pyridoxine and pyridoxamine)

Tham gia vào chuyển hóa các lipid, có tác dụng giảm lượng cholesterol trong huyết thanh

Thiếu B6 ảnh hướng đến quá trình tổng hợp protein, lipid

Vitamin B7, còn gọi là vitamin H

Tham gia trực tiếp hay gián tiếp vào các phản ứng enzym: chuyển hóa acid aspactic, các phản ứng khửcacboxin, tổng hợp acid oleic

Thiếu vitamin H dẫn tới viêm da, mệt mỏi, đau các cơ, kém ăn buồn nôn, thiếu máu …

Vitamin B9 còn gọi là vitamin M (folic acid)

Là loại vitamin quan trọng cho sinh sản Acid folic là cơ sở chính của nhiều coenzym tham gia vào cácphản ứng tổng hợp và các quá trình phân chia tế bào

Thiếu acid folic cũng gây nên các biểu hiện về thần kinh, như đau dây thần kinh ngoại biên hay rốiloạn tâm thần

8 Khoáng

Các nguyên tố khoáng tồn tại dưới dạng liên kết với hợp chất hữu cơ cao phân tử, muối của acid hữu

cơ và cả vô cơ như phosphoric, sulfuric, silic … nên các chất khoáng, đặc biệt là kim loại rất dễ hấpthụ

a Sắt: sắt là một trong các thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất, có tầm quan trọng cơ bản

b Calci: là yếu tố quan trọng của mô xương và răng, đồng thời giữ nhiệm vụ hoạt hóa nhiều

phản ứng sinh hóa cho phép co cơ và đông máu

Sữa là nguồn cung cấp chính, rau xanh cũng là loại thực phẩm có nhiều calci

c Phosphor: tham gia vào quá trình cấu tạo xương, được dùng để sản xuất năng lượng và hoạt

hóa nhiều hoạt động sinh hóa Là chất khóang có nhiều thứ hai trong cơ thể sau caclci

d Magie: Là tác nhân bảo vệ tim mạch, góp hần chống lại hiện tượng lão hóa Ngoài ra Mg còn

được xem là chất chống stress hiệu quả Giống như vitamin D, Mg giúp CA và P cố định trênxương Mg cũng cần thiết cho quá trình phát triển và hoạt động bình thường của cơ thể

9 Các acid hữu cơ:

Acid hữu cơ tạo cho rau trái có vị chua, và tham gia tạo các hợp chất sinh mùi đặc trưng

Các loại acid hữu cơ chính thường gặp trong rau trái là acid ciric, acid malic (cam, chanh, dứa), acidtartaric (nho), acid acetic (chuối) …

Cần lưu ý một số loại acid hữu cơ trong rau trái không có lợi cho sức khoẻ như acid succinic, acidoxalic

Một tác dụng khác của acid là ức chế sự phát triển của vi sinh vật, nhất là các vi khuẩn gây thối rữa và

có tác dụng hạn chế tác động của enzym gây biến màu khi cắt thái rau trái tươi

10 Các chất màu

Các chất màu đựơc chia thành bốn nhóm lớn bao gồm:

-Phẩm màu là dẫn xuất của isoprene

-Phẩm màu là dẫn xuất của tetrapyrrole

-Phẩm màu là dẫn xuất của benzopyran

-Phẩm màu là dẫn xuất của các hợp chất khác

a- Phẩm màu là dẫn xuất của isoprene – carotenoid

Carotenoid có trong đa số các cây (trừ một số nấm) và hầu như trong tất cả cơ thể động vật Hàmlượng carotenoid có trong lá xanh chiếm khoảng 0,07-0,2% chất kho, đôi khi còn cao hơn!

Có hai cách phân loại carotenoid Dựa vào ác nguyên tố tạo thành chia carotenoid thành hai loại:-Loại chỉ chứa hai nguyên tố C và H như , -carotene, lycopene …

-Loại có chứa nhóm chứ có mặt O như lutein, santhophyll

Còn nếu dựa vào số vòn 6C (-ionon) ở hai đầu phântử ta có các nhóm carotenoid không chứa vòng,chứa 1 vòng và chứa 2 vòng

Carotenoid là các hợp chất không phân cực, tan trong chất béo, không tan trong nước Màu vàng, cam,

đỏ của carotenoid là do hệ thống nối đôi liên hợp C=C Cường độ màu sắc phụ thuộc vào loạicarotenoid, nồng độ và trạng thái

b-Phẩm màu là dẫn xuất của tetrapyrrole: bao gồm một số các chất màu như chlorophyll, porphyrin,

heme và bilin

Màu xanh lá cây ở thực vật là do có mặt chlorophyll Trong tế bào thực vật chlorophyll tồn tại tronglục lạp, có chức năng xúc tác cho phản ứng quang hóa sinh tổng hợp glucose từ CO2 và H2O Chấtmàu này đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình quang hợp (là quá trình chủ yếu tạo ra oxy tự

do duy nhất cho trái đất)

c-Phẩm màu là dẫn xuất của benzopyran: gồm các chất màu thuộc họ flavonoid.

Các chất màu nhóm flavonoid hoà tan trong nước và nằm trong các không bào

Flavonoid là những dẫn xuất của chroman và chromon Chroman và chromon là những phenylpropan

vì có chứa bộ khung carbon C6-C3 Khi chroman hoặc chromon ngưng tụ với một vòng phenol nữa thìđựơc dẫn xuất có tên là flavan là bộ khung cơ bản của các chất thuộc nhóm flavonoid

Đối với con người, flavonoid có vait rò quan trọng trong việc chống lại các phản ứng oxy hóa gây lãohóa và các bệnh lý tim mạch

Các chất màu anthocyanin là hợp chất glycoside từ 16 loại anthocyanidin (aglycone) Anthocyanidin làmuối polyhydroxy và polymetoxy của 2 phenylbenzopyrylyum Các loại đường liên kết với cácanthocyanidin thông thường là glucose, ramnose, galactose, xylose, arabinose rutinose, sophorose …thông dụng nhất là glucose

d-Phẩm màu là dẫn xuất của các hợp chất khác:

Thuộc nhóm này có thể kế đến một sô 1họ màu như: iso-alloxazine, phenalone, betalain vàanthraquinone

Trong đó betalain được nghiên cứu khá nhiều với mục đích làm chất màu bổ sung cho thực phẩm Cấutrúc hóa học của betalain làm một hệ thống proton 1,7- diazaheptamethin Dựa vào sự khác nhau vềmàu sắc, người ta chia betalain thành hai nhóm: betacyanin và betaxanthin

Cũng như anthocyanin, màu betalain tích luỹ trong các không bào của hoa, trái vả lá Đôi khi cácbetalain cũng được tích luỹ trong thân cây vả cả trong của với nồng độ cao như ở củ cải đỏ, củ dền …

13 Các nhóm hợp chất khác

a Glycoside: là hợp chất của đường và các chất phi đường

Tan trong nước,tạo mùi thơm đặc trưngcho trái và tạo vị đắng.Đôi khi glucoside còn có vai trò bảo vệ

vì khi thuỷ phân tạo một số kháng khuẩn

Trong rau quả glucoside tập trung ở vỏ hạt,bị thuỷ phân một phần khi gia nhiệt.Trong điều kiện bảoquản không tốt glucoside có thể chuyển vào mô nạc hay dịch bào gây đắng cho sản phẩm

b Alkaloid:là hợp chất chứa nitơ và có hoạt tính dược học đối với người và động vật.

Là hợp chất trao đổi bậc hai không chỉ chứa trong thức vật mà còn có cả trong động vật và vi sinh vật

II SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ LÝ:

Kết cấu của trái cây được vận hành bởi nhiều thông số như độ lớn và hình dạng tế bào, thể tích liên tếbào, sự toàn vẹn, bề dày của màng tế bào, áp suất thẩm thấu Những đổi thay các thông số này lànhững quá trình phức tạp tạo ra một số lớn protein Ngoài ra sự thoái hóa thành tế bào là kết quả hoạtđộng của các enzym thủy phân được tổng hợp trong lúc trưởng thành và dẫn tới sự phá hoại cấu trúc tếbào và mô Cho dù sự rối loạn của tế bào được xem như nguyên nhân chính làm thay đổi cấu hình, còn

có những biến cố khác được quan sát trong lúc trưởng thành, như mất đi sự kết dính giữa các tế bào vànhững thay đổi áp suất thẩm thấu, cũng làm cho trái mềm đi

1 Protopectin:

Protopectin là phức chất giữa pectin với cellulose, hemicellulose, không tan trong nước, làmnên cấu trúc vách tế bào Khi quả xanh, hàm lượng protopectin rất cao, tập trung chủ yếu ởthành tế bào, giúp gắn kết các tế bào thực vật với nhau và hình thành vách tế bào, làm cho tráicây có độ cứng nhất định

Khi quả chín, dưới tác dụng của acid hữu cơ và xúc tác của emzyme protopectinase,protopectin chuyển dần thành pectin hòa tan, làm giảm cường lực liên kết giữa các tế bào, vỏ tếbào trở nên mỏng, tế bào và quả mềm dần ra

có cấu trúc mạch thẳng bền vững nhờ các liên kết 1,4-glucoside

Công thức cấu tạo Pectin

- Tùy thuộc nguồn gốc pectin và mạch acid galacturonic dài hay ngắn mà khối lượngphân tử khác nhau (trong khoảng 20000-200000 đơn vị) Ví dụ: Trong táo, mận,khối lượng phân tử pectin vào khoảng 25000 đến 35000 đơn vị, còn trong cam là

50000 đơn vị

- Dựa vào mức độ ester hóa các gốc phân tử acid galacturonic với rượu methylic tạonhóm metoxyl (-OCH3), pectin được chia thành 2 nhóm:

+ Pectin metoxy hóa cao (HM) có DE>50%

+ Pectin metoxyl hóa thấp (LH) có DE từ 25-45%

DE là độ ester hóa hay metoxyl hóa

- Các dung môi thường làm kết tủa pectin là các cation hóa trị cao như Ca2+ khi cómặt trong dung dịch pectin sẽ kết hợp với acid pctic tạo thành dạng canxipectatkhông tan Quá trình kết tủa càng dễ dàng đối với pectin có độ ester hóa thấp

Pectinase

Pectinase là một thuật ngữ chung cho các enzymes như pectolyase, pectozymes vànhiều poly galacturonase, thường được gọi là pectic enzymes Dưới tác dụng củaenzymes pectinase, pectin bị thủy phân và tạo thành các sản phẩm như acidgalacturonic, glucose, galactose, arabinose, methanol,…

Enzymes pectinase được chia thành 2 nhóm chính:

+ Nhóm enzyme hydrolase: là nhóm enzyme xúc tác quá trình thủy phân pectin

 Enzyme pectinesterase: là các enzyme xúc tác sự thủy phân liênkết ester trong phân tử pectin hoặc acid pectinic

 Enzyme polygalacturonase: thủy phân liên kết α-1,4glucosidetrong phân tử pectin

+ Nhóm enzyme traseliminase: là nhóm enzyme xúc tác sự phân cắt các hợp

chất pectin bằng con đường khác con đường thủy phân, với sự tạo ra nối kép ởtrong gốc galacturonic, giữa nguyên tử C thứ 4 và thứ 5

 Enzyme pectin-traseliminase: là những enzyme tác dụngtrên pectin và acid pectinic

 Enzyme poly-galacturonat-traseliminase: là nhữngenzyme tác dụng lên acid pectinic và acid pectic

Sự thay đổi hàm lượng các hợp chất pectin có tác dụng rất lớn đến dộ cứng của trái cây.Khi trái chín, các protopectin có xu hướng bị thủy phân thành các pectin hòa tan làmgiảm liên kết giữa các tế bào trong mô thực vật, dẫn dến làm trái mềm dần Khi trái quáchín, protopectin bị thủy phân đến acid pectic (acid polygalacturonic) và rượu methyliclàm cho trái bị nhũn và cấu trúc trái bị phá hủy Đối với một số loại trái hạch, có thểthấy hiện tượng ngược lại, là trong quá trình đang chín thì lượng protopectin lại tănglên (mặc dù tổng phần trăm các pectin giảm), và chỉ khi trái quá chín thì protopectinmới giảm đi Tốc độ thủy phân protopectin tùy thuộc vào hoạt tính của của hệ enzymepectinase Ví dụ, theo các nghiên cứu của nhóm M.EI-Zoghbi 1994 trên một số loại tráicây nhiệt đới cho thấy, trong quá trình chín của trái xoài, ổi vá dâu, hoạt tính củapectinesterase giảm, còn hoạt tính của polygalacturonase lại tăng Riêng trái chà là thìhoạt tính của cả hai loại enzyme trên đều tăng Kết quả dẫn đến là hàm lượng của pectin(quy ra AGA- anhydro galacturonic acid) giảm.

Bảng 1 Hoạt tính của enzyme pectinesterase và DE%, hoạt tính của enzyme

polygalacturonase và hàm lượng pectinquy ra AGA% của một vài loại trái cây nhiệt đới (Nguồn: EI-Zoghbi-1994)

Hoạt tính enzyme pectinesterase (đơn vị hoạt

tính/100g môtrái)

DE%

Hoạt tính enzyme polygalacturonase

(đơn vị hoạttính/100g mô trái)

AGA%

g/100g môtrái

Xoài giốngZebda SốngHơi chín

Chín

23,219,315.0

85,080,072,0

106205347

0,900,800,71Xoài giống

Baladi SốngHơi chín

Chín

42,433,928,0

72,068,064,0

38,942,050,7

0,730,650,58

Ổi

SốngHơi chínChín

31,928,026,3

87,079,073,0

60,468,773,1

0,690,580,53Chà là

XanhĐỏĐen

20,030,760,8

63,060,048,0

0,030,0100

1,501,301,00Dâu tây

XanhHồng Đỏ

12,08,05,2

35,025,012,0

18,323,536,0

0,200,180,16

Dưới tác dụng của enzyme protopectinase, protopectin sẽ bị thủy phân thành pectin hòatan trong quá trình bảo quản trái cây Do đó, lượng protopectin giảm,trong khi pectinhòa tan tăng, làm cho khả năng liên kết giữa các tế bào và mô yếu đi, thành tế bào

mỏng dần, các mô bị xốp và trái bị mềm dần Pectin dễ dàng hòa tan trong nước cótrong dịch tế bào Khi các chất giữa các tế bào hòa tan hoàn toàn, các tế bào nhu mô sẽtách rời nhau, đó là quá trình làm nhũn trái Sau khi trái chín, dưới tác dụng của kiềmloãng hoặc enzyme pectase, pectin sẽ bị thủy phân tạo thành rượu methylic và các chấtkeo đông (acid pectic hay acid polygalacturonic), đó là lúc cấu trúc trái bị phá hủy.Tốc độ giảm độ cứng nhanh hay chậm tùy thuộc vào tốc độ của phản ứng thủy phân.Như vậy, tốc độ giảm độ cứng phụ thuộc vào giống và điều kiện làm chín của trái Giống trái ảnh hưởng rất nhiều đến độ cứng của mô trái, và tốc độ giảm độ cứng cónhững giống trái thay đổi độ cứng rất nhanh nhưng có những giống trái thay đổi với tốc

độ chậm hơn Khế và ổi Campuchia giảm độ cứng rất chậm, thời gian độ cứng giảm đimột nửa là khoảng 20 đến 24 ngày, trong khi ổi vùng Beaumont thì thời gian này là mộtngày rưỡi, cà chua, chuối và đu đủ là 3 ngày, xoài là 4 ngày rưỡi

Độ cứng thay đổi không chỉ ở vỏ mà cả ở trong thịt trái Khi chưa chín đến khi chín, độcứng của vỏ chuối giảm 3 lần, còn thịt trái giảm đến 9 lần, xoài giảm 9 lần, và đối với

đu đủ, thịt trái sẽ giảm đến 60 lần Sự thay đổi độ cứng của thịt trái ảnh hưởng đến tínhchất cảm quan của sản phẩm Ví dụ, đối với trái sầu riêng, độ cứng thịt trái cao tạo cảmgiác “sượng”, ngược lại, độ cứng quá thấp tạo cảm giác “nhão” đều không được ưachuộng

2 Áp suất thẩm thấu:

Giá trị độ cứng cũng có liên quan đến thành phần hóa học của trái.Quá trình giảm độ cứng củatrái không chỉ do thủy phân các chất pectin, mà còn do thủy phân cellulose, hemicellulose vàtinh bột

Khi trái cây chín, dưới tác dụng của các enzyme, tinh bột chuyển dần thành đường, khiến chonồng độ đường bên ngoài tế bào tăng lên Sự chênh lệch nồng độ đường trong và ngoài tế bàotạo nên một áp suất thẩm thấu, nước trong tế bào sẽ đi ra ngoài, làm cho quả chín có nhiềunước hơn, đồng thời các tế bào quả ở trạng thái nhược trương, quả sẽ mềm hơn

III.SỰ BIẾN ĐỔI MÙI:

Mùi của trái cây đựơc tạo nên bởi các chất dễ bay hơi

Các chất tạo mùi hương chia làm 2 nhóm: tinh dầu và nhựa

Ở thực vật, tinh dầu được sinh ra trong các lông tuyến và vẩy còn nhựa thì sinh ra trongcác ống nhựa

Bảng 2.Chất mùi chính trong tổ hợp mùi trái cây

Thuỷ phân chất phức tạp thành đơn giản

Quá trình đường hóa tinh bột và thuỷ phân các chất phức tạp thành đơn giản làm trái mềm, để tiêu hóa

và có mùi vị thơm ngon

-Trong quá trình chín của trái lớp cutin bao bọc bị biến đổi, các ester không bay hơi được tạo ra  cótác dụng giữ mùi thơm

-Mùi thơm đặc trưng tăng dần do phản ứng ester hóa

IV.SỰ BIẾN ĐỔI MÀU:

Trái cây khi còn xanh thì có màu xanh lá cây do có chất diệp lục(chlorophill).Khi chínthì trái cây sẽ chuyển sang màu khác như là đỏ ,vàng …,dưới tác dụng của enzymchlorophyllase, diệp lục tố bị phân hủy nên để lộ ra những sắc tố khác đã có sẵn trongtrái Thí dụ trường hợp trái đu đủ Song song với quá trình này, các sắc tố khác đượctổng hợp.Nhưng cũng có một số trái cây vẫn giữ nguyên màu xanh ban đầu do vẫn còndiệp lục tố