Sự hô hấp của thực vật và bảo quản nông sản

_Là quá trình phân giải hoàn toàn chất hữu cơ với sự tham gia của không khí oxi ==> CO2, H2O và năng và năng lượng cung cấp cho tất cả hoạt động sống của cây và tạo ra các sản phẩm trung gian cho các quá trình sinh tổng hợp các chất khác trong câyPhương trình tổng quát C6H12O6 + O2 > 6CO2 + 6H2O QKCal (Phản ứng tỏa nhiệt)

HÔ HẤP VÀ BẢO QUẢN NÔNG SẢN

NHÓM 2

Nội dung

1 ật c v hự a t củ ấp ô h ề h g v un ch iệm n hái •K

2 ấp ô h a h củ ất ch bản và hể y t •T

3 cây ủa g c ốn g s ộn đ oạt h và ấp ô h a h iữ ệ g h an qu ối •M

4 ấp ô h h ến h đ ản i c goạ n iện k iều a đ củ ng uở h nh •Ả

5 ản g s ôn n ản qu ảo ề b ề v đ vấn ác •C

1 Khái niệm chung về hô hấp của thực vật

_Là quá trình phân giải hoàn toàn chất hữu cơ với sự tham gia của không khí oxi ==> CO2, H2O và năng và năng

lượng cung cấp cho tất cả hoạt động sống của cây và tạo

ra các sản phẩm trung gian cho các quá trình sinh tổng

hợp các chất khác trong cây

Phương trình tổng quát

 C6H12O6 + O2 -> 6CO2 + 6H2O - QKCal (Phản ứng tỏa nhiệt)

Cường độ hô hấp

 Khái niệm

 Biến đổi của cường độ hô hấp

 _Cường độ hô hấp thay đổi theo nhiều loài khác nhau:

 + Cơ quan non, đang sinh trưởng mạnh có hoạt động sống

mạnh -> CĐHH cao.

 + Giai đoạn nảy mầm, giai đoạn ra hoa > CĐHH cao nhất.

 + Giai đoạn đang ngủ nghỉ > CĐHH thấp nhất.

 _ Cường độ hô hấp giảm dần theo tuổi của cây.

 _ Ví dụ: Lá hướng dương 22 ngày tuổi có Ihh = 3mg CO2/g chất khô/1h, lúc 36 ngày tuổi thì Ihh chỉ còn 0,8mg CO2/1g chất

khô/1h.

 Ý nghĩa của cường độ hô hấp

phụ thuộc vào loại tế bào thực vật: hình

que, hình hạt, hình bầu dục, hình cầu…

- Kích thước của nó dao động từ

0.2-1µ.

Thành phần hóa học chủ yếu của ty thể

là protein , chiếm 70% khối lượng khô; lipit chiếm khoảng 27%; thành phần còn lại là AND và ARN khoảng 0.5-2%.

Cấu trúc ty thể

_thực hiện hai chức năng cơ bản là ooxxi

hóa cơ chất hô hấp và tích lũy năng lượng trong ATP.

Ty thể điển hình có ba cấu trúc hợp

thành: màng bao bọc, khoang ty thể và hệ thống màng trong của ty thể Mỗi bộ phận

có chức năng riêng trong hô hấp.

-Màng ngoài có nhiệm vụ bao bọc, bảo

vệ và quyết định tính thấm đối với các

chất đi ra đi vào ty thể.

Màng trong là nơi xảy ra quá trình phosphoryl hóa

để tổng hợp

ATP

-Khoang ty thể là khoảng không

gian còn lại trong

ty thể chứa đầy chất nền cơ bản gọi cơ chất Thực hiện oxi hóa axit pyruvic triệt để thông qua chu

trình krebs

2FAD +

6NA D+

6NA DH

2FADH22ATP

2ADP

Sơ đồ tóm tắt chu trình Krebs

Chu trình Krebs Chuỗi chuyển điện tửĐường phân

Glucose (6 cacbon)

AT P AD P

AT P

AD P

NAD H

NAD+

NAD+

NAD H

Axit pyruvic (3 cacbon)

Axit pyruvic (3 cacbon)

Sơ đồ tóm tắt quá trình đường phân

Chu trình krebs- Hô hấp hiếu khí

*Chu trình krebs

Hô hấp yếm khí-lên men

*Hô hấp yếm khí hoàn toàn xảy ra trong tế bòa chất (ngoài ty thể) Ở con đường này, chất hữu cơ không được oxi hóa triệt để mà cắt thành các chất có mạch cacbon ngắn hơn như rượu etylic, axit lactic

Hô hấp yếm khí được chia thành hai giai đoạn kế tiếp nhau: đường phân và lên men

-Lên men: axit pyruvic tiếp tục biến đổi khi không có oxi theo hướng

lên men Có hai con đường lên men có thể xảy ra trong cây là:

+Lên men rượu: đây là quá trình lên men chủ yếu của thực vật Khi không có oxi thì axit pyruvic biến đổi yếm khí thành rượu eetylic.

So sánh hô hấp kỵ khí và hô hấp hiếu khí

6H2O

6CO236ATP

Tế bào chất 2CO2

Rượu etilic(C2H5OH) hoặc axit lactic(C3H6O)

A Hô hấp kị khí (lên men)

B Hô hấp hiếu khí

(trong ti thể)

Tế bào chất

Axit pyruvic 2CH3COCOOH)

Chuỗi chuyền điện tử và phosphoryl hóa

_Hidro tách ra từ axit pyruvic trong chu trình Krebs được chuyển đến

chuỗi chuyền điện tử và phosphoryl hóa.

- Chuỗi huyển điện tử (xảy ra ở màng trong ti thể): điện tử được vận

chuyển từ NADH đến O2 không khí nhờ chuỗi hô hấp để tạo nên O2- rồi kết hợp với 2H+ để tạo thành nước.

-Phosphoryl hóa:

+Điện tử được chuyển qua hô hấp thì tỏa ra năng lượng

+Năng lượng được liên kết vào liên kết cao năng phosphat của ATP nhờ phản ứng phosphoryl hóa:

ADP + Pi  32ATP

4.MỐI QUAN HỆ GIỮA HÔ HẤP VÀ HOẠT ĐỘNG SỐNG TRONG CÂY

Hô hấp ở thực vật giúp tạo ra năng lượng

và các sản phẩm trung gian cho quá

trình trao đổi chất và các hoạt động sống của cây nên hô hấp có vai trò điều tiết

các quá trình trao đổi chất và các hoạt

động sinh lí diễn ra trong cây

a)Hô hấp và sự trao đổi chất

-Quá trình đường phân,chu trình krebs,chu trình

pentozophosphat tạo ra rất nhiều các sản phẩm trung gian quan trọng các sản phẩm này sẽ được sử dụng làm nguyên liệu cho các quá trình trao đổi chất và các hoạt động sinh lý diễn ra trong cây.

-Một vài trung tâm trao đổi chất:

+Trao đổi axit amin và protein

+Trao đổi chất béo

+Trao đổi nucleic

+Trao đổi các phytohocmon

b)Hô hấp và quang hợp

Hô hấp và quang hợp là hai chức năng sinh lí quan trọng quyết định quá

trình trao đổi chất và năng lượng trong cây.Mối quan hệ giữa hai quá trình

này quyết định đến sự tích lũy trong cây =>quyết định năng suất cây trồng

*Quan hệ đối kháng:

-Hai quá trình này diễn ra gần như theo chiều hướng trái ngược nhau

-Quang hợp là quá trình hấp thụ co và thải 02 còn hô hấp thì ngược lai, thải co2 và hấp thụ 02

-Quang hợp tổng hợp chất hữu cơ và tích lũy năng lượng,còn hô hấp thì phân giải chất hưu cơ và giải phóng năng lượng

-Quá trình vận chuyển điện tử trong quang hợp đi ngược chiều điện

trường(từ dương đến âm) và cần được cung cấp năng lượng,ngược lại hô hấp vận chuyển theo chiều thuận của điện trường(từ âm đến dương) và không cần cung cấp năng lượng

*Quan hệ đồng nhất

-Khi xét về đường hóa học giữa hai quá trình thì ta nhận thấy rằng

giữa chúng có những sản phẩm chung nhau rất khó phân biệt là của quá trình nào:

+Các sản phẩm trung gian giống nhau:các đường triozophosphat, hexozophotphat, pentatozophotphat…

+Các enzym giống nhau: NAD, FAD, NADP…

+Cả hai quá trình đều tiến hành phosphoryl hó để tổng hợp nên ATP

từ ADP và P vô cơ bằng phản ứng photphoryl hóa

-Trong quần thể cây trồng thì mối quan hệ giữa hai quá trình được biểu thị qua năng suất sinh vật học.Năng suất sinh vật học là kết quả của

lượng chất hữu cơ được tạo ra trong quang hợp trừ đi lượng chất hữu cơ được tạo ra trong hô hấp

Để quần thể có năng suất cao =>nâng cao hoạt động quang hợp và giảm hô hấp xuống mức tối thiểu

c)Hô hấp và sự hấp thu nước và

chất dinh dưỡng của cây

-Hô hấp và hút nước

+Sự hấp thu nước và vận chuyển nước đi lên các bộ phận trên mặt đất rất cần năng lượng, năng lượng này được cung cấp từ quá trình hô hấp của cây đặc biệt là của hệ thống rễ.Nếu hô hấp của rễ bị ức chế thì sự xâm nhập nước vào rễ bị chậm và có thể bị ngừng

d)Hô hấp và tính chống chịu của cây

đối với điều kiện bất thuận

-Hô hấp và tính chịu nóng và chịu phân đạm

+Khi nhiệt độ cao và thừa đam làm dư thừa NH3 gây độc cho cây =>cây chết

+Hô hấp tạo ra các xetoaxit để đồng hóa NH3, làm giảm nồng

đọ của nó trong cây từ đó giúp cây chịu được nóng cũng như thừ

phân đạm

-Hô hấp và tính chống chịu sâu bệnh-tính miễn dịch thực vật

+Tăng cường độ hô hấp khi bị bệnh là một phản ứng thích nghi của cây chống lại bệnh

+Hô hấp của cây có tác dụng làm yếu độc tố do vi sinh vật tiết

ra bằng cách oxi hóa chúng và làm giảm hoạt tính của các enzym

thủy phân của các vi sinh vật

Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến

3 Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến hô hấp:

3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ:

* Xu hướng ảnh hưởng:

- Tuân theo qui tắc của Van Hoff, Q10 ≈ 2 trong khoảng

từ 0 - 40℃

- Nhiệt độ cường độ hô hấp

- Yêu cầu về nhiệt độ:

 

3 Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến hô hấp:

3 Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến hô hấp:

3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ:

cây thông lá nhọn sống ở khu vực Hàn đới có thể hô hấp ở

nhiệt độ -25℃

3 Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến hô hấp:

3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Cây xương rồng có thể hô hấp ở nhiệt độ rất cao ở sa mạc

Ảnh hưởng của hàm lượng nước trong mô:

 Vai trò của nước trong việc hô hấp:

 là dung môi, là môi trường cho các phản ứng hóa sinh xảy ra trong hô hấp.

 tham gia trực tiếp vào việc oxi hóa nguyên liệu hô hấp Nhìn vào chu trình Krebs ta thấy có 3 phân tử nước tham gia vào việc oxi hóa axit pyruvic.

Ảnh hưởng của hàm lượng nước trong mô:

 

*Với các mô tươi sống: Độ ẩm bão hòa hay gần bão hòa thì Ihh là nhỏ nhất.

Ví dụ: quả, rau, hoa

- Hàm lượng nước giảm thì hô hấp tăng

- Mất nước nhiều thì cường độ hô hấp giảm

* Ẩm độ tới hạn: ẩm độ mà tại đó bắt đầu xuất hiện lượng nước tự

do .

Ảnh hưởng của thành phần không khí:

chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi chuyển vận điện tử

cao trong môi trường  phản ứng decacboxyl hóa chuyển dịch theo chiều nghịch    hô hấp bị ức chế

- Các loại hạt: Hàm lượng cao thì ức chế hô hấp

- Đối với cây: Hô hấp yếm khí tăng, rất bất lợi

 

𝐶𝑂2

 

Ảnh hưởng của dinh dưỡng khoáng:

Ảnh hưởng trực tiếp

Ảnh hưởng trực tiếp

Ảnh hưởng gián tiếp

Tham gia vào cấu trúc bộ máy hô hấp

Là cấu tử của các enzyme

Hoạt hóa enzyme

Làm thay đổi tính thấm của màng

P photpholipit  

N + S là thành phần

protein ty thể

 

Các vấn đề về bảo quản nông sản

1.1 Sự thiệt hại trong quá trình bảo quản

Hai loại hao hụt nông sản phẩm

- Trọng lượng do vật lý và sinh học

- Chất lượng do hô hấp, vi sinh vật

1.2 Vai trò của bảo quản nông sản phẩm ?

- An toàn lương thực quốc gia; giống vụ mùa

- Cung cấp nguyên liệu

- Bán thành phẩm sơ chế, chất lượng, giá

thành

- Bảo tồn cho nghiên cứu

Protein và sự biế n đổi của nó

Bảng 2: Sự thay đổi của hàm lượng nitơ trong củ khoai tây

 N tổng số không thay đổi, N protein hoà tan thay đổi nhiều và

phân giải thành acid amin

lượng N protein

Quá trình bảo quản thoáng phân giải N protein mạnh hơn bảo

quản kín

NHỮNG BIẾN ĐỔI SINH LÝ SINH HOÁ XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN NÔNG SẢN

Bảng: Sự thay đổi của tinh bột và đường trong quá trình bảo quản khoai tây

Ngày 25/10 /1981

Ngày 25/12 /1981

Ngày 5/3/1 982

Ngày 10/4/

1982 Hàm lượng tinh bột 17.9% 16.20% 14.80

% 13.50%

Hàm lượng đường khử 0.61% 0.77% 0.81% 0.94%

Trong quá trình bảo quản tinh bột giảm, hàm lượng

đường tăng

Đường tổng số giảm theo thời gian bảo quản do đường

cung cấp nguyên liệu cho quá trình hô hấp.

Kĩ thuật bảo quản một số loại nông sản

Bảo quản các loại hạt: thóc, ngô, đậu

 Đặc điểm sinh học của hạt

 Hiện tượng hư hỏng xảy ra trong quá trình bảo quản

 Yêu cấu đối với kho tàng và nông sản

 Phương pháp

 Đổ đống trong kho: với lúa thấp <3m, lạc thấp<2m,

đậu đỗ <1.5m mùa nóng đống thấp hơn mùa lạnh

 Đóng bao gai: xếp 4-8 tầng

 Bảo quản kín

 Bảo quản bằng túi PE Có thể thay bằng bao tải gai

 Bảo quản bằng hóa chất: CH3Br, CH3NO2, AlP

Bảo quản rau, củ, quả

Đặc điểm sinh học

 Hàm lượng nước cao >90%.

 Quá trình thoát hơi nước mạnh dễ héo, giảm giá

trị

 Hoạt động sinh lý xảy ra mạnh

 Thành phần dinh dưỡng phong phú giàu đường,

đạm, muối khoáng, sinh tố

 Tổ chức tế bào lỏng lẻo, mềm xốp, dễ dập nát

 Quả, củ chín vỏ mỏng, mềm dễ tổn thương,

dập.

Phương pháp

chỉnh

Bảo quản thông thoáng tự nhiên

Bảo quản trong khi quyển điều chỉnh

Bảo quản kín

Bảo quản trong vật liệu xốp

Bảo quản trong khi quyển điều chỉnh

 PGS.TS Nguyễn Duy Lâm cùng các cộng

sự ở Viện Cơ điện và Công nghệ sau thu

hoạch đã chủ trì đề tài “Nghiên cứu và

ứng dụng công nghệ và thiết bị sản xuất

chế phẩm bảo quản (chế phẩm tạo

màng) dùng trong bảo quản một số rau

quả tươi” (Mã số KC.07.04/06-10).

 Sau hơn 3 năm nghiên cứu, chế phẩm

CEFORES CP-10-01 đã ra đời Nó ở dạng

sáp vi nhũ tương, dùng bôi trực tiếp lên

bề mặt của quả, với thành phần chính là

các loại sáp có nguồn gốc từ thực vật

hoặc động vật (ví dụ như sáp

polyethylene, sáp carnauba, sáp ong )

nên đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.

  Cam sau bảo quản vẫn giữ được mầu sắc

và hương vị ban đầu, tỷ lệ thối hỏng và

hao hụt khối lượng tự nhiên là 6%

Bảo quản bằng chế phẩm tạo màng

Bảo quản bằng tia phóng xạ

 Phương pháp bảo quản bằng màng Chitosan

giảm mất độ ẩm và

giảm cân; ức chế

quá trình oxy hóa

thở, giữ cho màu