công nghệ sinh học thực phẩm sáng thứ 4 nhóm 3 (1) (1)

Sự hô hấp và già hóa của rau quả là một giai đoạn bình thường trong chu trình sinh trưởng của nó, tiến trình này phụ thuộc vào nhiều yếu tố sinh lý của cây trồng dẫn đến tổn thất về số lượng và chất lượng của rau quả. Nhưng đa số trái cây thực phẩm cho người tiêu dùng như cà chua, sự chín xảy ra rất nhanh gây nên những thiệt hại cho cả người trồng và người tiêu dùng. Do trái cây chín nhanh nên người dân cố ép thu hoạch sớm, chưa đạt tới thành phần dinh dưỡng của trái chín, hoặc áp dụng các phương pháp bảo quản nhưng chất lượng của trái cây không còn nguyên vẹn hay làm ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng.

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

“ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG SỰ CHẬM CHÍN

CỦA CÀ CHUA”

Giảng viên hướng dẫn : TS.Nguyễn Thị Lâm Đoàn

Môn : Công nghệ sinh học thực phẩm

Nhóm sinh viên thực hiện : nhóm 3

61101

4

61081

2

Hoàng Thị Thu Hà 14/05/98 K61CNSTH

A 59547

3

Phùng Thị Hạnh 02/09/96 K59SPKN

61091

0

Nguyễn Thị Hiền 17/09/98 K61CNTPA

61081

9

A

61091 Mai Văn Hoàng 04/03/98 K61CNTPA

61091

8

Đinh Thị Hồng 20/03/98 K61CNTPA

61091

9

Hà nội, tháng 2 năm 2018

LỜI MỞ ĐẦU

Sự hô hấp và già hóa của rau quả là một giai đoạn bình thường trong chu trình sinh trưởng của nó, tiến trình này phụ thuộc vào nhiều yếu tố sinh lý của cây trồng dẫn đến tổn thất về số lượng và chất lượng của rau quả Nhưng đa số trái cây thực phẩm cho người tiêu dùng như cà chua, sự chín xảy ra rất nhanh gây nên những thiệt hại cho cả người trồng và người tiêu dùng Do trái cây chín nhanh nên người dân cố ép thu hoạch sớm, chưa đạt tới thành phần dinh dưỡng của trái chín, hoặc

áp dụng các phương pháp bảo quản nhưng chất lượng của trái cây không còn nguyên vẹn hay làm ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng

Nhiều năm gần đây, các nhà khoa học đã nghiên cứu để tìm ra phương pháp làm chậm quá trình chín của quả, giúp người dân có thể chủ động tiêu thụ nông sản

và đảm bảo cho người tiêu dùng có cơ hội sử dụng những trái cây tươi có giá trị

dinh dưỡng cao mà lại đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Và từ đó công nghệ

chín chậm đã ra đời Một trong những thành công của công nghệ chín chậm là sự

nghiên cứu về Ethylene – một olephin được sản sinh mạnh khi rau quả chín và nó cũng là tác động rất quan trọng đến chất lượng cũng như thời hạn bảo quản của rau quả Cà chua với những ưu điểm đã được chọn làm đối tượng nghiên cứu Và công nghệ này sẽ được đề cập đến trong đề tài “ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG SỰ CHẬM CHÍN CỦA CÀ CHUA”.

Trong quá trình hoàn thiện đề tài chúng em có sử dụng khá nhiều nguồn tài liệu khác nhau khó tránh khỏi những sai xót Mong nhận được sự góp ý của cô để chúng em hoàn thiện bài tốt hơn

Xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 2

MỤC LỤC 3

I ĐẶT VẤN ĐỀ 5

II NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA CÀ CHUA TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN 6

1.Những tổn thương cơ giới 6

2.Hô hấp 6

3 Sự sản sinh ethylene 6

4.Sự sinh nhiệt 6

5.Sự bay hơi 7

6 Sự giảm khối lượng quả 7

7.Glucid (các chất đường, tinh bột): 7

8 .Biến đổi về sắc tố, màu sắc: 7

9.Biến đổi các chất gây vị, gây hương 7

10 Biến đổi vitamin 8

III SỰ CHẬM CHÍN CỦA CÀ CHUA 8

1.Vai trò của sự chậm chín nông sản 8

1.1) Đối với sản xuất 8

1.2) Đối với người tiêu dùng 8

1.3) Đối với quá trình bảo quản 8

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự chậm chín ở cà chua 9

2.1) Nhiệt độ 9

2.2) Độ ẩm không khí 9

2.3) Ánh sáng 9

2.5) Thành phần không khí 9

3 Ảnh hưởng của ethylene đến sự chín của cà chua 10

3.1) Ảnh hưởng của ethylene đến quá trình bảo quản 10

3.2) Tác dụng của ethylene đến quá trình chín của quả 10

IV ỨNG DỤNG CÔNG N.GHỆ SIN HỌC TRONG SỰ CHẬM CHÍN CỦA CÀ CHUA 11

1 Sự sinh tổng hợp ethylene 11

2 Các phương pháp ức chế ethylene 12

2.1) Các chất kháng ethylene 12

2.2) Điều chỉnh thành phần khí 12

2.3) Công nghệ chín chậm ứng dụng công nghệ gene – công nghệ Delayed repeding (DR) 13

V KẾT LUẬN 17

VI TÀI LIỆU THAM KHẢO 17

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Cà chua có tên khoa học là Solanum lycopersicum, được cho là có nguồn gốc từ Mexico, là loại thực phẩm vừa là rau, vừa là quả và hiện nay nó là loại thực phẩm rất phổ biến trên toàn cầu Cà chua có mặt trong rất nhiều món kể cả nước chấm Có thể tóm lược vài lợi ích sức khỏe và sắc đẹp của cà chua bao gồm cải thiện thị lực; khỏe dạ dày; ổn định huyết áp - đường huyết; đẹp dáng – sáng da; phòng tránh nhiễm trùng đường tiết niệu Hơn thế nữa, cà chua còn hỗ trợ hệ tiêu hóa – tuần hoàn – tiết niệu – miễn dịch; làm giảm các loại cholesterol có hại trong máu; hỗ trợ cân bằng dịch nội môi giúp tất cả quá trình chuyển hóa trong cơ thể hoạt động tốt nhất

Qua đó giúp cơ thể thải loại các độc tố, làm giảm sự oxy hóa, làm chậm quá trình lão hóa mô tế bào Trong thành phần dưỡng chất của Cà chua, rất nhiều chất chống oxy hóa đã được chứng minh có khả năng phòng chống nhiều dạng ung thư khác nhau và cà chua còn là nguồn giàu các vitamin - khoáng chất có tác dụng phòng chống bệnh tim mạch, hô hấp, tiêu hóa Hãy cùng khám phá một vài lý do tại sao chúng lại là một món ăn diệu kỳ cho sức khỏe và sắc đẹp con người

Nhưng do quá trình chín của cà chua diễn ra quá nhanh đã trở thành một trở ngại lớn cho việc bảo quản lớn đối với nhà nông và người tiêu dùng Thời gian bảo quản dự trữ không được lâu, dẫn đến việc một số lượng lớn cà chua có nguy cơ hư hỏng Vậy giải pháp nào cho vấn đề này? Câu trả lời đó là một ứng dụng của công nghệ sinh học làm ức chế tốc độ chín của cà chua

II NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA CÀ CHUA TRONG QUÁ TRÌNH BẢO

QUẢN

1.Những tổn thương cơ giới

Là những tổn thương trong quá trình thu hái, vận chuyển và độ già chín Cà chua

bị dập nát, không những gây méo mó xấu xí bề ngoài mà còn làm tăng sự mất nước, tạo điều kiện cho lây nhiễm bệnh, kích thích quá trình hô hấp và tổng hợp ethylene Những quả này không thể bảo quản được vì chúng bị thối hỏng chỉ sau vài giờ Nên giảm đến mức tối thiểu những tổn thương cơ giới là một trong những con đường kéo dài tuổi thọ và chất lượng cà chua, đồng thời nâng cao sản lượng chế biến và bảo quản

2.Hô hấp

Hô hấp là quá trình sinh lý quan trọng của quả sau thu hoạch Sự hô hấp làm giảm khối lượng một cách tự nhiên vì khi hô hấp quả sử dụng chất dinh dưỡng, thải ra năng lượng ở dạng nhiệt (làm nóng khối quả), nước, khí CO2 và đôi khi cả rượu Nước và nhiệt sinh ra làm quả bị ẩm ướt và dễ bị thối, đặc biệt là nấm mốc Khi quả đang chín có cường độ hô hấp cao nhất Từ lúc chín hẵn đến quá chín, cường độ hô hấp giảm nhanh đồng thời giảm khả năng đề kháng cho nên quả dễ bị thối hỏng Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ hô hấp là: nhiệt đô, độ ẩm, thành phần không khí môi trường Trong điều kiện ít oxy, nhiều khí cacbonic, không có chất kích thích chín ethylene…thì cường độ hô hấp giảm

3 Sự sản sinh ethylene

Song song với quá trình hô hấp, quả sản sinh ra khí ethylene Khi quả gần chín hàm lượng chất này đạt đến mức cực đại Khí ethylene kích thích sự phân giải cholorophyl và quá trình chín quả Quả đột biến hô hấp sinh ra nhiều ethylene trong quá trình chín hơn các loại khác Sự chín trong quả đột biến hô hấp được bắt đầu bởi sự tăng dột biến trong sự sinh sản ethylene Mức độ sản sinh ra ethylene thay đổi nhiều theo từng loại quả

4.Sự sinh nhiệt

Nhiệt được sinh ra trong quá trình bảo quản tươi là do hô hấp 2/3 lượng nhiệt

đó được tải ra ngoài môi trường, 1/3 lượng nhiệt còn lại được dung vào các quá trình trao đổi chất bên trong tế bào, quá trình bay hơi nước Trong bảo quản cần duy trì các thông số nhiệt độ, độ ẩm tối ưu trong kho Khi nhiệt độ tăng kích thích cường độ hô hấp mạnh lên, từ đó đẩy mạnh chu trình: nhiệt độ, độ ẩm tăng làm quá trình hô hấp tăng, cho sự phát triển của vi sinh vật tăng, lượng nhiệt sinh ra lại tăng hơn nữa Đó là điều kiện dẫn đến hư hỏng quả nhanh chóng

5.Sự bay hơi

Quả sau khi tách khỏi cây sẽ xảy ra quá trình mất nước tự nhiên do bay hơi, dẫn đến quả bị nhăn héo, hình thức xấu Nếu quá trình mất nước nhanh làm rối loạn sinh lý,làm tăng hô hấp dẫn đến quả bị hỏng nhanh Mức độ bay hơi nước phụ thuộc vào từng loại quả, giống và cấu tạo của quả (quả vỏ dày, vỏ mỏng, dai , giòn), độ chín của quả, mức độ bầm giập cơ học Mức độ bay hơi còn phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ môi trường, phương thức bao gói quả Quả non, xanh bốc hơi nước nhanh nên chóng bị héo Quả bị khuyết tật do côn trùng, nấm bệnh, bầm giập cơ học cũng làm tăng sự mất nước

Sự mất nước cũng thay đổi theo thời gian bảo quản: Sau khi thu hái thì mất nước mạnh, sau đó giảm rồi lại tăng lên khi quả chín rồi thối hỏng Độ ẩm môi trường thấp, nhiệt độ môi trường cao cũng làm tăng sự mất nước

6 Sự giảm khối lượng quả

Khi xảy ra hiện tượng bay hơi nước trong quá trình bảo quản thì khối lượng của quả bị giảm và chất lượng dinh dưỡng của quả cũng bị tổn hao Sự tổn hao chất dinh dưỡng tổn hao do quả phải sử dụng chất dinh dưỡng (chủ yếu là đường) để duy trì sự sống sau khi ngắt khỏi cây mẹ do đó quả bị giảm hàm lượng chất khô sau thời gian bảo quản

7.Glucid (các chất đường, tinh bột):

Là thành phần thay đổi lớn và mạnh nhất trong khi bảo quản Trong thời gian bảo quản quả đã chín, đường được sử dụng trong quá trình hô hấp chuyển hoá thành năng lượng, hàm luợng đường bị giảm theo thời gian Các loại quả chưa chín hoặc tỷ lệ chín thấp thì tiếp tục chín trong quá trình bảo quản, tinh bột chuyển thành đường, một phần đuợc sử dụng để sinh nhiệt, phần còn lại tích tụ trong quả làm tổng lượng đường trong quả tăng theo thời gian bảo quản

8 .Biến đổi về sắc tố, màu sắc:

Màu sắc của quả do chất chlorophyl, antoxian và carotenoit quyết định Tùy theo mức độ chín của từng loại quả mà màu xanh của quả mất dần do chlorophyl giảm, màu vàng, đỏ tăng dần do hàm lượng carotenoit và antoxian tăng

9.Biến đổi các chất gây vị, gây hương

Trong quả xanh thường chứa nhiều tanin làm cho quả có vị chát, khi quả chín tanin biến đổi thành glucoza rồi giảm dần và mất hẳn làm cho quả có vị ngọt và mất vị chát Các chất thơm được tạo ra và tăng lên trong quá trình chín sau thu hoạch như ete, rượu.Với hàm lượng rất nhỏ nhưng cho quả có mùi hương riêng

10 Biến đổi vitamin

Từ giai đoạn xanh già chuyển sang chín có nhiều loại vitamin tạo thành như vitamin B9, B15, K, P, tiền vitamin A và đặc biệt là vitamin C tăng rõ rệt nhưng khi chín hàm lượng này giảm

III SỰ CHẬM CHÍN CỦA CÀ CHUA

1.Vai trò của sự chậm chín nông sản

Quá trình chín của rau quả là sự thay đổi mạnh mẽ chuyển từ trạng thái không

ăn được sang trạng thái hấp dẫn về màu sắc, kết thúc quá trình phát triển chuyển sang giai đoạn già hóa Quá trình chín chỉ xảy ra mạnh mẽ vài ngày trước khi cà chua có thể ăn được, đây là hệ quả từ một phức hợp các thay đối sinh lý cơ bản của quá trình chín trong đó có sự thay đổi về cường độ hô hấp và sản sinh khí ethylene (C2H4)

1.1) Đối với sản xuất

Ở cà chua là sự chín xảy ra rất nhanh gây nên những thiệt hại cho người trồng trọt Do cà chua chín nhanh nên nhà trồng trọt thường cố ép thu hoạch sớm khi cà chua chưa chín, chưa đủ độ phát triển, chưa đạt tới thành phần dinh dưỡng của trái chín mong muốn cho người sử dụng, và nhà thương mại bằng mọi cách tạo ra trái cây chín giả tạo, không đủ thành phần hóa học của độ chín Hiện nay các khoa học gia đã nghiên cứu để tìm ra phương pháp làm chậm tiến trình chín của trái cây giúp nhà trồng trọt có thể chủ động tiêu thụ nông sản

Nông dân yên tâm khi vận chuyển sản phẩm của mình trong một khoảng thời gian dài mà không cần phải bảo quản lạnh, giảm thiệt hại sau thu hoạch

1.2) Đối với người tiêu dùng

Sự chậm chín giúp kéo dài thời hạn sử dụng, đảm bảo cho người tiêu dùng có thể yên tâm sử dụng cà chua tươi có giá trị dinh dưỡng

Người tiêu dùng dễ dàng trong việc chọn lựa chọn sản phẩm

Người tiêu dùng sử dụng cà chua trog thời gian dài hơn ,tránh việc úng hoặc hư hỏng sau khi mua về

1.3) Đối với quá trình bảo quản

Sự chậm chín giúp quá trình bảo quản thuận tiện hơn, nhà sản suất giảm được

sự chín nhanh của cà chua

Các quả cà chua có sự đồng đều, độ cứng cao hơn, giảm sự hư hỏng lây lan trong quá trình bào quản

Nhà sản suất bảo quản dễ dàng hơn, không sử dụng các hóa chất nhiều trong bảo quản, cà chua sẽ giữ được độ tươi ngon, độ dinh dưỡng cao

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự chậm chín ở cà chua

2.1) Nhiệt độ

Ở nhiệt độ càng thấp sự chín của quả diễn ra càng chậm, tùy thuộc vào từng mức

độ cà chua mà ở những điều kiện nhiệt độ thích hợp cà chua sẽ chậm chín

2.2) Độ ẩm không khí

Độ ẩm không khí càng cao thì quá trình thoát hơi nước của cà chua xảy ra càng chậm do đó cà chua sẽ giữ tươi được lâu hơn.Tuy nhiên , nếu độ ẩm quá cao là điều kiện thuận lời cho sự phát triển của vi sinh vật gây hại và làm hỏng cà chua.Độ ẩm thích hợp bảo quản cà chua là từ 85-95%, nếu độ ẩm thấp thì thời gian chín kéo dài thêm

2.3) Ánh sáng

Khi bảo quản trong điều kiện thiếu ánh sáng thì sự chín của cà chua sẽ bị kìm chế lại, còn nếu bảo quản, vận chuyển đủ áng sáng thì quá trình chín sẽ diễn ra rất nhanh, màu sắc cũng láng và đẹp Nguyên nhân của quá trình này là : dưới tác dụng áng sáng, oxy, nhiệt độ thì các quá trình sinh hóa xảy ra rất nhanh Các thành phần cứng trong quả dễ bị phân hủy dưới tác dụng của enzyme vốn tồn tại trong nguyên liệu, từ đó làm quả mềm, màu sắc cũng chuyển sang từ màu xanh sang màu đỏ

2.5) Thành phần không khí

Ethylene (C2H4) là yếu tố quyết định đến quá trình chín của quả: ethylene bằng trực tiếp hay gián tiếp gây phân hủy chlorophyl , nhờ đó quả xanh có màu đỏ rất nhanh Ethylene làm tăng đột phát hô hấp đến sớm hơn làm quả chín nhanh hơn và làm tăng độ thấm dẫn của màng tế bào Bằng cách đó ethylene ảnh hưởng đến toàn

bộ trao đổi chất của tế bào Hiệu quả tác dụng của ethylene phụ thuộc vào nhiệt độ, O2 ,CO2 trong khí quyển Khi quả tăng đột phát hô hấp thì ethylene chỉ có hiệu lực trong thời kì trước trước đột phát hô hấp Quả không tăng đột phát hô hấp thì ethylene kích thích tăng hô hấp rất nhanh, khi đó nồng độ ethylene càng cao lại kìm hãm sự chin

3 Ảnh hưởng của ethylene đến sự chín của cà chua

Ethylene được xem là hoocmon thực vật thúc đẩy quá trình chín ở quả Đối với các loại quả hô hấp đột biến, trong quá trình chín có giai đoạn hô hấp mạnh nhất Thông thường vài giờ trước khi xảy ra hô hấp đột biến hàm lượng ethylene nội sinh tăng, kích thích hoạt động của các enzyme đẩy nhanh quá trình chính ở quả

3.1) Ảnh hưởng của ethylene đến quá trình bảo quản

Tăng cường hô hấp, do đó làm giảm nhanh lượng chất khô dự trữ dẫn đến làm hao hụt khối lượng tự nhiên nên chất lượng giảm nhanh trong thời gian bảo quản.Rau quả chín là một môi trường dồi dào dưỡng chất cho các côn trùng và các

vi sinh vật gây hại phát triển và từ đó làm giảm thời gian bảo quản

3.2) Tác dụng của ethylene đến quá trình chín của quả

Ethylene được sinh tổng hợp tại các tế bào và các mô thực vật vào lúc trái đã phát triển hoàn chỉnh để kích thích sự chín của quả Do ethylene có liên quan đến quá trình sinh tổng hợp các loại enzym thúc đẩy quá trình chín như: protopectinase thủy phân protopectin thành pectin hòa tan làm cho trái mềm dần, enzyme chlorophyllase oxy hóa chlorophyll làm trái mất màu xanh, chuyển qua màu của chính nó (anthoxyanne, carotenoid ), enzym phân hủy các hợp chất cao phân tử thành các hợp chất đơn giản hơn như các axít hữu cơ, este

Dưới tác dụng của ethylene, màng tế bào của quả có những biến đổi cơ bản, tính thấm của màng trong các tế bào thịt quả tăng lên đáng kể do ethylene có ái lực cao