Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu tổng quan này có mục tiêu giới thiệu những biến đổi sinh lí, hóa sinh của quả hồng đang phát triển và chín đã được báo cáo. Hàm lượng diệp lục của quả hồng biến đổi theo hướng tăng lên trong thời kỳ phát triển đầu tiên của quả nhưng giảm dần khi quả chuyển sang giai đoạn chín.
KHOA HỌC TỰ NHIÊN TỔNG QUAN NHỮNG BIẾN ĐỔI HÓA SINH, SINH LÍ TRONG Q TRÌNH PHÁT TRIỂN VÀ CHÍN CỦA QUẢ HỒNG (Diospyros kaki Thunb.) TS Cao Phi Bằng Khoa Khoa học Tự nhiên Trường Đại học Hùng Vương TÓM TẮT Cây hồng (Diospyros kaki Thunb) ăn thân gỗ trồng rộng rãi vùng có khí hậu mát mẻ Quả hồng ưa thích có giá trị dinh dưỡng cao Sự phát triển chín bao gồm nhiều q trình biến đổi sinh lí, hóa sinh phức tạp Nghiên cứu tổng quan có mục tiêu giới thiệu biến đổi sinh lí, hóa sinh hồng phát triển chín báo cáo Hàm lượng diệp lục hồng biến đổi theo hướng tăng lên thời kỳ phát triển giảm dần chuyển sang giai đoạn chín Ngược lại carotenoid lại tăng lên thời kỳ chín Cellulose tinh bột có hàm lượng tăng lên thời kỳ non giảm dần trưởng thành chín Rất ngạc nhiên hàm lượng đường tan biến đổi phức tạp thời kỳ chín Từ khóa: Cây hồng (Diospyros kaki Thunb), quả, động thái sinh lí hóa sinh, chín, phát triển Mở đầu Cây hồng có tên khoa học Diospyros kaki Thunb, thuộc họ Ebenaceae, giống Diospyros, có nguồn gốc vùng Đông Á phân bố vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Cây hồng bắt đầu trồng cách khoảng 2000 năm có khoảng 1000 giống khác (Itoo S., 1980) Hồng loại ăn lâu năm, thân gỗ trồng nhiều nơi giới, khu vực Đơng Á chiếm tới 90% sản lượng toàn giới Những nước trồng nhiều hồng Trung Quốc, Nhật Bản Hàn Quốc (Pu et al., 2013) Việt Nam nước có diện tích trồng hồng lớn, chủ yếu phía khu vực phía Bắc từ Hà Tĩnh trở ra, phía Nam hồng trồng Lâm Đồng (Phạm Văn Côn, 2002) Cây hồng có giá trị dinh dưỡng cao giá trị dược học Quả hồng có chứa nhiều đường, protein, chất béo khơng colesterol, đặc biệt có chứa nhiều vitamin khoáng chất (Cơ sở liệu dinh dưỡng quốc gia Hoa 32 Kì) Bên cạnh hồng cịn có nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học phenol, carotenoid axit ascorbic (George Redpath, 2008) Hồng sử dụng rộng rãi y học cổ truyền (Sinha Bansal, 2008) Dịch chiết vỏ hồng chứng minh có hoạt tính sinh học cao (Kawase et al., 2003) Sự phát triển chín bao gồm nhiều q trình sinh lí, hóa sinh phức tạp, thu hút quan tâm nhiều nhà khoa học Q trình có nhiều khác nhóm quả, có thay đổi thành phần sắc tố, tích lũy đường, axit, biến động hoạt tính số enzym (Seymour et al., 2013) Trong nghiên cứu tổng quan này, chúng tơi có mục tiêu giới thiệu kết số nghiên cứu gần q trình chín hồng, loại có nhiều giá trị, gồm có biến đổi hóa sinh sinh lí Những kết có ý nghĩa lớn, cung cấp thông tin khoa học quan Tạp chí Khoa học Cơng nghệ • Số (1) - 2015 trọng động thái sinh lí, hóa sinh q trình chín hồng, đồng thời sở đề xuất biện pháp bảo quản hồng Những biến đổi sinh lí, hóa sinh q trình chín hồng 2.1 Những biến đổi hàm lượng sắc tố Trong q trình chín quả, có thay đổi lớn hàm lượng sắc tố Trong đó, điển hình biến động hàm lượng carotenoid Caroteinoid sinh tổng hợp sinh vật quang hợp không quang hợp vi khuẩn nấm Các carotenoid thực vật chủ yếu isoprenoid C40 với chuỗi polyene có chứa nhiều liên kết đơi, carotenoid xếp vào hai nhóm: Hydrocarbon (caroten) hay dẫn xuất oxi hóa chúng (xanthophyll) Các hợp chất không quy định màu sắc vàng, cam hay đỏ mà tiền chất vitamin A (Meléndez-Martínez et al., 2007; Sanchez-Moreno, et al., 2003) Hơn chúng cịn KHOA HỌC TỰ NHIÊN đóng nhiều vai trò quan trọng phòng hay chống nhiều loại bệnh kèm với oxi hóa người bệnh tim mạch, ung thư lão hóa (Cooper, 2004; Cooper et al., 1999) Quả hồng hấp dẫn màu sắc thay đổi theo giống từ vàng tới cam đỏ đậm Các nghiên cứu màu sắc chủ yếu carotenoid β-cryptoxanthin loại carotenoid chủ yếu thịt vỏ (Ebert Gross, 1985) Năm 2006, Yuan cộng nghiên cứu hàm lượng thành phần carotenoid hồng (Bing et al., 2006) Nhưng phải đến năm 2011, Zhou cộng tiến hành nghiên cứu quy mơ lớn, phân tích carotenid thịt vỏ 46 giống hồng khác Ba mươi mốt loại carotenoid đặc hiệu nhận biết, β-cryptoxanthin zeaxanthin hai loại chiếm số lượng lớn nhất, từ 37,8 tới 85,1% carotenoid tổng số tùy theo giống hồng nghiên cứu (Zhou et al., 2011) Theo Sugiura cộng sự, hồng phát triển qua ba thời kỳ, hai thời kỳ I III hồng tăng trưởng nhanh bị xen thời kỳ tăng trưởng chậm (Sugiura et al., 1991) Hàm lượng carotenoid đạt mức cao thời kỳ I, sau giảm dần đến cuối thời kỳ II, hàm lượng carotenoid tăng dần thời kỳ III đạt mức cực đại vào cuối kỳ chín (Candir et al., 2009) Nhưng theo kết nghiên cứu Nguyễn Đạt Kiên (2010), hàm lượng carotenoid thịt hồng giống Nhân Hậu tăng dần theo thời gian sinh trưởng từ tuần thứ tới tuần thứ 22 (Nguyễn Đạt Kiên, 2010) Bên cạnh carotenoid, Kiên nghiên cứu động thái biến đổi hàm lượng diệp lục hồng Nhân Hậu Diệp lục a, diệp lục b diệp lục tổng số tăng từ tuần thứ tới tuần thứ bốn, sau giảm dần đến mức thấp tuần thứ 22 Thời gian giảm mạnh diễn thời kỳ tuần thứ bốn tới tuần thứ 16 (Nguyễn Đạt Kiên, 2010) 2.2 Những biến đổi số thành phần hóa học khác Bên cạnh sắc tố, hồng chứa nhiều hợp chất hóa học khác tanin, hợp chất đường, protein, lipit, vitamin Gần đây, Pu cộng (2013) phân tích hàm lượng phenol sáu giống hồng khác Yangling (34o20 N, 108o24 E), Shaanxi, Trung Quốc Theo đó, hàm lượng phenol tổng số, hàm lượng flavonoid tổng số hàm lượng flavanol tổng số sáu giống hồng báo cáo (Pu et al., 2013) Đồng thời, lần hoạt tính chống oxi hóa dịch chiết từ hồng giới thiệu báo cáo (Pu et al., 2013) Del Bubba cộng (2009) phân tích động thái biến đổi hàm lượng tanin hai giống hồng “Jojo Brillante” “Kaki Tipo” Nồng độ tanin tan hồng tăng hai tháng trình phát triển sau giảm dần đến mức thấp chín (Del Bubba et al., 2009) Kết tương tự báo cáo giống hồng Nhân Hậu Kiên (2010) Hàm lượng tanin tăng dần tám tuần trình phát triển, từ 1,5% khối lượng chất khô tới 1,83%, sau giảm dần Hàm lượng tanin chín cịn 0,08% khối lượng chất khơ Trong q trình chín quả, có biến đổi hàm lượng hợp chất gluxit Kiên (2010) hàm lượng tinh bột hồng tăng dần từ tuần tuổi tới cực đại 16 tuần tuổi, sau hàm lượng tinh bột giảm dần Trong hàm lượng cellulose tăng dần khoảng 12 tuần sau giảm dần Hàm lượng đường khử thịt hồng biến đổi theo chiều tăng dần, đạt cực đại thời kỳ 22 tuần tuổi, chín (Nguyễn Đạt Kiên, 2010) Trước đó, Glew cộng (2005) phân tích biến đổi số hợp chất đường hồng (được thu Trabzon, Anatolia, Thổ Nhĩ Kì) thời kỳ chín Đáng ngạc nhiên hàm lượng sacarose lại giảm dần giai đoạn q trình chín, thấp thời điểm gần chín tăng dần vào thời kỳ chín Glucose fructose lại tăng dần từ thời kỳ đầu đến thời kỳ gần chín, hàm lượng chúng giảm nhẹ vào ngày chín sau nhanh chóng tăng lên vào ngày cuối Hàm lượng đường tổng số biến đổi chiều hướng với glucose fructose (Glew et al., 2005) Động thái biến đổi hàm lượng đường hai giống hồng “Jojo Brillante” “Kaki Tipo” diễn tương tự (Del Bubba et al., 2009) Kết luận Trong nghiên cứu tổng quan này, giới thiệu cơng trình nghiên cứu ngồi nước gần động thái sinh lí, hóa sinh hồng phát triển chín Đối với sắc tố, hàm lượng diệp lục tăng dần giai đoạn phát triển giảm dần bước vào thời kỳ chín Hàm lượng carotenoid biến đổi theo chiều hướng khơng hồn tồn giống giống hồng khác Hàm lượng tanin giảm thời kỳ cuối q trình chín hàm lượng đường tan tăng lên thời kỳ này. Tạp chí Khoa học Cơng nghệ • Số (1) - 2015 33 KHOA HỌC TỰ NHIÊN Tài liệu tham khảo Bing, Y., HuaLong, X., Ping, L (2006) Content and Chemical Composition of Carotenoids in Persimmon Fruit [J] Chinese Agricultural Science Bulletin, 10, 065 Candir, E E., Ozdemir, A E., Kaplankiran, M., Toplu, C (2009) Physico-chemical changes during growth of persimmon fruits in the East Mediterranean climate region Scientia Horticulturae, 121(1), 4248 doi:http://dx.doi.org/10.1016/j scienta.2009.01.009 Cooper, D A (2004) Carotenoids in health and disease: recent scientific evaluations, research recommendations and the consumer J Nutr, 134(1), 221s-224s Cooper, D A., Eldridge, A L., Peters, J C (1999) Dietary carotenoids and certain cancers, heart disease, and age-related macular degeneration: a review of recent research Nutr Rev, 57(7), 201-214 Phạm Văn Côn (2002) Cây hồng, kỹ thuật trồng chăm sóc, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội Del Bubba, M., Giordani, E., Pippucci, L., Cincinelli, A., Checchini, L., & Galvan, P (2009) Changes in tannins, ascorbic acid and sugar content in astringent persimmons during on-tree growth and ripening and in response to different postharvest treatments Journal of food composition and analysis, 22(7), 668677 Ebert, G., Gross, J (1985) Carotenoid changes in the peel of ripening persimmon (Diospyros kaki) cv Triumph Phytochemistry, 24(1), 29-32 doi:http://dx.doi.org/10.1016/ S0031-9422(00)80801-8 George, A P., Redpath, S (2008) Health and medicinal benefits of persimmon fruit: A review Advances in Horticultural Science, 22(4), 244249 Glew, R., Ayaz, F., Millson, M., Huang, H S., Chuang, L T., Sanz, C., Golding, J (2005) Changes in sugars, acids and fatty acids in naturally parthenocarpic date persimmon (Diospyros kaki L.) fruit during maturation and ripening European Food Research and Technology, 221(12), 113-118 doi:10.1007/s00217-0051201-9 10 Itoo S (1980) Persimmon In S Nagy and P.E Shaw (eds.) Tropical and Subtropical Fruits: Composition, Properties and Uses (pp 442-468) Westport, Connecticut: AVI Publishing 11 Kawase, M., Motohashi, N., Satoh, K., Sakagami, H., Nakashima, H., Tani, S., Wolfard, K (2003) Biological activity of persimmon (Diospyros kaki) peel extracts Phytotherapy Research, 17(5), 495-500 12 Nguyễn Đạt Kiên (2010) Chuyển hóa sinh lí, hóa sinh theo tuổi hồng Nhân Hậu (Diospyros kaki Lf.) Lục Nam, Bắc Giang Luận văn thạc sĩ khoa học sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Hà Nội 13 Meléndez-Martínez, A J., Britton, G., Vicario, I M., Heredia, F J (2007) Relationship between the colour and the chemical structure of carotenoid pigments Food Chemistry, 101(3), 1145-1150 doi:http://dx.doi org/10.1016/j.foodchem.2006.03.015 14 Pu, F., Ren, X.-L., Zhang, X.-P (2013) Phenolic compounds and antioxidant activity in fruits of six Diospyros kaki genotypes European Food Research and Technology, 237(6), 923-932 15 Sanchez-Moreno, C., Plaza, L., De Ancos, B., Cano, M P (2003) Vitamin C, provitamin A carotenoids, and other carotenoids in high-pressurized orange juice during refrigerated storage J Agric Food Chem, 51(3), 647-653 doi:10.1021/ jf020795o 16 Seymour, G B., Ostergaard, L., Chapman, N H., Knapp, S., Martin, C (2013) Fruit development and ripening Annu Rev Plant Biol, 64, 219-241 doi:10.1146/annurevarplant-050312-120057 17 Sinha, B N., Bansal, S K (2008) A review of phytochemical and biological studies of Diospyros species used in folklore medicine of Jharkhand Journal of Natural Remedies, 8(1), 1117 18 Sugiura, A., Zheng, G H., & Yonemori, K (1991) Growth and Ripening of Persimmon Fruit at Controlled Temperatures during Growth Stage III HortScience, 26(5), 574-576 19 Zhou, C., Zhao, D., Sheng, Y., Tao, J., Yang, Y (2011) Carotenoids in fruits of different persimmon cultivars Molecules, 16(1), 624-636 doi:10.3390/molecules16010624 SUMMARY REVIEW OF BIOCHEMICAL, PHYSIOLOGICAL CHANGES IN DEVELOPMENT AND MATURATION OF PERSIMMON FRUIT (Diospyros kaki Thunb.) Cao Phi Bang Faculty of Natural Sciences Persimmon (Diospyros kaki Thunb) is a deciduous fruit tree which is planted in temperate climate zone The persimmon fruits are favored due to their high nutritional values The development and maturation of fruit include many complex biochemical and physiological changes This review aims to introduce the reported biochemical and physiological changes in persimmon fruits The chlorophyll contents increase in the first development periods but they decrease in maturation fruits By contrast, the concentrations of carotenoids increase in the maturation period Cellulose and starch contents were augmented in immature fruits but were reduced in ripe fruits The soluble sugar concentrations complicatedly changed in ripening fruits, surprisingly Keywords: Persimmon (Diospyros kaki Thunb), fruits, biochemical physiological changes, development, ripening 34 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ • Số (1) - 2015 ... nước gần động thái sinh lí, hóa sinh hồng phát triển chín Đối với sắc tố, hàm lượng diệp lục tăng dần giai đoạn phát triển giảm dần bước vào thời kỳ chín Hàm lượng carotenoid biến đổi theo chiều... activity of persimmon (Diospyros kaki) peel extracts Phytotherapy Research, 17(5), 495-500 12 Nguyễn Đạt Kiên (2010) Chuyển hóa sinh lí, hóa sinh theo tuổi hồng Nhân Hậu (Diospyros kaki Lf.) Lục Nam,... tích biến đổi số hợp chất đường hồng (được thu Trabzon, Anatolia, Thổ Nhĩ Kì) thời kỳ chín Đáng ngạc nhiên hàm lượng sacarose lại giảm dần giai đoạn trình chín, thấp thời điểm gần chín tăng dần vào