I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.3. Quá trình thủy phân của cá
Là quá trình tác dụng của hệ enzym protease trong bản thân cá hoặc bên ngoài
tác động vào thủy phân thịt cá từ dạng protein qua các dạng trung gian như pepton,
polypeptid, peptid và cuối cùng là acid amin.
Protein polypeptid axit amin
Bên cạnh quá trình thủy phân protein là chủ yếu còn có sự thủy phân của đường và chất béo…thành các acid hữu cơ, rượu…
Quá trình thủy phân protein trong thịt cá chủ yếu là do enzym tác dụng nhưng
cũng có thể có sự tham gia của vi sinh vật. Những vi sinh vật hữu ích tiết ra protease thúc đẩy cho quá trình thủy phân nhưng các vi sinh vật gây thối thì có tác dụng làm rữa
nát thịt cá có khi ở ngay giai đoạn đầu hay trong quá trình chế biến. Quá trình thủy
phân tiếp tục là quá trình thối rữa do vi sinh vật gây thối thủy phân acid amin thành các chất cấp thấp như: indol, phenol và các loại acid có đạm và acid béo thủy phân thành H2S, NH3, CO2, ….(Nguyễn Trọng Cẩn và Đỗ Minh Phụng,1990).
1.3.1. Các hệ enzym tham gia phân giải
Hệ enzym Metalo-protease còn gọi là aminopeptidase hay apase tồn tại nhiều
trong nội tạng cá, chịu được nồng độ muối cao nên ngay từ đầu đã hoạt động rất mạnh,
sau tháng thứ hai thì giảm dần cho tới tháng thứ ba, sau đó tác dụng kém dần đến cuối
quá trình. Apase có hoạt tính khá mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi đối với các loại
peptid, loại này đại diện cho nhóm enzym thủy phân trung tính, môi trường tối thích
khoảng pH = 5,0 ÷ 7,0.
15
Hệ enzym Serin – protease điển hình là trypsin tồn tại nhiều trong nội tạng cá, nhất
là trong tụy. Môi trường hoạt động của Serin – protease trong khoảng pH = 5,0 ÷ 10.
Hệ enzym axit protease được tìm thấy nhiều trong thịt cá và nội tạng cá,đại diện cho
hệ này là Cathepsin D. Hệ enzym này tồn tại ngắn trong giai đoạn đầu thời kỳ thủy phân,
khoảng 24 giờ sau thì hoạt tính của chúng mất dần vì không chịu nổi nồng độ muối cao. Hệ
enzym này thủy phân protein rất mạnh nhưng bị ức chế bởi nồng độ muối cao, chỉ 5 % muối
sau 12 giờ là có thể mất hoạt lực (Nguyễn Trọng Cẩn và Đỗ Minh Phụng, 1990).
1.3.2. Sự tham gia của vi sinh vật trong quá trình phân giải
Vi sinh vật có mặt ngay từ đầu quá trình chế biến do nguyên liệu, dụng cụ mang
theo từ ngoài môi trường nhiễm vào, nhưng do nồng độ muối quá cao nên chúng không hoạt động được. Ngay trong giai đoạn ngắn đầu tiên khi muối chưa kịp tác dụng có một
số vi sinh vật gây thối hoạt động. Khi độ mặn tăng dần lên đạt từ 12 % trở lên thì các vi khuẩn gây thối hầu như ngừng hoạt động và các vi khuẩn khác bị ức chế cao độ
(Nguyễn Trọng Cẩn và Đỗ Minh Phụng, 1990).
1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá
* Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ dưới 30C làm ngừng quá trình sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật
(Nguyễn Xuân Thành và cs, 2005). Ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thích hợp thì vi sinh vật bị kiềm chế mạnh hơn ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ thích hợp, trừ loại hiếu nhiệt
còn đại bộ phận trên 600C đều bị chết. Nhiệt độ hoạt động mạnh nhất của enzym trong cá là từ 36 ÷ 400C. Dưới 00C các enzym và vi sinh vật bị kìm hãm không thể phát triển nhưng không chết. Từ 0 ÷ 40 0C tác dụng phân giải của enzym và vi sinh vật tăng tỉ lệ
thuận với sự gia tăng của nhiệt độ. Nhưng enzym mang bản chất protein nên chúng không chịu được nhiệt độ cao. Đa số enzym ở trong cá đều mất hoạt tính ở nhiệt độ từ
70 0C trở đi (Nguyễn Trọng Cẩn, Đỗ Minh Phụng, 1990).
* Ảnh hưởng của pH
Các giá trị pH cần cho sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật tương ứng với
các giá trị pH cần cho hoạt động của nhiều enzym. Giới hạn pH hoạt động của vi sinh
16
trình trao đổi chất. Màng tế bào chất của vi sinh vật tương đối ít thấm đối với các ion
H+ và OH-, vì vậy dù pH của môi trường ngoài dao động trong giới hạn rộng, nồng độ
của chúng trong tế bào chất vẫn ổn định. Ảnh hưởng của pH môi trường lên hoạt động
của vi sinh vật phần lớn là do tác động qua lại giữa ion H+ và các enzym chứa trong
màng tế bào chất và tế bào (Bộ thủy sản, 2004).
pH ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính của vi khuẩn, do nó liên quan đến tương tác
giữa enzym và cơ chất. Vi khuẩn rất nhạy cảm với sự thay đổi pH của môi trường. Mỗi
vi sinh vật chỉ có thể hoạt động được trong môi trường có pH giới hạn bởi pH thấp nhất
và pH cao nhất. Đồng thời vi sinh vật hoạt động mạnh nhất trong môi trường có pH tối
hảo. Phần lớn môi trường bên ngoài thiên nhiên có pH = 2,5 ÷ 9,0, và phần lớn vi sinh
vật có pH tối hảo trong khoảng này. Có rất ít vi sinh vật có thể sống trong môi trường
có pH nhỏ hơn 2,0 hoặc lớn hơn 10 (Nguyễn Hữu Thanh và Nguyễn Thị Thanh Xuân,
2003 trích bởi Phan Thiên Tùng, 2006).
* Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc
Trong quá trình thủy phân yếu tố quan trọng thúc đẩy quá trình thủy phân là diện tích tiếp xúc. Để tạo điều kiện tốt hơn cho sự thủy phân của enzym làm tăng khả năng tiếp xúc giữa enzym và cơ chất, muốn vậy phải làm nhỏ kích thước cơ chất trước
khi thủy phân (Phan Thiên Tùng, 2006 trích trong Nguyễn Thị Xuân Dung, 2005).
* Ảnh hưởng của thời gian thủy phân
Theo một số nghiên cứu thì mức độ thủy phân tăng vọt trong thời gian đầu của
phản ứng, sau đó tốc độ phản ứng chậm lại. Thời gian dài hơn và sử dụng lượng vi
khuẩn lớn hơn thì mức độ thủy phân cao hơn (Phan Thiên Tùng, 2006 trích trong Nguyễn Thị Xuân Dung, 2005).
* Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu
Thủy phân hai loại cá gồm cá béo và cá không béo có nhiều mỡ và không mỡ
bằng enzym thủy phân là papain được bổ sung 5% so với lượng cá. Kết quả là các loại
cá không hoặc ít béo đã cho hàm lượng protein trong nước bổi cao hơn so với cá có mỡ
và khi chế biến thì mỡ thường nổi lên trên nên làm cho sản phẩm có mùi ôi khét (Nguyễn Đình Khôi, 2003 trích trong Mackie, 1982).
17
1.4. Tình hình xuất khẩu rau quả của Việt Nam
Theo hiệp hội rau quả Việt Nam, năm 2012 kim ngạch xuất khẩu rau quả đạt
829 triệu USD tăng 33,1% so với năm 2011 với một số thì trường lớn chủ yếu.
Bảng 1.2. Tình hình xuất khẩu rau quả của Việt Nam
Thị trường Năm 2011 (triệu USD) Năm 2012 (triệu USD)
Trung Quốc 146,119 218,062 Nhật Bản 46,793 54,649 Mỹ 28,864 39,869 Nga 29,280 28,372 Đài Loan 22,396 25,654 Indonesia 31,941 24,510 Hàn Quốc 18,898 22,551 Hà Lan 29,990 21,605 Thái Lan 14,477 20,369 Singapo 17,604 19,844 Tổng kim ngạch 622,576 828,937
1.5. Giới thiệu về cây dưa leo
1.5.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển cây dưa leo
Dưa leo (Cucumis sativus L.) là loại rau ăn quả có từ lâu đời. Theo Swiader (1996), cây dưa leo có nguồn gốc từ Ấn Độ cách đây khoảng 3000 năm. Từ Ấn Độ nó được mang đến Italia, Hy lạp… và mãi về sau nó mới được đưa đến Trung Quốc. Nhiều
nhà nghiên cứu đã thống nhất với ý kiến đầu tiên của Decadole (1912) rằng dưa leo có nguồn gốc từ Tây Bắc Ấn Độ. Các tác giả đó chứng minh sự tồn tại hơn hai nghìn năm
18
1.5.2. Phản ứng của cây dưa leo với điều kiện sinh thái
Nghiên cứu quan hệ của cây với điều kiện ngoại cảnh là hết sức quan trọng. Bởi năng suất của cây là dựa trên sự thống nhất của cây trồng, ngoại cảnh và phương pháp canh tác. Mục đích nhằm thiết lập điều kiện ngoại cảnh tối ưu cho cây trồng để đạt năng suất cao, chọn được các dòng, giống lai có khả năng chống chịu tốt với điều kiện
bất thuận của ngoại cảnh và phát huy hết tác dụng trong điều kiện thuận lợi.
* Yêu cầu về nhiệt độ
Nói tới chế độ nhiệt của cây dưa leo, không chỉ giới hạn ở nhiệt độ tối thích,
thấp nhất, cao nhất, để cây sinh trưởng, phát triển mà không kém phần quan trọng là phản ứng của cây với nhiệt độ trong suốt quá trình phát sinh cá thể hay ở các giai đoạn
phát triển khác nhau.
Dưa leo thuộc nhóm cây trồng ưa nhiệt. Theo số liệu của nhiều nhà nghiên cứu,
nhiệt độ bắt đầu cho cây sinh trưởng ở khoảng 12 - 150C, nhiệt độ tối thích 25 - 30oC. Theo Benett (2001), nhiệt độ thích hợp cho dưa leo sinh trưởng phát triển là 18,3 - 23,90C, nhiệt độ tối thấp là 15,60C và tối cao là 32,20C.
Theo Mai Thị Phương Anh (1996), thì nhiệt độ thích hợp cho dưa leo sinh
trưởng phát triển là 25 - 300C, nhiệt độ cao từ 35 - 400C kéo dài cây sẽ chết. Nhiệt độ dưới 150C cây sẽ bị rối loạn đồng hóa và dị hóa, các giống sinh trưởng khó khăn, đốt
ngắn, lá nhỏ, hoa đực màu vàng nhạt (Tạ Thu Cúc, 2000).
Trồng dưa leo ngoài đồng nếu gặp nhiệt độ 12,80C kéo dài sẽ gây hại cho cây
(Wayne và ctv, 2002). Nhiệt độ quá cao sẽ gây hiện tượng quả có màu nhạt, quả có thể
bị đắng (More, 2001).
Dưa leo là cây rất mẫn cảm với nhiệt độ thấp, do đó không thể bảo quản dưa leo trong thời gian dài ở nhiệt độ 7 - 100C (Jennifer và ctv., 2000). Nghiên cứu của Helmy
(1999), cho thấy khi huấn luyện cây con từ chế độ nhiệt 250C xuống 120C trong 2 - 3 ngày và chuyển trực tiếp từ 250C xuống nhiệt độ xử lý 60C thì cây sẽ ra hoa sớm hơn 5 ngày và năng suất cao hơn đối chứng. Như vậy, nếu huấn luyện cây con ở nhiệt độ thấp sẽ tăng tính chịu rét ở dưa leo.
19
Tổng số nhiệt độ không khí trung bình ngày đêm cần thiết cho sinh trưởng, phát
triển dưa leo vào khoảng 1.500 - 2.500oC, còn để cho quá trình tạo quả thương phẩm là 800 - 1000oC (Kulturnaya và ctv,1994).
* Phản ứng với ánh sáng
Một trong những yếu tố của môi trường bên ngoài tác động trực tiếp đến sinh trưởng phát triển và chuyển tiếp sang giai đoạn phát dục của cây là độ dài chiếu sáng
trong ngày.
Dưa leo là cây ưa ánh sáng ngày ngắn. Các kết quả nghiên cứu cho thấy các giống chín sớm có nguồn gốc phiá Bắc cũng như phía Nam, các bộ phận dinh dưỡng có
khối lượng lớn ở điều kiện chiếu sáng 15 - 16 giờ, còn các giống trung bình và muộn
thì trong điều kiện 12 giờ. Taracanov (1975) nhận thấy các giống dưa leo ở gần các
trung tâm phát sinh thứ nhất (Việt Nam và Ấn Độ) trồng trong điều kiện mùa hè ở
Maxcova hầu như không ra hoa và hoàn toàn không tạo quả.
Cường độ ánh sáng 15.000 - 17.000 lux thích hợp cho dưa leo sinh trưởng, phát
triển giúp cho cây tăng hiệu suất quang hợp, tăng năng suất, chất lượng quả và rút ngắn
thời gian lớn của quả (Mai Thị Phương Anh, 1996 và Trần Khắc Thi, 2003). Trong điều kiện cường độ ánh sáng thấp cây sinh trưởng yếu, thậm chí rất khó hồi phục mặc dù sau đó được cung cấp đầy đủ ánh sáng (Lin và ctv., 2000). Theo Jolliefe và Lin (1997), hiệu quả của việc tỉa thưa cành và che bóng cho quả đã cải thiện được tốc độ tăng trưởng quả, màu sắc quả và diệp lục của vỏ quả.
Chất lượng ánh sáng có tác dụng làm tăng hoặc giảm màu sắc quả và ảnh hưởng
tới thời gian bảo quản quả sau thu hoạch. Nghiên cứu của Lin (2000), với giống dưa leo quả dài trồng trong nhà kính cho thấy: vào mùa hè dùng lớp lọc để giảm cường độ ánh
sáng hoặc biến đổi quang phổ ánh sáng ảnh hưởng tới thời gian bảo quản quả dưa leo.
* Phản ứng với ẩm độ
Trong quả dưa leo chứa hơn 90% nước. Tuy lượng nước chứa trong cây có thấp hơn nhưng lượng nước thoát hơi của nó là vô cùng lớn. Hệ số thoát hơi nước, một chỉ tiêu xác định hiệu quả sử dụng nước của cây thông qua lượng nước mà cây hút từ đất đối
20
độ ẩm của không khí do hàng loạt đặc điểm sinh vật học của nó quyết định.
Nguyên nhân chính sự mẫn cảm cao ở dưa leo tới độ ẩm không khí và đất; theo
ý kiến của nhiều nhà nghiên cứu là do bộ rễ của cây yếu (Rukovodstvo, 1939). Ngoài ra, ở các loại cây này lượng nước chứa trong tế bào lớn do cấu tạo tế bào lớn và động thái sinh trưởng của cây rất cao (Ivanov, 1983).
Ngoài ra, các nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm không khí tới dưa leo còn được
thấy trong các báo cáo của Boos (1990). Các thí nghiệm này đã chứng minh rằng, giảm độ ẩm không khí có tác động nghịch, trước tiên tới chiều dài thân, cành, nhất là trong
trường hợp độ ẩm của đất cũng giảm.
1.5.3. Nhu cầu dinh dưỡng của cây dưa leo
Theo Tạ Thu Cúc (2000), dưa leo là cây lấy dinh dưỡng từ đất ít hơn rất nhiều
những cây rau khác. Ví dụ tăng năng suất dưa leo lên 30 tấn/ha thì lượng N, P, K cây
lấy đi từ đất là 170 kg/ha, trong khi đó nếu tăng năng suất cải bắp lên 70 tấn/ha thì nó phải lấy đi 630 kg N, P, K.
Qua nghiên cứu về hiệu suất sử dụng phân khoáng chủ yếu của dưa leo các tác
giả rút ra nhận xét: dưa leo sử dụng Kali lớn nhất sau đó đến đạm và cuối cùng tới Lân.
Khi bón 60N: 60P205 : 60K20 thì dưa leo sử dụng được 92%N : 33% P205 : 100% K20.
Dưa leo không chịu được nồng độ phân cao nhưng lại phản ứng rõ rệt với hiện tượng
thiếu dinh dưỡng (Trần Khắc Thi và Nguyễn Văn Thắng, 2006).
Trong 3 yếu tố chính N, P, K, cây dưa leo cần nhiều nhất là kali, rồi đến đạm và ít nhất là lân. Để tạo được 20 tấn quả cùng với thân lá, cây dưa leo cần khoảng 39 kg N,
27 kg P2O5, 70 kg K2O, 10 kg MgO và 35 kg CaO cho 1 ha.
Theo Nguyễn Như Hà (2006), sau khi nảy mầm 10 - 15 ngày (thời kỳ cây con)
cây còn hút đạm rất ít. Nhưng sau đó cây có tốc độ hút đạm mạnh để phát triển thân lá (từ 16 -30 ngày sau khi nảy mầm) và hút đạm nhiều nhất ở giai đoạn trước khi có hoa cái đầu tiên (từ 30 - 44 ngày sau khi nảy mầm). Ở giai đoạn quả (khoảng 45-60 ngày sau nảy
21
Ở giai đoạn cây con trong các yếu tốdinh dưỡng chính, cây dưa leo còn có nhu cầu lân cao nhất, dù cũng chỉ chiếm phần nhỏ trong tổng nhu cầu lân của cây. Nhu cầu lân của cây dưa leo lớn nhất trong thời gian ra hoa và quả (30 – 60 ngày sau nảy mầm)
Ở thời kỳ cây con cần rất ít kali, cây hút kali tăng nhưng còn chưa mạnh so với đạm và lân cho đến khi ra hoa. Cây hút kali nhiều nhất (hơn 50% tổng lượng hút) ở giai đoạn quả và đến khi kết thúc giai đoạn già cỗi.
1.6. Giới thiệu về cây cải xanh
Cải bẹ xanh Brassica juncea (L.) Cây thảo hằng năm, cao 40 - 60cm hay hơn, rễ
trụ ít phân nhánh. Lá mọc từ gốc, hình trái xoan, tù, có cuống lá có cánh với 1 - 2 cặp tai lá; có răng không đều; các lá ở thân tiêu giảm hơn; các lá phía trên hình dải. Hoa vàng nhạt, khá lớn, cao 1,5cm, xếp thành chùm dạng ngủ. Quả cải 35mm, tận cùng bởi
một mũi nhọn, dài 4 - 5mm, mở thành các van lồi, có đường gân giữa rõ. Hạt hình cầu,
có mạng màu đen đen, dài 2mm. Loài của miền nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Á, có
nhiều ở vùng Trung Á. Ở nước ta, cải xanhđược trồng phổ biến khắp cả nước.
Theo Đông y cải bẹ xanh có vị cay, tính ôn, có tác dụng giải cảm hàn, thông
đàm, lợi khí… Thành phần dinh dưỡng trong cải bẹ xanh gồm có: vitamin A, B, C, K,
axit nicotic, catoten, abumin… Cải bẹ xanh được các chuyên gia dinh dưỡng khuyên dùng vì có nhiều lợi ích đối với sức khỏe cũng như có tác dụng phòng chống bệnh tật.