1.4.1.1. Biến đổi sinh hóa
Trong quá trình phát triển của rau quả luôn có mối quan hệ mật thiết với môi trƣờng thông qua quá trình trao đổi chất, đó là quá trình đồng hóa và dị hóa. Khi rau quả chƣa đƣợc thu hái thì quá trình đồng hóa xảy ra nhiều hơn, tức là quá trình tổng hợp các chất xảy ra nhiều hơn. Sau khi rau quả tách ra khỏi cây mẹ thì chủ yếu quá trình dị hóa tức phân giải các chất tích lũy trong khi rau quả còn trên cây mẹ. Nhƣ vậy quá trình dị hóa là quá trình sinh học cơ bản xảy ra trong rau quả khi bảo quản tƣơi.
Về bản chất hóa học, hô hấp là quá trình oxi hóa chậm các chất hữu cơ phức tạp. Dƣới tác dụng của enzyme các chất này bị phân hủy thành các chất đơn giản hơn và giải phóng năng lƣợng. Ngƣời ta thấy rằng, hầu hết các chất đều có thể tham gia quá trình hô hấp (trừ protein), nhƣng chủ yếu vẫn là các chất đƣờng - nhất là đƣờng đơn. Các chất không phải đƣờng tham gia trực tiếp vào chu trình hô hấp tạo nên các chất trung gian, không qua khâu chuyển hóa thành đƣờng.
+ Quá trình hô hấp có oxi đƣợc gọi là hô hấp hiếu khí.
C6H12O6 + O2 6CO2 + 6H2O + 282.104 /J/. (1)
+ Quá trình hô hấp yếm khí, sản phẩm tạo ra cuối cùng là rƣợu etylic, CO2 và nhiệt tỏa ra:
C6H12O6 2C2H5OH + 11.7.104 /J/. (2)
Từ 2 phƣơng trình (1) và (2) cho thấy cùng một lƣợng glucoza tham gia hô hấp thì hô hấp hiếu khí tỏa nhiệt nhiều gấp 24 lần so với hô hấp yếm khí.
Trên thực tế, quá trình hô hấp diễn ra phức tạp hơn nhiều, dƣới tác dụng của enzyme, phân tử glucoza bị phân giải thành chất trung gian là axit pyrovic (CH3CO.COOH). Với hô hấp hiếu khí, axit pyrovic bị oxi hóa trong chu trình Creep tạo CO2 và H2O:
CH3CO.COOH CO2 + H2O
Còn hô hấp yếm khí, axit pyruvic bị enzyme decacboxylaza phân giải thành axetaldehyt (CH3CHO) và CO2:
CH3CHO + H2O CH3CHO + CO2
Tiếp theo, axetaldehyt tác dụng với nƣớc cho rƣợu etylic và axit acetic: CH3CHO + H2O C2H5OH + CH3COOH
Những yếu tố ảnh hưởng đến cường độ hô hấp
Nhiệt độ
Nhiệt độ môi trƣờng càng cao thì cƣờng độ hô hấp càng mạnh. Sự phụ thuộc này biểu hiện qua công thức:
dC/dt= KC
Trong đó
C: Cƣờng độ hô hấp ( mg CO2/kg.h) T: Nhiệt độ bảo quản (o
C) K: Hệ số nhiệt độ (oC)
Giải tích phân ta có: lnC= kt + A
A đƣợc xác định từ điều kiện ban đầu, khi t= 0o
ln A= lnCo hay A=lnCo Với Co là cƣờng độ hô hấp ở 0o
C, khi đó ta có: C= Co.exp(t,k)
Vì nhiệt giải phóng ra do hô hấp tỷ lệ thuận với cƣờng độ hô hấp, nên giữa lƣợng t với nhiệt lƣợng q có sự phụ thuộc sau:
Q=qo.exp(t,k)
Trong đó: qo là nhiệt lƣợng tỏa ra khi bảo quản ở 0oC ( KJ/ tấn.giờ)
Nhiệt lƣợng tỏa ra từ quá trình hô hấp là rất đáng kể, có thể làm tăng nhiệt độ môi trƣờng và thúc đẩy quá trình hô hấp.
Thành phần không khí
Khí oxy càng nhiều thì cƣờng độ hô hấp càng cao. Trái lại khí oxy thấp, CO2 và N2 cao thì cƣờng độ hô hấp bị ức chế. Sự có mặt của một số hydrocacbon không no nhƣ etylen làm cho cƣờng độ hô hấp tăng nhanh.
Độ ẩm và cƣờng độ ánh sáng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Độ ẩm cao sẽ làm giảm cƣờng độ hô hấp. Cƣờng độ ánh sáng tỷ lệ thuận với cƣờng độ hô hấp.
Diễn biến cƣờng độ hô hấp trong quá trình phát triển của rau quả
Từ khi hình thành đến khi bị hủy phân, diễn biến quá trình hô hấp trải qua nhiều giai đoạn: giai đoạn đầu tiên lúc bắt đầu hình thành cho đến khi quả phát triển đầy đủ về cả khối lƣợng lẫn chất lƣợng, ở giai đoạn này cƣờng độ hô hấp giảm dần và đạt cực tiểu khi sắp chín. Thời gian quả có cƣờng độ hô hấp nhỏ nhất gọi là thời kì ngủ tĩnh, thời gian này dài hay ngắn phụ thuộc vào tính chất của từng quả. Khi bắt đầu chín, cƣờng độ hô hấp tăng nhanh và đạt cực đại khi quả chín hoàn toàn. Tiếp theo quá trình phân hủy các chất, ở thời kì này cƣờng độ hô hấp nói chung giảm, chỉ tăng một ít khi quả bị phân hủy hoàn toàn.
1.4.1.2. Biến đối hóa học
Trong thời gian bảo quản, hầu hết các thành phần hóa học của rau quả đều bị biến đổi do tham gia hô hấp hoặc do hoạt động của enzyme.
Đƣờng và tinh bột
Đƣờng là thành phần chủ yếu tham gia quá trình hô hấp nên hàm lƣợng đƣờng giảm đáng kể. Tuy nhiên, trong một số loại hoa quả chứa nhiều tinh bột lúc còn xanh, khi bảo quản mặc dù tham gia quá trình hô hấp nhƣng lƣợng đƣờng chẳng những không giảm mà còn tăng. Đó là do khi quả chín lƣợng tinh bột chuyển hóa thành đƣờng với tốc độ cao hơn tốc độ giảm đƣờng do hô hấp.
Hemixenluloza và xenluloza
Hemixenluloza thủy phân thành xenluloza và pentoza trong khi đó xenluloza hầu nhƣ không bị biến đổi.
Các hợp chất pectin
Trong quá trình bảo quản protopectin bị thủy phân dƣới tác dụng của enzyme protopectinaza tạo thành pectin hòa tan, rồi chuyển thành axit pectic. Pectin hòa tan làm cho thành cho tế bào trở nên mỏng và bản mỏng trung gian liên kết giữa các tế bào bị yếu đi. Liên kết giữa các tế bào yếu dần làm cho rau quả trở nên mềm.
Biển đổi của axit
Trong quá trình bảo quản hàm lƣợng axit giảm dần do nó tham gia vào quá trình hô hấp, đồng thời nó còn tham gia vào phản ứng tạo este để tạo mùi thơm rau quả. Lƣợng axit giảm nên vi sinh vật dễ tấn công vào rau quả hơn.
Biển đổi của sắc tố
Trong quá trình bảo quản rau quả thì sự biến đổi của sắc tố là rõ rệt nhất. Clorofin + HX Feofitin + MgX2
Clorofin bị phân giải, trong khi đó carotenoit antoxian đƣợc tổng hợp tạo ra màu sắc đặc trƣng cho rau quả khi chín.
Biến đổi của các vitamin
Sau khi thu hoạch, hàm lƣợng vitamin có xu hƣớng giảm xuống, đặc biệt là vitamin C. Vitamin C bị oxi hóa dƣới tác dụng của enzyme ascorbinoxidaza. Mức độ tổn thất vitamin phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản, nhiệt độ này càng tăng thì hàm lƣợng vitamin càng giảm nhiều.
1.4.1.3. Biến đổi vật lý
Rau quả tƣơi sau khi thu hái để trong môi trƣờng bảo quản sẽ xảy ra một số biến đổi vật lý có thể dẫn tới sự giảm chất lƣợng cũng nhƣ khối lƣợng của rau quả. Đó là hiện tƣợng bay hơi nƣớc, giảm khối lƣợng tự nhiên và sự sinh nhiệt. Trong rau quả tƣơi chứa nhiều nƣớc nên luôn xảy ra hiện tƣợng bay hơi nƣớc từ rau quả tƣơi ra môi trƣờng xung quanh. Sự mất hơi nƣớc dẫn tới khô héo, giảm khối lƣợng rau quả, gây rối loạn sinh lý, giảm khả năng kháng khuẩn.… và kết quả là rau quả chóng bị thối rửa.
Tốc độ mất nƣớc phụ thuộc vào cấu tạo của vỏ rắn chắc hay mềm, có lớp sáp hay phấn bên ngoài hay không. Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào mức độ tổn thƣơng giống loài, điều kiện bảo quản và điều kiện bao gói.
Giảm khối lƣợng tự nhiên chủ yếu là do sự bay hơi nƣớc, ngoài ra còn do tổn thất các chất khô nhƣ đƣờng, axit do chúng tham gia quá trình hô hấp.
Tất cả các lƣợng nhiệt sinh ra khi bảo quản rau quả tƣơi là do hô hấp. Khỏang 2/3 lƣợng nhiệt này tỏa ra môi trƣờng bên ngoài, còn 1/3 thì dùng trong quá trình bay hơi nƣớc, cung cấp năng lƣợng cho quá trình trao đổi chất và dự trữ ở dạng năng lƣợng hóa học (ATP).