Nhung bien doi hoa sinh trong qua trinh hinh thanh va chin cua trai cay

 Đề tài: NHỮNG BIẾN ĐỔI HĨA
SINH TRONG Q TRÌNH HÌNH
THÀNH VÀ CHÍN CỦA TRÁI CÂY



GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM
NHĨM THỰC HiỆN:
 Phạm Ngọc Quỳnh Trân
 Nguyễn Thị Thúy Vân
 Quang Ứng Biêu
 Lại Thị Trang
 Lê Anh Dũng
 Trần Lê Hồng Ngọc
 Trần Thị Cẩm Tú

Những biến đổi Hóa sinh học của trái cây trong quá trình hình
thành và chín
I.
Những biến đổi Hố sinh học của trái cây trong q trình hình thành
Những carbonhydrates được tiêu hố tại lá rồi dẫn vào quả , cuối cùng được tích luỹ tại
khơng bào/hốc nhỏ . Vì thế sự chuyển hố đường gần như được kết hợp với những bước
khác nhau trong trong hoạt động tiêu hố . Trên lý thuyết , sự hố rượu của đường và sự
chuyển hố đường cho việc tích luỹ sucrose trong Rosaceae fruits.
Sorbitol được tổng hợp dưới sự xúc tác của sorbitol -6-P dehydrogenase (S6PDH) và
acid phosphatase đặc trưng là sorbitol-6-P (S6P-APH). Sorbitol-6-P (S6P) được
tạo thành từ glucose-6-P (G6P) thong qua S6PDH được hydro hố bởi S6PAPH. Sorbitol được chuyển vào quả , sau đó được chuyển hố bởi NAD - dựa
vào sorbitol dehydrogenase (NAD-SDH) và sorbitol oxidase (SOX).NAD-SDH


chuyển sorbitol thành fructose , trong khi SOX chuyển sorbitol thành glucose.

Sucrose được chuyển vào quả và cũng được chuyển hoá thành glucose và
fructose bởi acid invertase (AIV). Vì thế , glucose và fructose được tích luỹ ở
màng tế bào (cytosol).
Với sự hình thành của trái cây , sucrose được tổng hợp lại từ cả glucose và
fructose . Những hướng khác nhau trong việc tích luỹ sucrose giữa những loài
trái cây cụ thể là loại acid invertase (AIV-type), loại sucrose-P synthase type
(SPS-type), loại sucrose synthase (SS-type) và loại sucrose synthase /sucrose-P
synthase (SS/SPS-type). Cuối cùng , những phân tử đường được tích luỹ ở
không bào/ hốc nhỏ (vacuole). Tuy nhiên , những phân tử đường ẩn trong hốc
nhỏ dễ dàng tuôn vào cytosol và không gian trống để lộ ra màng , kích thích sự
chín của trái cây . Vì thế , phân tử đường không chỉ được tích luỹ ở không bào /
hốc nhỏ mà còn trong những khoảng trống trong suốt quá trình chin của quả .
Reduction of Glucose to Sorbitol

Fructose

Mannitol

II.
Những biến đổi Hoá sinh học của trái cây trong quá trình chín
1) Sự sinh khí Ethylene - một kích thích tố thực vật:
Những kích thích tố (hormone) thực vật như ethylene, gibberelline, auxine, brassinosteroid,
abscisic acid, cytokinine... hoạt động ở mức vi phân tử và can thiệp vào việc điều chỉnh của
sự biểu hiện gene, làm ảnh hưởng đến tất cả các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của
thực vật.
Người ta phân biệt hai loại trái cây:
- Climacteric: (đỉnh cao hô hấp): Trái lìa khỏi cây, vẫn tiếp tục chín. Trái cây loại này hô
hấp rất mạnh, tạo ra ethylene. Giai đoạn đầu, trái tạo ra rất ít ethylene, nhưng lượng ethylene
tăng rất nhiều khi trái bắt đầu già và vẫn tiếp tục tăng sau khi trái đã lìa cành.
- Non climacteric: Trái chỉ chín trên cây: sự hô hấp không tác dụng đến quá trình chín của trái

(Yang và Hoffman, 1984)


Như đã nói trên, ethylene là một kích thích tố ở thể khí rất quan trọng cho cây cối. Nó gia
tăng sự loại bỏ khí CO2 và sự tiêu thụ khí O2. Nó tham gia vào nhiều giai đoạn trong sự phát
triển của cây và được xem là hormone kiểm soát sự chín của trái.

Ethylene được sinh ra từ mô thực vật một cách tự nhiên . Ở thực vật bậc cao ,
Ethylene được tổng hợp từ
L-Met

ADS

SAM

ACS

ACC

ACCO

Ethylene

Metionin (Methionine, Met)
CH3-S-CH2-CH2-CH-COOH
NH2
Acid α-amino-γ-(metylsulfanyl) butiric
Acid 2-amino-4-(metylsulfanyl) butanoic

arginine deiminase (ADS)

ADS là hệ thống enzym cung cấp ATP từ quá trình biến đổi arginine thành ornithine.
Hoạt động của ADS có thể sảy ra ở độ pH thấp. Hệ thống ADS có mặt trong tất cả các
chủng vi khuẩn
Năm 1979, Adams và Yang phát hiện rằng ethylene được chế tạo trực tiếp từ acide-1aminocyclopropane (ACC). Bước cuối cùng trong tiến trình tạo sinh tổng hợp của ethylene nơi
trái cây được thực hiện do sự xúc tác của enzyme mang tên ACC oxydase (ACCO).

•

•

Ảnh hưởng của sự sinh khí Ethylene:
_ Sự thay đổi màu sắc
_ Sự tạo mềm
_Sự tạo độ ngọt của trái cây
_Gây rối loạn sinh lý ở một số loại rau quả.
Nhân tố làm tăng sự hình thành ethylene:
_Vết thương trên trái cây : khi trái cây bị thương sẽ sinh ra nhiều
polyphenol  để tự lành vết thương , rau quả sẽ tăng cường độ hô hấp 
tăng sự sinh khí Ethylene  Trong bảo quản nên tránh rau quả bị dập nát.
_ Sự va chạm và chất đống khi vận chuyển
_ Sự xâm nhập của sâu bệnh làm tế bào TV bị tổn thương .
_ Sự khô hạn , nhiệt độ quá thấp


_ Sự tiếp xúc của một số hoá chất
• Nhân tố làm ức chế sự hình thành Ethylene:
_ Nhiệt độ thấp <100C
_ Hàm lượng O2 thấp (<6%)
_ Hàm lượng CO2 cao (>2%)

_ Một số chất ức chế enzyme ACS
_ Ag2 (STS), 1-MCP (1-methylcyclopropene)
2) Những thay đổi chung của trái cây khi chin:
Mọi trái cây đều biến đổi trạng thái trong tiến trình chín với sơ đồ chung như sau:
a. Vị của trái cây:
Đó là kết quả của sự cân bằng giữa đường ngọt với độ chua. Trái dâu có mùi thơm dịu, hơi
chua là do tồn tại cân bằng giữa axit và đường tạo ra. Tùy theo loại trái cây, tỉ lệ đường khác
nhau và cũng thay đổi tùy độ chín. đối với chuối, mít, mơ, dưa hấu, táo, lê, đào... thì tiến trình
chín được bắt đầu và điều chỉnh bởi sự tổng hợp của kích thích tố etylen. Người ta có thể làm
chín trái còn xanh bằng cách ủ (dấm) chúng với chất này. Những trái này tích trữ tinh bột trong
thời kỳ phát triển. Chúng chứa nhiều đường nhờ sự phân hủy của tinh bột ra đường glucô và
fructô ngay cả khi trái được hái lúc còn xanh và đạt đến đỉnh cao khi trái chín. Trường hợp trái
dâu hay cà chua thì khác. Chúng không tích trữ tinh bột trong khi trái phát triển mà vị ngọt có là
nhờ sự phân hủy đường saccaro đã được tích lũy từ giai đoạn đầu của đời sống trái. Loại trái cây
này phải được hái khi chín tới thì mới có vị ngọt.
Khi chín quá, trái cây teo lại do mất nước và tạo ra những hợp chất rượu phenol, đa phenol
kết hợp với những hợp chất tế bào thành những hợp chất phức tạp, làm mất đi hương vị của
quả.
b. Sự đổi màu của quả chín:
Ta gọi trái còn xanh nghĩa là nó chưa chín. ở giai đoạn này, diệp lục tố làm cho trái có màu
xanh. Khi chín, dưới tác dụng của enzim, diệp lục tố bị phân hủy đồng thời các sắc tố khác
(vàng đỏ) cũng được tổng hợp. Có hai nhóm sắc tố: nhóm carotenoid với bêta caroten sẽ cho
màu vàng cam như trái xoài và nhóm entocyanes với pelargonidol sẽ cho trái có màu đỏ như dâu
tây. Các sắc tố này thường tạo thành dưới dạng các hợp chất phức tạp có chứa ion magiê theo
một chương trình lập sẵn nào đó tạo ra nhiều tông màu khác nhau của quả chín. đó chính là sự
huyền diệu của thiên nhiên.
c. Phát ra mùi thơm:
Mùi trái cây rất phức tạp bởi vì có hàng trăm hợp chất khác nhau hòa trộn để tạo ra mùi thơm
cho một loại trái. Thí dụ có khoảng hai trăm hợp chất thơm cho trái dâu tây. Các hợp chất này lại
rất dễ bay hơi như: rượu, aldehyd, este, xeton, terpenol... Sự tổng hợp các chất này còn do các

yếu tố bên ngoài tác động lên như nhiệt độ, sự oxy hóa... Chính quá nhiều thông số tạo mùi mà
ta khó nhận biết được hợp chất thơm nào đặc trưng nhất cho một loại trái cây trong lúc chúng
rất dễ bay hơi và cũng do mỗi người cảm nhận khác nhau.
d. Mất độ rắn chắc:
Độ rắn của trái cây được tạo thành bởi nhiều yếu tố như độ lớn và hình dạng tế bào; độ lớn
liên tế bào; sự toàn vẹn và bề dày của màng tế bào; áp suất thẩm thấu... Sự đổi thay các thông
số này là những quá trình phức tạp tạo ra một số lớn protein. Ngoài ra sự thoái hóa thành tế bào
là kết quả hoạt động của các enzym thủy phân được tổng hợp trong lúc trưởng thành cũng sẽ
dẫn tới sự phá hoại cấu trúc tế bào và mô. Cho dù sự rối loạn của tế bào được xem là nguyên
nhân chính làm thay đổi cấu hình, còn có những yếu tố khác như mất đi sự kết dính giữa các tế
bào và thay đổi áp suất thẩm thấu cũng làm cho trái mềm đi.
Sự biến đổi gen
Nói chung quá trình phát triển và sự chín của trái cây có liên quan chặt chẽ với sự điều khiển
của các gen khác nhau qua các phản ứng sinh - hóa phức tạp. Những năm gần đây, ở một số
phòng thí nghiệm sinh học tiên tiến trên thế giới người ta đã và đang nghiên cứu công nghệ biến


đổi gen, ghép thêm hoặc lấy bớt đi những gen chọn lọc vào bộ gen của cây và quan sát sự phát
triển của chúng nhằm nghiên cứu cơ chế phát triển sinh học của chúng.
Kết quả bước đầu cho thấy rất khả quan. Ví dụ người ta có thể tạo ra các giống cà chua có
trái to hơn, chất lượng tốt hơn và lâu hư hơn sau khi thu hoạch .