Cac qua trinh bin di sinh ly sau thu h

CHƯƠNG 1:
CÁC QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI SINH LÝ CỦA
CÁC NHÓM SẢN PHẨM CHÍN SAU THU HOẠCH
VÀ TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN
Giới thiệu chung:
Hô hấp là chức năng sinh lý quan trọng. Nó tạo ra cơ sở năng lượng và vật chất cho
các hoạt động sống và hoạt động sinh lý. Việc điều chỉnh hô hấp một cách hợp lý sẽ
tăng tích lũy và năng suất kinh tế, tăng hiệu quả của bảo quản nông sản phẩm.
1779 – 1780: Ingenhousz chỉ ra rằng tùy vào điều kiện chiếu
sáng cây xanh không chỉ hấp thụ khí cacbonic, thải oxi
mà còn xảy ra quá trình ngược lại.
1842: Liebig đã phủ nhận sự tồn tại của quá trình hô hấp trong
cây xanh.
Cuối TK 19 – đầu TK 20: nghiên cứu thực nghiệm đã
chứng minh sự tồn tại của quá trình hô hấp ở cây xanh.
Lịch sử nghiên cứu hô hấp
1.1.1 Khái niêm:
Hô hấp là quá trình oxi hóa chất hữu cơ mà chủ yếu là Gluxit với sự tham gia của Oxi
không khí cho đến sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O, đồng thời giải phóng ra các
sản phẩm trung gian.
Người ta có thể biểu diễn quá trình hô hấp theo phương trình tổng quát:
C6H12O6+ 6O2 = 6 CO2 + 6H2O
Tuy nhiên quá trình hô hấp là một quá trình oxi hóa khử sinh học phức tạp. Nó trải
qua nhiều phản ứng sinh hóa kế tiếp nhau dưới sự xúc tác của các enzym đặc hiệu và
qua nhiều giai đoạn khác nhau.
Ý nghĩa của cường độ hô hấp:
Đánh giá, so sánh hoạt đọng hô hấp của các giống khác hay các giai đoạn sinh thưởng
khác nhau để có biện pháp điều chỉnh hô hấp của chúng có lợi cho con người.
Đánh giá khả năng nẩy mầm của hạt trong quá trình ngâm ủ hạt giống (I h2 của hạt
càng cao thì khả năng nẩy mầm càng lớn)
Đánh giá biện pháp thích hợp trong bảo quản hạt giống.

Hệ số hô hấp (RQ).
Hệ số hô hấp là tỷ số giữa số phân tử (hay thể tích) của CO2 mà cây thải ra và số phân
tử (hay thể tích) O2 mà cây hút vào trong những điều kiện nhất định và thời gian xác
định. Hệ số hô hấp được ký hiệu là RQ, nó biến đổi tùy thuộc vào bản chất của
nguyên liệu hô hấp.
Nguyên liệu hô hấp là gluxit và quá trình oxy hóa triệt để.
1.1.4.2.2. Hàm lượng nước trong mô.
Nước là yếu tố sinh thái quyết định hoạt động sống của thực vật. Đối với hô hấp của
cây nước vừa là môi trường vừa là nguyên liệu trong một số phản ứng oxy hóa, do
vậy nước quyết định cường độ hô hấp của thực vật.
Quan hệ giữa hàm lượng nước trong mô và cường độ hô hấp rất phức tạp, phụ thuộc
vào loài thực vật, các loại mô khác nhau
Ví dụ: Ẩm độ hạt = 10 - 12% thì I h2 = 3 mg CO2 /Kg hạt/giờ.
Ẩm độ hạt = 14 - 15% I h2tăng 4 đến 5 lần.
Ẩm độ hạt = 33% I h2= 200 mg CO2 /Kg hạt/giờ.
Do vậy người ta dùng hàm lượng nước để điều khiển hô hấp. Đặc biệt là trong bảo
quản nông sản.
+ Ẩm độ tới hạn của hạt giống: Là ẩm độ mà tại đó xuất hiện nước tự do và làm tăng
quá trình hô hấp.
Đối với công tác bảo quản: hạt giống cất giữ phải có độ ẩm nhỏ hơn độ ẩm tới hạn.
Ngoài ra quan hệ giữa độ ẩm và hô hấp còn phụ thuộc vào nhiệt độ.
1.1.4.2.3. Thành phần khí CO2 và O2
Sự thải CO2.
　　　　　
Oxy là yếu tố cần thiết cho quá trình hô hấp, thiếu oxy hô hấp sẽ bị ngừng trệ.
Ảnh hưởng của nồng độ oxy không khí lên sự thải CO2 trong mô thực vật: Khi nồng
độ khí O2 giảm xuống thì sự thải CO2 trong mô thực vật giảm. Nhưng nồng độ O2

giảm đến 5% thì nồng độ CO2 lại tăng lên. Hiện tượng này gọi là hiệu ứng Pastew (cây
bắt đầu hô hấp yếm khí).
1.1.4.2.4. Chất khoáng.
- Các nguyên tố khoáng ở trong đất hoặc trong phân bón cũng ảnh hưởng tới cường
độ hô hấp của cây, mối quan hệ này rất phức tạp có thể trực tiếp hoặc gián tiếp, có
thể là riêng rẽ cũng có thể là tổng hợp.
- Nitơ và lưu huỳnh tham gia tổng hợp protêin; phospho tham gia tổng hợp
phospholipit, đó là hai thành phần cơ bản kiến tạo nên hệ thống membran trong ty
thể thể nơi xảy ra quá trình photphoryl hóa oxy hóa.
-Các kim loại là cấu tử quan trọng của các enzym: Phospho tham gia vào hàng loạt
các enzym oxy hóa khử như NAD, FAD…
-Rất nhiều các nguyên tố khoáng đóng vai trò hoạt hóa các enzym dù không phải là
thành phần cấu tạo nên các enzym, ví như K+…
- Ngoài ra các ion vô cơ còn ảnh hưởng gián tiếp đến hô hấp thông qua làm thay đổi
tính thấm của màng tế bào, thay đổi điện thế oxy hóa khử… do đó ảnh hưởng đến
tốc độ và chiều hướng các phản ứng sinh hóa trong hô hấp
1.1.4.3. Hô hấp và các hoạt động sống của thực vật
1.1.4.3.1. Hô hấp và sự trao đổi chất
- Quá trình hô hấp tạo ra rất nhiều sản phẩm trung gian. Các sản phẩm này sẽ được
sử dụng để tổng hợp nên các chất hữu cơ khác trong cây như các axit amin, protêin,
axit béo, lipit, axitnucleic, các phytohormon, các polysacarit…
Ví dụ: A. fumaric + NH3 A. aspatic.
A.pyruvic + NH3 + NADH2 Alanin + NAD + H2O.
- Các axit amin này sẽ được sử dụng để tổng hợp nên các protêin khác trong cơ thể.
- Tuy vậy giữa chúng có sự giống nhau: Các sản phẩm trung gian, các enzym xúc tác
cho các phản ứng các đường 3C, 4C, 5C, 6C và 7C…
- Các enzym NAD, NADH, FADH, NADPH, cũng như ADP và ATP đều có trong cả hai
quá trình. - Do vậy trong cả hai quá trình ta cần nghiên cứu và điều chỉnh giữa quang

hợp và hô hấp sao cho phù hợp để tạo ra năng suất sinh vật học cao và năng suất
kinh tế hiệu quả nhất.
- Hô hấp tạo ra nhiều chất nhận trực tiếp cho quá trình hút khoáng:
Ví dụ Xetoaxit (Krebs) đồng hóa NH2
ADP + Pi  ATP (ADP đồng hóa PO43- để tạo nên ATP).
1.1.4.3.4. Hô hấp và tính miễn dịch của thực vật
- Là khả năng sử dụng hô hấp để chống lại bệnh.
- Khi cây bị bệnh, cường độ hô hấp tăng tạo ra một lớp tế bào ngăn cách ký sinh gây
bệnh lây lan.
Hô hấp làm mất hoạt tính độc của ký sinh gây ra. Một số sản phẩm oxi hóa có tác
dụng sát trùng: Tanin, hợp chất phenol…
- Hô hấp ức chế enzym của vi sinh vật và ký sinh.
- Hô hấp tạo ra năng lượng lớn để chống bệnh.
- Hô hấp tạo ra nhiều sản phẩm trung gian để tổng hợp các yếu tố cấu trúc phá hủy
do bệnh hại gây ra.
1.1.4.3.5. Hô hấp và vấn đề bảo quản nông phẩm
- Trong bảo quản sẽ xảy ra quá trình hô hấp kết quả là:
+ Làm tăng hàm lượng nước, tăng quá trình hô hấp, tăng lượng chất tiêu hao.
+ Hô hấp thay đổi thành phần khí O2, và CO2 xảy ra hô hấp yếm khí, tạo ra nhiều sản
phẩm độc hại ảnh hưởng đến nông sản, giảm phẩm chất nông sản.
+ Hô hấp làm tăng nhiệt độ, tăng hoạt động của vi sinh vật gây thối và hỏng nông
phẩm.
* Biện pháp khắc phục:
+ Giảm ẩm độ đối với bảo quản hạt giống, phơi sấy sao cho ẩm độ bảo quản nhỏ hơn
ẩm độ tới hạn.
+ Giảm nhiệt độ thích hợp đối với mỗi loại nông sản
Ví dụ: Cam, chanh nhiệt độ bảo quản 5 - 7 0C.
Bắp cải là -10C
+ Khi thay đổi thành phần khí trong nông sản chỉ có ý nghĩa trong bảo quản rau quả,

giảm O2 và tăng CO2 không có tác dụng đối với hạt.
Khoai tây tăng độ thoáng (O2 tăng) có lợi.
Cà rốt: giảm [O2 ] có lợi.
2.1 Quá trình chín sau thu hoạch
2.1.1 Hiện tượng chín sau thu hoạch


Sự chín của quả bắt đầu từ khi quả ngừng sinh trưởng và đạt kích thước tối đa. Ở thịt
quả khi chín sảy ra một loạt các quá trình biến đổi sinh lý, sinh hóa một cách sâu sắc
và nhanh chóng. Những biến đổi sinh hóa đặc trưng là sự thủy phân mạnh mẽ hàng
loạt các chất và xuất hiện nhiều chất mới, gắn liền với những biến đổi về màu sắc,
hương vị, độ mền, độ ngọt …Đặc trưng nhất của biến đổi sinh lý trong quá trình chín
là sự tăng cường hô hấp nhanh và có sdự thay đổi nhanh cân bằng phytohormon
trong quả
Tế bào thực vật
Sự biến đổi màu sắc
Diệp lục (clorophyl):
Làm cho sản phẩm có màu xanh, tồn tại 2 dạng: clorophyl a và clorophyl b.
Dễ bị thay đổi dưới tác dụng của nhiệt độ. Trong môi trường acid rau quả thường bị
mất màu xanh.

Carotenoit:
Chứa nhiều trong mô và vỏ quả khi chín hoặc ở nội nhũ hạt cây một lá mầm.
Rất dễ bị oxy hoá bởi oxy không khí.
Sự biến đổi mùi vị : Bao gồm các quá trình biến đổi tạo thành các chất thơm có mùi vị
khác nhau. Điển hình là hai quá trình:
Quá trình thuỷ phân chất béo trong sản phẩm: nhờ tác dụng của 2 enzyme lipase và
oxydoreductase. Sản phẩm tạo thành là glyxerin và axit béo.
Quá trình oxy hoá chất béo trong sản phẩm:
+) Sự tạo thành peroxyt

+) Sự tạo thành aldehyt
+) Sự tạo thành aceton
+) Sự tạo thành axít béo phân tử thấp
Sự biến đổi độ mềm :
Là quá trình biến đổi thành phần các chất như: Hàm lượng nước, Glucid… Trong đó
điển hình là quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường làm cho cấu tạo tế bào của
sản phẩm thay đổi .


1.2.2 Khái niệm về độ chín
Độ chín sinh lý (shysiolgical maturily)
Là thời điểm nông sản đã phát triển thuần thục hoàn toàn về phương diện sinh lý.
Lúc này, quá trình sinh trưởng và tích lũy đã ngừng, nông sản chuyển sang giai đọan
chín hoặc già hóa. Đối với các loại hạt, củ đã đạt đến độ chín sinh lý, nếu gặp điều
kiện môi trường thuận lợi có thể nảy mầm.
Độ chín thu hoạch (commercial maturity)
Là độ chín mà nông sản được thu hoạch theo nhu cầu của thị trường, ở thời điểm
thu hoạch, nông sản có thể chưa đạt độ chín thuần thục sinh lý. Thông thường các
loại rau lấy thân, lá thường thu hoạch khi còn non trước khi chúng đạt độ chín sinh lý.
Các loại quả thì tùy thuộc vào yêu cầu vận chuyển và bảo quản mà được thu hoạch
tại thời điểm trước hoặc tại thời điểm chín sinh lý
Độ chín chế biến
là độ chín của nông sản thích hợp chop một quy trình chế biến. Về một góc độ nào
đó, độ chín chế biến cũng gần độ chín thu hoạch,, nhưng cũng có thể đả được sau khi
thu hoạch. Tùy theo yêu cầu của sản phẩm chế biến với các quá trình côpng nghệ
khác nhau mà có các yêu cầu về độ chín khác nhau đối với tường loại nông sản .
Ví dụ : Dứa hộp nước đường thì độ chín chế biến là lúc dứa chín già( vỏ quả nửa
xanh, nửa vàng). Nếu dùng làm rượu thì độ chín là lúc dứa đã chín hoàn toàn (vàng
cả quả).
+ Trạng thái hay mức độ chín của hạt cũng cần quan tâm khi thu hoạch và bảo quản.

Quả và hạt chưa chín sinh lý hô hấp sẽ lớn hơn quả và hạt đã chín sinh lý. Do vậy cần
thu hoạch đúng độ chín thì quá trình bảo quản thuận lợi hơn.
2.1 Quá trình chín sau thu hoạch
2.1.1 Hiện tượng chín sau thu hoạch
Sự chín của quả bắt đầu từ khi quả ngừng sinh trưởng và đạt kích thước tối đa. Ở thịt
quả khi chín sảy ra một loạt các quá trình biến đổi sinh lý, sinh hóa một cách sâu sắc
và nhanh chóng. Những biến đổi sinh hóa đặc trưng là sự thủy phân mạnh mẽ hàng
loạt các chất và xuất hiện nhiều chất mới, gắn liền với những biến đổi về màu sắc,
hương vị, độ mền, độ ngọt …Đặc trưng nhất của biến đổi sinh lý trong quá trình chín
là sự tăng cường hô hấp nhanh và có sdự thay đổi nhanh cân bằng phytohormon
trong quả
Tế bào thực vật
Sự biến đổi màu sắc


Diệp lục (clorophyl):
Làm cho sản phẩm có màu xanh, tồn tại 2 dạng: clorophyl a và clorophyl b.
Dễ bị thay đổi dưới tác dụng của nhiệt độ. Trong môi trường acid rau quả thường bị
mất màu xanh.

Carotenoit:
Chứa nhiều trong mô và vỏ quả khi chín hoặc ở nội nhũ hạt cây một lá mầm.
Rất dễ bị oxy hoá bởi oxy không khí.
Antocyan:
Có nhiều trong quả rau, màu sắc không thể hiện rõ. Trong môi trường acid, antocyan
có màu đỏ, trong môi trường kiềm có màu xanh và trong môi trường trung tính có
màu hơi tím.
Có trong vỏ hạt cây họ đậu.
Flavin: màu hơi vàng, ít gặp trong nông sản phẩm. Trong quá trình bảo quản thường
xuất hiện màu nâu thẫm của phản ứng melanoidin.

Sự biến đổi mùi vị : Bao gồm các quá trình biến đổi tạo thành các chất thơm có mùi vị
khác nhau. Điển hình là hai quá trình:
Quá trình thuỷ phân chất béo trong sản phẩm: nhờ tác dụng của 2 enzyme lipase và
oxydoreductase. Sản phẩm tạo thành là glyxerin và axit béo.
Quá trình oxy hoá chất béo trong sản phẩm:
+) Sự tạo thành peroxyt
+) Sự tạo thành aldehyt
+) Sự tạo thành aceton
+) Sự tạo thành axít béo phân tử thấp
Sự biến đổi độ mềm :
Là quá trình biến đổi thành phần các chất như: Hàm lượng nước, Glucid… Trong đó
điển hình là quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường làm cho cấu tạo tế bào của
sản phẩm thay đổi .
1.2.2 Khái niệm về độ chín
Độ chín sinh lý (shysiolgical maturily)


Là thời điểm nông sản đã phát triển thuần thục hoàn toàn về phương diện sinh lý.
Lúc này, quá trình sinh trưởng và tích lũy đã ngừng, nông sản chuyển sang giai đọan
chín hoặc già hóa. Đối với các loại hạt, củ đã đạt đến độ chín sinh lý, nếu gặp điều
kiện môi trường thuận lợi có thể nảy mầm.
Độ chín thu hoạch (commercial maturity)
Là độ chín mà nông sản được thu hoạch theo nhu cầu của thị trường, ở thời điểm
thu hoạch, nông sản có thể chưa đạt độ chín thuần thục sinh lý. Thông thường các
loại rau lấy thân, lá thường thu hoạch khi còn non trước khi chúng đạt độ chín sinh lý.
Các loại quả thì tùy thuộc vào yêu cầu vận chuyển và bảo quản mà được thu hoạch
tại thời điểm trước hoặc tại thời điểm chín sinh lý
Độ chín chế biến
là độ chín của nông sản thích hợp chop một quy trình chế biến. Về một góc độ nào
đó, độ chín chế biến cũng gần độ chín thu hoạch,, nhưng cũng có thể đả được sau khi

thu hoạch. Tùy theo yêu cầu của sản phẩm chế biến với các quá trình côpng nghệ
khác nhau mà có các yêu cầu về độ chín khác nhau đối với tường loại nông sản .
Ví dụ : Dứa hộp nước đường thì độ chín chế biến là lúc dứa chín già( vỏ quả nửa
xanh, nửa vàng). Nếu dùng làm rượu thì độ chín là lúc dứa đã chín hoàn toàn (vàng
cả quả).