Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp xử lý 1 methylcyclopropene kết hợp bao bì đến hoạt lực enzyme nội bào aminocyclopropane carboxylate oxydase trong quá trình bảo quản quả bơ (persea americana)

i

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

PHẠM THỊ KIM CHI

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
1-METHYLCYCLOPROPENE KẾT HỢP BAO BÌ ĐẾN
HOẠT LỰC ENZYME NỘI BÀO AMINOCYCLOPROPANE
CARBOXYLATE OXYDASE TRONG QUÁ TRÌNH
BẢO QUẢN QUẢ BƠ (PERSEA AMERICANA)

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã số: 60540101

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN VĂN TOẢN

HUẾ - 2016


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và kết quả nghiên cứu ghi trong Luận văn là trung thực,
được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được cơng bố trong
bất kỳ một cơng trình nào khác.

Tác giả

Phạm Thị Kim Chi


iii

LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được nhiều sự quan tâm
giúp đỡ nhiệt tình của các tổ chức và cá nhân.
Tơi xin chân thành cảm ơn đến các Thầy Cô giáo khoa Cơ khí – Cơng
nghệ, Phịng Đào Tạo Sau Đại Học, cũng như các thầy cô giáo khác trong trường
Đại học Nông Lâm Huế đã truyền đạt cho tôi những kiến thức cơ bản về lý luận
và thực tiễn trong hai năm học qua.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến thầy giáo TS. Nguyễn Văn Toản đã nhiệt tình
hướng dẫn tơi trong suốt thời gian học tập và hồn thành luận văn.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã ln ủng hộ, chia
sẻ, giúp đỡ và hỗ trợ tôi về mọi mặt trong suốt thời gian qua.
Do bản thân còn thiếu kinh nghiệm nên luận văn này cịn hạn chế và thiếu sót.
Rất mong sự thơng cảm và đóng góp ý kiến từ q thầy cơ và bạn bè để bài luận
văn hồn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thừa Thiên Huế, tháng 06 năm 2016
Học viên cao học

Phạm Thị Kim Chi

iv

TĨM TẮT
Nhằm mục đích điều tiết sinh tổng hợp ethylene nội bào, kéo dài thời gian chín
sau thu hoạch trên quả bơ, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu xác định độ chín thu
hoạch của quả bơ và khảo sát ảnh hưởng riêng lẻ của các yếu tố: nồng độ 1-MCP (100
ppb; 300 ppb; 500 ppb; 700 ppb và mẫu đối chứng không sử dụng 1-MCP), thời gian
xử lý 1-MCP (30 giây; 60 giây và 90 giây) và độ dày bao bì LDPE (20 µm; 30 µm; 40
µm và 50 µm) đến hoạt lực enzyme ACC oxydase trong quả bơ.
Quả bơ (Persea americana) thuộc giống bơ sáp được thu hoạch tại tỉnh Đăk
Lăk sau 230 - 240 ngày kể từ khi nở hoa. Phương pháp lấy mẫu thực hiện theo TCVN
9017:2011. Quả bơ ngay sau thu hái được vận chuyển về phịng thí nghiệm Cơng nghệ
sau thu hoạch, khoa Cơ khí - Cơng nghệ, trường Đại học Nơng Lâm, Đại học Huế để
xử lý, bảo quản và phân tích. Các chỉ tiêu phân tích gồm: kích thước quả bơ được xác
định bằng thước kẹp Mitutoyo (Nhật) có độ chính xác đến 0,02 mm; độ cứng của quả
bơ được xác định bằng máy đo độ cứng Shimpo EW-93951-82 (Mỹ) với đơn vị là N;
cường độ hô hấp và cường độ sản sinh ethylene được xác định theo phương pháp đo
kín, sử dụng máy ICA 250 (Anh) để đo lượng CO2 và máy đo ethylene ICA 56 (Nhật);
hoạt lực ACC oxydase được xác định theo phương pháp cải tiến của Moya - Léon và
John, 1995; xác định hàm lượng ACC theo phương pháp cải tiến của Lizada và Yang,
1979; hàm lượng tinh bột và đường tổng số được xác định theo TCVN 4594:1988;
hàm lượng lipid tổng số được xác định theo TCVN 8137:2009; hàm lượng acid tổng
số được xác định bằng phương pháp trung hịa; hàm lượng chất khơ hịa tan được xác
định theo TCVN 4414-87 bằng khúc xạ kế cầm tay hiệu PAL-1 (Nhật); hàm lượng
chất khô tổng số được xác định theo nguyên tắc sấy đến khối lượng không đổi; tỷ lệ hư
hỏng được xác định theo phương pháp của Ding và cs (2006), bằng cách chia nguyên
liệu bơ trong quá trình bảo quản thành 4 cấp độ hư hỏng dựa vào diện tích vùng hư
hỏng trên quả; xác định khối lượng và hao hụt khối lượng tự nhiên bằng cân có độ
chính xác 5 g. Chất lượng cảm quan của quả bơ được đánh giá bằng phương pháp cho
điểm thị hiếu theo thang Hedonic của Hà Duyên Tư (1996). Số liệu và đồ thị được xử

lý bằng chương trình Microsoft Excel. Các phân tích thống kê được xử lý trên phần
mềm tiêu chuẩn Minitab 16.2.0.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, thời gian thu hoạch thích hợp đối với quả bơ sáp
trồng tại tỉnh Đăk Lăk là từ ngày thứ 230 đến ngày thứ 240 sau khi nở hoa. Chế độ xử lý
1-MCP thích hợp đối với quả bơ sau thu hoạch là: dung dịch 1-MCP có nồng độ 500
ppb và thời gian xử lý là 60 giây, giúp ức chế hiệu quả hoạt lực ACC oxydase. Độ dày
bao bì LDPE thích hợp nhất khi kết hợp xử lý 1-MCP (nồng độ 500 ppb, thời gian 60
giây) và bảo quản ở 80C là 40 µm, kéo dài thời gian bảo quản đến 30 ngày. Đề xuất
được quy trình bảo quản quả bơ sau thu hoạch bằng công nghệ xử lý 1-MCP kết hợp


v
bao gói LDPE kéo dài thời hạn bảo quản đến 30 ngày với chất lượng không thua kém so
với quả bơ bảo quản truyền thống chỉ được 5 - 7 ngày. Đồng thời, đã xác định được các
chỉ tiêu chất lượng chính như độ cứng, màu sắc, hàm lượng lipid tổng số, đường tổng số
và acid tổng số của quả bơ chín truyền thống và quả bơ được xử lý 1-MCP (nồng độ 500
ppb, thời gian 60 giây) kết hợp bao gói (màng LDPE có độ dày 40 µm), bảo quản 30
ngày ở nhiệt độ 80C, bq  80  90% sau 3 ngày tồn trữ ở điều kiện thường.


vi

MỤC LỤC
Trang phụ bìa ................................................................................................. i
Lời cam đoan ...................................................................................................................ii
Lời cảm ơn ..................................................................................................................... iii
Tóm tắt ............................................................................................................................ iv
Mục lục ........................................................................................................................... vi
Danh mục chữ và ký hiệu viết tắt ................................................................................... ix
Danh mục các bảng.......................................................................................................... x

Danh mục các hình vẽ, đồ thị ......................................................................................... xi
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................... 1
2. Mục đích của đề tài ...................................................................................................... 2
3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài ........................................................ 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................... 3
1.1. QUÁ TRÌNH SINH TỔNG HỢP ETHYLENE TRONG RAU QUẢ ..................... 3
1.1.1. Ethylene và cơ chế sinh tổng hợp ethylene .................................................. 3
1.1.2. Các enzyme chính tham gia vào sinh tổng hợp ethylene.............................. 5
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực enzyme ................................................. 6
1.1.4. Các chất kháng ethylene trong bảo quản các loại quả .................................. 8
1.2. GIỚI THIỆU VỀ QUẢ BƠ .................................................................................... 11
1.2.1. Nguồn gốc, đặc điểm và phân loại quả bơ.................................................. 11
1.2.2. Mùa vụ và thu hoạch................................................................................... 13
1.2.3. Giá trị dinh dưỡng và một số sản phẩm chế biến từ quả bơ ....................... 13
1.3. TÌNH HÌNH TRỒNG VÀ TIÊU THỤ QUẢ BƠ TRÊN THẾ GIỚI..................... 15
1.3.1. Tình hình trồng bơ trên thế giới và ở Việt Nam ......................................... 15
1.3.2. Tình hình tiêu thụ quả bơ trên thế giới và ở Việt Nam............................... 16
1.4. CÁC BIỂN ĐỔI CƠ BẢN CỦA QUẢ BƠ TRONG QUÁ TRÌNH ...................... 18
1.4.1. Các biến đổi vật lý ...................................................................................... 18
1.4.2. Các biến đổi sinh lý và sinh hóa ................................................................. 19
1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ QUẢ BƠ TRƯỚC BAO GÓI ............................. 21
1.5.1. Xử lý nhiệt .................................................................................................. 21
1.5.2. Mơi trường khí quyển điều chỉnh oxy thấp ................................................ 21
1.5.3. Xử lý 1-Methylcyclopropene (1-MCP) ...................................................... 21
1.6. CÁC PHƯƠNG PHÁP BAO GĨI ĐIỀU CHỈNH THÀNH PHẦN KHÍ QUYỂN .... 22
1.6.1. Phương pháp bảo quản trong khí quyển cải biến và tính chất .................... 22


vii

1.6.2. Phương pháp bảo quản trong khí quyển kiểm sốt ..................................... 25
1.7. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN THỜI HẠN TỒN TRỮ ............................... 25
1.7.1. Các yếu tố trước thu hoạch ......................................................................... 25
1.7.2. Các yếu tố của môi trường bảo quản .......................................................... 26
1.8. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ .......... 28
1.8.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng 1-methylcyclopropene ........................ 28
1.8.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng bao bì .................................................. 30
1.9. NHẬN XÉT CHUNG............................................................................................. 31
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ............................................................................................................. 33
2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ....................................................... 33
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................. 33
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................... 34
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .................................................................................. 34
2.2.1. Nghiên cứu xác định độ chín thu hoạch của quả bơ ................................... 34
2.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ 1-methylcyclopropene ...................... 35
2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xử lý 1-methylcyclopropene ........... 35
2.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dày bao bì polyethylene ............................. 36
2.2.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dày bao bì polyethylene ............................. 36
2.2.6. Đề xuất quy trình cơng nghệ bảo quản tươi quả bơ .................................... 37
2.2.7. Đánh gía chất lượng quả bơ sau bảo quản .................................................. 37
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 37
2.3.1. Phương pháp lấy mẫu ................................................................................. 37
2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm ................................................................... 37
2.3.3. Phương pháp cơ lý ...................................................................................... 39
2.3.4. Phương pháp sinh lý và hóa sinh ................................................................ 40
2.3.5. Phương pháp đánh giá cảm quan ................................................................ 43
2.3.6. Phương pháp xử lý thống kê ....................................................................... 43
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 44
3.1. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỘ CHÍN THU HOẠCH CỦA QUẢ BƠ ............... 44

3.1.1. Nghiên cứu một số chỉ tiêu cơ lý cơ bản của quả bơ giai đoạn .................. 44
3.1.2. Sự thay đổi thành phần hóa học cơ bản của quả bơ giai đoạn .................... 48
3.2. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ .......................... 51
3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-methylcyclopropene ..... 51
3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xử lý 1-methylcyclopropene ........... 69
3.3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ DÀY BAO BÌ POLYETHYLENE ..... 79


viii
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của độ dày bao bì đến tỷ lệ tổn thương sinh lý ........... 79
3.3.2. Sự biến thiên độ cứng của quả và thịt quả bơ trong quá trình bảo quản .... 82
3.3.3. Sự thay đổi độ sáng và màu sắc của vỏ và thịt quả bơ ............................... 84
3.4. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ DÀY BAO BÌ POLYETHYLENE ..... 89
3.4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dày bao bì đến cường độ hơ hấp................ 90
3.4.2. Ảnh hưởng của độ dày bao bì đến hàm lượng ............................................ 92
3.4.3. Ảnh hưởng của độ dày bao bì đến sự biến thiên hoạt lực........................... 94
3.4.4. Ảnh hưởng của độ dày bao bì đến thành phần hóa học .............................. 95
3.4.5. Ảnh hưởng của độ dày bao bì đến hao hụt khối lượng .............................. 97
3.5. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ BẢO QUẢN QUẢ BƠ ....................... 100
3.6. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG QUẢ BƠ SAU BẢO QUẢN ................................ 102
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 106
4.1. KẾT LUẬN .......................................................................................................... 106
4.2. KIẾN NGHỊ .......................................................................................................... 106
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................107
PHỤ LỤC ................................................................................................................... 122


ix

DANH MỤC CHỮ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT

1-MCP

: 1-methylcyclopropene

ACC

: 1-aminocyclopropane 1-cacboxylic acid

ACC oxydase : aminocyclopropane carboxylate oxydase
ACC synthase : aminocyclopropane carboxylate synthase
ANOVA

: Analysis of variance (Phân tích phương sai)

AVG

: Aminoethoxyvinylglycine

C

: Chrome (cường độ màu)

ĐC
FAO

: Đối chứng
: Food and Agriculture Organization of the United
Nations (Tổ chức Lương thực và Nông Nghiệp
Liên Hiệp Quốc)

HDPE

: High Density Polyethylene

H0

: Hue angle (góc màu)

L

: Lightness (độ sáng)

LDPE

: Low Density Polyethylene

MACC

: Malonyl ACC

PE

: Polyethylene

PVC

: Polyvinyl chloride

SAM

: S-Adenosyl Methionine

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam.


x

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Đặc điểm của các chủng bơ chính ................................................................ 12
Bảng 1.2. Giá trị dinh dưỡng trên 100 g phần ăn được .................................................14
Bảng 1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ, độ dày đến tính thấm của màng LDPE ................24
Bảng 1.4. Các thuộc tính thẩm thấu hơi nước và khí của một số loại màng chất dẻo ..24
Bảng 3.1. Một số đặc tính cơ lý của quả bơ giai đoạn cận thu hoạch ........................... 45
Bảng 3.2. Sự thay đổi màu sắc vỏ quả bơ ứng với giai đoạn cận thu hoạch .................46
Bảng 3.3. Sự thay đổi thành phần hóa học cơ bản của quả bơ ở giai đoạn cận thu hoạch.... 48
Bảng 3.4. Đặc điểm của quả bơ sáp Đăk Lăk giai đoạn cận thu hoạch ........................ 50
Bảng 3.5. Sự chênh lệch về độ cứng giữa phần thịt quả gần cuống và phần thịt ..........63
Bảng 3.6. Sự thay đổi màu sắc quả bơ phụ thuộc nồng độ 1-MCP xử lý .....................66
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-MCP xử lý đến tỷ lệ hư hỏng ............68
Bảng 3.8. Sự chênh lệch độ cứng giữa phần thịt quả gần cuống và phần thịt đầu quả .76
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của thời gian xử lý 1-MCP đến màu sắc vỏ quả và thịt quả bơ ......78
Bảng 3.10. Hình ảnh tổn thương bên ngoài của quả bơ ứng với các cấp độ khác nhau ....... 80
Bảng 3.11. Hình ảnh tổn thương bên trong của quả bơ ứng với các cấp độ khác nhau ........ 80
Bảng 3.12. Màu sắc vỏ và thịt quả bơ bảo quản ở 80C vào ngày bảo quản thứ 21 .......89
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của độ dày bao bì kết hợp xử lý 1-MCP ..................................94
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của độ dày bao bì kết hợp xử lý 1-MCP đến tỷ lệ hư hỏng .....99
Bảng 3.15. Phương án bố trí thí nghiệm......................................................................103

Bảng 3.16. Kết quả phân tích các chỉ tiêu cơ lý, thành phần hóa học cơ bản .............104


xi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Sơ đồ sinh tổng hợp ethylene (Yang và Edward, 1984) ..................................4
Hình 1.2. Cơng thức cấu tạo 1-MCP ...............................................................................8
Hình 1.3. Ethylene gắn vào thụ thể ethylene và tạo nên các phản ứng sinh hóa ............9
Hình 1.4. Phân tử 1-MCP chiếm chỗ trên thụ thể ethylene làm cho ethylene ................9
Hình 1.5. Một số hình ảnh về quả bơ ............................................................................11
Hình 1.6. Một số sản phẩm chế biến từ quả bơ ............................................................. 15
Hình 1.7. Diện tích và sản lượng bơ trên thế giới giai đoạn 2008 – 2012 ....................15
Hình 1.8. Sản lượng bơ của một số nước trên thế giới năm 2013 .................................16
Hình 1.9. Tổng sản lượng bơ xuất khẩu trên thế giới năm 2012 ...................................17
Hình 1.10. Tổng sản lượng bơ nhập khẩu trên thế giới năm 2012 ................................ 17
Hình 2.1. Nguyên liệu bơ sau thu hoạch .......................................................................33
Hình 2.2. Mơ tả bánh xe màu (X-Rite, 2007) ................................................................ 39
Hình 3.1. Mơ tả bánh xe màu (X-Rite, 2007) ................................................................ 46
Hình 3.2. Màu sắc vỏ quả bơ ngày thứ 240 (a), ngày thứ 250 (b) ................................ 47
Hình 3.3. Bơ ngày thứ 220 sau nở hoa ..........................................................................47
Hình 3.4. Bơ ngày thứ 240 sau nở hoa .......................................................................... 47
Hình 3.5. Bơ ngày thứ 250 sau nở hoa ..........................................................................48
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-MCP...................................................52
Hình 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-MCP...................................................54
Hình 3.8. Sự biến đổi hàm lượng ACC trong quả bơ theo thời gian bảo quản .............55
Hình 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-MCP...................................................56
Hình 3.10. Sự biến thiên hàm lượng acid tổng số của quả bơ theo thời gian bảo quản ........ 58
Hình 3.11. Đồ thị mơ tả sự biến động hàm lượng lipid .................................................59
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ 1-MCP đến sự biến thiên độ cứng ....................... 61

Hình 3.13. Ảnh hưởng của nồng độ 1-MCP đến sự biến thiên độ cứng ....................... 61
Hình 3.14. Ảnh hưởng của nồng độ 1-MCP đến sự biến thiên độ Hue ........................ 64
Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn tỷ lệ hao hụt khối lượng quả bơ trong quá trình bảo quản ........ 67
Hình 3.16. Sự biến thiên cường độ hô hấp của quả bơ ở các thời gian xử lý 1-MCP...70
Hình 3.17. Ảnh hưởng của thời gian xử lý 1-MCP ....................................................... 71
Hình 3.18. Sự biến thiên hàm lượng ACC của quả bơ trong quá trình bảo quản ứng ..72
Hình 3.19. Ảnh hưởng của thời gian xử lý 1-MCP đến sự biến thiên hoạt lực .............73
Hình 3.20. Ảnh hưởng của thời gian xử lý 1-MCP đến độ cứng của quả bơ ................74
Hình 3.21. Ảnh hưởng của thời gian xử lý 1-MCP đến độ cứng của thịt quả bơ .........75


xii
Hình 3.22. Ảnh hưởng của thởi gian xử lý 1-MCP đến độ Hue của vỏ và thịt quả bơ ......... 77
Hình 3.23. Tỷ lệ tổn thương sinh lý của quả bơ trong quá trình bảo quản....................81
Hình 3.24. Ảnh hưởng của độ dày màng LDPE đến độ cứng của quả bơ ....................83
Hình 3.25. Ảnh hưởng của độ dày màng LDPE đến độ cứng thịt quả bơ.....................83
Hình 3.26. Sự biến đổi độ sáng L (A), cường độ màu C (B) ........................................85
Hình 3.27. Sự biến đổi độ sáng L (A), cường độ màu C (B) ........................................87
Hình 3.28. Sự biến thiên cường độ hơ hấp của quả bơ ứng với các độ dày LDPE .......90
Hình 3.29. Sự biến thiên cường độ sản sinh ethylene của quả bơ.................................91
Hình 3.30. Sự biến thiên hàm lượng ACC trong quả bơ được bao gói ......................... 93
Hình 3.31. Ảnh hưởng của độ dày bao bì kết hợp xử lý 1-MCP ..................................95
Hình 3.32. Ảnh hưởng của độ dày bao bì kết hợp xử lý 1-MCP ..................................96
Hình 3.33. Tỷ lệ hao hụt khối lượng của quả bơ theo thời gian bảo quản ....................98
Hình 3.34. Quy trình cơng nghệ bảo quản quả bơ tươi ...............................................101
Hình 3.35. Bơ chín tự nhiên ........................................................................................104
Hình 3.36. Bơ xử lý 1-MCP 500 ppb trong 1 phút, bao gói LDPE .............................104


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là đất nước có khí hậu và thổ nhưỡng đa dạng, phù hợp với đặc tính
sinh trưởng của nhiều loại cây ăn quả, trong đó có cây bơ. Bơ là loại trái cây có giá trị
dinh dưỡng rất cao, được nhiều người tiêu dùng trong nước cũng như trên thế giới ưa
chuộng và sử dụng (Nguyen và Vo, 2000) [107]. Tuy nhiên, cây bơ có tính thời vụ, do
đó xảy ra hiện tượng “lúc được mùa thì giá rẻ, lúc khơng được mùa thì giá cao nhưng
số lượng ít và chất lượng khơng đảm bảo”. Bên cạnh đó, bơ thuộc loại quả hơ hấp đột
biến nên q trình chín của quả đến nhanh, gây chín đồng loạt trong thời gian ngắn, dễ
dẫn đến thối hỏng. Vì vậy nguyên liệu chỉ tiêu thụ chủ yếu trong nước, tỷ lệ xuất khẩu
và chế biến còn thấp, hiệu quả kinh tế thu được từ quả bơ chưa cao (Nguyễn Văn Toản
và cs, 2014) [25].
Từ thực trạng trên, việc đầu tư nghiên cứu điều khiển q trình chín tự nhiên
của quả bơ là một giải pháp hiệu quả nhằm tăng tốc độ xuất khẩu và giá trị kinh tế của
loại trái cây này. Để có thể điều khiển sự chín của nguyên liệu, chúng ta cần tác động
vào enzyme nội bào aminocyclopropanecarboxylate oxydase. Đây là enzyme xúc tác
q trình chuyển hóa cuối cùng của acid 1-aminocyclopropane-1-carboxylic thành
ethylene - một hormone thực vật giữ vai trò quan trọng trong việc tạo ra hô hấp đột
biến và kích thích q trình chín của quả (Abeles và cs, 1992) [31]. Vì thế, muốn kéo
dài thời hạn bảo quản tươi quả bơ, việc áp dụng các giải pháp kỹ thuật để kìm hãm
hoạt lực của enzyme aminocyclopropane carboxylate oxydase là rất cần thiết.
Biện pháp kỹ thuật đang được các nhà khoa học quan tâm trong thời gian gần
đây là sử dụng chất kháng ethylene, trong đó 1-methylcyclopropene là hợp chất có ảnh
hưởng đến hoạt lực enzyme aminocyclopropane carboxylate oxydase của quả bơ
(Nguyễn Đắc Quỳnh Anh, 2014; Owino và cs, 2002) [1], [114]. Bên cạnh đó, bảo quản
rau quả tươi trong mơi trường khí quyển điều chỉnh thơng qua kỹ thuật đóng gói là một
phương pháp khá phổ biến nhằm hạn chế cường độ hô hấp, cường độ sản sinh ethylene
cũng như ức chế hoạt lực của enzyme aminocyclopropane carboxylate oxydase
(Steward và cs, 1999) [132]. Các phương pháp này giúp kéo dài thời gian chín, nâng

cao chất lượng và giảm tỷ lệ tổn thất của quả bơ.
Cho đến nay, Việt Nam chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu về điều tiết quá
trình sinh tổng hợp ethylene trên quả bơ. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của
phương pháp xử lý 1-methylcyclopropene kết hợp bao bì đến hoạt lực enzyme nội
bào aminocyclopropane carboxylate oxydase trong quá trình bảo quản quả bơ
(Persea americana)” vừa mang tính cấp thiết, vừa có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.


2

2. Mục đích của đề tài
Mục đích của đề tài là điều tiết sinh tổng hợp ethylene nội bào nhằm kéo dài
thời gian chín sau thu hoạch trên quả bơ.
Để đạt được mục đích này, luận văn tập trung vào các nhiệm vụ chính:
- Nghiên cứu xác định độ chín thu hoạch của quả bơ.
- Nghiên cứu tác động của nồng độ và thời gian xử lý 1-methylcyclopropene
đến sự biến thiên hoạt lực enzyme aminocyclopropane carboxylate oxydase trong quả
bơ nhằm kéo dài thời hạn bảo quản.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dày bao bì polyethylene tỷ trọng thấp kết hợp
xử lý 1-methylcyclopropene đến hoạt lực enzyme aminocyclopropane carboxylate
oxydase trong quả bơ để nâng cao chất lượng, giảm tỉ lệ tổn thất và kéo dài thời hạn
bảo quản.
- Đề xuất quy trình cơng nghệ kéo dài thời gian bảo quản tươi quả bơ sau thu hoạch.
- Đánh giá chất lượng quả bơ sau khi ứng dụng điều tiết sinh tổng hợp ethylene.
3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Xác định được một số yếu tố kỹ thuật (nồng độ, thời gian xử lý 1methylcyclopropene và độ dày bao bì polyethylene tỷ trọng thấp) có khả năng kìm
hãm hoạt lực của enzyme aminocyclopropane carboxylate oxydase của quả bơ sau thu
hoạch nhằm kéo dài thời hạn bảo quản.
- Đề xuất được quy trình cơng nghệ điều tiết q trình sinh tổng hợp ethylene

nhằm kéo dài thời hạn bảo quản, nâng cao chất lượng và giảm tỷ lệ tổn thất của quả bơ
sau thu hoạch.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Xây dựng được quy trình cơng nghệ ức chế hoạt lực enzyme nội bào
aminocyclopropane carboxylate oxydase để kéo dài thời gian bảo quản tươi quả bơ,
hướng đến xuất khẩu ra thị trường nước ngoài.
- Đẩy mạnh hướng ứng dụng các chất kháng ethylene trong bảo quản rau quả sau
thu hoạch nhằm nâng cao chất lượng, giảm tỷ lệ tổn thất mà vẫn đảm bảo vệ sinh an
toàn thực phẩm.


3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. QUÁ TRÌNH SINH TỔNG HỢP ETHYLENE TRONG RAU QUẢ
1.1.1. Ethylene và cơ chế sinh tổng hợp ethylene
1.1.1.1. Vài nét về ethylene
Ethylene là hydrocacbon đơn giản đầu tiên trong dãy hydrocacbon chưa no.
Ethylene có trọng lượng phân tử là 28,05 với cơng thức cấu tạo là CH2 = CH2. Ở điều
kiện thường, nó là một chất khí khơng màu, có mùi ete nhẹ. Phân tử ethylene có ái lực
đáng kể với lipid, tan kém ở trong nước, tan tốt ở trong rượu và rất tốt trong ete
(Nguyễn Quang Thạch và cs, 1999) [18].
Ethylene có thể được sản xuất từ các nguồn tự nhiên như cây trồng và các sản
phẩm của cây trồng (hoa, quả) hay từ các nguồn nhân tạo như sự đốt cháy. Trong cây
trồng, ethylene được tổng hợp với một lượng nhỏ từ các quá trình trao đổi chất ở tất cả
các mô khác nhau của cây rồi được khuếch tán đến các cơ quan, bộ phận khác nhau
của cây dưới dạng hợp chất ACC (acid 1-aminocyclopropane-1-carboxylic). Tại mọi
nơi trong cây trồng, ACC có thể được chuyển hóa thành ethylene và gây ảnh hưởng
đến sinh lý phát triển của cây cho dù vị trí đó ở xa nơi sản sinh ra ACC (Nguyễn

Quang Thạch và cs, 1999) [18].
Ethylene là một hormone tự nhiên liên quan đến quá trình sinh trưởng, phát triển,
chín và già hóa của thực vật (Nguyễn Quang Thạch và cs, 1999) [18]. Vì vậy, muốn
kéo dài thời gian bảo quản rau quả tươi, cần phải tìm các biện pháp kỹ thuật ức chế
quá trình tổng hợp ethylene trong quả hoặc sử dụng các chất ức chế tác động của
ethylene nhằm làm chậm q trình chín, từ đó kéo dài thời hạn bảo quản của rau quả
sau thu hoạch.
1.1.1.2. Cơ chế sinh tổng hợp ethylene
Theo Capitani và cs (1999), ethylene là tín hiệu biểu đạt cho hoạt động của nhiều
enzyme khác nhau dẫn đến sự thay đổi về màu sắc, hương vị và trạng thái của quả. Vì
vậy, có thể xem ethylene là chất xúc tác sinh học quan trọng cho nhiều q trình sinh lý,
sinh hóa xảy ra trong cơ thể thực vật [52].
Đường hướng sinh tổng hợp ethylene đã được Yang và Edward phát hiện vào năm
1984 [146], thể hiện qua sơ đồ hình 1.1.


4

COO-

S
H3 C

NH3+
L-Methionine
SAM synthase

O
N

CH3

HN
N

H2 N N

COO-

S+

O

NH3
+

OH OH
S-adenosyl methionine
(SAM)

ACC synthase

O

ACC - N - malonyl
+ - transferase

H2 C
C

NH3

COO-

H2 C

1-aminocyclopropane-1carboxylic acid (ACC)

H
N

H2 C

COO-

C
H2 C

COOMalonyl ACC
(MACC)

½ O2
ACC oxydase

CO2 + HCN + H2O
H2 C

CH2

Ethylene

Hình 1.1. Sơ đồ sinh tổng hợp ethylene (Yang và Edward, 1984) [146]
Trong cây trồng, quá trình sinh tổng hợp ethylene được bắt đầu từ acid amin Lmethionine (MET) và được tiến hành thơng qua hai hợp chất trung gian chính, đó là Sadenosyl methionine (SAM) và ACC. Từ MET chuyển hoá thành SAM nhờ tác dụng
xúc tác của enzyme SAM synthase. Từ SAM chuyển hóa theo 2 con đường khác nhau:
một phần tổ hợp lại acid amin MET để tiếp tục quá trình sinh tổng hợp trong cơ thể
sinh vật, một phần chuyển hóa thành ACC nhờ tác dụng xúc tác của enzyme
aminocyclopropane carboxylate synthase (ACC synthase). Khi quả còn xanh, con
đường hình thành trở lại MET xảy ra mạnh và sự hình thành hợp chất ACC là yếu hơn.


5

Quá trình này sẽ diễn ra ngược lại khi quả chín dần. Từ ACC chuyển hố thành
ethylene nhờ tác dụng xúc tác của enzyme aminocyclopropane carboxylate oxydase
(ACC oxydase) (Bleecker và cs, 1988) [48].
Như vậy trong quá trình sinh tổng hợp ethylene từ acid amin MET, hoạt lực của
hai enzyme ACC synthase và ACC oxydase đóng vai trị rất quan trọng. Nếu có tác
động của các biện pháp kỹ thuật nhằm chống lại sự hình thành ACC, chẳng hạn như sử
dụng chất kháng ethylene (aminoethoxyvinylglycine (AVG), auxin, xytokinin…) thì
chất này sẽ có tác dụng ức chế sự tổng hợp hay hoạt động của enzyme ACC synthase
(Nguyễn Quang Thạch và cs, 1999) [18]. Do đó, q trình chuyển hố từ SAM để tạo
thành hàm lượng ACC thấp (chất tiền ethylene). Chính vì vậy, hàm lượng ethylene tạo
thành thấp, ứng dụng tính chất này để kéo dài thời gian bảo quản bơ.
Một hướng thực hiện khác theo con đường sử dụng khả năng chuyển hóa của
enzyme ACC-N-malonyltransferase để hàm lượng ACC tạo thành thấp. Khi trong mơi
trường có mặt enzyme ACC-N-malonyltransferase thì enzyme này có thể làm đổi
hướng đi từ ACC đến ethylene để tạo ra một dẫn xuất kết hợp, đó là Malonyl ACC
(MACC). MACC được coi là một sản phẩm không hoạt động, bị cô lập ở trong không
bào và chỉ có thể biến đổi trở lại ACC dưới những điều kiện phi sinh lý học. Bên cạnh
đó, oxy giữ vai trị quan trọng trong q trình chuyển ACC thành ethylene. Đây chính
là cơ sở cho việc bảo quản rau quả tươi trong mơi trường kín (thiếu O2) hay trong khí

quyển điều chỉnh (Nguyễn Quang Thạch và cs, 1999) [18].
Tuy nhiên, các biện pháp trên chỉ có tác dụng ức chế sự hình thành ethylene nội
sinh, mà khơng thể chống lại được tác động của ethylene ngoại sinh. Gần đây, một hợp
chất đã chứng tỏ khả năng hữu hiệu của nó trong việc kìm hãm sự chín ở nhiều loại
quả do ethylene nội sinh và ngoại sinh gây ra, đó là 1-methylcyclopropene (1-MCP)
(Ming và cs, 2006) [104].
1.1.2. Các enzyme chính tham gia vào sinh tổng hợp ethylene
1.1.2.1. Enzyme aminocyclopropane carboxylate synthase
ACC synthase là một enzyme xúc tác quá trình tổng hợp ACC (một tiền chất của
ethylene) từ SAM và đồng thời tách nhóm metylthio (CH3S-) ra khỏi sự chuyển hóa trên
(Jobling và cs, 2003) [80]. ACC synthase có khối lượng phân tử từ 40 - 50 kDa (Acaster
và Kende, 1983) [32] và pH tối thích vào khoảng 8,5 (Boller và cs, 1979) [49]. ACC
synthase được sản sinh từ một số stress trong môi trường bao gồm các stress cơ học, sự
hạn hán, sự làm lạnh… (Yang, 1989) [147].
Do ACC synthase thường khơng bền và có nồng độ thấp nên việc phân lập và mơ
tả đặc tính của enzyme này trở nên khó khăn (Kevin và cs, 2002) [85]. Hoạt lực của


6

enzyme này cũng được tìm thấy trong quả táo, quả bơ, quả dưa chuột và quả cà chua
(Abeles và cs, 1992) [31].
1.1.2.2. Enzyme aminocyclopropane carboxylate oxydase
Enzyme ACC oxydase là một enzyme mang hoạt tính sinh học, có tác dụng xúc
tác cho sự chuyển hóa ACC thành ethylene. Hoạt lực của enzyme này địi hỏi phải có
chất cảm ứng là ion Fe2+ (Kende, 1993) [84]. Đã có rất nhiều nhà khoa học cố gắng thử
phân lập và mơ tả đặc tính của enzyme này nhưng rất khó khăn để có thể thực hiện được
do ACC oxydase tồn tại ở nồng độ thấp và dễ bị phân hủy (Abeles và cs, 1992) [31].
Theo Moya-León và John (1994) [106], enzyme ACC oxydase xúc tác cho
phản ứng sau:

ACC oxydase

ACC + ascorbate + Fe2+ + HCO3− + O2
C2H4 + HCN + CO2↑+ 2H2O [1.1]
Trong đó, sự oxy hóa của 2 electron của ACC địi hỏi phải có Fe2+, ascobate và
CO2. Các sản phẩm tạo thành là ethylene và cyanuaformic (chất này sau đó phân hủy
thành HCN và CO2) (Abeles và cs, 1992) [31].
Các nhà khoa học cũng đã chỉ ra rằng khơng chỉ có enzyme ACC oxydase mà
các enzyme khác như lypoxygenase và peroxydase cũng có tác dụng chuyển hóa ACC
thành ethylene khi có mặt các nhân tố phụ khác. Tuy nhiên, chỉ enzyme ACC oxydase
là có tính đặc hiệu (Abeles và cs, 1992) [31].
ACC oxydase có cấu trúc bậc cao và định vị ở màng tế bào (Kevin và cs, 2002;
Liberman, 1975) [85], [88]. Hoạt lực của enzyme ACC oxydase trên màng nguyên sinh
chất và trên màng không bào là như nhau (Bouzayen và cs, 1990) [50]. Tuy nhiên,
ACC oxydase trên màng nguyên sinh chất sẽ chuyển đổi ACC thành ethylene nhanh
và nhạy hơn dẫn đến sự thẩm thấu cao hơn so với ACC oxydase trên màng không bào.
Trong một vài loại cây trồng thì hàm lượng của ACC oxydase trên cả 2 màng là như
nhau trong khi đó ở các cây trồng khác chỉ có một loại trội hơn.
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực enzyme
1.1.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến phản ứng của enzyme. Nhiệt độ tăng, tốc độ
phản ứng tăng. Khi nhiệt độ tăng tới một mức độ nào đó sẽ có tác dụng ngược lại, làm
giảm vận tốc phản ứng do enzyme bị biến tính bởi nhiệt. Nhiệt độ tương ứng với tốc
độ phản ứng enzyme cao nhất được gọi là nhiệt độ tối ưu. Phần lớn enzyme hoạt động
mạnh nhất ở nhiệt độ 400C - 500C. Nhiệt độ này của mỗi enzyme là không giống nhau.
Nếu đưa nhiệt độ cao hơn mức nhiệt độ tối ưu, hoạt tính của enzyme sẽ bị giảm. Khi
đó enzyme khơng cịn khả năng phục hồi hoạt tính (Đỗ Thị Bích Thủy, 2011) [20]. Thí
nghiệm của Renar (2003) cho thấy hoạt lực của enzyme ACC oxydase trong quả xoài

7

“Keitt” tăng đáng kể sau khi quả được xử lý nước nóng ở 460C trong 90 phút (Bender
và cs, 2003) [39].
1.1.3.2. Ảnh hưởng của pH
pH môi trường ảnh hưởng đến mức độ ion hóa cơ chất, enzyme và đặc biệt ảnh
hưởng đến độ bền của enzyme. Mỗi enzyme chỉ hoạt động mạnh nhất ở một vùng pH
xác định gọi là pH tối thích của enzyme. pH tối thích của đa số enzyme nằm trong
vùng acid yếu hoặc trung tính, chỉ có một số enzyme có pH tối thích nằm trong vùng
acid mạnh hoặc kiềm mạnh. pH có ảnh hưởng nhiều đến vận tốc phản ứng của enzyme
do trung tâm hoạt động của enzyme gồm các nhóm có chức năng ion hóa, nếu thay đổi
pH của mơi trường sẽ ảnh hưởng đến trạng thái ion hóa của chúng (Đỗ Thị Bích Thủy,
2011) [20]. Theo McGarvey và Christoffersen (1992), enzyme ACC oxydase trong quả
bơ có pH tối thích khoảng 7,2 - 7,5 và hoàn toàn bị bất hoạt khi pH < 6 [100].
1.1.3.3. Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa
Các chất có tác dụng làm tăng hoạt tính của enzyme gọi là các chất hoạt hóa.
Chúng có bản chất hóa học rất khác nhau, có thể là các ion kim loại, các chất hữu cơ
có cấu trúc phức tạp. Tuy nhiên, các chất hoạt hóa chỉ có tác dụng ở một nồng độ nhất
định. Vượt quá nồng độ này, chúng sẽ gây ức chế hoạt động của enzyme. Ở nồng độ
hoạt hóa, các chất hoạt hóa thường làm nhiệm vụ chuyển nhóm hydrogen hay phục hồi
những nhóm chức hoạt động trong trung tâm hoạt động của enzyme (Đỗ Thị Bích
Thủy, 2011) [20]. Kết quả nghiên cứu của Moya-León và John (1994) trên quả chuối
đã chứng minh rằng: enzyme ACC oxydase khi bổ sung Fe2+ với liều lượng 20 µM,
NaHCO3 10 mM và natri ascorbate 20 mM thì hoạt lực của chúng đạt giá trị 50%.
Ngồi ra, trong mơi trường phản ứng có mặt của Fe2+ 0,2 mM, NaHCO3 20 mM và
natri ascorbate 40 mM thì hoạt lực ACC oxydase đạt cực đại (100%). Tuy nhiên nếu
tiếp tục tăng nồng độ của các chất này lên thì hoạt lực của enzyme lại giảm đi [106].
1.1.3.4. Ảnh hưởng của chất kìm hãm
Chất kìm hãm là chất có khả năng làm yếu hoặc chấm dứt hồn tồn tác dụng
của enzyme. Chất kìm hãm có bản chất rất khác nhau, có thể là ion kim loại, các hợp

chất hữu cơ phân tử nhỏ hoặc protein. Cơ chế kìm hãm của các chất này có thể là
thuận nghịch hoặc không thuận nghịch với enzyme. Thường phân biệt hai loại kìm
hãm thuận nghịch: kìm hãm cạnh tranh và kìm hãm khơng cạnh tranh. Trong trường
hợp kìm hãm khơng thuận nghịch, chất kìm hãm kết hợp với enzyme bằng liên kết
đồng hóa trị hoặc kết hợp rất chặt chẽ đến mức khó tách khỏi enzyme, sự phân ly phức
enzyme - chất kìm hãm là rất chậm (Đỗ Thị Bích Thủy, 2011) [20].


8

1.1.4. Các chất kháng ethylene trong bảo quản các loại quả
Trong q trình chín của quả sau thu hoạch, cường độ sản sinh ethylene tăng
nhanh chóng, là yếu tố ảnh hưởng bất lợi đến quá trình bảo quản và tiêu thụ sản phẩm
(Srivastava, 2002) [131]. Tuy nhiên, ảnh hưởng này lên quả hơ hấp đột biến như bơ có
thể được trì hỗn bằng cách ức chế sự hình thành hay ức chế tác động của ethylene.
Các chất được trình bày sau đây có thể có một hoặc cả hai chức năng này.
1.1.4.1. 1-Methylcyclopropene
* Giới thiệu về 1-MCP

CH3

Hình 1.2. Cơng thức cấu tạo 1-MCP [174]
1-MCP là một dẫn xuất cyclopropene, có cấu tạo phân tử là C4H6, dễ bay hơi ở
điều kiện tiêu chuẩn, khơng mùi, có thể hoạt động ở nhiệt độ rất thấp và không độc
(Blankenship, 2001) [46].
Ảnh hưởng của 1-MCP trong trái cây tươi và rau quả lưu trữ đã được chứng
minh trên toàn thế giới. Đến nay, có hơn 500 nghiên cứu đã kiểm tra chi tiết tác động,
ứng dụng và ảnh hưởng của nó đến ethylene. Ngồi khả năng duy trì chất lượng rau
quả, tăng thời hạn sử dụng, 1-MCP cũng đã được các nhà khoa học chứng minh là an
tồn đối với cơng nhân và người tiêu dùng đồng thời không gây ô nhiễm đến môi

trường xung quanh. Đến năm 2011, hơn 40 quốc gia đã phê duyệt cho phép sử dụng 1MCP, trong đó có Hoa Kỳ, Argentina, Brazil, Canada, Chile, New Zealand và Nam
Phi. Nó được đăng ký sử dụng trên nhiều loại rau quả bao gồm táo, mơ, lê châu Á, bơ,
chuối [157].
* Cơ chế tác động của 1-MCP
1-MCP đã được chứng minh là rất hiệu quả trong việc ức chế nhiều tác động
không mong muốn của ethylene ở rau quả sau thu hoạch, bao gồm q trình chín, làm
mềm và già hóa (Osuna và Beltran, 2003) [111]. Nghiên cứu của Ming và cs (2006)
cho thấy 1-MCP không chỉ tác động đến các cơ quan có khả năng hấp thụ ethylene mà
cịn ảnh hưởng đến hoạt tính và sự tích lũy của ACC synthase và ACC oxydase trong
quả [104].
Cơ chế tác động của 1-MCP là khóa ethylene bằng cách kết hợp với cơ quan
thụ cảm của ethylene. Ethylene gắn với cơ quan thụ cảm như là một chìa khóa vừa khít
trong ổ khóa (hình 1.3). Khi ethylene gắn với cơ quan thụ cảm thì cũng như chìa khóa


9

được đút vào ổ khóa xoay và cửa mở, sau đó một loạt phản ứng sinh hóa xảy ra, dẫn
đến các biến đổi sinh lý hóa của thực vật.
Cũng như ethylene, 1-MCP có khả năng liên kết với cơ quan thụ cảm ethylene,
từ đó ngăn chặn sự liên kết của ethylene với cơ quan thụ cảm của nó, dẫn đến các
phản ứng hóa sinh bị ngưng trệ (hình 1.4). Điều này dẫn đến hoạt lực của enzyme
ACC oxydase (enzyme xúc tác q trình chuyển hóa từ cơ chất ACC đến ethylene)
cũng bị giảm xuống (Blankenship, 2001) [46]. Ở nồng độ thấp hơn nhiều nhưng ái lực
của 1-MCP với thụ thể ethylene lại cao hơn khoảng 10 lần so với ethylene (Binder và
Bleecker, 2003) [43]. Sự gắn kết giữa 1-MCP với cơ quan thụ cảm ethylene là vĩnh
viễn, nhưng thụ thể ethylene khác có thể hình thành và tế bào lại trở nên nhạy cảm với
ethylene. Vì vậy, 1-MCP chỉ có tác dụng làm chậm chứ khơng ngăn chặn hồn tồn
các hoạt động sinh lý, hóa sinh của thực vật (Blankenship, 2001) [46].

Hình 1.3. Ethylene gắn vào thụ thể ethylene và tạo nên các phản ứng sinh hóa trong
mơ thực vật (Blankenship, 2001) [46]

Hình 1.4. Phân tử 1-MCP chiếm chỡ trên thụ thể ethylene làm cho ethylene không gắn
kết được với thụ thể (Blankenship, 2001) [46]
Hiệu quả của việc xử lý bằng 1-MCP sau thu hoạch bị chi phối bởi một vài yếu
tố, tùy thuộc vào phương pháp sử dụng.
Nồng độ 1-MCP phải đủ để gắn kết với các thụ thể ethylene và có thể cạnh
tranh với bất kỳ một phân tử ethylene nào. Tuy nhiên, nồng độ quá cao có thể ảnh
hưởng đáng kể đến khả năng chín hồn tồn của quả (Blankenship, 2001; Choi và
Huber, 2008) [46], [53].


10

Thời gian xử lý phải đủ dài để 1-MCP ở dạng khí được giải phóng và thâm
nhập vào bên trong tế bào thực vật (phương pháp xông) hoặc đủ để các phân tử 1MCP hòa tan khuếch tán từ dung dịch vào bên trong quả (phương pháp ngâm)
(Blankenship, 2001; Choi và Huber, 2008) [46], [53].
Thời điểm xử lý có ảnh hưởng đến hiệu quả của phương pháp ngâm. Theo
Sargent và cs (2010), nên ngâm quả không sớm hơn 10 phút và không muộn hơn 45
phút sau khi chuẩn bị dung dịch [127].
Nhiệt độ tại thời điểm xử lý sẽ ảnh hưởng đến khoảng thời gian cần thiết cho
quá trình xử lý. Ngoài ra, độ già của sản phẩm cũng ảnh hưởng đến hiệu quả của 1MCP, nếu quả chín hoặc q già thì 1-MCP cũng khơng phát huy được tác dụng
(Blankenship, 2001) [46].
1.1.4.2. Aminoethoxyvinylglycine
AVG (tên thương mại là Retain) là chất điều hoà sinh trưởng, được chiết xuất
từ thực vật bằng phương pháp lên men đậu nành, có tác dụng làm chậm q trình chín
và tăng cường độ chắc cho quả, do đó tăng khả năng chống va đập của quả trong quá
trình vận chuyển (McGlasson và cs, 2005; Patrizia và cs, 2004) [101], [117]. Về độc
tính của AVG, chưa có báo cáo nào cơng bố rằng việc sử dụng AVG gây ra những tác

động có hại đối với con người [178].
Cơ chế tác dụng chính của AVG là ức chế hoạt lực của enzyme ACC synthase.
Đây là enzyme có nhiệm vụ chuyển hóa cơ chất SAM thành ACC. Do đó, hàm lượng
ACC tạo thành thấp dẫn đến cường độ sản sinh ethylene cũng thấp. Vì vậy, AVG có
tác dụng trì hỗn q trình chín và kéo dài thời gian bảo quản quả sau thu hoạch
(Tong, 2008) [135].
1.1.4.3. Các ion kim loại nặng
Các ion kim loại nặng như bạc (Ag), coban (Co), titan (Ti), thuỷ ngân (Hg),
paladi (Pd) có khả năng ức chế quá trình chuyển tryptophan thành ACC - tiền thân của
ethylene, do đó ethylene khơng được hình thành. Ngồi ra, ion kim loại có thể gây trở
ngại đến các vị trí liên kết của ethylene, ức chế sự trao đổi ethylene bằng cách xúc tiến
sự hình thành nên một phức diethylene thực sự. Do đó, nó có tác dụng như một chất
kháng ethylene. Tuy nhiên, chất kháng này khơng được khuyến khích sử dụng bởi các
dung dịch chứa ion kim loại nặng không bền vững khi để thời gian dài và sự tồn dư
hàm lượng các ion kim loại trong thực phẩm gây ảnh hưởng đến sức khỏe người sử
dụng (Nguyễn Quang Thạch và cs, 1999) [18].
1.1.4.4. 2,5-norbornadiene và các cycloolefin
2,5-norbornadiene là hợp chất ức chế hiệu quả tác động của ethylene bằng cách
tạo ra liên kết cis-2 với thụ thể ethylene (Yang và Edward, 1984) [146]. Tuy nhiên, khi


11

sử dụng ở nồng độ cao, nó có mùi khó chịu và là tác nhân gây ung thư nên không thích
hợp để sử dụng cho mục đích nơng nghiệp (Feng và cs, 2000) [68]. Các cycloolefin
khác như trans-cycloocten, cis, trans-1,5-cyclooctadien và cis, trans-1,3-cyclooctadien
cũng có tác động ức chế hoạt động của ethylene và cao gấp 50 lần so với 2,5norbornadiene (Abeles và cs, 1992; Yang và Edward, 1984) [31], [146].
1.1.4.5. Các chất oxy hóa mạnh
Các chất oxy hóa mạnh như ozone (O3), thuốc tím (KMnO4), tia cực tím (UV) sẽ
oxy hóa ngay lập tức ethylene trước khi chúng kịp gây ra những tác động (Nguyễn

Quang Thạch và cs, 1999) [18].
1.2. GIỚI THIỆU VỀ QUẢ BƠ
1.2.1. Nguồn gốc, đặc điểm và phân loại quả bơ
Cây bơ có danh pháp khoa học là Persea americana, được phân loại thực vật có
hoa, hai lá mầm, thuộc họ Lauraceae (Long não), bộ Laurales, có nguồn gốc từ những
cây bơ hoang dại thuộc Mexico và Trung Mỹ. Hiện nay, cây bơ phân bố khắp các
vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, bao gồm các nước như: Mexico, quần đảo Antiles, Mỹ,
Brazil, Indonesia, Việt Nam, Australia, Israel, Chile, New Zealand... [175].
Ở Việt Nam, những cây bơ đầu tiên do người Pháp mang đến và ngày nay, diện
tích trồng bơ đã phát triển trên nhiều vùng đất khác nhau. Những vùng sản xuất bơ
chính bao gồm các cao nguyên thuộc tỉnh Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Lâm Đồng,
Đăk Lăk (miền Nam), tỉnh Phú Thọ (miền Bắc) và tỉnh Quảng Trị (miền Trung)
(Nguyen và Vo, 2000) [107].
Cây bơ thích hợp trên nhiều vùng đất khác nhau như đất sét pha cát, đất pha sét
và đất thịt nặng (Alec, 2001) [34]. Cây bơ to, được xếp vào loại cây xanh lá quanh
năm. Quả bơ có hình dáng khác nhau tùy giống, thay đổi từ hình cầu đến hình quả lê;
trọng lượng thay đổi từ vài chục đến vài trăm gam, có giống quả rất to, nặng đến 1,5
kg [158]. Hình 1.5 mơ tả hình dáng và cấu tạo của quả bơ.

Hình 1.5. Một số hình ảnh về quả bơ
Quả bơ gồm có ba phần rõ rệt: vỏ, thịt và hạt. Tỷ lệ giữa vỏ, thịt và hạt của quả
tùy thuộc nhiều vào giống. Màu sắc vỏ quả biến động từ xanh sáng, xanh nhạt, xanh
vàng, hoặc tím đến tím sẫm khi quả chín. Thịt quả thường có màu vàng kem, vàng bơ,


12

hoặc màu vàng sáng, có giống cho thịt quả có màu vàng xanh ở sát phần vỏ quả. Thịt
quả có hàm lượng dầu béo rất cao so với các loại quả khác. Hạt được 2 lớp vỏ lụa bao
bọc, gồm có hai tử diệp hình bán cầu. Mặt ngồi tử diệp trơn láng hay sần sùi tùy theo

giống và hình dạng cũng biến động khá nhiều (Crane và cs, 1998) [57].
Hiện nay, có nhiều giống bơ khác nhau được trồng trên thế giới. Trong đó, phần
lớn các giống có tính thương mại đều thuộc 3 chủng: Mexico, Guatemala và West
India [158]. Các chủng này được phân biệt bởi một số đặc tính trình bày ở bảng 1.1.
Bảng 1.1. Đặc điểm của các chủng bơ chính [158]
Đặc điểm

Lá

Chủng Mexico

Chủng Guatemala

Chủng West India

Lá màu xanh lục, Lá màu xanh sẫm, Lá to, có màu sắc
thay đổi nhiều về đọt non màu đỏ tối gần như đồng đều ở
kích thước, mặt dưới
hai mặt lá
nhạt hơn mặt trên
Vừa phải, giống quả Lớn
lê hay đu đủ

Lớn,
ngắn

Nhẵn, mềm, trơn
láng, khi chín có
màu xanh, vàng
xanh, hay đỏ tím, đỏ

sẫm tùy giống

Dày, cấu trúc vỏ
thơ ráp, màu vỏ
thay đổi từ xanh lục
đến đen khi trưởng
thành

Vỏ dai, dày trung
bình 0,8 - 1,5 mm,
có màu xanh và khi
chín thì đổi sang
màu xanh hơi vàng.

Tương đối lớn

Nhỏ và được giữ Khá lớn và nằm
chặt trong quả
lỏng trong lịng quả,
khi chín lắc qua
nghe tiếng kêu

Rất cao: 15 - 30%

10 - 15%

Khả năng chịu
lạnh của cây

Tốt

Thấp hơn
Mexico

Các giống tiêu
biểu

Fuerte, Zutano

Hayes, Hopkins và Pollock, Booth và
Hass
Simmonds

Kích thước quả

Đặc điểm vỏ quả

Đặc điểm hạt

Hàm lượng chất
béo

cuống

quả

6 - 14%

chủng Khơng có khả năng
chịu lạnh

Ở nước ta, người dân thường phân loại bơ theo chất lượng thịt quả, chủ yếu dựa
vào hàm lượng lipid có trong quả, bao gồm 3 nhóm: bơ Sáp, bơ Mỡ và bơ Nước. Bơ


13

Sáp có hàm lượng lipid cao nhất, trong khi bơ Nước có hàm lượng lipid thấp nhất và
được xem là chứa tồn nước. Bơ Mỡ có hàm lượng lipid gần bằng bơ Sáp nhưng có vỏ
sáng và láng bóng hơn. Nhìn chung, hàm lượng lipid càng cao thì vị càng ngon và bán
được giá cao hơn (Sở Khoa học và Công nghệ Đắk Lắk, 2006) [12].
1.2.2. Mùa vụ và thu hoạch
Trong điều kiện nhiệt đới, thời gian mang quả trên cây có thể kéo dài từ 5 đến 8
tháng, tùy theo chủng và giống [159]. Do đó, các giống bơ khác nhau có mùa vụ thu
hoạch cũng khác nhau: giống chính vụ thu hoạch từ tháng 6 đến cuối tháng 8, giống
sớm là từ tháng 3 đến tháng 5 và giống thu hoạch muộn là từ tháng 9 đến tháng 11 (Sở
Khoa học và Công nghệ Đắk Lắk, 2006) [12].
Kỹ thuật thu hoạch có ảnh hưởng khơng nhỏ đến chất lượng quả bơ. Khi thu
hoạch, nên cắt cuống còn 5 mm, tách riêng quả bị dập, nứt, trầy xước, cọ xát do gió,
cháy nắng, sâu bệnh hại, dị dạng và không cuống. Sau khi thu hoạch, tiến hành phân
loại sơ bộ, xếp vào sọt riêng hay theo lớp riêng, lót carton, rơm để chống trầy xước khi
vận chuyển, che đậy giỏ bơ bằng bạt gom quả để tránh ánh nắng mặt trời. Thời điểm
thu hoạch tốt nhất trong ngày là vào buổi sáng sớm hoặc xế chiều, không thu hoạch
vào giờ trưa quá nắng nóng hay vào lúc có mưa. Quả thu hoạch gom lại dưới tán cây,
che bạt, tránh ánh nắng chiếu trực tiếp lên quả [159].
1.2.3. Giá trị dinh dưỡng và một số sản phẩm chế biến từ quả bơ
Quả bơ là nguồn cung cấp năng lượng rất lớn (160 kcal/100g thịt quả) với nhiều
chất dinh dưỡng thiết yếu cho cơ thể con người, điều đó được thể hiện rõ qua bảng 1.2.
Thành phần dinh dưỡng trong quả bơ bao gồm: chất béo, chất đạm, glucid, chất xơ,
hơn 14 loại vitamin và khoáng chất (sắt, canxi, đồng, kali, magie, natri, photpho,

kẽm…). Hàm lượng protein trong quả bơ cao hơn các loại quả khác và gần tương
đương với sữa. Bơ chứa nhiều chất béo đơn khơng bão hồ rất tốt cho sức khoẻ giúp
làm giảm hàm lượng cholesterol, hơn nữa bơ cịn là một trong số ít các loại quả khơng
chứa cholesterol. Ngồi ra, bơ có hàm lượng chất xơ cao, hỗ trợ ngăn ngừa và điều trị
táo bón, có chất carotenoid tự nhiên giúp sáng mắt. Trái bơ còn là một nguồn Folate
rất quan trọng đối với phụ nữ trong thời gian sinh nở, đặc biệt rất tốt và quan trọng đối
với thai kỳ trong những tuần đầu tiên bởi vì 75% trẻ sơ sinh có thể bị nứt đốt sống do
thiếu folate từ khi ở trong bụng mẹ. Các chất chống oxy hố có trong bơ (vitamin C,
vitamin E…) có tác dụng ngăn ngừa sự hình thành các gốc tự do dẫn đến ung thư, lão
hoá, giúp duy trì vẻ tươi trẻ và làn da săn chắc [165].