Tài liệu Hô hấp và vấn đề bảo quản nông sản (cơ chế) doc

Hô hấp và vấn đề
bảo quản nông sản
(cơ chế)



2. Cơ chế hô hấp
2.1. Phân giải kị khí (lên men l) và
hô hấp hiếu khí ở thực vật
Quá trình phân giải đường là chung
cho cả quá trình hô hấp cũng như lên
men. Sự khác biệt giữa hai quá trình
này chỉ xuất hiện ở những giai đoạn
cuối cùng sau khi tạo thành axit
pyruvic.
Sự biến đổi tiếp theo của axit pyruvic
phụ thuộc vào điều kiện cung cấp oxi:
khi có sự tham gia của oxi thì axit
pyruvic được oxi hóa đến những sản
phẩm cuối cùng là CO
2
và H
2
O, khi
không có oxi, axil pyruvic sẽ biến đổi
thành những sản phẩm của sự lên men
(rượu, axit lactic)
.
Qua sơ đồ trên, ta có thế hình dung
rằng: hô hấp hiếu khí bao gồm 2 pha

(2 giai đoạn) cơ bản: pha yếm khí và
pha hiếu khí
Như vậy, phân tử đường có thể được
oxi hóa bằng con đường hiếu khí
(thông qua giai đoạn yếm khí và hiếu
khí), và cũng có thể được oxi hóa
thông qua con đường hoàn toàn yếm
khí (lên men).
Dưới đây ta sẽ xét chi tiết các pha của
quá trình hô hấp và quá trình lên men.
a. Pha yếm khí của hô hấp - con
đường đường phân (glicoliz)
Đây là pha yếm khí của hô hấp. Trong
pha này, nguyên liệu hô hấp (glucôzơ)
sẽ được phân giải tới sản phẩm đơn
giản nhất chứa 3 nguyên tử cacbon là
axit pyruvic.
Phương trình tổng quát của quá trình
đường phân như sau:
C
6
H
12
O
6
+ 2NAD
+
+ 2ADP + 2H
3
PO

4

-> 2CH
3
COCOOH + 2ATP +
2NADH
b. Phân giải kị khí (lên men l)
Những dạng lên men này diễn ra theo
phương thức như lên men ở vi sinh
vật. Sự phân giải kị khí của thực vật
thông qua quá trình lên men rượu và
lên men lactic xảy ra theo phản ứng
sau:
* etanol + CO2
Axit pyruvic ==>
* axit lactic
Quá trình lên men rượu cũng có thế
tổn tại ở các mô thực vật được cung
cấp oxi một cách bình thường (được
gọi là lên men hiếu khí). Ví dụ trong
những mô mọng nước của những quả
táo, chanh, quất, thấy xuất hiện các
sản phẩm của sự lên men rượu. Hiệu
quả năng lượng của sự lên men
thường thấp. Chẳng hạn như sản
phẩm của sự lên men rượu là rượu
etilic còn chứa năng lượng dự trữ lớn
chưa được sử dụng trong hô hấp nội
phân tử. Người ta đã xác nhận rằng để
thu được cùng một lượng năng lượng

trong điều kiện kị khí, mô thực vật
cần phải dùng lượng nguyên liệu gấp
30 - 50 lần so với trường hợp hô hấp
hiếu khí. Kết quả của quá trình hô hấp
kị khí là mô cây bi đói, mô bị mất các
chất trung gian khác nhau đã được
hình thành trong hô hấp hiếu khí.
Tuy nhiên, sự oxi hóa yếm khí không
phải là một bệnh lí mà tùy thuộc vào
điều kiện bên trong cũng như bên
ngoài, nó luôn xảy ra, và cùng với hô
hấp hiếu khí nó là một trong những
quá trình của sự trao đôỉ khí oxi hóa
trong mô thực vật.
c. Pha hiếu khí của hô hấp
Con đường biến đổi axit pyruvic ở
pha hiếu khí của hô hấp, xảy ra theo
chu trình Crep. Chu trình này còn
được gọi là chu trình axit xitric vì axit
này là một chất trung gian quan trọng.
Nó còn có tên gọi nữa là chu trình axit
tricaboxilic, vì trong chu trình tạo nên
một số axit hữu cơ có 3 nhóm
cacboxyl.
Kết quả phân giải axit pyruvic hoàn
toàn sẽ cho CO
2
và H
2
O

CH
3
COCOOH + O
2
=> CO
2
+ H
2
O
Bản chất của những biến đổi trong
chu trình Crep là các phản ứng lần
lượt decacboxyl hóa và dehiđro hóa
(khử cacboxyl và khử hiđro) của axit
pyruvic.
Tất cả những axit trong chu trình có
trong mô của hầu hết các loại thực
vật. Tất cả enzim của chu trình đều
tập trung ở trong ti thể.
Trong quá trình hô hấp, CO
2
được
tách ra từ nguyên liệu hô hấp (các
xeto axit trong chu trình) dưới tác
động của enzim cacboxylaza. Đó là
điều khác biệt đặc trưng giữa hô hấp
và sự đốt cháy, trong đó CO
2
giải
phóng là kết quả của sự oxi hóa
cacbon của nguyên liệu bởi oxi của

không khí. Vì vậy các phản ứng tách
CO
2
trong hô hấp là những phản ứng
mang tính chất yếm khí và sự giải
phóng CO
2
không phụ thuộc vào sự
hấp thụ oxi.