Những biển đổi của rau quả sau khi thu hái

Biến đổi sinh hoá

Trong quá trình phát triển rau quả luôn luôn có mối quan hệ mật thiết với môi trường xung quanh thông qua quá trình trao đổi chất đó là quá trình đồng hóa và dị hóa. Khi đang còn trên cây mẹ rau quả lấy dinh dưỡng, nước, khoáng chất từ đất, lấy CO₂ từ không khí và nhờ ánh sáng mặt trời mà tổng hợp nên các thành phần hữu cơ trong tế bào – đó là quá trình đồng hoá. Đồng thời để cung cấp năng lượng cho hoạt động sống, những chất được tạo thành sẽ bị phân giải giải phóng năng lượng thông qua quá trình hô hấp – đó là quá trình dị hoá. Khi rau quả chưa được thu hái thì quá trình đồng hoá, tức là quá trình tổng hợp các chất xảy ra nhiều hơn. Sau khi rau quả đã tách khỏi cây mẹ thì chủ yếu lại là quá trình phân giải các chất tích luỹ được trong khi rau quả còn trên cây mẹ. Như vậy, hô hấp là quá trình sinh học cơ bản xảy ra trong rau quả khi bảo quản tươi.

Về bản chất hoá học, hô hấp là quá trình oxy hoá chậm các chất hữu cơ phức tạp. Dưới tác dụng của enzim các chất này phân huỷ thành chất đơn giản hơn và giải phóng năng lượng. Người ta thấy rằng, hầu hết các chất đều có thể tham gia vào quá trình hô hấp (trừ protein), nhưng chủ yếu vẫn là các chất đường – nhất là đường đơn. Các chất không phải đường tham gia trực tiếp vào chu trình hô hấp tạo nên các chất trung gian, không qua khâu chuyển hoá thành đường.

Quá trình hô hấp có sự tham gia của oxy được gọi là hô hấp hiếu khí, được biểu diễn bằng công thức hoá học sau:

C₆H₁₂O₂+ 0₂-> 6 C0₂+ 6 H₂0 + 282 . 10⁴ /J/. (1)

Khi lượng O₂ của môi trường không đủ cung cấp để tiến hành hô hấp hiếu khí thì sẽ xảy ra hiện tượng hô hấp yếm khí là hô hấp không có sự tham gia của O₂ và tạo ra sản phẩm cuối cùng là rượu Etyỉic và CO₂, có toả nhiệt:

C₆H₁₂O₆ -> 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + 11,7 . 10⁴/J/(2)

Qua phương trình (1) và (2) ta thấy: hô hấp hiếu khí toả nhiệt nhiều gấp 24 lần hô hấp yếm khí.

Trên thực tế quá trình hô hấp xảy ra phức tạp hơn nhiều. Dưới tác dụng của enzim, phân tử đường phân giải thành chất trung gian là axit pirovic (CHgCO.COOH). Với hô hấp hiếu khí, axit pirovic bị oxy hoá trong chu trình Kreep tạo thành CO₂ và H₂O:

CH3CO.COOH CO₂ + H₂O.

Với hô hấp yếm khí, axit pirovic bị enzim carboxilaza phân giải thành acetaldehid (CH₃CHO) và CO₂:

CH3CO.COOH CH3CHO + CO₂

Tiếp theo, acetaldehid tác dụng với nước cho rượu ctylic và axit acetic:

CH3CHO + H₂O -> C₂H₅OH + CH3COOH.

Mức độ của qua trình hô hấp được đánh giá bằng cường độ hô hấp. Đó là số miligam CO₂ thoát ra từ 1kg nguyên liệu trong 1 giờ. Có thể biểu thị bằng khối lượng O₂.

+ Những yếu tô ảnh hưởng đến cường độ hô hấp:

Nhiệt độ: Nhiệt độ môi trường càng cao cường độ hô hấp càng mạnh. Sự phụ thuộc này được biểu thị qua biểu thức: dC/dt = kC

Trong đó:

C – cường độ hô hấp (mg CO₂/kg.h);

t- nhiệt độ bảo quản (°C );

k- hệ số nhiệt độ (C^-1).

Giải tích phân ta có:              InC  =  kt +  A

A được xác định từ điều kiện ban đầu, khi t = 0^oC, thì lnC = A hay A = lnC0. C0 là cưòng độ hô hấp ở 0°c. Khi đó ta có: C = C. exp(t.k).

Vì nhiệt lượng giải phóng ra do hô hấp tỷ lệ thuận với cường độ hô hấp, nên giữa nhiệt độ t với nhiệt lượng q có sự phụ thuộc sau: Q = qo exp(k.t).

Trong đó q là nhiệt lượng toả ra khi bảo quản ở 0^oC, đo bằng kJ/tấn. giờ.

Giá trị của C, q và k của một số loại rau quả cho ở bảng dưới. Cường độ hô hấp và nhiệt lượng sinh ra khi bảo quản rau quả ở 0°C

Nhiệt lượng toả ra từ quá trình hô hấp là rất đáng kể, có thể làm tăng nhiệt độ môi trường, thúc đẩy hô hấp.

Thành phần không khí: Khí O₂ càng nhiều, cường độ hô hấp càng cao. Trái lại, khi O₂ thấp, CO₂và N₂ cao thì cường độ hô hấp bị ức chế. Sự có mặt của một số hydrocarbon không no như Etylen làm cho cường độ hô hấp tăng nhanh.

Độ ẩm và ánh sáng cũng ảnh hưởng đáng kể đến cường độ hô hấp. Độ ẩm cao sẽ làm giảm cường độ hô hấp. Còn cường độ ánh sáng thì phụ thuộc tỷ lệ thuận với cường độ hô hấp.

+ Diễn biến cường độ hô hấp trong quá trình phát triển của rau quả

Theo dõi quá trình phát triển của rau quả thấy rằng: từ khi hình thành quả cho đến khi quả bị phân huỷ diễn biến cường độ hô hấp trải qua nhiều giai đoạn: Giai đoạn đầu tiên là từ lúc quả bắt đầu hình thành cho đến khi quả phát triển đầy đủ cả về khối lượng lẫn chất lượng. Ở giai đoạn này cường độ hô hấp giảm dần và đạt cực tiểu khi quả sắp chín. Thời gian quả có cường độ hô hấp nhỏ nhất gọi là thời kỳ ngủ tĩnh. Thời gian này có thể dài hay ngắn tùy thuộc vào tính chất từng loại quả. Khi quả bắt đầu chín cường độ hô hấp tăng nhanh và đạt cực đại khi quả chín hoàn toàn. Tiếp theo là quá trình phân huỷ và chết, ở thời kỳ này cường độ hô hấp nói chung là giảm, chỉ tăng một ít trước khi quả bị phân huỷ hoàn toàn. Diễn biến cường độ hô hấp theo thời kỳ phát triển Các loại quả thuộc nhóm có và không có hô hấp đột biến

Điểm cường độ hô hấp cực đại M gọi là điểm climacteric cực đại (hay là điểm đột biến cực đại).

Tuy nhiên, không phải tất cả các loại rau quả đểu có điểm dột biến cực đại. Những quả có điểm đột biến cực đại được gọí là quả climacteric (quả có hô hấp đột biến). Những quả không có điểm hô hấp đột biến gọi là quả non-climacteric (quả không hô hấp đột biến). Bảng trên giới thiệu các loại quả thuộc hai nhóm trên, Quả thuộc nhóm non-cỉimacteric thường không bảo quản được lâu.

Biến đổi vật lý

Rau quả tươi sau thu hái để trong môi trường bảo quản sẽ xảy ra một số biến đổi vật lý có thể dẫn đến giảm chất lượng cũng như khối lượng rau quả. Đó là nhũng hiện tượng như: bay hơi nước, giảm khối lượng tự nhiên, v.v… Trong rau quả tươi chứa nhiều nước nên luôn luôn xảy ra hiện tượng bay hơi nước từ quả ra môi trường. Sự mất nước dẫn tới khô héo, giảm trọng lượng quả, gây rối loạn sinh lý, giảm khả năng kháng khuẩn…và kết quả là rau quả chóng bị thối rữa.

Tốc độ mất nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: độ chín, cấu tạo tế bào biểu bì của quả và điều kiện môi trường, v.v…

Những quá trình biến đổi sinh hoá, sinh lý, vật lý và những quá trình phân giải hoá học khác là những yếu tố quan trọng dẫn tới hư hỏng nguyên liệu rau quả.

Biến đổi hóa học

Trong thời gian bảo quản, hầu hết các thành phần hoá học của rau quả đều bị biến đổi do tham gia hô hấp hoặc do hoạt động của enzim.

Đường là thành phần chủ yếu tham gia vào quá trình hô hấp nên hàm lượng giảm đáng kể. Tuy nhiên, trong một số loại quả chứa nhiều tinh bột lúc còn xanh, khi bảo quản mặc dầu tham gia quá trình hô hấp nhưng lượng đường chẳng những không giảm mà còn tăng. Đó là do khi quả chín lượng tinh bột chuyển thành dường với tốc độ cao hơn tốc độ giảm đường do hô hấp.

Hoạt động của enzim có tác dụng trực tiếp đến sự phân giải các chất gluxit: hemixenluloza thuỷ phân thành đường; protopectin thuỷ phân thành pectin hoà tan làm cho quả mềm dần. Ngoài ra, các chất hữu cơ khác như axit, vitamin đều có thể giảm khi kéo dài thời hạn bảo quản. Các chất màu được hình thành hoặc biến đổi từ dạng này sang dạng khác, ví dụ clorophil chuyển thành carotin, v.v…tạo nên màu sắc của quả chín.

Tốc độ biến đổi các thành phần hoá học tỷ lệ thuận với cường độ hô hấp.