BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN SAU THU HOẠCH - CHƯƠNG 5 ppt

CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ Hầu hết các trái cây khi chín, sự hư hỏng về ngoại quan, chất lượng dinh dưỡng và giảm sức đề k

CHƯƠNG V

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG

CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC CNSH TRONG BQ &CB

SAU THU HOẠCH

Mã MH: 603027

NỘI DUNG CHƯƠNG V

I CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

II CNSH trong cải thiện tính chất công nghệ

III Thực phẩm trị liệu

I CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

Hầu hết các trái cây khi chín, sự hư hỏng về ngoại

quan, chất lượng dinh dưỡng và giảm sức đề kháng

xuất hiện khá nhanh sau thu hoạch

những biểu hiện : những biểu hiện :

I.

I CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

Hai đích ngắm chính của CNSH để cải thiện các tính

chất STH là

ii

ii

Hầu

Hầu hết hết các các can can thiệp thiệp của của công công nghệ nghệ gen gen để để cải cải tiến tiến

các

các tính tính chất chất STH STH cho cho RQ RQ là là tập tập trung trung vào vào các các gen gen

điều

điều khiển khiển độ độ cứng cứng chắc chắc ((các các tính tính chất chất của của màng màng tế tế

bào

bào và và thành thành tế tế bào bào) ) và và tốc tốc độ độ chín chín ( ( sự sự tổng tổng hợp hợp

ethylene

ethylene và và ảnh ảnh hưởng hưởng của của nó nó))

I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

11 Kiểm soát độ cứng của trái Kiểm soát độ cứng của trái

Trong suốt quá trình thao tác, vận chuyển, việc RQ bị

mềm là yếu tố rất quan trọng

Trong những gen liên quan đến độ cứng của RQ

I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

11 Kiểm soát độ cứng của trái Kiểm soát độ cứng của trái

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

11 Kiểm soát độ cứng của trái Kiểm soát độ cứng của trái

Các thí nghiệm đã thành công trong việc giảm được

hàm lượng PG mRNA và hoạt tính của enz này

Thử nghiệm trên cái cà chua có hàm lượng PG thấp ít

bị dập nát hơn cà chua thường, giảm được mức độ hư

hỏng trong suốt quá trình vận chuyển…



I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

11 Kiểm soát độ cứng của trái Kiểm soát độ cứng của trái

‘Flavr Savr’tên thương mại của cà chua có PG thấp đã

đánh dấu một mốc lịch sử trong CNSHTV, là thực

phẩm TV biến đổi gen đầu tiên được đưa vào sử dụng

Năm

Năm 1991 1991 Calgene Calgene tạo tạo thành thành công công và và năm năm 1992 1992 FDA FDA

cấp

cấp giấy giấy và và 1994 1994 sản sản phẩm phẩm chính chính thức thức được được lưu lưu hành hành

I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

11 Kiểm soát độ cứng của trái Kiểm soát độ cứng của trái

Tuy

Tuy nhiên nhiên còn còn nhiều nhiều enz enz khác khác cũng cũng hoạt hoạt động động trong trong

suốt

suốt quá quá trình trình chín chín như như cellulases, cellulases, hemicellulase hemicellulase

pectinesterase,

pectinesterase, galactanase galactanase…… mở mở ra ra thêm thêm nhiều nhiều hướng hướng

cho

cho các các nhà nhà nghiên nghiên cứu cứu

I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

22 Sự sinh tổng hợp ethylene và độ chín Sự sinh tổng hợp ethylene và độ chín

Yang

Yang và và công công sự sự đã đã giải giải thích thích con con đường đường tổng tổng hợp hợp

ethylene

ethylene như như sau sau ((1984 1984))

29/12/2010 603027 - Chuong V 11

I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

22 Sự sinh tổng hợp ethylene và độ chín Sự sinh tổng hợp ethylene và độ chín

Trong

Trong đó, đó, enz enz ACC ACC synthase synthase và và ACC ACC oxidase oxidase là là những những enz enz

chính

chính điều điều khiển khiển 22 bước bước cuối cuối

Trong

Trong cà cà chua, chua, gen gen ACC ACC synthase synthase hoạt hoạt động động trong trong suốt suốt quá quá

trình

trình chín, chín, nhờ nhờ kỹ kỹ thuật thuật gen gen đã đã giảm giảm sản sản sinh sinh ra ra ethylene ethylene đến đến

99

99 55% %

Trong

Trong khi khi mẫu mẫu đối đối chứng chứng bắt bắt đầu đầu sinh sinh ethylene ethylene từ từ 48 48 50 50 ngày ngày

sau

sau khi khi thụ thụ phấn phấn và và ngay ngay lập lập tức tức đi đi vào vào hô hô hấp hấp mạnh mạnh mẽ mẽ thì thì cà cà

chua

chua biến biến đổi đổi gen gen sản sản xuất xuất ra ra lượng lượng ethylene ethylene thấp thấp nhất nhất Cà Cà

chua

chua biến biến đổi đổi gen gen bắt bắt đầu đầu có có những những biểu biểu hiện hiện phân phân giải giải

chlorophyll

chlorophyll 10 10 20 20 ngày ngày sau sau khi khi mẫu mẫu đối đối chứng chứng chuyển chuyển sang sang màu màu

vàng,

vàng, và và dần dần dần dần tạo tạo màu màu cam cam 22 tháng tháng sau sau đó đó

I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

22 Sự Sự sinh sinh tổng tổng hợp hợp ethylene ethylene và và độ độ chín chín

Điều

Điều khiển khiển sự sự tổng tổng hợp hợp ethylene ethylene:: Lượng Lượng ethylene ethylene tạo tạo ra ra cĩ cĩ

thể

thể được được điều điều khiển khiển bằng bằng cách cách “ “đĩng đĩng”” hoặc hoặc làm làm giảm giảm sự sự tạo tạo

ethylene,

ethylene, theo theo một một số số cách cách sau sau đây đây::

Cơng

Cơng nghệ nghệ DR DR Delayed Delayed Ripening Ripening

a

a Ức Ức chế chế sự sự biểu biểu hiện hiện của của gen gen ACC ACC synthase synthase

ACC

ACC synthase synthase là là enzyme enzyme chịu chịu trách trách nhiệm nhiệm chuyển chuyển hĩa hĩa SAM SAM

thành

thành ACC ACC

I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

22 Sự sinh tổng hợp ethylene và độ chín Sự sinh tổng hợp ethylene và độ chín

b

b Chuyển Chuyển gen gen ACC ACC diaminase diaminase

Gen

Gen mã mã hĩa hĩa cho cho enzyme enzyme này này nhận nhận được được từ từ một một vi vi khuẩn khuẩn

đất

đất ((Pseudomonas Pseudomonas chlororaphis chlororaphis)) khơngkhơng gây gây bệnh bệnh

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

22 Sự Sự sinh sinh tổng tổng hợp hợp ethylene ethylene và và độ độ chín chín

cc Chuyển Chuyển gen gen SAM SAM hydrolase hydrolase

homoserin

I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

22 Sự sinh tổng hợp ethylene và độ chín Sự sinh tổng hợp ethylene và độ chín

d

d Ức Ức chế chế sự sự biểu biểu hiện hiện của của gen gen ACC ACC oxidase oxidase

ACC

ACC oxidase oxidase là là enzyme enzyme xúc xúc tác tác cho cho sự sự oxi oxi hĩa hĩa ACC ACC

thành

thành ethylene, ethylene, bước bước cuối cuối cùng cùng trong trong con con đường đường sinh sinh

tổng

tổng hợp hợp ethylene ethylene ((cơng cơng nghệ nghệ anti anti sense sense)

I.

I CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

33 Thành Thành phần phần dinh dinh dưỡng dưỡng::

aa Thành Thành phần phần Amino Amino acid acid

Con

Con ng ngườ ườii khơng khơng th thểể ssốốn ng g d dự ựaa trên trên kh khẩẩu u ph phầần n ăn ăn thi thiếếu u

protein

protein đ đượ ượcc

Protein

Protein ngũ ngũ ccốốcc thi thiếếu u

protein

protein củ củaa RQ RQ thi thiếếu u

I.

I.CNSH trong thay đổi tính CNSH trong thay đổi tính

chất, thành phần RQ

33 Thành phần dinh dưỡng: Thành phần dinh dưỡng:

Ca

Ca55c c th thử ử nghi nghiệệm trên đ m trên đậậu u nà nành nh

chuy

chuyểển gen lysCM n gen lysCM4 4 ttừ ừ

Escherichia coli

Escherichia coli ((mama> > hĩ hĩa AK) a AK) va va@ @

dapA gene t

dapA gene từừ Corynebacterium Corynebacterium

((mã hĩ mã hĩa cho DHDPS), a cho DHDPS),

k

kếết t quả quả cho th cho thấấy y hà hàm l m lượ ượng ng

lysine tăng lên g

lysine tăng lên gấấp p 100 100 llầần n K Kếết t

quả

quả tương t tương tự ở ự ở b bắắp p, , lú lúa a mì mì… …

aspartate kinase (AK) dihidrodipicolinate

synthase (DHDPS)

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

b Các chất béo

Ca

Ca55c c acid acid bé béo th o thườ ường g ng gặặp : p :

Ca

Ca55c acid c acid bé béo o mạ mạch ch dà dài i , , cĩ cĩ n nốối đơi i đơi polyunsaturated polyunsaturated

fatty acids (PUFA)…

fatty acids (PUFA)…a aPPnh h nh hưở ưởng t ng tốốt t đế đến s n sứ ức c khỏ khỏe hơn e hơn, ,

giả

giảm m cá các bi c biếến ch n chứ ứng v ng về ề tim tim mạ mạch ch, , xơ v xơ vữ ữa đ a độộng ng mạ mạch ch, ,

giả

giảm LDL trong m LDL trong má máu… u…

DS: n-desaturase: EL: elongase.

Transgenic plants overexpressing the desaturase gene, that encodes for the

enzyme catalysing the conversion of the saturated precursor stearic acid C18

into oleic, have been obtained

I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

b Các chất béo

Tuy

Tuy nhiên nhiên d dầ ầu u TV TV ch chứ ứa a cá các c PUFA PUFA thì thì d dễ ễ bị bị oxh oxh,, d dễ ễ

hư

hư hỏ hỏ ng, ng, ơi ơi …… và và khi khi s sử ử dụ dụng ng ở ở nhi nhiệ ệtt đ độ ộ cao cao như như

chiên

chiên,, xà xào o c cầ ần n phả phảii hydrogen hydrogen hĩ hĩ a ……

để để tăng tăng hà hàm m llượ ượ ng ng stearate stearate trong trong TVTV ((Brassica Brassica))

b

bằ ằ ng ng antisense antisense chuy chuyể ển n gen gen mã mã hĩ hĩa a stearoyl stearoyl ACP ACP

thiosterase

thiosterase,, là làm m tăng tăng đế đế n n 68 68 % % t t ổ ổ ng ng hàm hàm l l ượ ượ ng ng

ch ấ t

ch ấ t béo béo

I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

cc Tăng thêm Tăng thêm hà hàm l m lượ ượng vitamin ng vitamin

Gạo vàng

Gạo vàng, , loại hạt hơi vàng chứa beta loại hạt hơi vàng chứa beta carotene carotene –– ti tiềền n

vitamin A

vitamin A – –

Đượ

Được chuy c chuyểển gen từ cây thủy tiên hoa vàng và một vi n gen từ cây thủy tiên hoa vàng và một vi

khuẩn

khuẩn ((Trung Qu Trung Quốốc và c và Ấ Ấn n Độ Độ) )

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

cc Tăng thêm Tăng thêm hà hàm l m lượ ượng vitamin ng vitamin

Gạo vàng

Gạo vàng 2 2 ((2005 2005) cĩ hàm lượng beta ) cĩ hàm lượng beta carotene hay cịn carotene hay cịn

gọi là tiền vitamin A cao gấp

gọi là tiền vitamin A cao gấp 20 20 lần so với gạo vàng lần so với gạo vàng

thơng thường

Gạo vàng

Gạo vàng 2 2 cĩ chứa một phiên bản của chất quang hợp cĩ chứa một phiên bản của chất quang hợp

(phytoene synthase) (quá trình đầu tiên trong việc tạo

ra beta

ra beta carotene) lấy từ ngơ, carotene) lấy từ ngơ,

đây là enz cĩ thể tạo ra nhiều beta

đây là enz cĩ thể tạo ra nhiều beta carotene nhất trong carotene nhất trong

tất cả các loại enz được nghiên cứu

I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

44 Cảm quan: Màu sắc, độ ngọt Cảm quan: Màu sắc, độ ngọt

a

a Ma Ma@@u s u sắắcc

nhĩ nhĩm m mà màu carotenoid u carotenoid : : ggầần đây n đây, , con đ con đườ ường t ng tổổng h ng hợ ợp p

carotenoid trong cây thu

carotenoid trong cây thuốốc c lá lá ssử dụ ử dụng CrtO ng CrtO gen gen mã mã

hĩ

hĩa cho enzyme carotene ketolase a cho enzyme carotene ketolase, , ttừ tả ừ tảo o

Haematococcus pluvialis.

chuy chuyểển gen n gen và vào o cá các c loạ loại RQ i RQ

Flavonoid Flavonoid là nhĩ là nhĩm m mà màu u tạ tạo o mà màu xanh u xanh, , đ đỏỏ, , tí tím … m … ở ở

TV

TV, , cũ cũng đ ng đượ ược nghiên c c nghiên cứ ứu u

I.

I.CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ CNSH trong thay đổi tính chất, thành phần RQ

44 Cảm quan: Màu sắc, độ ngọt Cảm quan: Màu sắc, độ ngọt

b

b Cả Cải thi i thiệện đ n độ ngọ ộ ngọtt

đ

độộng cơ : ng cơ :

+

+ Do m Do mộột s t số ố RQ chưa đ RQ chưa đủ ủ đ độ ngọ ộ ngọt h t hấấp d p dẫẫn ng n ngườ ười tiêu i tiêu

dù

dùng ng

+

+ Ch Chấất t tạ tạo o ngọ ngọt t là là đ đườ ường sucrose ng sucrose, , ch chứ ứa nhi a nhiềều calori u calori

cá các c nhà nhà CNSH CNSH tì tìm ki m kiếếm m giả giải i phá pháp p

Monellin ttừ ừ cây cây Dioscorephyllum cumminsii Dioscorephyllum cumminsii là là 1 1

protein

protein cĩ cĩ đ độ ngọ ộ ngọt g t gấ ấp p 10 10 llầ ần sucrose n sucrose, , gen gen mã mã

hĩ

hĩa đ a đượ ược chuy c chuyể ển n và vào cây o cây cà cà chua chua 1992 1992

Cá

Các c nhà nhà khoa khoa họ học c cị cịn nghiên c n nghiên cứ ứu ch u chấ ất t tạ tạo o ngọ ngọt t

thay th

thay thế ế cho sucrose cho sucrose, , tạ tạo ra o ra cá cá c fructan ,

Gen

Gen mã hĩ mã hĩa cho enz sucrose fructosyl a cho enz sucrose fructosyl

transferase t

transferase từ ừ Helianthus tuberosus đ đã ã đ đượ ược c

chuy

chuyể ển n và vào o củ cả củ cải đ i đườ ườ ng

II CNSH CNSH trong trong cải cải thiện thiện tính tính chất chất công công nghệ nghệ

Tính Tính chất chất hóa hóa lý lý của của gluten gluten bột bột mì mì và và 22 protein protein

puroindolines

puroindolines A A và và B B

Khoai Khoai tây tây trong trong khi khi BQ BQ thì thì tinh tinh b bộ ộtt
sucrose
hexose
hexose,,

gây

gây nên nên phả phản n ứ ứng ng hĩ hĩa a nâu nâu khơng khơng mong mong mu muố ốn n khi khi chiên chiên

chip

Thay Thay đổi đổi tỷ tỷ lệ lệ amylose amylose:: amylopectin amylopectin trong trong tinh tinh bột bột

III Thực phẩm trị liệu

từ TV chuyển gen đã tạo được nhiều loại protein :

Albumin huyết thanh người, IFN,

Albumin huyết thanh người, IFN, colony colony stimulating stimulating

factor …

Ga Gakko o ttổ ổng h ng hợ ợp đ p đượ ược anfa c anfa 1 1 antitrypsin ( antitrypsin (2000 2000))

Cây thu Cây thuốốc c lá lá ttổổng h ng hợ ợp đ p đượ ược somatotropin trong c somatotropin trong lụ lục c

lạ

lạp ( p (2000 2000))

15 III Thực phẩm trị liệu