Các chất màu trong rau quả

Phần 1: CÁC CHẤT MÀU TRONG RAU QUẢ Sơ lược về các chất màu trong rau quả I.1 Giới thiệu chung Chất lượng của sản phấm thực phẩm khơng những bao hàm giá trị dinh dưỡng mà cịn bao hàm cả giá trị cảm quan. Màu sắc của các sản phẩm thực phẩm là một chỉ số quan trọng của giá trị cảm quan. Hình 1: Sự phân bố các sắc tố trong tế bào Chú thích: 1: Chlorophyl 2: Carotenoid 3: Anthocyanin Màu của rau quả phụ thuộc vào các hợp chất chứa màu. Các chất màu đĩ cĩ thể chia ra bốn nhĩm chính là Chlorophylls: diệp lục hay chất màu xanh lá. Carotenoids: cĩ trong lục lạp, cho quả và rau màu vàng, cam và màu đỏ Flavonoids: cĩ trong khơng bào, cĩ màu đỏ , xanh, vàng. Betalains: cĩ trong khơng bào, tạo sắc tố vàng và đỏ. Nhiệm vụ chính của những sắc tố này là lơi cuốn cơn trùng và động vật mang hạt giống từ nơi này đến nơi khác. Đối với con người, màu sắc trái cây là tiêu chuẩn đầu tiên để đánh giá chất lượng trái cây. Vì thế, hiểu biết về các tính chất hĩa sinh và sinh lý của các quá trình sinh tổng hợp và dị hĩa của các sắc tố là nền tảng để ta hiểu về cơ chế tạo màu của các sắc tố trong rau trái. Hơn nữa, hiểu biết về thành phần các sắc tố cũng giúp ta đánh giá hiệu quả của các quá trình xử lý sau thu hoạch trong việc giữ được màu sắc, chất lượng và kéo dài thời gian thời gian bảo quản rau trái và các sản phẩm từ rau trái. Ví dụ như trong trường hợp dú chín quả olive thì màu sắc của vỏ quả là do anthocyanins nhưng màu của quả olive lại do chlorophylls và carotenoids quyết định. Tĩm lại, phân tích các thành phần sắc tố của rau trái giúp chúng ta tối ưu hĩa các quá trình xử lý sau thu hoạch trong suốt quá trình thu hoạch, bảo quản và vận chuyển. Bảng 1: Các sắc tố tạo màu chiếm ưu thế trong rau trái CÁC SẮC TỐ CHÍNH TRONG RAU TRÁI MÀU SẮC TỐ RAU TRÁI ĐỎ Anthocyanins Dâu, Raspberry, Cherry, Cranberry, Lựu, Táo, Nho đỏ Lycopene Cà chua, Bưởi đỏ, Dưa hấu Betacyanins Củ cải đường CAM Beta-carotene Cà rốt, Xồi, Mơ, Cantelope, Bí đỏ, Khoai lang Beta-cryptoxanthin Cam, Quýt XANH/TÍM Anthocyanins Blueberry, Mận, Cà, Nho xanh VÀNG Lutein, Zeaxantin Bắp, Bơ Curcumin Cà ri XANH LÁ CÂY Chlorophyll Bơng cải xanh, Cải xoăn, Rau bina, Cải bắp, Măng tây, Trà xanh ĐEN Thearubigens Trà đen Anthocyanins Blackberry Bảng 2: Tính chất của các hợp chất màu tự nhiên Hợp chất tạo màu Số hợp chất hiện cĩ Màu Các tác nhân nhạy cảm Chlorophyll Carotenoids Anthocyanins Flavonoids <50 >300 <150 >600 Xanh lá Vàng , cam , đỏ Đỏ, xanh Vàng Nhiệt, acid, kiềm, ion kim loại Ánh sáng. Oxy, acid, nhiệt pH, nhiệt, ánh sáng, cation kim loại Oxy, acid mạnh, nhiệt I.2 Sự phát sinh các hợp chất màu Màu của một vật là do sự phản xạ đến mắt của ánh sáng trắng khi mất đi một số bức xạ do vật hấp thụ. Bảng 3: Dãy bước sĩng hấp thụ của các chất màu Bước sĩng (nm) 400 – 460 460 – 490 490 – 575 575 – 590 590 – 630 630 - 780 Màu Tím Xanh Lục Vàng Cam Đỏ Một chất cĩ màu cĩ nghĩa là chất đĩ cĩ khả năng hấp thụ bức xạ. Sự hấp thụ bức xạ của một số chất phụ thuộc vào cấu tạo của chất đĩ. Đặc biệt là các nhĩm chức, vì mỗi nhĩm chức cĩ khả năng hấp thụ một loại bức xạ nhất định (đây là cơ sở của phương pháp phân tích quang phổ). Khả năng hấp thụ của một nhĩm chức lại phụ thuộc vào cấu tạo của nhĩm chức đĩ: các dạng liên kết, dạng đồng phân, và các loại nguyên tố hĩa học (chính xác là phụ thuộc vào cấu hình electron, các trạng thái kích thích…). Ví dụ: Carotene cĩ màu vàng hay đỏ là do chúng hấp thụ cực đại ở bước sĩng 497nm (ứng với màu lục) nên màu bổ túc ( tổng hợp màu của các bức xạ phản xạ lại) hay là màu quan sát được là vàng đỏ Hình 2: Quang phổ hấp thụ của các hợp chất màu Các hợp chất màu và những biến đổi trong bảo quản và chế biến rau quả Bảng 4: Phân nhĩm và cấu trúc các hợp chất màu trong rau quả Nhĩm màu Loại cấu trúc Màu Chlorophylls Hydroxychlorophylls Pyrochlorophylls Chlorophyllides Pyrorochlorophyllides Pheophytins Pyropheophytins Hydroxypheophytins Pheophorbides Pyropheophorbides Carotenoids Lycopene β-Carotene a-Carotene β -Cryptoxanthin a-Cryptoxanthin Zeaxanthin Lutein Violaxanthin Capsanthin Flavonoids Cyanidins glycosides Delphinidins glycosides Malvidins glycosides Pelargonidins glycosides Peonidins glycosides Petunidins glycosides Betalains Porphyrins Porphyrins Porphyrins Porphyrins Porphyrins Porphyrins Porphyrins Porphyrins Porphyrins Carotene – acyclic Carotene – acyclic Carotene – acyclic Xanthophyll – bicyclic Xanthophyll – bicyclic Xanthophyll – bicyclic Xanthophyll – bicyclic Xanthophyll – bicyclic Xanthophyll – bicyclic Flavones Flavonols Anthocyanidins Anthocyanidins Anthocyanidins Anthocyanidins Anthocyanidins Anthocyanidins Betacyanins Betaxanthins Xanh lục Xanh lục Xanh lục Xanh lục Nâu Olive Nâu Olive Nâu Olive Nâu Olive Nâu Olive Đỏ Cam Vàng Cam Vàng - cam Vàng - cam Vàng Vàng Đỏ Vàng Cam – đỏ Xanh – đỏ Xanh – đỏ Cam Cam – đỏ Xanh – đỏ Đỏ Vàng II.1 Chlorophylls Bơng cải Bưởi Xồi Hình 3: Một số loại rau trái cĩ chứa chlorophylls Hình 4: Cấu trúc Chlorophylls dưới kính hiển vi Chlorophyll (diệp lục tố) là một sắc tố màu lục ở thực vật, tồn tại khắp nơi trong các bộ phận ăn được của rau quả: rễ, thân , lá, hoa , quả, hạt và ít hơn ở chồi. Chlorophyll tập trung nhiều ở lá và ít hơn ở quả và hoa. Chlorophyll tồn tại trong lục lạp, xúc tác cho phản ứng quang hĩa sinh học tổng hợp glucose từ CO2 và H2O Ở thực vật, Chlorophyll thường cĩ khả năng che khuất các màu khác khiến cho lá cây cĩ màu xanh đặc trưng. Chỉ cĩ vài trường hợp đặc biệt, Chlorophyll mới bị che bởi màu khác. Nhưng trong quá trình quả chín hoặc lá già thì màu xanh chlorophyll bị mất đi, thay thế bằng màu của chất khác. II.1.1 Cấu tạo Chlorophyll là một hợp chất của porphyrin gồm 4 vịng pyrol. Các vịng này liên kết phối trí với ion Mg2+. Vịng thứ 5 : isocryclic xếp gần vịng pyrol thứ 3. Tại pyrol thứ 4, acid propionic liên kết với vịng pyrol và liên kết ester với phân tử rượu phytol. Cấu tạo này tương tự như cấu tạo nhĩm hemichromes (hemoglobin và mioglobin) của hồng cầu nhưng khác nhau ở nguyên tử kim loại trung tâm: của hemichromes là Fe. Do đĩ dẫn đến sự khác nhau về màu sắc thể hiện: chlorophyll màu xanh, hemichromes màu đỏ. Như vậy, nguyên tử kim lọai trung tâm cĩ vai trị nhất định trong việc tạo màu của hợp chất. Hình 5: Cấu trúc chlorophyll Trong các loại cây thì tỉ lệ giữa chlorophyll a và chlorophyll b biến đổi trong khoảng từ 1 đến 3, tùy thuộc vào nhiều yếu tố: loại cây và mơi trường. Những cây tiếp xúc nhiều với ánh nắng mặt trời thì cĩ xu hướng là cĩ tỷ số chlorophyll a / chlorophyll b cao hơn những cây ít tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. Trong thành phần xanh của cây, chlorophyll cĩ trong tổ chức đặc biệt, phân tán trong nguyên sinh chất gọi là lục lạp hoặc hạt diệp lục. Hạt diệp lục cĩ cấu trúc 2 màng thylakoid, trên 2 màng này là chlorophyll liên kết với protein. Tính chất lưỡng tính của chlorophyll cho phép chuỗi phytol cố định lên màng thylakoid, cịn vịng porphyrin thì liên kết với protein (theo Heaton và Marangoni 1996, Salisbury và Ross 1985), tạo nên cấu trúc gọi là hệ thống quang hĩa. Trong cây, luơn cĩ 2 hệ thống quang hĩa là PSI và PSII. Hình 6: Quang phổ hấp thụ của chlorophyll a và b II.1.2 Tính chất Dưới tác dụng của nhiệt độ và acid của dịch bào, màu xanh bị mất đi là do protein bị đơng tụ làm cho liên kết giữa chlorophyll và protein bị đứt,do đĩ chlorophyll dễ dàng tham gia phản ứng: Chlorophyll + 2HX à Pheophytin + MgX2 (màu chlorophyll) (màu pheophytin) Kết quả là tạo ra pheophytin cĩ màu xanh olive. Khi cho tác dụng với các kiềm nhẹ như carbonate kiềm, kiểm thổ thì chúng sẽ trung hịa acid và muối acid của dịch tế bào và tạo nên mơi trường kiềm làm cho chlorophyll bị xà phịng hĩa thành rượu phytol, methanol và acid chlorophyllinic. Chlorophyll a + kiềm à (C32H30ON4Mg) (COONa)2 + CH3OH + rượu phytol Chlorophyll b + kiềm à (C32H28ON4Mg) (COONa)2 + CH3OH + rượu phytol Các acid (C32H30ON4Mg) (COONa)2 và (C32H28ON4Mg) (COONa)2 thu được do xà phịng hĩa chlorophyll a và chlorophyll b gọi là chlorophyllin hoặc chlorophyllite. Các acid cũng như muối của chúng đều cho sản phẩm màu xanh đậm. Trong một số cây cịn cĩ enzyme chlorophyllase cũng cĩ thể thủy phân được các liên kết ester để giải phĩng phytol và methanol. Enzyme này thường được định vị trong các sắc lạp, khá bền với nhiệt và chỉ được hoạt hĩa trong thời gian chín. Chlorophyll cũng cĩ thể bị oxy hĩa do: Oxy và ánh sáng (quang oxy hĩa). Tiếp xúc với các lipid bị oxy hĩa. Tác dụng của enzyme lipoxydase. Các quá trình oxy hĩa này cĩ thể xảy ra trong rau khi bảo quản ở độ ẩm tương đối dưới 30%, cịn khi độ ẩm của khơng khí cao hơn thì chlorophyll lại bị biến đổi thành pheophytin. Một số hợp chất bay hơi cĩ thể làm tăng (ethylene) hay làm chậm (CO2) sự biến đổi của chlorophyll. Dưới tác dụng của Fe, Sn, Al, Cu thì Mg trong chlorophyll sẽ bị thay thế và sẽ cho các màu sau: Fe: cho màu nâu Sn và Al: cho màu xám Cu: cho màu xanh sáng Rau muống xanh Rau muống xào cĩ đồng Trong sản xuất thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất đồ hộp rau, người ta thường dùng các biện pháp sau đây để bảo vệ màu xanh của diệp lục: Gia nhiệt nhanh trong một lượng nước sơi lớn (3-4 l/g) để làm giảm hàm lượng acid. Acid lúc này sẽ bị bay đi cùng với nước. Gia nhiệt rau xanh trong nước cứng, carbonate kiềm thổ sẽ trung hịa 1 phần acid của dịch bào. Trong thực tế, để bảo vệ màu xanh của đậu đĩng hộp, người ta cho vào hộp một ít dinatri glutamate, hoặc để nhuộm màu xanh cho đậu vàng, người ta dùng chlorophyll (chlorophyll + kiềm). Chlorophyll dễ bị hấp thụ trên bề mặt của hạt đậu và giữ được bền màu trên bề mặt đĩ làm cho màu hạt rất đẹp. Chlorophyll breakdown (khơng màu) Hydroxychlorophyll (xanh lục) Chlorophyll breakdown (khơng màu) Chlorophyll (xanh lục) Pyrochlorophyll (xanh lục) Pyropheophytin (nâu olive) Pheophytin (nâu olive) Chlorophyllide (xanh lục) Pyrochlorophyllide (xanh lục) Hydroxypheophytin (nâu olive) Pheophorbide (nâu olive) Pyropheophorbide (nâu olive) Ánh sáng, O2 (mất màu quang hĩa) Lipoxygenase chất béo khơng no, O2 - CO2CH3 - CO2CH3 - - CO2CH3 - CO2CH3 a a a Mg2+ Phytol Mg2+ Phytol Chlorophyllase Chlorophyllase Mg dechelatase và/hoặc pH thấp Mg dechelatase và/hoặc pH thấp a Hình 7: Sự biến đổi của Chlorophyll II.1.3 Biến đổi của chlorophyll trong bảo quản và chế biến rau quả II.1.3.1 Trong bảo quản Rau quả giảm hay mất màu xanh là dấu hiệu của sự lão hĩa sau khi thu hoạch. Đối với những lá già, màu cĩ thể chuyển từ xanh sang vàng đỏ hay nâu tùy thuộc vào sự biến đổi của Chlorophyll thành những sản phẩm khơng màu. Sự lão hĩa đưa tới những biến đổi xấu, dẫn đến việc làm chết các tế bào, các mơ,… Các yếu tố của mơi trường cĩ thể thúc đẩy hay kìm hãm quá trình này. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi của Chlorophyll trong quá trình bảo quản Lồi thực vật: Sự biến đổi chlorophyll rất khác nhau tùy theo lồi, chẳng hạn: Phần lớn chlorophyll ở rau quả bị phá hủy trong quá trình bảo quản. Tuy nhiên, một số lồi thực vật trong điều kiện tồn trữ nhất định cĩ khả năng tổng hợp chlorophyll sau đĩ mới giảm dần (theo Zhuang,1994). Sự giảm hàm lượng chlorophyll ở cải xoong nhanh hơn ở ngị tây. Quả cĩ đỉnh hơ hấp thì sự phá hủy chlorophyll trong quá trình chín diễn ra nhanh hơn quả khơng cĩ đỉnh hơ hấp… Enzyme: Trong quá trình chín, các enzyme chlorophyllase, Mg-dechetase được hoạt hĩa và thực hiện các phản ứng làm biến đổi màu sắc của chlorophyll. Ngồi ra sự mất màu của chlorophyll cịn diễn ra song song với quá trình oxy hĩa, được xúc tác bởi các enzyme lipoxygenase, peroydase, oxygenase. Quá trình oxy hĩa lipid bắt đầu bằng sự tích tụ các acid béo ở màng tế bào trong suốt quá trình chín. Các acid béo tự do cĩ thể bị oxi hĩa bởi lipoxygenase tạo thành hydroperoxide, sau đĩ hydroperoxide tiếp tục phản ứng với các thành phần khác, đặc biệt là oxy hĩa chlorophyll thành các hợp chất khơng màu. Theo nghiên cứu của Yamauchi 1980, thực vật cĩ cơ chế bảo vệ chống oxy hĩa cao giữ diệp lục tốt hơn thực vật cĩ cơ chế chống oxy hĩa thấp. Ethylene: Ethylene cĩ khả năng thúc đẩy nhanh quá trình chín, do đĩ nĩ cũng đẩy nhanh tốc độ mất màu Chlorophyll ở rau quả. Xồi xanh Xồi chín Khi chín, màu của chlorophyll sẽ mất đi và màu vàng của b - caroten sẽ xuất hiện. Lers et al (1998), chứng minh được ethylene đẩy nhanh sự mất màu chlorophyll ở rau cần trong tối 8 ngày ở 250C. Nồng độ CO2: Nồng độ CO2 cao cĩ thể cản trở việc giảm hàm lượng chlorophyll, đồng thời nếu nồng độ CO2 cao cịn cĩ khả năng ức chế tác dụng của ethylene. Người ta dùng phương pháp khí quyển điều chỉnh (Controlled Atmosphere- CA) để bảo quản rau quản rau quả sau thu hoạch để hạn chế sự đổi màu của chlorophyll. Paradis (1996) đã chứng tỏ lượng chlorophyll vẫn duy trì trong cải bơng sau 6 tuần bảo quản với 2%O2 + 6% CO2 ở 4OC. Ngược lại, 60% chlorophyll bị mất sau 4 tuần bảo quản trong điều kiện khơng khí bình thường. Bảo quản lạnh Làm lạnh là một trong những phương pháp hiệu quả để duy trì chất lượng rau quả trong thời gian bảo quản dài. Hầu hết rau quả đều được chần trước khi làm lạnh. Tuy nhiên một vài loại rau quả cĩ thể làm lạnh thơ như tỏi tây và cà rốt. Chất lượng rau quả làm lạnh đưa đến tay người tiêu dùng cĩ thể khơng tốt hơn chất lượng của nĩ vào thời gian làm lạnh. Nhiệt độ, thời gian bảo quản và sự thay đổi nhiệt độ trong kho là những nhân tố thiết yếu ảnh hưởng đến chất lượng của rau quả lạnh đơng. Thời gian bảo quản của hầu hết các loại rau quả tăng khi nhiệt độ bảo quản hạ thấp từ -25¸40oC. Đậu Hà Lan, đậu xanh, cải Brussels và rau bina là một trong những loại rau quả lạnh đơng được ưa chuộng nhất. Trong quá trình bảo quản kéo dài của rau quả lạnh đơng, màu sắc thay đổi là do chlorophyll chuyển hĩa thành pheophytin. Hàm lượng chlorophyll giảm và hàm lượng chlorophyllide, pheophytin và pheophorbide tăng. Nguyên nhân là do họạt động của các enzyme chlorophyllase , peroxydase. Bơng cải tươi Bơng cải lạnh đơng Do đĩ với rau quả lạnh đơng người ta thường chần trước nhằm vơ hoạt những enzyme làm mất màu và mất hương vị. Sự nhạt màu phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản, loại rau quả, những bước chuẩn bị trước khi chần và thời gian làm lạnh.( Dietrich 1959). Ví dụ: Ở đậu Hà Lan được chần, 10% hàm lượng chlorophyll đầu tiên mất đi trong 1,6– 2,5 tháng khi được trữ ở -7oC thì; cịn trữ ở -18oC thì mất đi trong 30-43 tháng. Việc mất dần chlorophyll của đậu xanh sẽ xảy ra khi đậu xanh được bảo quản ở -9oC trong 20 tháng mà khơng được đem chần trước do Buckle và Edward theo dõi (1970) được thể hiện ở giản đồ sau: Hình 8: Sự biến đổi của chlorophyll ở đậu xanh khơng chần trước khi trữ lạnh ở -9oC II.1.3.1 Trong chế biến II.1.3.1.1 Biến đổi trong rau quả fresh-cut Sản phẩm fresh-cut là sản phẩm thu được từ rau quả sau thu hoạch qua quá trình chế biến tối thiểu, cĩ tính chất gần giống như tự nhiên. Khi bị cắt gọt các tế bào rau quả bị phá vỡ lớp màng bảo vệ tạo điều kiện cho các thành phần trong rau quả như các chất màu, các chất gây oxy hĩa … tiếp xúc với các tác nhân oxy (khơng khí), ánh sáng, vi sinh vật.. Sự tiếp xúc này làm biến đổi các hợp chất trong rau quả dẫn đến sự thay đổi chất lượng sản phẩm, trong đĩ sự thay đổi về các giá trị cảm quan như màu sắc, trạng thái… là quan trọng nhất. Chlorophyll rất nhạy cảm với ánh sáng. Dưới tác dụng của ánh sáng, Chlorophyll bị phân hủy tạo hợp chất đơn giản hơn khơng màu (Chlorophyll breakdown). Sự mất màu do ánh sáng khơng xảy ra trong tế bào sống vì Chlorophyll được bảo vệ bởi carotenoid trên màng lục lạp. Cịn trong chế biến sự cắt gọt làm cho ánh sáng và oxy tác dụng trực tiếp gây ra phản ứng quang oxy hĩa phá hủy Chlorophyll. Ánh sáng, O2 Chlorophyll Chlorophyll breakdown (xanh lá) (khơng màu) Ví dụ: dưa chuột bị mất màu trong điều kiện cĩ ánh sáng, nhiệt độ 1-5oC do sự oxy hĩa bởi tác nhân oxy nguyên tử và superoxyde. (theo Van hasselt và Strikwerda, 1976). Chlorophyll cịn bị mất màu bởi tác nhân oxy hĩa là gốc tự do. Trong tế bào, chlorophyll thường liên kết với chất béo. Do tác động của ánh sáng và enzyme lipoxygenase, chất béo bị oxy hĩa tạo các gốc tự do alkyl peroxy, các gốc tự do này sẽ oxy hĩa làm mất màu chlorophyll. Ánh sáng, lipid, lipoxygenase Chlorophyll Chlorophyll breakdown (xanh lá) (khơng màu) II.1.3.1.2 Biến đổi trong rau quả được xử l‎ý nhiệt Các quá trình xử lý nhiệt Chần: Ở 70 – 105oC là một quá trình gia nhiệt trong thời gian ngắn làm vơ hoạt các enzyme và giúp rau quả ổn định chống lại sự hư hỏng và kéo dài thời gian bảo quản. Điều kiện chần tối ưu cho từng loại rau quả khác nhau tùy thuộc chủng loại và kích cỡ của tế bào thực vật, thời gian và nhiệt độ cần thiết để vơ họat các enzyme. Peroxydase là một trong những enzyme chịu nhiệt ổn định nhất trong rau quả và thường được sử dụng như là một dấu hiệu của sự nhạt màu. Việc chần cĩ thể thực hiện trong nước, hơi nước hay bằng vi sĩng. Việc chần thường được thực hiện khi bảo quản lạnh đơng. Đĩng hộp: Thường được thực hiện ở 121oC trong 25-40 phút hoặc 115oC rong 30-40 phút. Mục đích của việc đĩng hộp là để sản xuất rau quả tiệt trùng, tiêu diệt bào tử của Clostridium Botulinum- loại vi khuẩn cĩ hai trong thực phẩm cĩ khả năng chịu nhiệt tốt nhất. Thanh trùng: Thực hiện ở khoảng 60-85oC, nhằm mục đích tiêu diệt những tế bào sinh dưỡng của vi sinh vật. Sản phẩm rau quả thanh trùng thường được sử dụng trong quá trình sản xuất nước ép rau quả. Tách nước Bao gồm việc loại bỏ nước khỏi chất rắn đến mức độ mà sự hư hỏng do vi sinh vật là rất nhỏ trong suốt quá trình bảo quản dài hạn. Nước cĩ thể loại bỏ bằng cách đơng lạnh hay sấy thùng. Rau quả tách nước được sử dụng trong những thực phẩm chế biến sẵn (ví dụ trong soup, gia vị mì gĩi…). Biến đổi của Chlorophyll trong rau quả được xử lý nhiệt Việc giữ màu xanh cho rau quả là một thách thức lớn trong cơng nghiệp. Hầu hết người tiêu dùng đều thích sử dụng những loại rau quả mà sau khi gia nhiệt vẫn giữ nguyên được màu xanh sáng ban đầu. Việc gia nhiệt cần thiết để làm ổn định rau quả và vơ hoạt các enzyme gây hư hỏng. Ở nhiệt độ trên 60oC thì các tế bào sống bị tiêu diệt, các phần tử pectic bị phá vỡ và cấu trúc của tế bào bị thay đổi. Màu chlorophyll nằm trong lục lạp tế bào. Khi tế bào bị tiêu diệt trong quá trình gia nhiệt, lớp màng của lục lạp bị phá vỡ, chất diệp lục thốt ra ngồi. Khi lớp màng tế bào chất bị phá vỡ, các phân tử acid cùng được giải phĩng ra ngồi, các acid này sẽ kết hợp với chlorophyll tạo thành pheophytin làm mất dần màu xanh lá và chuyển thành màu xanh oliu (quá trình này chỉ cĩ thể xảy ra khi màng tế bào chất bị phá vỡ). Tỷ lệ giữa chlorophyll và pheophytin cĩ thể sử dụng như một chỉ số màu cho việc gia nhiệt rau quả xanh. Việc đo hệ số phản xạ của sự ổn định màu trong rau quả hay những liên kết của nĩ cũng được sử dụng cho việc đánh giá tồn bộ những sự biến đổi màu trong suốt quá trình gia nhiệt của rau quả nhằm sản xuất các loại nước ép. Sự chuyển từ màu chlorophyll sang màu pheophytin trong suốt quá trình gia nhiệt phụ thuộc vào thời gian xử lý nhiệt và pH. Từ 60oC trở lên thì bắt đầu cĩ sự chuyển từ màu cholrophyll sang màu pheophytin, tốc độ này tăng một cách nhanh chĩng khi nhiêt độ tăng. Chlorophyll a nhạy cảm với nhiệt hơn chlorophyll b. Trong nước cây bơng cải xanh, chlorophyll a mất màu nhanh gấp hai lần chlorophyll b. Hiện tượng này do mơi trường phân tử xung quanh chlorophyll trong nước bơng cải là mơi trường acid. Tĩm lại sự ổn định của màu chlorophyll trong những tế bào bị phân hủy phụ thuộc vào nồng độ acid trong tế bào và liên kết giữa chlorophyll và lipoprotein trong lục lạp. Hình 9: Sự biến đổi của pheophytin theo thời gian gia nhiệt Chần Rau quả cĩ thể mất màu trong quá trình bảo quản lạnh là do hoạt tính của các enzyme chlorophyllase và peroxydase. Ngồi ra dưới tác dụng của enzyme lipoxygenase sẽ hình thành lipid hydroperoxyd và gốc hydroperoxy tự do cĩ thể làm mất màu chlorophyll. Khi chần sẽ giúp vơ hoạt các enzyme này làm màu chlorophyll ít bị biến đổi. Khi chần quá mức sẽ tạo ra những màu khơng mong muốn cho sản phẩm vì khi đĩ nĩ bị pheophytin hĩa hồn tồn, hình thành pyropheophytin và phá hủy lục lạp. Sử dụng phương pháp chần bằng nước, nước sẽ vào trong tế bào và những khoảng trống trong nội bào, lục lạp sẽ phồng lên và chất diệp lục sẽ khuếch tán qua tế bào. Việc chần bằng nước nĩng, hơi nước hay vi sĩng khơng làm cho sản phẩm cĩ sự khác biệt về màu sắc. Quá trình nấu Quá trình nấu đậu Hà Lan trong nước khoảng 3 phút thì khơng cĩ ảnh hưởng đáng kể lên tổng hàm lượng chlorphyll và pheophytin vì hàm lượng chlorophyll a và b giảm cịn hàm lượng pheophytin a và b tăng lên tương ứng. Dưới tác dụng của quá trình gia nhiệt bằng lị vi sĩng đối với khoai lang, màu của các hợp chất chlorophyll thay đổi. Khi nấu khoảng 8 phút tổng hàm lượng chlorophyll giảm khoảng 7 lần, chlorophyll a và b chuyển thành chlorophyll a’ và b’ trong hai phút đầu. Pheophytin a và b sẽ xuất hiện sau 8 phút Đĩng hộp và thanh trùng Trong quá trình đĩng hộp và thanh trùng rau quả xanh màu của chlorophyll cuối cùng sẽ đổi từ màu blue-green sang màu olive-green do quá trình xử lý nhiệt độ cao và thời gian kéo dài nhằm đạt được sự tiệt trùng thương mại. Rau quả đĩng hộp thường cĩ màu nâu olive của pheophytin và pyropheophytin. Ví dụ: ở 121o C trong 30 phút màu chlorophyll trong rau bina chuyển thành màu của pheophytin. Quá trình tách nước Thời gian tách nước dài, đặc biệt là ở nhiệt độ cao dẫn đến các sản phẩm cĩ chất lượng khơng tốt. Nguyên nhân là do phản ứng caramel hĩa, phản ứng Maillard, hoạt động của các enzyme và quá trình nhạt màu dần do sự tạo thành pheophytin (vẫn cĩ thể xảy ra khi hàm lượng nước rất thấp). Ví dụ: trong rau ngị sấy khơ ở nhiệt độ 80-90oC, 3-7 % chlorophyll chuyển thành pheophytin; cịn ở 100oC và 140oC thì lượng này là 12-15%. Khi sấy khơ thì mẫu lưu trữ được trong thời gian hai năm. Ví dụ: trong tiêu, sự mất màu xanh lục cao hơn ở nhiệt độ 70-75oC so với 55-600C. Như vậy, việc mất màu chlorophyll sẽ giảm sau khi sấy khơ và sau khi chần bằng hơi nước nĩng. Việc xử lý bằng hơi nước sẽ tăng độ bền vững của màng tế bào làm hơi nước tách bớt ra khỏi tế bào giúp tế bào và giúp giảm thời gian sấy. Bảng 5: Ảnh hưởng của chần bằng hơi nước trước khi sấy và nhiệt độ sấy lên sự thay đổi của chlorophyll ở lá húng quế Phương pháp Nhiệt độ sấy Chlorophyll a+b Pheophytin a+b Khơng xử lý 100 100 Cĩ chần 40oC 60oC 99 69 158 134 Khơng chần 40oC 60oC 60 37 81 161 II.1.3.1.2 Biến đổi trong rau quả lên men Muối và lên men rau quả là sự bảo quản bằng cách sử dụng acid. Acid thường được thêm vào trong quá trình muối. Cịn quá trình lên men cĩ thể diễn ra một cách tự nhiên hoặc được thêm vào các acid để điều khiển quá trình trong điều kiện tối ưu. Bảo quản rau quả bằng việc sử dụng acid và dấm sẽ ảnh hưởng đến duy trì màu xanh của rau quả tươi. Điều này được thấy trong quá trình muối dưa chuột, quá trình lên men của cải màu xanh lục và xanh olive, salad trộn, cải bắp được xé vụn và đĩng gĩi dưới áp suất nhẹ. Cĩ thể thêm acid vào trước khi loại trừ khơng khí. Việc thêm acid làm giảm pH của sản phẩm, tạo điều kiện thích hợp cho sự lên men. Trong quá trình lên men, con đường thay đổi chính của chlorophyll là tạo thành chlorophyllide và pheophorbide. Sự thay đổi từ màu chlorophyll thành màu chlorophylide và pheophytin thành pheophorbide là do enzyme chlorophyllase; cịn sự chuyển từ màu chlorophyll thành pheophytin và chlorophyllide thành pheophorbide là do pH acid. Rau quả trộn cĩ chứa acid acid citric, malic và acid acetic giúp giữ màu tốt hơn là những rau quả chứa các acid cĩ vịng benzen như acid benzoic acid. Đĩ là do các acid vịng benzen cĩ thể khuếch tán qua màng lipid của sắc lạp và phân ly thành ion H+ , tạo ra pH thấp làm ảnh hưởng đến chlorophyll. Hình 9: Sự biến đổi của các chất nhĩm Chlorophyll và pH trong quá trình lên men olive (Minguez-Mosquera và cộng sự (1989) II.2 Carotenoids Hình 10: Các thực phẩm giàu carotenoid Carotenoid là sắc tố được phân bố rộng rãi trong tự nhiên sau chlorophyll. Hàm lượng carotenoid trong lá xanh chiếm khoảng 0,07% - 0,2% chất khơ, trong trường hợp hạn hữu người ta thấy nồng độ carotenoid rất cao. Người ta ước tính lượng carotenoid được tạo thành trong tự nhiên hàng năm là 108 tấn (theo Weedon 1971). Ngày nay, hơn 650 loại carotenoid đã được nhận biết và phân lập từ những nguồn tự nhiên, và hơn 100 loại đã được tìm thấy trong rau trái (theo Britton và Hornero-Méndez 1997). Trong trái cây và hoa, vai trị chính của carotenoid là thu hút động vật để đảm bảo sự phân tán của hạt giống và phấn hoa (theo Bartley và Scolnik 1995). Carotenoid cũng cĩ một vai trị rất quan trọng nữa là bảo vệ cho chlorophyll và cơ quan quang hợp. Trong cây, carotenoid cĩ mặt và được tích lũy ở các hạt plastid, cụ thể là nằm trong lục lạp liên kết với chlorophyll và trong sắc lạp (theo Goodwin và Britton 1988). Trong lục lạp, carotenoid tồn tại dưới dạng phức chlorophyll – carotenoid – protein nằm trong màng thylakoid. Tại đây, carotenoid đĩng vai trị thu nhận ánh sáng, nhờ vào phổ hấp thu ánh sáng của carotenoid mà chúng cĩ thể hấp thu được những photon mà chlorophyll khơng hấp thu. Sắc lạp của quả chín, hoa, một số rễ và nốt rễ là nơi tích luỹ rất nhiều carotenoid với cấu trúc hĩa học cực kỳ đa dạng. Trong sắc lạp, carotenoid thường được tích lũy trong các cấu trúc giàu béo gọi là plastoglobule. Trong một số trường hợp nhất định như cà chua, cà rốt và mận, các carotenoid cũng tồn tại dưới dạng tinh thể carotenoid, chủ yếu là carotene nằm trong chất nền. (theo Sitte và cộng sự 1980). Bảng 6: Nguồn rau quả cĩ hợp chất carotenoid II.2.1 Tính chất Carotenoid là nhĩm chất màu hịa tan trong chất béo làm cho quả và rau cĩ màu da cam, màu vàng và màu đỏ. Tất cả các carotenoid đều khơng tan trong nước, rất nhạy với acid và chất oxy hĩa, nhưng lại rất bền vững với kiềm. Một trong những đặc điểm của carotenoid là cĩ nhiều nối đơi luân hợp tạo nên những nhĩm mang màu của chúng. Màu của chúng phụ thuộc vào những nhĩm này. Hình 11: Quang phổ hấp thụ của một số chất nhĩm carotene Hình 12: Sự biến đổi của carotenoid II.2.2 Một số hợp chất tiêu biểu của nhĩm carotenoid II.2.2.1 Lycopene Dưa hấu Cà chua Gấc Hình 13: Một số rau trái giàu lycopene Lycopene cĩ mặt trong quả cà chua và một số quả khác. Màu đỏ của cà chua chín chủ yếu do cĩ mặt lycopene mặc dù trong cà chua cịn cĩ một loạt các carotenoid khác nữa như: Phytoflutin 0,29 mg/quả α-carotene 0,42 mg/quả b-carotene 1,00 mg/quả g-carotene 5,66 mg/quả Trong quá trình chín, hàm lượng lycopene trong cà chua tăng lên 10 lần. Tuy nhiên, chất màu này khơng cĩ hoạt tính vitamin. Lycopene cĩ cấu tạo như sau: Bằng cách tạo thành vịng ở một đầu hoặc cả 2 đầu của phân từ lycopene thì sẽ tạo thành các đồng phân α, b, g-carotene. Màu da cam của cà rốt, mơ chủ yếu là do carotene. Carotene cĩ cấu tạo như sau: Cà rốt Xồi Bí đỏ Khoai lang Hình 14: Một số rau trái giàu b - carotene α-carotene g-carotene Tất cả những carotenoid tự nhiên khác đều là dẫn xuất của lycopene và carotene. Chúng được tạo thành bằng cách đưa nhĩm hydroxyl, carbonyl, hoặc methoxy vào mạch, nhờ phản ứng hydro hĩa hoặc oxy hĩa. Bảng 7 : Hàm lượng a, ß-carotene (mg/100g) cĩ trong phần cĩ thể ăn được của rau và trái Rau quả Hàm lượng Táo 0,1 Mơ 1,6 Măng tây 0,5 Đậu 0,4 Bơng cải xanh 1,5 Cà rốt 6,6 Cherry 0,6 Rau diếp xoăn 1,5 Rau thơm 2 Cải xoong 5,3 Cải xoăn 5,1 Xồi 2,9 Dưa tây 2 Rau mùi tây 4,9 Đào 0,5 Mận 0,2 Rau bina 3,5 Khoai lang 5,9 Cà chua 0,5 Dưa hấu 0,4 Zucchetti 0,2 Bảng 8: Hàm lượng của a, b - carotene trong một số thực phẩm Sản phẩm Beta-Carotene * Alpha-Carotene * Khoai lang (đã được làm rám vỏ) 9.5 0 Cà rốt tươi 8.8 4.6 Bí đỏ đĩng hộp 6.9 4.8 Cải xoăn nấu 6.2 0 Rau bina tươi 5.6 0 * milligrams trên 100 grams II.2.2.2 Xanthophyll Xanthophyll cĩ cơng thức C40H56O2 và cĩ được bằng cách gắn thêm 2 nhĩm hydroxyl vào phân tử α-carotene, do đĩ cĩ tên 3,3’-dihydroxy-α-carotene. Xanthophyll là chất màu vàng nhưng màu sáng hơn carotene vì chứa ít nối đơi hơn. Trong lịng đỏ trứng gà cĩ 2 nhĩm xanthophyll là dihydroxy-α-carotene và dihydroxy-b-carotene với tỷ lệ 2:1. Trong rau xanh cĩ chứa xanthophyll và carotene. Trong cà chua cĩ chứa xanthophyll carotene và lycopene. II.2.2.3 Capsanthin Capsanthin cĩ cơng thức C40H58O3, là chất màu vàng cĩ trong ớt đỏ. Capsanthin chiếm 7/8 tất cả các màu của ớt. Capsanthin là dẫn xuất của carotene, nhưng cĩ màu mạnh hơn các carotenoid khác 10 lần. Trong ớt đỏ cĩ các carotenoid nhiều hơn trong ớt xanh 35 lần. II.2.2.4 Cryptoxanthin Cryptoxanthin cĩ cơng thức C40H56O (3 – hoặc 4 – hydroxyl b - carotene). Màu da cam của quýt, cam chủ yếu do cryptoxanthin. II.2.1.5 Bixin Bixin là chất màu cĩ trong quả cây nhiệt đới tên là Bixa prellana, bixin được dùng để nhuộm màu dầu, margarine và các sản phẩm thực phẩm khác. Bixin cĩ cơng thức cấu tạo như sau: II.2.3 Biến đổi của Carotenoid trong bảo quản và chế biến rau quả II.2.3.1 Trong bảo quản Trong bảo quản rau quả cĩ thể xảy ra sự mất màu hay tổng hợp carotenoid tùy thuộc vào từng lồi rau quả và điều kiện bảo quản (nhiệt độ, ánh sáng..). Sự mất màu của carotenoid cũng diễn ra trong suốt quá trình lão hĩa của rau quả với tốc độ chậm hơn so với chlorolphyll. Thành phần của carotenoid cũng cĩ thể thay đổi trong suốt quá trình lão hĩa, hình thành nên các xanthophyll ester và epoxyde. (Biswal,1995). Ví dụ về sự giàm hàm lượng carotenoid : Ở bắp và ớt ngọt nhiệt độ càng cao carotenoid trong nguyên liệu càng bị phá hủy nhanh. Ớt ngọt bảo quản trong 9 ngày ở 7OC hàm lượng carotenoid mất đi là 20%, cịn khi bảo quản ở 15 và 17 OC lượng carotenoid mất đi lần lượt là 60% và 80%. Ví dụ về sự tổng hợp carotenoid : Lee(1986) đã phát hiện rằng hàm lượng nhiều loại carotene bao gồm a, β- carotene tăng nhẹ trong cà rốt suốt 100-125 ngày bảo quản ở 2oC và sau đĩ thì giảm dần. Nhiệt độ thích hợp cho sự gia tăng màu đỏ của cà chua khoảng từ 20-25oC. Dưới 10oC hay trên 30oC sự phát triển của màu đỏ sẽ bị ngăn chặn. Sau 7 ngày để ở 35oC cà chua sẽ cĩ màu vàng, đĩ là vì mặc dù trên 30oC sự tổng hợp lycopene bị ngăn chặn nhưng sự tổng hợp β-carotene vẫn tiếp tục. Cà chua trên cây Cà chua bảo quản ở 20 – 25oC Cà chua bảo quản ở 35oC Hình 15: Sự thay đổi màu của cà chua ở những nhiệt độ bảo quản khác nhau Ví dụ về ảnh hưởng của ánh sáng đến sự ổn định của các hợp chất carotenoid.: Ở cà rốt, carotene và lutein rất ổn định trong 8 ngày bảo quản ở 4oC trong tối lẫn dưới ánh sáng. Tuy nhiên trong rau bina hàm lượng violaxanthin và lutein giảm lần lượt 60% và 20% trong 8 ngày bảo quản trong điều kiện cĩ ánh sáng.( Kopas-Lane và Warthesen,1995). Trong bảo quản lạnh đơng: Hàm lượng carotenoid của rau quả lạnh đơng thì tương đối ổn định. Cĩ rất ít hoặc khơng cĩ sự giảm màu và đồng phân hĩa trong cà rốt, khoai lang và bắp. Ví dụ: Làm lạnh và bảo quả khoai lang ở -17oC trong 6 tháng khơng cĩ sự thay đổi nhiều trong hàm lượng và màu sắc của từng đồng phân carotene. Tuy nhiên oxy và ánh sáng cĩ thể ảnh hưởng đến sự ổn định của màu carotenoid trong suốt quá trình bảo quản lạnh đơng. Vì vậy, đĩng gĩi rau quả thích hợp trước khi bảo quản lạnh đơng cĩ thể loại bỏ ánh sáng và oxy sẽ giúp giữ màu carotenoid tốt hơn. Thơng thường người ta sẽ chần trước khi bảo quản rau quả lạnh đơng. Nguyên nhân là do khi chần, ta đã vơ hoạt được enzyme lipoxygenase. Việc mất màu carotenoid phụ thuộc nhiều chủng loại rau quả , cĩ chần hay khơng chần trước khi làm lạnh Ví dụ: Trong bảo quản lạnh đơng cà rốt: - Cĩ chần: bảo quản trong12 tháng ở -20oC , hàm lượng carotene giảm rất ít. - Khơng chần: hàm lượng carotene giảm đáng kể. Trong cà chua hàm lượng carotenoid giảm liên tục, làm màu đỏ nhạt dần trong thời gian bảo quản 24 tháng ở -20oC và -25oC. Những phương pháp bảo quản lạnh khác nhau cùng gây ảnh hưởng khác nhau đến hàm lượng carotenoid. Ví dụ: Đối với làm lạnh đơng bắp ngọt ở -23oC thì làm lạnh nhanh bằng dây đai chuyển động với vận tốc 10 phút/ vịng sẽ giữ màu vàng của ngơ tốt hơn là làm lạnh bằng cách thổi khí. Ở khoai tây thì sự khác nhau này khơng nhiều. Làm lạnh ớt đỏ bằng N2 lỏng ở -30oC sẽ cho màu đỏ đẹp hơn là làm lạnh bằng phương pháp truyền thống. II.2.3.2 Trong chế biến II.2.3.2 .1 Biến đổi của Carotenoid trong sản phẩm Fresh-cut Carotenoid là một chất nhạy cảm với ánh sáng. Dưới tác dụng của ánh sáng carotenoid cĩ thể biến đổi như sau: Xảy ra quang oxy hĩa: Ánh sáng tác động lên các chất nhạy cảm, oxy hĩa các hợp chất này tạo ra oxy nguyên tử, sau đĩ oxy nguyên tử sẽ oxy hĩa nối đơi trong phân tử carotenoid tạo hợp chất khơng màu. Phản ứng oxy hĩa do tác động của enzyme lipoxygenase: Sự oxy hĩa do hoạt động của hệ thống enzyme cĩ sẵn trong rau quả. Trong đĩ vai trị quan trọng nhất là enzyme lipoxygenase, chúng tác động lên các vị trí liên kết nối đơi của lipid để tạo ra các gốc tự do và peroxyde (khi cĩ mặt oxy), các hợp chất này sẽ tiếp tục oxy hĩa carotenoid hoặc các enzyme sẽ oxy hĩa trực tiếp lên hệ thống nối đơi liên hợp tạo ra các sản phẩm khơng màu. Phản ứng quang đồng phân hĩa Trans- carotenoid Cis-carotenoid (màu đậm) ( màu nhạt) Ví dụ: cà chua trên cây mà chịu nhiều ánh sáng và nhiệt độ khơng khí cao thì quả sẽ khơng đẹp như khi trồng trong điều kiện ơn hịa. II.2.3.2.2 Biến đổi của Carotenoid trong quá trình xử lý nhiệt Ảnh hưởng của quá trình gia nhiệt đến sự mất màu và đồng phân hĩa của carotenoid trong các loại rau quả màu vàng, cam và đỏ tùy thuộc từng chủng loại, thành phần carotenoid, phương pháp gia nhiệt và các điều kiện chế biến. Thời gian, nhiệt độ và sự cĩ mặt của oxy là những nhân tố ảnh hưởng đến sự bền màu của carotenoid. Quá trình chần và nấu Quá trình gia nhiệt làm phá hủy sắc lạp, carotene cĩ thể hịa tan trong chất béo dẫn đến sự đổi màu. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hàm lượng carotenoid khá phức tạp. Hàm lượng carotenoid cĩ thể tăng, giảm hay được duy trì trong suốt quá trình gia nhiệt. Quá trình chần cà rốt sẽ tạo ra màu sáng hơn và gia tăng việc bão hịa cường độ màu hơn là khơng chần Khi gia nhiệt nhẹ ở dưới 100oC trong một thời gian ngắn, chẳng hạn như chần cĩ thể gia tăng hàm lượng carotenoid trong một đơn vị khối lượng. Việc gia tăng này là do các chất tăng nồng độ khi tế bào bị phá hủy, lượng ẩm bị mất đi, những chất rắn hịa tan và sự vơ hoạt các enzyme oxy hĩa carotene. Tuy nhiên gia nhiệt mạnh cũng cĩ thể dẫn đến giảm hàm lượng carotenoid. Trong quá trình gia nhiệt, phản ứng đồng phân hĩa cĩ thể xảy ra tùy thuộc vào thời gian và cường độ gia nhiệt. Ví dụ: Trong khoai tây chiên, hàm lượng β-carotene tăng 13% - 14% trong 2-10 phút chần ở nhiệt độ 100oC. Tuy nhiên nếu nướng ở 191oC thì mất khoảng 31% β-carotene. Trong đậu Hà Lan, hàm lượng lutein tăng 38%, hàm lượng carotene tăng 23% và tổng hàm lượng carotenoid tăng 26% khi đem gia nhiệt trong nước khoảng 3 phút. Cà chua bị mất 10% hàm lượng lycopene khi phơi khơ ở 110oC, nhưng ở 80oC thì hàm lượng lycopene khơng đổi. Gia nhiệt trong lị vi sĩng trong 9 phút thì hàm lượng carotene trong cà rốt cĩ sự khác biệt nhỏ so với cà rốt khơng bị gia nhiệt. Màu sắc và hàm lượng carotenoid khác nhau tùy thuộc vào phương pháp chế biến. Những phương pháp gia nhiệt khác nhau cũng cĩ thể cĩ những ảnh hưởng như nhau. Ví dụ: Khơng cĩ sự thay đổi về màu sắc của cà rốt trong nước trong 2 phút ở 88oC hay gia nhiệt cao trong thời gian ngắn. Khơng cĩ sự thay đồi lớn giữa việc gia nhiệt bằng lị vi sĩng hay gia nhiệt bằng phương pháp truyền thống về hàm lượng carotene trong cà rốt. Sự cĩ mặt của oxy trong quá trình chần cĩ thể dẫn đến giảm lượng màu carotenoid. Vì vậy giàm hàm lượng oxy hịa tan trong suốt quá trình chế biến sẽ giúp ngăn chặn việc mất màu của carotenoid một cách đáng kể. Đĩng hộp Việc xử lý nhiệt ở 115oC và 121oC sẽ phá hủy các màu của carotenoid trong nước cà rốt ép, cà rốt đĩng hộp. Trong quá trình bảo quản nếu nhiệt độ tăng dần thì hàm lượng carotene giàm vì nĩ thúc đẩy phản ứng oxy hĩa và đồng phân hĩa. Khi điều kiện bảo quản cà rốt là 115oC trong 30 phút thì đồng phân cis của a,β-carotene tăng, cịn khoảng 35% đồng phân trans của a, β-carotene bị giảm đi. Khi đĩng hộp trong điều kiện chân khơng, sự oxy hĩa sẽ bị ngăn chặn do oxy đã được loại trừ trong quá trình đĩng hộp. Quá trình chế biến nước ép Nước ép từ cà rốt và cà chua được làm từ những rau quả màu đỏ và vàng. Màu đỏ và sự ổn định thành phần carotenoid trong quá trình này phụ thuộc vào điều kiện chế biến. Những phương pháp xử lý nhiệt khác nhau sẽ cho ra nước cà rốt cĩ màu khác nhau từ cam đến vàng. Màu trong nước ép cà rốt tương quan với hàm lượng carotenoid và sự hình thành đồng phân cis. Cường độ màu giảm khi đồng phân cis được hình thành. Trong nước ép cà chua, 1% của lycopene bị mất đi trong 7 phút gia nhiệt ở 90oC và mất 17% nếu gia nhiệt ở 130oC. Sấy ở nhiệt độ cao Thơng thường việc tách nước làm cho màu nhạt dần và đồng phân hĩa carotenoid, đặc biệt là nếu rau quả khơ khơng được bảo vệ khỏi ánh sáng, khơng khí. Việc làm mất màu của rau quả khơ sẽ diễn ra nhanh hơn khi nhiệt độ cao. Ví dụ: Trong cà chua, hàm lượng lycopene mất nhiều nhất là 4% khi bị sấy khơ trong đĩ 17 % là đồng phân cis. Điều này chỉ ra rằng sự đồng phân hĩa và sự oxy hĩa xảy ra đồng thời. Tuy nhiên, mẫu được sấy khơ trong điều kiện chân khơng thì hàm lượng carotene bị tổn thất thấp nhất là 2%. Sự khác nhau này cĩ thể là do hàm lượng đường tồn tại trên bề mặt trong suốt thời gian thẩm thấu đã ngăn cản oxy xâm nhập vào gây oxy hĩa lycopene. Khơng cĩ sự thay đổi đáng chú ý nào về hàm lượng tổng cộng của carotenoid trong suốt quá trình sấy bằng phương pháp lạnh, mặc dù nhiệt độ lạnh thường làm cho sản phẩm bị rỗ cao hơn và carotenoid dễ bị oxy hĩa hơn. Tuy nhiên việc sấy lạnh cĩ thể diễn ra dưới điều kiện chân khơng. Vì vậy, carotenoid được bảo vệ tránh khỏi sự tiếp xúc với oxy. Sự mất màu của carotenoid trong cà rốt sấy khơ tùy thuộc vào nhiệt độ và thời gian bảo quản. Hàm lượng của tran a, β-carotene và tất cả các đồng phân trans-lutein sẽ giảm dần khi nhiệt độ và thời gian bảo quản tăng dần, trái lại đồng phân cis tăng. Việc bảo quản bột cà chua trong N2 hay khơng khí sẽ giúp duy trì hàm lượng lycopene được ổn định. Cà rốt tươi Nước ép cà rốt Cà rốt sấy Cà rốt cắt lát Cà rốt nấu Hình 16: Sự thay đổi màu của cà rốt ở các quá trình chế biến khác nhau Biện pháp hỗ trợ sấy: Ví dụ: thêm vào 0,05% (w/v) tinh bột bắp dẫn đến hàm lượng carotene giảm và tính chất của màu sắc cà rốt tốt hơn khi đã được tách nước trong khơng khí ở 70oC trong 4 giờ hay 90oC trong 2giờ. II.3 Flavonoids II.3.1 Đặc điểm chung cùa các hợp chất flavonoid Trong các mơ của thực vật, cĩ rất nhiều các sản phẩm trao đổi chất bậc 2 trong đĩ phổ biến là các hợp chất phenolic. Những hợp chất phenolic này rất đa dạng về cấu trúc hĩa học và tính chất sinh học, đĩng vai trị quan trọng trong rau trái như: tạo màu, tạo mùi vị và tốt cho sức khỏe (Tomas-B. và Espin 2001). Trong các hợp chất phenolic thì flavonoid là nhĩm lớn nhất. Các flavonoid cĩ màu được tổng hợp chủ yếu trong các loại rau cĩ hoa và cĩ thể tìm thấy ở tất cả các loại cây. Flavonoid cĩ thể tồn tại ở dạng nguyên gốc hay bị biến đổi trong các sản phẩm từ rau trái và trở thành một thành phần khơng thay đổi trong khẩu phần ăn của động vật và người (khoảng 10g/ngày đối với người lớn) (Brouillard và cộng sự 1997). Flavan Hình 137: Cấu trúc cơ bản của flavonoid II.3.2 Phân loại: Cĩ hơn 5000 chất thuộc nhĩm flavonoid được phát hiện trong thực vật hiện nay. Chúng được phân lọai dựa vào cấu tạo hĩa học và thường được chia thành các nhĩm sau: II.3.2.1 Flavone (màu vàng) Flavone cĩ sườn 2-phenylchromen-4-one. Ví dụ: luteolin, apigenin,.. flavone Bảng 9: Hàm lượng Flavone trong một số rau quả Rau quả Hàm lượng Flavone mg/100g Ngị tây 24-185 Cần tây 2-14 Ớt 0.5-1 Cần tây Ớt Hình 148: Rau trái cĩ chứa Flavone II.3.2.2 Flavonol hay 3-hydroxyflavone (màu vàng) Cĩ cấu trúc 3-hydroxy-2phenylchromen-4-one Flavonol là glucoside làm cho rau quả và hoa cĩ màu vàng và da cam. Khi flavonol bị thủy phân thì giải phĩng ra aglucone màu vàng. Các glucoside nhĩm flavonol rất nhiều, nhưng thường gặp hơn cả là những aglucone dẫn xuất sau: Kempherol Quercetol Miricetin Astragalin là 3 – glyoside của kempherol, cĩ trong hoa tử vân anh và trong hoa hồng. Quercetol cĩ trong vỏ sồi, lá chè, táo, nho, thuốc lá, hoa houblon. Rutin là 3 – ramnoglycoside của quercetol, rất thường gặp ở trong cây. Rutin được ứng dụng rộng rãi trong y học làm thuốc bổ mao mạch. Các flavonol đều hịa tan trong nước. Cường độ màu của chúng phụ thuộc vào vị trí nhĩm OH: màu xanh nhất khi OH ở vị trí ortho. Flavonol tương tác với sắt cho ta phức màu xanh lá cây, sau chuyển sang màu nâu. Phản ứng này thường xảy ra khi gia nhiệt rau quả trong thiết bi bằng sắt hoặc bằng sắt tráng men bị dập. Với acetate, flavonol cho phức màu vàng xám. Trong mơi trường kiềm, flavonol rất dễ bị oxy hĩa và sau đĩ ngưng tụ để tạo thành sản phẩm màu đỏ. Bảng 10: Hàm lượng Flavonol trong một số rau quả Rau quả Hàm lượng Flavonol(mg/100g) Hành tây 35-120 Cải xoăn 30-60 Tỏi tây 3-22.5 Bơng cải 4-10 Cà chua 0.2-1.5 Táo 2-4 Nho đen 1.5-4 Nho xanh 3-16 II.3.2.3 Flavanone (khơng màu, khi đun nĩng cĩ màu đỏ) flavanone Cam Bưởi Hình 19: Một số quả chứa Flavanone So với các flavonoid khác thì các flavanon ít gặp hơn. Hesperetin và naringenin là 2 flavanon cĩ trong vỏ cam quýt bên cạnh các catechin cĩ hoạt tính vitamin P. Aglucone của các glucoside này là hesperetol và naringenol. Naringenin là diholoside (với glucose và raminose) thường gây ra vị đắng của bưởi nhất là ở bưởi trước khi chín. Naringenin là một flavonoid khơng màu, ít tan trong nước, dễ dàng kết tủa dưới dạng các tinh thể nhỏ do đĩ gây khĩ khăn cho sản xuất nước quả cũng như puree cam quýt. Khi quả chín enzyme naringinase phân cắt liên kết glucose – raminose do đĩ mất vị đắng. Hesperetin Naringenin Bảng 11: Hàm lượng Flavanon cĩ trong các loại nước ép trái cây Nước ép Flavanones, mg/100g nước ép Nước cam 21.5-68.5 Nước nho 10-65 Nước chanh 5-30 II.3.2.4 Isoflavone Ví dụ: Genstein, Daidzein Genistein Daidzein II.3.2.5 Flavan-3-ol flavan-3-ol Ví dụ: Catechin, Epicatechin Catechin (flavan-3-ol, khơng màu) Epicatechin Bảng 12: Hàm lượng catechin trong một số rau quả Rau trái Hàm lượng Catechinsmg/100g Mơ 10-25 Sơ ri 5-22 Nho 3-17.5 Đào 5-14 Táo 10-43 Mâm xơi 2-48 Dâu 2-50 Trái mơ Sơri Hình 20: Một số quả cĩ chứa catechin II.3.2.6 Anthocyanine Phúc bồn tử Cà tím Mâm xơi Hình 21: Một số quả cĩ chứa anthocyanine Anthocyanine là nhĩm đáng chú ý nhất trong các flavonoid và đảm nhận những chức năng khác nhau trong cây. Anthocyanine trong cánh hoa cĩ nhiệm vụ thu hút các tác nhân thụ phấn và giúp phân tán hạt giống. Mặt khác, anthocyanin và các flavonoid khác cũng cĩ vai trị chống oxy hĩa, ngăn cản tác dụng của tia UV (Holton và Cornish 1995). Anthocyanin ở trong mơ của cây tồn tại dưới dạng glucoside với bộ khung carbon C6-C3-C6. Cĩ rất ít hợp chất phenolic cĩ khả năng hấp thụ ánh sáng nhìn thấy và anthocyanin là phân nhĩm quan trọng duy nhất của polyphenol mà mắt người cĩ thể nhìn thấy được (Brouillard và cộng sự 1997). Anthocyanine là nhĩm sắc tố tan trong nước quan trọng nhất trong mơ thực vật, tạo ra màu đỏ, xanh, tím, đen và những màu trung gian của rất nhiều rau trái và sản phẩm từ rau trái. Anthocyanin chứa trong khơng bào của rau, trong tế bào biểu bì của trái chín (táo, mơ, artichoke, măng tây, cà, sung, rau diếp đỏ, xuân đào, hành đỏ, đào, lê, mận, lựu, khoai tây đỏ, củ cải,…), hoặc anthocyanin cũng cĩ thể tích lũy ở phần thịt quả (táo, dâu đen, blueberry, cà rốt đỏ, cherry, cranberry, currant đen và đỏ, sung, nho, đào, mận, lựu, olive, cam Sanguine, khoai lang tím, raspberry, dâu,…) (Clifford 2000, Tomas-B. và Espin 2001). Anthocyanin là những hợp chất glycoside của anthocyanidin. Tất cả anthocyanin đều cĩ chứa vịng pyran oxy hĩa trị tự do. anthocyanidin anthocyanin Các anthocyanin khi bị mất hết các nhĩm đường được gọi là anthocyanidin hay aglycone, mỗi anthocyanindin cĩ thể bị glycosyl hĩa và acyl hĩa bởi các loại đường và các acid khác nhau tại những vị trí khác nhau nên số lượng anthocyanin lớn hơn 10-20 lần so với số lượng anthocyaninidin Các loại đường thơng thường nhất liên kết với anthocyanidin là glucose, các mono saccharide (rhamnose, galactose, xylose, arabinose), các disaccharide (rutinose, sabubiose,sophorose, ít thơng dụng hơn là lathyrose, gentiobiose hoặc laminariobiose). Tính chất của anthocyanidin Anthocyanidin ( hay anthocyanidol) là aglycone của anthocyanine, khơng hịa tan trong nước. Các anthocyanidin cĩ màu đỏ, xanh tím hoặc những gam màu trung gian. Cấu trúc anthocyanidin cĩ vịng pyranoxy hĩa trị tự do.Tuy nhiên người ta chưa biết chắc nguyên tử nào : Oxy hay Carbon mang điện tích dương tự do. Nhờ điện tích dương tự do này mà các anthocyanin trong dung dịch acid tác dụng như những cation và tạo muối được với các acid. Cịn trong dung dịch kiềm thì anthocyanin bị tác dụng như anion và tạo muối được với base. 3 anthocyanin thường gặp là: pelargonidin, cyanidin và delphinidin Cyanidin (màu xanh) Delphinidin Tính chất của anthocyanine: Nĩi chung các anthocyanine hịa tan tốt trong nước và trong dịch bão hịa. Khi kết hợp với đường làm cho phân tử anthocyanine càng hịa tan hơn. Màu sắc của các anthocyanine luơn luơn thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất màu cĩ mặt và nhiều yếu tố khác…Khi tăng số lượng nhĩm -OH trong vịng benzene thì màu xanh càng xanh đậm (trong vịng benzene cĩ thể cĩ 1-2 hoặc 3 nhĩm OH). Mức độ methyl hĩa các nhĩm -OH ở trong vịng benzene càng cao thì màu càng đỏ. Nếu nhĩm -OH ở vị trí thứ 3 kết hợp với các gốc đường thì màu sắc cũng sẽ thay đổi theo số lượng các gốc đường được tính vào nhiều hay ít. Các anthocyanine cũng cĩ thể tạo phức với các kim loại để cho các màu khác nhau: chẳng hạn muối kali sẽ cho với anthocyanine màu đỏ máu, cịn muối calci và magie sẽ cho với anthocyanine phức cĩ màu xanh ve. Hoặc người ta cũng thấy phúc bồn tử đen sẽ chuyển thành màu xanh, cịn anh đào thì chuyển thành màu tím khi cĩ mặt thiếc, anh đào cũng sẽ cho màu tím khi cĩ mặt nhơm, nhưng nhơm lại khơng ảnh hưởng đến màu của nho đỏ. Các anthocyanine của nho đỏ chỉ thay đổi đáng kể khi cĩ Fe, Sn, hoặc Cu. Điểm đáng chú ý là màu sắc của các anthocyanine phụ thuộc rất mạnh vào pH của mơi trường. Thơng thường Khi pH > 7 các anthocyanine cho màu xanh Khi < 7 các anthocyanine cĩ màu đỏ Chẳng hạn, rubrobacinin clorua là anthocyanine của bắp cải đỏ, là một triglucoside của cyanidin. Khi pH = 2,4 – 4,0 thì cĩ màu đỏ thắm pH = 4 – 6 thì cĩ màu tím pH = 6 thì cĩ màu xanh lam pH là kiềm thì cĩ màu xanh lá cây Hoặc như cyanin cĩ trong hoa hồng, màu sắc sẽ thay đổi khi pH của dịch bào thay đổi. Màu sắc của anthocyanine cịn cĩ thể thay đổi do hấp thụ ở trên polysaccharide. Khi đun nĩng lâu dài các anthocyanine cĩ thể phá hủy và mất màu, đặc biệt là các anthocyanin của dâu tây, anh đào, củ cải. Ngược lại, các anthocyanine của phúc bồn tử đen cũng trong điều kiện đĩ lại khơng bị thay đổi. Nhìn chung khi gia nhiệt, các chất màu đỏ dễ dàng bị phá hủy, cịn chất màu vàng thì khĩ hơn. Các màu sắc khác nhau của hoa cĩ được là do tổ hợp các anthocyanin và các ester methylic của chúng với acid và base. Tĩm lại, trong mơi trường acid, các anthocyanine là những base mạnh (oxonium) và cĩ thể tạo muối bền vững với acid. Anthocyanine cũng cĩ khả năng cho muối với base. Như vậy chúng cĩ tính chất amphote. Muối với acid thì cĩ màu đỏ, cịn muối với base cĩ màu xanh. Trong sản xuất đồ hộp, để bảo vệ các màu sắc tự nhiên, người ta cĩ thể cho thêm chất chống oxy hĩa, ví dụ, thêm rutin để bảo vệ màu của anh đào và mận, thêm tannin, acid ascorbic để bảo vệ màu của dâu và anh đào. Một biện pháp khác cĩ thể bảo vệ được màu tự nhiên của các đồ hộp rau quả là thêm enzyme glucooxydase, chẳng hạn như thêm glucooxydase để giữ màu tự nhiên của nước quả đục… Bảng 13: Hàm lượng anthocyanine trong một số rau quả Quả Hàm lượng Anthocyanins mg/100g food Cà tím 750 Mâm xơi 100-400 Việt quất 25-500 Nho đen 30-750 Sơ ri 35-450 Dâu 15-75 Bắp cải đỏ 25 Mận 2-25 II.3.3 Biến đổi của flavonoid II.3.3.1 Trong sản phẩm Fresh-cut Flavonoid là một chất tan trong nước nên trong quá trình rửa thì một phần các chất này sẽ bị tan vào trong dung dịch nước rửa làm nhạt màu của rau quả. Flavonoid cĩ cấu tạo từ các polyphenol nên rất dễ bị oxy hĩa. Các tác động vật lý như cắt gọt, bĩc vỏ cắt và dát mỏng làm phá vỡ màng tế bào tạo điều kiện cho enzyme oxy hĩa tiếp xúc với các chất flavonoid tạo hợp chất flobafen cĩ màu nâu hay đen. Ví dụ: quả táo lúc mới cắt cĩ màu vàng sáng, để ra khơng khí một thời gian ngắn sẽ hĩa nâu. Các biện pháp hạn chế tác động của oxy hĩa trong sản phẩm Fresh-cut: Gọt vỏ, cắt miếng, xắt lát, yêu cầu dụng cụ phải bén, dụng cụ chứa bằng nhựa hay inox sạch; nếu quả bị nâu thì phải ngâm vào nước khơng hoặc cĩ phèn chua. Rửa lại bằng nước sạch để loại bỏ những tế bào bề mặt, và làm khơ bề mặt để tránh tiếp xúc với oxy, vi khuẩn… Sử dụng các chất chống oxy hĩa như: vitamin C, SO2, shock nhiệt 60OC, 3-5 phút để tiêu diệt vi sinh vật và vơ họat enzyme. Yêu cầu của bao gĩi: cĩ thể sử dụng các biện pháp MA hoặc CA Thành phần khí quyển chứa oxy (2-8%) và CO2 cao : để giảm tốc độ phản ứng sinh hĩa, chậm quá trình chín Thành phần CO2 (5-10%) , oxy <5% sẽ làm chậm quá trình hĩa nâu, giữ độ mềm, màu xanh của rau. II.3.3.2 Trong rau quả được xử lý nhiệt Sự thay đổi khác nhau của màu anthocyanine xảy ra trong suốt quá trình đun nĩng sẽ sản sinh ra các màu vàng nhạt hoặc nâu nhạt. Trong quá trình chế biến, anthocyanine thường bị mất màu. Những màu của anthocyanine thường trở lại trong quá trình làm mát. Những phá hủy về vật lý như gọt, bĩc vỏ, cắt và dát mỏng làm phá vỡ màng tế bào làm cho enzyme cĩ thể tiếp xúc với các thành phần của rau quả mà trước đĩ bị tách rời. Các enzyme bị vơ hoạt trong quá trình gia nhiệt. Sự khác nhau về tính ổn định trong các màu anthocyanine liên quan đến mức độ và họ của rau quả. Ví dụ: trong bắp cải anthocyanin thì ổn định hơn các màu flavonoid khác. Chúng thường cĩ một dãy hấp thụ từ 560-600nm và từ 600-640nm trong acid yếu và các dung dịch trung tính. Điều này cĩ nghĩa là những hợp chất này dế cĩ màu ở pH >4 nơi mà các hợp chất khơng phải anthocyanin thì gần như khơng cĩ màu. Một số trường hợp màu của flavonoid sau khi mất sẽ trở lại khi nguội. Dâu tươi Dâu đơng lạnh bằng phương pháp IQF Hình 22: Sự thay đổi màu sắc của dâu sau khi bảo quản lạnh đơng II.4 Betalain Betalain cĩ tạo nên sắc tố vàng, tím, đến đỏ cho thực vật. Betalain là hợp chất tan trong nước, tạo nên sắc tố vàng và tím cho các loại cây thuộc họ Caryophyllales (thay cho anthocyanin), đặc biệt cĩ nhiều trong củ cải đường.. Betalain được chuyển hố từ acid betalamic. Cấu trúc phân tử của betalain cĩ chứa nguyên tử N. Betalain gồm 2 dạng: - Betacyanin : tạo sắc tố từ đỏ đến tím - Betaxanthin: tạo sắc tố vàng. Hình 23: Củ cải đường cĩ chứa sắc tố betalain Hình 24: Cấu trúc hố học của anthocyanins (delphinidin), betacyanins (betanidin) và betaxanthins. Hình 25: Sự tổng hợp các betalanin Bethaxanthin được hình thành bởi sự ngưng tụ của một amino acid hoặc một amine với nhĩm aldehyde của acid betalamic. Cấu trúc này đĩng vai trị tạo nên màu vàng đậm hoặc màu vàng cam trong rau quả, bước sĩng hấp thu cực đại từ 470-486 nm. Hình 26: Cấu trúc hố học của betalamic acid , betaxanthin (indicaxanthin từ Opuntia ficus-indica) và betacyanins (betanin từ Beta vulgaris). Tất cả các protein amino acid và 220 non-protein amino acid được tìm thấy trong thực vật cĩ thể được tìm thấy trong cấu trúc phân tử betaxanthin. Do đĩ, hầu hết các betaxanthin được tìm thấy trong thực vật, nhưng chỉ cĩ một số là biểu hiện đầy đủ tính chất của betaxanthin, cịn lại chỉ biểu hiện một vài tính chất. Sự phân loại betaxanthin dựa vào amino acid hay amine gắn vào cấu trúc. Cấu trúc được tìm thấy đầu tiên là indicaxanthin từ trái Cactus pear (Opuntia ficus-indica) (Piattelli et al, 1964) Bảng 14: Các amino acid và các loại betaxanthin tương ứng Betacyanin được hình thành do sự kết hợp của betalamic acid với nguyên tử cyclo-DOPA (cyclo-dihydroxy-phenylalanin) (Wyler and Dreiding, 1961). Tất cả các betacyanin đều cần hai nguyên tử tyrosine như là tiền chất. Betacyanin đơn giản nhất là non-glycosylated betanidin hoặc isobetanidin chromophores được tạo thành do sự ngưng tụ của cyclo-DOPA với betalamic acid (Wyler et al., 1963). Các phân tử này được phân biệt bởi nguyên tử C-15. Hình 27: Betanidin và Isobetanidin được phân biệt bởi C-15 Các betacyanin khác được chuyển hố từ hai isomer từ nhĩm hydroxyl của cyclo-DOPA bằng liên kết O-glycoside. Nếu liên kết ở vị trí C5 thì gọi là betanin, betanin tạo nên sắc tố đỏ. Vài betacyanin khác cĩ liên kết glycoside ở vị trí C6 như gomphrenin. « Biến đổi của Betalain trong bảo quản và chế biến Betalanin cĩ thể bị phân huỷ thành betalamic acid và cyclo-DOPA-5-O-b-D-glucoside do: Điều kiện bình thường Màng tế bào bị phá huỷ Xúc tác của enzyme a b-glucosidase Ảnh hưởng của bảo quản lạnh đến hàm lượng betalain được thấy trong vỏ của củ cải đường. Lượng betanin giảm trong 140 ngày trữ ở 5oC , sau đĩ lại bắt đầu tăng trong suốt 46 ngày tiếp theo. Điều này là hợp lý vì phản ứng giảm sắc tố của betalain và phản ứng tái tổng hợp trong suốt thời gian bảo quản đĩ là thuận nghịch. III. Các chất màu hình thành trong quá trình gia cơng kỹ thuật Trong nguyên liệu đưa vào chế biến thực phẩm, thường chứa một tổ hợp các chất khác nhau. Trong quá trình gia cơng cơ nhiệt, chúng sẽ tương tác với nhau để tạo thành những chất cĩ màu mới cĩ ảnh hưởng tốt hoặc xấu đến sản phẩm. Các phản ứng tạo màu trong thực phẩm thường phức tạp và đa dạng. Chúng thường là những phản ứng oxy hĩa hoặc những phản ứng do enzyme xúc tác gồm: Phản ứng Maillard Phản ứng Caramen hĩa Phản ứng oxy hĩa Polyphenol III.1 Phản ứng Maillard Đây là phản ứng giữa acid amin với đường khử tạo melanoidin. Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào: bản chất acid amin, bản chất của đường khử, nồng độ chất khơ nĩi chung trong dung dịch, nhiệt độ, pH và một loạt yếu tố khác. Tuy nhiên, nhiệt độ xảy ra phản ứng là khá cao so với nhiệt độ xử lý nhiệt trong chế biến, các sản phẩm rau quả nên phản ứng này cĩ ảnh hưởng khơng nhiều đến các sản phẩm rau quả chế biến. Nhìn chung phản ứng tạo màu melanoidin là phản ứng khơng mong muốn trong các sản phẩm rau quả chế biến. III.2 Phản ứng Caramel hĩa Đây là phản ứng dehydrate hĩa đường. Phản ứng xảy ra mạnh mẽ ở nhiệt độ nĩng chảy của đường ( khoảng > 140oC). Phản ứng này cĩ ảnh hưởng lớn đối với màu sắc của các sản phẩm giàu đường. Sản phẩm của phản ứng này đều cĩ vị đắng và khơng mong muốn trong sản phẩm rau quả chế biến. Tuy nhiên, nhiệt độ xảy ra phản ứng này cũng khá cao và hàm lượng đường khử trong rau quả cũng khơng nhiều nên phản ứng này hầu như xảy ra rất ít. III.3 Phản ứng oxy hĩa Polyphenol Khả năng tạo màu mạnh hay yếu phụ thuộc vào một trong những phản ứng làm thay đổi màu của sản phẩm rau quả quan trọng. Vì vậy, trong các quá trình gia cơng người ta thường tìm các biện pháp để khống chế phản ứng. Ta thấy các hợp chất màu đều là những cơ chất phenol (cĩ chứa vịng benzen). Dưới tác dụng của enzyme polyphenoloxydase thì các polyphenol bị oxy hĩa tạo các quinon. Các phản ứng tạo màu bắt đầu từ đây mà khơng cần cĩ enzyme tham gia. Các chất màu tạo thành (gọi chung là flobaphen) thường cĩ màu nâu, hoặc các gam màu trung gian như hồng, đỏ, nâu, xanh đen… Cơ chế tạo màu từ quinon: Polyphenol + O2 polyphenoloxydase orcoquinon n (Octoquinon) ngưng tụ Flobafen (nâu hoặc nâu đen) Như vậy cần phải vơ hoạt enzyme polyphenoloxydase. Người ta cĩ thể sử dụng các phụ gia cĩ tính khử để chuyển hĩa các quinon thành diphenol, như thế sẽ làm chậm hoặc ngăn cản sự sẫm màu. Một số chất thường dùng là: Vitamin C Acid Citric: cĩ tác dụng giảm pH của mơi trường làm chậm phản ứng sẫm màu SO2 và bi sunfit: tác dụng trực tiếp đến polyphenoloxydase nên cĩ tác dụng ức chế phản ứng sẫm màu. Các chất phụ gia tạo màu được sử dụng trong rau quả chế biến Màu của các sản phẩm rau quả chế biến là do màu tự nhiên cĩ sẵn trong rau quả , hoặc nhờ các phụ gia được sử dụng sau khi chế biến. Việc sử dụng phụ gia nhằm: Tạo màu cho sản phẩm mà sau khi chế biến bị nhạt đi hoặc bị mất đi màu tự nhiên nhằm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm. Hạn chế sự sẫm màu hay ổn định các màu tự nhiên trong sản phẩm. Như đã nêu ở trên, các quá trình chế biến làm cho màu tự nhiên trong sản phẩm rau quả cĩ khuynh hướng bị biến đổi so với lúc đầu hoặc bị mất đi. Trong thực tế, sau khi chế biến người ta sử dụng chất màu tự nhiên hoặc tổng hợp để thêm vào sản phẩm được sử dụng nhiều hơn cả là màu đỏ hay màu vàng. IV.1 Màu tự nhiên Chlorophyll: Từ loại rau xanh cĩ lá. Mơ tả: màu thay đổi từ vàng lục hay xanh lục Dạng hợp chất: Pheophytin và magie chlorophyll Tên khác: CI Natural green 3 Carotene tự nhiên (chiết xuất từ thực vật) Tên khác: CI Food orange 5 Chất chiết xuất từ Annatto Annatto là chất màu chiết xuất từ loại thực vật Bixa orellana. Màu lấy được từ lớp vỏ nhựa bọc bên ngồi hạt, và được hình thành từ hai chất màu thuộc nhĩm carotenoid là bixin, norbixin và các ester của chúng. Màu vàng cam của Annatto cĩ cùng nguồn gốc hĩa lý với màu cam của β- carotene. Annatto cũng cĩ tính chất chống oxy hĩa. Dạng thường gặp của màu này là dạng bột hoặc dạng paste. ADI: 0-0,065 mg/kg thể trọng một ngày. Hình 28: Bixin Hình 15: Norbixin Chất chiết xuất từ vỏ nho Cơng thức cấu tạo chất chiết xuất từ vỏ nho ADI: 0-25mg/kg thể trọng một ngày. Nhĩm chất màu: Anthocyanicarotenoid Canthaxanthine ADI:0-0,03 mg/kg thể trọng một ngày Tên khác : CI Food Orange 8 Nhĩm chất màu: Carotene Curcumin (vàng nghệ): ADI: 0-0,1mg/kg thể trọng một ngày Tên khác CI Natural Yellow 3 Carmines Carmines dễ được tẩy trắng bằng SO2 ADI: 0-5mg /kg thể trọng một ngày Tên khác:CI Natural Red 4 Nhĩm chất màu: Anthraquinone Indigotine ( xanh chàm ) Indigotine cịn gọi là Indigo. Hiện nay hầu hết các chế phẩm này được sản xuất từ Trung Quốc. Mơ tả: Bột hay những hạt nhỏ màu xanh đậm ADI: 0-5mg/kg thể trọng một ngày Tên khác: CI Food Blue 1, Indigocamine, E 132, Acid Blue 74, FD&C Blue Bo.2 Nhĩm chất màu: Indigo Quang phổ hấp thu bước sĩng: 608nm IV.2 Màu tổng hợp Tartrazine: màu vàng chanh được dùng để tạo màu trong sản phẩm mứt, bột tan. Cơng thức phân tử : C16H9N4Na3O9S2 Tên khác: CI Food Yellow 4; FD&C Yellow No. 5, Colorant alimentaire E 102, Acid Yellow 23. Quang phổ hấp thụ ở bước sĩng: 426nm ADI: 0-7,5 mg/kg thể trọng một ng ày Nhĩm chất màu: Monoazo Quinoline ( vàng) Dạng bột vàng, tạo thành từ sulfinating 2-(2-quinolyl) indan-1,3-dione. Vàng quinoline chứa các chất cần thiết là muối natri, hỗn hợp disulfonate (chủ yếu), monosulfonate và trisulfonate và các chất màu bổ sung cùng với NaCl hoặc Na2SO4. Cơng thức phân tử: C18H9Na2O8S2 Tên khác: CI Food Yellow 13, E 104, Acid Yellow 3, FD&C Yellow No.10 Khối lượng phân tử: 477,38 g/mol ADI: 0-10mg/ kg thể trọng trong một ngày Nhĩm chất màu: Quinophthalone Sunset FCF (vàng) Là chất màu đỏ cam , dạng bột gồm cĩ các chất thiết yếu: disodium 2-hydroxy-1-(4 sulfonatophenylazo), naphtalnene-6-sulfonate và chất màu phụ cùng với NaCl hay Na2SO4. Cơng thức phân tử: C16H10N2Na2O7S2 Tên khác: CI Food Yellow 3; FD & C Yellow No. 6, Crelborange S, E 110 Khối lượng phân tử ADI: 0-2,5mg/ kg th ể trọng trong một ngày Nhĩm chất màu: Monoazo Carmoisine Cơng thức phân tử: C16H10N2Na2O7S2 Tên khác: CI Food Red 3, E 122, Azorubine Khối lượng phân tử ADI: 0-4 mg/ kg thể trọng trong một ngày Nhĩm chất màu: Monoazo Đỏ Amaranth: Tạo màu cho đồ uống , mứt quả, mứ kẹo,mứt nhừ Tên khác:CI Food Red 9, Cpchineal Red A, New Coccine, E 103 Khối lượng phân tử ADI: 0-0,5 mg/ kg thể trọng trong một ngày Nhĩm chất màu: Monoazo Đỏ Ponceau 4R Tên khác: CI Food Red 7, Naphtol Rot S, E 124, Acid Red 18 ADI: 0-4mg/ kg thể trọng một ngày Nhĩm chất màu: Monoazo Vàng đỏ cherry Erythoxine: đỏ anh đào tạo màu cho quả, mứt nhừ Cơng thức phân tử: C20H6O5I4Na2 Tên khác: CI Food Red 14, Red #3Azorubine ADI: 0-0,1 mg/ kg thể trọng trong một ngày Nhĩm chất màu: Xanthene Xanh Brilliant FCF Xanh xám, chủ yếu phối hợp màu vàng để nhuộm màu cho mứt kẹo, đồ uống Cơng thức phân tử: C20H6O5I4Na2 Tên khác: CI Food Blue 2; FD & C Blue No.1, E 133, Brilliant Blue FCF, Acid Blue 9 ADI: 0-12,5 mg/ kg thể trọng trong một ngày Nhĩm chất màu: : Triarylmethane Green S: Cơng thức phân tử: C27H25N2NaO7S2 Tên khác: : CI Food Green 4; Food Green S ADI : chưa quy định Nhĩm chất màu: : Triarylmethane Đen Brilliant PN Bột màu đen Cơng thức phân tử: : C28H17N5Na4O14S4 Tên khác: CI Food Black 1 ADI : 0-1 mg/ kg thể trọng trong một ngày Nhĩm chất màu: Bisazo Phần 2: CÁC CHẤT MÙI TRONG RAU QUẢ Sơ lược về các chất mùi I.1 Giới thiệu chung Mùi là một cảm giác hĩa học gây ra bởi tác động của các phân tử chất bay hơi sau khi vào mũi. Cĩ hơn 400.000 hợp chất hữu cơ gây mùi. Hầu hết, các phân tử hữu cơ hay vơ cơ cĩ trọng lượng phân tử trong khoảng 30 – 800D đều là những chất cĩ mùi. Đặc trưng của một chất mang mùi là cường độ mùi và nồng độ mùi Các nhĩm mang mùi: carbonyl, hydroxy, carboxyl, terbutyl,…. Các nguyên tố tạo mùi: S, N, P, As, Se,… I.2 Thuyết hĩa học về mùi Các chất mùi sau khi vào mũi bị hịa tan vào chất lỏng của niêm dịch mũi và tác động đến những cơ quan thụ cảm nằm trên các lơng mao luơn rung động của màng nhầy khứu giác. Màng nhầy cĩ diện tích 2 – 3cm2 được thấm ướt bởi niêm dịch. Lơng mao luơn được đổi mới trong 24 giờ. Khả năng nhận biết và cường độ mùi phụ thuộc trực tiếp vào nồng độ chất bay hơi chứa trên bề mặt chất mang và tốc độ dịng khí được hít vào mũi (thở bình thường: tốc độ 1ml/s, lưu lượng 100ml/s; thở mạnh: tốc độ 10ml/s). Thuyết Amoore (1962): hình dạng lập thể của phân tử chất mùi liên hệ với mùi của chất đĩ. Cĩ 7 mùi cơ bản: - mùi băng phiến : dạng cầu - mùi xạ hương : hình dĩa - mùi hoa : hình dĩa dài - mùi bạc hà : hình cái chêm - mùi ether : hình gậy - mùi cay : ion + - mùi thối : ion - Tế bào khứu giác cĩ các rãnh khe cĩ hình dáng, kích thước tương ứng với các mùi cơ bản. Khi cĩ cấu tử mang mùi lọt vào khe, xung thần kinh sẽ được truyền tín hiệu về não giúp ta nhận ra mùi. L‎ý thuyết này đã giải thích được nhiều hiện tượng về mùi: - những mùi khác mùi cơ bản. - cá thể này cĩ thể nhận được mùi này mà cá thể khác thì khơng. - hiện tượng bão hịa mùi. - phối hương. Các chất mùi trong rau quả I.1 Sự hình thành các chất mùi trong rau quả Chất thơm thiên nhiên rất phong phú, rất phức tạp và đa dạng. Người ta chỉ cĩ thể cảm nhận mùi của những chất mà phân tử lượng của nĩ nhỏ hơn 400 đvC và cĩ một áp suất hơi đủ để tương tác lên các thụ quan của ơ khứu giác. Các chất thơm thiên nhiên nguồn gốc thực vật cĩ cấu trúc thay đổi rất lớn. Nhịp độ và cường độ thay đổi này cĩ thể làm phát sinh sinh học của hầu hết các chất mang mùi. Thơng thường, chúng được hình thành theo một số con đường chuyển hĩa sau: II.1.1 Sản phẩm chuyển hĩa của lipid và acid amin Các aldehyde, ceton, ester, lacton… mạch thằng và các hợp chất liên quan chiếm phần lớn nhất trong các chất mùi thiên nhiên, chúng là thành phần chính của chất thơm hoa quả. Nhiều hợp chất như vậy kết hợp lại thành tinh dầu hoa quả. Hình 29: Dãy enzyme chuyển hĩa tạo thành các aldehyde C6, C9 và các alcol từ acid linoleic Các hợp chất mạch thẳng cĩ mùi thơm được tạo thành qua ba đường chính: xúc tác oxy hĩa lipid bằng enzyme (lipoxygenase) chuyển acid béo nhiều liên kết đơi thành các aldehyde C6, C9 và các chất liên quan, thành các oxo – acid C12 và C9. Chuyển các acid béo qua sự oxy hĩa a, b thành các acid mạch ngắn, aldehyde, ceton và các chất chuyển hĩa liên quan. Chuyển các acid amin thành các dẫn xuất acyl Cn-1 tương ứng qua transamin hĩa và decarboxyl hĩa. Hình 30 : Con đường sinh tổng hợp của các aldehyde, alcohol và ester mạch ngắn từ acyl CoA II.1.2 Các phenylpropanoid và vaniline Đặc điểm cấu trúc bộ khung C6 – C3 của chất thơm xuất thân từ phenylalanine hay tyrosine qua con đường thứ cấp. Enzyme PAL (phenyl alanin amonialyase) loại amoniac của phenylamine để tạo thành acid trans cinnamic và chính enzyme này bảo đảm cho sự chuyển đổi chúng từ sự chuyển hĩa thứ nhất sang chuyển hĩa thứ hai trong các thực vật. Vaniline là một họ rất lớn của các chất mùi phenylpropanoid, chúng phổ biến trong các cây Vanilla và Orchis và rất được quan tâm trong sinh tổng hợp. II.1.3 Mono- và sesquiterpenoid Các monoterpenoid tạo nên một nhĩm chất rất lớn của các sản phẩm thiên nhiên, chúng cĩ đặc tính thơm. Monoterpenoid là những thành phần thứ yếu của mùi thơm hoa quả và thực vật nĩi chung, nhưng là thành phần chủ yếu của tinh dầu các lồi Citrus, trong một số thảo mộc. Nhiều cây sản sinh monoterpen và tích lũy các chất trao đổi dễ bay hơi này trong các tuyến tinh dầu đặc biệt hay các ống nhựa. Sesquiterpenoid (C15) cĩ nhiều hơn một đơn vị isopren so với monoterpen, do đĩ cĩ rất nhiều thay đổi trong cách sắp xếp cấu trúc. Các hợp chất cĩ mùi thơm trong tinh dầu là kết hợp một số giới hạn các khung carbon. Tất cả các sesquiterpenoid được tạo ra từ tiền sinh chất trans-farnesyl pyrophosphate. Chúng được tạo ra bằng cách cộng hợp một đơn vị isopren vào geranyl pyrophosphate qua enzyme prenyl transterase. II.2 Phân loại các hợp chất mùi II.2.1 Theo nguồn gốc a. Chất thơm tự nhiên Chất thơm thực vật là một trong các pheromen kỳ diệu nhất và quan trọng nhất của quá trình chuyển hĩa chất trong thực vật. Thực vật thơm cĩ tinh dầu ở hết các bộ phận của nĩ. Tinh dầu của hoa: nhài, bưởi, sen, ngọc lan, hồng… Tinh dầu của quả: cam, qu‎ýt, chanh, xồi, đào, mơ, mận, mít, dứa, chuối, dừa... Tinh dầu của hạt: tiêu, sa nhân,… Tinh dầu của lá: sả, bạch đàn, bạc hà, chanh, cam,… Tinh dầu từ vỏ: quế,.. Tinh dầu Tinh dầu là sản phẩm thu được từ các nguyên liệu thiên nhiên bằng phương pháp cất hơi nước. Tinh dầu khơng tan hay ít tan trong nước. Mỗi tinh dầu cĩ các hằng số vật l‎ý đặc trưng như tỷ trọng (d), chiết suất (n), độ quay cực (a) và các chỉ số hĩa học như chỉ số acid, chỉ số alcohol và alcohol tồn phần, chỉ số ester, chỉ số carbonyl. Qua các hằng số vật l‎ý và chỉ số hĩa học mà người ta đánh giá sơ bộ tinh dầu. Thành phần chủ yếu của tinh dầu là tiêu chuẩn chính để đánh giá tinh dầu. Thành phần chính theo quy ước chung là thành phần cĩ hàm lượng trên 1%. Thành phần cĩ hàm lượng 0,1 – 1% gọi là thành phần phụ. Vết là thành phần cĩ hàm lượng khơng quá 0,1% trong tồn bộ tinh dầu. Để phân tích định tính và định lượng các thành phần của tinh dầu, ngày nay người ta dùng phương pháp sắc k‎ý mao quản kết hợp với phương pháp khối phổ (GC – MS). Tinh dầu chanh (Citras limon Burun) Chanh cĩ nhiều loại: Citras aurantifolia Swingle, Citras litifolia Tanaka. Tinh dầu chanh cĩ mùi đặc trưng, ngọt sắc cĩ phần giống citral và gây ấn tượng, kích thích dịch vị. Nĩ tham gia nhiều thành phần chất thơm. Sản xuất tinh dầu chanh theo phương pháp cất với nước hay ép lạnh, bộ phận sử dụng là vỏ xanh của quả chanh già. Tùy theo lồi chanh và cùng khí hậu, đất trồng mà các hằng số vật lý, chỉ số hĩa học của tinh dầu chanh cĩ sự thay đổi nhỏ. Hằng số vật lý: d20= 0,846-0,854; aD20=: 56-66o nD20: 1,402- 1,476; L9620 :1:1 Chỉ số hĩa học : chỉ số cacbonyl ( tính theo citral 2,7-3,9%) Thành phần chính của tinh dầu chanh: limonen 50-71%, g-terpinen 7-10,5%; β-pinen 8-12,7% a-pinen 1-2%, myrxen 1-2,5%, geranial 0,8-2,2% , a-tecpineol 1-1,4%, terpinen-4-ol 0,2-1,2% Tinh dầu qu‎ýt (Citrus reticulata Blanco) Tinh dầu quýt cĩ mùi đặc trưng, êm và nhẹ, cĩ ấn tượng, ngọt. Sản xuất theo phương pháp cất hơi nước hay ép. Bộ phận sử dụng là vỏ quả Hằng số vật lý: d20= 0,846-0,856; alo20=: 56-66o nD20: 1,402- 1,479; L96lo :1:1 Chỉ số hĩa học: aldehyt 0,5-1,2% ( decanal) Thành phần chính: limonen 6-9,4%, g-terpinen 19-20%; a-pinen 0,7-2,37%, myrxen 1,5-2,03%, terpinolen 0,4-1% , a-tecpineol 0,1-0,44%, decanal 0,09-0,9% Tinh dầu cam đỏ (Citrus sinensis L.) Tinh dầu quýt cĩ mùi đặc trưng, êm và nhẹ, cĩ ấn tượng, ngọt. Sản xuất theo phương pháp cất hơi nước hay ép. Bộ phận sử dụng là vỏ quả Hằng số vật lý: d20= 0,850-0,860; alD20=: 85-90 o nD20: 1,471- 1,479; L9680 :1:1 Chỉ số hĩa học: aldehyt 1-1,7% ( decanal) Thành phần chính: limonen 92,3-95,5%, myrxen 1,79-1,89 matyl acetat 0,81- 0,89% Tinh dầu bưởi (Citrus paradisis Macfa) Tinh dầu quýt cĩ mùi đặc trưng, êm và nhẹ, cĩ ấn tượng, ngọt. Sản xuất theo phương pháp cất hơi nước hay ép. Bộ phận sử dụng là vỏ quả Hằng số vật lý: d20= 0,846-0,851; aD20: 89-1000 nD20: 1,469- 1,477; L90150 :1:1 Chỉ số hĩa học: aldehyt 1,5- 2,5% ( decanal) Thành phần chính: limonen 83-93%, myrxen 1,4-1,6%,b-xiaryophyllen 02-2,7%, nootkaton 0,1-1%,octanon 0,1-0,3%. Octanol 0,2-0,2% Tinh dầu húng quế (Ocinum basilicum L) Bộ phận được sử dụng là lá và thu hoạch hằng năm. Tinh dầu húng quế dùng phổ biến trong gia vị như chế biến c thịt và chất thơm giấm. Thành phần chính: metylchaniol, lianalool, eugenol. Thành phần này thay đổi tùy vùng lãnh thổ, ví dụ, tinh dầu húng quế của Nhật Bản cĩ lượng linalool rất ít , cịn metylchanoiol. Ngồi ra cịn cĩ một ít eugenol 3,4%-19,2%. Tinh dầu cà rốt (Daneus Carota L.) Là chất lỏng màu vàng trong, dùng cho dịch chiết gia vị, tan vào EtOH 90% tỷ lệ 1/2 . Thành phần chính: a,b -pinen, limonen, bergamotten, cargophyllen, bisubolen, geraniol, dancol, carotol và genyl axetat. Tinh dầu cần tây (Apium graciolen L.) Cần tây cĩ thân thảo dùng tươi hoặc khơ cho nấu hoặc ăn sống… Trong thân thảo tươi chứa 0,1% tinh dầu, trong quả 2,5 % tinh dầu. Thành phần chính : limonen, myrxen, và cis-oximen. Trong tinh dầu quả cây tần limonen chiếm tới 50-60%, b- xelinen 20%, terpinen-4-ol, a- santalol và một số chất khác. Tinh dầu đinh hương (Syzygium aromaticum Mer. Et Perry) Đinh hương được trồng nhiều ở Indonesia, Madagasca… Bộ phận chủ yếu là nụ hoa, hàm lượng tinh dầu cĩ khi lên đến 20%. Thành phần chính: eugenol 70-90%, acetyl eugenol khỏang 10% và một số thành phần khác caryophyllen, fufurol, metyl, dionetylfufurol, ancol bexylic, heptanol-2, nonanol-2… Tinh dầu rau mùi (Coriandrum Cutivum L.) Rau mùi là cây phổ biến ở Việt Nam, Trung Âu, Nga , các nước Nam Mỹ , Bắc Mỹ.. Bộ phận sử dụng là cây và quả, hàm lượng tinh dầu 1-2 %. Tinh dầu rau mùi là chất lỏng hầu như khơng màu, tan trong EtOH 70% tỷ lệ 1:2 hay 1:3. Thành phần chính: linalool 60-70%, camphor, bomeol, geraniol, citronellol, terpinen-4-ol, linalyl và geranyl acetat. Tinh dầu tỏi (Allium sativum L.) Bộ phận sử dụng là củ tươi hay bột khơ, cất hay chiết. Nĩ được dùng trong chế biến thịt, rau quả hay nướoc uống ... Thành phần chính: alliin, metyl, etyl, n-butyl, xicloallin. Tinh dầu gừng (Zingiber officinal Roscoe) Bộ phận sử dụng là rễ, thân, quả, cây. Nĩ được dùng cho cơng nghiệp bánh kẹo, thực phẩm đĩng gĩi, rau quả, nước uống. Hàm lượng tinh dầu 0,5-3%. Thành phần chính: zingiberen 35-40% hay hơn, Ar-curcumen 18%, farnesen, b- sesquiphellandren, cis và trans-b - sesquiphellandrol, zingiberol… Tinh dầu ngải cứu (Artemisia valgaris L.) Bộ phận sử dụng là tồn cây. Nĩ được dùng trong xử lý thịt cá và cơng nghiệp nước uống Hàm lượng tinh dầu 0,03-0,2%.Nĩ là chất lỏng màu vàng sáng, cĩ mùi đặc trưng giống mùi thuyon. Thành phần chính: 1,8- xineol, terpin-4-ol, campor, a,b- thuyon, các monoterpen thơng dụng… Tinh dầu hành (Allium cepa L.) Bộ phận sử dụng là củ và lá tươi, Thành phần chính: một số dẫn xuất sulfur cĩ acid amin, metyl, propyl,propenyl disulfit, ngồi ra cịn cĩ protein, flavonoid, đường , acid ascorbic, các vitamin B1, B2. Tinh dầu ớt (Capsicum annuum L.) Bộ phận sử dụng là quả chín. Thành phần chính : 2-metoxy-3isobutylpyrazin, một số hỗn hợp steroit, saponin gọi là capsicidin… b. Chất thơm tổng hợp Các chất cĩ mùi khơng cĩ trong thiên nhiên mà do con người tổng hợp gọi là chất thơm tổng hợp. Người ta bắt chước mùi của thiên nhiên. Sau khi phân tích chi tiết thành phần hĩa học hàm lượng các chất, người ta pha chế các thành phần và chất gần như mùi thiên nhiên được một mùi gọi là mùi tổng hợp. Sau đĩ, người ta thay đổi thành phần làm cho mùi thu được khơng những gần giống mùi thiên nhiên mà cịn cĩ sắc thái riêng, hấp dẫn và quyến rũ. II.2.2 Theo thành phần hĩa học a. Đơn hương Một chất nguyên chất cĩ mùi đặc trưng thì gọi là đơn hương. Như vậy, đơn hương cĩ thành phần phân tử, cơng thức cấu tạo, cấu hình phân tử, các hằng số vật l‎ý, các tính chất hĩa học và mùi xác định. Đặc tính mùi quyết định tính chất của hương liệu. Bảng 15 : Đặc tính mùi của một số đơn hương phổ biến STT Hợp chất Mùi đặc trưng 1 Dodecalaton Đào 2 Decalaton Dừa 3 Isobutyl acetat chuối 4 Butyl acetat Dứa 5 n- butyl-n butyrat Dâu 6 Etyl isovalerat Táo 7 Limonen Chanh 8 Metyl antranilat Bưởi 9 Xinnamandehyt Quế 10 Antol Hồi 11 Vanillin Vani 12 Benzyl butyrat Mận 13 Acid Isobutyric Bơ 14 Eugenol Đinh huơng 15 Capsalxin Ớt 16 Mentol Bạc hà 17 Linalool Rau mùi 18 Propenyl disunfur Hành b. Tổ hợp hương Tổ hợp hương là hỗn hợp nhiều cấu tử mang mùi, tạo ra nhiều hiệu quả mùi khác nhau. Tất cả các mùi cĩ nguồn gốc tự nhiên, hoặc hình thành trong quá trình chế biến đều là tổ hợp của hàng trăm loại đơn hương khác nhau. Nghiên cứu tổ hợp hương giúp sáng tạo ra những mùi mới, hoặc pha chế thành những mùi giống hệt mùi tự nhiên. Người pha chế hương phải cĩ hiểu biết về hương liệu, các tính chất của chất thơm, về tổ hợp thơm, về các tương tác xảy ra khi pha chế và đặc biệt là phải cĩ sự nhạy cảm đối với các biến đổi của mùi thơm. Cĩ 3 thành phần chính cấu tạo thành tổ hợp mùi Chất nền: Là cấu tử giữ vai trị tạo mùi chính. Cĩ thề là đơn mùi, cĩ thể là hỗn hợp nhiều đơn mùi. Thí dụ: ionon : hoa tử đinh hương Ethlacetate: dầu chuối Chất điều hương Hợp chất cĩ khả năng làm thay đổi cường độ mùi, đặc tính mùi của một hương liệu gọi là chất điều hương. Điều hương cĩ thể là một đơn chất hay một hỗn hợp các hợp chất. Hầu hết các điều hương là chất cĩ mùi, nên cĩ nhiều chất vừa là đơn hương vừa là điều hương. Thường chỉ là lượng nhỏ, cĩ mùi khĩ chịu khi đứng một mình 9 Indol, Sacrtol…) Chất định hương Những chất cĩ khả năng giữ được mùi của hương liệu làm cho hương liệu thơm lâu hơn, bền hơn gọi là chất định hương. Chất định hương vừa cĩ khả năng giữ được các thành phần cĩ mùi của hương liệu làm cho chúng chậm bay hơi để kéo dài thời gian cĩ mùi vừa cĩ khả năng liên kết chặt chẽ với mơi trường sử dụng hương liệu bằng cách trộn lẫn hồn tồn vào đĩ và kéo theo sự trộn lẫn của hương liệu vào mơi trường, do đĩ sản phẩm cuối cùng tốt hơn. Thường là các hợp chất cao phân tử như nhựa benzoic, musk, vanilline… cĩ tác dụng hấp phụ các phân tử mùi trên bề mặt, làm chúng khĩ bay hơi…. Bảng 16: Một số hợp chất thơm trong trái cây nhiệt đới Trái cây Chuối Đu đủ Dứa Hợp chất thơm Isopentyl acetate Isobutyl acetate 3-methyl-1 butanol 2-pentanol 2-methyl-1 proponol Hexanol Linalool 2-pentanol 2-petanone b-Ionone Terpene hydrocarbon Linalool Phenylacetonitrile Benzyl isothiocyanate Monoterpene 2,6-dimethyl-octa-1,7 diene-3,6 –diol Terpene linalool Terpinen-4 ol Methyl butanoate Ehtyl butanotate Linalool, a- terpineol terpinen-4-ol Ethyl-2-methelbutaboate Methyl-2-methylbutanoate d- decalactone 1-(E,Z) -3,5 –undecatriene Biến đổi của các chất mùi trong chế biến và bảo quản rau quả Hiện nay chưa cĩ tài liệu nĩi rõ về sự biến đổi chung của tinh dầu trong quá trình chế biến, bởi vì mùi thơm của tinh dầu là do ester, phenol, aldehyd, ceton, và các hợp chất hữu cơ khác quyết định nên khi cĩ sự biến đổi cúa các chất này thì mùi thơm tự nhiên của sản phẩm rau quả cũng bị ảnh hưởng (mất đi do hoặc chuyển thành mùi khác ). Cĩ thể tạm chia biến đổi của chất mùi tự nhiên thành ba nhĩm: Bị oxy hĩa bởi oxy khơng khí Dưới tác dụng của oxy khơng khí, các hợp chất monoterpene dễ dàng bị oxy hĩa chuyển thành sản phẩm dạng nhựa. Bị oxy hĩa do nhiệt độ Dưới tác dụng của nhiệt độ, một số chất mùi bị bay hơi làm giảm mùi thơm trong quá trình chế biến: Riêng các hợp chất diterpene khơng bị bay hơi cùng với nước. Bị chuyển hĩa thành các chất khác trong quá trình chế biến Một số chất thơm bị chuyển thành chất khác trong quá trình chế biến làm mất mùi mong muốn của sản phẩm. Các chất mùi hình thành trong quá trình chế biến Phản ứng Maillard Hexose + pentose + acid amin Fufurol, oxymetylfurfurol, các loại aldehyd Fufurol cĩ mùi táo và do đường pentose tạo thành. Oxymetylfufurol cĩ mùi dễ chịu và được tạo thành từ đường hexose. Ngịai fufurol và oxymethylfufurol ,các aldehyd khác được tạo thành cũng tạo ra hương thơm cho sản phẩm. Acid amin- Acid Ascorbic Các aldehyd cĩ thể được hình thành nên do tương tác của acid amin với acid ascorbic khi cĩ mặt catechin ( polyphenol), Ion Cu 2+ hoặc khi gia nhiệt đến 80oC- 90oC Các aldehyd tạo thành là thành phần tạo hương cho sản phẩm. Các chất mùi tổng hợp trong rau quả IV. 1. Khái quát về hương liệu tổng hợp Trong cơng nghiệp tổng hợp hương liệu: người ta thường sử dụng tinh dầu trích từ các hợp chất tự nhiên là nguyên liệu và quá trình tổng hợp dựa vào cấu trúc các chất mùi cị sẵn. Những chất sử dụng trong hương liệu thơng thường thuộc các họ : alcol, ete ,lacton, ester, phenol, aldehyd, ceton… Đa số là những hợp chất đơn chức. Sự chồng chất nhiều nhĩm chức khơng thuận lợi cho sự phát triển mùi. Một số gố hydrocacbon như isopropyl, ter-butyl lại làm tăng mùi đáng kể. Thơng thường người ta cĩ thể thay nhĩm này bằng nhĩm khác nhưng vẫn giữ được mùi tương tự. Ví dụ: thay nhĩm –CHO bằng -NO2 hay –CN thì vẫn giữ được mùi ban đầu của vani Tuy nhiên khả năng thay thế như trên khơng phải bao giờ cũng đúng. Ví dụ: mùi hạnh nhân của benzaldehyd C6H5CHO vẫn cịn khi thay –CHO bằng -NO3 hoặc –CN , nhưng lại mất mùi khi thay –CHO bằng COCH3. Sự thay đổi vị các nhĩm chức cũng làm thay đổi mùi một cách đáng kể. Ví dụ: trong vani, 2 nhĩm –OH và –CHO ở vị trí para hoặc ortho nhưng nếu 2 nhĩm này ở vị trí meta ( isovani ) thì hợp chất lại khơng cĩ mùi. Vani isovani Vị trí của nối đối cũng ảnh hưởng rất lớn đến mùi. Ví dụ : a- ionon cĩ mùi hoa tím đặc trưng trong khi b-ionon cĩ mùi rất yếu α-ionon β-ionon Sự bão hịa nối đơi nhiều khi làm mất mùi. Ví dụ: eudenol cĩ mùi đinh hương mạnh, cịn dihydroeugenol với mạch nhánh bão hịa nối đơi khơng cĩ mùi. Eugenol Dihydroeugenol Các đồng phân quang học và đồng phân lập thể đơi khi cho những màu rất khác nhau. Các mùi giống nhau chưa hẳn cĩ cấu trúc giống nhau. Ví dụ: xạ hương thiên nhiên và xạ hương nhân tạo cĩ mùi giống nhau nhưng cấu trúc khác nhau. Musc thiên nhiên Musc nhân tạo Alcol pinacolic CH3-(CHOH)2-C- CH3 cĩ mùi long não nhưng cấu trúc hịan tồn khác với sampho C10H16O IV.2. Giới thiệu một số mùi tổng hợp IV.2.1. Đơn hương Alylphenoxyacetate Mùi trái cây, mùi thơm dứa Cơng thức hĩa học Resorinoldimethylether Mùi thơm hắc, mùi trái cây Cơng thức hĩa học Anisylaceton Mùi thơm ngọt của hoa trái Cơng thức hĩa học Piperonylizonbutyrat Mùi thơm ngọt của quả mọng Cơng thức hĩa học IV.2.2. Tổ hợp hương Hương táo Amyl valerat 300 Etyl malonat 200 Acetatandehyt 100 Clorofiorm 50 Geranyl butyrat 45 Etyl acetat 200 Vanillin 5 Glycerin 100 1000 Hương nho Amyl butyrat 100 Etyl acetat 300 Etyl octanoat 200 Etyl pelagmat 30 Etyl format 50 Metyl salicilat 10 Acetandehyt 50 Acid sucinic 30 Octyl valerat 10 Vanillin 5 Glycerin 120 1000 Hương dâu Etylbutyra 200 Etyl acetat 300 Etylmetylphenylete 20 Glyxidat 100 Etyl belargonat 100 Etyl format 100 Benzylaceton 30 Etylbenzoat 100 Metyl naphtylceton 10 Metyl salicylat 20 Tinh dầu quế 10 Coumarin 10 1000 Hương chuối Isoamyl acetat 300 Amyl butyrat 100 Benzandehyt 15 Benzyl propinat 40 Etylbutyrat 200 Etyl sebacat 100 Dầu đinh hương 20 Dầu hạnh nhân 20 Vanillin 5 1000 Hương đào γ-Undecalacton 500 Amylacetat 150 Amyl format 50 Benzandehyt 10 Benzyl xinnamat 40 Etyl ocnantat 50 Etyl butyrat 50 Etylvalerat 50 Vanillin 100 1000 Hương mơ Etyl butyrat 200 Etyl valerianat 300 Amyl bentyrat 70 Etyl salycilat 50 Etylocnantat 30 Cloroform 50 γ-Undecalacton 10 Vanillin 10 Tinh chất nhài 20 Glycerin 110 1000 Hương mận Acetandehyt 250 Etyl acetat 250 Etyl butyrat 100 Etyl format 50 Etyl ocnantat 200 Benzandehyt 20 γ-Nonalacton 5 Tinh dầu quít 10 Vanillin 5 Glycerin 110 1000 PHỤ LỤC CHIẾT ANTHOCYANIN TỪ QUẢ DÂU BẰNG NƯỚC SULFURED VÀ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA CHÚNG EXTRACTION OF ANTHOCYANINS FROM MULBERRY BY SULFURED WATER AND ITS PROPERTY HUỲNH THỊ KIM CÚC Trường Cao đẳng Lương thực Thực phẩm LÊ VĂN HỒNG – LÊ THỊ LỆ HƯỜNG Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng TĨM TẮT Trong bài báo này, chúng tơi trình bày phương pháp chiết anthocyanin thơ từ quả dâu trong nước SO2, đồng thời xác định một số đặc tính của chúng, bao gồm: độ màu, hàm lượng màu polyanthocyanin, độ bền màu tại các giá trị pH và nhiệt độ khác nhau. Kết quả cho thấy đối với quả dâu quá chín hàm lượng anthocyanin cao hơn so với quả chưa chín; Tại nồng độ SO2 1100ppm và nhiệt độ 600C cho hàm lượng anthocyanin tương đối cao; Khi chiết trong nước SO2 thì hàm lượng anthocyanin thấp hơn, nhưng độ bền màu cao hơn chiết trong dung mơi etanol/nước (50/50). Từ kết quả nghiên cứu chúng tơi ứng dụng màu anthocyanin thơ làm chất màu trong sản xuất kẹo cứng dâu. ABSTRACT In this article, we present a method of extracting anthocyanin from mulberry by sulfured water, at the same time we study its properties including: color density; polyanthocyanin color; color stability at different pH and temperature (0t). The results obtained are as follows: for well ripe mulberries the anthocyanin content is higher than unripe mulberries; at SO2 concentration of 1100ppm and temperature 600C, the highest anthocyanin content is found. When extracted by sulfured water the anthocyanin content is lower but color stability is higher than extracted by ethanol/water (50/50). From the results of this research, we have applied anthocyanin pigment to producing mulberry fruit candy. 1. Mở đầu Anthocyanin là hợp chất màu hữu cơ thiên nhiên, thuộc nhĩm flavonoid cĩ màu đỏ, đỏ tía, xanh hiện diện trong một số rau quả. Ngồi việc cho màu sắc đẹp, an tồn, anthocyanin cịn cĩ những hoạt tính sinh học tốt đối với con người, vì vậy anthocyanin cĩ khả năng giúp cơ thể chống và chữa một số bệnh như: chống ung thư, chống oxi hố, chống tia tử ngoại và chống viêm. Việc chiết anthocyanin từ thực vật cĩ thể thực hiện với nhiều loại dung mơi khác nhau, trong bài báo này chúng tơi trình bày một phương pháp chiết anthocyanin từ quả dâu tằm, trong nước SO2, và một số đặc tính của chúng. 2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1. Nguyên liệu Quả dâu tằm của Hội An, bắp cải tím mua tại Đà Nẵng. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Xác định hàm lượng anthocyanin: Theo phương pháp pH vi sai [4] 2.2.2. Xác định mật độ màu và hàm lượng màu polyanthocyanin [6] Nguyên tắc: anthocyanin sẽ kết hợp với bisulfite (Na2S4O8) tạo ra sản phẩm cộng khơng cĩ màu. Anthocyanin-tanin là dạng polyme hố (cĩ màu) chống lại sự tẩy màu của bisulfite. Cịn dạng monome thì cho phản ứng tẩy màu xảy ra nhanh chĩng. Tiến hành: Dịch chiết anthocyanin thơ pha lỗng trong nước cất, chuẩn bị như sau: + Mẫu 1: 5,6ml mẫu thêm 0,4 ml nước cất. Đo độ hấp thụ tại 420nm, 700nm và max. Mật độ màu được tính theo cơng thức: (3) + Mẫu 2: 5,6ml mẫu thêm 0,4 ml bisulfite Natri. Đo độ hấp thụ tại 420nm, 700nm và max. Màu polyanthocyanin được tính: (4) Phần trăm màu polyanthocyanin được tính theo cơng thức (5): (%) (5) 2.2.3. Phương pháp đo màu sắc: Dùng máy đo màu sắc Minolta Chroma mater CT-310. (Lightness) là độ sáng của màu, càng nhỏ thì màu càng đậm và ngược lại, = 0 đặc trưng cho màu đen tuyệt đối và =100 đặc trưng cho màu trắng tuyệt đối. Gĩc màu Theta (Hue angle) H=arctg(b*/a*), giá trị này càng gần 0o hay 360o thì màu đỏ càng nhiều. (chroma) đặc trưng cho độ bão hồ hay độ thuần khiết được tính bằng =[2]. 2.2.4. Phương pháp nghiên cứu độ bền màu anthocyanin Để nghiên cứu độ bền màu của anthocyanin tách từ quả dâu, chúng tơi tiến hành đo độ hấp thụ tại bước sĩng hấp thụ cực đại của mẫu trước và sau khi gia nhiệt. Độ bền màu được thể hiện bằng phần trăm màu cịn lại so với ban đầu, xác định theo cơng thức (3.1) % Màu cịn lại = .100% (3.1) (Trong đĩ: A là độ hấp thụ của mẫu tại thời điểm đo xác định; A1 là độ hấp thụ của mẫu tại bước sĩng hấp thụ cực đại ban đầu với mỗi mẫu nghiên cứu) 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Ảnh hưởng của độ chín đến màu sắc và hàm lượng anthocyanin trong quả dâu Quả dâu được loại bỏ tạp chất và những quả dập nát, phân loại theo độ chín sau đĩ tiến hành đo màu bằng máy đo Minolta, xác định hàm lượng anthocyanin bằng phương pháp pH vi sai, kết quả được thể hiện ở bảng 3.1 sau: Bảng 3.1. Kết quả đo độ màu sắc và hàm lượng anthocyanin theo độ chín của dâu Loại Dâu Mơ tả trạng thái L* C* H (o) Hàm lượng anthocyanin (%) Chưa chín Màu hồng nhạt, cứng 30,34 20,56 23,31 0,147 Gần chín Màu đỏ hồng, cứng 27,25 24,21 17,56 0,474 Vừa chín Màu tím đen, cứng 18,09 16,69 13,17 0,994 Quá chín Màu đen sẫm, mềm 12,72 6,09 5,86 1,287 Theo độ chín tăng dần thì giá trị L* giảm dần điều đĩ cĩ nghĩa là màu đậm dần; Giá trị H giảm dần nên màu đỏ càng nhiều; Độ chĩi C* ở quả gần chín là cao nhất, quả quá chín thấp nhất; Hàm lượng anthocyanin tăng dần, ở quả vừa chín và quá chín hàm lượng anthocyanin tương đối cao, so với quả chưa chín cao hơn khoảng từ 6 đến 9 lần. Như vậy cĩ thể nĩi quả dâu quá chín cĩ nhiều màu đỏ nhất, độ chĩi ít nhất, độ đậm màu nhiều nhất, hàm lượng anthocyanin cao nhất. Dựa vào kết quả nghiên cứu trên, chúng tơi thấy rằng khi thu hoạch quả dâu chỉ nên thu hái những quả vừa chín và quá chín. Cịn những quả chưa chín và gần chín thì khơng nên thu hái vì hàm lượng anthocyanin trong chúng cịn rất thấp. Hình 3.1: Ảnh hưởng của nồng độ SO2 đến hàm lượng anthocyanin 3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ SO2 đến hàm lượng anthocyanin Tiến hành chiết anthocyanin thơ với các dung mơi cĩ nồng độ SO2 là 500ppm, 700ppm, 900ppm, 1100ppm và 1500ppm, bổ sung 1% HCl, nhiệt độ 30oC, thời gian chiết 30 phút. Kết quả được thể hiện ở hình 3.1. Qua kết quả trên cho thấy hàm lượng anthocyanin trong quả dâu tăng lên khi tăng nồng độ SO2 và đạt giá trị cao ở nồng độ SO2 1100ppm, sau đĩ giảm dần. Điều này được giải thích dựa vào lý thuyết ưu trương và nhược trương (tức áp suất thẩm thấu liên quan đến sự chuyển khối của chất màu vào trong dung mơi). Ở nước cĩ nồng độ SO2 thấp, tế bào của nguyên liệu ở dạng ưu trương, thậm chí cĩ thể gây ra sự hấp thụ nước, khi tiếp tục tăng nồng độ đến một giá trị nhất định tùy thuộc vào đặc điểm của nguyên liệu thì lúc đĩ tế bào sẽ trương nở cực đại và vỡ ra đồng thời giải phĩng các chất màu nằm trong phần khơng bào. Tuy nhiên, nếu tiếp tục tăng nồng độ SO2 thì trạng thái nhược trương lại hình thành làm cho tế bào bị mất nước đồng thời cứng lại, làm giảm khả năng thấm của màng tế bào dẫn đến anthocyanin vẫn bị giữ nguyên trong phần khơng bào và quá trình chuyển khối xảy ra khĩ khăn hơn. Theo kết quả nghiên cứu [5] chiết anthocyanin từ quả lý chua đen (black currant) trong nước SO2 thì hàm lượng anthocyanin đạt giá trị lớn nhất tại nồng độ SO2 10001200ppm. Điều đĩ cho thấy cĩ thể ở nồng độ SO2 1100ppm thì hầu như các tế bào của các nguyên liệu chứa anthocyanin bị trương nở tối đa nên đã giải phĩng lượng anthocyanin nhiều. Vì vậy chúng tơi chọn nồng độ nước SO2 là 1100ppm để tiến hành một số nghiên cứu tiếp theo. 3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng anthocyanin Hình 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng anthocyanin h Tiến hành khảo sát tại các nhiệt độ chiết khác nhau: 30oC; 40oC; 50oC; 60oC và 70oC; Nồng độ SO2: 1100 ppm; Thời gian chiết: 30 phút. Sau khi phân tích và tính tốn hàm lượng anthocyanin, kết quả được trình bày ở hình 3.2. Khi tăng nhiệt độ sẽ làm giảm độ nhớt đồng thời tăng vận tốc khuếch tán do đĩ tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển động của chất hịa tan từ nguyên liệu vào dung mơi vì vậy mà hàm lượng anthocyanin tăng dần. Trong cơng nghệ thực phẩm nhiệt độ là yếu tố giới hạn bởi vì khi nhiệt độ tăng, các thành phần cĩ trong thực phẩm rất dễ bị biến đổi. Hàm lượng anthocyanin đạt cao nhất tại 600C, điều này phù hợp với tính chất đặc trưng của anthocyanin là tan tốt trong nước ấm. Tại 700C hàm lượng anthocyanin bắt đầu giảm do ở nhiệt độ cao các anthocyanin bị thối biến. Để giảm hàm lượng bị thối biến do nhiệt đến mức thấp nhất người ta thường tiến hành chiết ở nhiệt độ thường. 3.4. Kết quả xác định một số chỉ tiêu của anthocyanin thơ khi chiết trong các dung mơi khác nhau Tiến hành chiết anthocyanin thơ từ quả dâu tằm với lượng nguyên liệu 10g trong 100ml dung mơi nước SO2 cĩ nồng độ 1100ppm và etanol/nước (50/50) đều bổ sung 1% HCl; Nhiệt độ chiết 30oC; Thời gian 30 phút. Sau đĩ pha lỗng 10 lần dịch chiết và tiến hành phân tích, đo độ hấp thụ tại bước sĩng 510nm. Kết quả được thể hiện ở bảng 3.2. Bảng 3.2. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu của anthocyanin thơ khi chiết trong nước SO2 và etanol/nước Chỉ tiêu Dung mơi chiết Mật độ màu Độ màu polyme Phần trăm màu polyme (%) Hàm lượng anthocyanin (%) Nước SO2 0,65 0,40 61,54 1,200 Etanol/nước (50/50) 8,61 0,96 11,14 1,264 Theo kết quả ở bảng 3.2 ta thấy khi chiết trong nước SO2 thì hàm lượng anthocyanin, mật độ màu và độ màu polyme thấp hơn, nhưng phần trăm màu polyme lại nhiều hơn so với mẫu chiết trong dung mơi etanol/nước (gấp 12,25 lần). Nguyên nhân là trong dung dịch, phân tử anthocyanin ở dạng monome và polyme, nước SO2 trong quá trình tiếp xúc với nguyên liệu đã khử một phần anthocyanin ở dạng monome, nhưng khơng khử được dạng polyme nên màu cịn lại trong mẫu chiết bằng nước SO2 chủ yếu là chất màu ở dạng polyanthocyanin, vì vậy phần trăm màu polyme tăng lên. 3.5. Kết quả nghiên cứu độ bền màu anthocyanin thơ ở nhiệt độ 30oC. Tiến hành pha lỗng dịch chiết anthocyanin thơ trong các dung dịch đệm citrat-photphat cĩ pH từ 3,0 đến 6,0, sau đĩ đo phần trăm màu cịn lại tại bước sĩng hấp thụ cực đại (510nm) ở 30oC, theo thời gian, kết quả được trình bày ở hình 3.4. (a) (b) (c) (d) Hình 3.4. Phần trăm màu cịn lại theo thời gian ở 30oC tại các pH khác nhau của anthocyanin thơ chiết từ quả dâu tằm (a): pH=3,0; (b); pH=4,0; (c): pH=5,0; (d): pH=6,0 Với kết quả ở hình 3.4 ta nhận thấy: + Ở cùng một giá trị pH, cùng một nhiệt độ, độ bền màu giảm dần theo thời gian, anthocyanin chiết trong nước SO2 cĩ độ bền màu cao hơn khi chiết trong dung mơi là etanol/nước. Điều đĩ cĩ nghĩa là anthocyanin thơ chiết trong dung mơi nước SO2 tương đối bền hơn chiết trong dung mơi etanol/nước. + Ở pH = 4; 5 và 6 độ bền của anthocyanin kém hơn ở pH = 3. Sau 50 ngày, tại pH = 3 phần trăm màu cịn lại của anthocyanin chiết trong nước SO2 là 76,717%, trong khi đĩ tại pH=6,0 là 65,27%. Nhưng với anthocyanin thơ chiết trong dung mơi etanol/nước là 71,76% và 57,35%. 3.6. Kết quả nghiên cứu độ bền màu anthocyanin thơ ở nhiệt độ 95oC Tiến hành giống như nghiên cứu ở 3.5, nhưng nhiệt độ khảo sát là 95oC, thời gian gia nhiệt đến 60 phút, kết quả được trình bày ở bảng 3.3. Bảng 3.3. Phần trăm màu cịn lại theo thời gian ở 95oC tại các pH khác nhau của anthocyanin thơ chiết trong dung mơi nước sulfite và etanol/nước Thời gian pH = 3,0 pH = 4,0 PH = 5,0 pH = 6,0 Nước SO2 Etanol nước Nước SO2 Etanol nước Nước SO2 Etanol nước Nước SO2 Etanol nước Ban đầu 100 100 100 100 100 100 100 100 15 phút 97,54 96,36 96,36 94,47 95,84 92,65 94,82 91,30 30 phút 96,21 95,37 94,47 91,50 92,91 91,76 90,46 87,62 45 phút 94,12 89,79 91,63 86,81 90,71 88,82 88,56 84,95 60 phút 91,61 85,50 88,66 82,57 86,30 85,59 83,65 80,26 Khi gia nhiệt đến 95oC, ở các pH khác nhau, độ bền nhiệt của anthocyanin giảm dần theo thời gian và theo chiều tăng của pH. Ở cùng nhiệt độ và pH độ bền màu của anthocynin chiết trong nước SO2 cao hơn khi chiết trong etanol/nước. Ở 950C anthocyanin tương đối bền nhiệt khi gia nhiệt trong khoảng thời gian 60 phút, sau 60 phút, pH = 3 phần trăm màu vẫn cịn 91,61% (chiết trong nước SO2 ) cịn 85,50% (chiết trong etanol/nước), phần trăm màu cịn lại thấp nhất tại pH=6,0, sau 60 phút gia nhiệt là 80,26%. So với các giá trị pH = 4; 5 và 6, tại pH = 3 anthocyanin ít bị thối biến do nhiệt hơn. 3.7. Kết quả nghiên cứu ứng dụng màu anthocyanin thơ trong sản xuất kẹo cứng dâu Từ các kết quả nghiên cứu trên chúng tơi tiến hành nghiên cứu ứng dụng màu anthocyanin thơ chiết từ quả dâu thay thế màu tổng hợp trong sản xuất kẹo cứng dâu, và tiến hành theo dõi sự biến đổi màu của sản phẩm trong thời gian bảo quản, bằng phương pháp đo màu sắc (2.3.2). Kết quả được trình bày ở bảng 3.4. Bảng 3.4. Kết quả đo màu sắc của mẫu kẹo cứng dâu ở 30oC, theo thời gian bảo quản Các thơng số Thời gian L* C* H Ban đầu 28,9 5,70 14,12 05 ngày 32,32 5,87 14,25 10 ngày 35,18 6,54 14,82 15 ngày 36,21 7,79 14,87 20 ngày 36,36 7,91 14,87 25 ngày 36,39 8,21 16,31 30 ngày 36,47 8,53 16,38 35 ngày 36,52 8,65 16,43 45 ngày 37,10 8,72 16,51 Theo thời gian bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thường, giá trị L* tăng dần chứng tỏ độ đậm màu giảm dần, độ chĩi C* tăng dần, gĩc màu H tăng dần từ 14,1216,51 nghĩa là màu đỏ giảm dần, tuy nhiên mức độ giảm chậm. 4. Kết luận Đã nghiên cứu được ở quả dâu quá chín cĩ màu đậm nhất, cho hàm lượng màu anthocyanin cao nhất; Với nước SO2 ở nồng độ 1100ppm và nhiệt độ 600C cho hàm lượng anthocyanin tương đối cao; Khi chiết trong nước SO2 thì hàm lượng anthocyanin, mật độ màu, độ màu polyme ít hơn, nhưng phần trăm màu polyme lại nhiều hơn so với mẫu chiết trong dung mơi etanol/nước; Độ bền màu của anthocyanin chiết trong nước SO2 cao hơn khi chiết trong etanol/nước; Ở pH=3,0 anthocyanin bền hơn so với pH=4; 5 và 6; Khi gia nhiệt đến 950C anthocyanin tương đối bền trong khoảng thời gian 60 phút; đã nghiên cứu ứng dụng màu anthocyanin thơ làm chất màu thay thế màu tổng hợp trong sản xuất keo cứng dâu. Từ kết quả này chúng tơi tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về ứng dụng màu tự nhiên anthocyanin trong chế biến các sản phẩm thực phẩm. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tơn Nữ Minh Nguyệt, Bài giảng mơn Hĩa học thực phẩm, Trường Đại học Bách Khoa TPHCM, 2005. 2. Lê Ngọc Tú, Hố học Thực phẩm, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1994. 3. Văn Ngọc Hướng, Hương liệu và ứng dụng, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2003. 4. Douglas B. MacDougall, Colour in food, Woodhead Publishing Limited, Cambridge England, 2002, 378 trang. 5. Ralf Gunter Berger, Flavour and Fragrances, University Hannover, Germany, 2006. 6. Dr. Kurt Bauer, Dorothea Garbe, Dr. Horst Surburg, Common Fragrance and Flavor Materials, Germany, 2001. 7. Xavier Nicolay, Odor in the Food Industry, Springer, Iceland, 2006. 8. 9. 10. 11. MỤC LỤC