1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

(Đồ án hcmute) khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện bảo quản đến chất lượng và động học phân hủy của dịch chiết betacyanin trích ly từ vỏ thanh long ruột đỏ (hylocereus polyrhizus)

110 11 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Các Điều Kiện Bảo Quản Đến Chất Lượng Và Động Học Phân Hủy Của Dịch Chiết Betacyanin Trích Ly Từ Vỏ Thanh Long Ruột Đỏ (Hylocereus polyrhizus)
Tác giả Nguyễn Thị Diễm Hồng, Hồ Thị Mỹ Thắm
Người hướng dẫn Thạc sĩ Vũ Trần Khánh Linh
Trường học Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm
Thể loại Khóa luận tốt nghiệp
Năm xuất bản 2022
Thành phố Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 110
Dung lượng 10,43 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU (26)
    • 1.1. Đặt vấn đề (26)
    • 1.2. Mục tiêu đề tài (28)
    • 1.3. Nội dung nghiên cứu (29)
    • 1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn (29)
  • CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN (30)
    • 2.1. Tổng quan về thanh long ruột đỏ (30)
      • 2.1.1. Giới thiệu (30)
      • 2.1.2. Thành phần dinh dưỡng và công dụng (31)
      • 2.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long ở Việt Nam (32)
    • 2.2. Tổng quan về betacyanin (34)
      • 2.2.1. Khái niệm về chất màu betalain (34)
      • 2.2.2. Cấu trúc hóa học của betacyanin (35)
      • 2.2.3. Vai trò của betacyanin (36)
      • 2.2.4. Một số yếu tố ảnh hưởng đến màu sắc và sự ổn định của betacyanin (37)
    • 2.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước (40)
      • 2.3.1. Tình hình nghiên cứu trong nước (40)
      • 2.3.1. Tình hình nghiên cứu quốc tế (40)
  • CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (42)
    • 3.1. Nguyên liệu và hóa chất (42)
      • 3.1.1. Nguyên liệu (42)
      • 3.1.2. Hóa chất (43)
    • 3.2. Quy trình trích ly betacyanin (43)
      • 3.2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ (44)
      • 3.2.2. Thuyết minh (44)
    • 3.3. Nội dung nghiên cứu (46)
      • 3.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát một số chỉ tiêu của bột vỏ thanh long ruột đỏ (46)
      • 3.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); (46)
      • 3.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); (47)
      • 3.3.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát động học phân hủy của dung dịch chất màu betacyanin (47)
    • 3.4. Phương pháp phân tích (49)
      • 3.4.1. Phương pháp xác định độ ẩm nguyên liệu (49)
      • 3.4.2. Phương pháp xác định tro của nguyên liệu (49)
      • 3.4.3. Phương pháp định hàm lượng betacyanin (51)
      • 3.4.4. Phương pháp xác định màu của dung dịch betacyanin (51)
      • 3.4.5. Phương pháp khử gốc tự do DPPH (52)
      • 3.4.6. Phương pháp khử sắt FRAP (54)
      • 3.4.7. Phương pháp xử lý số liệu (56)
  • CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN (57)
    • 4.1. Khảo sát một số chỉ tiêu của nguyên liệu (57)
    • 4.2. Ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH = 4, pH = 5) và nhiệt độ bảo quản (10 o C, 20 o C, 35 o C) hàm lượng và sự bền màu của dung dịch (58)
      • 4.2.1. Ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH = 4, pH = 5) và nhiệt độ bảo quản (10 o C, 20 o C, 35 o C) đến hàm lượng betacyanin theo thời gian. 34 4.2.2. Ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH = 4, pH = 5) và nhiệt độ bảo quản (10 o C, 20 o C, 35 o C) đến sự bền màu của dung dịch betacyanin (59)
    • 4.3. Ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH 4, pH 5) và nhiệt độ bảo quản (10 o C, 20 o C, 35 o C) đến khả năng chống oxy hóa của dung dịch (77)
      • 4.3.1. Ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH = 4, pH = 5) và nhiệt độ bảo quản (10 o C, 20 o C, 35 o C) đến khả năng chống oxy hóa đo bằng phương pháp DPPH của dung dịch betacyanin sau quá trình bảo quản (77)
    • 4.4. Động học phân hủy của dịch chiết betacyanin trích ly từ vỏ thanh long ruột đỏ (85)
  • CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ (92)
    • 5.1. Kết luận (92)
    • 5.2. Kiến nghị (93)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (94)
  • PHỤ LỤC (105)

Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH S K L 0 0 9 1 4 2 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN ĐẾN CHẤT LƯỢNG VÀ ĐỘNG HỌC PHÂN HỦY CỦA D

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

S K L 0 0 9 1 4 2

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN

ĐẾN CHẤT LƯỢNG VÀ ĐỘNG HỌC PHÂN HỦY

CỦA DỊCH CHIẾT BETACYANIN TRÍCH LY TỪ VỎ THANH LONG RUỘT ĐỎ

(Hylocereus polyrhizus)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: VŨ TRẦN KHÁNH LINH SVTH : NGUYỄN THỊ DIỄM HỒNG

HỒ THỊ MỸ THẮM

Trang 2

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN ĐẾN CHẤT LƯỢNG VÀ ĐỘNG HỌC PHÂN HỦY CỦA DỊCH CHIẾT BETACYANIN TRÍCH LY TỪ VỎ THANH LONG RUỘT ĐỎ

(Hylocereus polyrhizus)

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

Trang 5

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, chúng tôi xin cảm ơn chân thành đến cô Vũ Trần Khánh Linh, giảng viên của Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ hóa học và Thực phẩm, trường Đại học

Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM Trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp của nhóm,

cô đã luôn theo dõi, quan sát tận tâm hướng dẫn và chỉ ra những lỗi sai để nhóm khắc phục kịp thời

Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến cô Lê Ngọc Liễu, giảng viên Trường ĐH Quốc Tế ĐHQG-HCM đã cùng với giáo viên hướng dẫn tận tình giúp đỡ và hướng dẫn cho chúng tôi giải quyết những khó khăn gặp phải trong quá trình thực hiện khóa luận

Chúng tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Công nghệ hoa học và Thực phẩm đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để chúng tôi có thể hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này

Chúng tôi hy vọng nhận được sự đóng góp của quý Thầy/Cô và các bạn để nội dung khóa luận được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Trang 18

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN………ii

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN………… iv

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN………vii

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA HỘI ĐỒNG XÉT BẢO VỆ KHÓA LUẬN……… xiii

DANH MỤC HÌNH xviii

DANH MỤC BẢNG xix

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xx

TÓM TẮT KHÓA LUẬN xxi

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 3

1.3 Nội dung nghiên cứu 4

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 5

2.1 Tổng quan về thanh long ruột đỏ 5

2.1.1 Giới thiệu 5

2.1.2 Thành phần dinh dưỡng và công dụng 6

2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long ở Việt Nam 7

2.2 Tổng quan về betacyanin 9

2.2.1 Khái niệm về chất màu betalain 9

Trang 19

2.2.2 Cấu trúc hóa học của betacyanin 10

2.2.3 Vai trò của betacyanin 11

2.2.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến màu sắc và sự ổn định của betacyanin 12

2.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 15

2.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 15

2.3.1 Tình hình nghiên cứu quốc tế 15

CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

3.1 Nguyên liệu và hóa chất 17

3.1.1 Nguyên liệu 17

3.1.2 Hóa chất 18

3.2 Quy trình trích ly betacyanin 18

3.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 19

3.2.2 Thuyết minh 19

3.3 Nội dung nghiên cứu 21

3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát một số chỉ tiêu của bột vỏ thanh long ruột đỏ 21

3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH = 4, pH = 5) và nhiệt độ bảo quản (10oC, 20oC, 35 oC) đến hàm lượng và sự bền màu của dung dịch betacyanin theo thời gian 21

3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH = 4, pH = 5) và nhiệt độ bảo quản (10oC, 20oC, 35oC) đến khả năng chống oxy hóa (bằng phương pháp khử gốc tự do DPPH và phương pháp khử sắt FRAP) của dung dịch betacyanin sau quá trình bảo quản 22

3.3.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát động học phân hủy của dung dịch chất màu betacyanin theo thời gian 22

3.4 Phương pháp phân tích 24

Trang 20

3.4.1 Phương pháp xác định độ ẩm nguyên liệu 24

3.4.2 Phương pháp xác định tro của nguyên liệu: 24

3.4.3 Phương pháp định hàm lượng betacyanin 26

3.4.4 Phương pháp xác định màu của dung dịch betacyanin 26

3.4.5 Phương pháp khử gốc tự do DPPH 27

3.4.6 Phương pháp khử sắt FRAP 29

3.4.7 Phương pháp xử lý số liệu 31

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 32

4.1 Khảo sát một số chỉ tiêu của nguyên liệu 32

4.2 Ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH = 4, pH = 5) và nhiệt độ bảo quản (10oC, 20oC, 35oC) hàm lượng và sự bền màu của dung dịch betacyanin theo thời gian 33

4.2.1 Ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH = 4, pH = 5) và nhiệt độ bảo quản (10oC, 20oC, 35oC) đến hàm lượng betacyanin theo thời gian 34 4.2.2 Ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH = 4, pH = 5) và nhiệt độ bảo quản (10oC, 20oC, 35oC) đến sự bền màu của dung dịch betacyanin theo thời gian 42

4.3 Ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH 4, pH 5) và nhiệt độ bảo quản (10oC, 20oC, 35oC) đến khả năng chống oxy hóa của dung dịch betacyanin sau quá trình bảo quản 52

4.3.1 Ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH = 4, pH = 5) và nhiệt độ bảo quản (10oC, 20oC, 35oC) đến khả năng chống oxy hóa đo bằng phương pháp DPPH của dung dịch betacyanin sau quá trình bảo quản 52

Trang 21

4.3.2 Ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid ascorbic, acid citric); pH bảo quản (pH 4, pH

pháp FRAP của dung dịch betacyanin sau quá trình bảo quản 56

4.4 Động học phân hủy của dịch chiết betacyanin trích ly từ vỏ thanh long ruột đỏ 60

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67

5.1 Kết luận 67

5.2 Kiến nghị 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

PHỤ LỤC 80

Trang 22

DANH MỤC HÌNH

Hình 2 1 Quả thanh long Hylocereus undatus, Hylocereus polyrhizus, Hylocereus

megalanthus (theo thứ tự từ trái sang phải) 5

Hình 2 2 Những tỉnh trồng thanh long chủ yếu ở Việt Nam 8Hình 2 3 Con đường sinh tổng hợp betalain (Gengatharan và cộng sự, 2015) 9Hình 2 4 Một số con đường phân hủy betanin (Herbach và cộng sự, 2006) 13 Hình 3 1 Sơ đồ quy trình sản xuất bột vỏ thanh long ruột đỏ 17Hình 3 2 Sơ đồ quy trình trích ly betacyanin từ vỏ thanh long ruột đỏ 19Hình 3 3 Đường chuẩn xác định nồng độ acid ascorbic để đo hoạt tính 28Hình 3 4: Đường chuẩn xác định nồng độ acid ascorbic để đo hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP 30 Hình 4 1 Màu bột vỏ thanh long ruột đỏ 33

Hình 4 3 Sự thay đổi màu sắc dung dịch betacyanin tại ngày 0, ngày 21 và ngày 26 của quá trình bảo quản 42Hình 4 4 Sự phân hủy của betacyanin trích ly từ từ vỏ thanh long ruột đỏ trong suốt quá trình

Hình 4 5 Mô hình động học phân hủy Arrhenius của betacyanin trích ly từ vỏ thanh long ruột

đỏ 65

Trang 23

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2 1 Thành phần dinh dưỡng trong 100 g thịt quả thanh long (Jakarta, 1997) 6Bảng 2 2 Cấu trúc betacyanin trong thanh long ruột đỏ 11 Bảng 3 1 Các mẫu khảo sát trong nghiên cứu 21Bảng 3 2 Độ hấp thụ và khả năng quét gốc tự do của dung dịch chuẩn tại bước sóng 515 nm 27Bảng 3.3: Độ hấp thụ của dung dịch chuẩn ở bước sóng 700 nm 30 Bảng 4 1 Một số chỉ tiêu của bột vỏ thanh long ruột đỏ 32

chiết betacyanin trích ly từ vỏ thanh long ruột đỏ trong các điều kiện bảo quản khác nhau 62

Trang 24

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

AA4: mẫu bổ sung acid ascorbic bảo quản tại pH = 4

AA5: mẫu bổ sung acid ascorbic bảo quản tại pH = 5

AC4: mẫu bổ sung acid citric bảo quản tại pH = 4

AC5: mẫu bổ sung acid citric bảo quản tại pH = 5

DPPH: 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl

FRAP: Ferric reducing-antioxidant power

RSA: Radical scavenging activity

TCA: Trichloroacetic acid

Trang 25

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Nghiên cứu này tiến hành đánh giá ảnh hưởng của các loại acid hữu cơ (acid citric, acid

lượng và động học phân hủy của dịch chiết betacyanin trích ly từ vỏ thanh long ruột đỏ Kết quả nghiên cứu cho thấy các loại acid hữu cơ, pH, nhiệt độ đều có ảnh hưởng lớn đến hàm lượng và

có chất lượng tốt nhất Cụ thể sau 26 ngày bảo quản thì phần trăm betacyanin còn lại lên đến 80.9% và màu sắc của sắc tố này vẫn ổn định thể hiện thông qua các giá trị L* = 21.3, a* = 16.2, b* = 4.6 DPPH và FRAP là hai phương pháp được áp dụng trong nghiên cứu này để đánh giá khả năng kháng oxy hóa của các mẫu Kết quả cho thấy dịch chiết betacyanin khi được bổ sung

ra động học phân hủy betacyanin trong thời gian bảo quản cũng được thực hiện Kết quả cho thấy thời gian bán hủy của dịch chiết betacyanin dao động trong khoảng từ 6 đến 62 ngày Trong

nhất là 62 ngày, hai mẫu sử dụng acid ascorbic và acid citric để điều chỉnh về pH = 5 (AC5 và

cao nhất, điều này đồng nghĩa sự phân hủy betacyanin trong mẫu này dễ hơn khi nhiệt độ tăng lên Ngược lại mẫu bổ sung acid citric tại pH = 5 (AC5) sẽ khó phân hủy betacyanin hơn khi

Trang 26

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay, màu sắc đóng vai trò thiết yếu trong việc đánh giá chất lượng của thực phẩm (Joshi và cộng sự, 2011) Chất màu được thêm vào giúp sản phẩm thực phẩm hấp dẫn hơn, nâng cao chất lượng và thu hút người tiêu dùng (Kunnika và cộng sự, 2011) Trong những năm gần đây, do những lo ngại chất màu tổng hợp có thể gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, ngành công nghiệp thực phẩm đã bắt đầu chú trọng vào các chất tạo màu tự nhiên như carotenoid, chlorophyll, anthocyanin và betalain (Cortez và cộng sự, 2016) Hầu hết các nghiên cứu trước đây về chất màu đều tập trung chủ yếu 2 hợp chất là carotenoid và anthocyanin (Anuja Agrawal, 2013) Tuy nhiên gần đây, betacyanin, một loại betalain màu đỏ tím đã được quan tâm nhiều hơn với vai trò chất tạo màu tự nhiên trong lĩnh vực thực phẩm (Gengatharan, 2016) Bên cạnh đó, với khả năng loại bỏ các gốc tự do, betacyanin còn được coi là chất chống oxy hóa đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người (Esatbeyoglu và cộng sự, 2015) Việc sử dụng betacyanin với một liều lượng thích hợp trong chế độ ăn uống hằng ngày sẽ hỗ trợ làm chậm sự phát triển của các mô ung thư (Zou và cộng sự, 2005; Szaefer và cộng sự, 2014), giúp

hạ sốt (Wroblewska và cộng sự, 2011) và kháng khuẩn (Canadanovic-Brunet và cộng sự, 2011)

Từ những lợi ích tuyệt vời mà betacyanin mang lại, hợp chất này được đánh giá là có tiềm năng trong việc sản xuất thực phẩm chức năng (Gengatharan, 2016)

Trong tự nhiên, sắc tố betacyanin thường được tìm thấy trong các loại thực vật có màu

đỏ tím như củ dền, cây dền gai, trái mồng tơi, quả thanh long, quả xương rồng (Chhikara và cộng sự, 2019; Kumar và cộng sự, 2015; Cai và cộng sự, 2001; Sutor và Wybraniec, 2020) Betacyanin thương mại hiện nay chủ yếu được trích ly từ củ dền đỏ, tuy nhiên betacyanin từ nguồn này lại có mùi đất do geosmin tạo ra, gây cảm giác khó chịu cho một số người tiêu dùng khi được bổ sung vào thực phẩm (Lu và cộng sự, 2003; Stintzing và Carle, 2004) Do đó việc tìm ra các nguồn nguyên liệu mới thay thế cho củ dền đỏ là rất cần thiết Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng betacyanin từ thanh long ruột đỏ có thể khắc phục nhược điểm của betacyanin từ củ dền đỏ (Esquivel và cộng sự, 2007; Stintzing và cộng sự, 2003, Herbach và cộng sự, 2007) Hơn nữa, thanh long ruột đỏ là nguồn nguyên liệu giá rẻ và sẵn có nên việc trích ly betacyanin từ thanh long ruột đỏ sẽ giúp tiết kiệm chi phí hơn so với các nguồn nguyên liệu khác Chính vì

Trang 27

thế, betacyanin từ thanh long ruột đỏ được đánh giá là một trong những nguồn thay thế tiềm năng cho betacyanin từ củ dền đỏ

Thanh long ruột đỏ có tên khoa học là Hylocereus polyrhizus, thuộc họ xương rồng, có

nguồn gốc ở khu vực rừng mưa nhiệt đới của Mexico (Wu và cộng sự, 2006) Ở Việt Nam, thanh long ruột đỏ được trồng rất phổ biến ở các tỉnh phía Nam Loại quả này gần đây được nhiều người quan tâm do có vẻ ngoài hấp dẫn cũng như các đặc tính dinh dưỡng và hoạt tính sinh học tuyệt vời mà nó mang lại (Fathordoobady và cộng sự, 2016) Thông thường, phần thịt quả thanh long được sử dụng để sản xuất nhiều loại sản phẩm như: thanh long sấy dẻo, nước ép, rượu vang,… còn phần vỏ thường lại bị loại bỏ trong quá trình chế biến Vỏ thanh long cũng chiếm một lượng khá lớn, khoảng 30 ÷ 35% trọng lượng quả và là nguồn cung cấp dồi dào sắc

tố betacyanin (Kumar và cộng sự, 2015; Fathordoobady và cộng sự, 2016) Vì vậy, việc tận dụng vỏ thanh long để chiết xuất betacyanin làm chất tạo màu tự nhiên không những sẽ giúp nâng cao giá trị kinh tế của cây thanh long, đa dạng hóa sản phẩm và tăng thu nhập cho người nông dân, mà còn góp phần bảo vệ môi trường và giúp giảm chi phí cho việc sản xuất chất màu betacyanin Tuy nhiên, betacyanin có độ ổn định tương đối thấp với các yếu tố môi trường như nhiệt độ cao, pH, ánh sáng, oxy và độ ẩm (Woo và cộng sự, 2011) Do đó, gần đây, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để tìm hiểu về khả năng bảo quản của chất màu betacyanin Wybraniec

và cộng sự (2006) đã kết luận rằng sắc tố betacyanin không bị ảnh hưởng đáng kể trong phạm

vi pH từ 3 đến 7 và dễ bị phân hủy khi vượt ra ngoài phạm vi này Một số nghiên cứu khác cũng cho thấy rằng betacyanin ổn định ở vùng pH có tính acid và khoảng pH tối ưu nhất là từ 4.0 – 6.0 (Vaillant và cộng sự, 2005) Nguyên nhân là do trong điều kiện acid mạnh, sắc tố betacyanin

sẽ trở nên xanh tím do dạng anion màu đỏ được chuyển thành cation màu tím, ngược lại betacyanin sẽ nhanh chóng chuyển sang màu vàng nâu do mất betanin trong điều kiện kiềm (Kunnika và cộng sự, 2011) Các loại acid hữu cơ có những ảnh hưởng nhất định đến độ bền màu của betacyanin Narkprasom và cộng sự (2012) đã kết luận rằng việc bổ sung 1% acid ascorbic, 1% acid citric, 1% acid acetic có tác dụng đáng kể trong việc bảo quản dung dịch

betacyanin chiết xuất từ cây diên mạch Đài Loan (Chenopodium formosanum) Stintzing và

cộng sự (2006) đã báo cáo rằng việc bổ sung 1% acid ascorbic đã giúp sắc tố betalain trích ly từ quả thanh long ruột đỏ ổn định nhiệt tốt hơn khi so sánh với mẫu đối chứng Attoe và cộng sự (1982), cũng đã chứng minh acid ascorbic giúp tăng cường sự ổn định của betacyanin trong quá

Trang 28

trình bảo quản nhờ vào khả năng khử oxy từ môi trường xung quanh Ngoài ra, acid citric cũng rất hữu ích trong việc bảo vệ betacyanin thông qua sự tạo phức của các cation kim loại Theo Pasch và Elbe (1979), việc bổ sung 1% acid citric sẽ giúp làm tăng thời gian bán hủy của betanin lên khoảng 1,5 lần

Theo những tài liệu chúng tôi tổng hợp được, hiện chưa có nhiều nghiên cứu khảo sát

về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến độ ổn định của betacyanin trích ly từ vỏ thanh long ruột đỏ Năm 2019, Liu và cộng sự đã khảo sát ảnh hưởng của cation kim loại ở các nồng độ khác nhau và các dung dịch đường khác nhau đến động học phân hủy của betacyanin trích ly từ

vỏ thanh long ruột đỏ Priatni và cộng sự (2015) đã nghiên cứu độ ổn định của chiết xuất

betacyanin từ vỏ thanh long đỏ, tuy nhiên, trong nghiên cứu này, tác giả không đề cập đến ảnh

hưởng của nhiệt độ và các loại acid hữu cơ đến độ ổn định của betacyanin Woo và cộng sự (2011) cũng đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất chống oxy hóa, pH, nhiệt độ đến sự ổn định của betalain từ trái thanh long ruột đỏ Trong nghiên cứu này, tác giả vẫn chưa đề cấp đến ảnh hưởng của các chất chống oxy hóa khác nhau đến sự ổn định của sắc tố và động học phân hủy của betacyanin theo thời gian Nhìn chung, trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm vẫn còn rất nhiều yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến độ ổn định betacyanin chưa được nghiên cứu Do đó,

đề tài nay được thực hiện nhằm khảo sát ảnh hưởng của acid ascorbic, acid citric, pH và nhiệt

độ đến khả năng bảo quản dung dịch betacyanin trích ly từ vỏ thanh long ruột đỏ Từ đó, chọn

ra loại acid hữu cơ, pH và nhiệt độ thích hợp cho việc bảo quản Mô hình động học phân hủy của betacyanin cũng được nghiên cứu để dự đoán sự thay đổi chất lượng betacyanin xảy ra trong quá trình bảo quản ở các nhiệt độ khác nhau

1.2 Mục tiêu đề tài

Đề tài này được thực hiện nhằm mục tiêu đánh giá ảnh hưởng của acid hữu cơ (acid

đến sự ổn định của dung dịch chất màu betacyanin chiết xuất từ vỏ thanh long ruột đỏ theo thời gian Từ đó tìm ra điều kiện thích hợp để bảo quản và đề nghị hướng ứng dụng hiệu quả dung dịch betacyanin với vai trò là chất màu tự nhiên trong ngành công nghệ thực phẩm

Trang 29

1.3 Nội dung nghiên cứu

Đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện bảo quản đến chất lượng và động học phân

hủy của dịch chiết betacyanin trích ly từ vỏ thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus)” gồm

các nội dung nghiên cứu sau:

dung dịch betacyanin theo thời gian

phương pháp khử gốc tự do DPPH và phương pháp khử sắt FRAP) của dung dịch betacyanin sau quá trình bảo quản

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

 Ý nghĩa khoa học:

Nghiên cứu khả năng bảo quản của dịch chiết betacyanin trích ly từ vỏ thanh long ruột

đỏ giúp tìm ra các điều kiện bảo quản thích hợp cho sự ổn định sắc tố betacyanin từ nguồn nguyên liệu này Kết quả của luận văn là cơ sở khoa học cho các nghiên cứu sau này về sự ổn định của chất màu betacyanin nói chung và dịch chiết betacyanin trích ly từ vỏ thanh long ruột

đỏ nói riêng

 Ý nghĩa thực tiễn:

Nghiên cứu này giúp tận dụng nguồn phụ phẩm rẻ tiền là vỏ thanh long ruột đỏ để tạo

ra chất màu tự nhiên phục vụ cho nghành công nghiệp thực phẩm Đồng thời nghiên cứu còn hỗ trợ giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường do quá trình sản xuất thực phẩm thải ra

Trang 30

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về thanh long ruột đỏ

2.1.1 Giới thiệu

Thanh long (Hylocereus spp.) là một trong những loại cây ăn quả nhiệt đới phổ biến trên

thế giới Nó thuộc họ Cactaceae, có nguồn gốc từ khu vực rừng mưa nhiệt đới của Mexico (Wu

và cộng sự, 2006) Ngày nay, thanh long được trồng rộng rãi ở một số quốc gia như Malaysia, Thái Lan, Việt Nam (Jamilah và cộng sự, 2011) Loài cây này có đặc tính dễ trồng, nó có khả năng chịu hạn, chịu nhiệt tốt, dễ thích nghi với cường độ ánh sáng cao (Nobel và cộng sự, 2004) Cùng với đó, trái thanh long còn có màu sắc bắt mắt, hương vị hấp dẫn và chứa lượng lớn các hợp chất sinh học, nên nó được đánh giá là loại cây mang lại nhiều tiềm năng kinh tế cho xã hội (Huang và cộng sự, 2021)

Quả thanh long có 3 thành phần chính bao gồm: thịt quả (47.4 ÷ 73.8%), vỏ (36.7 ÷ 37.6%) và hạt (2.7 ÷ 14.7%) (Esquivel và cộng sự, 2007) Màu sắc của thịt quả có thể thay đổi

từ màu trắng đến màu đỏ tím trong khi phần vỏ lại có màu đỏ hoặc vàng (Mizrahi và cộng sự, 1996) Hạt của loài quả này có màu đen, nhỏ, mềm và có thể ăn được (Lichtenzveig và cộng sự, 2000) Dựa vào màu sắc của ruột và vỏ, có thể phân thanh long thành ba giống phổ biến gồm

bao gồm: thanh long ruột trắng vỏ hồng (Hylocereus undatus), thanh long ruột đỏ vỏ hồng (Hylocereus polyrhizus) và thanh long ruột trắng vỏ vàng (Hylocereus megulanthus) (Joshi và

cộng sự, 2020)

Hình 2 1 Quả thanh long Hylocereus undatus, Hylocereus polyrhizus,

Hylocereus megalanthus (theo thứ tự từ trái sang phải)

Thanh long là cây ăn quả dài ngày và lâu năm Một lần trồng có thể thu hoạch quả trong khoảng 20 năm (Crane và cộng sự, 2017) Loài cây này có thân xương rồng leo, thường có 3 gốc hoặc 3 nhánh, phân nhánh tự do và các cuốn có gai mắc Hoa của thanh long rất to, dạng

Trang 31

phễu thường nở vào ban đêm Quả hình giống quả trứng, thường có màu đỏ, không có gai và có

thanh long có thể thay đổi từ 100 đến 1200 g, dài từ 13-15 cm và thời gian chín dao động trong

từ 27 đến 120 ngày

2.1.2 Thành phần dinh dưỡng và công dụng

Thành phần dinh dưỡng trong 100 g thịt quả thanh long được mô tả trong Bảng 2.1 dưới đây:

Bảng 2 1 Thành phần dinh dưỡng trong 100 g thịt quả thanh long (Jakarta, 1997)

Trang 32

tính sinh học cao như polyphenol, flavonoid và betacyanin cũng được tìm thấy trong quả thanh long, chúng đóng vai trò là chất chống oxy hóa và có những tác động tích cực đối với sức khỏe

Song và cộng sự (2016) đã chỉ ra rằng chất chống oxy hóa chứa trong quả thanh long có thể hỗ trợ ngăn ngừa ung thư, tiểu đường loại 2 và các rối loạn chuyển hóa khác Cùng với đó, betacyanin trong thanh long đỏ cũng được chứng minh là có tác dụng đáng kể trong việc giảm tích tụ lipid và thích hợp dùng trong chế độ ăn kiêng (Song và cộng sự, 2016)

Bên cạnh những lợi ích tuyệt vời mà thịt quả mang lại, vỏ quả thanh long cũng được đánh giá cao bởi nó chứa một lượng lớn sắc tố betacyanin, pectin và chất xơ (Jamilah và cộng

sự, 2011) Do đó, tận dụng vỏ thanh long để sản xuất chất màu tự nhiên và phụ gia thực phẩm hứa hẹn sẽ mang lại nhiều tiềm năng lớn cho lĩnh vực thực phẩm (Wu và cộng sự, 2006; Harivaindaram và cộng sự, 2008) Gần đây, bột vỏ thanh long đã được thêm vào công thức của các sản phẩm thực phẩm khác nhau như bánh mì hấp Trung Quốc (Hsu và cộng sự, 2019), mì (Shiau và cộng sự, 2020), kem dâu tây (Shiau và cộng sự, 2020) hoặc gà nugget (Madane và cộng sự, 2020) để tăng cường màu sắc cũng như làm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm

2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long ở Việt Nam

Thanh long là loại cây dễ trồng, nó có thể sinh trưởng và phát triển trong điều kiện môi trường khắc nghiệt như: vùng ngập mặn, vùng khô hạn, do đó loại cây này được trồng rộng rãi khắp các tỉnh thành của Việt Nam Ở nước ta giống thanh long được trồng phổ biến là thanh

long ruột đỏ (H polyrhizus) và thanh long ruột trắng (H undatus) (Luu và cộng sự, 2021) Theo

Bộ Công Thương Việt Nam, thanh long được trồng thành các vùng chuyên canh với quy mô lớn tập trung ở các tỉnh Bình Thuận (29.000 ha), Long An (11.000 ha) và Tiền Giang (8.000 ha), chiếm khoảng 93.6% diện tích đất trồng thanh long cả nước Phần còn lại được trồng phân bố ở các tỉnh thành như: Vĩnh Long, Trà Vinh, Tây Ninh, Bà Rịa – Vũng Tàu, Lạng Sơn, Vĩnh Phúc, Hải Dương, Quảng Ninh, Thanh Hóa và Hà Nội Hình 2.2 mô tả bản đồ phân bố khu vực trồng thanh long chủ yếu tại nước ta

Trang 33

Hình 2 2 Những tỉnh trồng thanh long chủ yếu ở Việt Nam

Từ năm 2000 đến năm 2013, sản lượng thanh long thanh nước ta tăng khoảng 13 lần và đạt 520 ngàn tấn vào năm 2013 (Minh và cộng sự, 2015) Theo thống kê của Cục trồng trọt Bộ

đã tăng gấp đôi và đạt 1.4 triệu tấn vào năm 2021 Ở nước ta, thanh long hiện nay được sử dụng chủ yếu ở dạng tươi và xuất khẩu Thanh long được đánh giá là mặt hàng trái cây xuất khẩu chủ lực của Việt Nam với kim ngạch đạt hơn 1.04 tỷ USD vào năm 2021, chiếm tỷ trọng 29.4% tổng kim ngạch xuất khẩu rau quả cả nước (Bộ Công Thương Việt Nam, 2022) Trong những năm gần đây, Việt Nam đã vươn lên dẫn đầu thế giới về xuất khẩu thanh long (Dung và cộng sự, 2020) Các thị trường tiêu thụ thanh long Việt Nam trọng điểm chính là Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Singapore, Hà Lan, Tây Ban Nha, Đức, Vương quốc Anh, Úc, Canada và Hoa Kỳ (Hoat và cộng sự, 2018; Hien và cộng sự, 2019) Theo Bộ Công Thương Việt Nam, 80% thanh long sản xuất tại Việt Nam được xuất khẩu sang Trung Quốc và 99% thanh long trên thị trường Trung Quốc được nhập khẩu từ Việt Nam (Quỹ Châu Á, 2019)

Trang 34

2.2 Tổng quan về betacyanin

2.2.1 Khái niệm về chất màu betalain

Betalain là tên gọi chung của các sắc tố tự nhiên có chứa nitơ trong phân tử (Khan và Giridhar, 2015) Nhóm sắc tố này được tổng hợp từ các amine tyrosine, chúng có khả năng hòa tan trong nước và phân bố chủ yếu ở hầu hết các loài thực vật thuộc bộ Caryophyllales (Moreno

và cộng sự, 2008) Dựa vào đặc tính cấu trúc, betalain được phân thành 2 nhóm sắc tố bao gồm: betacyanin có màu đỏ tím và betaxanthin có màu vàng (Esatbeyoglu và cộng sự, 2015) Trong

đó, betacyanin được tạo ra từ sự ngưng tụ giữa acid betalamic và cyclodioxyphenylalanin DOPA), còn betaxanthin là sản phẩm ngưng tụ của acid betalamic với các 𝛼 – amino acid hoặc các amin (Izabela và cộng sự, 2021) Con đường sinh tổng hợp betalain từ L – Tyrosine được

(cyclo-mô tả theo Hình 2.3

Hình 2 3 Con đường sinh tổng hợp betalain (Gengatharan và cộng sự, 2015)

Hình 2.3 mô tả con đường sinh tổng hợp betalain từ L-Tyrosine Đầu tiên, dưới tác dụng của enzyme cytochrome P450, L-Tyrosine sẽ được hdroxyl hóa để tạo thành L-DOPA Dưới tác dụng của enzyme L-DOPA 4,5-dioxygenase (DODA), L-DOPA sẽ tham gia phản ứng oxy hóa

để phân cắt và mở vòng tạo ra sản phẩm trung gian là 4,5-seco-DOPA, hợp chất trung gian lúc

Trang 35

này sẽ tham gia phản ứng ngưng tụ nội phân để tạo thành acid betalamic Ngoài ra, dưới sự xúc tác của enzyme cytochrome P450, L-DOPA có thể bị oxy hóa thành dopaquinone, sau đó nó tuần hoàn để tạo thành cyclo-DOPA Khi acid betalamic liên hợp tự phát với nhóm imino của cyclo-DOPA (Delgado-Vargas và Paredes-López, 2003) betacyanin màu tím đỏ sẽ được tạo thành Khi acid betalamic ngưng tụ với imino hoặc nhóm amin của acid amin, betaxanthin màu vàng sẽ được tạo thành

Thông thường, màu của betalain khá bền ở phạm vi pH rộng từ 3 đến 7, điều này làm cho chúng trở thành chất màu được đánh giá cao khi bổ sung vào thực phẩm có tính acid thấp (Stintzing và cộng sự, 2000) Với những đặc điểm nổi trội đó, betalain được đánh giá là một trong bốn chất màu quan trọng nhất có nguồn gốc thực vật được sử dụng trong công nghiệp để tạo màu tự nhiên cho thực phẩm (Esquivel, 2016)

2.2.2 Cấu trúc hóa học của betacyanin

Betacyanin là sản phẩm ngưng tụ của acid betalamic với Cyclo-DOPA theo con đường glycosyl hóa hoặc acyl hóa (Azeredo, 2009) Khi acid betalamic ngưng tụ với Cyclo-DOPA sẽ tạo thành betanidin, là dạng aglycone của hầu hết các betacyanin Sự glycosyl hóa và acyl hóa betanidin ở vị trí C5 và C6 sẽ tạo thành các loại betacyanin khác nhau (Delgado-Vargas và cộng

sự, 2000) Dựa vào cấu trúc hóa học, có thể phân betacyanin thành 4 loại bao gồm: betanin, amaranthin, gomphrenin và bouginvillein (Cai và cộng sự, 2005) Trong tự nhiên, betacyanin được tìm thấy phổ biến nhất là betanidin-5-O-β-glycoside hay còn gọi là betanin (Stintzing và Carle, 2004) Betanin cũng chính là loại betacyanin chiếm ưu thế trong quả thanh long ruột đỏ Ngoài ra, các sắc tố betacyanin khác như phyllocactin (malonyl betanin) và hylocerenin (3-hydroxy-3-methylglutarylbetanin) cũng được tìm thấy với hàm lượng thấp hơn trong quả thanh long ruột đỏ (Wybraniec và Mizrahi, 2002) Cấu trúc của các loại betacyanin khác nhau trong quả thanh long ruột đỏ được biểu diễn theo Bảng 2.2:

Trang 36

Bảng 2 2 Cấu trúc betacyanin trong thanh long ruột đỏ

Bảng 2.2 mô tả cấu trúc của các loại betacyanin trong quả thanh long ruột đỏ Cấu trúc betacyanin khác nhau tùy thuộc vào gốc thay thế được thêm vào ở vị trí C5 và C6 phân tử betanidin Nếu vị trí C5 gắn β-glucose, C6 gắn H thì betacyanin tạo thành là betanin Nếu vị trí C5 gắn 6’-O-(malonyl)-β-glucose, C6 gắn H thì betacyanin tạo thành là Phyllocactin Nếu vị trí C5 gắn 6’-O-(3” -hydroxy- 3” methylglutaryl)- β-glucose, C6 gắn H thì betacyanin tạo thành là Hylocerenin

2.2.3 Vai trò của betacyanin

Betacyanin ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong ngành công nghệ thực phẩm với vai trò là chất màu tự nhiên thay thế cho các chất tạo màu tổng hợp (Agnieszka và cộng sự, 2021) Bên cạnh đặc tính tạo màu, betacyanin còn đóng vai trò quan trọng trong hoạt động chống oxy hóa Khả năng chống oxy hóa của betacyanin được thể hiện thông qua việc loại bỏ các gốc

tự do bởi acid betalamic và các nhóm amin mạch hở có trong cấu trúc phân tử của nó (Liaotrakoon, 2013) Việc bổ sung betacyanin vào chế độ ăn uống hàng ngày sẽ mang lại nhiều lợi ích sức khỏe tuyệt vời như: giúp giảm nguy cơ xơ vữa động mạch; giảm huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương; tác động tích cực đến sức khỏe tim mạch, tiêu hóa và trao đổi chất của con người (Rahimi và cộng sự, 2019; Graf và cộng sự, 2015)

Trang 37

2.2.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến màu sắc và sự ổn định của betacyanin

Betacyanin có thể phân hủy theo nhiều cơ chế khác nhau phụ thuộc vào cấu trúc của betacyanin và một số yếu tố môi trường xung quanh Do đó, để duy trì sự ổn định của loại sắc

tố này theo thời gian, các điều kiện bảo quản như ánh sáng, nhiệt độ, pH, loại acid hữu cơ cần được kiểm soát cẩn thận (Herbach và cộng sự, 2006)

a Nhiệt độ:

Trong quá trình chế biến và bảo quản, nhiệt độ được đánh giá là một trong những là yếu

tố gây ảnh hưởng lớn nhất đối với sự ổn định của betalain Khi nhiệt độ tăng, tỷ lệ phân hủy betacyanin cũng tăng theo (Saguy và cộng sự, 1978) Thông thường, động học phân hủy của betacyanin trong quả thanh long ruột đỏ sẽ tuân theo phản ứng bậc nhất (Herbach và cộng sự, 2004) Dưới tác động của nhiệt độ, betanin có thể bị phân huỷ, bị khử cacboxyl hoặc phân cắt một phần làm cho màu đỏ giảm dần và cuối cùng xuất hiện màu nâu nhạt (Drda´k và cộng sự, 1990) Sự khử hydro của betanin sẽ dẫn đến sự hình thành neobetanin có màu vàng Trong điều kiện kiềm, betanin và isobetanin sẽ bị phân cắt thành acid betalamic có màu vàng tươi và cyclo Dopa-5-O-glycoside không màu (Schliemann và cộng sự, 1999) Thông thường, sự phân hủy nhiệt của phân tử betanin diễn ra chủ yếu là do sự phân cắt thủy phân, còn đối với hylocerenin, chủ yếu là do quá trình khử carboxyl và khử hydro Sự phân hủy của phyllocactin là phức tạp nhất, vì nó liên quan đến quá trình khử cacbon của malonic gốc acid để tạo betanin sau đó tiếp

tái sinh (Huang và cộng sự, 1987) Quá trình này bao gồm: sự tái tổng hợp một phần betanin từ các sản phẩm thủy phân của nó và sự ngưng tụ của nhóm amin của Cyclo-Dopa-5-Oglycoside với nhóm aldehyde của acid betalamic (Huang và von Elbe, 1985)

Trang 38

Hình 2 4 Một số con đường phân hủy betanin (Herbach và cộng sự, 2006)

b Loại acid hữu cơ:

Một số acid hữu cơ đã được chứng minh có khả năng làm tăng cường sự ổn định cho betalain (Herbach và cộng sự, 2006) Việc bổ sung acid ascorbic sẽ giúp loại bỏ oxy, tác nhân làm tăng tốc độ suy thoái của betanin Pasch và cộng sự (1979) đã chỉ ra rằng, acid citric cũng

có tác động tích cực đến sự ổn định của betacyanin Acid citric sẽ giúp ổn định sắc tố betanin bằng cách liên kết với các ion kim loại có tác động đến sự bền màu của sắc tố này Cùng với đó, loại acid hữu cơ này còn hỗ trợ trung hòa 1 phần nitơ amin mang điện tích dương tại trung tâm electrophin khi liên kết với các sắc tố betanin (Herbach và cộng sự, 2006) Theo Han và cộng

sự (1998), đối với các mẫu đã được xử lí nhiệt, việc bổ sung acid citric đã giúp giảm 50% sự phân hủy betanin trong các mẫu này Hơn nữa, việc bổ sung 1% acid citric đã được báo cáo là làm tăng thời gian bán hủy của betanin lên khoảng 1,5 lần (Pasch, 1979) Do đó, việc bổ sung acid hữu cơ là một phương pháp đầy hứa hẹn góp phần cải thiện độ ổn định của sắc tố betacyanin

Trang 39

c pH

Theo (Stintzing and Carle, 2004), betalain không bị ảnh hưởng đáng kể trong phạm vi

pH từ 3 ÷ 7 và dễ bị phân hủy khi vượt ra ngoài phạm vi này Trong môi trường acid, màu sắc của betacyanin sẽ có xu hướng chuyển từ đỏ sang đỏ tím Cùng với đó, nhiều nghiên cứu cũng

đã chỉ ra rằng, khoảng pH tối ưu cho sự ổn định của betanin đạt giá trị từ 4 ÷ 6 (Havl´ıkova và cộng sự, 1983) Trong điều kiện kiềm, các liên kết aldimine sẽ bị thủy phân, còn trong điều kiện acid, sẽ có sự liên kết trở lại của acid betalamic với nhóm amin của dư lượng thế (Schliemann

và cộng sự 1999) Nhiều nghiên cứu cũng đã chứng minh rằng, điều kiện acid sẽ thúc đẩy quá trình đồng phân hóa C15 (Wyler và cộng sự, 1984) và quá trình dehydro hóa (Mabry và cộng

sự, 1967) xảy ra Theo Huang và cộng sự (1987), dưới ánh sáng huỳnh quang, tỷ lệ phân hủy betanin ở pH = 3 cao hơn gấp ba lần so với pH = 5 Mặc dù năng lượng hoạt hóa để phân hủy betacyanin giảm khi độ pH tăng lên trong khoảng từ 3 ÷ 5, hằng số tốc độ suy giảm cũng giảm,

do đó ứng dụng sắc tố betanin sẽ không bị suy giảm chất lượng đáng kể khi được bổ sung vào hầu hết các thực phẩm trải qua xử lí nhiệt (Sadowska-Bartosz và Bartosz, 2021) Ảnh hưởng của pH đến sự ổn định của betacyanin phụ thuộc vào một số yếu tố Huang và cộng sự (1987)

đã kết luận rằng, khi có mặt của oxy, betanin sẽ ổn định trong khoảng pH từ 5.5 ÷ 5.8 và trong điều kiện kỵ khí, betanin sẽ ổn định trong khoảng pH từ 4 ÷ 5 Wyler và cộng sự, 1984 đã chỉ

ra rằng, sự phân hủy betanidin trong điều kiện acid hay điều kiện kiềm đều tạo thành acid dihydroxyindole-2-cacboxylic và acid metylpyridine-2,6-dicarboxylic Độ pH thấp sẽ diễn ra quá trình đồng phân hóa betanin và betanidin tại vị trí C15 để tạo thành isobetanin và isobetanidin tương ứng (Piattelli và cộng sự, 1964) Đồng thời, trong điều kiện pH thấp neobetanin màu vàng cũng được hình thành (Mabry và cộng sự,1962)

5,6-d Ánh sáng:

Trong điều kiện ánh sáng, tốc độ phân huỷ của betacyanin sẽ diễn ra nhanh (Herbach và

cộng sự, 2006) Nguyên nhân là do ánh sáng sẽ kích thích các điện tử của nhóm mang màu betalain đạt đến trạng thái năng lượng hơn, dẫn đến làm giảm năng lượng hoạt hóa của phân tử (Jackman and Smith, 1996) Tuy nhiên, Attoe và von Elbe (1982) đã báo cáo rằng, sự suy giảm betacyanin do ánh sáng còn phụ thuộc vào sự tiếp xúc với oxy Huang và cộng sự (1986) cũng

đã chỉ ra rằng ảnh hưởng của ánh sáng đối với sự ổn định sắc tố betacyanin là không đáng kể

Trang 40

trong điều kiện yếm khí Do đó, khả năng giữ lại betacyanin khi bảo quản trong trong điều kiện ánh sáng và bóng tối tương đối giống nhau

2.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Ngày nay, betacyanin được ứng dụng khá rộng rãi trong lĩnh vực thực phẩm với vai trò

là chất màu tự nhiên an toàn để thay thế cho chất màu tổng hợp Tuy nhiên, sắc tố này lại bị ảnh hưởng bởi các điều kiện chế biến cũng như yếu tố môi trường xung quanh Do đó, đã có nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước được thực hiện để khảo sát và tìm ra điều kiện tối ưu cho việc bảo quản chất màu đặc biệt này

2.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Ở Việt Nam, năm 2017, Phan và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện chế biến và bảo quản đến sự ổn định betacyanin trong nước ép thịt quả thanh long ruột đỏ

(Hylocereus polyrhizus) Cùng thời điểm đó, Vũ Thị Anh Đào và cộng sự (2017) đã nghiên cứu

khả năng trích ly và bảo quản chất màu tự nhiên từ vỏ thanh long ruột đỏ Tuy nhiên trong nghiên cứu này, tác giả chỉ tập trung vào phương pháp bề mặt đáp ứng để tối ưu hóa quá trình trích ly betacyanin Đến năm 2019, Đào Mỹ Linh và cộng sự đã tối ưu hóa quá trình tách chiết betacyanin từ vỏ quả thanh long bằng phương pháp vi sóng Năm 2020, Hòa và cộng sự đã tiếp tục thực hiện nghiên cứu về so sánh về hiệu quả trích ly betacyanin từ vỏ thanh long bằng vi sóng và siêu âm Năm 2020, Trần Nguyễn An Sa và cộng sự cũng đã nghiên cứu việc chiết xuất

và khảo sát ảnh hưởng của pH đến độ bền màu của dung dịch chiết betacyanin từ lá thài lài tía

(Tradescantia pallida) Trong nghiên cứu này, tác giả cũng đã khảo sát sự ảnh hưởng của acid

ascorbic đến sự ổn định của chất màu betacyanin theo thời gian

2.3.1 Tình hình nghiên cứu quốc tế

Cho đến hiện nay có rất nhiều nghiên cứu về khả năng tạo màu và việc bảo quản sắc tố betacyanin trong các loại thực vật khác nhau ví dụ như củ dền (Sapers và Horntein, 1979), cây

dền gai (Amaranthus) (Cai và cộng sự, 1998) Năm 2012, Reshmi và cộng sự cũng đã nghiên

cứu ảnh hưởng của ánh sáng, nhiệt độ, pH đến sự ổn định của batacyanin trích ly từ trái mồng

tơi (Basella Alba Fruit) Priatni và cộng sự (2015) đã nghiên cứu sự ổn định của betacyanin

trích ly từ vỏ thanh long ruột đỏ (Hylocereus Polyrhizus) thông qua việc theo dõi ảnh hưởng

của thời gian và pH đến hàm lượng của betacyanin theo thời gian bảo quản Trong nghiên cứu

Ngày đăng: 19/04/2023, 18:04

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. Bộ công thương Việt Nam. (2022). Tư vấn xuất khẩu thanh long sang Australia và New Zealand Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tư vấn xuất khẩu thanh long sang Australia và New Zealand
Tác giả: Bộ công thương Việt Nam
Năm: 2022
2. Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn Việt Nam. (2022). Tìm hướng sản xuất và tiêu thụ thanh long bền vững Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tìm hướng sản xuất và tiêu thụ thanh long bền vững
Tác giả: Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn Việt Nam
Năm: 2022
3. Đào Mỹ Linh, Nguyễn Thị Quỳnh Mai, Phạm Thị Phương Thùy. (2019). Tối ưu hóa quá trình tách chiết betacyanin từ vỏ quả thanh long (Hylocereus undatus) bằng phương pháp vi sóng. Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Khoa học Tự nhiên. Tập129, Số 1A Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tối ưu hóa quá trình tách chiết betacyanin từ vỏ quả thanh long (Hylocereus undatus) bằng phương pháp vi sóng
Tác giả: Đào Mỹ Linh, Nguyễn Thị Quỳnh Mai, Phạm Thị Phương Thùy
Nhà XB: Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Khoa học Tự nhiên
Năm: 2019
4. MinhVĐ, ThanhLVT, VũKH, ThanhTN. (2015) Phân tích chuỗi giá trịthanh long tại huyện Chợ Gạo tỉnh Tiền Giang.Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. (36) 10- 22 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Phân tích chuỗi giá trị thanh long tại huyện Chợ Gạo tỉnh Tiền Giang
Tác giả: MinhVĐ, ThanhLVT, VũKH, ThanhTN
Nhà XB: Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ
Năm: 2015
6. Trần Nguyễn An Sa, Đoàn Thị Minh Phương, Lê Thị Kim Anh, Nguyễn Võ Thảo Uyên, Lê Công Hà Quí (2020). Nghiên cứu chiết xuất và khảo sát ảnh hưởng của pH đến độ bền màu và màu của pH đến độ bền và màu của dịch chiết betacyanins từ lá lài tía (Tradescantia pallida). Tạp chí Khoa học Công nghệ và Thực phẩm 20 (1) (2020) 107- 116 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu chiết xuất và khảo sát ảnh hưởng của pH đến độ bền màu và màu của pH đến độ bền và màu của dịch chiết betacyanins từ lá lài tía (Tradescantia pallida)
Tác giả: Trần Nguyễn An Sa, Đoàn Thị Minh Phương, Lê Thị Kim Anh, Nguyễn Võ Thảo Uyên, Lê Công Hà Quí
Nhà XB: Tạp chí Khoa học Công nghệ và Thực phẩm
Năm: 2020
7. Vũ Thị Thanh Đào (2017) Nghiên cứu khả năng trích ly và bảo quản chất màu tự nhiên từ vỏ quả thanh long ruột đỏ. Tạp chí Khoa học số 27. Tài liệu tham khảo nước ngoài Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu khả năng trích ly và bảo quản chất màu tự nhiên từ vỏ quả thanh long ruột đỏ
Tác giả: Vũ Thị Thanh Đào
Nhà XB: Tạp chí Khoa học
Năm: 2017
1. Anuja Agrawal. (2013). Scope of betalains as food as a Food colorant. International journal of advanced scientific and technical research 3 (3): 22-36 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Scope of betalains as food as a Food colorant
Tác giả: Anuja Agrawal
Nhà XB: International journal of advanced scientific and technical research
Năm: 2013
2. Attoe EL, von Elbe JH. (1982). Degradation kinetics of betanine in solutions as influenced by oxygen. J Agric Food Chem 30:708– 712 Sách, tạp chí
Tiêu đề: J Agric Food Chem
Tác giả: Attoe EL, von Elbe JH
Năm: 1982
3. Attoe EL, Von Elbe JH. (2006). Oxygen involvement in betanine degradation: effect of antioxidants. J Food Sci 50(1):106–110 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Oxygen involvement in betanine degradation: effect of antioxidants
Tác giả: Attoe EL, Von Elbe JH
Nhà XB: J Food Sci
Năm: 2006
4. Azeredo HMC. (2009) Betalains: properties, sources, applications, and stability—a review. Int J Food Sci Technol 44(12):2365–2376 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Betalains: properties, sources, applications, and stability—a review
Tác giả: Azeredo HMC
Nhà XB: Int J Food Sci Technol
Năm: 2009
6. Britton N.L., Rose J.N. (1920). The Cactaceae. Descriptions and Illustrations of Plants of the Cactus Family. USA, Carnegie Institution of Washington, Vol. II: 183–195 Sách, tạp chí
Tiêu đề: The Cactaceae. Descriptions and Illustrations of Plants of the Cactus Family
Tác giả: Britton N.L., Rose J.N
Nhà XB: Carnegie Institution of Washington
Năm: 1920
7. Chhikara, N., Kushwaha, K., Sharma, P., Gat, Y., Panghal, A. (2019). Bioactive compounds of beetroot and utilization in food processing industry: A critical review.Food Chemistry, 272: 192–200 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bioactive compounds of beetroot and utilization in food processing industry: A critical review
Tác giả: Chhikara, N., Kushwaha, K., Sharma, P., Gat, Y., Panghal, A
Nhà XB: Food Chemistry
Năm: 2019
8. Cai, Y.; Sun, M.; Corke, H. (2003). Antioxidant activity of betalains from plants of the Amaranthaceae. J. Agric. Food Chem, 51: 2288− 2294 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Antioxidant activity of betalains from plants of the Amaranthaceae
Tác giả: Cai, Y., Sun, M., Corke, H
Nhà XB: J. Agric. Food Chem
Năm: 2003
9. Cai, Y., Sun, M. and Corke, H. (2005). Characterization and application of betalain pigment from plants of the Amaranthaceae. Trends in Food Science and Technology, 16: 370-376 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Characterization and application of betalain pigment from plants of the Amaranthaceae
Tác giả: Cai, Y., Sun, M., Corke, H
Nhà XB: Trends in Food Science and Technology
Năm: 2005
10. Čanadanović-Brunet J.M., Savatović S.S., Ćetković G.S., Vulić J.J., Djilas S.M., Markov S.L., Cvetković D.D. (2011). Antioxidant and antimicrobial activities of beet root pomace extracts. Czech J. Food Sci., 29: 575-585 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Antioxidant and antimicrobial activities of beet root pomace extracts
Tác giả: Čanadanović-Brunet J.M., Savatović S.S., Ćetković G.S., Vulić J.J., Djilas S.M., Markov S.L., Cvetković D.D
Nhà XB: Czech J. Food Sci.
Năm: 2011
12. C.-Q. Wang; T. Liu (2007). Involvement of betacyanin in chilling-induced photoinhibition in leaves ofSuaeda salsa., 45(2), 182–188 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Involvement of betacyanin in chilling-induced photoinhibition in leaves of Suaeda salsa
Tác giả: C.-Q. Wang, T. Liu
Năm: 2007
13. Crane J.H., Balerdi F.C., Maguire I. (2017). Pitaya growing in the home landscape. Horticultural Sciences Department, Florida Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida Sách, tạp chí
Tiêu đề: Pitaya growing in the home landscape
Tác giả: Crane J.H., Balerdi F.C., Maguire I
Nhà XB: Horticultural Sciences Department, Florida Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida
Năm: 2017
15. Delgado-Vargas F, Paredes-López O. (2003). Anthocyanins and betalains. Natural colorants for food and nutraceutical uses. Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 167–219 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Anthocyanins and betalains. Natural colorants for food and nutraceutical uses
Tác giả: Delgado-Vargas F, Paredes-López O
Nhà XB: CRC Press
Năm: 2003
16. Delgado-Vargas, F., Jiménez, A. R., Paredes-López, O., Natural Pigments: Carotenoids, anthocyanins, and betalains — Characteristics, biosynthesis, processing, and stability.Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2000, 40, 173–289 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Natural Pigments: Carotenoids, anthocyanins, and betalains — Characteristics, biosynthesis, processing, and stability
Tác giả: Delgado-Vargas, F., Jiménez, A. R., Paredes-López, O
Nhà XB: Crit. Rev. Food Sci. Nutr.
Năm: 2000
17. Dung, N. T., – Venkatadri, U. – Tri, N, Q. – Diallo, C. – Adams. (2020). M.: Optimization model for fresh fruit supply chains: case-study of dragon fruit in Vietnam.AgriEngineering, 2: 1–26. DOI: 10.3390/agriengineering2010001 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Optimization model for fresh fruit supply chains: case-study of dragon fruit in Vietnam
Tác giả: Dung, N. T., Venkatadri, U., Tri, N. Q., Diallo, C., Adams
Nhà XB: AgriEngineering
Năm: 2020

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm