chất màu quang hợp

Vì vậy trong kỹ thuật sản xuất thực phẩm không những chỉ bảo vệ màu sắc tự nhiên, mà người ta còn tạo ra những chất màu mới thích... Bảo vệ màu của chlorophyl trong sản xuất thực phẩm, đ

Chöông 6

SẮC TỐ VÀ BIẾN ĐỔI CỦA SẮC TỐ TRONG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG

CHẾ BIẾN NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM

Chất lượng của sản phẩm thực phẩm không những chỉ gồm có giá trị dinh dưỡng mà con bao hàm cả giá trị cảm quan của chúng nữa Màu sắc là một chỉ số quan trọng của giá trị cảm quan

Màu sắc của thực phẩm không những có giá trị về hình thức

và còn có tác dụng sinh lý rõ rệt, vì màu sắc thích hợp giúp cho cơ thể đồng hoá được dễ dàng Vì vậy trong kỹ thuật sản xuất thực phẩm không những chỉ bảo vệ màu sắc tự nhiên, mà người ta còn tạo ra những chất màu mới thích

• Có thể tạo màu cho sản phẩm theo 3 cách:

liệu thực phẩm

ly sẵn từ các nguyên liệu thực vật hay bằng

màu tổng hợp nhân tạo.

mới từ những hợp phần đã có sẵn trong nguyên liệu thực phẩm.

Các chất màu thực phẩm có thể chia làm 3 loại:

Clorofil

Khái niệm:

Clorofil là chất màu xanh lá cây của thực vật hay còn gọi là hạt diệp lục Clorofil phân tán ở trong chất nguyên sinh gọi là hạt diệp lục hay lục lạp

Hàm lượng clorofil trong cây xanh chiếm 1% chất khô

Vai trò :

Clorofil có vai trò cực kì quan trọng trong quá trình

quang hợp – quá trình chủ yếu tạo ra các chất hữu cơ và tạo ra nguồn oxy duy nhất trên quả đất

Clorofil không những cho màu xanh mà còn có khả năng che mờ các chất màu khác

Phân loại: Clorofil có 2 loại

Clorofil a: có công thức C 55 H 72 O 4 N 4 Mg

* Hoá tính

- Dưới tác dụng của nhiệt độ, acid của dịch bào thì màu xanh bị mất đi vì Mg bị acid lấy mất và chlorophyl biến thành pheophytin màu sẫm oliu

Chlorophyl + 2HX → MgX2 + Pheophytin (màu sẫm oliu)

Vì vậy những sản phẩm thực phẩm chua như lá me bị mất màu xanh và có màu oliu ngay trong quá trình trần

- Khi cho tác dụng với kiềm nhẹ (carbonat kềm và kiềm thổ) thì chúng sẽ trung hoà acid và muối acid của dịch bào và tạo nên môi trường kiềm làm chlorophyl bị xà phòng hoá cho sản phẩm có màu xanh đậm, đó là các muối phức tạp có Mg gọi là chlorophylin hay chlorophylit.

Chlorophyl a + kiềm → (C32H30ON4Mg)(COOH)2 +

CH3OH + rượu phytol

Chlorophyl a + kiềm → (C32H28O2N4Mg)(COOH)2 +

- Dưới tác dụng của Fe, Sn, Al, Cu, thì Mg trong chlorophyl sẽ bị thay thế và cho màu khác

+ Với Fe: cho màu nâu + Với Sn, Al: cho màu xám + Với Cu: cho màu xanh sáng bền

b Biến đổi của chlorophyl trong quá trình gia công chế biến thực phẩm

Các loại rau quả có màu xanh trong quá trình đun nấu thường màu xanh tự nhiên của chúng dễ bị biến đổ Nguyên nhân của hiện tượng này:

- Do sự tác động tương hỗ giữa chlorophyl với các

acid chứa trong dung dịch của tế bào của rau quả

- Thời gian đun nóng càng lâu thì chlorophyl chuyển thành pheophytin vàng nhiều.

- Các loại rau quả có hàm lượng acid càng cao thì

càng dễ bị biến đổi mạnh và nhanh khi đun nấu.

c Bảo vệ màu của chlorophyl trong sản xuất thực phẩm, đặc biệt là đồ hộp rau quả

Làm giảm hàm lượng acid tự do (tức là tăng pH trong

nguyên liệu)

- Gia nhiệt nhanh trong một lượng nước sôi lớn 3-4 lít

nước/1kg thực phẩm (để làm giảm lượng acid, acid sẽ bay hơi cùng với nước)

- Gia nhiệt rau xanh trong nước cứng; cacbonat kiềm sẽ trung hoà một phần acid dịch bào

- Cho vào đồ hộp rau quả một ít chất đệm kiềm như dinatri glutamat (để tăng pH)

- Nhuộm màu xanh cho rau quả hộp bằng chlorophyl

I.2 Carotenoid

- Là nhóm sắc tố hoà tan trong chất béo làm cho quả và rau có màu da cam, vàng đôi khi đỏ.

- Nhóm này gồm 60-70 sắc tố tự nhiên, tiêu

biểu là carotenoid, xanthophyl, capxanthin…

- Hàm lượng trong lá xanh chiếm khoảng 0,2% chất khô

0,07-a Tính chất của carotenoid

- Không tan trong nước

- Rất nhạy (không bền) với acid và chất oxy hoá)

- Bền vững đối với kiềm

- Tất cả các carotenoid tự nhiên, đều có thể xem như dẫn xuất của lycopen

+ Licopen: màu đỏ, có nhiều trong cà chua

+ Caroten: màu da cam, có nhiều trong cà rốt, mơ

+ Xanthophyl: màu vàng lòng đỏ trứng gà (C 40 H 56 O), có nhiều trong lá xanh, rau xanh cùng với chlorophyl và

caroten, đồng thời nó cũng có trong cà chua cùng với

licopen

+ Capxanthin: C 40 H 58 O 3 , là dẫn xuất của caroten, nhưng

có màu nhạt hơn các carotenoid khác 10 lần Chiếm 7/8 tổng số chất màu của ớt

+ Criptoxanthin: màu da cam có nhiều trong cam quít (C 40 H 56 O)

+ Astacxanthin: là dẫn xuất của caroten có màu vàng

đỏ, có ở các loài giáp xác Trong thành phần của mai tôm cua, astaxanthin cũng tham gia vào thành của lipoprotein gọi là xianin Trong quá trình gia nhiệt, protein bị biến tính, astaxanthin bị tách ra dưới dạng sắc tố màu vàng đỏ.

b Biến đổi của carotenoid trong quá trình gia công chế biến thực phẩm

So với chlorophyl, carotenoid bền vững hơn nhiều đối với tác động của nhiệt độ và môi trường chế

biến Carotenoid lại không tan trong nước nên hầu như không bị tổn thất khi ngâm rửa rau quả Vì vậy trong điều kiện chế biến bình thường, màu của các sản phẩm tạo nên bởi các carotenoid không bị bị

biến đổi.

Tuy nhiên, do tính chất hoà tan trong chất béo của các carotenoid, nên khi xào rán những loại rau quả có chứa nhiều carotenoid như cà rốt, cà chua, ớt… thì một phần carotenoid trong thực phẩm sẽ hòa tan trong chất béo và làm cho chất béo có màu vàng da cam

Đối với một số món ăn để carotenoid hoà tan trong chất béo vừa làm tăng màu sắc hấp dẫn của món ăn vừa làm cho khả năng hấp thu của cơ thể đối với carotenoid

Trong quá trình chế biến nhiệt các loại tôm cua… thành phần protein của chất xianin có ở vỏ tôm cua bị biến tính Do đó, astacxanthin được tách ra dưới dạng sắc tố màu vàng đỏ Khi luộc cua, rang tôm tép… đều thấy hiện tượng của sản phẩm này xuất hiện màu đỏ

c Bảo vệ màu vàng carotenoid

- Carotenoid rất bền với nhiệt độ cao và các biến đổi phản ứng của môi trường

- Vì carotenoid không hoà tan trong nước nên chúng không bị mất đi khi rửa, chần và các quá trình tương tự khác

- vì carotenoid tan trong dầu mỡ nên khi rán hay đóng hộp các loại rau quả chứa nhiều carotenoid như cà rốt,

ớt đỏ, cà chua… carotenoid sẽ chuyển vào dầu rán

Các chất màu nhóm flavonoit

Khái niệm :

-Flavonoit là những dẫn xuất của cromman và crommon, thuộc nhóm phenilpropan vì chúng có chứa khung cacbon từ C 6 - C 3 .Khi cromman và crommon bị ngưng tụ với một vòng phenol được dẫn xuất có tên flavan

-Flavonoit có trong các không bào , có màu đỏ , xanh và vàng

Tỉ lệ các flavonoit trong rau quả và hoa khác nhau , do đó làm cho chúng có màu sắc khác nhau

Tính chất :

Nhóm màu flavonoit hoà tan được trong nước dựa vào mức độ oxyhoa ( hoặc khử ) người ta chia flavonoit ra thành nhiều nhóm :

Antoxian : là mono hay diglucozit do gốc đường glucoza, galactoza hoặc ramnoza kết hợp với gốc aglucon có màu gọi là antoxianidin Khi thuỷ phân antoxian thì thu được đường và antoxianidin (antoxianidol )

-Antoxian và antoxianidol đều tạo màu cho hoa

quả, antoxian tan trong nước còn antoxianidol thi

Tính chất chung của antoxian :

Hoà tan tốt trong nước và trong dung dịch bão hoà khi kết hợp đường thì độ hoà tan của nó sẽ cao hơn

Màu sắc của antoxian luôn hay đổi , nó phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất màu có mặt và còn nhiều yếu tố khác Khi tăng số lượng OH trong vòng benzen thì màu xanh càng đậm.

Khi metyl hoá nhóm OH ở trong vòng benzen càng cao thì màu càng đỏ

Các antoxian có thể tạo phức với các ion kim loại để cho các màu khác nhau :

Ví dụ :

Với muối kali sẻ cho với antoxian phức màu đỏ máu

Với muối canxi và magie sẽ cho với antoxian phức màu xanh ve

Màu sắc của antoxian còn phụ thuộc rất mạnh vào PH của môi trường :

+ khi pH > 7 ; các antoxian cho màu xanh

+ khi pH < 7 các antoxian cho màu đỏ

Màu sắc của antoxian có thể bị thay đổi do hấp thụ ở trên polysacarit

Các antoxian dễ bị phá huỷ và mất màu khi đun nóng lâu Các màu sắc của hoa có được là do tổ hợp của các andoxianidin và các este metylic của chúng với acid và base

• HEM:

• Màu đỏ của máu, thịt nạc là do hai phức protein: myoglobin (Mb) và hemoglobin (Hb) Mbvà Hb đều gồm 1 protein ( globin) và kết hợp với 1 hem (Mb) và 4 hem (Hb).

• Trong cơ thể động vật, theo khối lượng, Hb>Mb, trong thịt nạc Mb >Hb Chức năng sinh học của

Hb & Mb là nhận và vận chuyển oxy và thực

chất, chức năng này do hem quyết định.

• Oxymyoglobin (Mb.O2) Oxymyoglobin (Mb.O2) Oxymyoglobin (Mb.O2)

• (Fe2+) (Fe2+) (Fe3+)

• (Đỏ tươi) (đỏ tía ) (nâu)

-O2 -O2 +O2

-e +e

II CÁC SẮC TỐ ĐƯỢC HÌNH THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH

GIA CÔNG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

Các nguyên liệu đưa vào chế biến thực phẩm thường chứa một thành phần gồm nhiều chất khác nhau Do đó, trong quá trình gia công nhiệt, chúng sẽ tương tác với nhau tạo thành những màu mới

có ảnh hưởng tốt hoặc xấu tới thành phẩm.

Các phản ứng tạo màu thường rất đa dạng và phức tạp Chung quy lại đó là các phản ứng hoá và những phản ứng có hay không có enzym xúc tác Thường gồm các loại phản ứng:

- Phản ứng dehydrat hoá các đường hay là phản ứng caramen hoá

- Phản ứng giữa đường và acid amin (phản ứng melanoidin)

Phản ứng caramen hoá đường

Thường gặp trong sản xuất bánh, kẹo, mứt…

Phản ứng caramen xảy ra ở nhiệt độ nóng chảy của đường: glucose (146 – 150 C), fructose (95 – 100C) saccarose

( 160-180C), lactose (223- 252C) Nhưng còn tuỳ nồng độ đường, pH, thời gian đun nóng, caramen hoá có thể xảy ra

ở nhiệt độ thấp hơn, như saccarose có thể bắt đầu ở

135C

Phản ứng caramen hoá đường

- Với saccharose, phản ứng caramen hoá xảy ra theo sơ đồ phản ứng:

Tạo các anhydrit không màu:

2C12H20O10 – 2H2O → (C12H18O9) hoặc C24H36O18

Khi mất đi 14% nước sẽ tạo thành caramelen:

C12H20O10 + C24H36O18 – 3H2O → C36H48O24.H2O

TYROSIN MELANIN (hiện tượng thâm đen ở đầu, thịt tôm)

• Sau khi đánh bắt, dù bảo quản lạnh ( tôm trong nước

đá), dù tôm chưa ươn thối trên đầu và thịt tôm đã xuất hiện các đóm đen, làm giảm giá trị cảm quan Sắc tố đen (melanin) hình thành do oxy hoá tyrosin do tyrosinase

xúc tác

• Quá trình hình thành melanin có 3 giai đoạn:

- Oxy hoá tyrosin thành sắc tố đỏ ( phản ứng enzym)

- Làm mất màu sắc tố nói trên

- Oxy hoá và ngưng tụ chất không màu thành melanin

ức chế hiện tượng thâm đen của tôm:

- Không để tôm tiếp xúc với không khí

- Bổ sung chất khử và điều chỉnh pH acic ( Na2S2O5+

II.2 Phản ứng tạo màu mới do phản ứng melanoidin

Khi chế biến mứt quả, thưòng thấy xuất hiện màu nâu nhạt Sữa khi đun nóng quá lâu cũng thấy có màu hơi vàng Thịt cá chiên hay nướng đều xuất hiện một lợp vỏ màu vàng nâu Đó là phản ứng melanoidin

Đây là phản ứng giữa protein và glucid hay nói rõ hơn

là phản ứng giữa đường ose và acid amin

Điều kiện để cho phản ứng xảy ra là phải có nhóm carbonyl và chất kia phải có nhóm amin

Phản ứng tạo melanoidin bao gồm một loạt các phản ứng xảy

ra song song hoặc nối tiếp Dựa vào mức độ về màu sắc của sản phẩm có thể chia thành 3 giai đoạn kế tiếp nhau:

- Giai đoạn đầu tạo các sản phâmr không màu và không hấp thu ánh sáng cực tím Giai đoạn này bao gồm hai phản

ứng:

+ Phản ứng ngưng tụ carbonylamin

+ Phản ứng chuyển vị Amadori

- Giai đoạn 2 tạo các sản phẩm không màu hoặc màu vàng nhạt, hấp thu mạnh ánh sáng cực tím Giai đoạn này

Điều kiện tiến hành của phản ứng tạo melanoidin

a Aûnh hưởng của acid amin và đường

Acid amin là chất xúc tác giai đoạn đầu của phản ứng tạo thành melanoidin, một phần axit amin tiêu tốn cho phản ứng tạo thành aldehyde và giải phóng NH3 NH3 tương tác với đường & tạo ra melanoidin

Các acid amin tham gia phản ứng khác nhau phụ thuộc vào nhiệt độ /pH/lượng nước Khả năng phản ứng của acid amin phụ thuộc nhiều vào độ dài mạch C vị trí nhóm amin so với nhóm cacboxyl(nhóm amin càng xa nhóm cacboxyl thì phản ứng càng mạnh) Cường độ phản ứng phụ thuộc vào tỉ lệ acid và đường (thường là 1:3)

b Ảnh hưởng của nước là điều kiện cần thiết tiến hành phản ứng

Để phản ứng đạt cực đại thì xung quanh mỗi phần tử Protein phải tạo nên lớp đơn phân của nước nồng độ chất tác dụng càng cao lượng nước càng ít tì tạo thành melanoidin càng mạnh

II.3 Sự tạo màu mới do phản ứng oxy hoá các

Trong thực tế, người ta đã tìm biện pháp ngăn ngừa hiện tượng thâm đen của rau quả như:

+ Tránh đụng giập gây tổn hại các mô, để enzym không có điều kiện tiếp xúc với cơ chất tạo màu

+ Ngâm trong nước có pha acid (acid chanh), để làm giảm độ pH của dung dịch, làm chậm phản ứng sẫm màu.

+ Dùng nước sôi hay hơi nước để tiêu diệt enzym oxy hoá (chần, thanh trùng)

+ Xử lý bằng sulfit hoá (SO2, H2SO3), vì

SO2 tăng thì hoạt tính enzym oxy hoá giảm

II.4 Sự tạo màu mới do phản ứng quinonamin

Các octoquinon và acid amin cũng có thể phản ứng với nhau để sinh ra các sản phẩm có màu Đây là phản ứng quinonamin hay phản ứng

polyphenolamin Phản ứng có 2 giai đoạn:

- Nếu hợp chất nitơ tham gia vào phản ứng có

chứa nhóm amin bậc hai (prolin), thì màu đỏ tạo thành sẽ đậm hơn, còn nếu hợp chất chứa nhóm amin bậc một, thì phức tạo thành có màu đỏ da cam nhạt hơn.

* Ứng dụng:

- Trong chế biến thực phẩm nhiều sự oxy hoá khử sinh

học tạo ra các sản phẩm có màu sắc đẹp, hương vị thơm ngon, làm cho mỗi sản phẩm có tính chất đặc trưng riêng

và làm tăng giá trị cảm quan cho người tiêu dùng

- Trong sản xuất trà: người ta đã sử dụng enzym

polyphenoloxydase của bản thân nguyên liệu trà để tạo ra trà xanh, đen, đỏ, vàng có hương vị và sắc nước khác

nhau

Các enzym polyphenoloxydase xúc tác sự oxy hoá các

polyphenol (pirocatesin, pirogalon, hydroquinon) của lá trà tạo thành các octoquinon tương ứng Và sau đó trong điều kiện xác định do con người tạo nêm các octoquinon có thể trùng hợp với nhau để tạo nên các sản phẩm có màu sắc khác nhau

Do đó, nếu tạo điều kiện thuận lợi cho enzym

polyphenoloxydase phát triển, thì người ta sản xuất ra trà đen Trái lại, nếu khống chế hoàn toàn tác dụng của nó

KHÁI NIẸÂM VỀ MÙI:

Mùi( odour) là mốt cảm giác tâm sinh lý, nó được tạo nên do tác dụng sịnh hóa tác động lên cơ quan khứu giác , tác nhân tạo nên mùi gọi là chất thơm Chất thơm bay hơi được, hay khuyếch tán dược trong không khí, có thể là đơn chất hay hỗn hợp các chất,có thể là chất rắn , chất lỏng hay chất khí.

Ý NGHĨA :

Cũng như màu sắc, hương thơm là một tính chất cảm quan trọng của thực phẩm, vì chúng có những tác dụng sinh lý rất rõ rệt Chất thơm có ảnh hưởng đến hệ tuần hoàn, nhịp đập của tim, hô hấp, nhịp thở, sự tiêu hóa, thính giác, thị giác và xúc giác Vì vậy, trong sản xuất thực phẩm, người ta tìm mọi biện pháp kỹ thuật để bảo vệ những chất thơm tự nhiên, mặt khác người ta tìm cách để điều khiển các phản ứng tạo ra các chất thơm mới.

Nhà hoá học hữu cơ Amoore (1962) đã nghiên cứu hàng trăm hợp chất hữu cơ và đưa tới kết luận có 7 mùi cơ bản và sẽ tương ứng với một kiểu tế bào cảm giác nhất định:

 Mùi băng phiến

 Mùi xạ hương

 Mùi hoa thơm

 Mùi bạc hà

 Mùi ete

 Mùi cay

 Mùi thối