Tiểu luận hóa sinh thực phẩm Chất màu tự nhiên

Chính vì vậy, khi sử dụng chất màu tự nhiên để nhuộm màu chẳng những cải thiện được hình thức bên ngoài mà lại còn làm tăng giá trị đinh dưỡng của thực phẩm.. Trong quá trình chế biến th

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM



TIỂU LUẬN HÓA SINH THỰC PHẨM

Đề tài: Chất màu tự nhiên

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Mai Hương SVTH: Hồ Đắc Việt Cường MSSV: 09261181

Vũ Thị Hiền MSSV: 09260631 Nguyễn Quỳnh Như MSSV: 09280941 Phạm Văn Quí MSSV: 09270511 Phan Thị Như Quyên MSSV: 09255941 Lớp: ĐHTP5LT

Tp HCM – 2015

30

MỤC LỤC

Lời nói đầu 3

Chương 1: Giới thiệu về chất màu tự nhiên 4

Chương 2:Các chất màu tự nhiên 6

2.1 Chlorophyll 9

2.1.1 Vai trò 9

2.1.2 Phân loại: có 2 loại 9

2.1.3 Tính chất 10

2.1.3.1 Tính chất vật lí 10

2.1.3.2 Tính chất hóa học 10

2.1.4 Biến đổi của chlorophyll trong chế biến thực phẩm 12

2.1.4.1 Nguyên nhân 12

2.1.4.2 Một số phương pháp giữ màu chlorophyll 12

2.2 Carotenoid 13

2.2.1 Cấu tạo 14

2.2.2 Tính chất 14

2.2.2.1 Tính chất vật lý 14

2.2.2.2 Tính chất hóa học 15

2.2.3 Các biến đổi của caroteinoid trong quá trình chế biến và bảo quản 16

2.2.3.1 Sự oxy hóa không do enzyme 16

2.2.3.2 Sự oxy hoá bởi enzyme 17

2.2.3.3 Sự đồng phân hóa 17

2.2.3.4 Sự nhiễm bẩn của ion kim loại 18

2.2.3.5 Sự ảnh hưởng của pH 18

2.2.4 Phân loại 18

2.2.4.1 Licopen 19

2.2.4.2 Xantofil 21

2.2.4.3 Capxanthin 22

3.2.4.4 Criptoxantin 23

2.2.4.5 Crocetine 23

3.2.4.6 Birxin 24

3.2.4.7 Xitroxantin 24

2.3 Flavonoid 24

2.3.1 Antoxian 25

2.3.1.1 Tính chất chung của antoxian 26

2.3.1.2 Phân loại 26

2.3.1.3 Công nghệ sản xuất Antoxian: 2 giai đoạn 27

2.3.1.4 Ứng dụng 27

2.3.2 Flavonol 27

2.3.3 Curcumin 28

2.3.4 Nhóm Teaflavin 28

Chương 3: Xu hướng sản xuất chất màu thực phẩm 29

Chương 4: Kết luận 29

TÀI LỆU THAM KHẢO 30

SV thực hiện: Hồ Đắc Việt Cường

Lời nói đầu

Từ xưa, người ta đã biết sử dụng các chất màu thực vật tự nhiên để tạo màu cho thực phẩm Ngoài ra, các chất màu thực phẩm tự nhiên còn chứa các thành phần hoạt tính sinh học khác như: các vitamin, các axit hữu cơ, glycozit, các chất thơm, các nguyên tố vi lượng Chính vì vậy, khi sử dụng chất màu tự nhiên để nhuộm màu chẳng những cải thiện được hình thức bên ngoài mà lại còn làm tăng giá trị đinh dưỡng của thực phẩm

Trong thời đại ngày nay nhu cầu ở của con người ngày càng tăng cao thì việc sử dụng một sản phẩm nào đó ngoài việc quan tâm đến số lượng, chất lượng thì yếu tố cảm quan và an toàn cho sức khỏe cho người sử dụng giữ vị trí quan trọng trong việc lựa chọn một sản phẩm

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Mai Hương 3 Lớp: ĐHTP5LT

Do đó chúng ta cần những món ăn có màu sắc và hình dáng thật hấp dẫn, hương

vị kích thích, khẩu vị có thể hợp với mọi người là rất cần thiết Trong quá trình chế biến thực phẩm do nhiều tác nhân cơ, lý, hoá màu sắc tự nhiên của thực phẩm sẽ bị giảm và chúng ta đã tìm cách đưa vào thực phẩm các chất có tác dụng cải thiện hơn.Tuy nhiên, người sản xuất thường bổ sung vào thực phẩm các sản phẩm màu tổng hợp để thực phẩm trở nên bắt mắt, thu hút người tiêu dùng Các chất màu tổng hợp này sử dụng thường xuyên không tốt cho sức khỏe Chính vì thế việc thay thế các chất màu tổng hợp bằng các chất màu có sẵn từ thực phẩm tự nhiên trong quá trình chế biến không những giúp món ăn có màu sắc hấp dẫn, gia tăng giá trị dinh dưỡng mà còn đảm bảo được an toàn thực phẩm là rất cần thiết

Trong khuôn khổ môn học hóa sinh thực phẩm nhóm em đã tìm hiểu về nguồn gốc, các tính chất của các chất màu tự nhiên

Chương 1: Giới thiệu về chất màu tự nhiên

Màu thực phẩm là một nhóm những chất có màu được dùng làm phụ gia trong thực phẩm nhằm tạo ra hoặc cải thiện màu sắc của thực phẩn làm tăng tính hấp dẫn cho sản phẩm, đạt chất lượng cảm quan

Chất màu tự nhiên là những chất màu được chiết xuất từ những nguyên liệu hữu

cơ (thực vật hoặc động vật) sẵn có trong tự nhiên như: caroten được chiết xuất từ những loại quả có màu vàng, curcumin được chiết xuất từ củ nghệ,màu vàng caramen được tạo ra từ đường… Các chất màu này có nguồn gốc tự nhiên nên có nhược điểm là

độ bền kém, sử dụng với liều lượng lớn nên giá thành sản phẩm cao

Ý nghĩa của các chất màu thực phẩm

Chất lượng của sản phẩm thực phẩm không những chỉ gồm có giá trị dinh dưỡng

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 hợp với tính chất và trạng thái sử dụng của thực phẩm.

Ngày nay, thực phẩm thường trộn thêm nhiều loại phẩm màu Người tiêu dùng ít khi hiểu rõ giá trị dinh dưỡng hoặc những tác hại của nó Các chất nhuộm màu có nguồn gốc tự nhiên chỉ chiếm 6% trong tổng số các chất được sử dụng để tạo màu Thông thường nhà sản xuất dùng phẩm màu để gia tăng giá trị về cảm quan: hương vị, màu sắc, độ chắc, nở, tính dai của thực phẩm Việc nhuộm màu các loại thịt quay, lạp xưởng, các loại bánh kẹo, chế xirô Mục đích tạo màu giả cho hấp dẫn

Thay thế các chất màu tổng hợp bằng các chất màu có sẵn từ thực phẩm tự nhiên trong quá trình chế biến không những giúp món ăn có màu sắc hấp dẫn, gia tăng giá trị dinh dưỡng mà còn đảm bảo được an toàn thực phẩm

Sở dĩ có thể nói như vậy vì trong những chất màu thực phẩm, ngoài các thành phần chất màu riêng biệt cho từng loại màu sắc, chúng còn chứa các thành phần có hoạt tính sinh học khác như vitamin, axit hữu cơ, glycozit, các chất thơm và các nguyên tố vi lượng

Các chất màu tự nhiên phổ biến thường gặp như màu vàng cam của gấc, màu vàng của nghệ, màu tím của lá cẩm, màu nâu của cà phê, cacao, màu xanh của lá dứa hay màu đen của lá gai

Về thực chất, chúng đều là những thành phần dễ trích ly, tạo được màu sắc và mùi thơm cho thực phẩm theo yêu cầu của người chế biến

Các chất màu vàng cam hoặc màu đỏ lấy từ quả gấc là các hợp chất carotenoid như beta-carotene, lutein và lycopene là những phân tử mà cơ thể chuyển thành vitamin A Đây là các chất kích thích mạnh mẽ tế bào miễn dịch, giúp bảo vệ cơ thể chống nhiễm khuẩn và ung thư; lutein có thể làm giảm nguy cơ thoái hóa võng mạc, lycopene có thể giúp ngăn ngừa ung thư tuyến tiền liệt Carotenoid còn làm giảm nguy

cơ bệnh tim mạch, giảm nồng độ cholesterol máu và tác hại của ánh nắng mặt trời trên da

Màu vàng của nghệ là chất màu thiên nhiên được ngành dược công nhận với mã

số E.100 để nhuộm màu dược phẩm thay thế chất màu tổng hợp như tartrazine E.102

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Mai Hương 5 Lớp: ĐHTP5LT

Nghệ có tác dụng chống viêm loét dạ dày, thông mật, kích thích tế bào gan và co bóp túi mật, làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu Nghệ còn có vai trò trong việc làm giảm tỉ lệ ung thư vú, tuyến tiền liệt, phổi và ruột kết nhờ đặc tính chống oxy hóa của curcumin trong nghệ.

Bên cạnh màu cam hấp dẫn của gấc, màu vàng tươi của nghệ, các chất có màu tím có thể lấy từ củ dền, lá cẩm để làm bánh hoặc nấu xôi Lá cẩm có vị ngọt nhạt, màu thực phẩm đẹp và không độc, tính mát, có tác dụng giảm ho và cầm máu Các chất màu tím antoxyanin (E163) có được từ các nguyên liệu trên sẽ giữ màu tốt nhất ở

Chương 2:Các chất màu tự nhiên

Theo Proudlove (1994) và De Mann (1980) thì chất màu tự nhiên được phân thành các nhóm:

PHÂN LOẠI CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN

Carbon, Inorganic

Chất màu tự nhiên thường gặp chủ yếu trong các nguyên liệu thực vật, có thể chia làm 3 nhóm màu chính:

Chlorophill: Diệp lục hay chất màu xanh lá cây.

Carotenoid: Có trong lục lạp cho quả và rau màu da cam, vàng nhạt và đôi khi

màu đỏ

Flavonoid: Có trong các không bào, có màu đỏ, xanh và vàng.

Để có màu vàng, có thể dùng các loại sau:

Nghệ: Trong nghệ có chất Curcumin Bột nghệ còn dùng làm gia vị như bột cari;

nước nghệ dùng nhuộm màu thực phẩm Màu vàng của nghệ làm tăng tính hấp dẫn của món ăn nhưng có đặc tính là có mùi ngái nên không thể dùng để pha chế nước giải khát được Nghệ còn là một vị thuốc chữa đau dạ dày

Hoa hòe: Trong hoa hòe có Rutin, chứa nhiều trong quả Người ta nấu hoa hòe

với nước ở dạng đặc rồi dùng nước này để nhuộm màu thực phẩm

Hoa hòe Dành dành (chi tử): Cũng có màu vàng đẹp, giữ được lâu, ít bị ảnh hưởng của

tác nhân bên ngoài Chỉ cần một lượng nhỏ cũng có thể nhuộm màu được một lượng

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Mai Hương 7 Lớp: ĐHTP5LT

thực phẩm lớn và đặc biệt không có mùi vị Quả dành dành tươi thỉ giã nát vắt lấy nước, với quả khô dùng hạt đun sôi với nước hoặc ngâm hạt trong rượu trắng Chất màu của dành dành có thể pha nước giải khát, bánh kẹo

Hoa dành dành

Để có màu đỏ có thể dùng: gấc, quả dâu ta, rau dền, sâm đại hành, tô mộc Dùng màu củ gấc là tốt nhất, có nhiều caroten (tiền sinh tố A)

Để có màu xanh thì dùng: lá gai, lá giềng, lá dứa có nhiều Clorophin Nhược điểm của Clorophin là khi gia nhiệt thì chuyển thành màu vàng; trong môi trường axit

sẽ cho hợp chất mới là Pheophitin có màu sẫm ôliu

CÁC CHẤT MÀU TRONG RAU, QUẢ

SV thực hiện: Phạm Văn Quí

quan trọng trong quá trình quang

hợp – quá trình chủ yếu tạo ra chất

hữu cơ và lượng ôxi trên quả đất

Chlorophyll không những cho

màu xanh mà còn có khả năng che

mờ các chất màu khác

2.1.2 Phân loại: có 2 loại

Chlorophyll a:

Công thức C55 H72 O4N4Mg

Chlorophyll b : Công thức C55H70O6N4Mg

Tỷ lệ Chlorophyll A và Chlorophyll B trong thực vật khoảng 3:1

MÀU SẮC CỦA CHLOROPHYLL

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Mai Hương 9 Lớp: ĐHTP5LT

Chất màu Số hợp chất Màu sắc Phá huỷ

2.1.3 Tính chất

2.1.3.1 Tính chất vật lí

Chlorophyll là một chất kết tinh, không tan trong nước, tan trong rượu, ete, benzen (các dung dịch đều có màu xanh)

2.1.3.2 Tính chất hóa học

Dưới tác dụng của nhiệt độ, acid của dịch bào thì màu xanh bị mất đi vì do protein bị đông tụ làm vỏ tế bào bị phá hủy và liên kết giữa Chlorophyll và protein bị đứt do đó Chlorophyll dễ dàng tham gia phản ứng để tạo ra feofitin có màu xanh 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 gọi là chlorophylin hay chlorophylit.

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.

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Mai Hương 11 Lớp: ĐHTP5LT

Chlorophyll a và b (màu xanh đậm)

Chlorophyllin a và b (màu xanh đậm)

Chlorin, purpurin (màu nâu)

Oxy hóa Mở vòng ở

C9-C10

Môi trường acid Môi trường acid

Các đường hướng biến đổi của Chlorophyll a và b 2.1.4 Biến đổi của chlorophyll trong 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 đổi

2.1.4.1 Nguyên nhân

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 càng nhiều

Các loại rau quả có hàm lượng acid càng cao thì càng dễ bị biến đổi mạnh và nhanh khi đun nấu

2.1.4.2 Một số phương pháp giữ màu chlorophyll

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

Thay đổi màu sắc Chlorophill dưới tác dụng pH

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 thổ sẽ trung hòa một phần axit của dịch bào

Trong sản xuất đồ hộp, để bảo vệ màu xanh của rau quả, người ta cho một ít chất đệm kiềm dinatri glutamat để tăng pH Hoặc để nhuộm màu xanh, người ta dùng Chlorophyllin (Chlorophyll + kiềm) Chlorophyll dễ bị hấp thụ trên bề mặt và giữ được bền màu trên bề mặt đó làm cho sản phẩm có màu đẹp

Nhuộm màu xanh cho rau quả hộp bằng chlorophyl: Sử dụng dung dịch Chlorophyllin: màu này thu được từ lá rau dền, lá gai và các loại rau xanh khác, bằng cách cô đặc nước chần của lá rau dền hay lá gai với dung dịch kiềm đậm đặc (3kg NaOH cho 100kg lá tươi) trong thời gian 2 - 3h Trong thời gian nấu, Chlorophyll chuyển thành Chlorophyllin (theo hai dạng của clorofin là clorofin A và clorofin B), sau khi nấu đem ép và lọc, dung dịch thu được chứa Chlorophyllin Các Chlorophyllin bền màu hơn

SV thực hiện: Phan Thị Như Quyên

2.2 Carotenoid

Carotenoid là các hợp chất hữu cơ nằm trong nhóm các hydrocacbon không no Đây là nhóm chất màu không tan trong nước nhưng lại tan trong dung môi hữu cơ và làm cho rau quả có màu da cam, màu vàng và đỏ Các thực phẩm chứa nhiều Carotenoid: cà rốt, đỗ, đào, súp lơ, cải bó xôi, ớt ngọt, ngô, cam, đu đủ, cà chua, dưa hấu và rau diếp

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Mai Hương 13 Lớp: ĐHTP5LT

Đu đủ Cà rốt

Các chất màu vàng cam hoặc màu đỏ lấy từ quả gấc là các hợp chất carotenoid như beta-carotene, lutein và lycopene… là những phân tử mà cơ thể chuyển thành vitamin A Đây là các chất kích thích mạnh mẽ tế bào miễn dịch, giúp bảo vệ cơ thể chống nhiễm khuẩn và ung thư; lutein có thể làm giảm nguy cơ thoái hóa võng mạc, lycopene có thể giúp ngăn ngừa ung thư tuyến tiền liệt Carotenoid còn làm giảm nguy

cơ bệnh tim mạch, giảm nồng độ cholesterol máu và tác hại của ánh nắng mặt trời trên da

Carotenoid có trong đa số cây ( trừ 1 số nấm), hầu như có trong tất cả cơ thể động vật

Ở Thực vật: Tồn tại trong lạp thể tế bào, bị che lấp bởi màu của chlorophyl,

phân bố trong các mô thường tạo màu vàng , cam, đỏ Hầu hết màu vàng của hoa qua

là do xantophyl, lutein

Ở động vật: Tạo màu vàng, đỏ cho lông cánh các loài chim.

Vi sinh vật: Là chất màu nội bào.

Nhóm carotenoid gồm khoảng 65 đến 70 chất màu tự nhiên Tiêu biểu : caroten, licopen, xantofil, capxantin và xitroxantin

2.2.1 Cấu tạo

Hợp chất carotenoid (C40) bị mất 1 nhóm đầu thì gọi là Apocarotenoid Đây là những chất màu quan trọng Đặc điểm cấu trúc nổi bật nhất, đặc trưng cho màu thấy được của caroteinoid là chuỗi polyen liên hợp

Các carotenoid được cấu tạo từ 8 đơn vị isoprene liên tiếp nhau ở trung tâm phân

tử tạo nên cấu trúc đối xứng hợp chất Hydro carotenoid như Keto, methoxyl, epoxy, acid được gọi chung là Xantophin Đa số là vòng 6 cạnh hoặc 5 cạnh ở 1 đầu hoặc 2 đầu

Rất nhạy đối với acid và chất oxy hóa nhưng lại bền vững với kiềm Tất cả Carotenoid đều không hòa tan trong nước nhưng hòa tan được trong chất béo, các dung môi chứa clor và các dung môi không phân cực khác làm cho hoa quả có màu da cam, màu vàng và màu đỏ.

TÍNH CHẤT CAROTENE

Tính hấp thụ ánh sáng: chuỗi polyene liên hợp đặc trưng cho màu thấy được của caroteinoid Dựa vào quang phổ hấp thu của nó, người ta thấy khả năng hấp thụ ánh sáng phụ thuộc vào nối đôi liên hợp, phụ thuộc vào nhóm C9 mạch thẳng hay mạch vòng, cũng như vào nhóm chức gắn trên vòng Ngoài ra trong mỗi dung môi hoà tan khác nhau, khả năng hấp thụ ánh sáng tối đa cũng khác nhau với cùng 1 loại Khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh, chỉ cần 1 gam cũng có thể thấy bằng mắt thường

2.2.2.2 Tính chất hóa học

Các carotenoid bền với sự thay đổi pH của môi trường và các chất khử, nhưng không bền với tác dụng của ánh sáng vì vây không nên sử dụng cho các sản phẩm làm

từ thịt vì trong quá trình sản xuất phải qua giai đoạn xử lý nhiệt

Không hòa tan trong nước, rất nhạy đối với axit và chất oxi hóa, bền vững với kiềm Do có hệ thống nối đôi liên hợp nên nó dễ bị oxi hóa mất màu hoặc đồng phân hóa, hydro hóa tạo màu khác

Các tác nhân ảnh hưởng đến độ bền màu: nhiệt độ, ánh sáng, phản ứng oxi hóa trực tiếp, tác dụng của ion kim loại, enzym, nước

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Mai Hương 15 Lớp: ĐHTP5LT

Màu trong dung