Thời gian rau quả được bảo quản dài hay ngắn do nhiều yếu tố khác nhau: giống, thời gian thu hoạch, điều kiện môi trường, nhiệt độ, độ ẩm, … Các phương pháp bảo quản rau quả hay sử dụng:
Trang 1ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
- - -
-NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA CAROTENOID
TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ
BẢO QUẢN RAU, QUẢ
GVHD : Ths ĐẶNG THỊ NGỌC DUNG SVTH : LÊ THỊ MỸ DUYÊN_11116017
PHAN THỊ ÁNH NGUYỆT_11116048 NGUYỄN THỊ THANH THỦY_11116065 NGUYỄN THỊ MINH TRANG_111160 PHIMAVONG KHIANY_
TPHCM, Tháng 5 năm 2014
Trang 2NHẬN XÉT CỦA GVHD
Trang 3
MỤC LỤC
Giới thiệu 6
1 Tính chất vật lý 6
2 Tính chất hóa học 7
3 Phân loại carotenoid 7
3.1 Carotene 7
3.1.1 Carotene 7
3.1.2 Lycopnene 9
3.2 Xantophyl 10
3.2.1 Capxantin 10
3.2.2 Brixin 11
4 Những biến đổi của carotenoid trong quá trình bảo quan 12
4.1 Phương pháp bảo quản rau quả 12
4.2 Những biến đổi của carotenoid trong quá tình bảo quản 14
5 Sự thay đổi carotenoid trong quá trình chế biến rau quả 24
5.1 Ảnh hưởng của quá trình chế biến lên hàm lượng carotenoid của những loại rau quả mùa hè 25
5.2 Ảnh hưởng của sự đun sôi lên khả năng chống oxy hóa của một số loại rau quả giàu carotenoid ở Taiwan 25
5.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đun nấu lên hàm lượng β- carotene trong dầu gấc 26
5.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi carotenoid 28
5.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt vào khả năng chống oxy hóa của lycopene gấc 29
5.4.2 Động học quá trình tiến hóa lycopene đồng phân trong xử lý nhiệt 29
5.4.3 Kết luận 30
Tài liệu tham khảo 32
Trang 4DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 Sự biến đổi của carotenoid trong chế biến 6
Hình 2 Trái cây giàu β-carotene 8
Hình 3 Trái cây giàu lycopene 9
Hình 4 Trứng gà 10
Hình 5 Bắp 11
Hình 6 ớt 11
Hình 7 Quả và hạt bixa orellana 11
Hình 8 Hình dáng bên ngoài và bên trong của cam Nevelina 15
Hình 9 Thay đổi màu vỏ cam 15
Hình 10 Thay đổi tổng hàm lượng carotenoid trong vỏ và thịt quả 17
Hình 11 Thay đổi thành phần carotenoid của cam Br và Co 19
Hình 12 Thay đổi thành phần carotenoid của cam Br và Co 20
Hình 13 Phân tích RT-PCR định lượng của sự biểu hiện của gen PSY, PDS, ZDS,β- LCY1, β-LCY2 và β- CHX 21
Hình 14 Choysum 25
Hình 15 Sweetpotato 25
Hình 16 Ảnh hưởng của thời gian đun sôi lên toàn bộ lượng carotene có trong bốn loại rau quả 26
Hình 17 Ảnh hưởng của nhiệt độ (100oC) lên hàm lượng β-carotene trong dầu gấc theo thời gian 27
Hình 18 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng chống oxy hóa của lycopen 29
Hình 19 Động học quá trình phát triển đồng phân lycopen 30
Trang 5DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1 Đièu kiện bảo quản của một số rau quả 12Bagr 4.2 chế độ bảo quản CA của một số loại rau quả ở một số nước 14Bảng 4.3 thay đổi chỉ số sinh trưởng 16Bảng 4.4 Mối quan hệ giữa màu sắc và tỷ lệ 9-Z-violaxanthin /β-Citraurin trong flavedo của quả cam 19
Trang 6Giới thiệu
Carotenoid là những sắc tố tan trong lipid có tác dụng tạo màu sắc cho nhiều loại thực phẩm Nhóm này từ 65 đến 70 chất màu tự nhiên, tiêu biểu là carotene, lycopene, xantofil, capxantin và xitroxantin Carotenoid có trong đa số cây (trừ một số nấm) và hầu như có trong tất cả cơ thể động vật Hàm lượng caroteneoid có trong lá xanh chiếm khoảng 0,07-0,2% chất khô, trong trường hợp hạn hữu người ta thấy nồng độ caroteneoid rất cao, ví dụ trong bao phấn của nhiều loại hoa loa kèn có nhiều xantophyl và Astarxantin
Một số carotenoid là một loại pro-vitamin, sau đó chuyển đổi thành vitamin A, có thể ngăn ngừa các bệnh mắt nghiêm trọng, chẳng hạn như bệnh quáng gà, nhạy cảm với nhiễm trùng, thô, da có vảy, và răng chậm phát triển và phát triển xương Có khoảng 700 carotenoid trong tự nhiên, nhưng chỉ có khoảng 50 có vitamin A hoạt động Trong số 50 vitamin đó, tìm thấy ba tiền thân quan trọng nhất của vitamin A ở con người là α-carotene, β-cryptoxanthin và β-carotene, đó là những pro-vitamin chính một thành phần của hầu hết các loại thực phẩm có chứa carotenoid
1 Tính chất vật lý
• Kết tinh ở dạng tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dạng lá hình thoi
• Nhiệt độ nóng chảy cao: 130-2200C
• Hòa tan 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 hấp thụ ánh sáng: chuỗi polyene lien hợp đặc trưng cho màu thấy được của caroteinoid Dựa vào quang phổ hấp thu của nó, người ta thấy khả năng hấp thu ánh sáng phụ thuộc vào nối đôi liên hợp, phụ thuộc vào nhóm C9 mạch thẳng hay mạch vòng, cũng như vào nhóm chứa gắn trên vòng Ngoài ra trong mỗi dung môi hòa tan khác nhau, khả năng hấp thụ ánh sáng tối đa cũng khác nhau với cũng một loại khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh, chỉ cần 1 gam cũng có thể thấy bằng mắt thường
Hình1: sự biến đổi của carot trong chế biến
Trang 72 Tính chất hóa học
• Không hòa tan trong nước, rất nhạy đối với acid 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, enzyme, nước
• Dễ bị oxi hóa trong không khí => cần bảo quản trong khí trơ, chân không
Ở nhiệt độ thấp nên bao kín trách ánh sáng mặt trời
• Carotenoid khi bị oxi hóa tạo hợp chất có mùi thơm như các aldehide không no hoặc ketone đóng vai trò tạo hương thơm cho trà
3 Phân loại carotennoid
Có 2 cách để phân loại carotenoid Dựa vào nguyên tố tạo thành chia carotenoid thành 2 loại:
- Loại chỉ chứa C, H như α,β_carotene, lycopen
- Loại có chứa nhóm chức có mặt O như lutein, xanthophylls…
Còn nếu dựa vào 6 C ở 2 đầu phân tử ta có các nhóm carotenoid không chứa vòng, chứa
1 vòng và chứa 2 vòng
3.1 Carotene
3.1.1 Carotene
• Carotene là chất màu thuộc nhóm màu carotenoid, trong đó β-carotene
là loại quan trọng nhất và tìm thấy được nhiều trong rau củ
• β-carotene có màu vàng, có nhiều trong cà rốt, các loại trái cây có màu vàng và các loại rau màu xah đậm Chính màu vàng của β-carotene làm nền cho màu xanh của diệp lục tố đậm hơn ở các loại rau giàu β-carotene
Hình 2: trái cây giàu β-carotene
Trang 8Cấu tạo và phân loại:
- Carotene (C40H56) là một loại hidratcacbon chưa bão hòa, gồm 18 nguyên tử cacbon hình thành một hệ thống các liên kết đơn, đôi xen kẽ, có 4 nhóm CH3 mạch nhánh
- Các loại carotene quan trọng là α-carotene, β-carotene và γ-carotene
Trong cấu trúc hóa học của hợp chất β-carotene có 11 liên kết đôi xen kẽ với các liên kết đơn tạo thành chromophore làm carotene có màu đỏ hoặc cam
Tính chất hóa học và vật lý:
- Carotene dễ bị oxi hóa ngoài không khí
- Không tan trong nước, chỉ tan trong lipit và các dung môi hữu cơ
Carotene nguyên chất là các tinh thể đen có màu đỏ sáng của đồng
và có ánh kim loại, dung dịch carotene có màu đỏ cam
Trang 9Trong các thử nghiệm cho rằng 30mg β-carotene mỗi ngày làm tăng tỷ lệ ung thư phổi và ung thư tuyến tiền liệt ở người hút thuốc và những người có tiền sử tiếp xúc với chất gây nghiện.
3.1.2 Lycopene
Cà chua Gấc Dưa hấu
Hình 3: trái cây giàu lycopeneLycopene là một carotene màu đỏ tươi, được tìm thấy trong cà chua, các loại quả màu đỏ, dưa hấu và đu đủ (nhưng không có trong dâu tây)
Cấu tạo
Giống như tất cả các caroteneoid, lycopene là một hydrocacbon không bão hòa đa (một anken không thay thế), là một tetraterpene lắp ráp từ tám đơn vị isoprene, hoàn toàn bao gồm cacbon và hydro
Công dụng
Là một chất có vai trò trung hòa các chất hóa học gây lão hóa làn da
Ở thực vật, tảo, và các sinh vật quan hợp khác, lycopene là một chất trung gian quan trọng trong việc sinh tổng hợp của nhiều caroteneoid
3.2 Xantophyl
- Xantophyl là nhóm sắc tố màu vàng sẫm, công thức phân tử chung của phân tử này là C40H56On (n từ 1-6)
Trang 10- Xantophyl ở thực vật bậc cao và tảo luôn đi kèm với carotene (thường là
cứ 1 carotene có 2 Xantophyl)
Xantophyl là dẫn xuất của carotene, trong đó: Lutenin là dẫ xuất của α-carotene.Lutein có nhiều trong long đỏ trứng gà
Hình 4: Trứng gàZeaxantin là dẫn xuất β-carotene, zeaxantin lần đầu tiên được chiết ra từ hạt ngô
3.2.1 Capxantin
Công thức cấu tạo: C40H58O3(3, 3’-dihydroxy-β,κ-carotene-6’ –one)
Trang 11Hình 5 Bắp HÌnh 6: Ớt
Là chất màu vàng có trong ớt Chiếm 7/8 tất cả màu của ớt
Là dẫn xuất của carotene nhưng màu mạnh hơn caroteneoid khác 10 lần
Trong ớt đỏ có nhiều hơn ớt xanh 35 lần
3.2.2 Birxin
Birxin là một tapocarotenoid được tìm thấy trong Annatto, một loại thực phẩm màu tự nhiên lấy từ hạt của cây achiote (bixa nhuộm) Annatto hạt sắc tố chứa khoảng 5%, trong đó bao gồm birxin 70-80%
Hình 7: quả và hạt bixa orellanaAstarxantin là một caroteneoid.Nó thuộc về một nhóm lớn hơn được gọi là tecpen.Nó được phân loại như là một hoàng thể tố, có nghĩa là “sắc tố vàng” Astarxantin cũng là dẫn xuất của carotene và có tên gọi là 3,3’-dihidroxy-4,4-dixeto-βcarotene
Trang 124 Những biến đổi của carotenoid trong quá trình bảo quản.
4.1 Phương pháp bảo quản rau quả
Rau quả sau khi thu hoach trong điều kiện khí quyển bình thường, chất lượng sẽ giảm dần và tiến đến hư hỏng hoàn toàn Thời gian rau quả được bảo quản dài hay ngắn
do nhiều yếu tố khác nhau: giống, thời gian thu hoạch, điều kiện môi trường, nhiệt độ, độ
ẩm, …
Các phương pháp bảo quản rau quả hay sử dụng:
- Bảo quản bằng phương pháp lạnh: dùng nhiệt độ thấp có tác dụng ức chế các quá trình hóa sinh xảy ra bên trong rau quả cũng như sự phát triển của vi sinh vật, do đó kéo dài thời gian bảo quản Nhiệt độ càng thấp thì khả năng bảo quản lâu càng có ý nghĩa
kho kg/m2
Thời hạn bảo quản
Mất mát trong, thời gian bảo quản, %
Trạng thái nguyên liệu ban đầu
tháng 3÷4Chanh
chín 2 85÷90 Sọt 320÷360 3÷5 tuần 5
tuầnBảng 4.1 Điều kiện bảo quản của một số rau quả
Trang 13- Bảo quản rau quả bằng phương pháp điều chỉnh khí quyển: gồm các phương pháp CA( controlled Atphosphere), MA ( Modifided Atphosphere) và các phương pháp tồn trữ
áp suất… Mục đích của phương pháp này là làm giảm hoạt động hô hấp và các phản ứng trao đổi khác bằng cách làm tăng hàm lượng CO2 và làm giảm hàm lượng O2, giảm sản xuất ethylene tự nhiên
Bảng 4.2 Chế độ bảo quản CA của một số loại rau quả ở một số nước
- Bảo quản rau quả bằng hóa chất: một số loại hóa chất có tác dụng ức chế sinh trưởng trong nguyên liệu rau quả cũng như tiêu diệt vi sinh vật tuy nhiên khi sử dụng hóa chất
sẽ gây ra những biến đổi về màu sắc, mùi vị, một điều đáng lo ngại là gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người Thực tế có một loại được sử dụng là: chế phẩm M-l ( là este của metylic và acid α- naptylaxetic) là dạng chất lỏng như dầu, màu sẫm, không hòa tan trong nước, dễ tan tong dầu, ete, rượu, benzene và các dung môi hữu cơ khác; chế phẩm MH-
Trang 1440 có tác dụng mạnh đến sinh trưởng của rau quả; rượu nonilic (C9H19OH) được sử dụng dưới dạng hơi; chế phẩm topsin-M (C12H24N4O4S2)…
- Bảo quản rau quả bằng phương pháp chiếu xạ: nhằm ngưng sự hoạt động sinh học của rau quả, cải thiện chất lượng, chống sâu bọ, khử trùng, tăng thời gian bảo quản
- Bảo quản rau quả bằng màng: màng chitosan, màng MAP, màng MOTR, màng PE
4.2 Các nghiên cứu về carotenoid trong quá trình bảo quản
Sự kích thích màu sắc và sinh tổng hợp carotenoid trong quá trình bảo quản sau thu hoạch cam Navelina ở 120C tại Valencia, Tây Ban Nha
a) Điều kiện thí nghiệm
- Trái cây được thu hoạch tại 2 giai đoạn trưởng thành: trước khi hình thành màu
và hình thành màu cam nhạt Được bảo quản ở 20C và 120C và 90-95%RH trong 7 tuần Trái cây 'Navelina' đã được thu hoạch một cách ngẫu nhiên từ những cây trưởng thành trồng trong vườn cây ăn quả thương mại ở điều kiện tiêu chuẩn trái cây đã thống nhất về kích thước và màu sắc, và không bị hư hại và các khuyết tật bên ngoài Sau khi xác định màu sắc trái cây, trái cây được chia thành hai nhóm rất nhiều và bảo quản ở 2 ◦ C (nhiệt
độ thấp) và 12 ◦ C (nhiệt độ trung gian) và 90-95% RH trong bóng tối liên tục mẫu lặp lại 3 lần của 10 quả mỗi nhiệt độ bảo quản được sử dụng để theo dõi sự thay đổi của màu sắc trái cây trong suốt quá trình bảo quản
- Đánh giá về sự ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản lên màu sắc, hàm lượng tổng và
sự hình thành carotenoid, và sự biểu hiện của gen sinh tổng hợp carotenoid
b) Kết quả
Thay đổi màu sắc bên ngoài trái cây, chỉ số sinh trưởng, và hàm lượng carotenoids tổng
và chlorophyll trong quả cam 'Navelina' trong quá trình bảo quản ở 12 ◦ C và 2 ◦ C
Để xác định ảnh hưởng của giai đoạn chín dựa trên sự phát triển của màu sắc trái cây , chỉ số trưởng thành , và hàm lượng sắc tố trong quá trình bảo quản cam ' Navelina '
ở 120C và 20C Trái cây được thu hoạch ở hai giai đoạn phát triển: breaker (Br, a/b ratio
−0.11) và colored (Co, a/b ratio 0.44) (Hunter parameters a (negative to positive correspond from green to red, respectively) and b (negative to positive, from blue to yellow, respectively) were determined and coloration is expressed as the a/b Hunter ratio,
a relationship for color measurement in citrus fruit (Stewart and Wheaton, 1971) Trong hình3.1 sự thay đổi trong màu sắc trái cây bên ngoài và bên trong suốt 7 tuần bảo quản ở
12 ◦ C và 2 ◦ C được hiển thị
Trang 15Hình 8 Hình dáng bên ngoài và bên trong của cam 'Navelina' bảo quản ở 2 ◦ C và
12 ◦ C và 90-95% RH trong 7 tuần (A) trái cây thu hoạch ở giai đoạn nghỉ với màu một a / b = tỷ lệ -0,11 ± 0,02 và (B) trái cây màu với tỷ lệ a / b = 0,44 ± 0,01
Hình 9.Thay đổi màu vỏ cam 'Navelina' bảo quản ở 2 và 120C và 90-95% RH trong 7 tuần (A) trái cây thu hoạch ở giai đoạn nghỉ ngơi một màu a / b = tỷ lệ -0,11 ± 0,02 và (B) trái cây màu với tỷ lệ a / b = 0,44 ± 0,01 Màu sắc trái cây được thể hiện như các a / b tỷ lệ Hunter Dữ liệu là phương tiện ± SD của ba mẫu lặp lại 10 quả cho mỗi nhiệt độ bảo quản
Một cải tiến đáng chú ý của màu vỏ và thịt quả tìm thấy tại 12 ◦ C, đó là rõ ràng hơn trong Br trái cây, đó là rõ ràng hơn trong Br trái cây Bảo quản ở nhiệt độ thấp (20 C)
Trang 16chỉ dẫn đến một sự gia tăng nhẹ (Br trái cây) hoặc không thay đổi (Co trái) trong chỉ số màu vỏ (Hình 9 ), phù hợp với kiểm tra trực quan (visual examination).
Chỉ số trưởng thành (MI) là một thông số quan trọng xác định ngày thu hoạch; do
đó, ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đến chất lượng trái cây cũng được đánh giá Như mong đợi, trái cây 'Navelina' thu hoạch ở giai đoạn Co cho thấy t MI cao hơn (7,6) so với trái cây ở giai đoạn Br (6.1) Tuy nhiên, MI còn lại tương đối ổn định trong thời gian bảo quản và không có sự khác biệt đáng kể nào giữa trái cây bảo quản ở 2 ◦ C và 12 ◦ C thu hoạch ở hai giai đoạn trưởng thành (Bảng 4.3)
Giai đoạn Nhiệt độ
( 0C) Chỉ số trưởng thànhThời gian bảo quản
Color break 2 6.1±0.4 6.7±0.6 6.7±0.5 7.1±0.7
12 6.2±0.3 7.1±0.5 6.6±0.4Colored 2 7.6±0.5 7.9±0.6 7.3±0.6 7.9±0.5
12 7.6±0.3 8.2±0.5 8.7±0.6
Bảng 4.3.Thay đổi chỉ số sinh trưởng
Hàm lượng của chlorophyll (CHL) và carotenoids tổng số được phân tích trong flavedo và thịt quả cam 'Navelina' tại các điểm năm lần và bảo quản ở 2 ◦ C và 12 ◦ C Nội dung CHL trong flavedo trái cây tươi thu hoạch ở giai đoạn Br là 22,14µgg-1 FW và giảm xuống còn 10-15µgg-1 FW sau 7 tuần 2 ◦ C Trong flavedo trái cây được bảo quản
ở 12 ◦ C, hàm lượng CHL giảm nhanh chóng các giá trị dưới 1µgg-1 FW Nồng độ CHL cũng thấp hơn 1µgg-1 FW trong trái cấy Co được thu hoạch tươi và do đó không được phân tích sau khi bảo quản tiếp theo Những thay đổi trong tổng hàm lượng carotenoid trong flavedo được bảo quản ở 120C trái cây thu hoạch ở hai giai đoạn theo một mô hình tương tự Một sự gia tăng gấp ba lần trong tổng số carotenoid đã được phát hiện sau khi 7 tuần lưu trữ, 22 tới 62µgg-1 FW trong trái cây Br và 32 tới 92µgg-1 FW trong Co trái cây (Hình 10 A và B) Ở 20C, những thay đổi trong hàm lượng carotenoid dường như phụ thuộc vào giai đoạn chín, vì nó đã gần như tăng gấp đôi trong flavedo Br quả nhưng vẫn tương đối ổn định trong giai đoạn Co (Hình 10 A và B) Trong thịt quả, những thay đổi trong tổng hàm lượng carotenoid trong Br và trái cây Co bảo quản ở 120C tăng trong một
xu hướng tương tự như trong vỏ (tăng gấp đôi) nhưng 20C hàm lượng carotenoid như không thay đổi (Hình 10 C và D )
