Màu sắc nước quả và các yếu tố ảnh hưởng

Ngoài tác dụng là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn trong thựcphẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm, anthocyanin còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

• • •

******** ^£********

TIỂU L UẬN MÔN HỌC

Lóp: Cao học thực phẩm2010B Nhóm thực hiện: Đào Thị Hiên

Nguyễn Ngọc Hoa Nguyễn Thị Ngọc Cao Ngoe Phú Nguyễn Thị Hương Giang

HÀ NỘI 2011

T TỐNG QUAN

1 7 NGUYÊN LIỆU NƯỚC QUẢ.

1.1.1 Đặc điếm chung của nưóc quả

•Các chất có giá trị thực phẩm đều nằm trong dịch quả nên sản phẩm đồ hộp nướcquả chứa đầy đủ và cân đối các chất này

•Đồ hộp nước quả dùng uống trực tiếp là chủ yếu, ngoài ra có thể dùng làm nguyênliệu chế biến các sản phẩm khác: rượu mùi, nước giải khát, mứt đông

1.1.2 Yêu cầu nguyên liệu

•Có hàm lượng cao các chất đường, axit hữu co, tanin, chất thơm, chất màu

•Dịch quả cần có màu sắc và hương vị hấp dẫn

• nước quả ép dạng trong: tách dịch bào khỏi mô quả bằng pp ép, lắng, lọc loại bỏ

hết thịt quả, dạng trong suốt không có thịt quả ở đáy

•nước quả ép dang đục’k\\ổng lọc triệt để, chứa một lượng thịt quả nhất định trong

+ Các carotene: có màu đỏ, da cam , là những hydrocarbon (CqoH^g) có 1 mạch

ngang 18 carbon mang 4 nhóm CH3 và 9 dây nối đôi liên hợp, chúng khác nhau ởcác đầu chuỗi

Lycopene

• đồng phân mở vòng hai đầu của Ị3-carotene

• màu đỏ nhạt (do nhiều liên kết đôi của cacbon kết hợp với nhau)

• cà chua và các loại quả có màu đỏ

cấu trúc hoá học, ílavonoid có khung cơ bản theo kiểu C6 - C3 - C6 (2 vòng benzen

A và B nối với nhau qua một mạch 3 carbon) và được chia làm nhiều nhóm khácnhau, ở đây không giới thiệu về cấu tạo của từng nhóm Hầu hết Flavonoid là cácchất phenolic

Flavonoid có mặt trong tất cả các bộ phận của các loài thực vật bậc cao, đặcbiệt là hoa, tạo cho hoa những sắc màu rực rỡ đế quyến rũ các loại côn trùng giúp cho

sự thụ phấn của cây Trong cây, ílavonoid giữ vai trò là chất bảo vệ, chống oxy hóa,bảo tồn acid ascorbic trong tế bào, ngăn cản một số tác nhân gây hại cho cây (vikhuẩn, vi rus, côn trùng, ) một số còn có tác dụng điều hòa sự sinh trưởng của câycối

Khung ở trên, có thể được mô tả hệ thống như: C6- C3- C6

3'

ú

3*

Flavonoid gồm 2 vòng thơm và một vòng pyran:

Vòng thơm bên trái gọi là vòng A

Vòng thơm bên phải gọi là vòng B

Flavon (- Flav-2-en-4-on) Flavonol (= 3-Hydroxy-4-oxoflav-2-en)

Flavon rất phổ biến trong thực vật: thông, hoàng cầm(rễ), mè (lá), cây anh thảo,cây la apirenin và luteolin

Flavanon (= Flavan-4-on) Flavanol (= Flavan-3-ol)

V^N^OH

Chalcon có chủ yếu ở trong một số cây họ Cúc, Asteraceac tập trung nhiều nhất

ở vở cây, gỗ lõi (keo, bạch đàn, dẻ, đậu tuơng, trinh nữ hoàng cung, dươngxỉ ).Không tìm thấy ở động vật

3

isoílavan

isoílavonoid

Neoílavonoid: calophylloid

Các hợp chất này có cấu trúc mạch C6C3C6, nhưng khung cầu nối C3 giữa 2

nhân thì khác nhau tùy thuộc từng loại hợp chất

Trong thực vật các hợp chất trên thường tồn tại dưới dạng hỗn hợp của các dẫnxuất, với tỷ lệ khác nhau, tùy thuộc nguồn gốc thực vật.

1.2.2.3 Phân

loai

Flavon, Ịĩavonol:

- Là hợp chất phân cực nên tan trong nước, ít tan trong dung môi hữu cơ

- Hơ tờ giấy có nhỏ dịch chiết trên miệng lọ ammoniac cho màu vàng sáng

- Acid suníuaric nhỏ lên các dẫn chất ílavon, ílavonol cho màu vàng đậm

- Các dẫn xuất flavan-3,4-diol đều không màu, có tính quang hoạt.

- Không màu, nhưng khi tác dụng với dung dịch acid vô cơ thì có màu đỏ

Hình 1: cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin

Các aglucon của anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí Ri

và R2, thường là H, OH hoặc OCH3 [5]

Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thế hoặc vô định hình là hợp chất khá phân

thế chuyến về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu, ở pH = 7 -ỉ- 8 lại vềdạng bazơ quinoidal anhydro màu xanh [1].

Anthocyanin có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụ cựcđại tại bước sóng 510-^540nm Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắccủa các anthocyanin chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch, nồng độ anthocyanin:thường pH thuộc vùng acid mạnh có độ hấp thụ lớn, nồng độ anthocyanin càng lớn

độ hấp thụ càng mạnh

Ngoài tác dụng là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn trong thựcphẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm, anthocyanin còn là hợp chất

có nhiều hoạt tính sinh học quí như: khả năng chống oxy hóa cao nên được sử dụng

để chống lão hóa, hoặc chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, hạn chế sự suy giảmsức đề kháng; có tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển củacác tế bào ung thư; tác dụng chống các tia phóng xạ

Anthocyanins

Anthocyanin thuộc nhóm ílavonoid của các polyphenol Chúng có 1 khung điến hình của ílavonoid Anthocyanins là polyhydroxy glycosyl hóa và các dẫn xuấtcủa 2-polymethoxy phenylbenzopyrylium cation, tức là các cation ílavylium(Brouillard, 1982) Phần chính của anthocyanins là aglycone, là cation ílavylium(bảng 1), trong đó có chứa các nối đôi liên hợp chịu trách nhiệm cho sự hấp thụ củaánh sáng khoảng 500 nm làm xuất hiện sắc tố màu đỏ đen mắt người.(khiến cho mắtngười thấy được các sắc tố màu đỏ) Các aglycones được gọi là anthocyanidinsthường là penta-(3,5,7,3 4') hoặc Hexa-thay thế (3,5,7,3 4', 5 ') Có 22

C6C3C6-Hình 1: cấu trúc cơ bản của agỉucon của anthocyanin

Anthocyanidins hiếm khi được tìm thấy trong tự nhiên như vậy.Anthocyanidins chủ yếu ở dạng glycosyl hóa trong hoa, trái cây, và quả mọng(Harborne, 1967), tức là như anthocyanins Nhờ sự glycosyl hóa nên Anthocyaninstan tốt trong nước và ổn định hon anthocyanidins (Robinson và Leon, 1931;Timberlake và Bridle, 1966) Anthocyanin được phân loại theo số lượng đơn vị

glycosyl trong cấu trúc Monoglycosides bao gồm 1 nửa saccharidic, mà chủ yếuthuộc nhóm 3-hydroxyl của các aglycone (Brouillard 1982) Anthocyanins vớiglycosyl tại vị trí 3'-và 4'- mà không có C-3 glycosyl đã được xác định trong hoa màuxanh (Nymphaea caerulea) (Fossen và Andersen, 1999) và củ hành đỏ (Allium CEPAL.) (Fossen và các cộng sự, 2003 ).

Trong diglycoside các gốc đường đơn có thể được gắn vào vị trí 3,5,7; thườngđược gắn vào vị trí 3 và 5 còn vị trí 7 rất ít Phân tử anthocyanin gắn đường vào vị trí

3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit Trong triglycosides cácmonosacarit cũng được gắn vào các aglycone theo cách như vậy, hai trong số đó là ởC-3 và một ở C-5, C-7 Một trisaccharidic anthocyanin cũng có thể có mạch thẳnghoặc phân nhánh gắn ba monosaccharides ở ở vị trí C-3 (Bruneton, 1995).Glycosylations cũng có thể ở vị trí 3'-, 4'-, và 5'- Báo cáo sớm nhất của cyanidin 4'-glucoside đã được thực hiện vào năm 1968 bởi Hedin và các cộng sự trên màu sắccủa Hibiscus esculentus (Hedin và các cộng sự, 1968) Các loại đường phổ biến nhấtcủa anthocyanins là monosaccharides: glucose, rhamnose, galactose, arabinose, vàxylose Các di- và trisaccharides thường tìm thấy nhiều nhất trong anthocyanins làrutinose, sophorose, sambubiose, và glucorutinose, ví dụ (De Ancos và cộng sự,

1999 Kãhkốnen và cộng sự, 2003.)

anthocyanidin; delphinidin ổn định hơn cyanidin trong dung dịch methanol có tínhaxit (Dao và cộng sự, 1998.) Tuy nhiên, có sự khác biệt liên quan đến ảnh hưởng của

sự thủy phân aglycone về sự ổn định phân tử, trong một dung dịch đệm ở pH 3.1,cyanidin 3-glucoside ổn định hơn pelargonidin 3-gĩucoside nhưng delphinidin 3-glucoside lại kém ổn định hơn cyanidin 3-glucoside

Ngoài ra, petunidin 3-glucoside với hai nhóm OH trong vòng B ít ốn định hơnpeonidin 3-glucoside chất mà có một nhóm OH trong cùng vòng (Cabrita và cộngsự., 2000) Tăng methyl hóa nhóm OH (tạo thành nhóm OCH3) làm giảm sự ổn địnhcủa các anthocyanins.Methoxyl tại C-4 và C-7 giảm sự ổn định của một sắc tố vớicác nhóm hydroxyĩ ở các vị trí này (Mazza và Brouilĩard, 1987) Màu sắc củaanthocyanin thay đổi từ màu hồng đến xanh phụ thuộc vào lượng tăng các nhóm OH.Nhóm methoxyl có xu hướng thay thế ngược nhóm OH (Mazza và Brouillard, 1987)

Ngoài ra những thay đổi hóa học của anthocyanins, chẳng hạn như sự tổng hợpcủa 3-deoxyanthocyanins cũng tác động lên sự ổn định của anthocyanins (Sweenyand Iacobucci, 1977; Sweeny and Iacobucci, 1983; Mazza and Brouillard, 1987; Dao

và cộng sự, 1998)

nhiệt độ Nhiệt độ tăng trong khoảng pH tù’ 2 đến 4 ứng với sự mất của một nửaglycosyl của anthocyanins, do sự thủy phân của liên kết glycosidic Điều này cũnglàm mất thêm một lượng màu của anthocyanin, khi các aglycone kém ổn định hơncác dạng glycosidic của chúng Có giả thiết cho rằng sự hình thành các chất ức chế làbước đầu tiên của quá trình thoái hóa bởi nhiệt của anthocyanin Cuối cùng, quá trìnhthoái hóa này sinh ra các sản phẩm màu nâu, đặc biệt là khi có mặt của oxygen.

Sơ đồ quá trình thoải hóa bởi nhiệt của anthocyanin

Nói chung, với các yếu tố có cấu trúc giống nhau nếu chúng tăng cường mức

độ ốn định của anthocyanin với pH thì cũng tăng độ ốn định với nhiệt Qua thựcnghiệm anthocyanin glucosides, người ta nhận thấy mức độ ổn định ở 100 °c giảmtheo thứ tự như sau pelargonidin 3-glucoside > petunidin 3-glucoside > malvidin 3-glucoside Các Arabinoses của cyanin và peonidin thì bền nhiệt hơn là các gốcgalactose tương ứng Nghiên cứu sự thoái hóa bởi nhiệt trên 4 loại anthocyanin khácnhau được trích ly từ các loại thực vật khác nhau nhận thấy anthocyanin chiết xuất từ

vỏ quả nho và kém ổn định nhất là athocyanin từ quả cây cơm cháy Các phức đuờngtrong anthocyanin của bắp cải đỏ được cho là có khả năng ngăn cản quá trình thoáihóa bởi nhiệt Giảm độ pH cũng như là loại bỏ oxygen cũng làm giảm sự thoái hóabởi nhiệt của anthocyanin.

Nhiệt độ cũng có ảnh hưởng tích cực tới anthocyanin Nhiệt độ là yếu tố quantrọng cho sự hình anthocyanin trong suốt quá trình bảo quản quả mọng Người tanhận thấy hàm lượng anthocyanin trong quả dâu tây và mâm xôi tăng lên khi đượcbảo quản lạnh ở 0 °c trong 8 ngày

2.4 Ảnh hưởng của Oxygen

Oxygen tăng cường ảnh hưởng của các quá trình thoái hóa athocyanin Sự cómặt của oxygen, cùng với việc tăng nhiệt độ là tổ hợp yếu tố gây bất lợi lớn nhất cho

sự biến màu của các loại nước quả mọng khác nhau, cũng như các anthocyanin nóiriêng Oxygen cùng với VTM c cũng làm giảm độ bền của anthocyanin trong nướcquả Oxygen cảm ứng với sự bất ổn định của athocyanin bị ảnh hưởng bởi pH; pHcàng cao thì quá trình thoái hóa anthocyanin diễn ra càng mãnh liệt khi có mặt củaoxygen Ảnh hưởng tiêu cực của oxygen lên anthocyanin có thể diễn ra theo cơ chếoxy hóa trực tiếp và/hoặc oxy hóa gián tiếp, khi mà các cấu tủ’ bị oxy hóa của môi

Màu của đồ uống có chứa anthocyanin chỉ bị mất đi khoảng 30% khi để trongtối, và khi để phơi dưới ánh sáng thì bị mất tới 50% sắc tố trong cùng một điều kiệnbảo quản Sự mất anthocyanin lớn nhất (70%) thấy được là dưới ánh sáng huỳnhquang và tăng nhẹ nhiệt độ bảo quản Furtado et al (1993) đã phát hiện ra rằng sảnphẩm cuối của quá trình thoái hóa bởi ánh sáng của anthocyanin cũng giống như quátrình thoái hóa bởi nhiệt của nó, tuy nhiên, quá trình động học của phản ứng thoái hóathì lại liên quan đến sự kích thích của các ion dương ílavylium.

2.6 Ảnh hưởng của enzyme

Sự khử hoạt tính của enzyme nâng cao sự ổn định của anthocyanin Enzymephổ biến nhất làm thoái hóa anthocyanin là glycosidase, enzyme này phá vờ liên kếtđồng hóa trị giữa phần glycosyl và gốc aglycone của anthocyanin, kết quả là quátrình thoái hóa của anthocyanidin rất không ổn định Peroxidase và phenolase, ví dụnhư phenol oxidase và polyphenol oxidase, đều được tim thấy trong chính các loạiquả mọng, cũng là các enzyme gây thoái hóa anthocyanin Phenolase có thế phản ứngtrực tiếp với anthocyanin, nhưng sự phá hủy anthocyanin là do chịu ảnh hưởng lớnhơn từ các hợp chất phenolic khác, chẳng hạn như sự có mặt của catechol và acidcaữaric

2.7 Acid ascorbic

Việc bố sung thêm vitamin c vào nước trái cây là một phương pháp thôngdụng để chống lại sự oxy hóa và làm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm thựcphẩm Vitaminn c cũng được biết đến với một số vài trò khác trong sự ổn định màucủa Anthocyanins Sự phân tích ra các thành tố của Anthocyanins được thúc đẩy bởi

sự có mặt của Vitamin c Vitamin góp phần tăng cường sự hình thành các sắc tố caophân tử và tẩy trắng những sắc tố anthocyanins Sự đông đặc giữa anthocyanins vàvitamin c được xem như một cơ chế dẫn đến sự phai màu các sắc tố anthocyanins.Sựhình thành các hydrogen peroxide từ sự oxy hóa acid ascorbic cũng có thể ảnh hưởngđến sự ổn định màu của anthocyanins

2.8 Đưòng

Đường là thành phần tự nhiên trong trái cây nói chung và trái cây quả mọngnói riêng Trong quá trình sản xuất nước ép, đường được thêm vào sản phẩm đế làmtăng vị ngọt hoặc nhằm mục đích bảo quản Đường còn được biết đến như là là chấtlàm giảm tính ổn định của anthocyanins trong nước ép Theo nghiên cúư củaDaravings và Cain (1968), tất cả các loại đường được thử nghiệm như sucrose,íructose, glucose, xylose đều làm tăng sự thoái hóa anthocynins theo cùng một cách.Những sản phẩm thoái hóa đường tiêu biểu, furfural thúc đẩy nhanh sự hư hỏng cácsắc tố anthocyanins nổi bật hơn hydroxy-methylfurfural Phản ứng của anthocyaninsvới sản phẩm thoái hóa của đường và acid ascorbic đều dẫn đến hình thành những sắc

tố cao phân tử màu nâu

những săc tô cao phân tử, là những săc tô có khả năng ngăn chặn những phản ứng củaenzyme hoặc cản trở những phản ứng đông đặc khác bởi sucrose Ngoài ra, việc làmgiảm hoạt độ nước bằng đường có thể ngăn chặn sự thoái hóa anthocyanins.

III.PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH.

3.1 Chuẩn bị dịch ép.

CIELAB là khoảng không gian màu tuyến tính phụ thuộc vào sự cảm nhận

bạn có thể chắc chắn rằng có thể thấy được sự khác nhau Neu kết quả nhỏ hơn 1 E,

sự khác biệt về màu sắc là kông thể thấy được đối với người bình thường Mầu khônggian màu CIELAB hoàn chỉnh là các khoảng không gian màu bằng nhau bởi các giátrị E