Nghiên cứu màu đỏ tan trong nước trích ly từ thực vật ở Việt Nam

Đưa ra điều kiện trích màu đỏ từ bã dâu tằm, củ dền và lá cẩm.Xác định độ bền của dịch trích màu đỏ theo sự biến đổi của nhiệt độ và pH.. Định danh sơ bộ màu đỏ trong ba nguyên liệu trê

Đưa ra điều kiện trích màu đỏ từ bã dâu tằm, củ dền và lá cẩm.

Xác định độ bền của dịch trích màu đỏ theo sự

biến đổi của nhiệt độ và pH.

Định danh sơ bộ màu đỏ trong ba nguyên liệu trên Ứng dụng trong một số sản phẩm sử dụng màu đỏ và khảo sát bền màu trong các sản phẩm ấy.

Bã

dâu

tằm

Lá cẩm

Củ dền

(Peristrophe tinctoria ees…) Họ : Acanthaceae

2

3 1'

SẮC TỐ ANTHOCYANINS

Anthocyanin là hợp chất glycoside của các dẫn xuất polyhydroxy và polymethoxy của 2-phenylbenzopyrylium hoặc muối flavylium

R1 và R2 là H, OH hoặc -OCH3

R3 là glycosyl hoặc H

R4 là OH hoặc glycosyl

SẮC TỐ BETALAINS

N HOOC

H

H

N

R R'

N HOOC

H

H

N

R R'

COOH

+

COOH +

Betacyanin: Đỏ tím ( red - violet)

R5O

H N

N HOOC

H

H

COOH

+

Cấu trúc: Hệ thống proton 1,7 – diazaheptamethin.

N HOOC

H

COOH H

Củ dền

Bã dâu tằm

Phơi khô

Lạnh đông Ngâm cồn

Ngâm trích ly màu đỏ tan trong nước

Lựa chọn dung môi

Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu

Lọc

Dịch màu thô

Cô đặc chân không

Khảo sát độ bền màu theo thời gian

Aûnh hưởng của nhiệt độ

Aûnh hưởng của pH

Aûnh hưởng nồng độ chất khô

Aûnh hưởng chất chống oxy hoá

Tinh sạch màu

Sắc ký giấy

Cột hấp phụ

Định danh màu

Sắc ký giấy

HPLC – MS

Dịch màu tinh sạch

Thử nghiệm màu vào sản phẩm thực phẩm

Dịch màu cô đặc

Nấu

Dịch màu tím

Cô đặc chân không

Dịch chorophyll

1.1 Trích ly màu thô

 Dung môi trích

 Hàm lượng màu

1.2 Tính chất màu thô

Hàm lượng màu đỏ anthocyanins thô trích ly từ bã dâu tằm phơi khô bằng các dung môi khác

nhau

Tỷ lệ mẫu khô: dung môi = 1:10; sau 24

giờ ở nhiệt độ phòng

Mẫu Dung môi trích pH

dung môi

pH dịch trích

lmax Hàm lượng

màu *

Màu quan sát

1 C2H5OH 99,9%:HCl 1% = 85:15 1,28 1,15 534 1 291 Đỏ tía

2 C2H5OH 98%:HCl 2% = 86,5:13,5 1,26 1,15 534 1 277 Đỏ tía

3 H2O:HCl 1% =85:15 1,18 1,12 512 1 573 Đỏ cam

4 Dung dịch SO2 500ppm** 4,51 4,43 518 1 792 Đỏ cam

* Hàm lượng màu tính bằng mg% chất khô tính theo màu chuẩn là Cyanidin 3-glucoside.

** Mẫu bị keo sệt lại khi cô đặc, sẽ lỏng ra khi xử lý bằng pectinase Novoferm 14.

HÀM LƯỢNG MÀU ĐỎ CÓ TRONG BÃ ÉP QUẢ DÂU TẰM

Trích ly bằng dung dịch EtOH:HCl (1%) = 80:15

Mẫu Hàm lượng chất khô (%) Hàm lượng màu * lmax dịch trích

(nm) (1) (2) (3) (1) (2) (3)

Bã ẩm đông lạnh(M1) 8,67 8,82 7,69 3 436 3 609 3 361 536

Bã ngâm cồn (M2) 9,80 – – 3 214 – – 530

Bã phơi nắng (M3) 80,52 88,95 – 3 169 3 296 – 534

Bã sấy (M4) 79,90 – – 2 843 – – 534

* Hàm lượng màu tính bằng mg% chất khô tính theo màu chuẩn là Cyanidin 3-glucoside (1) Mẫu dâu chính vụ năm 2000

(2) Mẫu dâu chính vụ năm 2001

(3) Mẫu dâu trái vụ năm 2000 (tự ép theo quy trình của nhà máy)

Hàm lượng màu anthocyanins có trong bã dâu tăm chính vụ, trái vụ và

2 năm khác nhau giống nhau và khoảng 3500 mg%

Hàm lượng màu và độ hấp thu cực đại thay đổi theo cách bảo quản

Tính chất của dịch trích màu

anthocyanins thô từ bã ép quả dâu tằm theo thời gian ở nhiệt

độ phòng

20 40 60 80 100

Sự biến đổi màu

của dịch màu trích ly từ bã ép

quả dâu tằm theo pH

Trong dung dịch đệm và trong dung dịch đường

Đỏ hồng ánh xanh

Đỏ nhạt ánh tím

Đỏ tím 2

Đỏ tím

(1)Trích từ bã ẩm, pha trong dung dịch đệm citrat-phosphat

(2)Trích từ bã khô, pha trong dung dịch saccharose 20%,

chỉnh pH bằng acid citric – muối phosphat

Ảnh hưởng của pH lên dịch trích màu thô của bã ép quả dâu tằm

ở nhiệt độ phòng

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Tính chất của dịch trích màu

anthocyanins thô từ bã ép quả

dâu tằm theo nhiệt độ

Trong dung dịch đệm citrat – phosphate pH 3

ở nhiệt độ phòng (hình a) và nhiệt độ thanh trùng

(hình b)

(2b)

65 70 75 80 85 90 95 100 105

(a)

65 70 75 80 85 90 95 100 105

0 5 10 15 20 25 30 35 40 Thời gian bảo quản (ngày)

Tính chất của dịch trích màu

anthocyanins thô từ bã ép quả dâu tằm theo nồng độ chất khô

của dung dịch

Trong dung dịch siro đường saccharose 200Bx (hình a) và 600Bx (hình b)

acid hoá bằng acid citric đến pH 3,0 ở nhiệt độ phòng

(b)

65707580859095100105

(a)

65707580859095100

Tính chất của dịch trích màu

anthocyanins thô từ bã ép quả dâu tằm theo nồng độ chất khô

của dung dịch

Trong dung dịch rượu ethanol, đường saccharose 20%

acid hoá bằng acid citric đến pH 3,0 ở nhiệt độ phòng

80 85 90 95 100 105

monoglucoside

Cột ODS C18 Thời gian chạy mẫu 60 phút Detector đặt ở 535 nm

tốc độ chảy 0,5 ml/phút

Hệ dung môi có thành phần thay đổi tuyến tính từ hệ

m/z = 449,2Cyanidin monoglucosidem/z = 595,3

Pelargonidin diglucoside

1.1 Trích ly màu thô

 Dung môi trích

 Hàm lượng màu

1.2 Tính chất màu thô

Độ ẩm

m/z = 550,9 Betanin

Độ bền của dịch trích màu thô từ củ dền dưới tác động của

oxy không khí và ánh sáng

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

(A)

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

(B)

Độ bền của dịch trích màu thô từ củ dền dưới tác động của

hàm lượng nước trong sirop đường

2 phuùt 6 phuùt 10 phuùt

Aûnh hưởng nồng độ axit tới độ bền

màu ; tanin = 1:2 màu : tanin = 1:1

Độ bền màu của dịch cô đặc 60 o Bx trong tanin và acid

citric so với dịch ép cô đặc 60 o Bx và dịch ép (Bảo quản không oxi, không ánh sáng).

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

0 4 8 12 16 20 Ngày 24 28 32 36 40 44

Cô đặc trong tanin và acid citric.

Dịch ép cô đặc Dịch ép

1.1 Trích ly màu thô

 Dung môi trích

 Hàm lượng màu

1.2 Tính chất màu thô

Khảo sát sự ảnh hưởng của

nồng độ cồn trong dung môi trích

ly đến khả năng trích ly màu đỏ

Mẫu Nồng độ ethanol

Sự biến đổi màu của dịch màu

từ lá cẩm theo pH

Trong dung dịch đệm

Sự biến đổi màu của dịch màu

từ lá cẩm theo nhiệt độ

Nhiệt độ thanh trùng

Cây dâu tằm

Phân loại thực vật Tên khoa học là Morus allba L.

Họ Dâu tằm (Moraceae)

Là cây thân gỗ lâu năm, thuộc loại cây có lá mọc cách, lá xẻ

thùy hay không xẻ thùy, có từ 3 đến 5 gân chính Hoa dâu

thuộc loại hoa đơn tính đồng chu

Điều kiện sinh trưởng Cây dâu tằm có nguồn gốc Trung Quốc và Aán độ, chịu hạn, chịu mặn và chịu lạnh giá tốt nên cây có phân bố rộng rãi Cây dâu tằm đặc biệt thích hợp ở vùng

Đông Nam Á, Viễn Đông, Trung cận Đông và Nam Aâu Ở Việt nam, cây được trồng nhiều ở vùng trung du Bắc Bộ và Bảo Lộc (Lâm Đồng)

Công dụng Lá dâu là thức ăn duy nhất cho tằm để thu tơ Gỗ dâu cứng và dẻo dai thích hợp cho nghề mộc, nghuyên liệu sản xuất bột giấy Quả dâu dùng ngâm rượu, làm mứt Quả, lá, thân rễ, sâu cây … đều có thể sử dụng làm thuốc

Tên thường gọi : lá cẩm hay cây cẩm

Tên khác : Hồng ty tuyến

Tên khoa học : Peristrophe roxburghiana (Schult) Bremek

(Peristrophe tinctoria ees…)

Họ : Acanthaceae

Lá cẩm

Cây lá cẩm mọc hoang ở khắp nơi

Cây lá cẩm mọc ở nơi đất ẩm Thời gian sinh trưởng: khoảng

Dạng sử dụng: có thể dùng dưới dạng tươi hoặc phơi khô.

Các anthocyanin tồn tại trong tự nhiên :

6-Hydroxycyanidin

Hợp chất R 5 R 6 Nguồn thực vật

Celosianin 2’-O-[O-(trans-p-feruloyl)- -glucoronic

acid]-O-(trans glucose

-p-coumaroyl)--H Celosia cristata L

-O-(3-hydroxy-3-methyl -glutaryl)--glucose

H Iresine herbstii

sanderiana

R5O

H N

N HOOC

H

H

COOH

+

-Cấu trúc của một số Betacyanin đã biết

Cấu trúc của một số Betaxanthin đã biết

NHOOC

H

COOHH

N

R'

R +

Indicaxanthin R, R’ cùng kết hợp tạo thành proline Opuntia fiscus-indica

Portulaxanthin R và R’ cùng kết hợp tạo thành

hydroxyproline

Portulaca grandiflora

N HOOC

H

COOH

O O H

H

N COOH

N H H

CH2OH

H

C H

O

N HOOC H H COOH

2 3 4

1

5 6 7

O H

H

N COOH

O

8 9

10 11

12 13 14

15 16 17 18

H

N COOH

N H H

(isobetanin)

+ HO

(cyclodopa - 5 - 0 - glycoside)

(acid betalamic)

+ HO

+

+ -

(betanin)

+ HO

(decacboxylated betanin) +

t

Sơ đồ minh họa độ biến

tính của Betanin (do pH, nhiệt độ)