Màu Vàng Trong Thực Phẩm

Ví dụ: Caroten tự nhiên được chiết xuất từ các loại quả có màu vàng, Curcumin được chiết xuất từ củ nghệ, màu Caramen được chế biến từ đường...Nhóm phẩm màu có nguồn gốc tự nhiên có nhượ

Trường Đại học Bách Khoa-Đại học Quốc gia TP.HCM

Khoa Kỹ Thuật Hoá học

Giáo viên hướng dẫn: TÔN NỮ MINH NGUYỆT

Nhóm báo cáo : Lưu Thanh Tâm – 60602110

Lê Ngọc Huyền Trang – 60602577Nguyễn Thị Thuỳ Trang – 60602584

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẨM MÀU

Có rất nhiều chất được sử dụng làm phẩm màu Tuy nhiên chỉ những chất ít độc, dễ thải loại ra khỏi cơ thể người và không bị biến chất, phân huỷ trong quá trình chế biến (đun nóng, lên men ), không lẫn các tạp chất độc hại mới được

sử dụng trong chế biến thực phẩm

Phẩm màu thực phẩm là một nhóm những chất có mầu được dùng làm phụ gia thực phẩm, để tạo ra hoặc cải thiện màu sắc của thực phẩm, nhằm làm tăng tính hấp dẫn của sản phẩm

Các phẩm màu được chia làm hai loại chính:

a Phẩm màu tự nhiên:

Là các chất màu được chiết xuất ra hoặc được chế biến từ các nguyên liệu hữu cơ (thực vật, động vật) sẵn có trong tự nhiên Ví dụ: Caroten tự nhiên được chiết xuất từ các loại quả có màu vàng, Curcumin được chiết xuất từ củ nghệ, màu Caramen được chế biến từ đường Nhóm phẩm màu có nguồn gốc tự nhiên có nhược điểm là độ bền kém, sử dụng với lượng lớn nên giá thành sản phẩm cao

b Phẩm màu tổng hợp hoá học:

Là các phẩm mầu được tạo ra bằng các phản ứng tổng hợp hoá học

Ví dụ: Amaranth (đỏ), Brilliant blue (xanh), Sunset yellow (vàng cam), Tartazine (vàng chanh) Các phẩm màu tổng hợp thường đạt độ bền màu cao, với một lượng nhỏ đã cho màu đạt với yêu cầu đặt ra, nhưng chúng có thể gây ngộ độc nếu dùng loại không nguyên chất, không được phép dủng trong thực phẩm

● Ở động vật: tạo màu vàng, đỏ cho lông cánh các loài chim

● Vi sinh vật: là chất màu nội bào

● Gồm 65 đến 70 chất màu tự nhiên Tiêu biểu : caroten, licopen, xantofil, capxantin va xitroxantin

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

● Tất cả hợp chất Carotenoid có thể được xem như dẫn xuất của licopen

● 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

● Kết tinh ở dạng tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dang lá

hình thoi.

● Nhiệt độ nĩng chảy cao: 130- 2200C

● Hịa tan trong chất béo,các dung mơi chứa clor và các dung mơi khơng phân cực khác làm cho hoa quả cĩ màu da cam, màu vàng và màu đỏ

● Tính hấp thụ ánh sáng : chuỗi polyene liên hợp đặc trưng cho màu thấy được của caroteinoid Dựa vào quang phổ hấp thu của nĩ, người ta thấy khả năng hấp thụ ánh sáng phụ thuộc vào nối đơi liên hợp, phụ thuộc vào nhĩm C9 mạch thẳng hay mạch vịng, cũng như vào nhĩm chức gắn trên vịng Ngồi ra trong mỗi dung mơi hồ 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 cĩ th ể thấy bằng mắt thường

Bảng 3: Khả năng hấp thụ ánh sáng của một số carotenoid

C arotenoid Số nối

đôi liên hợp

Bươ

ùc só

ng (nm )/

dun

g mô

i ethe r

β -carotene 11 425 454 483

● 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

● Dễ bị oxi hóa trong không khí => cần bảo quản trong khí trơ, chân không Ở nhiệt độ thấp nên bao kín tránh ánh sáng mặt trời

● Carotenoid khi bị oxyhoá tạo hợp chất có mùi thơm như các aldehide không no hoặc ketone đóng vai trò tạo hương thơm cho trà

● Có được bằng cách gắn thêm hai nhóm hydroxyl vào phân tử α- caroten, do

đó có tên 3,3’- dihydroxyl- α- caroten

● Là chất màu vàng nhưng sáng hơn caroten vì chứa ít nối đôi hơn

● Trong lòng đỏ trứng gà có hai xantofil là: dihydroxy-α- caroten và dihydroxy-β- caroten ( tỉ lệ 2:1)

● CTCT : C40H58O3

capsanthin( 3, 3’ –dihydroxy – β,κ –carotene-6’-one)

● Là chất màu vàng cĩ trong ớt Chiếm 7/8 tất cả màu của ớt

● Là dẫn xuất của caroten nhưng màu mạnh hơn carotenoid khác 10 lần

● Trong ớt đỏ cĩ nhiều hơn ớt xanh 35 lần

● Chất này tạo nên màu vàng của cây nghệ tây

● Nĩ khơng tồn tại trong cây dưới dạng diester và tạo liên kết glycoside với disaccharide gentiobiose

● Vì vậy mà diester này cịn gọi là crocin cĩ thể hồ tan trong nước

Cĩ trong bắp, trứng, cĩ vai trị quan trọng trong việc bảo vệ điểm vàng của võng mạc khỏi các tác nhân oxi hố

BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN CỦA CAROTEINOID

I- Sự oxy hố

Sự oxy hóa không do enzyme:

● Carotenoid khi tiếp xúc với không khí dần dần bị oxy hoá tại

nối đối tạo thành các hợp chất có màu nâu như hydroperoxide, carbonyl…Sản phẩm ở dạng bột sấy khô (có bề mặt tiếp xúc với không khí lớn) đặc biệt dễ bị oxy hoá.

- Thông thường carotene khá bền với nhiệt độ nhưng ở nhiệt độ cao nó lại bị phá huỷ gián tiếp thông qua sự oxy hoá các acid béo

chưa no

● Tỷ lệ carotenoid bị mất đi do oxy hoá không chỉ phụ thuộc

lượng oxy mà còn phụ thuộc nhiệt độ và ánh sáng Tất cả carotenoid đều nhạy cảm với ánh sáng mặt trời Ánh sáng nhân tạo thì không có tác dụng xúc tác như ánh sáng mặt trời.

Ví dụ :

● Sau 3 giờ, ở 65 o C chỉ có 15% lycopene bị mất đi ;ở

100 o C là 25% lượng lycopene bị mất đi.

● Khi giữ thịt ở nhiệt độ thấp, 0 o C hay dưới 0 o C, mặc dù vẫn

tồn tại những phản ứng hoá sinh chậm ở bên trong và oxy hoá một phần bên ngoài nhưng carotenoid chỉ bị biến đổi không đáng kể.

● Nếu bảo quản ở nhiệt độ cao hơn, sau một năm có thể mất

đi 10 -20 % carotenoid hoà tan trong mỡ.

● Khi giữ nhiệt trong các bao bì không thấm nước, trong chân

không hay trong khí nitơ thì sự mất mát rất nhỏ Nhìn chung carotenoid không bền với nhiệt độ khi có cả oxy và ánh sáng Như vậy việc tăng nhiệt độ chỉ làm tăng thêm quá trình biến đổi nhất là quá trình oxy hoá

● Sự oxy hoá càng giảm đi tối thiểu khi có sự kết hợp sắc tố

trong dầu Dầu tạo thành hàng rào bảo vệ khỏisự tấn công của oxy Ngoài ra người cũng dùng các chất chống oxy hoá như vitamin C, vitamin E, hydroquinone,… thêm vào sản phẩm để bảo vệ Vitamin C nhường hydro trực tiếp cho các peroxide Trong quá trình này vitamin E là chất trung gian.

● Tuy nhiên loại việc loại trừ không khí giúp cho carotenoid ổn

định hơn là thêm chất chống oxy hoá

● Sự oxy hoá bởi enzyme:

● Trong tế bào, carotenoid ổn định hơn khi tạo thành phức hợp

carotenoid- protein Carotenoid bị tấn công bởi các enzyme oxy hoá chất béo:

● Peroxidase làm giảm chất lượng chất béo theo cơ chế:

peroxidase acid thực vật

carotenoid 5,6-epoxide epoxide

5,8-● Lipoxidase tạo thành gốc tự do từ acid béo không no sau đó bắt

đầu oxy hoá các carotenoid.

● Lipoperoxidase chỉ hoạt động khi có mặt acid béo không no bị

oxy hoá bởi lipoxidase.

Ứng dụng:

● Sự cùng oxy hóa với chấât béo của carotenoid có thể quan sát

được qua sự biến đổi màu của sản phẩm Sự mất màu được ứng dụng trong chế biến bột mì Sự đổi màu của tiêu từ đỏ sang nâu mặc dù phần lớn do phản ứng Maillard nhưng trước tiên là do sự oxy hóa của capsanthin

Ca psanthin

● Những sản phẩm có mùi cũng được hình thành trong quá trình

oxy hóa của carotenoid ứng dụng trong quá trình làm mứt Ngoài ra, rượu vang được cất giữ lâu năm cũng có mùi đặc trưng do sự oxy hóa neoxanthin và một số carotenoid khác thành 1,2-dihydro-1,1,6-trimethyl naphthalene.

II. Sự đồng phân hóa:

● Carotenoid trong tự nhiên ở dạng đồng phân trans ổn định hơn

Dạng đồng phân trans sẽ xoắn 180 o dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng và bức xạ.Đồng phân cis ít bền hơn, hấp thu ánh sáng ở bướ c sóng ngắn hơn do đó có màu sáng hơn Đồng phân hoá do nhiệt độ là thay đổi xảy ra trong suốt quá trình sản xuất thực phẩm Ơû nhiệt độ cao sản phẩm dễ bị mất màu, nhiệt độ cao hay thấp ánh hưởng nhiều hơn là việc cung cấp nhiệt.

III. Sự nhiễm bẩn của ion kim loại

Một vài ion kim loại có thể xúc tác làm giảm chất lượng của carotenoid khi không có chất béo.

Ví dụ : như ngươì ta đã chứng tỏ được rằng Cu làm giảm chất

lượng của lycopene đến 3,5 lần so với tỷ lệ bình thường Ion đồng là chất xúc tác cho việc tạo thành gốc tự do.

IV. Sự ảnh hưởng của pH :

Ở pH trung tính và kiềm, nhiệt độ sẽ phá huỷ dễ dàng các loại vitamin trong đó có vitamin A và carotenoids Thông thường thịt và các chế phẩm từ thịt đều có pH acid do đó bảo vệ được ít nhiều vitamin.

2. FLAVONOID

● Là chất glucozit làm cho rau và hoa cĩ màu vàng và da cam Khi flavonol bi thuỷ phân thì giải phĩng cho agglucon màu vàng Các glucozit nhĩm flavonol rất nhiều nhưng thường gặp hơn cả là những aglucon dẫn xuất sau: kempherol, quexetol, mirixetin

● Astrgalin: là 3 – gucozit của kempherol , cĩ trong hoa tử vân anh ,hoa dẻ ngựa , trong lá chè và trong hoa hồng

● Quexetol: cĩ trong vỏ sịi, lá chè, táo, nho, thuốc lá

● Rutin: là 3 – gramnoglucozit của querxetol, rất thừơng gặp trong cây, ứng dụng trong y học làm thuốc bổ mao mạch

● Các flavonol đều tan trong nước, cường độ màu phụ thuộc vào vị trí nhĩm OH: màu xanh nhất khi – OH ở vị trí ortho

● Flavonol tương tác với Fe cho phức màu xanh lá cây,sau chuyển sang nâu phản ứng này thường xảy ra khi gia nhiệt rau quả trong thiết bị bằng Fe

● với chì axetat, flavonol cho phức màu vàng xám Trong mơi trừơng kiềm, nĩ dễ

bị oxihố và sau đĩ ngưng tụ để tạo sản phẩm màu đỏ

- Cĩ trong củ nghệ

- Là tinh thể cĩ màu vàng cam ,tan trong dầu v à acid acetic băng khơng tan trong nước

- Mẫn cảm v ớI ánh sáng , độ bền nhiệt kh á cao

- Tạo màu vàng cho bột trứng ,kem ,bơ sữa ,bánh quy

CÔNG THỨC HOÁ HỌC CỦA CURCUMIN

● Là chất màu vàng sáng tạo độ tươi sáng cho nước chè đen

● Tạo vị chát dễ chịu và chiếm 1-3% trong l ựơng chất khô

● Nhóm này gồm 2 chất teaflavin và teaflavingalat

PHẦN B: MÀU TỔNG HỢP

2,4 –dinitro- -naphtolđược điều chế do tác dụng của

HNO3 vớI axit - naphtol 2,4-disunfonic dùng để nhuộm màu vàng sậm lên

tơ lụa MuốI Natri dùng để nhuộm thực phẩm

Axit 2,4 dinitro- - naphtol-4 sunfonic được điều chế do tác dụng của axit 2,4,7- -naphtol-trisunfonic vớI axit nitric.Chất này ít được dùng để làm phẩm nhuộm MuốI natri của nó dùng để nhuộm màu thực phẩm

E102 hoặc FD & C yellow 5 là phẩm nhuộm azo màu vàng chanh, dùng làm màu thực phẩm tan nhiều trong nước

Cho vào đồ uống nhẹ, mứt , kem, khoai tây chiên, bánh kẹo, chewing gum

Có màu vàng cam

Sử dụng trong nước giải khát, kem, mứt quả, mứt kẹo thực phẩm đĩng hộp Khi cĩ mặt của ion Ca2+ cĩ thể bị kết tủa.

● Cĩ màu vàng sáng hoặc vàng cam

● Nguồn cung cấp riboflavin chủ yếu là thịt ,trứng ,sữa ,ngũ cốc

● Dùng làm màu thực phẩm trong thức ăn trẻ em, mì sợI ,sốt ,phomat,nước trái cây và các loạI sữa cĩ bổ sung vitamin

TÍNH CHẤT

○ Tinh thể màu vàng da cam, có vị đắng

○ Hòa tan tốt trong nước và rượu, không hòa tan trong dung môi có chất béo

BIẾN ĐỔI TRONG CHẾ BIẾN

○ Tinh thể khô khá bền vững với acid, nhiệt và chất oxy hóa, nhưng nhạy cảm với ánh sáng Bị phân giải khi đun sôi, hay để

ngoài ánh sáng.

○ Trong cơ thể, B2 dễ bị phosphorin hóa tạo nên nhóm hoạt động của các enzyme xúc tác cho các quá trình oxy hóa khử

○ B2 tham gia vào cấu trúc của FMN và FAD là 2 coenzyme có chức năng nhận hoặc vận chuyển hydro (do B2 có khả năng gắn hydro vào các nguyên tử nitơ ở vị trí 1 và 10)

○ Ít bị ảnh hưởng bởI qua 1trình nấu nhưng bị thuỷ phân bởI kiềm (Na2CO3)

và bị phân huỷ bởI ánh sáng

PHẦN C: MÀU XUẤT HIỆN TRONG QUÁ

Izosacarozan caramelan

● Là phản ứng có vai rò đặc biệt quan trọng kỹ thuật sản xuất thực phẩm

● Các thành phần tham gia phản ứng là protein và glucid

● Chất tham gia phản hứng phải có nhóm cacbonyl, môi trường phản ứng phải

có nhóm amin hoặc amoniac

● Phản ứng gồm 3 giai đoạn:

● Giai đoạn đầu : phản ứng ngưng tụ của cacbonyl amin

● Giai đoạn trung gian : phản ứng chuyển vị amadori Phức đường amin bị đồng phân hoá hay gọi là bị chyển vị nội phân Phẩm vật của sự chuyển

vị amadori là chất khởi đầu để tạo thành polyme có màu sẫm gọi là melanoidin

● Giai đoạn cuối : bao gồm các phản ứng phức tạp

○ Phản ứng ngưng tụ adol : với sự tạo thành polyme màu nâu không chứa Nitơ

○ Phản ứng andehitamin với sự tạo thành các hợp chất Nitơ dị vòng ỨNG DỤNG

● Màu vàng của vỏ bánh mì do phản ứng maillard

● Màu vàng của bia được thu bằng cách cho malt mọc mầm trong thời gian ngắn để thu được lượng acid amin và ít đường làm khó khăn cho phản ứng cacbonyl amin

● Trong sản xuất đường khi cô đặc đường bị sẫm màu là do phản ứng Melanoidin Phản ứng này còn có ảnh hưởng trong chế biến rau quả cũng như bảo quản Người ta thấy rằng do phản ứng giữa đường nghịch đảo và acid amin hoặc muối amon mà tất cả siro và nước qủa cô đặc đều bị sẫm màu khi bảo quản nhất là nhiệt độ cao

● Tan trong dầu và acid acetic băng, không tan trong nước ether

● Cho màu vàng chanh trong dung môi có tính acid (ánh xanh) Tăng PH, ánh xanh trở nên kém dần Trong môi trường kiềm pH 9 dd curcumin có màu cam, tăng pH dd có màu đỏ Màu curcumin bền với nhiệt độ, có khả năng chịu được sự nấu nướng mà vẫn giữ màu tươi cho sản phẩm thực phẩm

● Mẫn cảm với ánh sáng => giảm khả năng sử dụng trong thực phẩm

● Đối với cation, nói chung cation làm dd màu curcumin có khuynh hướng chuyển sang màu cam hơn SO2 làm giảm cường độ màu của dd curcumin , đặc biệt đối với dd có nồng độ lớn hơn 10ppm

● Chất màu có độ bền nhiệt khá cao

● sử dụng trong các quá trình chế biến nhiệt, giữ được màu khá tốt cho sản phẩm thực phẩm

ỨNG DỤNG CỦA CURCUMIN TRONG THỰC PHẨM

● Là chất màu mạnh dễ bão hoà ở nồng độ 20ppm

● Màu vàng của bột trứng thương mại có được bằng cách phối màu vàng của curcumin với annatto

● Kem vani: phối curcumin và norbixin với tỉ tệ 20:12 ppm

● Yaghout: 5ppm curcumin để tạo màu vàng chanh

● Sản phẩm bơ sữa:curcumin tạo màu cho sản phẩm nhờ sự tạo thành nhũ tương dầu trong nước ,trong đó curcumin được phân bố trong pha dầu

● Bánh biscuit: 5-15 ppm curcumin và 5-15 ppm norboxin

● Kem chanh: nhuộm màu vàng với 5-15 ppm

NGUỒN GỐC XUẤT XỨ CỦA NGHỆ

Nghệ thuộc họ gừng Tên khoa học: CURCUMA LONGA L.Trồng nhiều ở Ấn Độ,Pakistan ,Việt Nam…Thường được bán dưới dạng củ tươi hay bột khô mịn, cung cấp màu và mùi cho thực phẩm

QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CURCUMIN TỪ NGHỆ

Trước hết, củ nghệ được trích với gliroin để khử các chất hữu cơ Sau đó được trích với ête và tinh chế bằng cách kết tinh trong ancol hay trong benzen

Curcumin kết tinh thành khối lăng kính màu vàng, đỏ

Nghệ → Rửa → Cắt lát → Phơi → Nghiền → Bột Nghệ

Bột nghệ → Chiết soxhlet I → Lọc → Cô đặc → Kết tinh → Chiết soxlet II

→ Kết tinh → tinh thể Curcumin tinh khiết

● Chiết soxhlet I:

18g bột nghệ 1 mẻ

Dung mơi 200 ml cồn, thời gian 4 giờ 30 phút Hệ số chiết xuất 2phút

30 giây thu được dung dịch gồm : chất màu curcumin, nhựa dầu nghệ oleoresin, tinh dầu nghệ, một số acid béo và một số chất hữu cơ hồ tan trong cồn

● Chiết soxhlet II:

Dung mơi 200 ml ester petroleum

thời gian 1 giờ

hệ số chiết 5 phút thu được dung dịch gồm: tinh dầu nghệ, acid béo, các hợp chất hữu cơ và 1 ít curcumin

RIBOFLAVIN ( B2)

B2 bền với nhiệt độ và oxi không khí hơn là B1 nhưng vẫn bị phá hủy khi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng

○ B2 tương đối ổn định trong quá trình bảo quản thông thường, tỉ lệ mất đi là khoảng 10-15% Khi phơi nắng, dace biệt đối với các quang phổ thấy được, sẽ tách ribitol ra khỏi vitamin và chuyể hóa nó thành lumiflavin

○ VD : bảo quản gạo: ngược lại với B1, B2 có xu hướng tăng lên rõ rệt khi bảo quản trong các loại bao có sự xâm nhập dễ dàng của không khí (bao cói, bao tải, bao PP)

Bảo quản gạo 6 tháng trong: