ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU SẮC TỐ CHLOROPHYLL

Do đó, trong kỹ thuật sản xuất thực phẩm người ta không chỉ quan tâm đến việc bảo vệ màu sắc tự nhiên mà còn tạo ra và bổ sung vào thực phẩm những chất màu mới thích hợp với tính chất và

PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Chất lượng của các sản phẩm thực phẩm không chỉ bao gồm giá trị về mặt dinh dưỡng mà còn cả giá trị về mặt cảm quan cũng như vệ sinh an toàn thực phẩm Trong đó, màu sắc là chỉ tiêu bắt buộc và rất quan trọng khi đánh giá chất lượng của bất kỳ một sản phẩm thực phẩm nào Một sản phẩm có màu sắc đẹp sẽ góp phần lôi kéo sự chú ý của khách hàng Hơn nữa, màu sắc của các sản phẩm thực phẩm còn có tác dụng sinh lý rất rõ rệt Màu sắc thích hợp sẽ góp phần giúp

cơ thể đồng hóa thực phẩm đó dễ dàng hơn 5

Do đó, trong kỹ thuật sản xuất thực phẩm người ta không chỉ quan tâm đến việc bảo vệ màu sắc tự nhiên mà còn tạo ra và bổ sung vào thực phẩm những chất màu mới thích hợp với tính chất và trạng thái sử dụng của chúng

Tuy nhiên, vấn đề sử dụng chất màu thực phẩm hiện nay đang tồn tại rất nhiều bất cập Việc vô ý hay cố ý bổ sung vào thực phẩm những chất màu không được phép hoặc sử dụng vượt quá liều lượng quy định đã và đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, làm ảnh hưởng đến sức khoẻ

và gây hoang mang tâm lý người tiêu dùng

Chính vì điều đó mà hiện nay trên thế giới, người ta đang tập trung nhiều nghiên cứu để tìm cách hạn chế tối đa những tổn thất của sắc tố trong quá trình bảo quản, chế biến đồng thời tách chiết các nhóm sắc tố từ những loại nguyên liệu tự nhiên rẻ tiền hay tận dụng các phế phụ phẩm để thu nhận các nhóm sắc tố làm chất màu tổng hợp và ứng dụng vào ngành công nghệ thực phẩm Đó là do sắc tố tự nhiên có ưu điểm vượt trội hơn, chúng không gây độc tính cho con người, đảm bảo

vệ sinh an toàn thực phẩm hơn so với các sắc tố tổng hợp nhân tạo (phẩm màu), mặc dù các nhóm sắc tố tự nhiên lại có nhược điểm là rất dễ bị biến đổi và tổn thất trong các điều kiện môi trường…

Trong đồ án này, tôi có nhiệm vụ “Nghiên cứu về sắc tố Chlorophyll trong

rau quả và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến” nhằm tìm

hiểu một cách sâu sắc và toàn diện về bản chất và tác dụng của Chlorophyll, hàm lƣợng, tính chất của nó và những biến đổi của chúng trong các sản phẩm rau quả

Từ đó rút ra đƣợc các biện pháp để phát huy tối đa giá trị của nhóm sắc tố này trong công nghệ thực phẩm

PHẦN 2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1 Tổng quan về sắc tố trong rau quả

Sắc tố là những hợp chất hóa học quy định màu sắc của nguyên liệu hoặc sản phẩm Mỗi loại nguyên liệu rau quả thì có một màu sắc đặc trưng khác nhau,

đó là do thành phần và tỷ lệ hàm lượng cũng như cường độ màu của các loại sắc tố

có trong nguyên liệu đó Khi ăn uống, màu sắc của sản phẩm sẽ gây ấn tượng tốt, tạo cho con người cảm giác hấp dẫn, dễ chịu, ăn uống thấy ngon hơn, thích thú hơn nhờ đó tăng đươc mức độ tiêu hóa và làm tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm Chính vì vậy, sắc tố được xem như một chỉ tiêu để đánh giá chất lượng cảm quan

về màu sắc của các sản phẩm thực phẩm đặc biệt là trong các sản phẩm rau quả

Màu sắc của thực phẩm trước hết dùng để đánh giá nguồn gốc của nguyên liệu Mỗi loại nguyên liệu thường có màu sắc đặc trưng để nhận biết, ví dụ như cà chua có màu đỏ, rau có màu xanh, bắp cải có màu trắng hoặc tím… Như vậy màu sắc là chỉ tiêu cảm quan để xem xét chất lượng của sản phẩm

Mặt khác, màu của sản phẩm cũng được hình thành trong quá trình chế biến hoặc phối trộn nhiều nguyên liệu với nhau tạo thành dưới tác động của các yếu tố

kĩ thuật như nhiệt độ, pH …Ví dụ bánh mì luôn có màu vàng nâu do phản ứng caramen, xôi gấc luôn có màu đỏ của gấc… Khi chế biến đúng kĩ thuật, màu sắc của sản phẩm thường rất đặc trưng, thường những màu sắc nổi bật sẽ thu hút được người tiêu dùng

Ngoài tác dụng tạo màu sắc thì các sắc tố còn có nhiều tác dụng sinh lý đáng quý khác như khả năng chống oxy hóa, ngăn ngừa ung thư, chữa bệnh tim mạch, cải thiện chức năng mắt và rất nhiều các bệnh khác, tùy theo từng nhóm sắc tố mà

có chức năng riêng

2.1.1 Nhóm sắc tố tự nhiên

Có nhiều quan niệm khác nhau về việc phân loại chất màu thực phẩm Do

đó, việc phân loại chất màu thực phẩm không mang tính tuyệt đối [8] Dựa theo nguồn gốc xuất hiện, chất màu thực phẩm được phân thành: chất màu có sẵn trong nguyên liệu, chất màu hình thành trong quá trình chế biến và chất màu được thêm vào với tư cách là phẩm màu phụ gia 5

Các sắc tố tự nhiên là những sắc tố có sẵn trong thực vật hoặc động vật được tạo nên trong quá trình sống thích ứng với từng loại Sắc tố tự nhiên gồm có một số nhóm chính:

2.1.1.1 Carotenoid

Nhóm sắc tố màu vàng, da cam và màu đỏ Carotenoid được tìm thấy không chỉ ở thực vật (cà rốt, cà chua, ớt đỏ, cam…) mà còn ở vi khuẩn, nấm, tảo và động vật Cho đến nay, đã có hơn 600 carotenoid được phân lập và xác định Một số sắc

tố tiêu biểu của nhóm chất màu này là: caroten (C40H56), xanthophyl (C40HnOm), capxanthin, licopen… Carotenoid bền dưới tác dụng của pH môi trường và chất khử, nhưng không bền dưới tác dụng của nhiệt độ và ánh sáng Carotenoid tan trong chất béo và các dung môi hữu cơ, không tan trong nước

Carotenoid cũng có khả năng huỳnh quang nhờ đó mà năng lượng ánh sáng

do nhóm này hấp thụ có thể truyền sang cho chlorophyll để chuyển đến 2 tâm quang hợp Chức năng chính của nhóm sắc tố này là hấp thụ năng lượng ánh sáng rồi truyền sang cho chlorophyll

Một chức năng rất quan trọng khác của carotenoid là bảo vệ chlorophyll

Có thể xem carotenoid là cái lọc ánh sáng thu bớt năng lượng của các tia bức xạ

có năng lượng lớn, nhờ đó bảo vệ cho chlorophyll tránh bị phân huỷ khi chịu tác động của các tia bức xạ có năng lượng lớn Xanthophyll tham gia vào các phản ứng phân li nước

2.1.1.2 Flavonoid

Gồm có anthocyan và flavon, trong đó anthocyan là những sắc tố có màu từ

đỏ tím tía đến xanh, có nhiều trong nho, cherry, bắp cải tím…

Sắc tố tự nhiên thì có nhiều ưu điểm nổi trội hơn và đặc biệt là hầu như không có tính độc hại Nhưng nó lại có nhược điểm lớn là rất dễ bị biến đổi dưới tác dụng của nhiệt độ, oxy, ánh sáng, pH…và những gì thuộc về thiên nhiên thì cũng thường có tính hữu hạn không đáp ứng hết nhu cầu của con người

Phần lớn các flavonoid có màu vàng Ngoài ra, còn có những chất màu xanh, tím, đỏ, hoặc không màu Flavonoid có mặt trong tất cả các bộ phận của các loài thực vật bậc cao, đặc biệt là ở hoa, tạo cho hoa những màu sắc rực rỡ để quyến rũ các loại côn trùng giúp cho sự thụ phấn của cây

Trong cây, flavonoid giữ vai trò là chất bảo vệ, chống oxy hoá, bảo tồn acid ascorbic trong tế bào, ngăn cản một số tác nhân gây hại cho cây (vi khuẩn, virus, côn trùng,…), một số còn có tác dụng điều hoà sự sinh trưởng của cây cối

Là nhóm sắc tố làm cho rau quả có nhiều màu khác nhau, từ đỏ đến tím (nho, cà tím, bắp cải ) Màu chỉ tồn tại ở lớp vỏ ngoài ở một số loại rau quả như cherries, táo và mận

Hình 2.1 Cấu tạo của anthocyanin

Về bản chất hóa học, anthocyanin là glucoside khi bị thủy phân cho đường

và anthocianidin Anthocyanin hòa tan trong nước dễ dàng và có tính sát trùng Có

thể bị phá huỷ bởi nhiệt, pH, enzym và sự hiện diện của kim loại Màu tím hoặc xanh anthocyanin trong môi trường kiềm chuyển thành đỏ khi bổ sung acid

Anthocyanin chuyển sang tím và xanh khi phản ứng với kim loại

2.1.1.4 Chlorophyll

Chlorophyll là sắc tố màu xanh lá cây được tìm thấy trong tất cả các cây xanh cũng như các loại tảo xanh 5 Đây là sắc tố chịu trách nhiệm cho quá trình quang hợp ở thực vật Nó có màu từ xanh oliu đến xanh lục thẫm tùy thuộc vào lượng magie kết hợp

Gồm có clorofil a, b, c, d nhưng chiếm chủ yếu là clorofil a, b

Clorofil có màu xanh lá (màu lục), còn gọi là diệp lục tố Clorofil a có màu xanh lam, Clorofil b có màu xanh vàng Tỷ lệ của hai loại là 3/1 Hàm lượng chất diệp lục càng cao thì màu xanh càng đậm

Clorofil đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp, là nguồn chủ yếu tạo ra hợp chất hữu cơ và là nguồn duy nhất sinh ra oxy tự do

 Khi đun nóng trong môi trường acid bị thay thế bởi tạo thành pheophytin có màu vàng úa, đôi khi có màu đen sẫm

 Dưới tác dụng của Fe, Sn, Al, Cu thì Mg trong clorofil sẽ thay thế và sẽ cho màu sắc khác nhau:

+ Fe cho màu nâu + Sn và Al cho màu xám + Cu cho màu xanh sáng

Trong quá trình chế biến và bảo quản các sản phẩm thì màu sắc thường kém

đi, bị biến đổi màu hoặc bị mất màu Để giữ màu sắc cho thực phẩm thì có 4 biện pháp như sau [1]

- Xây dựng quy trình công nghệ bảo toàn tối đa màu sắc của tự nhiên có sẵn trong nguyên liệu thực phẩm Ví dụ chần rau nhanh qua nước sôi để giữ màu xanh cho rau…

- Tách, cô đặc, bảo quản các chất màu tách ra từ nguyên liệu, sau đó dùng nó

để nhuộm màu cho các sản phẩm khác Ví dụ tách màu đỏ của gấc để nhuộm xôi…

- Tổng hợp nhân tạo các chất màu giống như màu của sản phẩm thực phẩm

- Dùng các biện pháp kỹ thuật để điều chỉnh các phản ứng theo chiều tạo ra chất màu mới từ những hợp phần có trong nguyên liệu Ví dụ tạo màu nâu đen bằng phản ứng oxy hóa polyphenol trong công nghệ sản xuất chè đen…

2.2 Sắc tố Chlorophyll

2.2.1 Giới thiệu chung

Chlorophyll được phân lập lần đầu bởi Joseph Bienaimé Caventou and Pierre Joseph Pelletiervào năm 1817 [9]

Năm 1913, Richard Willstatter là một nhà hóa học người Đức đã chỉ ra tất

cả các năng lượng sống đều nhờ mặt trời Cây xanh có một cách nào đó để giữ

năng lượng mặt trời Năm 1919, ông đã giải thích được chức năng của chất giữ năng lượng mặt trời chính là Chlorophyll Thực vật bậc cao có lá xanh đã tự mình hấp thụ được năng lượng bức xạ và chuyển hóa thành năng lượng dự trữ trong cơ thể hay đó gọi là quá trình quang hợp Quá trình quang hợp sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời được hấp thụ bởi chất diệp lục (chlorophyll), phân tách nước thành hydro và oxy sau đó tổng hợp thành các chất hữu cơ - chất dinh dưỡng phục vụ cho bản thân chúng và hầu hết các sinh vật trên trái đất, đồng thời tạo ra oxy và thiết lập sự cân bằng Oxy-Nitơ-Cacbonic cho bầu khí quyển

Cấu trúc tổng quát của chlorophyll được Hans Fischer tìm ra vào năm 1940

và đến năm 1960 cấu trúc lập thể của chlorophyll a đã được làm sáng tỏ hoàn toàn

và hầu hết các lập thể của chlorophyll đã được biết đến

Năm 1967, việc giải thích lập thể còn lại cuối cùng đã được hoàn thành bởi Ian Fleming [10], [17] Chlorophyll d (hay f ) được công bố năm 2010 tồn tại ở

vi khuẩn lam và các vi sinh vật hiếu khí khác có khả năng hình thành stromatolites [17] Chlorophyll có công thức phân tử là C55H70O6N4Mg và cấu

Tuy nhiên màu sắc của thực vật, ngoài chất diệp lục (chlorophyll) cho màu xanh thì ở thực vật còn có diệp hoàng tố (carotenoid) gồm: caroten cho màu vàng cam, xantophyll cho màu đỏ, và flavonoid có màu hỗn hợp vàng, xanh, tía, đỏ, trong đó có anthocyanins cho màu đỏ đặc trưng

2.2.2 Cấu trúc của Chlorophyll

Cấu trúc hoá học của chlorophyll là gần giống hemoglobin ở máu người, cũng gồm 4 nhóm heme gắn với một nguyên tố kim loại, ở người là nguyên tố sắt, còn ở thực vật và tảo, nguyên tố magiê (Mg) thay thế cho nguyên tố sắt Người ta

còn gọi chất diệp lục (chlorophyll) là máu của thực vật

Hình 2.2 Cấu trúc hóa học của chlorophyll

Cấu trúc cơ bản của chlorophyll là nhân porphyrin Nhân porphyrin do 4 vòng pyrol nối với nhau bằng các cầu metyl tạo thành vòng khép kín (các cầu

=CH- chƣa no nối 4 vòng pyrol lại với nhau), trên toàn bộ vòng porphyrin có 8 nguyên tử C, ở đó có các nhóm thay thế có thể chuyển hóa lẫn nhau Vòng pyrol thứ IV ở trạng thái khử (giữa C7 và C8 không có nối đôi) và có một gốc acid Cầu

γ C nối vòng pyrol III và pyrol IV tạo nên một vòng khử V, vòng này không chứa

N và qua đó là một gốc acid gắn vào và gốc này có thể bị ester hóa bằng rƣợu metylic, tạo thành gốc COOCH3 Giữa nhân có nguyên tử Mg tạo nên cấu trúc dạng hem, là phần quan trọng nhất vì nó quyết định màu xanh lục của diệp lục

Bên cạnh các vòng pyrol còn có vòng phụ thứ 5 Điều đặc biệt quan trọng là trên nhân porphyrin hình thành 10 nối đôi cách là cơ sở của hoạt tính quang hoá của chlorophyll Từ nhân porphyrin có hai gốc rƣợu là metol (CH3OH) và fytol (C20H39OH) nối vào tại C10 và C7

Có nhiều loại phân tử chloropyll Các loại chlorophyll đều có phần cấu trúc giống nhau, đó là nhân porphyrin và 2 gốc rƣợu Mỗi loại chloropyll đƣợc đặc

trưng riêng bởi các nhóm bên khác nhau tạo nên một số tính chất khác nhau Chlorophyll là chất có hoạt tính hoá học cao, vừa có tính acid, vừa có tính kiềm Đặc biệt chloropyll có những tính chất lý học quan trọng giúp cho chúng thực hiện chức năng trong quang hợp

Tính chất lý học quan trọng nhất là chlorophyll có khả năng hấp thụ năng lượng áng sáng chọn lọc Quang phổ hấp thụ cực đại của chlorophyll vùng tia xanh (λ: 430-460 nm) và vùng ánh sáng đỏ (λ: 620-700 nm) Nhờ khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh nên chloropyll có hoạt tính quang hoá Khi hấp thụ năng lượng từ các lượng tử ánh sáng, năng lượng của các lượng tử đã làm biến đổi cấu trúc của chlorophyll làm cho phân tử chlorophyll trở thành trạng thái giàu năng lượng – trạng thái kích động điện tử Ở trạng thái đó phân tử chlorophyll thực hiện các phản ứng quang hoá tiếp theo

Một tính chất quan trọng khác của chlorophyll là có khả năng huỳnh quang Nhờ khả năng huỳnh quang mà năng lượng được truyền qua các hệ sắc tố để tập trung vào hai tâm quang hợp

Nhờ những tính chất trên nên chlorophyll là sắc tố có vai trò quan trọng trong quang hợp Chlorophyll tiếp nhận năng lượng ánh sáng truyền năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện tử của chlorophyll để rồi biến đổi năng lượng điện

tử thành năng lượng hoá học tích trữ trong ATP cung cấp cho quá trình tổng hợp chất hữu cơ

2.2.3 Phân loại

2.2.3.1.Chlorophyll a (C 55 H 72 O 5 N 4 Mg)

Chlorophyll a được tìm thấy trong tất cả các sinh vật nhân chuẩn được biết đến quang hợp Trong số các sinh vật nhân sơ, nó được tìm thấy với số lượng lớn chỉ có ở vi khuẩn lam, mặc dù dấu vết biến thể nhỏ của chlorophyll a được tìm thấy trong một số vi khuẩn anoxygenic, vi khuẩn lưu huỳnh màu xanh lá cây và heliobacteria, nơi mà nó có một chức năng quan trọng như là một trung gian trong

chuỗi vận chuyển điện tử Một số prochlorophytes chứa divinyl chlorophyll a, trong đó các nhóm thế tại vị trí C-8 trên vòng B là vinyl thay vì ethyl

Một biến thể quan trọng của chlorophyll a là chlorophyll a' Sắc tố này khác với chlorophyll a chỉ trong hóa học lập thể tại vị trí C-132 Sự giảm oxy hóa quang phổ và đặc tính của chlorophyll a’ tương tự như chlorophyll a Hiện nay nhiều bằng chứng cho thấy rằng chlorophyll a’ được tạo thành từ chlorophyll a, mặc dù các giả định C-132

chất enzyme tồn tại trong một số cây và động vật chưa được xác định

Ở Chlorophyll a ta thấy các tia xanh và đỏ được hấp thụ còn tia lục không được hấp thụ Tia lục không được các sắc tố hấp thụ và phản chiếu vào mắt ta do

đó ta thấy lá có màu lục

2.2.3.2 Chlorophyll b (C 55 H 70 O 6 N 4 Mg)

Chlorophyll b giống hệt chlorophyll a ngoại trừ tại một vị trí là C-7, nơi một nhóm formyl (-CHO) thay thế nhóm methyl (-CH3) Sự thay đổi này thay đổi sự hấp thu tối đa các bước sóng ngắn hơn Chlorophyll b phần lớn có trong các sinh vật nhân chuẩn quang hợp, ngoại trừ các tảo đỏ và tảo nâu Trong sinh vật nhân sơ

quang hợp nó chỉ được tìm thấy trong prochlorophytes

2.2.3.3 Chlorophyll c

Chất diệp lục c phần lớn hiếm thấy, trong đó nó không có đuôi isoprenoid và cũng không có vòng D giảm ( thiếu gốc phytol tail_ C20H39OH ) Vì vậy bằng phương pháp hóa học phân loại như porphyrin, và không phải là một chlorin Chlorophyll c được tìm thấy riêng biệt trong các nhóm khác nhau của tảo biển như tảo cát Nó hoạt động như là một phụ kiện thu ánh sáng, trong sắc tố phức hợp protein tương tự chlorophyll b ở thực vật và tảo xanh Có một vài biến thể cấu trúc của chlorophyll c, trong đó khác nhau trong một số nhóm thế vòng ngoại vi

2.2.3.4.Chlorophyll d

Chlorophyll d khác chlorophyll a chỉ một vài điểm: các nhóm thế ở vị trí C-3

là một nhóm formyl trong chlorophyll d, thay vì nhóm vinyl tại chlorophyll a, chlorophyll d được biết đến như là một dấu vết thành phần của tảo nhất định và được cho rằng là không có thật Tuy nhiên, vào năm 1996 một loài vi khuẩn

Cyanobacteria acaryochloris ( nhân giả ), được phát hiện như là một sự cộng sinh

trong một số động vật không xương sống ở biển Sinh vật này có chứa chlorophyll

d như là các sắc tố chính, và nó cũng chứa chlorophyll a và sắc tố bilin Chlorophyll d là động lực và cấu trúc trung gian giữa chlorophyll a và bacteriochlorophyll a, mà đã được gợi ý rằng nó, hoặc một sắc tố có liên quan, có thể có được chuyển đổi trung gian trong quá trình quang hợp anoxygenic

Hình 2.3 Cấu trúc hóa học của chlorophyll a, b, d

2.3 Hàm lượng và thành phần chlorophyll trong rau quả [14], [17]

Trong các phần xanh của cây, chlorophyll có trong tổ chức đặc biệt, phân tán trong nguyên sinh chất gọi là lục lạp ( Chloroplast ) hay hạt diệp lục

Hàm lượng của chlorophyll trong cây xanh chiếm khoảng 1 chất khô Trong đa số thực vật bậc cao thì tỷ lệ giữa chlorophyll a và chlorophyll b là: 3/1, tỷ

lệ này có thể thay đổi dựa vào nhiều yếu tố như loài, trạng thái và môi trường ( độ

ẩm, độ sáng,chất khoáng,… )

VD: Thực vật thường sống ở nơi có ánh sáng nhiều thì thường có tỷ lệ chlorophyll a cao hơn so với thực vật sống ở nơi tối, mát

Đối với trái cây khi chín, tỷ lệ (3/1) này có khuynh hướng giảm xuống nhưng trong vài trường hợp đặc biệt thì tỷ lệ này lại tăng lên, do chlorophyll b bị phân hủy nhanh hơn chlorophyll a

Hình 2.3 Hạt diệp lục (chloroplast)

Bảng 2.3 Sự phân bố của Chlorophyll và thành phần cấu trúc của chúng

Chlorophyll a Chlorophyll b Chlorophyll Chlorophyll Chlorophyll d

Liên kết

Tần suất Phổ biến Đa số ở thực vật Các loại Tảo

khác nhau

Các loại Tảo khác nhau

Vi khuẩn Lam (cyanobacteria)

2.4 Tính chất và các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của chlorophyll

Sự có mặt của sắc tố chlorophyll trong các nguyên liệu thực vật đã làm cho chúng có màu xanh lục đặc trưng Màu xanh tự nhiên đặc trưng này thường bị biến đổi trong quá trình chế biến nhiệt Nguyên nhân của hiện tượng này là do khi tế bào còn sống, chlorophyll tồn tại dưới dạng liên kết với protein có trong tế bào, dưới tác động của nhiệt độ cao, protein sẽ bị biến tính và giải phóng chlorophyll khi được giải phóng thường không bền vững sẽ chuyển thành hợp chất pheophytin có màu xanh olive hoặc nâu

Ví dụ: rau quả xanh đóng hộp, Cu tạo thành chất dẫn xuất với chlorophyll cho màu xanh sáng

Enzyme chlorophylase trong rau quả có khả năng chuyển pheophytin thành pheophorbid có màu xanh olive hoặc nâu

(1) Dưới tác dụng của nhiệt độ và acid chứa trong dịch bào của rau quả hoặc acid có trong dung dịch Các acid chiếm lấy ion Mg2+

trong phân tử chlorophyll và thay thế bằng 2 ion H+

làm cho chúng chuyển hóa thành pheophytin có màu xanh oliu sẫm Thời gian đun nóng càng lâu thì sự sẫm màu xảy ra càng mạnh Và sự sẫm màu này xảy ra mạnh hơn nữa đối với các loại rau quả có hàm lượng acid cao [1] Vì vậy, những sản phẩm thực phẩm chua như lá me, khế, xoài bị mất màu xanh

và có màu oliu ngay trong quá trình chần Điều này có thể được giải thích là do:một mặt protein bị đông tụ làm vỏ tế bào bị phá hủy, mặt khác là do liên kết giữa chlorophyll và protein bị đứt làm chlorophyll dễ dàng tham gia phản ứng

Chlorophyl + 2HX  Pheophytin (màu sẫm oliu) + MgX2

COOCH 3 COOCH3

C32H30ON4Mg + 2HCl C32H30ON4H2 + MgCl2

COOC20H39 COOC20H39

Chlorophyll a Pheophytin

(2) Khi chlorophyll tác dụng với kiềm nhẹ (carbonat kềm và kiềm thổ) thì

acid và muối acid của dịch bào sẽ bị trung hoà, tạo thành các muối phức tạp có

chứa Mg gọi là chlorophylinic acid Vì kiềm có tác dụng làm mất nhóm phytin do

quá trình xà phòng hoá tạo thành chlorophyllinic acid, metanol, rƣợu phytol

Acid chlorophylic hay muối của nó làm cho sản phẩm có màu xanh đậm

(3) Dưới tác dụng của Fe, Sn, Al, Cu, thì Mg2+ trong chlorophyll sẽ bị thay thế và cho ra các màu khác:

- Với Fe cho màu nâu

- Với Sn, Al cho màu xám

- Với Cu cho màu xanh sáng bền

Bởi vậy, trong sản xuất thực phẩm, đặc biệt khi chế các loại rau xanh, người

ta rất chú trọng tới việc bảo tồn lượng chlorophyll có sẵn trong nguyên liệu nhằm giữ màu xanh tự nhiên cho sản phẩm, bằng cách:

+ Gia nhiệt nhanh trong một lượng nước lớn (3-4 lít/kg) để giảm hàm lượng acid Acid lúc này sẽ bị bay đi cùng với hơi nước

+ Gia nhiệt rau xanh trong nước cứng, carbonat kiềm thổ sẽ trung hòa một phần acid của dịch Do đó, trong sản xuất cần chú ý đến thành phần của nước luộc rau

+ Bổ sung muối Bicacbonat Natri (NaHCO3) vào nước luộc rau xanh (rau cải, rau muống…)

+ Trong sản xuất chè xanh, người ta bổ sung vào khối chè khi diệt men một lượng Cacbonat amon (NH4)2CO3 Nhờ đó là chè giữ được màu xanh rất đẹp

2.5 Vai trò của chlorophyll

- Trong quá trình quang hợp 14: Chlorophyll giữ vai trò vô cùng quan

trọng trong quá trình quang hợp, là chất đầu tiên nhận năng lượng ánh sáng cho hệ quang hợp để tổng hợp các chất hữu cơ từ chất vô cơ nuôi sống mọi sinh vật trên trái đất Chlorophyll hấp thụ ánh sáng chuyển về dạng năng lượng ATP (hóa năng), trong quá trình này xảy ra các phản ứng chuyển dịch electron (phản ứng oxy hóa khử) tạo thành các sản phẩm oxy hóa và khử

Hay nói cách khác là giúp cây sử dụng ánh sáng mặt trời trong quá trình quang hợp (tạo ra các hợp chất hữu cơ và nguồn oxy duy nhất cho trái đất), cho phép lá cây tạo tinh bột từ dioxyt cacbon và nước

Ánh sáng 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

Ngoài ra, sản phẩm thương mại có thể là Chlorophyll phức đồng Sản

phẩm này thu được khi thêm muối đồng hữu cơ vào sản phẩm chiết từ cỏ linh lăng, tầm ma và các nguyên liệu thực vật khác với dung môi (aceton, dicloromethan,

methanol, ethanol, propan-2-ol và hexan) Chlorophyll phức đồng bền màu hơn

so với chlorophyll 6

Muối natri/kali của chlorophyll phức đồng Sản phẩm thu được khi cho

đồng vào dịch chiết chlorophyll đã bị xà phòng hóa Sau khi thêm đồng vào chlorophylin đã tinh chế, nhóm acid bị trung tính hóa tạo thành dạng muối của kali và/hoặc natrihexan Sản phẩm thương mại có thể ở dạng dung dịch nước hoặc bột khô 6

Sự hình thành phức chất kim loại màu xanh lục khi làm mát màu chlorophyll trong quá trình xử lí nhiệt là phương pháp hữu hiệu để giữ cho màu sắc cho rau quả đóng hộp Kẽm và đồng sẽ thay thế cho Mg trong vòng porphyrin những liên kết này có phức chất khá chắc chắn, bền với nhiệt và acid so với phức của Mg

Hình 2.5 Cấu tạo của Chlorophyll phức đồng

Chlorophylphức đồng chlorophyll phức đồng

Hình 2.6 Công thức cấu tạo của muối kiềm của chlorophyll phức đồng

Tóm lại, một sản phẩm có màu sắc hấp dẫn sẽ góp phần làm tăng khả năng lựa chọn của khách hàng Từ đó, giúp cho lượng sản phẩm tiêu thụ tăng nhanh, góp phần thúc đẩy quá trình sản xuất Vì vậy, chất màu thực phẩm có một vai trò hết sức quan trọng trong ngành công nghệ thực phẩm Mặc dù nó không có ý nghĩa nhiều về mặt giá trị dinh dưỡng nhưng có ý nghĩa rất lớn ở các mặt sau:

- Gia tăng màu sắc đặc hiệu của thực phẩm có cường độ màu kém

- Làm đồng nhất màu sắc của thực phẩm (với các nguyên liệu khác nhau màu sắc sản phẩm sau khi chế biến có thể khác nhau)

- Khôi phục sự mất và biến màu của các sản phẩm do tác động của các quá trình chế biến

- Tạo thực phẩm có màu sắc hấp dẫn hơn