Nghiên cứu thu nhận anthocyanin từ phế liệu gạo đen và hoạt tính chống oxy hóa

Những đặc tính quý báu của anthocyanin mà các chất màu hóa học, các chấtmàu khác hình thành trong quá trình gia công kỹ thuật không có được, đã mở ra mộthướng nghiên cứu ứng dụng hợp chấ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU THU NHẬN ANTHOCYANIN TỪ PHẾ

LIỆU GẠO ĐEN VÀ XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH

KHÁNG OXY HÓA

Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : TS NGUYỄN LỆ HÀ Sinh viên thực hiện : LÊ TRÍ KIỂNG MSSV: 1151110478 Lớp: 11DSH05

TP Hồ Chí Minh, 2015

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN

Là sinh viên năm năm cuối của Trường Đại học Công nghệ TP Hồ ChíMinh, nay được vinh dự làm đồ án tốt nghiệp để hoàn tất chương trình học củamình Tôi cam đoan đây là nghiên cứu do tôi tiến hành tại phòng thí nghiệm KhoaCông nghê Sinh học-Thực phẩm-Môi trường, Trường Đại học Công nghệ TP HồChí Minh

Những số liệu trong bài hoàn toàn trung thực chưa từng có ai công bố

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Lê Trí Kiểng

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN

Tận đáy lòng con xin gửi vạn lời cảm ơn đến cha mẹ, cha mẹ đã gian lao nuôidạy con thành người và là người thầy đầu đời của con Cha mẹ luôn là chỗ dựavững chắc nhất của con, là người giúp con đứng vững sau mỗi lần vấp ngã, là nguồnđộng viên, động lực để con tiếp tục phấn đấu trong cuộc sống

Với lòng biết ơn sâu sắc Em xin chân thành cảm ơn toàn thể quý Thầy CôKhoa Công nghệ sinh học-Thực phẩm-Môi trường, cùng toàn thể Thầy Cô TrườngĐại học Công nghệ TP Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt cho emnhững kiến thức quý báo về cơ sở ngành cũng như chuyên ngành từ ngày em bướcchân vào giảng đường đại học

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn TS.Nguyễn Lệ Hà, người thầy đángkính, đã luôn tận tình chỉ dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thànhphần thực nghiệm của đồ án

Em xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Văn Thành và thầy Nguyễn TrungDũng đã tạo điều kiện thuận lợi cho em thực hiện đồ án tại phòng thí nghiệm KhoaCông nghệ sinh học-Thực phẩm-Môi trường, Trường Đại học Công nghệ TP HồChí Minh

Cảm ơn tất cả các bạn lớp 11DSH05 đã luôn khích lệ, động viên và giúp đỡmình trong suốt quá trình học tập tại trường và trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2015

SVTH: Lê Trí Kiểng

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 7

1.1 Gạo đen 7

1.1.1 Khái niệm 7

1.1.2 Thành phần hóa học 7

1.2 Anthocyanin 8

1.2.1 Giới thiệu chung 8

1.2.2 Cấu trúc phân tử 8

1.2.3 Tính chất, đặc điểm 12

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến màu sắc và độ bền của anthocyanin 13

1.2.4.1 Cấu trúc 13

a) Cấu trúc chuyển hóa trong môi trường lỏng 13

b) Cấu trúc hóa học 15

1.2.4.2 pH 17

1.2.4.3 Nhiệt độ 18

1.2.4.4 Oxy 19

1.2.4.5 Enzyme 20

1.2.4.6 Ánh sáng 21 1.2.4.7 Đường và các sản phẩm biến tính của chúng 21 1.2.4.8 Các ion kim loại 22

Đồ án tốt nghiệp

1.2.4.9 Sulfurdioxide (SO2) 23

1.2.4.10 Acid ascorbic 24

1.2.5 Sự phân bố của anthocyanin 25

1.2.6 Các anthocyanin đã được thương mại hóa 27

1.2.7 Ứng dụng của anthocyanin 27

1.3 Các thành tựu đạt được 28

1.3.1 Phương pháp tách chiết anthocyanin 28

1.3.2 Phương pháp tách chiết anthocyanin từ quả dâu Hội An 28

1.3.3 Phương pháp tách chiết anthocyanin từ bắp cải tím 29

1.3.4 Phương pháp tách chiết anthocyanin từ gạo đen 30

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 31

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 31

2.1.1 Thời gian 31

2.1.2 Địa điểm 31

2.2 Nguyên liệu– thiết bị - hoá chất 31

2.2.1 Nguồn gạo đen 31

2.2.2 Một số hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 31

2.2.3 Một số dụng cụ và thiết bị chủ yếu dùng trong nghiên cứu 32

2.2.3.1 Dụng cụ 32

2.2.3.2 Thiết bị 32

2.3 Phương pháp nghiên cứu 33

2.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu 34

2.3.2 Thí nghiệm 2: Xác định bước sóng hấp thu cực đại của anthocyanin từ mẫu gạo đen 34

Đồ án tốt nghiệp

2.3.3 Thí nghiệm 3: Xác định ảnh hưởng của kích thước hạt đến hiệu quả trích ly

anthocyanin từ gạo đen 35

2.3.4 Thí nghiệm 4: Xác định ảnh hưởng của xử lý nhiệt sơ bộ cho nguyên liệu đến quá trình trích ly anthocyanin từ gạo đen

37 2.3.5 Thí nghiệm 5: Xác định của tỷ lệ HCl trong pha chế dung môi để trích ly anthocyanin từ gạo đen 39

2.3.6 Thí nghiệm 6: Xác định nhiệt độ thích hợp để trích ly anthocyanin từ gạo đen 41 2.3.7 Thí nghiệm 7: Xác định thời gian thích hợp trích ly anthocyanin từ gạo đen _ 43 2.3.8 Thí nghiệm 8: Xác định hoạt tính kháng oxy của anthocyanin 45

2.3.9 Thí nghiệm 9: Xác định thông số cho quá trình cô quay thu nhận dịch chiết anthocyanin cô đặc 46

2.4 Các phương pháp phân tích sử dụng trong nghiên cứu 47

2.5 Các phương pháp thống kê và xử lý số liệu 47

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48

3.1 Thí nghiệm 1: Xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu 48

3.2 Thí nghiệm 2: Xác định bước sóng hấp thu cực đại của anthocyanin từ mẫu gạo đen 48

3.3 Thí nghiệm 3: Xác định ảnh hưởng của kích thước hạt đến hiệu quả trích ly anthocyanin từ gạo đen 49

3.4 Thí nghiệm 4: Xác định ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt sơ bộ cho nguyên liệu đến quá trình trích ly anthocyanin từ gạo đen

50 3.5 Thí nghiệm 5: Xác định của tỷ lệ HCl trong pha chế dung môi để trích ly anthocyanin từ gạo đen 52

3.6 Thí nghiệm 6: Xác định nhiệt độ thích hợp để trích ly anthocyanin từ gạo đen _ 53

Đồ án tốt nghiệp

3.7 Thí nghiệm 7: Xác định thời gian thích hợp trích ly anthocyanin từ gạo đen 55

Đồ án tốt nghiệp

3.8 Thí nghiệm 8: Xác định hoạt tính kháng oxy của anthocyanin 563.9 Thí nghiệm 9: Xác định thông số cho quá trình cô quay thu nhận dịch chiếtanthocyanin cô đặc 58

KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC A PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CƯU

1

PHỤ LỤC B SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 11

Đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của gạo đen .7

Bảng 1.2 Các nhóm anthocyanin hiện có trong tự nhiên .10

Bảng 1.3 Một số anthocyanin phổ biến .11

Bảng 1.4 Bảng các anthocyanin có nguồn gốc thực vật 26

Bảng 3.1 Xác định độ ẩm nguyên liệu .48

Bảng 3.2 So sánh giá trị IC50 của Ascorbic acid và anthocyanin .57

Bảng 3.3 Kết quả khả năng kháng DPPH của anthocyanin theo thời gian cô quay. .61

Bảng 3.4 Đánh giá sơ bộ cảm quan của dịch chiết anthocynin 67

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Gạo đen 7

Hình 1.2 Cation Flavylium (R1 và R2 là OH, H hoặc OCH3, R3 là glucosyl hoặc H, R4 là OH hoặc glucosyl) 9

Hình 1.3 Sự đổi màu của anthocyanin ở các pH khác nhau .12

Hình 1.4 Sơ đồ cấu trúc anthocyanin chuyển hóa trong nước .14

Hình 1.5 Sơ đồ sự biến tính của anthocyanin 3,5-diglucoside tại pH 3,7 18

Hình 1.6 Sự biến tính anthocyanin với phản ứng oxy hóa catechol .20

Hình 1.7 Phản ứng ngưng tụ của A: Cyanidin và furural; B: Cyanidin ketobase và furural 22

Hình 1.8 Sơ đồ Jurd đối với phản ứng thuận nghịch giữa SO2 và anthocyanin .23

Hình 1.9 Sự chuyển hóa malvin thành malvone bởi H2O2 tạo thành từ sự oxy hóa Ascorbic acid 24

Hình 1.10 Fla-2-ene được tạo thành từ phản ứng giữa Ascorbic acid và anthocyanin 25

Hình 1.11 Quy trình tách chiết anthocyanin từ bắp cải tím .30

H ì n h 2 1 Sơ đ ồ q u y t r ì n h t ó m t ắt n ộ i dun g t h í n g hi ệm 33

H ì n h 2 2 Q u y t r ì n h t r ích ly a n t h o c y a n in d ự k i ế n 34

H ì n h 2 3 B ố t r í t h í n g hi ệ m x ác đ ị n h k ích t h ư ớ c n g u y ên l iệ u c h o q u á t r ì n h t r ích ly

a n t h o c y a n in t ừ g ạ o đ e n 36

H ì n h 2 4 B ố t r í t h í n g h i ệ m x ác đ ị n h c h ế đ ộ x ử l ý nh iệ t s ơ b ộ c h o n g u y ên l i ệ u 38

H ì n h 2 5 B ố t r í t h í n g hi ệ m x ác đ ị n h tỷ lệ H C l t r o n g p h a c h ế dun g m ô i đ ể t r ích ly

a n t h o c y a n in t ừ g ạ o đ e n 40

H ì n h 2 6 B ố t r í t h í n g hi ệ m x ác đ ị n h nh iệ t đ ộ t h ích h ợ p đ ể t r ích ly a n t h o c y a n in t ừ g ạ o đ en 42

H ì n h 2 7 B ố t r í t h í n g h i ệ m x ác đ ị n h t h ờ i g ian t r ích l y a n t h o c y a n in t ừ g ạ o đ e n 44

Hình 3.1 Quét quang phổ mẫu anthocyanin từ bước sóng 400-700nm trong dung môi EtOH:0,1N HCl (85:15, v:v) .48

Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.2 Ảnh hưởng của kích thước hạt nguyên liệu đến hàm lưởng anthocyanin từ

Hình 3.9 Sự thay đổi nồng độ của anthocyanin trong dịch chiết bán thành phẩm

theo thời gian cô quay

Hình 3.13 Ảnh hưởng của thời gian cô quay đến khả năng bắt gốc tự do DPPH của

dịch trích ly anthocyanin từ gạo đen .61Hình 3.16 Sơ đồ quy trình trích ly anthocyanin từ gạo đen 64

Hình 3.14 Dịch chiết anthocyanin trước cô quay .67

Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.15 Dịch chiết sau cô đặc 67

Đồ án tốt nghiệp

Trong đó, chất màu quan trọng và hiện diện ở hầu hết các loài thực vật làanthocyanin Mà gạo đen được xem là chứa anthocyanin với nồng độ tương đối cao.Đây là nguồn cung cấp màu triển vọng, an toàn và sự tương tác với thực phẩm tạo ranhiều màu sắc đẹp mắt

là tiền đề cho dịch màu các thực phẩm khác nhau

Những đặc tính quý báu của anthocyanin mà các chất màu hóa học, các chấtmàu khác hình thành trong quá trình gia công kỹ thuật không có được, đã mở ra mộthướng nghiên cứu ứng dụng hợp chất màu anthocyanin lấy từ thiên nhiên vào trong

Đồ án tốt nghiệp

đời sống hằng ngày, đặc biệt trong công nghệ chế biên thực phẩm Điều đó hoàntoàn phù hợp với xu hướng hiện nay của các nước trên thế giới là nghiên cứu khaithác chất màu từ thiên nhiên sử dụng trong thực phẩm, bởi vì chúng có tính an toàncao cho người sử dụng

Vì thế đề tài nghiên cứu thu nhận anthocyanin từ phế liệu gạo đen và hoạttính chống oxy hóa có ý nghĩa quan trọng đối với việc phát triển kinh tế và xã hộinước ta Và đó cũng là lý do nhóm nghiên cứu chọn đề tài này để nghiên cứu

2 Tình hình nghiên cứu.

Trong nước.

Huỳnh Thị Kim Cúc và cộng sự, Chiết tách anthocyanin từ quả dâu bằng

nước sunfured và một số đặc tính của chúng, tiến hành chiết anthocyanin thô với các

bổ sung

1% HCl, nhiệt độ 30°C, thời gian chiết 30 phút Kết quả thu được hàm lượng

Nguyễn Thị Lan, Lê Thị Lạc Quyên, nghiên cứu ảnh hưởng của hệ dung

môi đến khả năng chiết tách chất màu anthocyanin có độ màu cao từ dâu tây Hội

An, trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Đà Nẳng Kết quả chọn được hệ dung môi

tốt cho quá trình chiết tách chất màu anthocyanin có độ màu cao từ quả dâu làethanol - nước - HC1, với tỷ lệ dung môi ethanol - nước là 1:1 (với 1 % HC1) đểhàm lượng anthocyanin thu được nhiều nhất

Nguyễn Thị Phương Anh, Nguyễn Thị Lan, nghiên cứu ảnh hưởng của pH

đến màu anthocyanin từ bắp cải tím ứng dụng làm chất chỉ thị an toàn trong phân tích hóa học và thực phẩm, tạp chí Khoa Học Đà Nẳng Kết quả khẳng định màu

anthocyanin thay đổi từ đỏ đến xanh khi môi trường thay đổi từ acid sang kiềm

Huỳnh Thị Kim Cúc và các cộng sự, xác định hàm lượng anthocyanin trong

một sổ nguyên liệu rau quả bằng phương pháp pH vi sai, tiến hành nghiên cứu xác

định được hàm lượng anthocyanin trong một số nguyên liệu rau quả thuộc khu vực

Đồ án tốt nghiệp

miền trung Việt Nam bằng phương pháp pH vi sai Kết quả cho thấy một số nguyênliệu có hàm lượng anthocyanin tương đối cao như: quả dâu ta 1,188 %; bắp cải tím0,909%; lá tía tô 0,397%; trà đỏ 0,335%, vỏ nho 0,564%, vỏ cà tím 0,441%

Trên thế giới.

Hàng năm theo ước tính tại các nước châu Âu khoảng 10000 tấn vỏ quả nhođược trích để thu được khoảng 50 tấn anthocyanin Các phẩm màu gốc anthocyanin

có thể là dung dịch cô đặc hoặc dạng bột có chứa các phụ gia khác

Chất nhuộm màu nói chung và chất nhuộm màu thực phẩm nói riêng đã đượcngười dân các nước trên thế giới sử dụng vào cuộc sống từ thời xa xưa Một chấtmàu được dùng cho thực phẩm nhất thiết phải hội đủ ba tiêu chuẩn về mặt y tế củachất phụ gia thực phẩm:

+ Nhuộm thực phẩm thành màu theo mục đích, phù hợp với công nghệ chếbiến thực phẩm

+ Không có độc tính (gồm cả độc tính cấp, bán cấp và trường diễn)

+ Không là nguyên nhân hoặc tác nhân gây bệnh

Ngoài ra, do yêu cầu riêng của thực phẩm, các chất nhuộm màu dùng tronglĩnh vực này không gây mùi lạ và làm thay đổi chất lượng thực phẩm

Sử dụng các chất màu thực phẩm do có quan hệ trực tiếp đến sức khoẻ vàtính mạng con người Vì vậy ở nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ đã ban hành luật về

sử dụng chất màu trong thực phẩm Trong các Bộ luật về chất màu thực phẩm, cácchất màu có nguồn gốc là sắc tố thực vật (chất màu tự nhiên) được quy định ưu tiên

Tóm lại, hiện nay nghiên cứu chất màu thực phẩm trên thế giới được quantâm rất lớn ở nhiều quốc gia với nhiều hướng nghiên cứu mới Trong các hướngnghiên cứu đó, tìm kiếm và chiết tách chất màu từ thực vật vẫn được ưu tiên hàngđầu trong các nghiên cứu Trong đó bao gồm chất màu anthocyanin (E163) vớinhững đặc tính sinh học quý báu và an toàn cao (Lưu Đàm Cư, 2005)

Đồ án tốt nghiệp

3 Mục đích nghiên cứu.

Xác định các thông số thích hợp cho quá trình trích ly chất màu anthocyaninnhằm tách chiết tối đa anthocyanin từ nguyên liệu phù hợp cho mục đích ứng dụngvào thực phẩm

4 Nhiệm vụ nghiên cứu.

Để thực hiện mục đích nghiên cứu, nhóm nghiên cứu thực hiện các thí

nghiệm

như sau:

- Xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu

- Xác định bước sóng hấp thu cực đại của anthocyanin từ gạo đen

- Xác định ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến quá trình trích lyanthocyanin

- Xác định ảnh hưởng của xử lý nhiệt sơ bộ cho nguyên liệu đến quá trìnhtrích ly anthocyanin

- Xác định tỷ lệ dung môi thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin

- Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin

- Xác định thời gian thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin

- Xác định hoạt tính kháng oxy hóa của anthocyanin

Đồ án tốt nghiệp

đặc

- Xác định thông số cho quá trình cô quay thu nhận dịch chiết anthocyanin cô

5 Phương pháp nghiên cứu.

- Phương pháp thu thập thông tin: Phương pháp nghiên cứu tài liệu làm cơ sở

bố trí thí nghiệm Sử dụng phần mềm Endnote để tìm tài liệu

- Thực hành trong phòng thí nghiệm

- Kết quả được xử lý bằng phần mềm thống kê Stagraphics Plus 4.0

- Vẽ đồ thị bằng phần mềm excel 2013, GraphPad Prism

6 Các kết quả đạt được của đề tài

Đã xác định được các thông số thích hợp cho quá trình trích ly chất màuanthocyanin nhằm tách chiết tối đa anthocyanin từ nguyên liệu phù hợp cho mụcđích ứng dụng vào thực phẩm:

- Xác định được độ ẩm ban đầu của nguyên liệu là 11,26% ± 0,04

- Xác định được bước sóng hấp thu cực đại của anthocyanin từ gạo đen làλmax=535nm trong dung môi EtOH:HCl 1N

- Kích thước nguyên liệu là 0,0098 inches cho hiệu quả trích ly anthocyaninvới hàm lượng cao nhất

- Nguyên liệu ở điều kiện nhiệt độ phòng cho hiệu quả trích ly anthocyaninvới hàm lượng cao nhất

- Xác định được tỷ lệ dung môi thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin làEtOH:HCl 1% 95:5 (v:v)

- Xác định thời gian thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin là 60 phút

- Xác định được hoạt tính kháng oxy hóa của anthocyanin với giá trị IC50 =

636 (µg/ml)

- Xác định được các thông số cho quá trình cô quay thu nhận dịch chiếtanthocyanin cô đặc Thời gian cô quay thích hợp là 15 phút Nhiệt độ cô quay ở 40-

dịch sau cô quay còn lại 21,288 % so với thể tích ban đầu (100ml)

7 Kết cấu của đồ án.

Nội dung của báo cáo đồ án tốt nghiệp được sắp xếp theo thứ tự như sau:Nội dung báo cáo gồm có 3 chương :

- Chương 1 : Tổng quan

- Chương 2 : Vật liệu và phương pháp

- Chương 3 : Kết quả, thảo luận

1.2 Anthocyanin.

1.2.1 Giới thiệu chung

Các Anthocyanỉn hiện thuộc nhóm các chất màu tự nhiên tan trong nước lớnnhất trong thế giới thực vật Hiện diện hầu hết ở các thực vật bậc cao, chủ yếu ở lá,hoa, rễ thân Thường được tìm thấy ở các tế bào bên ngoài Thuật ngữ anthocyaninbắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, trong đó Anthocyanin là sự kết hợp giữa Anthos - nghĩa

là hoa và Kysanesos - nghĩa là màu xanh Tuy nhiên, không chỉ có màu xanh,anthocyanin còn mang đến cho thực vật nhiều màu sắc rực rỡ khác như hồng, đỏ,cam và các gam màu trung gian Các anthocyanìn khi mất hết nhóm đường đượcgọi là anthocyanidin hay aglycon Mỗi anthocyanidin có thể bị glycosyl hóa acylatebởi các loại đường và các acid khác tại các vị trí khác nhau Vì thế lượnganthocyanin lớn hơn anthocyanidin từ 15-20 lần Chúng được sử dụng làm phụ giathực phẩm với ký hiệu là E613

Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất kháphân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực

Anthocyanin hòa tan tốt trong nước và trong dịch bão hòa Khi kết hợp vớiđường là cho phân tử anthocyanin hòa tan hơn (h tt p : / / ww w .foo d -

i nfo.n et / uk / c o l our / a n t ho c y a n i n.h t m )

1.2.2 Cấu trúc phân tử

Anthocyanin là những glucoside do gốc đường glucose, glactose… kết hợpvới gốc aglucon có màu (anthocyanidin) Aglucon của chúng có cấu trúc cơ bảnđược mô tả trong hình 1 Các gốc đường 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 vào vị trí 3 gọi

là monoglycoside, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycoside

Anthocyanin là những hợp chất glycoside của anthocyanidin hiện có trongthiên nhiên bao gồm các dẫn xuất polyhydro và polymethoxy của 2 -phenylbenzopyrylium hoặc muối flavylium

Sự khác nhau giữa các anthocyanin được xác định bởi sự khác nhau giữa sốlượng và vị trí của nhóm hydroxyl trong phân tử; mức độ methyl hóa của nhómhydroxyl; bản chất, vị trí của các nhóm đường gắn vào phân tử; bản chất số nhómacid mạch thắng hay mạch vòng gắn vào phân tử.

Hình 1.2 Cation Flavylium (R1 và R2 là OH, H hoặc OCH3, R3 là glucosyl

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

Các anthocyanin khi bị mất hết các nhóm đường được gọi là anthocyanidinhay aglycone, mỗi anthocyanindin có thể bị glycosyl hóa và acyl hóa bởi các loạiđường và các acid khác nhau tại những vị trí khác nhau nên số lượng anthocyaninlớn hơn 10-20 lần so với số lượng anthocyaninidin

Sự glycosyl hóa các anthocyanin có thể xảy ra ở vị trí 7, 3’, 4’, 5’ đối vớinhóm hydroxyl Tuy nhiên, do án ngữ không gian nên sự glycosyl hóa không thểxảy ra ở vị trí 3’ và 4’

Căn cứ vào vị trí và số nhóm đường gắn vào anthocyanidin mà người ta phânloại anthocyanin thành 18 nhóm trong đó có dạng thông dụng nhất là 3-monoside,3- bioside, 3,5-diglycoside và 3,7-diglycoside

Các loại đường thông thường nhất liên kết với anthocyanidin là glucose, cácmono saccharide (rhamnose, galactose, xylose, arabinose), các disaccharide

(rutinose, sabubiose, sophorose, ít thông dụng hơn là lathyrose, gentiobiose hoặclaminariobiose) Ngoài ra, các trisacchride cũng có thể liên kết với anthocyaninidin.

Bảng 1.2 Các nhóm anthocyanin hiện có trong tự nhiên.

E

- n

OH

OH

OH

-orangeC

- O

H O

-blC

OH

H OH

-magen

E163aD

O

H O

-pu

E16E

- OC

H OH

-bluHi

H OH

-orangePe

OH

H OH

-ora

E163dM

O

H O

-purp

E16Pe

OH

H OH

-magen

E163ePe

O

H O

-purp

E16Pu

- OC

H OH

-bluR

H OHred

-Hình 1.2 cho thấy sự methyl hóa các anthocyanin và những hợp chấtglycoside của chúng thường xảy ra ở vị trí C-3’ và C-5’, đôi khi cũng xảy ra ở vị tríC-5 và C-

7 Tuy nhiên thực tế cho thấy không có anthocyanin mà sự glycosyl hóa hoặcmethoxyl hoa xảy ra đồng thời ở các vị trí C-3, -5,-7 và -4’ Nhóm hydroxyl ở mộttrong các vị trí C-5, C-7 hoặc C-4’ thì thích hợp cho việc hình thành cấu trúcquinonoidal (anhydro) base

Các anthocyanin thường bị acyl hóa bởi acid p-coumaric, cafeic, ferulic, hoặcnhững acid sinapic, đôi khi anthocyanin cũng bị acyl hóa bới các acid như : p-hydroxybenoic, malonic, hoặc acetic Sự thay thế nhóm acyl thường xảy ra ở vị tríC-

3 của nhóm hydroxyl đối với đường

Ở pH = 1 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ, ở pH 4 ±

5 chúng có thể chuyển về dạng base cacbinol hay base chalcon không màu, ở pH =

7 ± 8 lại về dạng base quinoidal anhydro màu xanh

Anthocyanin có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụcực đại tại bước sóng 510 ± 540 nm Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đếnmàu sắc của các anthocyanin Chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch và nồng độanthocyanin: thường pH thuộc vùng acid mạnh có độ hấp thụ lớn, nồng độanthocyanin càng lớn độ hấp thụ càng mạnh.

Hình 1.3 Sự đổi màu của anthocyanin ở các pH khác nhau.

Trong các chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên thì anthocyanin là họphổ biến nhất tồn tại trong hầu hết các thực vật bậc cao và tìm thấy được trong một

số loại rau, hoa, quả, hạt có màu từ đỏ đến tìm như: gạo đen, quả nho, quả dâu, bắpcải tím, lá tía tô, hoa hibiscus, đậu đen, quả cà tím…

1.2.3 Tính chất, đặc điểm.

Màu của anthocyanin hoàn toàn thay đổi khi pH môi trường chuyển từ acidsang base và giống như các chất chỉ thị acid-base (phenolphtalein, methyl đỏ,methyl da cam)

Trong dung dịch acid, anthocyanin tồn tại dạng ở cation flavylium có màu

đỏ Khi pH tăng dần, có sự tấn công của nước vào vòng pyran C, anthocyaninchuyển dần sang dạng base carbinol và chalcone không màu Đây chính là quá trìnhhydrat hóa, yếu tố chính tạo nên sự bạc màu của dung dịch màu-nước trong dung

lại bị phân hủy và khi ấy điện tử không còn, màu xanh trở nên xanh hơn bởi vì ánhsáng hấp phụ trở thành đỏ hơn Trong môi trường trung tính, cả hai dạng cùng tồntại nên dung dịch có màu tím

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến màu sắc và độ bền của anthocyanin.

So với đa số các chất màu thiên nhiên, anthocyanin là chất màu có độ bềnkém hơn, nó chỉ thể hiện tính bền trong môi trường acid Ngoài ra, nó có thể phânhủy tạo thành dạng không màu và sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy có dạngmàu nâu cộng với những sản phấm không tan

Sự phân hủy anthocyanin có thể xảy ra trong quá trình trích ly và tinh chếchúng, đồng thời sự phân hủy này còn xảy ra trong quá trình xử lý và bảo quản cácsản phấm thực phẩm

Độ bền của các anthocyanin phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cấu trúc hóahọc của anthocyanin, pH, nhiệt độ, sự có mặt của copigment, ion kim loại, oxy,

Vì vậy, nghiên cứu các yếu tổ ảnh hưởng đến độ bền của anthocyanin là điều cầnthiết trước khi ứng dụng nó như một chất màu thực phẩm

1.2.4.1 Cấu trúc

a) C ấ u t r ú c c h u y ể n h ó a t r o n g m ô i t r ư ờ n g l ỏng

Trong môi trường nước các anthocyanin tự nhiên giống như chất chỉ thị pH

Đỏ ở pH thấp, đỏ xanh ở pH trung tính, và không màu ở pH cao

Tại pH đã cho, tồn tại một cân bằng giữa 4 cấu trúc của anthocyanin vàaglycone: quinonoidal (anhydro) bazo (A) màu xanh, cation flavylium (AH+) màu

đỏ, carbinol pseudobase (B), và chalcone (C) không màu

Hình 1.4 Sơ đồ cấu trúc anthocyanin chuyển hóa trong nước.

Khi pH < 2.0, các anthocyanin tồn tại chủ yếu dạng cation flavylium màu đỏ(R3=0-đường) hoặc màu vàng (R3 = H).Khi pH tăng, sự mất proton xảy ra nhanhthành dạng quinononidal màu xanh dương hoặc màu đỏ Dạng quinonoidal thườngtồn tại như một hỗn hợp vì pKa của nhóm OH ở vị trí 4’,7 và 5 (nếu có) là tương tự.Khi để yên, sự chuyển hóa hơn nữa sẽ xảy ra đó là sự tách nước của cationflavylium cho dạng carbinol không màu hay pseudobase (hemiacetal), Dạng nàycân bằng với dạng chalcone vòng mở không màu

Cis (CE) và trans-chalcone (Cz) được tạo thành từ carbinol pseudobase bởiphản ứng mở vòng nhanh và isomer hóa chậm Cả 2 chalcone bình thường bởichung có nhóm chức carbonyl ở cạnh vòng B, trong đó chalcone bình thường cónhóm carbonyl ớ kế cận vòng A

Dạng quinonoidal base được tạo thành thông thường ở pH > 3 Cationflavylium tương đối bền ở môi trường acid (như pH < 3) Trong môi trường trung

tính hay acid yếu, anthocyanin tồn tại chủ yếu ớ các dạng không màu Vì vậy, sự ổnđịnh của các dạng mang màu, đặc biệt là dạng quinonoidal base, một phần là do sựxuất hiện của các gốc acid gắn vào phân tử đường, hay còn gọi là sự co-pigment hóanội phân tử Sở dĩ sự co-pigment hóa nội phân tử giúp tăng độ bền của phân tửanthocyanin là do sự xếp chồng của vòng thơm trong gốc acid với vòng pyryliumcủa phân tử anthocyanin, giảm bớt khả năng bị các phân tử nước tấn công hìnhthành các hợp chất carbinol, chalcone không màu Ngoài ra, hiệu ứng copiment hóangoại phân tử cũng có thể giúp làm bền các cấu trúc quinoldal base hay ionflavylium do sự có mặt của những phức chất không màu, như các flavone, flavonol.Trong quá trình xử lý nhiệt và ánh sáng, quá trình co-pịgment hóa ngoại phân tử giữvai trò quan trọng, ngăn chặn sự mất màu có thể xảy ra Cơ chế phân hủy do nhiệtnói chung do chuyển hóa thuận nghịch của các ion flavylium thành các dạngchalcone Chalcone là chất trung gian trong cả hai quá trình phân hủy do nhiệt vàánh sáng của anthocyanin Theo các nghiên cứu gần đây (Davis và cộng sự, 1983;Mazza và Brouiỉìard,1990) hiệu ứng co-pigment hóa chính là cơ chế làm bền màuchính của anthocyanin trong thực vât do nó làm giảm tỉ lệ giữa dạng không mangmàu (chalcone) và dạng mang màu thông qua việc tạo phức với dạng mang màu,ngăn chặn quá trình chuyển hóa từ dạng mang màu sang dạng không mang màu.

Trong dung dịch, anthocyanin dạng không acyl hóa hay acyl hóa một đơn vịđóng vai trò như một chất chỉ thị pH, tồn tại ở dạng acid hay base tùy thuộc vào giátrị pH Ở pH acid (pH < 3), dung dịch anthocyanin cho màu đỏ đậm Khi pH tăng,màu sắc của dung dịch sẽ nhạt dần và chuyển sang không màu và cuối cùng có màutím hay xanh dương ở pH cao (pH > 6)

b) C ấ u t r ú c h ó a h ọ c

Các pigment anthocyanin thường có độ bền thấp trong tế bào sống củachúng Như đã trình bày ở trên, độ bền của các anthocyanin phụ thuộc vào rất nhiềuyếu tố: Cấu trúc hóa học của anthocyaninm, pH, nhiệt độ, sự có mặt của co-

phẩm biến tính của chúng

Độ bền màu và cường độ màu của các anthocyanin phụ thuộc vào vị trí và sốlượng của các nhóm hydroxyl, methoxyl, đường và các đường được acyl hóa Khi

số nhóm hydroxyl trong vòng B tăng, cực đại hấp thụ ở vùng thấy được dịch chuyển

về phía có bước sóng dài hơn và màu thay đổi từ cam đến xanh dương

Ví dụ: bước sóng hấp thụ cực đại trong dung dịch HCL 0,01% MeOH là 535

nm (cam) đối với pelgonidin, 535 nm (đỏ cam) đối với cyaniding, 545 nm (đỏ xanh)đối với dephinidin.các nhóm methoxyl thay thế các nhóm hydroxyl cho kết quảngược lại Nhóm hydroxyl tại vị trí C-3 đặc biệt có ý nghĩa quan trọng vì nó dịchchuyển từ màu cam vàng đến màu đỏ nhưng 3 - deoxyanthocyanin : luteolinidin vàtricetinidin có màu vàng; 3 - deoxyanthocyanidin bền hơn các anthocyanidin khác(Mazza và Brouillard, 1987; Iacobucci và Sueny, 1983)

Sự có mặt của nhóm hydroxyl tại vị trí C-5 và nhóm thế ở vị trí C-4, cả 2 bềnhóa dạng có màu thông qua sự ngăn cản các phản ứng hydrat hóa dẫn đến dạngkhông màu

Khi mức độ hydroxyl hóa các aglycone tăng, tính bền của các anthocyanin sẽgiảm Tuy nhiên khi tăng sự methoxyl hóa,sẽ thu được kết quả ngược lại

Ví dụ: sự có mặt của nhóm OH ở vị trí 4’ và 7 trong phân tử làm bền hóađáng kể các pigment, trong khi đó, sự methoxyl hóa có nhóm hydroxyl này làmgiảm độ bền

Các anthocyanin được glycosyl hóa và acyl hóa sẽ cho dạng màu xanh Sựglycol hóa những nhóm OH tự do làm tăng tính bền của anthocyanin Vì vậy, cácdiglucoside bền hơn các monoglusidc của cùng một anthocyanin

Ví dụ: thời gian bán sống (giảm 50% độ hấp thu tại bước sóng hấp thu cực đại)

của các cianidin 3 - utinoside là 65 ngày tại nhiệt độ phòng trong dung dịch acid citric

0,01M, pH = 2,8 Trong khi đó anthocyanidin tự do trong cùng điều kiện có thời gian bán sống chỉ có 12h

Anthocianin có chứa 2 hay nhiều nhóm acyl (như tematin, platyconin,cinerarrin, gntiodenphin và zebrrinin) là bền trong môi trường trung tính hoặc acidyếu do lien kết hydro giữa các nhóm hydroxyl của các nhân phenolic tronganthocyanin và acid vòng thơm Brouillard (1981-1982) và Goto cùng với cộngviên(1982-1983) khảo sát rằng các anthocianin diacylate hóa được bền hóa bởi sựliên kết chặt nhờ sự tương tác giữa vòng anthocyanin và 2 nhóm acyl vòng thơm.

1.2.4.2 pH

Trong môi trường nước, pH có ảnh hưởng đáng kể lên màu sắc củaanthocyanin (Brouillard 1984,Mzza và Brouillard 1987) Cấu trúc, độ bền màu, màusắc của anthocyanin thay đổi theo sự thay đối của pH Sự thay đổi cấu trúc củaanthocyanin khi pH thay đổi đã được đề cập trong phần cấu trúc chuyển hóa

Ở pH < 2.0, dung dịch anthocyanin có màu hầu như đỏ (R3 = O-đường) hoặcvàng (R3 = H) Khi tăng pH của dung dịch, màu của các anthocyanin nhạt dần Khi

pH trong khoảng 4.0-6.0, hầu hết các anthocyanin đều có dạng không màu Nếu tiếptục tăng pH, dung dịch sẽ có màu tím hoặc xanh dương và màu này có thể chuyểnsang màu vàng nếu để yên hoặc xử lý nhiệt

Sự biến tính của các anthocyanin tăng mãnh liệt với sự tăng của pH trong môitrường có oxy

Chẳng hạn : rubrobraxinin cloma là các anthocyanin của bắp cải tím là mộttriglucozit của xianidin

Khi: pH = 2,4 - 4,0 có màu đỏ thắm

pH = 4 - 6 thì có màu tím

pH = 6 thì có màu xanh lam

pH là kiềm thì có màu xanh lá cây

1.2.4.3 Nhiệt độ.

Hầu hết, các phản ứng hóa học liên quan đến độ bền anthocyanin và tốc độphân hủy chúng đều phụ thuộc vào nhiệt độ Sự tăng theo hàm số logarit của cácanthocyanin ứng với sự phân hủy anthocyanin ứng với sự tăng đại số của nhiệt độ.Tính bền nhiệt của các anthocyanin phụ thuộc vào cấu trúc của chúng, pH, sự cómặt của oxy và sự tác động qua lại giữa các thành phần

Hình 1.5 Sơ đồ sự biến tính của anthocyanin 3,5-diglucoside tại pH 3,7

Khi một cấu trúc của anthocyanin bền với sự gia tăng của pH thì nó cũng bềnvới sự gia tăng của nhiệt độ Sự hydroxyl hóa các aglycone làm giảm tính bền củaanthocyanin, trong khi sự methoxyl hóa, glycosyl hóa, acyl hóa sẽ cho kết quảngược lại

Ví dụ: anthocyanin 3-glycoside có độ bền nhiệt lớn nhất tại pH = 1.8 - 2.0với sự có mặt của oxy trong khi anthocyanidin 3,5-diglycoside có độ bền nhiệt lớnnhất tại pH = 4.0 - 5.0

Cơ chế của sự phân hủy nhiệt xảy ra không những phụ thuộc vào nhiệt độ màcòn phụ thuộc vào bản thân anthocyanin đó

Drazdina cho rằng coumarin glycoside là sản phẩm phân hủy phổ biến củaanthocyanin 3,5 - diglycoside và cơ chế của sự phân hủy là: đầu tiên, cationflavylium chuyển thành dạng quinonidal base, tiếp theo là hình thành nhiều dạngsản phẩm trung gian và cuối cùng thu được dẫn xuất coumarin và thành phần tươngứng với vòng B

của anthocyanidin Sự biến tính này không những được xúc tiến bởi nhiệt độ mà còn

bị ảnh hưởng bởi oxy

Anthocyanidin 3-glycoside thì không hình thành những dẫn xuất coumrin màbước đầu tiên của sự phân hủy bao gồm sự chuyển hóa của dạng carbinolpseudobase không màu, sau đó là sự mở vòng pyrylium để hình thành dạngchalcone trước khi thủy phân liên kết glycoside

Adams cho rằng, các anthocyanidin 3-glycoside khi được nung nóng ở pH =2.0-4.0 đầu tiên sẽ bị thủy phân liên kết glycoside (ở 100°C) sau đó là sự biến đổiaglycone thành chalcone Sự biến tính hơn nữa dẫn đến hình thành dạng sản phấmmàu nâu đặc biệt là với sự có mặt của oxy

Khi đun nóng lâu dài các anthocyanin có thể bị phân huỷ và mất màu, đặcbiệt là các anthocyanin của dây tây, anh đào, củ cải Ngược lại các anthocyanin củaphúc bồn tử đen cũng trong điều kiện đó lại không bị thay đổi Nhìn chung khi gianhiệt, các chất màu đỏ dễ dàng bị phân huỷ, còn các chất màu vàng thì khó hơn

1.2.4.4 Oxy.

Oxy và nhiệt độ được xem là những tác nhân đặc trưng xúc tiến sự phân hủycủa anthocyanin, từ đó sinh ra những dạng sản phẩm không màu hoặc màu nâu Sựkết tủa và đóng váng trong nước trái cây có thể gây ra từ sự oxy hóa trực tiếp dạngcarbinol pseudobase

Oxy hóa mãnh liệt các anthocyanin khi nung nóng Oxy và nhiệt độ là nhữngtác nhân xúc tiến đăc biệt nhất trong nước ép của blueberry, cherry (anh đào),currant, nho, raspberry và dâu

Lượng anthocyanin còn lại của dâu sẽ lớn hơn khi đóng chai dưới điều kiệnchân không hoặc nitrogen (Baravingas và Cain, 1965) Độ bền của các pigment củanho, được sử dụng như là chất màu ở nước giải khát được tăng lên khi đóng hộp vớinitrogen

1.2.4.5 Enzyme

Nhiều enzyme nội sinh trong tế bào của cây có khả năng làm mất màuanthocyanin Những enzyme này được gọi chung là anthocyanase Dựa vào đặc tínhcủa các enzyme mà người ta phân làm 2 nhóm: Glycosidase và polyphenol oxidase(PPO) Các enzyme này thu được từ nấm (fugal)

+Glycosidase: là enzyme thủy phân liên kết glycoside của anthocyanin tạo rađường tự do và aglycone này kém bền hơn rất nhiều và mất màu rất nhanh khi cómặt của catecol (Huang 1955)

+Polyphenol oxidase (PPO): tác dụng lên anthocyanin với sự có mặt của diphenol thông qua cơ chế oxy hóa kết hợp (h 6-6) Theo Gromeck và Markakis, sựthêm vào glycosidase và PPO xúc tác cho quá trình peroxide hóa phân hủyanthocyanin

o-Hình 1.6 Sự biến tính anthocyanin với phản ứng oxy hóa catechol.

Peng và Markakis đã đề nghị một cơ chế mà trong đó o-quinine được tạothành bởi sự oxy hóa anthocyanin (H-17) Blom phân lập được enzyme

anthocyanin - glycosidase từ Aspergillus niger và chỉ ra ảnh hưởng của nó trong quá

trình thủy phân liên kết glycoside của anthocyanin PPO là enzyme có ảnh hưởngyếu lên anthocyanin dạng quinonoidal base dễ bị thủy phân bởi PPO hơn dạngcation flavylium Tốc độ

phân hủy bởi PPO phụ thuộc vào sự thay thế mô hình của vòng B và mức độglycosyl hóa.

1.2.4.6 Ánh sáng.

Các anthocyanin thường không bền khi tiếp xúc với tia tử ngoại, ánh sáng thấy

được và các nguồn phóng xạ khác Ánh sáng có 2 ảnh hưởng đến anthocyanin:

- tăng cường cho quá trình sinh tổng hợp

- xúc tiến sự biến tính của chúng

Những quả táo giống đỏ sẽ không chín đỏ mà xanh trong bóng tối

(Siegenman,

1964 ) Vanburen và cộng sự (1948) tường trình rằng các diglycoside được acyl hóa

và methyl hóa là các diglycoside không bị acyl hóa là ít bền hơn và monoglycoside

là kém bền nhất, Palamidis và Markakis (1975) đã tìm thấy rằng ánh sáng thúc đẩy

anthocyanin từ xác nho Macccarone và cộng sự đã nghiên cứu sự quang hóa củaanthocyanin và chỉ ra rằng, anthocyanin diglycosyl hóa tại vị trí C-3 và C-5 là bềnhơn các anthocyanin mono glycoyl hóa tại vị trí C-3 đồng thời chúng bền hơn sovới các aglycone tương ứng

1.2.4.7 Đường và các sản phẩm biến tính của chúng

Ở nồng độ 100 ppm, đường và các sản phẩm phân hủy của chúng có tác dụngthúc đẩy sự phân hủy các anthocyanin Fructose, arabinose, lactose và sorbose cókhả năng phân hủy anthocyanin mạnh hơn glucose, sucrose,và maltose Tốc độ phânhủy của anthocyanin liên quan đến tốc độ phân hủy của đường Các sản phẩm phânhủy của đường gồm có: furfural, 5-hydroxymethyl furfural và acctaldehydc thude từphản ứng Mailard hoặc từ sự oxy hóa của acid ascorbic, polyuronic hoặc ở bản thâncác anthocyanin Những sản phẩm phân hủy này dễ dàng ngưng tụ với cácanthocyanin hình thành những hợp chất phức tạp có màu nâu sẫm Sự phân hủyanthocyanin với sự có mặt của furfural và HMF trực tiếp phụ thuộc vào nhiệt độ và

rõ nét nhất là trong

nước trái cây sự có mặt của oxy làm tăng thêm hiệu quả phân hủy của tất cả các loạiđường và các dẫn xuất của chúng.

Hình 1.7 Phản ứng ngưng tụ của A: Cyanidin và furural; B: Cyanidin

ketobase và furural

1.2.4.8 Các ion kim loại.

Một số ion kim loại đa hóa trị có thể tương tác với các anthocyanin có nhóm

OH ở vị trí ortho gây ra hiệu ứng sâu màu (bathocromic) Hiện tượng này xảy ra khikim loại tiếp xúc với anthocyanin trong quá trình chế biến rau quả hoặc sự cho thêmcác muối kim loại vào trong thực phẩm

Sistrunk và Cash đã chứng minh rằng có thể bền hóa màu của dịch trích dâubằng cách thêm vào đó muối thiếc Francis (1977) công bố rằng, các ion Ca, Fe, Altạo thêm sự bảo vệ cho anthocyanin của nước ép trái việt quất (cranberry ), nhưng

sự biến đổi màu xảy ra là do sự tạo phức giữa ion kim loại và tannin, kết quả saucùng là không có lợi

Trong công nghiệp đồ hộp, sự mất màu của những trái cây có chứaanthocyanin là do có phản ứng với thiếc của đổ hộp (Culpepper và Caldwell, 1972).Trong phản ứng với thiếc, anthocyanin đóng vai trò như chất khử cực catod hoặc

anod Chất khử cực catod có thể bị khử bởi hydro mới sinh từ phản ứng giữa kimloại và acid, còn chất khử cực anod thường là các anthocyanin có ít nhất 2 nhómhydroxyl ở vị trí ortho.

1.2.4.9 Sulfurdioxide (SO 2 )

thường xảy ra trong quá trình xử lý các sản phẩm thựcphẩm có chứa anthocyanin

màu các anthocyanin của chúng trước khi chế biến, hơn nữa, chúng được desulfithóa và màu anthocyanin được phục hồi Jurd đã đề nghị sơ đồ phản ứng thuận

bisulphate tạo thành chromene - 2 - (hoặc 4 ) - sulphonic acid

Hình 1.8 Sơ đồ Jurd đối với phản ứng thuận nghịch giữa SO2 và

anthocyanin

enzyme của anthocyanin trong quả anh đào nhưng không làm mất màu chúng(Goodman và Markakis, 1965 ) Sự tẩy màu bất thuận nghịch xảy ra trong quá

quá trình tẩy quả Phản ứng bất thuận nghịch này chưa được biết hoàn toàn

1.2.4.10 Acid ascorbic

Nhiều nhà khảo sát (Beatic và cộng sự 1943; Pederson và cộng sự 1947;Kertesz 1952; Meschter 1953; Markakis và cộng sự 1957; Starr và Francis 1968)quan sát sự biến mất đồng thời của acid ascorbic và anthocyanin trong nước tráicây tồn trữ và đề nghị một tương tác có thế có giữa 2 hợp chất này Acid ascorbichiện diện trong hầu hết các sản phẩm trái cây, vitamin này bị oxy hóa tạo thành

Hình 1.9 Sự chuyển hóa malvin thành malvone bởi H2O2 tạo thành từ sự

oxy hóa Ascorbic acidShrikhande và Francis đã tìm thấy rằng các ion đồng xúc tiến và cácflavonoid làm giảm sự phân hủy của cả hai acid ascorbic và anthocyanin Nhữngsản phẩm không màu ( hình 1.10 ) Acid dehyroascorbic cũng có thể làm mất màuanthocyanin nhưng tại tốc độ thấp hơn acid ascorbic