Cách thức nghiên cứu chất màu ho anthocyanin

Cách thức nghiên cứu chất màu ho anthocyanin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP HCM

MỤC LỤC

A TỔNG QUAN S5 ccctctEEeEteEkekrEerrtsererersersrersee 3

Chương I Sơ lượt về chất màu tự nhiên trong rau quả 3

Giới thiệu chung -SSSSS San xa 3

II Phân loạii - nu mm nung ng nhu 4

B KHÁI QUÁT VỀ MỘT SỐ CHẤT MÀU TỰ NHIÊN TIỂU BIỂU TRONG RAU QUA VÀ NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN

Chương I ChlorophiyÏÌ - - nen nung nen em 6

II Tinh chat9

IV Biến đổi cua chlorophyll trong qua trình bảo quản và chế biến rau

V Ứng dung cua chlorophyll trong ché bién thực phẩm 15

Chương lÏ Carotenoid .- nen em 16

Đặc điểỂm ca can ngưng 17

II — Tính chấtt ĂĂĂS is 17

II Phân loại carofenoid «nen 18

IV Biến đổi của của carotenoid trong quá trình bảo quản và chế biến

V Hướng ứng dụng chính - << 30

| 8Ï PP 35

II Phân loạii -. - như, 37 II Các biến đổi . cccce-eererereee 45 IV _ Ứng dụng - Gv 46 Chương IV Betalain - cuc nen mm nen 47 L Khái niệm nnnssnn Hy men 47 II — Cấu trúc hóa hỌc - cc-scccssecssssees 48 II Tinh chất vật lý - cccsssccsssseerssseers 48 IV Các biến đổi trong quá trình bảo quả và chế biến51 C NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG -.- coi 52 Chương I phương pháp giữ màu tự nhiên cho rau quả 52

I Giữ màu chlorophyl te ceceeeenseseeneneevavanenananananaes 52 II — Giữ màu đỏ chao sản phẩm đóng hộp 55

Il Giữ màu vàng carotenoid «+ 56

Chương II Phương pháp nghiên cứu chất màu 57

Giới thiệu quy trình tách chiết chất màu chlorophyll

ll Giới thiệu quy trình và cách thức nghiên cứu chất màu họ

Anthocyanin cu nu ng non TH ng nh 59

D TÀI LIỆU THAM KHẢO + cac sesssxxrsrsree 63

A TỔNG QUAN

Rau quả là thức ăn thiết yếu của con người Rau quả cung cấp cho con người nhiều vitamin và muối khoáng Gluxit của rau quả chủ yếu là các thành phần đường dễ tiêu hóa, hàm lượng đạm và chất béo trong rau quả không nhiều nhưng nó có vai trò quan trọng trong trao đổi chất và tiêu hóa Do vậy trong chế

độ dinh dưỡng của của con người rau quả không thể thiếu và ngày càng quan trọng Màu sắc trong rau quả không chỉ hấp dẫn sự ngon miệng mà nó còn thể hiện sự chứa đựng các vitamin và khoáng chất cần thiết cung cấp cho cơ thể con người Ví dụ màu vàng của cà rốt, màu đỏ vàng của gấc thể hiện sự chứa đựng

nhiều hàm lượng carotennoids, màu xanh của rau quả thể hiện hàm lượng chlorophyll

Mỗi màu sắc của rau quả là đặc trưng cho một loại quả và chứa một vài chất có hoạt tính sinh học Tuy nhiên, màu sắc này lại không bền theo thời gian

và dễ bị ảnh hưởng bởi những tác động bên ngoài như: nhiệt độ, pH, ánh sáng như vậy việc tìm hiểu tính chất, cũng như các biến đối, cách khắc phục trong quá trình chế biến là điều cần thiết

CHƯƠNG I SƠ LƯỢC VỀ CHẤT MÀU TỰ NHIÊN TRONG RAU QUÁ

I Giới thiệu chung

Chất lượng của sản phẩm thực phẩm không những bao hàm giá trị dinh dưỡng mà còn bao gồm cả giá trị cảm quan Màu sắc của sản phẩm thực phẩm

là một chỉ số quan trọng của giá trị cảm quan

bi

1: Chlorophyl 2: Carotenoid 3: Anthocyanin

Hình 1: sự phân bố của các sắc tố trong tế bào

Màu của rau quả phụ thuộc vào các hợp chất chứa màu Các hợp chất màu đó có thể chia ra 4 nhóm chính là:

- _ Chlorophylls: diệp lục hay chất màu xanh lá

- Carotenoids: c6 trong luc lap, cho qua va rau mau vang, cam và màu

do

- _ Flavonoids: có trong không bào, có màu đỏ, xanh, vàng

- _ Betalains: có trong không bào tạo sắc tố màu vàng đỏ

Nhiệm vụ chính của những sắc tố này là lôi cuốn côn trùng và động vật mang hạt giống từ nơi này đến nơi khác Đối với con người màu sắc trái cây là tiêu chuẩn đầu tiên để đánh giá chất lượng trái cây Vì thế, hiểu biết về các tính chất hóa sinh và sinh lý của các quá trình sinh tổng hợp và dị hóa của các sắc tố

là nền tảng để ta hiểu về cơ chế tạo màu của các sắc tố trong rau trái Hơn nữa hiểu biết về thành phần sắc tố cũng giúp ta đánh giá hiệu quả của các quá trình

xử lý sau thu hoạch trong việc giữ được màu sắc, chất lượng và kéo dài thời gian

bảo quản rau quả và các sản phẩm từ rau quả

II Phân loại

Các chất màu tự nhiên trong nguyên liệu thực vật có thể chia thành nhiều nhóm dựa trên công thức hóa học, thông thường các chất màu được chia thành 4 nhóm lớn bao gồm:

- Phẩm màu là dẫn xuất của isoprene: Carotenoid, Xanthophylls,

Lycopen

- _ Phẩm màu là dẫn xuất của tetrapyrrole: Chlorophyll, Porphyrin, Heme

- Phẩm màu là dẫn xuất của benzopyran: các chất màu thuộc họ

Flavonoid

- _ Phẩm màu là dẫn xuất của các hợp chất khác: Betalain, Phenalone

Tuy nhiên hiện nay các nhà nghiên cứu, các nhà quản lý vẫn chưa thống nhất trong việc lập ra một hệ thống phân loại chất màu do tính phức tạp và chồng chéo của nó Trong thực vật nói chung, chất tạo màu chủ yếu thuộc 3 họ

I6n la ho chlorophyll tao mau xanh lá cây, họ màu carotenoid cho màu vàng đến

đỏ tan trong dầu và họ flavonoid cho phổ màu rộng từ vàng đỏ đến tím và tan tốt trong nước

Ra | Cay củ cải Đỏ, trắng hoặc xanh là cây bền | Anthocyanin,

ngoài, màu trăng bên trong flavonoid

Cây bà la môn Màu nâu bên ngoài, màu trắng

bên trong

Cây củ cải Màu trắng bên ngoài

vàng Màu nâu bên ngoài, màu trắng

Cây cần tây bên trong

Thân Cây măng tây Màu trắng và màu xanh lá cây | Chlorophyll

Củ khoai tây Đỏ, vàng, trắng, xanh là cây, Chlorophyll,

flavonoid

flvonoid

Cantéy — |Xanh lácây - Chlorophyll Rau diếp xoắn | Xanh hoặc trắng Chlorophyll

Trái bí ngô Trắng, vàng, cam, xanh lá cây | Carotenoid,

Chlorophyll

Bảng 1 Sự phân bố của các sắc tố trong rau trái

B KHÁI QUÁT' VỀ MỘT SỐ CHẤT MÀU TỰ NHIÊN TIỀÊU BIEU TRONG RAU QUA VA NHUNG BIEN DOI TRONG QUA TRINH CHE BIEN

CHUONG I CHLOROPHYLL

I Dac diém

> Chlorophyll la m6t sac t6 mau luc 6 thuc vat, ton tai khap noi trong cac

bộ phận ăn được của rau quả: rễ, thân, lá, hoa, quả, hạt và chồi

> Chlorophyll tồn tại trong lục lạp, xúc tác cho phản ứng quang hóa sinh tổng hợp glucose từ CO; và HO

Hình 3: Sac t6 chlorophyll trong té bao

> O thực vật, Chlorophyll thường có khả năng che khuất các màu khác

khiến cho lá cây có màu xanh đặc trưng Có vài trường hợp chlorophyll bi

che bởi các màu khác Nhưng trong quá trình quả chín hoặc lá già thì

mau xanh cUa chlorophyll bị mất đi, thay thế bằng màu của các chất khác.

II Cấu tạo

-

Coopagre © Pasrsen Eeuration he puteshing an Beryeenn Cummings,

Hình 4: Cấu trúc và sự phân bố sắc tố chlorophyll trong luc lap

> Chlorophyll la hop chat cua porphyrin gồm 4 vòng pyrol Các vòng này

phối trí với ion Mg” Tại pyrol thứ 4, acid propionic liên kết với vòng pyrol

và liên kết ester với phân tử rượu phytol Cấu tạo này giống với cấu tạo nhóm hemichromes của hồng cầu nhưng khác ở nguyên tử trung tâm

của hemichromes là Fe Như vậy nguyên tử kim loại trung tâm có vai trò

quyết định trong sự tạo màu của hợp chất

> Trong các loại cây thì tỈ lệ chlorophyll a và chlorophyll b biến đổi trong

khoảng từ 1 đến 3, tùy thuộc vào nhiếu yếu tố: loại cây và môi trường Những cây tiếp xúc nhiều với ánh nắng mặt trời thì các tỷ số chlorophyll a/chlorophyll b cao hơn những cây ít tiếp xúc với ánh nắng mặt trời

> Trong thành phần của cây chlorophyll có tổ chức đặc biệt, phân tán trong

nguyên sinh chất gọi là lục lạp hoặc hạt diệp lục Hạt diệp dục có 2 lớp

màng thylakoid, trên 2 màng này là chlorophyll liên kết với protein

Ill Tính chất

> Dưới tác dụng của nhiệt độ và acid của dịch bào, màu xanh bị mất đi là

do protein bị đông tụ làm cho liên kết cử chlorophyll và protein bị đức

chlorophyll dễ dàng tham gia phản ứng:

Chlorophyll + 2HX > Pheophytin + MgXa

> Trong môi trường kiềm acid và muối acid của dich bao bị trung hòa và môi trường kiềm làm cho chlorophyll bi xa phòng hóa tạo rượu phytol, methanol

và acid chlorophilinic Các acid cũng như mmuoois của chúng điều cho sản

phẩm màu xanh đậm

® Chlorophyll a + kiềm > Chlorophyllin + CH:OH + rượu phytol

® Chlorophyll b + kiểm > Chlorophyllite + CH;OH + rượu phytol

Trong một số cây còn có enzyme chlorophyllase cũng có thể thủy phân

được một số liên kết ester để giải phóng phytol và methanol Các enzyme này thường được định vị trong các sắc lạp, khá bền với nhiệt và chỉ được hoạt hóa trong thời gian chín

Chlorophyll cũng có thể bị oxy hóa do:

® Oxy và ánh sáng (quang oxy hóa)

® Tiếp xúc với các lipid bị oxy hóa

® Tác dụng của enzyme lipoxydase

Các quá trình oxi hóa này có thể xảy ra trong rau khi bảo quản ở đô ẩm tương đối dưới 30% Còn ở độ ẩm không khí cao hơn thi chlorophyll lai bị

biên thành pheophytin

Dưới tác dụng của Fe, Sn, Al, Cu thi Mg trong chlorophyll sé bi thay thế và

sẽ cho các màu sau:

® Fe: cho màu nâu

® Sn và Al: cho màu xám

® Cu: cho màu xanh sáng

Rau muống xanh Rau muống xào có đồng

IV Những biến đổi của chlorophyll trong quá trình bảo quản và chế biến

rau quả

1 Trong quá trình bảo quản

Rau quả giảm hay mất màu xanh là dấu hiệu của sự lão hóa sau khi thu hoạch Tùy thuộc vào sự biến đổi của chlorophyll mà màu của lá có thể chuyển từ xanh sang đỏ hay nâu Các yếu tố của môi trường có thể kiềm hảm hoặc thúc đẩy quá trình này

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi chlorophyll trong qua trinh bao quản:

> Loài thực vật :

e - Ở cải xong thỉ sự giảm hàm lượng chlorophyll nhanh hơn ở ngò tây

se Qa có đỉnh hô hấp thì sự phá hủy chlorophyll trong quá trình chín diễn ra nhanh hơn quả không có đỉnh hô hấp

Hình 5: Hàm lượng chlorophyll ở cải xoong giảm nhanh hơn ngò tây

> Enzyme: Trong qua trinh chin, cac enzyme chlorophyllase, Mg-

dechetase được hoạt hóa và thực hiện các phản ứng làm biến đổi màu sắc của chlorophyll Ngoài ra sự mất màu của chlorophyll còn diễn ra song song với quá trình oxi hóa được xúc tác bởi các enzyme

lipoxygenase, peroxydase, oxygenase Qua trinh oxi hda lipid bat đầu bằng sự tích tụ các acid béo của màng tế bào trong suốt quá trình chín

Các acid béo tự do có thể bị oxi hóa bởi lipoxygenase tạo thành hydroperoxide sau đó hydroperoxide tiếp tục phản ứng với các thành

phần khác, đặc biệt là oxi hóa chlorophyll thành các hợp chất không

màu

> Ethylene: Ethylene có khả năng thúc đẩy nhanh quá trình chín, do đó

nó cũng đẩy nhanh tốc độ mất màu Chlorophyll ở rau quả

Hình 6: sự biến đổi màu sắc của xoài trong quá trình bảo quản và chế biến

Khi chín màu chlorophyll bị mất đi và màu vàng B-caroten sẽ xuất hiện

>» Nổng độ CO;: Nồng độ CO; cao có thể cản trở việc giảm hàm lượng chlorophyll Đồng thời nếu nồng độ CO; cao còn có khả năng ức chế tác dụng của ethylen

+» Bảo quản lạnh:

e Làm lạnh là phương pháp hiệu quả để duy trì chất lượng rau quả trong thời gian bảo quản lâu dài Rau quả thường được chần trước

khi bảo quản lạnh nhằm vô hoạt các enzymme làm mất màu và hương vị tuy nhiên một vài loại rau quả có thể làm lạnh thô như tỏi tây và cà rốt

se Trong quá trình bảo quản rau quả lạnh kéo dài thì hàm lượng

chlorophyll giam con hàm lượng chlorophyllide, pheophytin và pheophobide tăng Nguyên nhân là do hoạt động của các enzyme chlorophyllase va peroxydase

e Sự nhạt màu phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản, loại rau qua, thời

gian làm lạnh

Bông cải tươi - Bông cải lạnh đông

Hình 7: sự biến đổi màu sắc của bong cải trong quá trình bảo quản

2 Trong quá trình chế biến

a Biến đổi trong rau quả fresh-cup

> Sau quá trình chế biến tối thiểu như cắt gọt thì tế bào rau quả bị phá

vở lớp màng bảo vệ làm cho các thành phần trong rau quả tiếp xúc với các tác nhân oxy, ánh sáng, vi sinh vật gây biến đổi chất lượng

và thay đổi cảm quan màu sắc, trạng thái

> Chlorophyll rất nhạy cảm với ánh sáng, dưới tác dụng của ánh sáng chlorophyll bi phân hủy tạo hợp chất đơn giản không màu Đồng thời dưới tác dụng của oxy sẽ gây ra phản ứng quang oxy hóa phá hủy

chlorophyll

> Dưới tac déng cia anh sang va enzyme lipoxygenase, chat béo bi

oxy hóa tạo các gốc tự do, các gốc tự do này sẽ oxy hóa làm mất mau chlorophyll.

Ánh sáng, Oz, lipoxylgenase

b Biến đổi trong rau quả xử lý nhiệt

O Chan

® Rau quả có thể mất màu trong quá trình bảo quản lạnh là do hoạt

tính của các enzyme chlorophyllase và peroxydase Ngoài ra dưới tác dụng của enzyme lipoxygenase sẽ hình thành gốc hydroperoxy tự do

lam mat mau chlorophyll

@ Khi chan sé gitip v6 hoat cac enzyme nay lam mau chlorophyll ft bi

biến đổi

® Khi chân quá mức sẽ tạo ra những màu không mong muốn cho sản

phẩm vì khi đó rau quả bị phyeophytin hóa hoàn toàn, hình thành phyropheophytin và phá hủy lục lạp

©O Quá trình nấu

Tùy thuộc vào quá trình gia nhiệt mà sự biến đổi màu chlorophyll của rau quả khác nhau

e Vi du: O 121°C trong 30 phút màu chlorophyll trong rau bina chuyển

thành màu của pheophytin

© Quá trình tách nước

e Thời gian tách nước kéo dài và ở nhiệt độ cao dẫn đến sản phẩm có chất lượng không tốt Nguyên nhân là do hoạt động của enzyme và

Sự nhạt màu dần do tạo thành pheophytin

e_ Ví dụ: Trong rau ngò sấy khô ở nhiệt độ 80-90°C, 3-7% chlorophyll chuyển thành pheophytin

c Biến đổi trong rau quả muối và lên men

e _ Muối và lên men rau quả là sự bảo quản bằng cách sử dụng acid

Acid thường được thêm vào trong quá trình muối còn quá trình lên men thì tự sinh ra acid

e Trong môi trường acid và dưới tác động của enzyme cholorophyllase chlorophyll bién đổi thành pheophytin và chiorophyllide biến đổi

thành pheophorbide

Hình 8: Rau xanh trước và sau quá trình lên men

v Ứng dụng của chlorophyll trong ché biến thực phẩm

1 Chlorophyll

Phan I6n chlorophyll được sử dụng trong ngành thực phẩm, tạo màu cho

các sản phẩm sữa, dầu ăn, sup, chewing gum, các sản phẩm mứt và sản phẩm

đóng hộp chủ yếu được bổ sung dựa trên hàm lượng chất béo có trong thực phẩm

> Dùng cho mứt, nước sốt

> Dung tao màu cho bánh kẹo, rượu

Ca rốt

cà chua

Hình2.1 : Các loại thực phẩm có chứa carotenoid

| Đặc điểm

Carotenoid la sac tố được phân bố rộng rãi trong tự nhiên sau chlorophyll Hàm lượng carotenoid trong lá xanh chiếm khoảng 0.07-0.2% chất khô, trong trường hợp hữu hạn người ta thấy nồng độ carotenoid rất cao Người ta ước tính

lượng carotenoid được tạo thành trong tự nhiên hằng năm là 10 tấn ( theo weedon 1971)

Trong trái cây và phấn hoa, vai trò của carotenoid là thu hút động vật đảm bảo sự phân tán hạt giống và phấn hoa (theo Bartley và Scolnik), Ngoài ra,

carotenoid còn tác dụng bảo vệ chlorophyll và cơ quan quang hợp

Trong cây, carotenoid tồn tại dạng plastid, cụ thể là nằm trong lục lạp liên

kết lớp chlorohyll và trong sắc lạp ( theo Goodwin và Britton 1988) Trong lục lạp, carotenoid tồn tại dạng phức chlorophyll-carotenoid-protein nằm trong mang

thylakoid Tại đây, carotenoid đóng vai trò thu nhận ánh sáng, nhờ vào phổ hấp

thụ ánh sáng của carotenoid mà chúng có thể hấp thụ được các photon mà

chlorophyll không hấp thụ được

ll Tinh chat

1 Tinh chat vat ly

> Két tinh 6 dang tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dang lá hình thoi

> Nhiệt độ nóng chảy cao: 130- 220°C

> Hòa tan trong chất béo,các dung môi chứa clor và các dung môi không phân

cực khác làm cho hoa quả có 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 nó, người ta thấy khả năng hấp thụ ánh sáng phụ thuộc vào nối đôi liên hợp, phụ thuộc vào nhóm C9 mạch thẳng hay mạch vòng, cũng như vào nhóm chức gắn

trên vòng Ngoài ra trong mỗi dung

mm — OO — — môi hoà 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 có thể thấy bằng mắt thường

Hình 2.2 : Màu sắc của carot trước và sau khi chế biến

2 Tính chất hóa học

»> 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 oxy hoá tạo hợp chất có mùi thơm như các aldehide không

no hoặc ketone đóng vai trò tạo hương thơm cho trà

3 Hoạt tính sinh học và vai trò

Catotenoid là tiền Vitamin A

“+ Carotenoid la chat chống oxy hóa tự nhiên có khả năng bắt giữ oxy đơn phan tur *O2 (oxy singlet)

Có chức năng bảo vệ mắt:

+ Lutein và zeaxanthin hấp phụ những phổ ánh sáng có năng lượng cao

và có hại nhất của ánh sáng mặt trời, kìm hãm việc hoạt hóa các gốc tự

do, ngăn chặn phản ứng kích hoạt bởi ánh sáng

+ Carotene bảo vệ thị giác, tăng cường sức khoẻ và sức đề kháng cho

cơ thể, chống thoái hóa hoàng điểm ở người cao tuổi

lll Phan loai carotenoid

Có 2 cách để phân loại carotenoid Dựa vào nguyên tố tạo thành chia

carotenoid thành 2 loại:

- Loại chỉ chứa C, H như g, B_carotene, lycopen

- _ Loại có chứa nhóm chức có mặt O như lutein, xanthophyll

Còn nếu dựa vào 6 C ở 2 đầu phân tử ta có các nhóm carotenoid không chứa vòng, chứa 1 vòng và chứa 2 vòng.

1 Carotene

Bi

xoài

Hình 2.2 : một số rau trái giàu carotene

> Carotene là chất màu thuộc nhóm mau carotenoid, trong dé B-carotene là loại

quantrong nhất và tìm thấy được nhiều trong rau củ

> f-carotenecó màu vàng, có nhiều trong cà rốt, các trái cây có màu vàng và các

lọai rau màu xanh đậm Chính màu vàng của [3-carotene làm nền cho màu xanh của diệp lục tố đậm hơn ở các lọai rau giàu B-carotene

Hình 2.3: một số thực phẩm giàu

B_carotene

i a Cau tao vd phan loai:

- Carotene (C40H56) là một loại hidratcacbon chưa bão hòa, gồm 18

nguyên tử cacbon hình thành một hệ thống các lên kết đơn, đôi xen kẽ, có 4

nhớm CH3 mạch nhánh

- _ Các loại carotene quan trọng là ơ-carotene,-carotene và y-carotene.

B-carotene

H >

(>

Trong cấu trúc hóa học của hợp chất beta-carotene có 11 liên kết đôi xen

kẽ với các liênkết đơn tạo thànhchromophore làm carotene có màu đỏ hoặc cam

b Tính chất hóa học và vật lý:

- Carotene dễ bị oxi hóa ngoài không khí

- _ Không tan trong nước, chỉ tan trong lipit va cácdung môi hữu cơ

- Carotene nguyén chat là các tinh thể đen có màu đỏ sáng của đồng và

có anh kim loại, dung dịch carotene có màu đỏ cam.

c Tacdung

- B-carotene la chất chống oxy hóa mạnh, ngăn chặn tế bào ung thư, chống

sự hình thành của các cục máu đông trong thành mạch máu

- _ Khi được hấp thu vào cơ thể, B-caroten chuyển hóa thành vitamin A giúp bảo vệ niêm mạc mắt,tăng cường miễn dịch cơ thể

- Trong các thửnghiệm cho rằng 30ng B-carotene mỗi ngày làm tăng tỷ lệ ung thư phổi và ung thư tuyến tiền liệt ở người hút thuốc và những người có tiền

sử tiếp xúc với chất gây nghiện

2 Lycopene

Gấc Hình 24 : Một số rau trái giàu

lycopen Lycopene la mO6t carotene mau do tud, duoc tim thấy trong cà chua, các loại quả màu đỏ khác như

cà rốt đỏ, dưa hấu và đu đủ (nhưng không có trong

dâu tây)

Giống như tất cả các carotenoid, lycopene là một hydrocarbon không bão hòa

đa (một anken không thể), là một tetraterpene läp ráp từ tám đơn vị isoprene,

hoàn toàn bao gồm cachbon va hydro

- Lycopene không hòa tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ và các loại dầu

- _ Nếu lycopeme bị oxy hóa (vi du, bang cach phan ứng với các chất tẩy trắng hoặc acid), các liên kết đôi giữa các nguyên tử carbon sẽ bị phá vỡ, tách các phân tử và loại bỏ các chromophore

Tác dụng

- _ Là một chất có vai trò trung hòa các chất hóa học gây lão hóa làn da

- O thực vật, tảo, và các sinh vật quang hợp khác, lycopene là một chất trung gian quan trong trong việc sinh tổng hợp của nhiều carotenoid

-_ Zeaxantin là dẫn xuất B-caroten,zeaxantin lần đầu tiên được chiết ra

Là chất màu vàng có trong ớt Chiếm7/8 tất cả màu của ớt

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

Trong ớt đỏ có nhiều hơn ớt xanh 35 lần

AN

Hình 2.7 : ớt

5 Birxin

Birxin là một tapocarotenoid được tìm thấy trong Annatto, một loại thực phẩm

màu tự nhiên lẫytừ hạt của cây achiote (Bixa nhuộm Annatto hạt sắc tố chứa khoảng 5%, trong đó bao gồm bixin 70-80%

lrans-bDirxir

Cis-birxin

HÌNH : quả và hạt Bixa orellana

6 Astarxantin

Astarxantin là một carotenoid Nó thuộc về một nhóm lớn hơn được gọi là

tecpen Nó được phân loại như là một hoàng thể tố,có nghĩa là "sắc tố vàng"

Astarxantin cũng là dẫn xuất của carotene và có tên gọi la 3,3-dihidroxy-4,4- dixeto—B-carotene

7 Criptoxantin

Criptoxantin có công thức là: C40H56O (3 hoặc 4-hydroxy B-carotene)

Criptoxanthin, còn được gọi là hoàng thể tố hay beta criptoxantin, là một tiền

vitamin được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm

Nó được chuyển đổi trong cơ thể thành retinol,đó là một hình thức hoạt động của vitamin A

——

Hinh2.8: Cac loai trai cay chứa Criptoxantin

Biến đổi của carotenoid trong quá trình bảo quản và chế biến

1 Trong bảo quản

Trong qúa trình bào quản có thể xảy ra sự mất màu hay tổng hợp carotenoid tùy vào loại rau quả và điều kiện bảo quản ( nhiệt độ, ánh sáng )

Sự mất màu của carotenoid cũng diễn ra trong suốt thời gian lão hóa của

cây nhưng chậm hơn chlorophyll Thành phần carotenoid cũng có thể thay đổi

trong suốt quá trình lão hóa, hình thành nên các xantoophyly ester và epoxyde ( Biswal, 1995)

> Vi du vé su’ giam ham lugng carotenoid

Ot bap va Ot ngot nhiệt độ càng cao carotenoid trong nguyên liệu càng bị

Nhiệt độ thích hợp cho sự gia tăng màu đỏ của cà chua khonag3 20-25°C

Dưới 10oC hay trên 30oC sự phát triển màu đỏ sẽ bị ngăn chặn Sau 7 ngày

cà chua sẽ có màu vàng đó là vì mặc dù trên 30°C sự tổng hợp lycopene bi ngân chận nhưng sự tổng hợp §-carotene vẫn tiếp tục

Hình 2.9 : sự thay đổi màu của cà chua ở nhiệt độ bảo quản khác nhau

Ví dụ về sự ảnh hưởng của ánh sáng đến sự ổn định cùa các hợp chât

carotenoid:

O ca rét, carotene va lutein rat 6n định trong 8 ngày bảo quản ở 4oC trong

tối lẫn dưới ánh sáng Tuy nhiên trong rau bina ham lugng violaxanthin va lutein

giảm lần lượt 60% và 20% trong 8 ngày bảo quản trong điều kiện ánh sáng

( Kopas- Lane và Warthesen, 1995)

>_ Trong bảo quản lạnh đông

Hàm lượng carotenoid trong quá trình lạnh động khá ổn dịnh có rất ít hoặc không có sự giảm màu và đồng phân hóa trong cà rốt, khoai lang, bắp

VD: Làm lạnh và bảo quản khoai lang ở - 17°C trong 6 tháng không có sự thay đổi nhiều trong hàm lượng và màu sắc của từng đồng phân carotene

Tuy nhiên oxy và ánh sáng có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của

carotenoid trong suốt quá trình bảo quản lạnh đông Vì vậy đóng gói rau qu3 thích

hợp trước khi bảo quản lạnh đông có thể laoj bỏ ánh sáng và oxi sẽ giúp giữ màu carotenoid tốt hơn Thông thường người ta sẽ chẳn trước khi bảo quản lạnh đông

để vô hoạt emzim lipoxygenase

Việc mất màu carotenoid phụ thuộc nhiều vào chủng loại rau quả, có chan hay không chẩn trước khi làm lạnh

Ví dụ: trong bảo quản lạnh đông cà rốt

- _ Có chân: bảo quản trong 12 tháng trong -20°C hàm lượng carotene giảm rất ít

- _ Không chần: hàm lượng carotene giảm đáng kể

Trong cà chua hàm lượng carotenoid giảm liên tục, làm màu đỏ nhạt dần trong thời gian bảo quản 24 tháng ở - 20°C và 250C.

2 Trong chế biến

a Biến đổi trong sản phẩm Fresh-cut

Caratenoid là hợp chất nhạy cảm với ánh sáng,Dưới tác động của ánh sáng

có thể xảy ra các biến đổi sau:

> Xảy ra sự quang oxy hóa:

Ánh sáng tác động lêncác chất nhạy cảm, oxy hóa các chất này tạo oxy nguyên tử, sau đó oxy nguyên tử sẽ oxy hóa nối đôi trong phân tử carotenoid tạo chất không màu

> Phan ting oxy hóa do tác động của enzyme lipoxygenase:

Sự oxy hóa do hoat động của hệ thống enzyme có tron rau quả.trong đó

vai trò quan trọng nhất là enzyme lypoxygenase, chúng tác động lên liên kết nối đôi của lipid tạo gốc tự do và peroxyde ( khi có mặt oxy), các hợp chất này tiếp tực oxy hóa carotenoid hoặc các enzyme sẽ oxy hóa trực tiếp hệ thống nối đôi liên hợp tạo ra các sản phẩm không màu

> Phản ứng quang đồng phân hóa:

Trans-carotenoid (màu đậm) cis-carotenoid (màu nhạt)

VD: cà chua trên cây mà chịu nhiều ánh sáng và nhiệt độ không khí cao thì quả

sẽ không đẹp như khi trồng trong điều kiện ôn hòa

b Biến đổi của carotenoid trong xử lý nhiệt:

Ảnh hưởng của xử ly nhiét dén su mat mau hay đồng phân hóa của carotenoid trong các loại rau quả màu vàng, cam, đỏ tùy vào từng chủng loại, thành phần

carotenoid, phương pháp gia nhiệt va điều kiện chế biến Thời gian, nhiệt độ và

sự có mặt của oxy cũng ảnh hưởng đến sự bền màu

> Qúa trình chế biến nước ép quả:

Nước ép từ carot hay cà chua ,màu đỏ và sự ổn định thành phần carotenoid phụ thuộc đều kiện chế biến

Những phương pháp nhiệt khác nhau sẽ cho màu khác nhau từ cam đến vàng Màu trong nước ép carot tương quan với hàm lượng carotenoid và sự hình thành đồng phân cis Cường độ màu giảm khi đồng phân cis được hình thành

Trong nước ép cà chua, 1% của lycopene bị mất đ trong 7 phút gia nhiệt ở 90oC

Mất 17% nấu gia nhiết 130oC

> Qua trinh chan va nau:

Qua trinh gia nhiét lam pha hủy lục lap,caroten e có thể hoa tan trong chất béodẫn đến sự đổi màu, Ảnh hưởng của nhiệt độ lên carotee rất phức tạp có thể tăng, giảm hay duy trì

Khi gia nhiệt nhẹ dưới 100oC trong thời gian ngắn( chần) có thể tăng hàm lượng carotenoid trong 1 đơn vị khối lượng là do các chất tăng nồng độ khi tế bào

bị phá hủy, lượng ẩm bị mất đi, những chất hòa tan và sự vô hoạt các enzyme

oxy hóa carotene

Gia nhiệt mạnh có thể làm giảm lược carotenoid do phản ứng đồng phân hóa có thể xảy tùy vào nhiệt độ và thời gian gia nhiệt

VD: Cà chua bị mất 10% hàm lượng lycopene khi phơi khô ở 110oC, nhưng ở 80oC thì hàm lượng này không đổi

Đậu Hà Lan, hàm lượng lutein tăng 38%, ham lượng carotene tăng 23% va

tổng hàm lượng carotenoid tăng 26% khi gia nhiệt trong nước 3 phút

Mau sac va ham lugg carotenoid khac nhau tùy vào phương pháp chế biến

VD: Sự có mặt của oxy trong khi chan có thể làm giảm hàm lượng carotenoid cần giảm oxy hòa tan trong chế biến

Không có sự thay đổi màu của carot trong nước trong 2 phút ở 88oC hay

gia nhiệt cao troong thời gian ngắn

> Sấy ở nhiệt độ cao

Thông thường tách nước làm cho màu sản phẩm giảm dần và đồng phân hóa carotenoid, đặc biệt là rau nếu rau quả khô không được bảo vệ bởi áng sáng, không khí

Việc làm mất màu của rau quả khô sẽ diễn ra nhanh hơn khi nhiệt độ cao

VD: Trong cà chua, hàm lượng lycopene mất nhiều nhất là 4% khi bị sấy khô trong đó 17% là đồng phân cis Điều này chỉ ra rằng sự đồng phân hóa và sự oxy hóa xảy ra đồng thời Tuy nhiên mẫu được sấy trong điề kiện chân không thì hàm lượng carotenoid bị tổn thất thấp nhất là 2% Sự khác nhau này có thể

là do hàm lượng đường tồn tại trên bề mặt trong thời gian thẩm thấu đã ngăn cản sự xâm nhập của oxy gây oxy hóa lycopen

Sự mất màu carotenoid trong carot sấy khô tỳ thuộc vào nhiệt độ thời gian baỏ quản Hàm lượng trans, a, B-carotenoeva tat ca d6ng phan trans-lutein sé giản dần khi thời gian và nhiệt độ bảo quản lâu và đồng phân cis tăng lên

hình2.10 : sự biến đổi của carot trong chế biến

c Đóng hộp:

V

Việc xử lý nhiệt ở 115oC và 121oC sẻ phá hủy các màu của carotenoid trong nước cà rốt ép, cà rốt đóng hộp Trong quá trình bảo quản nếu nhiệt độ tăng dần thì hàm lượng carotene giảm vì nó thúc đẩy các phản ứng oxi hhóa và đồng phân hóa

Khi điều kiện bảo quản là 115oC trong 30 phút thì đồng phân của cis

a, j-carotene tăng, còn khoảng 35% đồng phân của trans d,B-carotene

giảm đi

Khi đóng họp trong điều kiên chân không, sự oxi hóa sẽ bị ngăn chặn do osi

đã được loại trừ trong quá trình đóng hộp

Hình 2.11 : Runebergin torttu Hình 2.12 : Hộp bánh cao cấp

dạ nguyệt đoàn viên

Hình 2.13 Keo vimto orange lollies va Keo jazzies

> Dùng cho bia, nước quả

Hình 2.16 : Bixin được dùng làm bột ngũ vị hương

> Dùng để nấu các món ăn như phở trộn thập cẩm, phở cuốn, chân gà