Chất màu vàng trong thực phẩm

Chất màu vàng trong thực phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

Bài báo cáo

Bộ môn: HÓA HỌC THỰC PHẨM

Giáo viên hướng dẫn: Th Tôn nữ minh nguyệt

Sinh viên thực hiện

1 Tăng Nguyên Minh 60801287

2 Nguyễn Vĩnh Nguyên60801411

Mục Lục

A - tổng quan về màu sắc

1- màu trong cuộc sống 3

2- màu trong thực phẩm 3

B - bản chất màu và phân loại 1-cấu tạo phân tử và màu sắc 5

2-phân loại 6

C - các màu vàng trong thực phẩm Màu vàng tự nhiên 1-carotenoid: 7

a.cấu tạo chung 7

b.phân loại và danh pháp 7

c.tính chất vật lí và hóa học 10

d.phương pháp phân tích 11

2-flavonol: 12

a.cấu tạo chung 12

b.phân loại 13

c.tính chất vật li và hóa học 14

d.phương pháp phân tích 14

D - nguyên liệu thực phẩm chứa màu 1-điều 14

2 -gấc 15

3-tôm cua 16

4-trứng 16

E - màu vàng tổng hợp 1- màu bán tổng hợp 20

a Tổng hợp beta – carotene E160a (ii) 21

b beta – apo – 8’ – carotenal E160e 22

c tổng hợp các nhóm chất flavonol: 23

2- màu tổng hợp a.Quinoline yellow E104 24

b Tartrazine E102 24

c Sunset yellow ( FCF ) E110 24

Tài liệu tham khảo 25

A Tổng quan về màu sắc :

1 Màu sắc trong cuộc sống :

Màu sắc có thể làm thay đổi trạng thái tình cảm cuả một con người, thậm chí có thể gây ra những đột biến tử vong Màu sắc xuất hiện ở khắp nơi nơi, gắn liền mật thiết với đời sống con người Chúng có thể mang lại cho loài người một cuộc sống hạnh phúc, nếu chúng ta biết cách sử dụng chúng

Tác dụng cuả màu sắc đối với trí tưởng tượng và nhất là những phản xạ tâm lý rất rõ rệt Vào một phòng sơn xanh, đa số mọi người sẻ cảm thấy ước lượng nhệt độ thấp hơn sự thật Nếu sơn đỏ hay san hô thì nhất định sự ướt đoán nhiệt độ sẽ cao hơn Các màu gần màu đỏ cho ta cảm giác nóng và kích thích , trái lại các màu gần màu xanh thì gây cho ta cảm giác mát mẻ và êm dịu

Tác dụng của từng màu : Trên quan điểm âm dương, màu sắc có một ảnhhưởng rất quan trọng trên thể chất cũng như tinh thần của con người Đỏ, xanh, vàng là ba màu căn bản, nặng tác dụng trên vật chất Da cam, lục , lam, tím là bốn màu phụ, nặng tác dụng về tâm linh

-Màu Da Cam:

Thuộc Dương, làm điều hoà những tình cảm tinh thần suy ra do màu tím, nó phùhợp với những người không quyết định, không quả cảm, hay rụt rè, và có

khuynh hướng nặng về tinh thần hơn vật chất Màu da cam ngoài tính chất bồi

bổ, qiúp cho sự tiêu hoá và tạo một cảm giác khoẻ khoắn, thoải mái

-Màu Tím:

Cực âm, làm phát sinh ý tưởng về đời sống tâm linh, tạo những tình cảm hư ảo,

mơ mộng, huyền bí Nên trang trí phòng ngủ với màu tím vì nó có tính chất trừ

bỏ ác mộng

-Màu Đỏ Cực dương, sinh ra năng lực, sinh khí Nó đem tới những tình cảm về xác thịt, thô bạo, dữ dội, kích thích sự can đảm và cả sự giận dữ

-Màu Vàng:

Tánh dương, làm phát sinh sự điều hoà cho thể chất, cho tình thần cũng như cho tình cảm Phòng khách nên trang hoàng màu vàng cho câu chuyện được thêm ôn hoà và điền đạm Màu vàng rực rỡ nhất thì lại là màu cho những người giàu mơ mộng, giàu tưởng tượng, và ưa vinh quang

chúng được êm dịu hơn Màu xanh da trời làm êm dịu người bệnh , mau hồi phục sức khoẻ , và có tính chất diệt trùng

Ứng dụng của việc dùng màu : việc áp dụng màu sắc âm dương ngày nay đã được phổ biến rộng rãi trên thế giới Trong các viện chữa bệnh theo phân tâm học hoặc thần kinh, người ta thường làm dịu những cơn đau cuả bệnhnhân bằng các màu sắc Âm như xanh , tím và khích thích họ băng những màu sắc Dương như đỏ , da cam Những bệnh thuộc thần kinh tỏ ra lắng dịu trước các màu tím , xanh , hoặc lục Giới thương mại cũng cần phải biết về những thành kiến sẵn có ở những quốc gia mà mình đang kiếm thị trường Chẳng hạn như khó mà bán được một chiếc xa màu đỏ ở Nhật vì màu đỏ ở nước nầy chỉ dùng để sơn xe bưu điện và xe cứa hoả , nước Anh thì là màu xanh lục vì họ cho rằng màu nầy thường đem rủi ro cho xe cộ và phương Đông nói chung , thì

là màu trắng vì họ cho rằng màu trắng là màu tang tóc Màu sắc âm dương còn

có một giá trị rất đặc biệt trong sự lựa chọn các màu áo, quần, giầy, nón, các loạison phấn, ngọc, ngà v v phù hợp với hình thể âm dương để nâng cao giá trị sắc đẹp của phái nữ cũng như phái nam

2 Màu sắc trong thực phẩm :

- Màu sắc liên quan đến chất lượng thực phẩm (độ tươi Û hư hỏng)

- Màu sắc ảnh hưởng đến độ ngọt của sản phẩm, độ ngọt tăng 2-12% do việc sử dụng đúng màu sắc

- Việc bổ sung chất màu nhằm làm gia tăng màu sắc đặc trưng của thực phẩm , khôi phục màu sắc bị giảm hoặc mất đi do chế biến , tạo cho thực phẩm hấp dẫn hơn

Trong những chất màu thực phẩm, ngoài các thành phần chất màu riêng biệt cho từng loại màu sắc, chúng còn chứa các thành phần có hoạt tính sinh học khác như vitamin, axit hữu cơ, glycozit, các chất thơm và các nguyên tố vi lượng

Màu đỏ: chứa nhiều Lycopene và anthocyanin

Tác dụng : ngăn ngừa bệnh ung thư và tim mạch Trong y học phương Đông, màu đỏ lọc sạch máu và tăng chứng thèm ăn Các loại thực phẩm này rất tốt cho bệnh tăng huyết áp và xơ cứng động mạch Một vài chuyên gia cho biết màu đỏ cũng chống lại hiện tượng lão hoá

Những thực phẩm màu đỏ : cà chua, tiêu đỏ, đậu đỏ, quả lựu, nho, củ cải,cây đại hoàng, anh đào, táo đỏ …

Màu trắng: có chứa chất Anthoxanthine , hàm lưởng cholesterol thấp

Tác dụng :chống lại các mầm mống bệnh nguy hiểm, hay ung thư, dị ứng

và viêm nhiễm Nó cũng chống lại hiện tượng oxi hoá trong cơ thể , giúp ngăn ngừa bệnh tim

Những thực phẩm màu trắng : củ hành, đậu trắng, nấm, tỏi, củ cải, cải bắp và chuối là một số thực phẩm màu trắng phổ biến

Màu Xanh/ đen: chứa nhiều Lecithin , isoflavone

Chúng chống lão hoá , giúp tuần hoàn máu Ở đậu đen chứa isoflavone chất chống chứng loãng xương Đối với những người hói thì ăn đậu đen là một lời khuyên rất hữu ích từ các bác sĩ

Những thực phẩm màu đen : đậu đen, gạo, hạt vừng, và cà tím, kiều mạch, nho, dưa chuột

Xanh lá cây: có chất diệp lục , chất xơ ( cellulose )

tăng khả năng trao đổi chất và giảm mệt mỏi , giúp quá trình phục hồi tế bào , giảm lượng cholesterol trong máu và ngăn ngừa chứng táo bón Để hấp thu các chất dinh dưỡng có trong rau củ màu xanh một cách hiệu quả, các nhà dinh dưỡng đề nghị nên chế biến chúng với một ít chất béo

Những thành phần thực phẩm màu xanh : Rau bina, cây bông cải xanh, trà xanh, rong biển, quả mơ Nhật, lê tàu, dầu ô liu

Màu vàng/vàng cam: có chứa beta - carotene

Nó chống lại bệnh ung thư, lão hoá, và một số bệnh ở tuổi dậy thì Cơ thểchúng ta biến đổi những thành phần này thành vitamin A giúp cơ thể phát triển, tăng cường hệ miễn dịch và loại bỏ chứng giảm huyết áp

Thực phẩm màu vàng và vàng da cam : cà rốt, bí ngô, gừng, khoai tây đường, quýt, mơ, nho, chanh, xoài, cam, đào, hồng, ngô hạt ngọt

Màu xanh dương và đỏ tía/đỏ đậm : có chứa chất anthocyanins và

proanthocyanins

Hoa quả và rau củ có màu xanh dương, đỏ tía và đỏ đậm, chất chống ôxyhóa trong các thực phẩm này có tác dụng giữ cho tim luôn khỏe mạnh và giúp cho não hoạt động tốt nhất

Các loại thực phẩm màu xanh dương và đỏ tía/đỏ đậm gồm có: quả mâm xôi, trái dâu xanh, quả cà, mận, cây nam việt quất , nho, củ cải đỏ, dâu

Màu tím : chứa nhiều proanthocyanidin

Những loại rau củ màu tím là “kho vũ khí” chống oxy hóa, tập hợp những

“chiến sĩ” bứng gốc tự do Trong đời sống văn minh hiện nay, ô nhiễm môi trường, thức ăn bị nhiễm độc, thức ăn nhanh vốn là những thủ phạm gây ra những gốc tự do

Những loại rau củ màu tím (quen thuộc là bắp cải tím, khoai lang tím, rau dền, củ dền ) vốn có thể ngăn chặn sự tăng trưởng của bướu

B BẢN CHẤT MÀU VÀ PHÂN LOẠI :

1 Cấu tạo phân tử và màu sắc :

Màu phát sinh do sự tương tác của các photon với các electron trong phân tử của chất Đối với hợp chất hữu cơ , sự xuất hiện không phải do các electron củanhững nguyên tử riêng biệt mà do hệ electron trong toàn bộ phân tử Độ linh động của hệ này ( là khả năng dễ dàng thay đổi trạng thái của nó dưới tác dụng của các photon ) quyết định sự hấp thu chọn lọc các sóng của ánh sáng khả kiến Do đó các hợp chất có màu thường chứa trong phân tử hệ liên kết pi tiếp cách

Ảnh hưởng của hệ liên kết pi đến cường độ màu :

- Khi kéo dài mạch tiếp cách : chuyển từ không màu sang màu nhạt đến màu sẫm Ví dụ như C6H5-CH=CH-C6H5 ( Stilben ) không màu , C6H5-

(CH=CH)3-C6H5 ( diphenyl hexatrien ) có màu vàng , C6H5-(CH=CH)6-C6H5 ( diphenyl dodecahexaen ) có màu da cam – nâu

- Các nhóm carbonyl –C=O- liên kết với nhau lam cho hợp chất có màu sâu hơn

H3 : Các nhóm nguyên tử chưa bão hòa

- Các nhóm tạo màu cho hợp chất hữu cơ gọi là nhóm hàm sắc Nhóm làm tăng màu của nhóm hàm sắc gọi là nhóm trợ sắc Có 2 loại nhóm trợ sắc là nhóm đẩy điện tử và nhóm rút điện tử Chỉ sau khi đưa các nhóm trợ sắc vào thìmàu của hợp chất mới trở nên thuần nhất và đủ cường độ , nhất là khi trong phân tử hiện diện cả nhóm đẩy và rút điện tử

2 Phân loại : theo nguồn gốc , có 2 loại màu :

Màu thiên nhiên : được trích ly và tinh chế từ thiên nhiên Việc sử dụng loại màu nầy nảy sinh ra nhiều vấn đề như: màu không cố định có thể thay đổi hay biến dạng theo thời gian, nhiệt độ, ánh sáng, và nhất là có thể làm biến dạngphẩm chất của thực phẩm được nhuộm màu

Màu tổng hợp : thường tan trong nước và ổn định hơn Trên thị trường,

màu tổng hợp có dưới dạng hạt, bột, dung dịch, hay dạng dẻo Màu tổng hợp tác

dụng với hydroxid nhôm Al(OH)3 để cho ra một dung dịch gọi là hồ (lakes) sẵn sàng để nhuộm màu trong thực phẩm Lợi điểm của màu tổng hợp là màu rất bền không bị tác dụng do thời gian, nhiệt độ hay ánh sáng

C MÀU VÀNG TRONG THỰC PHẨM :

Màu vàng tự nhiên :

1 Carotenoids :

Carotenoids là nhóm chất màu hòa tan trong chất béo làm cho quả và rau có màu da cam , màu vàng và màu đỏ Nhóm này gồm từ 65 tới 70 chất màu tự nhiên, tiêu biểu là carotene, licopene , xanthophylls , capsanthin Carotenoids cótrong đa số cây ( trừ một số nấm ) và hầu như có trong tất cả cơ thể động vật

a Công thức cấu tạo chung Carotenoids là hợp chất cấu tạo bởi 8 đơn vị isoprenoid ( ip ) Các đơn vị ip nối với nhau từ “ đầu đến đuôi ” , nhưng trật tự này bị nghịch chuyển tại giữa phân

tử

H.4: Cấu trúc chung của carotenoids

b Phân loại và danh pháp :Danh pháp : tên carotenoids thường dựa theo tên nguồn sinh vật ( biological source) lần đầu tiên được dùng để tách chúng Ví dụ như beta-carotene được tách đầu tiên từ carrot

Tuy nhiên , một hệ thống tốt hơn là danh pháp bán hệ thống đã được phát triển để thiết lập mối quan hệ giữa tên gọi và cấu trúc

Một số tiêu chuẩn trong danh pháp bán hệ thống :

* Hệ thống đánh số :

H.5 : hệ thống đánh số carbon của carotenoids theo IUPAC

* Những kí tự Hi Lạp dùng đề mô tả nhóm kết thúc , vòng no, vòng không no ( H.6 )

Phân loại : có 2 hệ thống chính được dùng để phân loại carotenoids

1 theo cấu trúc hóa học : có 2 lớp là : carotenes và xanthophylls

2 theo chức năng ( functionality ) : nhóm carotenoids cơ bản ( primary carotenoids ) và nhóm carotenoids chuyển hóa ( secondary

Phân loại carotenoid

Dựa trên cấu tạo hóa học

Carotenes : là hidrocarbon Al-carotene , beta-carotene, b-cryptoxanthin Xanhthophyll : có chứa các

Nhóm carotenoid chuyển hóa

Al-carotene , capsanthin, lycopene, Bixin

Bảng 2 : Phân loại carotenoids

H.7 : Công thức cấu tạo và màu của một số chất thuộc nhóm carotenoids

c.Tính chất vật lý và hóa học :Tính chất vật lý :

Kết tinh ở dạng tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dạng lá hìnhthoi.

Nhiệt độ nóng chảy cao: 130- 2200C

Có độ hòa tan cao trong các dung môi không phân cực ( bao gồm cả dầu

mỡ ) ,không tan trong nước

Màu sắc của carotenoid được tạo ra nhờ sự có mặt của hệ các nối đôi liên hợp trong phân tử Phần lớn các nối đôi này có cấu hình dạng trans Khả năng hấp thụ sóng mạnh nhất ở những bước sóng khác nhau của hệ nối đôi liên hợp được sử dụng để phân tích cấu trúc , định tính cũng như định lượng carotenoid

Bảng 3 : độ bền với ánh sáng , nhiệt độ , acid của một số chất thuộc

Carotenoids nhạy cảm với oxi và ánh sáng Khi các tác nhân này bị loại

bỏ , carotenoid trong thực phẩm rất bền , kể cả ở nhiệt độ cao

Dễ bị oxi hóa trong không khí : làm giảm chất lượng thực phẩm

làm thay đổi màu sắc của thực phẩm tạo ra nhiều chất mùi Ví dụ như : C13-norisoprenoid (grasshooper ketone ) có ở thực vật , khi bị oxi hóa sẽ chuyển thành một chất mùi , do đó làm đổi mùi khi đun nóng trái cây trong quá trình sản xuất nước quả hay hay mứt quả Hay như 1,2-dihydro-1,1,6-trimetyl naphtalen

có mùi dầu lửa được tạo ra trong quá trình phân hủy neoxanthin và những

carotenoid khác trong quá trình bảo quản rượu vang

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu của carotenoids :

Yếu tố hóa học : Độ hoạt động của anken liên hợp : màu bền hơn do alkene liênhợp có chuyển vị

Sự oxi hóa : phản ứng oxi hóa theo cơ chế gốc tự do như chất béo => chất chống oxi hóa cho nguyên liệu thực phẩm nhưng làm sản phẩm bị nhạt màu

sự oxi hóa carotenoids được đẩy mạnh nhờ chuyển thành dạng epoxide hoặc furanoxide nhờ sự đồng phân hóa ( trong nước ép

đóng hộp , carotenoids chuyển thành dạng epoxide làm nhạt màu sp ( do mất 2 liên kết tiếp cách )

pH : carotenoids không tan trong nước nến không cần xét tác động của pH

Nhiệt độ : tăng nhiệt độ làm thay đổi tỉ lệ sản phẩm và có thể cả chiều hướng của phản ứng ví dụ như ở nhiệt độ thấp sản phẩm cộng 1, 2 theo cơ chế ái điện tử nhiều hơn sản phẩm thế 1, 4 ; tăng nhiệt độ đến 190 C thì sản phẩm sẽ

d Phương pháp phân tích :

- Sử dụng tia UV và quang phổ hấp thụ miền thấy được ( visible adsorption spectroscopy)

- Infrared spectroscopy ( phổ hồng ngoại )

- Nuclear magnetic resonance spectroscopy ( quang phổ cộng hưởng từ- hạt nhân)

- Phương pháp sắc kí

H.8 : sử dụng phương pháp sắc kí tách các chất trong nhóm carotenoids

2)Flavanoid:

Ngoài các carotenoids tan trong chất béo ,trong tự nhiên còn một nhóm chất gây màu khác là nhóm flavonoid Nhóm chất này ta trong nước và có trong các không bào Trong các loài thực vật khác nhau thì số lượng các flavanoid cũng như nồng dộ cũng sẽ khác nhau , do đó làm cho chúng có nhũng màu sắc khác nhau từ đỏ cho đến màu tím

Trong phần này đề cập đến phần chất màu vàng do đó chỉ nêu lên nhóm chất tiêu biểu là flavanol

a) cấu tạo chung

là một trong những họ chất đặc trưng trong nhóm flavonoid,flavonol có cấu trúc tổng quát như sau

Nhóm hydroxyl nằm ở vỉ trí thứ 3 theo cách đánh số IUPAC,các đồng phân khác của flavonol là do các nhóm hydroxyl hay H gắn ở các vị trí khác nhau trên vòngphenolic

b.phân loại và danh pháp:

Flavonol làm cho rau quả và hạt có màu vàng ,da cam khi flavanol bị thủy phân

sẽ sinh ra các alugon màu vàng các glucocide của flavonol thường gặp nhất là kaemferol,quercetin,myricetin

Các flavonol hòa tan trong nước , cường dộ màu sắc tăng tỉ lệ với nhóm

hydroxyl màu đậm nhất khi nhóm OH nằm ở vị trí octo

c.Tính chất vật lí và tính chất hóa học:

- Là hợp chất phân cực nên tan trong nước, ít tan trong dung môi hữu cơ - Hơ

tờ giấy có nhỏ dịch chiết trên miệng lọ ammoniac cho màu vàng sáng

- Acid sunfuaric nhỏ lên các dẫn chất flavonol cho màu vàng đậm

- Dung dịch SbCl5/CCl4: màu vàng đậm

- flavanol có trong lá, vỏ hoặc gỗ của một số loại cây flavanol là các chất

không màu, nhưng khi tác dụng với dung dịch acid vô cơ thì có màu đỏ

-Dể bị oxi hóa và trùng hợp hóa nên việc phân lập chất tinh khiết gặp khó khăn.d.Phương pháp phân tích:

Định tính:

Thuốc thử Benedic : flavonol sẽ cho vết màu vàng trên nền lơ nhạt với thuốc thử

này

Sắt III clorid 3% trong ethanol : tạo phức xanh lá cây sau chuyển sang màu nâu.

Chì acetate: cho phức màu cam

Định lượng:

-Phương pháp cân: ứng dụng khi nguyên liệu giàu có flavon hoặc flavonol và

dịch chất ít tạp chất

-Đo màu: bằng phản ứng cyanidin, phản ứng kết hợp với muối diazoni, tạo phức

màu với AlCl3 , muối titan, chrom …

-Phương pháp đo phổ tử ngoại.

D Nguyên liệu thực phẩm chứa màu vàng

1 Điều:

Nguồn gốc và phân bố:

Điều màu (annatto) có nguồn gốc từ châu mỹ -thuộc họ cây achiote Điều được trồng ở nhiều nơi , đa số là ở vùng châu mỹ latinh và caribean Bằng nhiều cách khác nhau điều được du nhập vào châu Á , châu Âu và từ đó trở nên phổ biến trên toàn thế giới

Các công dụng của điều:

Ban đầu các thổ dân nam mỹ sử dụng màu điều sơn lên người để xua đuổi côn trùng

Về sau người dân các bộ tộc bắt đầu sử dụng màu điều cho vào trong thức ăn để cho có màu đỏ đẹp mắt và hương thơm cay dịu

Các thành phần có trong điều có thể chữa trị các bệnh về đường tiêu hóa như : đau dạ dày , ợ chua

Thành phần màu trong điều:

Màu điều tập trung tất cả trong hạt của nó Trong hạt điều ngoài thành phần chính là trans - bixin ( màu đỏ ) còn có một số các norbixin như xanthophylls Trong hạt điều khô bixin chiếm tỉ lệ từ 70 đến 80% Bixin có màu đỏ và

xanthophylls có màu vàng , hỗn hợp hai chất này tạo cho điều có màu cam vàng đặc trưng