Màu sắc của nước quả, các yếu tố ảnh hưởng

Màu sắc của nước quả, các yếu tố ảnh hưởng

LỜI MỞ ĐẦU

Rau quả là thức ăn thiết yếu của con người Rau quả cung cấp cho con ngườinhiều vitamin và muối khoáng.Gluxit của rau quả chủ yếu là các thành phần đường dễtiêu hóa, hàm lượng đạm và chất béo trong rau quả không nhiều nhưng nó có vai tròquan trọng trong trao đổi chất và tiêu hóa…Do vậy trong chế độ dinh dưỡng của củacon người rau quả không thể thiếu và ngày càng quan trọng Màu sắc trong rau quảkhông chỉ hấp dẫn sự ngon miệng mà nó còn thể hiện sự chứa đựng các vitamin vàkhoáng 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 củarau quả thể hiện hàm lượng fenolphthalin …

Mỗi màu sắc của rau quả là đặc trưng cho một loại quả và chứa một vài chất cóhoạt tính sinh học.Tuy nhiên, màu sắc này lại không bền theo thời gian và dễ bị ảnhhưởng bởi những tác động bên ngoài như: nhiệt độ, pH, ánh sáng… Thấy được tầmquan trọng của màu sắc trong rau quả nên chúng tôi chọn đề tài “Màu sắc của nướcquả, các yếu tố ảnh hưởng”

Nội dung tiểu luận gồm 4 phần:

-Phần 1: Khái niệm và phân loại nước quả

-Phần 2: Các chất màu tự nhiên và chất màu tổng hợp

-Phần 3:Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến màu sắc nước quả

-Phần 4:Ví dụ về quy trình sản xuất nước táo trong có sử dụng enzim để nângcao hiệu suất trích ly và màu sắc nước quả

1.Các khái niệm và phân loại nước quả:

-Nước quả tự nhiên:thành phần chủ yếu là dịch quả, chiếm tỷ lệ 70-80% trở

lên, trong đó có một phần thịt quả (nước quả đục), hoặc không chứa thịt quả (nướcquả trong) Có thể điều chỉnh độ ngọt, độ chua bằng đường kính và axit thực phẩm.[4]

Hình 1 Các loại nước quả táo, cam, ổi, dứa tư nhiên

-Necta quả (nước quả nghiền, nước quả với thịt quả):khác với nước quả tự

nhiên do chứa nhiều thịt quả và ở trạng thái sệt.[4]

Hình 2 Nước cam nghiền có lẫn thịt quả.

-Nước quả cô đặc: là nước ép từ quả, lọc trong rồi cô đặc tới hàm lượng chất

khô hòa tan 60-70% Có thể coi nước quả cô đặc là một dạng bán chế phẩm để chếbiến nước giải khát từ quả, rượu vang quả, rượu mùi quả, kem hoa quả,mứt đông từquả (Jelly).[4]

-Nước quả lên men hay còn có tên gọi là cider hay pery:được chế biến bằng

cách cho nước quả lên men rượu Sau thời gian lên men (24-36h) hàm lượng etanoltrong sản phẩm đạt 4-5%V Sau đó sản phẩm được tiệt trùng, đóng vào bao bì kín rồitiêu thụ nhanh Sản phẩm chứa nhiều CO2 tạo ra trong quá trình lên men sản phẩm.[4]

Hình 3 Nước cam lên men (cider cam)

-Nước giải khát từ quả:thành phần chủ yếu cũng là nước quả nhưng tỷ lệ

nước quả trong thành phẩm thấp hơn nhiều (Chỉ chiếm tỷ lệ 10-30%) so với nước quả

tự nhiên Trong sản phẩm, ngoài nước quả còn cho thêm đường kính, axit thực phẩm,chất màu thực phẩm và hương liệu Sản phẩm có thể nạp CO2 hoặc không nạp CO2.[4]

Hình 4 Hình ảnh minh họa nước xoài -Nước quả hỗn hợp (cocktail):được chế biến bằng cách pha trộn hai hay

nhiều dạng nươc quả ; đôi khi sản phẩm có chứa hàm lượng cồn thấp (5-6%V).[4]

-Xirô quả, squash quả:là nước quả được pha thêm nhiều đường để độ đường

trong sản phẩm đạt 50-70% Squash quả chứa nhiều thịt quả và trạng thái đặc hơn sovới xirô quả.[4]

Hình 5 Hình ảnh squach quả cam, carot, dâu, táo và ổi.

Căn cứ theo phương pháp bảo quản người ta chia nước quả thành các loại:

- Nước quả thanh trùng

- Nước quả bảo quản lạnh

- Nước quả sufits hóa

- Nước quả lên men

- Nước quả có nạp CO2 [1]

2 Màu sắc nước quả

Màu sắc của nước quả có thể thực hiện được bằng những cách sau :

- Xây dựng quy trình gia công nguyên liệu, bán thành phẩm để bào toàn đượctối đa các chất màu có sẵn trong nguyên liệu

- Tách ra, cô đặc và bảo quản các chất màu từ chính nguyên liệu thực vật đóhoặc từ các nguyên liệu khác giàu màu sắc ấy Sau đó từ các chất màu tự nhiên đã côđặc này có thể dùng để nhuộm màu cho chính nguyên liệu mà từ đó đã thu được chấtmàu hoặc cho những dạng nguyên liệu hoàn toàn khác

- Tổng hợp nhân tạo các chất màu giống như các màu tự nhiên của sản phẩmthực phẩm rồi dùng chúng để nhuộm màu cho các sản phẩm khác mà ở dạng tự nhiênkhông đủ mạnh hoặc bị mất màu ban đầu do quá trình chế biến

- Dùng các biện pháp kỹ thuật thích hợp để điều chỉnh các phản ứng theo chiềutạo ra những màu sắc mới từ những hợp phần có trong nguyên liệu

Dựa vào quá trình hình thành có thể chia các chất màu tự nhiên thành hai loại:

- Clorofil, diệp lục hay chất màu xanh lá cây

- Các carotenoit có trong lục lạp, cho quả và rau màu da cam, màu vàng và đôikhi màu đỏ

- Các chất màu flavonoit có trong các không bào, có màu đỏ, xanh và vàng

2.1.1 Clorofil

Màu xanh là cây của thực vật là do có mặt chất màu clorofil Chất màu nàyđóng vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình quang hợp – quá trình chủ yếu tạo racác hợp chất hữu cơ và tạo ra nguồn oxy tự do duy nhất của quả đất Clorofil khôngnhững cho màu xanh mà còn che mờ các chất màu khác Trong các phần xanh củacây, clorofil có trong tổ chức đặc biệt, phân tác ở trong nguyên sinh chất, gọi là lụclạp hoặc hạt diệp lục Hàm lượng clorofil trong cây xanh cũng chiếm khoảng 1% chấtkhô.[1]

Clorofil có hai dạng: clorofil a có công thức là: C55H72O5N4Mg và clorofil b cócông thức C55H70O6N4Mg có màu nhạt hơn clorofil a

Hình 6 Cấu tạo clorofil a và clorofil b: a là CH3, b là CHOTính chất

- Dưới tác dụng của nhiệt độ và axit của dịch bào màu xanh bị mất đi, một mặt

là do protein bị đông tụ làm vỏ tế bào bị phá hủy, mặt khác là do liên kết giữa clorofil

và protein bị đứt làm cho clorofil dễ dàng tham gia phản ứng

Clorofil + 2HX felfitin + MgX2

Để tạo ra feofitin có màu xanh oliu

- Khi cho tác dụng với các kiềm nhẹ như cacbonats kiềm, kiềm thổ thì chúng

sẽ trung hòa axit và muối axit của dịch tế bào và tạo nên môi trường kiềm làm choclorofil bị xà phòng hóa để cho rượu phitol, metanol và axit clorofilinic

- Clorofil cũng có thể bị oxy hóa do oxy và ánh sáng (quang oxy hóa), do tiếpxúc với các lipit bị oxy hóa hoặc do tác dụng của enzim lipoxydaza Các quá trình oxy

Mg N N

N N

O COOCH 3

này có thể xảy ra trong các rau (nhất là rau sấy) bảo quản ở độ ẩm tương đối dưới30%, còn khi độ ẩm tương đối của không khí cao hơn thì clorofil lại bị biến đổi thànhfeofitin Một số hợp chất bay hơi có thể làm tăng (etylen) hay làm chậm (khí CO2) sựbiến hóa của clorofil.

- Dưới tác dụng của Fe, Sn, Al, Cu thì Mg trong Clorofil sẽ bị thay thế và sẽcho các màu khác nhau:Với Fe sẽ cho màu nâu; Với Sn và Al cho màu xám; Với Cu

sẽ cho màu xanh sáng

Trong sản xuất thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất đồ hộp rau, người tathường dùng các biện pháp sau đây để bảo vệ được màu xanh diệp lục:

- Gia nhiệt nhanh trong một lượng nước sôi lớn (3-4 lit/kg) để làm giảm hàmlượng axit Axit lúc này sẽ bị bay đi cùng với hơi nước

- Gia nhiệt rau xanh trong nước cứng, cacbonat kiềm thổ sẽ trung hòa một phầnaxit của dịch bào.[1]

2.1.2 Carotenoit

Carotenoit 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 đến 70 chất màu tự nhiên, tiêubiểu là caroten, licopen, xantofil, capxantin và xitroxantin Carotenoid cso trong đa sốcây (trừ một số nấm) và hầu như có trong tất cả cơ thể động vật Hàm lượngCarotenoig trong lá xanh chiếm khoảng 0,07 – 0,2% chất khô.[1]

Các chất trong tự nhiên có thể xem như dẫn xuất của licopen

a Licopen

Licopen có trong quả cà chua và một số quả khác Màu đỏ của cà chua chínchủ yếu do có mặt licopen mặc dầu trong cà chua còn có một loạt các carotenoit khácnhư: fitoflutin, α-caroten, γ- caroten, β-caroten, licopen

Tất cả những carotenoit tự nhiên khác đều là dẫn suất của licopen và caroten.Chúng được tạo thành bằng cách đưa nhóm hydroxyl, cacbonyl hoặc metoxy vàomạch nhờ phản ứng hydro hoặc oxy hóa

Hình 7 Cấu tạo licopen

Hình 8 Cấu tạo Xantofil

c Capxantin

Capxantin có công thức C40H58O3 là chất màu vàng có trong ớt đỏ Capxantinchiếm 7/8 tất cả chất màu của ớt Capxantin là dẫn xuất của caroten, nhưng có màumạnh hơn các carotenoif khác 10 lần Trong ớt đỏ có các carotenoit nhiều hơn trong

g Xitroxantin

Xitroxantin có công thức C40H50O Xitroxantin có trong vỏ quả chanh.Xitroxantin có khi được kết hợp vào phân tử β – caroten một nguyên tử oxi dể tạothành cấu trúc furanoit.[1]

h Astarxantin

Astarxantin cũng là dẫn xuất của caroten và có tên gọi là 3,3’ - dihydroxy – 4,4– dixeto - β – caroten Trong trứng của loài giáp xác có chất màu xanh ve gọi làovoverdin có thể coi như là muối dạng endiol của astarxantin và nhóm amin củaprotein (kết hợp của astarxantin và protein).Trong mai và giáp của cua, tômastarxantin cũng tham gia vào thành phần của lipoprotein gọi là xianin.Trong quátrình gia nhiệt do protein bị biến tính và astarxantin bị tách ra dưới dạng chất màu đỏ

2.1.3 Các chất nhóm màu flavonoit

Các chất màu này hòa tan trong nước và chứa trong các không bào Trong rau,quả và hoa, số lượng cũng như tỉ lệ các flavonoit khác nhau, do đó làm cho chúng cónhiều màu sắc khác nhau: từ màu đỏ đến màu tím Flavonoit là những dẫn xuất củacroman và cromon Croman và cromon là những pheenylpropan vì có chứa bộ khungcacbon C6 – C3

O1 2

3 4 5

6

7

4' 5' 6'

O

Hình 9 Cấu trúc cơ bản của nhóm flavonoid

Dựa vào sự oxy hóa của vòng pyran trung tâm, người ta phân flavonoit thànhcác loại khác nhau [1]

a Antoxian

Antoxian hay antoxianozit là mono – hay diglucozit do gốc đường glucoza,galactoza hoặc ramnoza kết hợp với gốc aglucon có màu gọi là antoxianidin Do đókhi thủy phân antoxian thì được đường và antoxianidin (antoxianidol) Antoxian hòatan trong nước, còn antoxianidol thì không hòa tan trong nước Các antoxianidol vàcác antoxian là những chất tạo nên màu sắc cho hoa và quả Các antoxianidol có màu

đỏ, xanh, tím hoặc những màu trung gian Tất cả antoxianidol đều có chứa trong vòng

pyran oxy hóa trị tự do Tuy nhiên người ta chưa biết được chắc chắn nguyên tử nào:oxy hay cacbon mang điện tích dương tự do Do đó antoxianidol thường được biểudiễn dưới dạng công thức trung tính.

Nhờ tích điện dương tự do này mà các antoxianidol trong dung dịch axit tácdụng như những cation và tạo muối được với các axit Còn trong dung dịch kiềm thìantoxianidol lại tác dụng như anion và tạo muối được với bazo

Thường gặp ba antoxianidol chính là: pelargonidol, xianidol và delfinidol Cònapigenidol thì ít gặp hơn

Tính chất:

- Hòa tan tốt trong nước và trong dịch bão hòa Khi kết hợp với đường làm chophân tử antoxian càng hòa tan hơn

- Màu sắc của các antoxian luôn luôn thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất

màu có mặt và nhiều yếu tố khác, Khi tăng số lượng nhóm OH trong vòng benzenthì mầu càng xanh đậm (trong vòng benzen có thể có 1 – 2 hoặc 3 nhóm OH)

Mức độ metyl hóa các nhóm OH ở trong vòng benzen càng cao thì màu càng

đỏ Nếu nhóm OH ở vị trí thứ ba kết hợp với gốc đường thì màu sắc cũng sẽ thay đổitheo số lượng các gốc đường được dính vào nhiều hay ít.[5]

Các antoxian cũng có thể tạo phức với các ion kim loại để cho các màu khácnhau: chẳng hạn muối kali sẽ cho với antoxian màu đỏ máu, còn muois canxi vàmagie sẽ cho với antoxian phức có màu xanh ve Hoặc người ta cũng thấy phúc bồn tửđen sẽ chuyển sang màu xanh, còn anh đào thì chuyển sang màu tím khi có mặt thiếc,anh đào cũng sẽ cho màu tím khi có mặt nhôm, nhưng nhôm lại không ảnh hưởng đếnmàu của nho đỏ Các antoxian của nho chỉ thay đổi đáng kể khi có Fe, Sn, hoặc Cu.Điểm đáng chú ý là màu sắc của các antoxian phục thuộc rất nhanh vào pH của môitrường

Thông thường khi pH > 7 các antoxian cho màu xanh và khi pH < 7 cácantoxian có màu đỏ

Khi đun nóng lâu dài các antoxian có thể phá hủy và mất màu Đặc biệt là cácantoxian của dâu tây, anh đào, củ cải Ngược lại, các antoxian của phúc bồn tử đen

cũng trong điều kiện đó lại không bị thay đổi Nhìn chung khi gia nhiệt, các chất màu

đỏ dễ dàng bị phá hủy, còn chất màu vàng thì khó hơn

Trong sản xuất đồ hộp, đẻ bảo vệ các màu sắc tự nhiên, người ta có thẻ chothêm chất chống oxy hóa, ví dụ, thêm rutin để bảo vệ màu của anh đào vàu mận, thêmtanin, axit ascorbic để bảo vệ màu của dâu và anh đào Một biện pháp khác có thể bảo

vệ được màu tự nhiên của các đồ hộp rau quả là thêm enzim glucooxydaza, chẳng hạnnhư thêm glucooxydaza để giữ màu tự nhiên của nước quả đục [6]

b Flavanon

So với các flavonoit khác thì các flavanon ít gặp hơn Hesperidin và naringin làhai flavanon có trong vỏ cam quýt bên cạnh các catesin có hoạt tính vitamin P,Aglucon của các glucozit này là hesperetol và naringenol

Hình 10.Cấu trúc Hespreridin (bên trái) và Naringin (bên phải)Naringin là diholozit (với glucoza và ramnoza) thường gây ra vị đắng của bưởinhất là bưởi trước khi chín

Naringin là một flavonoit không màu, ít tan trong nước, dễ dàng kết tủa dướidạng tinh thể nhỏ do đó gây khó khăn cho sản xuất nước quả Khi quả chín enzimnaringinaza phân cắt liên kết glucoza – ramnoza do đó mất vị đắng.[4]

c Flavonol

Flavonol là glucozit làm cho rau quả và hoa có màu vàng và da cam Khiflavonol bị thủy phân thì giải phóng ra aglucon màu vàng Các glucozit nhóm flavonlrất nhiều, nhưng thường gặp hơn cả là những aglucon dẫn xuất sau đây:

Hình 11 Cấu tạo flavonol.

Rutin là 3 – ramnoglucozit của querxetol, rất thường gặp ở trong cây Rutinđược ứng dụng rộng rãi trong y học làm thuốc bổ mao mạch

Các flavonol đều hòa tan trong nước Cường độ màu của chúng phụ thuộc vào

vị trí nhóm OH: màu xanh nhất khi OH ở vị trí octo

Flavanol tương tác với sắt cho ta phức màu xanh lá cây, sau chuyển sang màunâu Phản ứng này thường xảy ra khi gia nhiệt rau quả trong thiết bị bằng sắt hoặcbằng sắt tráng men bị dập

Với chì axetat, flavonol cho phức màu vàng xám Trong môi trường kiềm,flavonol rất dễ bị oxy hóa và sau đó ngưng tụ để tạo thành sản phẩm màu đỏ

2.2 Các chất màu tổng hợp

Chất mầu nhân tạo là chất mầu được tổng hợp hữu cơ từ các nguyên liệu tự nhiên.[2]

Ưu điểm

- Bền mầu

- Đa dạng về mầu sắc: mầu vàng mầu đỏ, mầu xanh, mầu đen

- Có thể phối mầu để tạo mầu thích hợp với thị hiếu,

Có 3 phương pháp phối mầu

- Phương pháp cơ học

- Phương pháp kinh nghiệm.

- Phương pháp điện tử

Nhược điểm: phần lớn các chất mầu tổng hợp đều có thể gây ung thư và có tác độngkhông tốt đối với con người nên khi sử dung phải tuân theo sự chỉ dẫn trong tài liệu

kỹ thuật Điều này đã được các nhà khoa học chứng minh từ năm 1979

Bảng 1: Các chất màu tổng hợp (nhân tạo)[1]

* Các chất màu hình thành trong quá trình gia công kỹ thuật:

Trong các nguyên liệu đưa vào chế biến thực phẩm, thường chứa một tổ hợpcác chất khác nhau Trong quá trình gia công nhiệt, chúng sẽ tương tác với nhau đểtạo thành những chất màu mới có ảnh hưởng tốt hoặc xấu đến thành phẩm

Các phản ứng tạo màu trong thực phẩm thường phức tạp và đa dạng, thường làcác phản ứng oxy hóa và những phản ứng khác có enzim xúc tác hoặc không cóenzim xúc tác Gồm:

Phản ứng giữa đường và axit amin

Phản ứng dehydrat hóa các đường hay là phản ứng caramen hóa

Phản ứng phân hủy axit ascorbic, axit limonic, axit maleic, axit tactric và một

số axit hữu cơ khác

Phản ứng oxy hóa các hợp chất của sắt và tạo thành phức có màu

Phản ứng tạo nên các sulfua kim loại có màu

3 Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến sự thay đổi màu sắc của nước quả

Có rất nhiều loại sản phẩm nước quả do các nguyên liệu đầu vào là khác nhau.Điều kiện chế biến, trình độ công nghệ rất khác biệt nên quy trình công nghệ chế biếncác sản phẩm cũng khác nhau Tuy nhiên các công nghệ chế biến nước quả vẫn theomột sơ đồ chung sau đây [4]

Quy trình công nghệ sản xuất nước quả

nhiên)

Nguyên liệuLựa chon, phân loại, rửa

Xử lý cơ học → Dịch và thịt quả

Dịch quảLọc thôPhối chế

Vào hộpGhép kínThanh trùng, làm nguộiBảo quản sản phẩm