Tiểu luận Màu sắc nước quả các yếu tố ảnh hưởng
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CNSH VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
********&********
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
CÁC TÍNH CHẤT CẢM QUAN THỰC PHẨM
MÀU SẮC NƯỚC QUẢ
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
Lớp: Cao học thực phẩm2010B
Nhóm thực hiện: Đào Thị Hiên
Nguyễn Ngọc Hoa
Nguyễn Thị Ngọc
Cao Ngoc Phú
Nguyễn Thị Hương Giang
HÀ NỘI 2011
1
I. TỔNG QUAN
1.1 NGUYÊN LIỆU NƯỚC QUẢ.
1.1.1 Đặc điểm chung của nước quả
•Các chất có giá trị thực phẩm đều nằm trong dịch quả nên sản phẩm đồ hộp nước
quả chứa đầy đủ và cân đối các chất này.
•Đồ hộp nước quả dùng uống trực tiếp là chủ yếu, ngoài ra có thể dùng làm nguyên
liệu chế biến các sản phẩm khác: rượu mùi, nước giải khát, mứt đông…
1.1.2. Yêu cầu nguyên liệu
•Có hàm lượng cao các chất đường, axit hữu cơ, tanin, chất thơm, chất màu
•Dịch quả cần có màu sắc và hương vị hấp dẫn
•Độ chín thích hợp, nếu quả quá xanh chất lượng dịch quả không tốt, nếu quả quá
chín mô quả mềm, bở nên khi ép hiệu suất thu hồi thấp, dịch quả nhiều bọt, khó lắng,
lọc
•Kích thước và hình dáng không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng dịch quả
1.1.3. Phân loại nước quả
Theo mức độ tự nhiên:
•nước quả tự nhiên : là sản phẩm được chế biến từ 1 loại quả, không pha thêm đường,
phụ gia
•nước quả hỗn hợp: dùng 2 hay nhiều loại nước quả phối trộn với nhau, loại phối
thêm < 35%
•nước quả pha đường: nước quả pha thêm đường kính để tăng giá trị dinh dưỡng
•nước quả cô đặc:cô đặc nước quả tự nhiên
Theo phương pháp bảo quản:
•Nước quả thanh trùng
• nước quả làm lạnh :Bảo quản lạnh hoặc lạnh đông
• nước quả nạp khí CO2: nạp khí để ức chế hoạt động của VSV),
3
•nước quả sunfit: BQ bằng hóa chất chứa SO2, là bán chế phẩm
•nước quả rượu hóa:bổ sung cồn để ức chế hoạt động VSV
Theo trạng thái sản phẩm:
• nước quả ép dạng trong: tách dịch bào khỏi mô quả bằng PP ép, lắng, lọc loại bỏ
hết thịt quả, dạng trong suốt không có thịt quả ở đáy
•nước quả ép dang đục:không lọc triệt để, chứa một lượng thịt quả nhất định trong
sản phẩm
• nước quả nghiền: nghiền mịn mô quả với dịch bào, pha thêm đường, axit thực phẩm
cùng phụ gia khác
1.2. CÁC HỢP CHẤT TẠO NÊN MÀU SẮC NƯỚC QUẢ.
1.2.1 Carotenoid
1.2.1.1 Giơí thiệu.
Carotenoid thuộc nhóm tetraterpenoids (phân tử chứa 40 nguyên tử C) được
tạo nên bởi 8 đơn vị isoprence:
CH2 = C – CH = CH2
CH3
Là những chất màu chính tạo ra các sắc màu vàng, da cam trong tự nhiên. có tự nhiên
trong thực vật và các loài sinh vật quang hợp khác, con người không thể tự tổng hợp
ra carotenoid, là nhóm chất màu hòa tan trong chất béo, không tan trong nước, có
màu từ vàng nhạt tới đỏ sậm tùy cấu trúc phân tử. Có khoảng 600 loại carotenoid
khác nhau, trong đó có 50 loại carotenoid hiện diện trong thực phẩmCarotenoid giúp
chống lại các tác nhân oxy hóa từ bên ngòai. Trong thực vật, động vật carotenoid có
thể ở dạng tinh thể chất rắn vô định hình.
Carotenoid không tan trong nớc, tan trong dung môi hữu cơ và dầu béo thành
dung dịch, phân tán keo hoặc tạo phức với protein trong môi trờng nước. Rất dễ bị
oxy hoá dới tác dụng của oxy không khí, ánh sáng, nhiệt độ và enzyme. Rất nhạy
cảm với axit và chất oxy hoá, bền với kiềm. Hấp thụ ở bước sóng cực đại là 450nm
4
1.2.1.2 Phân loại
+ Các carotene: có màu đỏ, da cam , là những hydrocarbon (C H ) có 1 mạch
40 58
ngang 18 carbon mang 4 nhóm CH và 9 dây nối đôi liên hợp, chúng khác nhau ở
3
các đầu chuỗi.
VD: α-carotene, β-carotene và lycopene
• màu đỏ, da cam
• những hydratcacbon (C40H58) gồm cỏc , , -carotene và lycopen
β-carotene
, -carotene
• dạng tinh thể có màu đỏ đậm
• tan dễ dàng trong CS2, trong cloroform, và không tan trong nước
• trong cơ thể -carotene chuyển hoá tạo thành một phân tử vitamin A
• -carotene có trong củ cà rốt, quả cà chua, trong một số loài rong biển
5
Lycopene
• đồng phân mở vòng hai đầu của -carotene
• màu đỏ nhạt (do nhiều liên kết đôi của cacbon kết hợp với nhau)
• cà chua và các loại quả có màu đỏ
• không tan trong nước
• không có khả năng chuyển hoá thành vitamin A
Xanthophyl
• sắc tố màu vàng
• là sản phẩm hydroxyl của của carotene
• gồm các hợp chất:
- Zeaxanthin
- Lutein
- Anteraxanthin
- Violaxanthin
- Astaxanthin
1.2.2. Flavonoid
1.2.2.1 Giơí thiệu.
Flavonoid là một nhóm hợp chất tự nhiên lớn thường gặp trong thực vật, phần
lớn có màu vàng, ngoài ra còn có những chất màu xanh, tím, đỏ hoặc không màu.Về
6
cấu trúc hoá học, flavonoid có khung cơ bản theo kiểu C6 – C3 - C6 (2 vòng benzen
A và B nối với nhau qua một mạch 3 carbon) và được chia làm nhiều nhóm khác
nhau, ở đây không giới thiệu về cấu tạo của từng nhóm. Hầu hết Flavonoid là các
chất phenolic.
Flavonoid có mặt trong tất cả các bộ phận của các loài thực vật bậc cao, đặc
biệt là hoa, tạo cho hoa những sắc màu rực rỡ để quyến rũ các loại côn trùng giúp cho
sự thụ phấn của cây. Trong cây, flavonoid giữ vai trò là chất bảo vệ, chống oxy hóa,
bảo tồn acid ascorbic trong tế bào, ngăn cản một số tác nhân gây hại cho cây (vi
khuẩn, vi rus, côn trùng,...) một số còn có tác dụng điều hòa sự sinh trưởng của cây
cối.
Cũng giống vitamin C, các flavonoid được khám phá bởi một trong những nhà
sinh hóa nổi tiếng nhất của thế kỷ 20: Albert Szent-Gyorgyi (1893-1986). Ông nhận
giải Nobel năm 1937 với những khám phá quan trọng về các đặc tính của vitamin C
và flavonoid.
Flavonoids là một chuổi polyphenolic gồm có 15 nguyên tử cacbon và hai
vòng benzen liên kết bởi một đường thẳng có 3 cacbon.
Khung ở trên, có thể được mô tả hệ thống như: C6- C3- C6.
Cấu trúc hóa học của flavonoids được dựa trên cơ sở là một khung 15C với một
chromane vòng thơm B thứ hai ở vị trí 2, 3 hay 4.
7
Flavonoid gồm 2 vòng thơm và một vòng pyran:
Vòng thơm bên trái gọi là vòng A
Vòng thơm bên phải gọi là vòng B
Vòng trung gian chứa nguyên tử oxy gọi là vòng pyran
Flavonoid có cấu trúc mạch C6C3C6, đều có 2 vòng thơm. Tùy thuộc vào cấu
tạo của phần mạch C3 trong bộ khung C6C3C6, flavonoids được phân thành các
phân nhóm sau:
Eucoflavonoid: flavon, flavonol, flavanon, flavanol, chalcon, antocyanin,
anthocyanidin.
Flavon (= Flav-2-en-4-on)
Flavonol (= 3-Hydroxy-4-oxoflav-2-en)
Flavon rất phổ biến trong thực vật: thông, hoàng cầm(rễ), mè (lá). cây anh thảo,
cây la apirenin và luteolin.
8
Flavanon (= Flavan-4-on)
Flavanol (= Flavan-3-ol)
anthocyanin
chalcon
anthocyanidin
Chalcon có chủ yếu ở trong một số cây họ Cúc, Asteraceac tập trung nhiều nhất
ở vỏ cây, gỗ lõi (keo, bạch đàn, dẻ, đậu tương, trinh nữ hoàng cung, dương
xỉ…).Không tìm thấy ở động vật.
Isoflavonoid: isoflavon, isoflavanon, rotenoid.
isoflavan
isoflavonoid
Neoflavonoid: calophylloid.
9
neoflavan
Neoflavonoid
calophylloid
Phân tử của các hợp chất ở các phân nhóm trên đều có 2 vòng thơm, mang
nhóm hydroxyl với số lượng và vị trí khác nhau, tùy thuộc từng chất.
Các hợp chất này có cấu trúc mạch C6C3C6, nhưng khung cầu nối C3 giữa 2
nhân thì khác nhau tùy thuộc từng loại hợp chất.
Mạch cầu nối C3 có thể là mạch hở (chalcon), một vòng đơn (flavanon) hoặc
vòng có nối đôi (flavon,flavonol).
1.2.2.2 Tính chất của flavonoid.
Flavonoid tạo được phức với các ion kim loại mà chính các ion kim loại này là
xúc tác của nhiều phản ứng oxy hóa.
Do từng phân nhóm của flavonoid có cấu tạo riêng, chúng vừa có tính chất
chung vừa có những khác biệt về tính chất vật lý và hóa học.
10
Trong thực vật các hợp chất trên thường tồn tại dưới dạng hỗn hợp của các dẫn
xuất, với tỷ lệ khác nhau, tùy thuộc nguồn gốc thực vật.
1.2.2.3 Phân loại
Flavon, flavonol:
- 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 flavon, flavonol cho màu vàng đậm.
- Dung dịch SbCl5/CCl4: màu vàng đậm.
Flavanon, flavanol
- Các dẫn xuất flavan-3,4-diol đều không màu, có tính quang hoạt.
- Flavanon, flavanol có trong lá, vỏ hoặc gỗ của một số loại cây. Flavanon,
flavanol là các chất không màu, nhưng khi tác dụng với dung dịch acid vô cơ thì có
màu đỏ.
- Dễ bị oxi hóa và trùng hợp hóa nên việc phân lập chất tinh khiết gặp khó
khăn.
Chalcon
- Kém bền trong môi trường kiềm.
- Tác dụng với dung dịch FeCl3: cho kết tủa xanh thẫm hoặc xanh nhạt tuỳ theo
số lượng nhóm hydroxyl trong phân tử.
- Dễ tan trong nước nóng, rượu, ….tạo dung dịch không màu, không tan trong
các dung môi không phân cực hoặc ít phân cực như benzene hoặc chloroform.
- Dưới tác dụng của H+ hoặc OH-, chalcon có thể chuyển sang flavanon
- Khi tạo liên kết glycosid phần đường nối vào vị trí 4’, một số ở 2’.
Anthocyanidin, antocyanin
- Anthocyanidin có tính base đủ mạnh để tạo thành muối bền với acid vô cơ.
- Chúng tạo dung dịch màu đỏ trong acid và màu xanh da trời trong môi trường
kiềm.
- Ở dạng base tự do, anthocyanidin là chất đồng phân với flavanon.
- Là dẫn xuất của flavon mà nhóm carbonyl bị khử thành rượu.
11
- Các dẫn xuất flavan-3,4-diol đều không màu, có tính quang hoạt.
- Không màu, nhưng khi tác dụng với dung dịch acid vô cơ thì có màu đỏ.
- Dễ bị oxi hóa và trùng hợp hóa nên việc phân lập chất tinh khiết gặp khó
khăn.
- Anthocyanidin thường tồn tại dưới dạng glycozit, gọi là anthocyanin.
- Một vài hợp chất kiểu anthocyanidin.
- Anthocyanin là những glucozit do gốc đường glucose, glactose... kết hợp với
gốc aglucon có màu (anthocyanidin). Aglucon của chúng có cấu trúc cơ bản được mô
tả trong hình 1. Các gốc đường có thể được gắn vào vị trí 3,5,7; thường được gắn vào
vị trí 3 và 5 còn vị trí 7 rất ít. Phân tử anthocyanin gắn đường vào vị trí 3 gọi là
monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit.
R1
OH
B
OH
O+
3
R2
7
A
OH
5
OH
Hình 1: Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin
Các aglucon của anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí R1
và R2, thường là H, OH hoặc OCH3 5
Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá phân
cực nên tan tốt trong dung môi phân cực. Màu sắc của anthocyanin luôn thay đổi phụ
thuộc vào pH, các chất màu có mặt và nhiều yếu tố khác, tuy nhiên màu sắc của
anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH môi trường. Thông thường khi pH
< 7 các anthocyanin có màu đỏ, khi pH > 7 thì có màu xanh. Ở pH = 1 các
anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ, ở pH = 4 5 chúng có
12
thể chuyển về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu, ở pH = 7 8 lại về
dạng bazơ quinoidal anhydro màu xanh 1.
Anthocyanin có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụ cực
đại tại bước sóng 510540nm. Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắc
của các anthocyanin chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch, nồng độ anthocyanin:
thường pH thuộc vùng acid mạnh có độ hấp thụ lớn, nồng độ anthocyanin càng lớn
độ hấp thụ càng mạnh.
Ngoài tác dụng là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực
phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm, anthocyanin còn là hợp chất
có nhiều hoạt tính sinh học quí như: khả năng chống oxy hóa cao nên được sử dụng
để chống lão hóa, hoặc chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, hạn chế sự suy giảm
sức đề kháng; có tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển của
các tế bào ung thư; tác dụng chống các tia phóng xạ.
Những đặc tính quí báu của anthocyanin mà các chất màu hóa học, các chất màu
khác hình thành trong quá trình gia công kỹ thuật không có được đã mở ra một hướng
nghiên cứu ứng dụng hợp chất màu anthocyanin lấy từ thiên nhiên vào trong đời sống
hàng ngày, đặc biệt trong công nghệ chế biến thực phẩm. Điều đó hoàn toàn phù hợp
với xu hướng hiện nay của các nước trên thế giới là nghiên cứu khai thác chất màu từ
thiên nhiên sử dụng trong thực phẩm, bởi vì chúng có tính an toàn cao cho người sử
dụng.
Trong các chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên thì anthocyanin là họ màu
phổ 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 tím như: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá
tía tô, hoa hibicut, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp than, gạo đỏ...
Anthocyanins
13
Anthocyanin thuộc nhóm flavonoid của các polyphenol. Chúng có 1 khung C6C3C6-
điển hình của flavonoid. Anthocyanins là polyhydroxy glycosyl hóa và các dẫn xuất
của 2-polymethoxy phenylbenzopyrylium cation, tức là các cation flavylium
(Brouillard, 1982). Phần chính của anthocyanins là aglycone, là cation flavylium
(bảng 1), trong đó có chứa các nối đôi liên hợp chịu trách nhiệm cho sự hấp thụ của
ánh sáng khoảng 500 nm làm xuất hiện sắc tố màu đỏ đển mắt người.(khiến cho mắt
người thấy được các sắc tố màu đỏ) Các aglycones được gọi là anthocyanidins
thường là penta-(3,5,7,3 ', 4') hoặc Hexa-thay thế (3,5,7,3 ', 4', 5 '). Có 22
anthocyanidins khác nhau được biết đến ngày nay (bảng 1), nhưng chỉ có sáu trong số
đó là quan trọng và phổ biến nhất xem xét trên quan điểm thực phẩm (Francis, 1989).
Các anthocyanidins quan trọng nhất là pelargonidin, cyanidin, peonidin, delphinidin,
malvidin, và petunidin (Hình 1). Những aglycones khác nhau về số lượng của các
nhóm hydroxyl và methoxyl trong vòng B của cation flavylium.
R1
OH
B
OH
O+
3
R2
7
A
OH
5
OH
Hình 1: Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin
Anthocyanidins hiếm khi được tìm thấy trong tự nhiên như vậy.
Anthocyanidins chủ yếu ở dạng glycosyl hóa trong hoa, trái cây, và quả mọng
(Harborne, 1967), tức là như anthocyanins. Nhờ sự glycosyl hóa nên Anthocyanins
tan tốt trong nước và ổn định hơn anthocyanidins (Robinson và Leon, 1931;
Timberlake và Bridle, 1966). Anthocyanin được phân loại theo số lượng đơn vị
14
glycosyl trong cấu trúc. Monoglycosides bao gồm 1 nửa saccharidic, mà chủ yếu
thuộc nhóm 3-hydroxyl của các aglycone (Brouillard 1982). Anthocyanins với
glycosyl tại vị trí 3'-và 4'- mà không có C-3 glycosyl đã được xác định trong hoa màu
xanh (Nymphaea caerulea) (Fossen và Andersen, 1999) và củ hành đỏ (Allium CEPA
L.) (Fossen và các cộng sự, 2003 ).
Trong diglycoside các gốc đường đơn có thể được gắn vào vị trí 3,5,7; thường
được gắn vào vị trí 3 và 5 còn vị trí 7 rất ít. Phân tử anthocyanin gắn đường vào vị trí
3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit. Trong triglycosides các
monosacarit cũng được gắn vào các aglycone theo cách như vậy, hai trong số đó là ở
C-3 và một ở C-5, C-7. Một trisaccharidic anthocyanin cũng có thể có mạch thẳng
hoặc phân nhánh gắn ba monosaccharides ở ở vị trí C-3 (Bruneton, 1995).
Glycosylations cũng có thể ở vị trí 3'-, 4'-, và 5'-. Báo cáo sớm nhất của cyanidin 4'-
glucoside đã được thực hiện vào năm 1968 bởi Hedin và các cộng sự trên màu sắc
của Hibiscus esculentus (Hedin và các cộng sự, 1968). Các loại đường phổ biến nhất
của anthocyanins là monosaccharides: glucose, rhamnose, galactose, arabinose, và
xylose. Các di- và trisaccharides thường tìm thấy nhiều nhất trong anthocyanins là
rutinose, sophorose, sambubiose, và glucorutinose, ví dụ (De Ancos và cộng sự,
1999. Kähkönen và cộng sự, 2003.).
II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÀU SẮC NƯỚC QUẢ.
Anthocyanins là các phân tử rất không ổn định trong ma trận thực phẩm. Sự ổn
định màu sắc của anthocyanins chịu ảnh hưởng lớn bởi độ pH, dung môi, nhiệt độ,
nồng độ và cấu trúc anthocyanin, oxy, ánh sáng, enzyme và các chất khác….
2.1. Ảnh hưởng cấu trúc
Các đơn vị glycosyl và các nhóm acyl gắn với aglycone, và vị trí liên kết của
chúng có ảnh hưởng đáng kể đến sự ổn định và độ phản ứng của phân tử
anthocyanin. Ngoài ra các kiểu thay thế của anthocyanidin, số lượng và vị trí của các
nhóm hydroxyl và methoxyl trong aglycone ảnh hưởng đến trạng thái hóa học của
phân tử chất màu (sắc tố). Sự hydroxyl hóa của aglycone làm tăng sự ổn định các
15
anthocyanidin; delphinidin ổn định hơn cyanidin trong dung dịch methanol có tính
axit (Dao và cộng sự, 1998.). Tuy nhiên, có sự khác biệt liên quan đến ảnh hưởng của
sự thủy phân aglycone về sự ổn định phân tử, trong một dung dịch đệm ở pH 3.1,
cyanidin 3-glucoside ổn định hơn pelargonidin 3-glucoside nhưng delphinidin 3-
glucoside lại kém ổn định hơn cyanidin 3-glucoside .
Ngoài ra, petunidin 3-glucoside với hai nhóm OH trong vòng B ít ổn định hơn
peonidin 3-glucoside chất mà có một nhóm OH trong cùng vòng (Cabrita và cộng
sự., 2000). Tăng methyl hóa nhóm OH (tạo thành nhóm OCH3) làm giảm sự ổn định
của các anthocyanins.Methoxyl tại C-4 và C-7 giảm sự ổn định của một sắc tố với
các nhóm hydroxyl ở các vị trí này (Mazza và Brouillard, 1987). Màu sắc của
anthocyanin thay đổi từ màu hồng đến xanh phụ thuộc vào lượng tăng các nhóm OH.
Nhóm methoxyl có xu hướng thay thế ngược nhóm OH (Mazza và Brouillard, 1987).
Ngoài ra những thay đổi hóa học của anthocyanins, chẳng hạn như sự tổng hợp
của 3-deoxyanthocyanins cũng tác động lên sự ổn định của anthocyanins (Sweeny
and Iacobucci, 1977; Sweeny and Iacobucci, 1983; Mazza and Brouillard, 1987; Dao
và cộng sự, 1998)
2.2 Ảnh hưởng của nồng độ.
Tăng nồng độ anthocyan để tăng cường độ ổn định của màu sắc (Giusti và
Wrolstad, 2003). Sự ổn định màu sắc của si rô dâu tây được cải thiện bằng cách tăng
cường nồng độ của anthocyanin. Tăng nồng độ anthocyanin cũng làm tăng cường độ
của màu lên nhiều lần . Thay đổi nồng độ cyanin từ 10-4 đến 10-2 tạo ra cường độ màu
tăng gấp 300 lần (Asen và cộng sự, 1972). Tăng hàm lượng của anthocyanins giúp
cải thiện sự ổn định của chúng thông qua liên kết cùng loại (Brouillard, 1982; Dao và
cộng
sự,
1998).
2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Sự ổn định của anthocyanin chịu ảnh hưởng của nhiệt độ. Tốc độ thoái hóa của
anthocyanin trong quá trình chế biến và bảo quản tăng lên cùng với sự tăng lên của
16
nhiệt độ. Nhiệt độ tăng trong khoảng pH từ 2 đến 4 ứng với sự mất của một nửa
glycosyl của anthocyanins, do sự thủy phân của liên kết glycosidic. Điều này cũng
làm mất thêm một lượng màu của anthocyanin, khi các aglycone kém ổn định hơn
các dạng glycosidic của chúng. Có giả thiết cho rằng sự hình thành các chất ức chế là
bước đầu tiên của quá trình thoái hóa bởi nhiệt của anthocyanin. Cuối cùng, quá trình
thoái hóa này sinh ra các sản phẩm màu nâu, đặc biệt là khi có mặt của oxygen.
Ví dụ: Nhiệt độ và pH cao là nguyên nhân dẫn đến sự thoái hóa của anthocyanin
trong quả anh đào, kết quả là sản sinh ra 3 dẫn xuất của acid benzoic cùng với
trihydrobezaldehyde, chúng được xem như là sản phẩm cuối của quá trình thoái hóa
bởi nhiệt của anthocyanin. Coumarin 3,5-diglycosides cũng là sản phẩm phổ biến của
sự thoái hóa bởi nhiệt của anthocyanin 3,5-diglycosides.
Sơ đồ quá trình thoái hóa bởi nhiệt của anthocyanin
Nói chung, với các yếu tố có cấu trúc giống nhau nếu chúng tăng cường mức
độ ổn định của anthocyanin với pH thì cũng tăng độ ổn định với nhiệt. Qua thực
0
nghiệm anthocyanin glucosides, người ta nhận thấy mức độ ổn định ở 100 C giảm
theo thứ tự như sau pelargonidin 3-glucoside > petunidin 3-glucoside > malvidin 3-
glucoside. Các Arabinoses của cyanin và peonidin thì bền nhiệt hơn là các gốc
galactose tương ứng. Nghiên cứu sự thoái hóa bởi nhiệt trên 4 loại anthocyanin khác
nhau được trích ly từ các loại thực vật khác nhau nhận thấy anthocyanin chiết xuất từ
bắp cải đỏ là ổn định nhất, sau đó là anthocyanin từ quả phúc bồn đen, anthocyanin từ
17
vỏ quả nho và kém ổn định nhất là athocyanin từ quả cây cơm cháy. Các phức đường
trong anthocyanin của bắp cải đỏ được cho là có khả năng ngăn cản quá trình thoái
hóa bởi nhiệt. Giảm độ pH cũng như là loại bỏ oxygen cũng làm giảm sự thoái hóa
bởi nhiệt của anthocyanin.
Nhiệt độ cũng có ảnh hưởng tích cực tới anthocyanin. Nhiệt độ là yếu tố quan
trọng cho sự hình anthocyanin trong suốt quá trình bảo quản quả mọng. Người ta
nhận thấy hàm lượng anthocyanin trong quả dâu tây và mâm xôi tăng lên khi được
bảo quản lạnh ở 0 0C trong 8 ngày.
2.4. Ảnh hưởng của Oxygen
Oxygen tăng cường ảnh hưởng của các quá trình thoái hóa athocyanin. Sự có
mặt của oxygen, cùng với việc tăng nhiệt độ là tổ hợp yếu tố gây bất lợi lớn nhất cho
sự biến màu của các loại nước quả mọng khác nhau, cũng như các anthocyanin nói
riêng. Oxygen cùng với VTM C cũng làm giảm độ bền của anthocyanin trong nước
quả. Oxygen cảm ứng với sự bất ổn định của athocyanin bị ảnh hưởng bởi pH; pH
càng cao thì quá trình thoái hóa anthocyanin diễn ra càng mãnh liệt khi có mặt của
oxygen. Ảnh hưởng tiêu cực của oxygen lên anthocyanin có thể diễn ra theo cơ chế
oxy hóa trực tiếp và/hoặc oxy hóa gián tiếp, khi mà các cấu tử bị oxy hóa của môi
trường trung gian phản ứng với anthocyanin làm mất màu hoặc hóa nâu sản phẩm.
Anthocyanin cũng phản ứng với các gốc oxygen, ví dụ như các gốc peroxy.
2.5 Ảnh hưởng của ánh sáng
Ánh sáng ảnh hưởng đến anthocyanin theo hai cách khác nhau. Ánh sáng là
yếu tố cần thiết cho sự sinh tổng hợp các anthocyanin, nhưng nó cũng làm tăng sự
thoái hóa chúng. Anthocyanin giữ nguyên màu sắc của chúng tốt hơn khi được bảo
quản trong tối; sự thay đổi màu sắc có thể nhận thấy ngay chỉ sau 24 giờ khi nó được
để dưới ánh sáng và được so sánh với anthocyanin được để trong tối, ở nhiệt độ
phòng và pH bằng 2.3.
18
Màu của đồ uống có chứa anthocyanin chỉ bị mất đi khoảng 30% khi để trong
tối, và khi để phơi dưới ánh sáng thì bị mất tới 50% sắc tố trong cùng một điều kiện
bảo quản. Sự mất anthocyanin lớn nhất (70%) thấy được là dưới ánh sáng huỳnh
quang và tăng nhẹ nhiệt độ bảo quản. Furtado et al. (1993) đã phát hiện ra rằng sản
phẩm cuối của quá trình thoái hóa bởi ánh sáng của anthocyanin cũng giống như quá
trình thoái hóa bởi nhiệt của nó, tuy nhiên, quá trình động học của phản ứng thoái hóa
thì lại liên quan đến sự kích thích của các ion dương flavylium.
2.6 Ảnh hưởng của enzyme
Sự khử hoạt tính của enzyme nâng cao sự ổn định của anthocyanin. Enzyme
phổ biến nhất làm thoái hóa anthocyanin là glycosidase, enzyme này phá vỡ liên kết
đồng hóa trị giữa phần glycosyl và gốc aglycone của anthocyanin, kết quả là quá
trình thoái hóa của anthocyanidin rất không ổn định. Peroxidase và phenolase, ví dụ
như phenol oxidase và polyphenol oxidase, đều được tìm thấy trong chính các loại
quả mọng, cũng là các enzyme gây thoái hóa anthocyanin. Phenolase có thể phản ứng
trực tiếp với anthocyanin, nhưng sự phá hủy anthocyanin là do chịu ảnh hưởng lớn
hơn từ các hợp chất phenolic khác, chẳng hạn như sự có mặt của catechol và acid
caftaric.
Tuy nhiên, Sarni Manchado và cộng sự,.1997 lại cho rằng sự thoái hóa của
malvidin 3-glucosidase không phải chỉ do polyphenol oxidase mà chỉ do sự có mặt
của acid caftaric. Trong quá trình thoái hóa anthocyanin bởi enzyme, quinon đóng
một vai trò quan trọng. Đầu tiên các enzyme oxy hóa các hợp chất phenolic trong môi
trường tương ứng với các quinon của chúng, sau đó phản ứng với anthocyanin. Kết
quả là sự thoái hóa anthocyanin và sinh ra các sản phẩm ngưng tụ màu nâu. Cấu trúc
của anthocyanin ảnh hưởng đến tính ổn định của chúng và với sự hoạt động của các
enzyme. Malvidin glycoside thì bền hơn delphinidin glycoside khi có mặt poluphenol
oxidase. Cyanidin cũng phản ứng trực tiếp với polyphenol oxidase nhưng
pelargonidin thì không.
19
2.7. Acid ascorbic
Việc bổ sung thêm vitamin C vào nước trái cây là một phương pháp thông
dụng để chống lại sự oxy hóa và làm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm thực
phẩm. Vitaminn C cũng được biết đến với một số vài trò khác trong sự ổn định màu
của Anthocyanins. Sự phân tích ra các thành tố của Anthocyanins được thúc đẩy bởi
sự có mặt của Vitamin C. Vitamin góp phần tăng cường sự hình thành các sắc tố cao
phân tử và tẩy trắng những sắc tố anthocyanins. Sự đông đặc giữa anthocyanins và
vitamin C được xem như một cơ chế dẫn đến sự phai màu các sắc tố anthocyanins.Sự
hình thành các hydrogen peroxide từ sự oxy hóa acid ascorbic cũng có thể ảnh hưởng
đến sự ổn định màu của anthocyanins.
Tuy nhiên, sự ổn định của anthocyanins acylated được nhận xét là tăng lên khi
với sự có mặt của acid ascorbic. Anthocyanins cũng được xem như là được bảo vệ
bởi acid ascorbic chống lại sự thoái hóa bởi enzyme.
2.8 Đường
Đường là thành phần tự nhiên trong trái cây nói chung và trái cây quả mọng
nói riêng. Trong quá trình sản xuất nước ép, đường được thêm vào sản phẩm để làm
tăng vị ngọt hoặc nhằm mục đích bảo quản. Đường còn được biết đến như là là chất
làm giảm tính ổn định của anthocyanins trong nước ép. Theo nghiên cứu của
Daravings và Cain (1968), tất cả các loại đường được thử nghiệm như sucrose,
fructose, glucose, xylose đều làm tăng sự thoái hóa anthocynins theo cùng một cách.
Những sản phẩm thoái hóa đường tiêu biểu, furfural thúc đẩy nhanh sự hư hỏng các
sắc tố anthocyanins nổi bật hơn hydroxy-methylfurfural. Phản ứng của anthocyanins
với sản phẩm thoái hóa của đường và acid ascorbic đều dẫn đến hình thành những sắc
tố cao phân tử màu nâu.
Đường cũng được phát hiện là có khả năng bảo vệ anthocyanins và màu sắc
trong sản phẩm từ cây quả mọng. Đường sucrose bảo vệ anthocyanins khỏi sự thoái
hóa trong quá trình bảo quản lạnh đông và ngăn chặn sự hóa nâu và sự hình thành
20
những sắc tố cao phân tử, là những sắc tố có khả năng ngăn chặn những phản ứng của
enzyme hoặc cản trở những phản ứng đông đặc khác bởi sucrose. Ngoài ra, việc làm
giảm hoạt độ nước bằng đường có thể ngăn chặn sự thoái hóa anthocyanins.
III. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH.
3.1 Chuẩn bị dịch ép.
Những loại trái cây như nam việt quất, dâu tây hay trái mâm xôi đông lạnh
được rã đông và nghiền nát trước khi đem ly tâm thu dịch ép. Dịch ép được làm trong
nhờ quá trình lọc bằng thiết bị lọc sợi thủy tinh GF/A, sau đó tiếp tục lọc bằng thiết bị
lọc màng kích thước 0,8μm. Sau đó, tùy thuộc vào loại trái cây dùng làm nước ép mà
có tiến hành pha loãng với nước và đường đến nồng độ khác nhau. Ví dụ: nước ép
nam việt quất được pha loãng với nước đến 35%. Nước trái cây làm từ dâu tây và quả
mâm xôi đỏ được pha loãng đến 25%. Hàm lượng anthocyanin trong các loại nước ép
được xác định bằng HPLC.
3.2. Phân tích CIELAB về sự thay đổi màu sắc của nước ép.
Thiết bị.
CIELAB là khoảng không gian màu tuyến tính phụ thuộc vào sự cảm nhận
màu của con người. Sự khác nhau nhỏ nhất của màu mà mắt có thể thấy được được
định nghĩa là 1 đơn vị E . Nếu bạn đo một giá trị lớn hơn E bạn có thể chắc chắn rằng
có thể thấy được sự khác nhau. Nếu kết quả nhỏ hơn 1 E, sự khác biệt về màu sắc là
kông thể thấy được đối với người bình thường. Mẫu không gian màu CIELAB hoàn
chỉnh là các khoảng không gian màu bằng nhau bởi các giá trị E.
Các thông số CIELAB được xác định bằng thiết bị đo màu Minolta Chroma
Mater CR-210 sử dụng ánh sáng khuếch tán D65.
21
CR-400
CR-210
Các thông số đo được gồm:
a*: sắc đỏ
b*: sắc vàng
L: độ sáng
C*: sắc độ
H: góc độ màu
ΔE: sự thay đổi màu sắc tổng số được
thực hiện với các phương trình sau:
(1) C* = [(a*)2 + (b*)2]1/2
(2) h = arctan (b*/a*)
(3) ΔE = [(ΔL*)2 + (Δa*)2 + (Δb*)2]1/2
Theo tiêu chuẩn, sự phấn bố cường độ sáng cho các loại ánh sáng khác nhau nằm
trong khoảng giữa 380 và 780 nm (cách nhau từng khoảng 5 nm).
Hình minh hoạ bên dưới cho thấy thành phần của nguồn sáng D65. Một nguồn chiếu
sáng chuẩn A có cường độ đỉnh (cường độ cao nhất) nằm trong vùng màu Red thì nó
ngả đỏ (ánh sáng buổi chiều và đèn điện).
22
Không gian màu CIE LAB
23
Hình minh họa trên chỉ không gian màu CIE LAB dùng để đo màu các vật thể. Vì nó
là kết quả của quá trình chuyển đổi nên hình dạng của nó khác với không gian màu
CIE. Cũng vậy, hình dạng của mỗi giá trị độ sáng thay đổi với L*. Trong hình minh
hoạ mặt cắt ngang không gian màu CIE LAB cho thấy các màu của vật thể có giá trị
độ sáng L*=50. Vùng màu Green được
thu hẹp lại và vùng màu Blue được thấy rõ hơn.
Phương pháp đo màu.
24
Các màu được đo bằng phương pháp kích thích 3 giá trị màu giống như cảm nhận của
mắt người hoặc đo phổ phản xạ. Về nguyên tắc, cấu tạo của các thiết bị đo màu phải
tuân theo phương thức tương tự mắt người nhìn màu. Mẫu đo được chiếu sáng bởi
một nguồn sáng phát xạ. Một phần ánh sáng chiếu tới bị mẫu đo hấp thụ và phần còn
lại phản xạ. Ánh sáng phạn xạ được mắt người thu nhậ. Khi ánh sáng chiếu tới mắt,
các tể bào hình nón nhạy với các màu Red, Green, Blue bị kích thích và được các tế
bào thần kinh thị giác chuyển tín hiệu kích thích tới não bộ cho phép cảm nhận màu.
Tíến trình cảm nhận màu tự nhiên này được mô phỏng lại trong các thiết bị đo.
Trong quá trình đo ánh sáng được chịếu tới mẫu đo. Ánh sáng phản xạ đi qua một hệ
thống ống kinh và tới bộ cảm biến, bộ cảm biến này dùng để đo cường độ ánh sáng
của mỗi màu và chuyển tín hiệu cảm nhận được cho một máy tính. Tại đó, các tín
hiệu này được đối chiếu với giá trị cảm nhận tương ứng của 3 loại tế bào hình nón
trong mắt người được xác định theo chuẩn quan sát của CIE. Kết quả nhận được là
25
các giá trị kích thích X, Y và Z. Sau cùng, các giá trị này được chuyển đổi thành các
độ màu hay các toạ độ của các không gian màu khác (thí dụ như CIE LAB hay CIE
LUV).
3.3. Phương pháp phân tích HPLC.
Thiết bị.
Hệ thống HPLC gồm:
+ Một module tách 2690
+ Một máy dò PDA996
+ Một phần mềm sử lý số liệu Millenium 2020C/S.
+ Một cột Zorbax SB C18 column (150mm x 4.6 mm, 5 μm; Agilent) với một
cột bảo vệ C18 sử dụng để phân tách.
Phân tích.
Hàm lượng anthocyanins trong nước ép được phân tích với hệ thống HPLC
gồm một module tach 2690, một máy dò PDA996, một phần mềm sử lý số liệu
Millenium 2020C/S. Một cột Zorbax SB C18 column (150mm x 4.6 mm, 5 μm;
Agilent, USA) với một cột bảo vệ C18 sử dụng để phân tách. Pha động gồm dung
dịch A: 10% formic acid (solvent A) và dung dịch B: 100% CH3CN. Tỷ lệ dòng chảy
là 1,0 ml / phút và khối lượng tiêm 30-100 ml. Bước sóng 280 nm và 520 nm được sử
dụng để phát hiện, và quang phổ 200-600 nm được ghi nhận. Cột nhiệt độ là 40 ° C.
26
Hàm lượng anthocyanin được tính toán bằng cách sử dụng các chất chuẩn bên ngoài.
Các chất chuẩn được sử dụng là pelargonidin-3-glucosiden (một hợp chất màu tự
nhiên C21H21O10Cl, 3-glucoside, 3-rutinoside, 3-arabinoside, và 3 galactoside của
cyanidin, và 3-rutinoside và 3-glucoside của dephinidine.
27
27 trang
25/12/2024
110
Bạn đang xem tài liệu "Tiểu luận Màu sắc nước quả các yếu tố ảnh hưởng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- tieu_luan_mau_sac_nuoc_qua_cac_yeu_to_anh_huong.doc
