Bài giảng Hóa học hóa sinh thực phẩm - Chương 9: Chất màu thực phẩm cung cấp cho học viên những kiến thức về chất màu tự nhiên; chất màu tổng hợp; chất màu tạo thành trong quá trình chế biến; hợp chất heme; chất màu thực vật;... Mời các bạn cùng tham khảo!
PHÂN LOẠI MÀU TP HĨA HỌC HĨA SINH THỰC PHẨM Chất màu tự nhiên Nguồn gốc: thực vật, động vật, vi sinh vật Đặc điểm: cường độ màu thấp, bền với nhiệt độ, pH ánh sáng CHƯƠNG Chất màu tổng hợp Nguồn gốc: Sản xuất phương pháp hố học CHẤT MÀU TP Chất màu tổng hợp giống tự nhiên Đặc điểm: chất hóa học dẫn xuất bền chất màu tự nhiên giống màu tự nhiên, cường độ, độ bền màu cao Chất màu tổng hợp Đặc điểm: chất màu không tồn tự nhiên cường độ màu độ bền hóa lý cao Chất màu tạo thành q trình chế biến Nguồn gốc: màu phản ứng caramel, Maillard, oxy hóa polyphenol Tôn Nữ Minh Nguyệt HP CHAÁT HEME MYOGLOBIN (MB) Màu từ động vật Màu cánh kiến từ cánh kiến; Màu carmin đỏ từ loại rệp son; Màu đỏ chiết từ loài sâu Kerme; Màu đỏ hợp chất Hem Globin: protein dạng cầu bậc M = 16800, 153 a.amin Màu từ VSV Hem: gốc mang màu - vòng porphyrin Màu carotenoid từ nấm men Rhodotorula sp Mb: phức Hem globin gốc histidin Tồn mô Màu từ TV Thân: gỗ huyết giác màu hacmatoxicline; vang màu braxilin Lá: tùng lam màu indician; chàm màu indigotin; dứa, cẩm, gai Hoa: hoa pensée màu violanine, hoa rum màu cartamine đỏ Trái: lý màu cayanidine; nho đen màu oenis; gấc màu β-carotene Rễ: rễ thiên thảo chất màu alizarine; nghệ màu curcumin Vỏ cây: vỏ mẻ rìu, vỏ canhkina màu quinotanine Rêu tảo : địa y màu orceine HP CHẤT HEME MYOGLOBIN (MB) HP CHẤT HEME MYOGLOBIN (MB) Loại thịt Màu Myoglobin Thịt theo độ tuổi Myoglobin Heo Hồng mg/g Thịt bê mg/g Cừu Đỏ tươi mg/g Thịt bò tơ mg/g Bò Đỏ thẫm mg/g Thịt bò non mg/g Thịt bò già 18 mg/g Loại Name Myoglobin Hoạt động Extensor carpi radialis 12 mg/g Dự trữ Longissimus dorsi mg/g Màu Mb: đỏ tía Oxymyoglobin (MbO2) – mang Oxy – đỏ tươi Metmyoglobin (MMb) - Bị oxy hóa, Fe2+ thành Fe3+ - đỏ nâu MMb không khả kết hợp với oxy Màu thịt tươi hỗn hợp màu HP CHẤT HEME MYOGLOBIN (MB) MYOGLOBIN (MB) Liên kết Fe++ Ferrous (đồng htrị) Fe+++ Ferric (ion) HP CHẤT HEME Hợp chất :H2O :O2 :NO :CO -CN -OH -SH -H2O2 Màu Hồng Đỏ Hồng nhạt Đỏ Đỏ Nâu Xanh Xanh Tên Reduced myoglobin Oxymyoglobin Nitric oxide myoglobin Carboxymyoglobin Cyanmetmyoglobin Metmyoglobin Sulfmyoglobin Choleglobin Myoglobin Oxymyoglobin Metmyoglobin plus NO -> Nitric oxide myoglobin plus heat -> Nitrosyl hemochromogen Hồng thịt nấu Tính chất: nhạy cảm với ánh sáng, T, độ ẩm kk, pH,… Màu Oxymyoglobin Metmyoglobin Metmyoglobin Xúc tác oxidation + bacteria > bacteria > bacteria > Màu Metmyoglobin (-OH) Choleglobin (-H2O2) Sulfmyoglobin (-SH) Bảo vệ: Chất chống oxh (vit C, vitE, BHA, TBHQ ,…) Bao gói chân khơng (O2polyvinylidene chloride-polyvinyl chloride) Bao goi MAP (polyvinyl chloride) HP CHẤT HEME CHẤT MÀU THỰC VẬT CHLOROPHYLL HEMOGLOBIN (HB) Cấu tạo: vòng prophyryl nhân Mg Chl a (C55H72O5N4Mg) Chl b (C55H70O6N4Mg) Chl a có màu đậm Chl b Trong thực vaät, Chl a / Chl b = / Hb: protein cấu trúc bậc từ tiểu cầu Mb Màu: đỏ máu Chức năng: Tại phổi, Hb kết hợp với O2 vận chuyển O2 đến cq 10 CHẤT MÀU THỰC VẬT CHẤT MÀU THỰC VẬT CHLOROPHYLL Phân bố: CAROTENOID Cấu tạo: Hệ nối đôi liên hợp, khác gốc R đầu cuối mạch nhóm R = β-ionon: tiền vit A 38 / 600 loại carotenoid tự nhiên có hoạt tính tiền vit A Tập trung lục lạp trình quang hợp xanh Chiếm khoảng 1% chất khô thực vật Tính chất: Màu xanh lá, cường độ mạnh Màu xanh ion Mg2+ gắn vào vòng porphirin Khi trái chín, chlo bị thủy phân thành chất không màu Không tan nước, tan dầu Không bền nhiệt acid: H thay chỗ Mg tạo pheophytyl màu vàng úa β- γ- ε- κ- φ- χ- ψ- Tính chất: màu vàng, cam, đỏ tan dầu không bền với tác nhân oxy hoá (T, O, ánh sáng) → bảo vệ màu xanh rau phải chế biến nhiệt môi trường kiềm thay Mg2+ Cu2+ hay Zn2+ 11 12 CHẤT MÀU THỰC VẬT CAROTENOID CHẤT MÀU THỰC VẬT CAROTENOID Phân bố: Thực vật Diệp lục mô xanh, che lấp chorophyll Hàm lượng carotenoid giống loại β-carotene 25 – 30% tổng lượng lutein 45% violaxanthin 15% neoxanthin 15% α-carotene, α β-cryptoxanthin, zeaxanthin, atheraxanthin, lutein-5,6-epoxdide,… Phân bố: Động vật Màu vàng, đỏ lông, da loài động vật, lòng đỏ trứng Carotenoprotein: dạïng phức hợp Car protein (tôm, cua) lúc sống có màu xanh lá, tím hoặëc xanh dương, nấu chín, protein bị biến tính, xuất màu đỏ Car Trong mô thường phản ứng quang hợp tạo màu vàng, cam đỏ cho hoa trái 13 14 CHẤT MÀU THỰC VẬT CAROTENOID Phân bố: Vi sinh vật Chất màu nội bào vi khuẩn: Brevibacterium (tạo canthaxanthin) Flavobacterium (tạo zeaxanthin) nấm men: Rhodotorula sp nấm mốc: Neurospora crassa, Penicillium sclerotiorum, Mucorals choanophoracea,… tảo: Dunadiella Công nghệ gen tạo chủng giàu carotenoid Phycomyces blakesleanus (25mg β-carotene %SKK) Blakeslea tripora (30-35 mg β-carotene %SKK) Dunadiella taïo β-carotene (10% SKK) Haematococcus taïo astaxanthin (1-2%/SKK) Brevibacterium linens Rhodotorula sp Penicillium sclerotiorum van Beyma F 15 16 CHẤT MÀU THỰC VẬT CHẤT MÀU THỰC VẬT CAROTENOID CAROTENOID β-Carotene β-Carotene o Công thức phân tử: C40H56 , M = 536,85 o Nhiệt độ nóng chảy: 176 – 183oC, o Tan tốt chloroform, benzen, CS2, tan trung bình ether, ether petrol, dầu TV, tan hạn chế methanol, ethanol, không tan nước, acid, hợp chất alkane o Kết tinh từ benzen-methanol: lăng trụ mặt màu tím đậm, kết tinh từ ether petrol: hình thoi màu đỏ o Dung dịch loãng có màu vàng, dung dịch đặc màu đỏ o Hoạt tính tiền vitA cao nhất, 1IU = 0,6µg β-carotene = 0,3µg vitA o Ứng dụng: tạo màu vàng, tiền vitamin A, chống oxy hóa 17 18 CHẤT MÀU THỰC VẬT CHẤT MÀU THỰC VẬT CAROTENOID CAROTENOID Licopene Licopene Không có hoạt tính vitamin A Khả chống oxy hóa cao nhờ hệ nối đôi liên hợp 19 20 CHẤT MÀU THỰC VẬT ANTHOCYANNE CHẤT MÀU THỰC VẬT ANTHOXANTHIN Màøu trắng (bông cải, khoai tây, hành Thuộc nhóm màu flavonoid Tan nước Cấu tạo: Thuộc nhóm màu flavonoid hợp chất glycoside với aglucon anthocyanidin Tính chất: BETALAINE Màøu đỏ thẫm đến tím Tan nước Màu đỏ (củ cải đường, củ cải) Tan nước Kém bền nhiệt, Biến màu tiếp xúc với kim loại (Sn→xanh lơ; Al → tím; Fe, Cu → ñen) 21 MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN PHẢN ỨNG CARAMEL 22 MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN PHẢN ỨNG CARAMEL Cơ chất: đường Nhiệt độ: nóng chảy Glucose : Fructose : Saccharose : Lactose: Phản ứng: dehydrat hóa giai đoạn 146 – 1500C 95 – 1000C 160 – 1800C 223 – 2520C Taïo aldehyd : không màu Phản ứng trùng hợp : màu nâu Sản phẩm caramel: vị đắng, màu nâu, mùi đường khét 23 24 MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN PHẢN ỨNG MAILLARD MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN PHẢN ỨNG MAILLARD Cơ chất: glucid – a.amin (hc chứa nhóm =C=O nhóm-NH2) Yếu tố ảnh hưởng: Tỷ lệ a.a / đường = 1/3 ÷ 1/2 Nồng độ bé: phản ứng xảy Tăng tỷ lệ đường SP dễ tan nước Nhiệt độ: > 0oC – cho màu mùi tốt khoảng 1000C Phản ứng: chuỗi gồm giai đoạn liên tiếp GĐ1 : phản ứng ngưng tụ carbonylamin Phản ứng chuyển vị amadori Tạo SP không màu, không hấp thu UV GĐ2 : Phản ứng khử nước đường Phản ứng phân hủy đường hợp chất amin Tạo SP không màu, vàng, hấp thu mạnh UV GĐ3 : Phản ứng ngưng tụ aldol Phản ứng ngưng tụ aldehydamin Phản ứng tạo hợp chất dị vòng chứa nitơ Tạo SP có màu sậm, ban đầu tan nước màu sẫm, sau khó tan, màu sẫm đen Lượng nước: nước phản ứng mạnh Nhiệt độ: < 00C, phản ứng không xảy Chất kìm hãm, tăng tốc: Kìm hãm: -CHO, hydroxylamin, bisulfit Na, K, SO2, SO3, H2SO3 Tăng tốc: a acetic, phosphate 25 26 MÀU TẠO THÀNH TRONG Q TRÌNH CHẾ BIẾN PHẢN ỨNG MAILLARD Ứùng dụng SX bánh mì SX bia Sx malt SX thuốc Tác hại SX rượu tổn thất đường, tbột, kìm hãm hđộng E SX đường sẫm màu đường 27 28 MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN PHẢN ỨNG OXY HĨA POLYPHENOL MÀU TẠO THÀNH TRONG Q TRÌNH CHẾ BIẾN PHẢN ỨNG OXY HĨA POLYPHENOL Cơ chất phenol - chứa vòng benzen có hay nhiều nhóm OH [1] Pyrocatechol [2] Dihydroxyphenylalanin [3] Dihydroxyphenyl Sản phẩm [5] Acid chlorogenic màu nâu, đỏ nâu, [6] Catechin [4] Acid galic melanin hay flobafen nâu vàng, nâu đen, xanh đen, đen [7] Tannin 29 MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY CHẤT MÀU PHẢN ỨNG OXY HĨA POLYPHENOL Dung môi : cồn, ether ethylic, ether petrol Phá vỡ màng tế bào : xay, nghiền 32 ... chín, chlo bị thủy phân thành chất không màu Không tan nước, tan dầu Không bền nhiệt acid: H thay chỗ Mg tạo pheophytyl màu vàng úa ? ?- ? ?- ? ?- ? ?- ? ?- ? ?- ? ?- Tính chất: màu vàng, cam, đỏ tan dầu không... O, ánh sáng) → bảo vệ màu xanh rau phải chế biến nhiệt môi trường kiềm thay Mg2+ Cu2+ hay Zn2+ 11 12 CHẤT MÀU THỰC VẬT CAROTENOID CHẤT MÀU THỰC VẬT CAROTENOID Phân bố: Thực vật Diệp lục mô xanh,... linens Rhodotorula sp Penicillium sclerotiorum van Beyma F 15 16 CHẤT MÀU THỰC VẬT CHẤT MÀU THỰC VẬT CAROTENOID CAROTENOID β-Carotene β-Carotene o Công thức phân tử: C40H56 , M = 536,85 o Nhiệt độ