Thuật ngữ anthocyanin bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, trong đó anthocyanin là sự kết hợp giữa Anthos nghĩa là hoa và Kyanos nghĩa là xanh thẩm. Bên cạnh các tính năng màu sắc, anthocyanin gần đây đã thu hút sự quan tâm nhiều hơn do anthocyanin còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quý cho sức khỏe như khả năng chống oxy hóa, chống dị ứng, chống các tia phóng xạ, chống viêm, chống vi khuẩn, chống đông huyết tạo các bệnh mạch vành và có tác dụng bảo vệ tim mạch và thuốc giãn mạch vành
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA CƠNG NGHỆ SINH HĨA - THỰC PHẨM THỰC TẬP THỰC TẾ CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TỔNG QUAN VỀ ANTHOCYANIN VÀ MỘT SỐ LOẠI THỰC VẬT CÓ CHỨA ANTHOCYANIN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TƯỜNG VY Cần Thơ - năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ SINH HÓA - THỰC PHẨM THỰC TẬP THỰC TẾ CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TỔNG QUAN VỀ ANTHOCYANIN VÀ MỘT SỐ LOẠI THỰC VẬT CÓ CHỨA ANTHOCYANIN Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS NGUYỄN HỒNG XUÂN NGUYỄN TƯỜNG VY MSSV: 1900609 LỚP: CNTP2019 Cần Thơ - năm 2022 Mục Lục DANH SÁCH HÌNH iii DANH SÁCH BẢNG iv ĐẶT VẤN ĐỀ .1 NỘI DUNG 2.1 Tổng quan màu anthocyanin màu thực phẩm 2.1.1 Tổng quan Anthocyanin .2 2.1.1.1 Giới thiệu anthocyanin 2.1.1.2 Tính chất hóa lý anthocyanin .4 a Đặc tính quang phổ anthocyanin b Tính tan 2.1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu anthocyanin a Ảnh hưởng cấu trúc .4 b Ảnh hưởng pH .5 c Ảnh hưởng nhiệt độ .5 d Ảnh hưởng tượng cộng hợp màu 2.1.1.4 Hoạt tính sinh học anthocyanin a Hoạt tính chống oxy hóa b Hoạt tính ngăn ngừa hạn chế bệnh ung thư .7 c Hoạt tính ngăn ngừa hạn chế bệnh tim mạch 2.1.2 Tổng quan màu thực phẩm 2.1.2.1 Tầm quan trọng vai trò chất tạo màu thực phẩm 2.1.3 Ứng dụng anthocyanin 2.1.3.1 Ứng dụng anthocyanin làm phụ gia tạo màu 2.1.3.2 Ứng dụng anthocyanin sản xuất thực phẩm chức 2.1.4 Một số sản phẩm có sử dụng anthocyanin 2.2 Tổng quan số loại thực vật có chứa anthocyanin 2.2.1 Cây hoa đậu biếc .9 2.2.1.1 Công dụng hoa đậu biếc 10 2.2.1.2 Thành phần hóa học hoa đậu biếc 10 2.2.2 Cây bụp giấm .12 2.2.2.1 Công dụng bụp giấm 12 2.2.2.2 Thành phần hóa học bụp giấm 12 2.2.3 Khoai lang tím .13 2.2.3.1 Công dụng khoai lang tím 13 2.2.3.2 Thành phần hóa học khoai lang tím 13 2.2.4 Cây cẩm .13 2.2.4.1 Công dụng cẩm 14 2.3 Cách thu nhận sản xuất sản phẩm có chứa anthocyanin từ nguyên liệu giàu 14 i 2.3.1 Cách thu nhận sản xuất sản phẩm có chứa anthocyanin từ hoa đậu biếc 14 2.3.2 Cách thu nhận sản xuất sản phẩm có chứa anthocyanin từ khoai lang tím 17 KẾT LUẬN .19 TÀI LIỆU THAM KHẢO .20 Tài liệu tiếng Việt 20 Tài liệu tiếng Anh 21 ii DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Cấu trúc gốc aglycon anthocyanin Hình 2.2 Cấu trúc anthocyanin Hình 2.3 Ảnh hưởng pH đến cấu trúc anthocyanin Hình 2.4 Một số sản phẩm thực phẩm có sử dụng anthocyanin Hình 2.5 Hoa đậu biếc .9 Hình 2.6 Cây bụt giấm 12 Hình 2.7 Khoai lang tím 13 Hình 2.8 Cây cẩm 14 Hình 2.9 Quy trình thu nhận sản xuất bột màu anthocyanin từ hoa đậu biếc 15 Hình 2.10 Quy trình thu nhận sản xuất bột màu anthocyanin từ khoai lang tím 17 iii DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Một số thành phần hóa học tìm thấy hoa đậu biếc .10 iv ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với phát triển đời sống xã hội thị hiếu người tiêu dùng sản phẩm thực phẩm đa dạng, đòi hỏi sản phẩm thực phẩm khơng ngon miệng mà cịn phải hấp dẫn hình thức, đảm bảo an tồn vệ sinh thực phẩm mang lại giá trị dinh dưỡng cao Để đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng, việc tìm hiểu thay chất màu tổng hợp chất màu tự nhiên cải thiện giá trị cảm quan mà làm tăng giá trị dinh dưỡng thực phẩm nhờ hoạt tính sinh học chất màu tự nhiên Anthocyanin hợp chất màu hữu tự nhiên, thuộc nhóm flavonoid, sắc tố khơng bào thực vật tan nước chịu trách nhiệm màu đỏ sáng, tím màu xanh hoa, vỏ, hạt, Bên cạnh tính màu sắc, anthocyanin gần thu hút quan tâm nhiều anthocyanin cịn hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quý cho sức khỏe khả chống oxy hóa, chống dị ứng, chống tia phóng xạ, chống viêm, chống vi khuẩn, chống đơng huyết tạo bệnh mạch vành có tác dụng bảo vệ tim mạch thuốc giãn mạch vành (Nguyễn Thị Tuyết & Trần Thị Dun, 2019) Chính thế, việc nghiên cứu sử dụng anthocyanin từ thực vật làm chất màu thực phẩm cần thiết, có ý nghĩa nhằm khai thác, phát triển hợp chất hữu có nguồn gốc thiên nhiên Hiện số loại thực vật cho chất nhuộm màu trồng trọt khai thác Một vài lồi số hoa đậu biếc, khoai lang tím, cẩm bụp giấm, nguồn nguyên liệu quan tâm nghiên cứu chất màu hoa đậu biếc, khoai lang tím, cẩm bụp giấm xác định giàu anthocyanin thành phần ngun liệu có nhiều cơng dụng tốt cho sức khỏe Với giá thành rẻ, độ phân bố rộng rãi phổ biến, hoa đậu biếc, khoai lang tím, cẩm bụp giấm, xem nguồn nguyên liệu sản xuất chất màu tự nhiên triển vọng Xuất phát từ thực tiễn em định chọn đề tài “Tổng quan anthocyanin số loại thực vật có chứa anthocyanin” NỘI DUNG 2.1 Tổng quan màu anthocyanin màu thực phẩm 2.1.1 Tổng quan Anthocyanin 2.1.1.1 Giới thiệu anthocyanin Thuật ngữ anthocyanin bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, anthocyanin kết hợp Anthos - nghĩa hoa Kyanos - nghĩa xanh thẩm Tuy nhiên, anthocyanin khơng có màu xanh, anthocyanin cịn mang đến cho thực vật nhiều màu sắc rực rỡ khác hồng, đỏ, cam gam màu trung gian Trong tự nhiên anthocyanin có nhiều rau quả, hoa phận khác thực vật (Miguel et al., 2011; Vũ Thị Hương Quỳnh, 2015; Đỗ Văn Chương et al., 2010) Anthocyanin hợp chất màu hữu tự nhiên, thuộc nhóm hợp chất flavonoid, hợp chất glycoside anthocyanidin (hay gọi aglycon) Nói cách khác anthocyanin hợp chất anthocyanidin với đường (có thể liên kết với acid hữu trường hợp anthocyanin bị acyl hóa) Gốc aglycon có cấu trúc Hình 2.1 (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Hình 2.1 Cấu trúc gốc aglycon anthocyanin (Nguồn: Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Khung carbon anthocyanin gồm hai vòng benzen A, B, vịng pyran C vịng A kết hợp với vòng C tạo thành vòng chromane Trong cấu trúc vòng pyran có chứa oxy mang điện tích dương tự Nhờ có điện tích dương tự mà anthocyanin dung dịch acid mang đặc tính cation tạo muối với acid Ngược lại dung dịch kiềm chúng có vai trị anion tạo muối với base (Aishah et al., 2013) Do có thay gốc R nhân A, B, C nhóm hydroxyl hay methoxy khác nên tạo nhiều loại anthocyanidin khác Cho đến nay, xác định 18 loại anthocyanidin khác nhau, sáu loại phổ biến là: pelargonidin, malvidin, delphinidin, peonidin, petunidin, cyanidin (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Anthocyanin R1 R2 Pelargonidin H H Malvidin OH H Delphinidin OH OH Peonidin OCH3 H Petunidin OCH3 OH Cyanidin OCH3 OCH3 Hình 2.2 Cấu trúc anthocyanin (Nguồn: Jaganath and Crozier, 2010) Màu sắc anthocyanidin khác tương ứng với số lượng nhóm hydroxyl, gắn vào phân tử anthocyanidin (đặc biệt nhóm thay vịng B) Với gia tăng nhóm hydroxyl, màu sắc hiển thị chúng có thay đổi từ màu cam sang màu tím (Aishah et al., 2013) Sự khác anthocyanin xác định khác số lượng vị trí nhóm hydroxyl phân tử; mức độ methyl hóa nhóm hydroxyl; chất, vị trí nhóm đường gắn vào phân tử; chất, số nhóm acid mạch thẳng hay mạch vòng gắn vào phân tử (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Anthocyanin acyl hóa acid hữu phân tử lượng thấp liên kết este với nhóm OH- phần glucoside phần aglycon Các acid tạo gốc acyl là: acid p - coumaric, acid ferulic, acid cinnamic, acid caffeic, acid malonic, acid acetic, Sự acyl hóa dẫn đến thay đổi màu sắc tăng độ bền anthocyanin (Tạ Thị Tố Qun, 2018) Anthocyanin có tính tan tốt bền anthocyanidin nhờ gắn thêm nhiều gốc đường, thường hay gặp rhamnose, galactose, arabinose, xylose Các gốc đường gắn vào vị trí 3,5,7 thường gắn vào vị trí cịn gắn vào vị trí Phân tử anthocyanin có gắn đường vào vị trí gọi monoglucoside, cịn gắn đường vào vị trí gọi diglucoside (Vũ Thị Hương Quỳnh, 2015; Tạ Thị Tố Quyên, 2018) 2.1.1.2 Tính chất hóa lý anthocyanin a Đặc tính quang phổ anthocyanin Anthocyanin hợp chất có khả hấp thụ tia sáng vùng nhìn thấy Độ hấp thụ anthocyanin phụ thuộc vào dung môi, pH nồng độ anthocyanin.Thông thường, pH vùng acid mạnh có độ hấp thụ lớn (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Độ hấp thụ thể chất loại anthocyanin khả hấp thụ khác chúng Trong vùng ánh sáng nhìn thấy, anthocyanin có độ hấp thụ cực đại bước sóng 510 - 540 nm Độ hấp thụ liên quan mật thiết đến màu sắc anthocyanin tỷ lệ thuận với nồng độ chúng Ngồi ra, anthocyanin cịn có khả hấp thụ tia tử ngoại hệ thống nối đơi liên hợp tạo vịng benzene A, B vòng pyran C (Huỳnh Thị Kim Cúc, 2007) Các aglycon khác có bước sóng hấp thụ cực đại khác nhau, ví dụ bước sóng hấp thụ cực đại anthocyanin dung dịch methanol có 0,01% HCl là: Pelgonidin có λmax = 520 nm (cam); Cyanidin có λmax = 535 nm (đỏ cam); Dephinidin có λmax = 545 nm (đỏ xanh) (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) b Tính tan Anthocyanin tinh khiết dạng tinh thể vơ định hình hợp chất phân cực nên tan tốt dung mơi phân cực Anthocyanin hịa tan tốt nước, etanol, metanol, Trong khả tan CH3OH - HCL C2H5OH - HCL tương đương cao (Vũ Thị Hương Quỳnh, 2015) 2.1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu anthocyanin a Ảnh hưởng cấu trúc Độ bền màu cường độ màu anthocyanin phụ thuộc vào vị trí số lượng nhóm hydroxyl, methoxy, đường đường acyl hóa Một số anthocyanin bền anthocyanin khác Khi mức độ hydroxyl hóa aglycon tăng, tính bền anthocyanin tăng Tuy nhiên tăng methoxy hóa, thu kết ngược lại Sự có mặt nhóm OH vị trí 4’ phân tử làm bền hóa đáng kể chất màu, đó, methoxy hóa nhóm hydroxyl làm giảm độ bền Sự glycosyl hóa acyl hóa nhóm OH tự làm tăng tính bền anthocyanin Vì vậy, diglucoside bền monoglucoside anthocyanin Anthocyanin có chứa nhóm acyl bền mơi trường trung tính acid yếu liên kết hydro nhóm hydroxyl nhân phenolic anthocyanin acyl vòng thơm (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) xơ gan, tăng cường chức chống độc gan, ngăn nhiễm mỡ hoại tử mô gan (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) b Hoạt tính ngăn ngừa hạn chế bệnh ung thư Một số nghiên cứu vitro cho thấy tác động anthocyanin khả tăng trưởng di số loại tế bào ung thư Anthocyanin dịch chiết giàu anthocyanin có tác dụng hạn chế tăng trưởng nhiều loại tế bào ung thư như: ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư đại tràng,…(Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Các aglycon có loại anthocyanin phổ biến cyanidin, delphinidin, maldivin, pelargonidin petunidin có khả ức chế phát triển tế bào ung thư dày, ruột kết, lồng ngực người (Sugata et al., 2015) Khi nghiên cứu khả phòng chống ung thư anthocyanin, nhà khoa học chứng minh anthocyanin có khả ức chế di tế bào ung thư Các hợp chất cyanidin - rutinoside and cyanidin - glucoside chiết xuất từ dâu tằm chứng minh có khả ức chế enzyme matalloproteinase, enzyme gây phân hủy mạng lưới ngoại bào cho phép tế bào di căn, hạn 15 chế di dòng tế bào ung thư (Sugata et al., 2015) c Hoạt tính ngăn ngừa hạn chế bệnh tim mạch Các hợp chất flavanoid nói chung anthocyanin nói riêng có khả làm giảm nguy mắc bệnh động mạch vành khả ngăn chặn oxy hóa lipoprotein có tỷ trọng thấp huyết tương Sự oxy hóa hợp chất xem bước quan trọng hình thành khối xơ động mạch từ dẫn đến bệnh động mạch vành Vai trò anthocyanin việc phịng chống bệnh tim mạch có liên quan trực tiếp đến hoạt tính chống oxy hóa, giảm viêm, tăng độ bền khả thẩm thấu thành mạch máu, ức chế đông tụ tiểu huyết cầu (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) 2.1.2 Tổng quan màu thực phẩm 2.1.2.1 Tầm quan trọng vai trò chất tạo màu thực phẩm Chất tạo màu phụ gia thực phẩm sử dụng với mục đích tăng cường khơi phục màu cho sản phẩm thực phẩm Mỗi loại thực phẩm có hương vị, kết cấu, mùi màu sắc đặc trưng riêng biệt Trong đó, màu thực phẩm yếu tố ảnh hưởng đến ý người tiêu dùng Màu sắc làm cho ăn trở nên hấp dẫn lôi vị giác Hơn nữa, màu sắc ảnh hưởng đến giá trị cảm quan mà ảnh hưởng lên mùi vị thực phẩm Một nghiên cứu Moir (1936), tuyên bố rằng: “Nhiều người cho vị giác họ bị ảnh hưởng phụ gia màu có thực phẩm mà họ nếm Điều màu chi phối tới khả đánh giá vị họ” Ngoài việc ảnh hưởng tới mùi vị mức độ ưa thích cảm quan màu sắc tác động tới giá trị dinh dưỡng thật nhận thức dinh dưỡng Tùy thuộc vào nguồn gốc khác phân chia phẩm màu thành loại: phẩm màu tự nhiên, phẩm màu tổng hợp phẩm màu vô Phụ gia tạo màu chất cho vào thực phẩm nhằm mục đích: - Phục hồi lại màu sắc sản phẩm biến đổi chúng tự nhiên, bảo quản, chế biến, đóng gói, phân phối làm tăng độ đồng cho sản phẩm - Giúp trì tính chất đặc trưng sản phẩm - Tăng cường màu sắc sản phẩm để làm tăng hấp dẫn cho sản phẩm (Đàm Sao Mai et al., 2012) 2.1.3 Ứng dụng anthocyanin Hiện anthocyanin ứng dụng công nghệ thực phẩm chủ yếu hai lĩnh vực phụ gia tạo màu thay màu nhân tạo chế biến số sản phẩm thực phẩm sản xuất thực phẩm chức 2.1.3.1 Ứng dụng anthocyanin làm phụ gia tạo màu Hiện số nước phát triển giới, chất tự nhiên dần thay chất màu tổng hợp Một chất màu tự nhiên phổ biến sử dụng ngành công nghiệp thực phẩm anthocyanin Với màu sắc đẹp anthocyanin sử dụng làm chất màu tự nhiên tạo nhiều màu sắc hấp dẫn cho thực phẩm Ngồi ra, anthocyanin cịn có khả tạo màu xanh cho sản phẩm thực phẩm Ngoài việc tạo màu sắc đẹp an toàn cho sản phẩm thực phẩm, với khả chống oxy hóa cao anthocyanin cịn sử dụng để bảo quản thực phẩm, kháng khuẩn, chống oxy hóa cho thực phẩm Thơng thường, hàm lượng cho phép sử dụng anthocyanin không bị giới hạn chủ yếu phụ thuộc vào loại sản phẩm (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) 2.1.3.2 Ứng dụng anthocyanin sản xuất thực phẩm chức Dựa theo nhiều nghiên cứu dịng tế bào, mơ hình động vật thử nghiệm lâm sàng người, kết cho thấy anthocyanin có nhiều hoạt tính sinh học như: hoạt tính kháng oxy hóa, chống viêm, ngăn ngừa hoạt động tế bào ung thư, phòng chống bệnh tim mạch, kiểm sốt béo phì, giảm nguy bệnh tiểu đường, Với hoạt tính sinh học anthocyanin mở triển vọng việc sản xuất thực phẩm chức hỗ trợ điều trị số bệnh như: chống lão hóa, hạn chế suy giảm sức đề kháng, ngăn ngừa phát triển khối u bướu, giảm nguy mắc ung thư, hạn chế nguy bị đột quỵ, giảm đau tim, giảm tổn thương não ngăn cản tạo thành cục máu đơng lịng mạch máu (ngun nhân dẫn đến tắc mạch, gây tai biến mạch máu não nhồi máu tim đột ngột), điều hòa đường huyết bệnh nhân đái tháo đường, (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) 2.1.4 Một số sản phẩm có sử dụng anthocyanin Hiện chất màu anthocyanin (E163) cho phép sử dụng loại thực phẩm như: đồ uống, mứt trái cây, bánh, kẹo (kẹo cao su, kẹo cứng, kẹo mềm), yoghurt, sản phẩm tráng miệng (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Hình 2.4 Một số sản phẩm thực phẩm có sử dụng anthocyanin (Nguồn: Nguyễn Thị Hoài Tâm et al., 2017; Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Ngồi ra, giới có nghiên cứu ứng dụng anthocyanin để làm thực phẩm chức bột sấy phun từ dịch chiết việt quất với tác dụng ức chế tăng cân tích tụ mỡ thừa thể, hay nghiên cứu chống béo phì bệnh tiểu đường anthocyanin từ mâm xôi đen, dâu tằm,…(Tạ Thị Tố Quyên, 2018; Tsuda, 2008) 2.2 Tổng quan số loại thực vật có chứa anthocyanin 2.2.1 Cây hoa đậu biếc Cây hoa đậu biếc hay cịn gọi đậu biếc lam có tên khoa học Clitoria ternatea, thuộc họ đậu (Fabaceae) Cây có nguồn gốc từ nước châu Á (Ấn Độ, Srilanca, ), thảo leo, mọc cao Lá kép lơng chim lẻ, có - nhỏ, màu xanh bóng mềm, có lơng rải rác hai mặt Hoa có màu lam đậm, mọc đơn độc nách Cánh tràng có cờ lớn màu xanh biếc với đốm lớn màu vàng cam Quả đậu biếc có dạng thn dài, thường dài từ - 13 cm, có màu nâu hay đen mở khô (Trần Hợp, 2000; Trần Thị Thiêm et al., 2009) Hoa đậu biếc nguồn giàu chất anthocyanin Hình 2.5 Hoa đậu biếc (Nguồn: Campbell et al., 2019) 2.2.1.1 Cơng dụng hoa đậu biếc Ngồi cơng dụng phổ biến biết đến nhuộm màu thực phẩm Về mặt dược lý, loại thuốc giảm lo âu, chống viêm, giảm đau, chống nhiễm trùng chống chất gây ung thư Nó chất ức chế thần kinh trung ương (Cns Depressant), bảo vệ thận có hoạt động chống stress Nói chung đậu biếc có hoạt động phân giải protein, chống giun sán, hoạt động hạ đường huyết, giúp lợi tiểu, chống oxy hóa, kháng histaminic điều trị bệnh bướu cổ (Lijon et al., 2017) 2.2.1.2 Thành phần hóa học hoa đậu biếc Hoa đậu biếc chứa este chất nhựa glycosid Các thành phần hóa học tìm thấy hoa đậu biếc triterpenoids pentacyclic taraxerol taraxerone Chiết xuất ethanol hoa đậu biếc cho thấy diện terpenoid, flavonoid, tannin and steroid Trong rễ có diện ternatins, alkaloids, flavonoids, saponins, tannins, carbohydrates, proteins, nhựa, tinh bột, taraxerol taraxerone (Nguyễn Thị Tuyết & Trần Thị Duyên, 2019; Lijon et al., 2017) Bảng 2.1 Một số thành phần hóa học tìm thấy hoa đậu biếc STT TÊN HỢP CHẤT Kaempferol Quercetin Myriceti Taxaxerol Tannic acid CẤU TRÚC 10 STT TÊN HỢP CHẤT - monoglucoside 𝛽 - Sitosterol Delphinidin - 3, - diglucoside Malvidin - 3β - glucoside 10 P - hydroxycinnamic acid 11 Ethyl - α - D - galactopyranoside 12 Anthoxanthin glucoside CẤU TRÚC (Nguồn: Lijon et al., 2017) 11 2.2.2 Cây bụp giấm Đài hoa bụp giấm có tên khoa học Hibiscus sabdariffa L có nguồn gốc từ Tây Phi Ở nước ta loại phân bố rộng từ tỉnh trung du miền núi phía Bắc Hồ Bình, Hà Tây; Trung Thanh Hoá, Nghệ An, cao nguyên Lâm Đồng đến tỉnh Nam Kiên Giang, Cần Thơ…(Nguyễn Thị Hiển et al., 2012) Hình 2.6 Cây bụt giấm (Nguồn: Lê Thị Lan Phương, 2022) 2.2.2.1 Công dụng bụp giấm Chiết xuất từ đài hoa bụp giấm nguồn cung cấp chất chống oxy hóa Về tính chất dược lý đài hoa bụp giấm có tính chống co thắt trơn, làm hạ huyết áp có tính kháng sinh, trị ho, viêm họng Trong y học dân gian hoa bụp giấm dùng để kiểm soát cao huyết áp, bệnh gan làm thức uống nhiều quốc gia Dịch chiết từ đài hoa bụp giấm có tác dụng làm giảm mỡ, cholesterol máu chống xơ vữa động mạch (Nguyễn Quang Vinh et al., 2018) 2.2.2.2 Thành phần hóa học bụp giấm Về hóa học xác định thành phần có hoạt tính sinh học q đài hoa bụp giấm anthocyanin khoảng 1,5% sắc tố khác; lên tới 12% polyphenol flavonoid; axit hữu khoảng 15 - 30%; vitamin A, B1, B2, C, E, F nhiều loại khoáng chất sắt, đồng, canxi, magie, kẽm…(Phùng Văn Trung et al., 2018) Đài hoa bụt giấm thu hoạch có màu đỏ hấp dẫn, vị chua mát đặc trưng có hàm lượng anthocaynin cao Để chiết chất màu anthocyanin từ đài hoa bụt giấm, dung mơi hữu sử dụng thường có độ phân cực cao sử dụng hệ dung môi phân cực Tuy nhiên, chất màu chiết xuất thường kèm theo nhiều axit vốn có đài hoa Đây hạn chế chất màu thu chua Vì vậy, sau chiết xuất cần tiến hành tách bỏ bớt axit để làm giàu chất màu, đồng thời để bổ sung vào thực phẩm khơng cần pha lỗng giảm độ chua dịch màu (Nguyễn Thị Hiển et al., 2012) 12 2.2.3 Khoai lang tím Khoai lang tím có tên khoa học Ipomoea batatas L., loại khoai lang khác với giống khoai lang khác ruột khoai có màu tím (Tạ Thị Tố Qun, 2018) Hình 2.7 Khoai lang tím (Nguồn: Tạ Thị Tố Qun, 2018) 2.2.3.1 Cơng dụng khoai lang tím Khoai lang tím chứa hàm lượng lớn chất màu anthocyanins (khoảng 51,5 - 174,7 mg/100 g nguyên liệu tươi) Ngoài việc tạo màu sắc đẹp, hấp dẫn an tồn cho thực phẩm, nhờ hợp chất màu anthocyanin làm cho khoai lang tím có giá trị hoạt tính sinh học như: khả kháng oxy hóa, kháng khuẩn, ngăn ngừa ung thư,…(Tạ Thị Tố Quyên, 2018; Tạ Thị Tố Quyên et al., 2014) 2.2.3.2 Thành phần hóa học khoai lang tím Thành phần hóa học khoai lang tím loại khoai lang khác có chứa: nước, protein, tinh bột, đường khử, cellulose số thành phần khác như: loại vitamin, acid amin, nhiều nguyên tố vi lượng Đặc biệt khoai lang tím có chứa hợp chất anthocyanin với hàm lượng cao, thành phần làm nên màu tím khoai lang tím (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Khoai lang tím có đặc điểm sau thu hoạch hàm lượng thành phần hóa học, đặc biệt hàm lượng anthocyanin giảm nhanh chóng Chiết tách anthocyanin từ khoai lang tím thường khó so với ngun liệu chứa anthocyanin khác khoai lang tím chứa nhiều tinh bột nên chiết nhiệt độ cao xảy tượng tinh bột bị hồ hóa nên khó tách dịch chiết khỏi bã (Tạ Thị Tố Quyên et al., 2014) 2.2.4 Cây cẩm Loài cẩm (Peristrophe bivalvis (L.) Merr., syn P roxburghiana) thuộc họ Ơ rơ (Acanthaceae) Cây cẩm có vùng phân bố tương đối rộng, phân bố rải rác hầu hết tỉnh miền núi phía Bắc nước ta như: Lạng Sơn, Tuyên Quang, Hà Giang, n Bái, Lào Cai, Lai Châu, Hồ Bình…(Lưu Đàm Cư et al., 2009) 13 Hình 2.8 Cây cẩm (Nguồn: Nông Thị Anh Thư et al., 2012) 2.2.4.1 Cơng dụng cẩm Cẩm có nhiều công dụng làm thuốc, làm phẩm màu Ở Việt Nam, cành biết đến vị thuốc nam Trong y học cổ truyền, cẩm dùng trị lao phổi, khái huyết, ho nơn máu, viêm phế quản cấp tính, ỉa chảy, lỵ, ổ tụ máu, bong gân Ngoài ra, cẩm cịn dân tộc thiểu số phía Bắc dùng để nhuộm xôi nhiều màu ngày lễ tết Tại Trung Quốc, cẩm dược liệu có vị đắng, tính bình, có tác dụng nhiệt, giải độc, tiêu thũng, huyết, chữa viêm họng, thấp khớp, nhiễm trùng đường tiết niệu, kinh phong trẻ em, lao hạch, mụn nhọt (Lưu Đàm Cư et al., 2009) 2.2.4.2 Thành phần hóa học cẩm Thành phần hố học phẩm màu tím chiết từ cẩm anthocyanin, bao gồm chất có hai loại khung perlagonidin pyranopeonidin Thành phần bao gồm: Afzelechin (4 - 8) pelargonidyl glucozit, Pelargonidin - - O gentiobiozơ Pelargonidin - - O - sambabiozơ 4’ - sucxinoyl - - rhamnozyl (4H, 5H) - pyranocyanidin Cẩm tím nguồn nguyên liệu cung cấp chất màu tím tự nhiên đầy triển vọng Ngồi ra, phẩm màu tím chiết từ cành cẩm hồn tồn khơng có độc tính, tan tốt nước có độ bền màu nhiệt độ 65℃ Vì vậy, dùng để tạo màu cho số loại thực phẩm như: kem, kẹo, nước giải khát, rượu màu, thạch rau câu, tạo màu cho viên thuốc (Lưu Đàm Cư et al., 2009) 2.3 Cách thu nhận sản xuất sản phẩm có chứa anthocyanin từ nguyên liệu giàu anthocyanin 2.3.1 Cách thu nhận sản xuất sản phẩm có chứa anthocyanin từ hoa đậu biếc Có nhiều nghiên cứu thu nhận anthocyanin từ nhiều nguồn nguyên liệu khác Tùy thuộc vào loại nguyên liệu mà quy trình thu nhận khác Q trình thu nhận sản xuất bột màu anthocyanin từ hoa đậu biếc thực qua bước Hình 2.9 14 Hoa đậu biếc Xử lý Ngâm chiết Thu bã lần Lọc Thu dịch chiết Cô đuổi dung môi Dịch chiết anthocyanin thô cô đặc Bổ sung 5% maltodextrin Sấy phun Bột màu anthocyanin Hình 2.9 Quy trình thu nhận sản xuất bột màu anthocyanin từ hoa đậu biếc (Nguồn: Nguyễn Thị Tuyết & Trần Thị Duyên, 2019) Thuyết minh quy trình: Nguyên liệu xử lý nguyên liệu: Thời gian thu thập hoa khảo sát từ sáng đến 17 chiều Hàm lượng anthocyanin vào buổi sáng nhiều buổi chiều 15 Hàm lượng anthocyanin cao vào lúc sáng, khoảng 2,2 mg/g Sau đó, giảm nhẹ xuống 1,93 mg/g lúc 10 sáng chạm đáy mức 1,66 mg/g vào lúc chiều Tuy nhiên, vào lúc chiều chiều, hàm lượng anthocyanin tăng trở lại mức 1,68 mg/g 1,78 mg/g Do cần chọn thời gian thu hoạch thích hợp để tránh thất anthocyanin nguyên liệu (Hoàng Thị Hồng, 2020) Hoa đậu biếc sau thu nhận loại bỏ hoa dập, úng, đem rửa với nước sạch, để ráo, sau cắt nhỏ kích thước - mm Mục đích cơng đoạn để giảm kích thước ngun liệu, tăng diện tích tiếp xúc nguyên liệu dung mơi, giúp tăng hiệu trích ly (Nguyễn Thị Tuyết & Trần Thị Duyên 2019) Ngâm chiết: Phương pháp sử dụng để chiết màu anthocyanin từ hoa đậu biếc phương pháp ngâm chiết Tiến hành chiết ngâm chất màu anthocyanin nước dung môi cồn 70° Nếu thời gian trích ly q ngắn, khơng đủ để dung mơi hịa tan hết anthocyanin ngun liệu Ngược lại, thời gian dài ảnh hưởng đến chất lượng sản phấm chiết, dung mơi hịa tan chất khác nguyên liệu, mặc khác kéo dài thời gian trích ly có thề làm giảm lượng anthocyanin trích ly anthocyanin bị phân hủy tiếp xúc với nhiệt độ cao thời gian dài Vì vậy, thời gian chiết lựa chọn 2h/lần chiết nhiệt độ tối ưu 60℃ Với tỷ lệ nguyên liệu : dung môi (g/ml) : 10 Để tận dụng triệt để nguyên liệu, tránh láng phí chọn chiết lần cho quy trình chiết chất màu từ hoa đậu biếc (Nguyễn Thị Tuyết & Trần Thị Duyên 2019) Lọc, thu dịch chiết: Loại bỏ bã chiết tạp chất không tan để thu lấy dịch chiết phương pháp lọc hút chân khơng Cơ đuổi dung mơi: Mục đích công đoạn đuổi dung môi tồn dư thu phẩm màu anthocyanin dạng cô đặc, để thuận tiện cho việc bảo quản mẫu sấy phun Dịch chiết thu đem cô đuổi dung môi áp suất 150 mmBar, nhiệt độ không 60℃ nhằm hạn chế phân hủy chất màu anthocyanin nhiệt ánh sáng Tốc độ vòng quay 60 vòng/phút (Nguyễn Thị Tuyết & Trần Thị Duyên 2019) Bổ sung 5% maltodextrin: Dịch chiết thô thu hồi đem loại bỏ cồn, phối trộn với nước, maltodextrin để chuẩn bị cho công đoạn sấy phun Việc bổ sung maltodextrin vào dịch chiết trước sấy phun làm tăng tổng hàm lượng chất rắn giảm tổng hàm lượng nước bay 16 Sấy phun: Hỗn hợp anthocyanin maltodextrin đem sấy phun để thu bột màu anthocyanin Nhiệt độ sấy từ 140 - 160℃, độ ẩm - 5% (Nguyễn Thị Tuyết & Trần Thị Duyên 2019) Sản phẩm: Sản phẩm thu bột màu anthocyanin tự nhiên từ hoa đậu biếc Bột màu thu không bị vón cục, có màu xanh dương có mùi đặc trưng hoa đậu biếc Anthocyanin khơng có độc tính khơng có bât kỳ giới hạn tối đa cho ứng dụng thực phẩm Chúng ứng dụng rộng rãi hoạt động sản xuất công nghiệp, làm màu thực phẩm chất thị hàn the (Nguyễn Thị Tuyết & Trần Thị Duyên 2019) 2.3.2 Cách thu nhận sản xuất sản phẩm có chứa anthocyanin từ khoai lang tím Q trình thu nhận sản xuất bột màu anthocyanin từ khoai lang tím thực qua bước Hình 2.10 Khoai lang tím Làm Hấp chín Paste khoai lang tím Đánh nhỏ Chiết anthocyanin Dung mơi Tách dung mơi Trung hịa Sấy phun Bột màu athocyanin Hình 2.10 Quy trình thu nhận sản xuất bột màu anthocyanin từ khoai lang tím (Nguồn: Tạ Thị Tố Quyên, 2018) 17 Thuyết minh quy trình: Lựa chọn xử lý nguyên liệu khoai lang tím: Lựa chọn củ khoai lang tím tươi tốt, nguyên vẹn, sâu hà Khoai lang tím rửa sạch, loại bỏ phần sâu hà, đất cát, sau hấp chín nước nhiệt độ 100℃ thời gian 15 - 20 phút (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Tạo paste khoai lang tím: Khoai lang tím sau hấp chín đánh nhỏ máy đánh trộn đánh qua rây có kích thước 1,0 mm thu paste khoai lang tím Chiết anthocyanin: Dung môi chiết ethanol : nước = 66 : 34 1% HCl đậm đặc; nhiệt độ 77℃; với paste khoai lang tím thời gian chiết 193 giây, tỷ lệ nguyên liệu : dung môi : 16; với bột khoai lang tím thời gian chiết phút, tỷ lệ nguyên liệu : dung môi : 33 (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Tách dung môi: Tách dung môi cách cô đặc nhiệt độ 60℃, áp suất chân không 72 - 175 mmHg, tiến hành cô đặc nồng độ khoảng 30°Bx (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Trung hòa: Dịch chiết trung hòa dung dịch Na2CO3 20% dịch chiết chuyển từ màu đỏ sang màu tím dừng (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Tạo chế phẩm màu dạng bột: Sấy phun dịch chiết anthocyanin với điều kiện: tỷ lệ maltodextrin 30% so với hàm lượng chất khô dịch chiết, nhiệt độ 160 - 180℃ lưu lượng phun 20 - 30 ml/phút thu phẩm màu dạng bột (Tạ Thị Tố Quyên, 2018) Sản phẩm: Sản phẩm thu bột màu anthocyanin tự nhiên từ khoai lang tím Bột màu thu khơng bị vón cục, có màu xanh dương có mùi đặc trưng khoai lang tím 18 KẾT LUẬN Anthocyanin hợp chất màu hữu tự nhiên, thuộc nhóm hợp chất flavonoid Trong tự nhiên anthocyanin có nhiều rau, quả, hoa phận khác thực vật với số lượng tỷ lệ khác cho màu sắc khác Có sáu loại phổ biến là: pelargonidin, malvidin, delphinidin, peonidin, petunidin, cyanidin Ngoài tác dụng chất màu thiên nhiên sử dụng an toàn thực phẩm, tạo nhiều màu sắc hấp dẫn cho sản phẩm, anthocyanin ý hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quý cho sức khỏe khả chống oxy hóa, chống dị ứng, chống tia phóng xạ, chống viêm, chống vi khuẩn, chống đông huyết tạo bệnh mạch vành có tác dụng bảo vệ tim mạch thuốc giãn mạch vành Vì vậy, sử dụng anthocyanin làm chất nhuộm màu thực phẩm cải thiện hình thức bên ngồi mà cịn làm tăng giá trị dinh dưỡng thực phẩm Hoa đậu biếc, khoai lang tím, cẩm, nguồn cung cấp nguyên liệu dồi dào, với giá thành rẻ, khả bảo quản lâu dài, quy trình đơn giản tiết kiệm, nguồn nguyên liệu thích hợp để tiến hành thu nhận anthocyanin Việc nghiên cứu hứa hẹn bước phát triển lĩnh vực thực phẩm, chí dinh dưỡng y tế lợi ích mà anthocyanin mang lại 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Đàm Sao Mai, Nguyễn Thị Hoàng Yến & Bùi Đặng Khuê, 2012 Phụ gia thực phẩm Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Đỗ Văn Chương, Nguyễn Thị Hiền, Bùi Trần Nữ Thanh Việt & Trần Thanh Đại, 2010 Phụ gia bao bì thực phẩm Nhà xuất Lao động, Hà Nội Hoàng Thị Hồng, 2020 Nghiên cứu trình chiết đánh giá độ ổn định anthocyanin hoa Đậu biếc (Clitoria ternatea L.) Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ, 12, 50 - 57 Huỳnh Thị Kim Cúc, 2007 Nghiên cứu thu nhận ứng dụng chất màu anthocyanin công nghệ thực phẩm Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng Lê Thị Lan Phương, 2022 Nghiên cứu tác dụng điều hòa lipid máu chế phẩm từ bột sấy phun đài hoa bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L., Malvaceae) Luận án tiến sĩ dược học, Đại học Y dược Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Quang Vinh, Nguyễn Thị Minh Hiếu, Trịnh Xuân Cảnh & Nguyễn Ngọc Hữu, 2014 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến hàm lượng Polyphenol tổng số khả kháng oxi hóa đài hoa bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.), Journal of Science - 2014, 4, 2, 74 - 78 Nguyễn Thị Hiển, Nguyễn Thị Thanh Thủy & Nguyễn Thị Loan, 2012 Nghiên cứu chiết tách anthocyanin từ đài hoa Hibiscus sabdariffa - Ứng dụng để sản xuất giấy thị phát nhanh hàn the thực phẩm Tạp chí Khoa học Phát triển 2012, 10, 5, 738 - 746 Nguyễn Thị Hoài Tâm, Nguyễn Thị Hồng Ngân, Huỳnh Thị Kim Cúc, 2017 Nghiên cứu sản xuất bánh tráng khoai lang tím giàu anthocyanin Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 3, 66 - 70 Nguyễn Thị Phương Thảo, Trương Anh Thư, Lưu Đàm Cư, Nguyễn Quyết Chiến & Nguyễn Mạnh Cường, 2009 Nghiên cứu cẩm (Peristrophe bivalvis (L.) Merr.) huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai In: Hội nghị Sinh thái Tài nguyên sinh vật lần thứ 3, 22/10/2009 - Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Nguyễn Thị Tuyết & Trần Thị Duyên, 2019 Nghiên cứu tách chiết chất màu Anthocyanin từ hoa đậu biếc (Clitoria ternatean), Tạp chí Cơng nghiệp Nơng thơn, 36, 81 - 92 Nông Thị Anh Thư, Đồng Văn Thành & Trần Thị Phương Linh, 2012 Nghiên cứu đặc điểm thực vật, thành phần hóa học khẩ nhuộm màu cẩm thu hái Thái Nguyên Tạp chí Khoa học Công nghệ, 89, 325 - 329 Phùng Văn Trung, Phạm Hồng Ngọc, Nguyễn Thị Hồng Thắm, Ngọ Thị Phương, Lê Ngọc Hùng & Lê Minh Hà, 2018 Phân tích thành phần hóa học đài hoa bụp giấm tươi trồng Đắk Lắk (Hibiscus sabdariffa L.) phương pháp khối phổ phân giải cao Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Đà Nẵng, 1, 141 - 145 Tạ Thị Tố Quyên, 2018 Nghiên cứu thu nhận ứng dụng chất màu anthocyanin khoai lang tím chế biến thực phẩm Luận án tiến sĩ, Đại học Đà Nẵng Tạ Thị Tố Quyên, Huỳnh Thị Kim Cúc, Cù Thị Ngọc Thúy & Đào Hùng Cường, 2014 Chiết tách chất màu anthocyanins từ khoai lang tím Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 1, 55 - 59 Trần Hợp, 2000 Cây cảnh, hoa Việt Nam In lần thứ hai, Nhà xuất Nông nghiệp - Thành phố Hồ Chí Minh Trần Thị Thiêm, Chu Anh Tiệp & Thiều Thị Phong Thu, 2009 Ảnh hưởng thời vụ đến sinh trưởng suất chất xanh đậu biếc (Clitoria ternatea L.) Trong điều kiện vụ đơng Gia Lâm - Hà Nội, Tạp chí Khoa học Phát triển 2009, 3, 239 - 244 Vũ Thị Hương Quỳnh, 2015 Xác định hàm lượng anthocyanin số loại rau phương pháp sắc kí Luận văn Thạc sĩ, Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 20 Tài liệu tiếng Anh Aishah, B., Nursabrina, M., Noriham, A., Norizzah, A R & Shahrimi, H M., 2013 Anthocyanins from Hibiscus sabdariffa, melastoma malabathricum and ipomoea batatasand its color properties International Food Research Journal, 20, 827 - 834 Campbell, M S., Pearson, B & Marble, C., 2019 Butterfly pea (Clitoria ternatea) flower extract (BPFE) and its use as a pH - dependent natural colorant EDIS, 2019, 2, - Jaganath, B I & Crozier, A., 2010 Dietary Flavonoids and Phenolic Compounds In: Fraga, G C (ed.) Plant Phenolics and Human Health: Biochemistry, Nutrition, and Pharmacology Cannada: John Wiley & Sons Kamiloglu, S., Capanoglu, E., Grootaert, C & Camp, V J., 2015 Anthocyanin absorption and metabolism by human intestinal Caco - Cells - A review International Journal of Molecular Sciences, 16, 21555 - 21574 Lijon, B M., Meghla, S N., Jahedi, E., Rahman, A M & Hossain, I., 2017 Phytochemistry and pharmacological activities of Clitoria ternatea International Journal of Natural and Social Sciences, 4, - 10 Miguel M G., 2011 Anthocyanins: Antioxidant and/or anti - inflammatory activities Journal of Applied Pharmaceutical Science, 01, - 15 Sugata, M., Lin, Y C & Shih, C Y., 2015 Anti - inflammatory and anticancer activities of Taiwanese purple - fleshed sweet potatoes (Ipomoea batatas L Lam) extracts BioMed Research International, 2015, - 10 Tsuda, T., 2008 Regulation of adipocyte function by anthocyanins; possibility of preventing the metabolic syndrome Journal of agricultural and food chemistry, 56, 642 - 646 21 ... NGHỆ SINH HĨA - THỰC PHẨM THỰC TẬP THỰC TẾ CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TỔNG QUAN VỀ ANTHOCYANIN VÀ MỘT SỐ LOẠI THỰC VẬT CÓ CHỨA ANTHOCYANIN Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS... nhận sản xuất sản phẩm có chứa anthocyanin từ nguyên liệu giàu 14 i 2.3.1 Cách thu nhận sản xuất sản phẩm có chứa anthocyanin từ hoa đậu biếc 14 2.3.2 Cách thu nhận sản xuất sản. .. tạo màu 2.1.3.2 Ứng dụng anthocyanin sản xuất thực phẩm chức 2.1.4 Một số sản phẩm có sử dụng anthocyanin 2.2 Tổng quan số loại thực vật có chứa anthocyanin 2.2.1 Cây hoa đậu