Báo cáo môn học chlorophyll và những biến đổi trong chế biến và bảo quản thực phẩm

BAØI BAÙO CAÙO BAØI BAÙO CAÙO CHLOROPHYLL & NHÖÕNG BIEÁN ÑOÅI TRONG CHEÁ BIEÁN VAØ BAÛO QUAÛN THÖÏC PHAÅM LÔÙP HC 04 BK 01 GVBM ThS TOÂN NÖÕ MINH NGUYEÄT SV THÖÏC HIEÄN 1 PHAÏM THÒ NGOÏC HAÏNH 2 TRÒNH[.]

BÀI BÁO CÁO CHLOROPHYLL & NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN THỰC PHẨM LỚP : HC 04 BK 01 GVBM : ThS TÔN NỮ MINH NGUYỆT SV THỰC HIỆN : 1.PHẠM THỊ NGỌC HẠNH 2.TRỊNH THỊ NGUYÊN ANH NỘI DUNG TRÌNH BÀY 1.ĐỊNH NGHĨA 2.PHÂN LOẠI & CẤU TẠO 3.TÍNH CHẤT 4.BIẾN ĐỔI TRONG CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN 5.ỨNG DỤNG 6.KẾT LUẬN 1.ĐỊNH NGHĨA: Chlorophyll (diệp lục tố) sắc tố màu lục thực vật, đặc biệt lá, giúp sử dụng ánh sáng mặt trời trình quang hợp (quá trình chủ yếu tạo hợp chất hữu nguồn oxy cho trái đất), cho phép tạo tinh bột từ dioxyt cacbon nước Ở thực vật, Chlorophyll thường có khả che khuất màu khác khiến cho có màu xanh đặc trưng Chỉ có vài trường hợp đặc biệt, Chlorophyll bị che màu khác Nhưng trình trái chín già màu xanh thay đổi Chlorophyll bị đi, thay màu chất khác Chlorophyll có vai trò chuyển đổi lượng mặt trời(quang năng) thành lượng hóa học (hoá năng) Không có dạng lấy lượng này, không thực phản ứng phức tạp trình quang hợp Oxford Scientific Films/Richard Kirby CHLOROPHYLL DƯỚI KÍNH HIỂN VI Trong phần xanh cây, Chlorophyll có tổ chức đặc biệt, phân tán nguyên sinh chất, gọi lục lạp (Chloroplast) hay hạt diệp lục HẠT DIỆP LỤC (CHLOROPLAST) Hàm lượng Chlorophyll xanh chiếm khoảng 1% chất khô 2.PHÂN LOẠI: a) Phân loại: Chlorophyll thường tồn hai dạng: Chlorophyll a Chlorophyll b Sự khác hai dạng Chlorophyll a có nhóm methyl Carbon C-7 Chlorophyll b nhóm aldehyde Công thức cấu tạo: -Chlorophyll a: C55H72MgN4O5 -Chlorophyll b: C55H70MgN4O6 CHLOROPHYLL CÔNG THỨC CẤU TẠO CỦA Đối với chlorophyll a : * CH3 Đối với chlorophyll b: * CHO Ngoài có diệp lục tố phụ a’ và b’ liên quan tới nhóm chính ở sự nghịch chuyển của nhóm carbomethoxy ở vị trí C10 Chúng cũng có quang phổ hấp thụ giớng diệp lục tớ chính Diệp lục tớ a’ và b’ với diệp lục tố ́ chính có thể chủn hóa lẫn nhau.Quá trình này xảy khá chậm ở nhiệt đợ phòng ở những mơ thực vật bị đớt nóng khá nhanh Bacon và Holden (1967) đã chứng minh được 10% diệp lục tố a và bị̣ chủn hóa tương ứng thành diệp lục tớ a’ và b’ để lá nước sôi phút Phản ứng này cũng xảy khá nhanh dung mơi hữu Diệp lục tớ a’ cấu tử của màng quang hợp b) Tỷ lệ: Trong đa số thực vật bậc cao tỷ lệ Chlorophyll a Chlorophyll b : 3/1, tỷ lệ thay đổi dựa vào nhiều yếu tố loài, trạng thái, môi trường (độ sáng, độ ẩm, chất khoáng,…) VD: Thực vật sống nơi có ánh sáng nhiều thường có tỷ lệ Chlorophyll a so với Chlorophyll b cao đổi với thực vật sống chỗ mát, tối Đối với trái cây, chín, tỷ lệ (3/1) có khuynh hướng giảm xuống vài trường hợp đặc biệt tỷ lệ lại tăng lên (do Chlorophyll b bị phân hủy nhanh Chlorophyll a) 3.TÍNH CHẤT: A) TÍNH CHẤT VẬT LÝ: Chlorophyll hấp thu mãnh liệt ánh ánh sáng có bước sóng từ đỏ đến xanh (chàm) B) TÍNH CHẤT HÓA HOÏC : Trong quá trình chế biến và bảo quản rau quả diệp lục tố thường bị mất Diệp lục dễ bị chuyển hóa hoặc thoái biến cả ở và ngoài tế bào thành loạt các dẫn xuất nâu và xanh ôliu hoặc thành các phân tử không màu có khả phát huỳnh quang hoặc không quá trình làm mất màu diệp lục bằng hóa chất hay ánh sáng Các sản phẩm có màu nâu ôliu gồm: pheophytin, pheophorbide, pyropheophytin, và pyropheophorbide Các sản phẩm màu xanh ôliu :chlorophyllide, pyrochlorophyll và đồng phân của chlorophyll là hydroxychlorophyll (hình 8.5) a) Phản ứng thủy phân b) Phản ứng oxi hóa: c) Phản ứng xà phòng hóa: 3.1.Chlorophyllide: Nhoùm ester phytyl dễ bị thủy phân cho chlorophyllide và phytol C55H72O5N4Mg + kiềm = (C32H30ON4Mg)(COONa)2 + +CH3OH +rượu phytol C55H70O6N4Mg + kiềm = (C32H28O2N4Mg)(COONa)2 + +CH3OH+ rượu phytol Sự thủy phân có thể diễn dưới những điều kiện axit hoặc bazơ nhẹ Trong tế bào thì sự thủy phân được xúc tác bởi enzym chloropylase có ở tất cả các mơ thực vật, tập tr trung ở lá ,rất ít ở rễ và hạt.Enzym này định vị ở sắc lạp,khá bền với nhiệt và chỉ được hoạt hóa thời gian chín 3.2.Pheophytin: Là dẫn xuất Mg tự của chlorophyll Dưới tác dụng của axit của dịch bào và nhiệt đơ,̣ diệp lục biến đổi thành pheophytin a và b tương ứng: Chlorophyll+2HX = Pheophitin + MgX2 Trong quá trình này enzym Mg dechelatase xúc tác ,ion Mg được thay thế bởi hydro ,làm cho sản phẩm chế biến có màu xanh ôliu.Sự hình thành pheophytin diễn suốt quá trình xử lý nhiệt ,bảo quản đông lạnh ,và cất trữ thực phẩm 3.3.Pheophorbide: Khi thủy phân chlorophyll không sinh phytol thì ta nhận được pheophorbide Trong phân tử pheophorbide không có ion Mg2+ Ngoài ,thủy phân pheophytin bằng enzym chlorophyllase hoặc loại ion Mg2+ khỏi chlorophyllide bằng axit của dịch bào hoặc bằng enzym Mg dechelatase thì cũng được sản phẩm là pheophorbide Việc ngâm nước muối sẽ có lợi cho hoạt động của enzym chlorophyllase và pH của nước muối cũng có lợi cho sự thay thế Mg diệp lục bởi hydro chloropyllide 3.4.Pyrochlorophyll, pyrochlorophyllide, pyropheophytin và pyropheophorbide: Các chất này bị mất nhóm CO2CH3 ở vị trí C10 của vòng isocyclic và được thay bởi hydro Gần người ta đã chỉ rằng pyropheophytin a và b là dẫn xuất chính của diệp lục làm cho rau quả đóng hộp có màu xanh ôliu 3.5.Các đồng phân của chlorphyll ( hydroxychlorophyll): Chlorophyll bị oxi hóa se cho sản phẩm là hydroxychlorophyll có nhóm OH ở vị trí C10.Sự oxi hóa diễn theo chế gốc tự còn sự tự oxi hóa bị ức chế bởi carotenoit Chất này được hình thành quá trình đun sôi mô thực vật Đồng phân của diệp lục tố a và b tương ứng sẽ là diệp lục tố a-1 và b-1 3.6.Phức kim loaïi: Sự hình thành phức chất kim loaïi màu xanh lục làm mất màu diệp lục tố quá trình xử lý nhiệt là phương pháp hữu hiệu để giữ màu sắc cho rau quả đóng hộp Kẽm và đồng sẽ thay thế Mg vòng porphyrin Những phức chất này có liên kết khá chắc chắn, bền với axit và nhiệt so với phức của Mg Voøng porphyrin có Mg bị thay Cu 3.7.Sự mất màu diệp lục tố: Mất màu xanh ở rau chủ yếu là sự oxi hóa dưới tác dụng của các enzym lipoxygenase, peroxidase, oxidase Ở các loại rau khơng xử lý bởi nhiệt, màu xanh của diệp lục bị mất quá trình peroxi hoá chất béo Quá trình này bắt đầu bằng việc tích tuï axit béo ở màng của tế bào thực vật sau phơi để làm đơng lạnh bị lão hóa.Các axit béo tự có thể bị oxi hóa bởi enzym lipoxygenase thành caùc hydroperoxide, sau đó phản ứng với các thành phần khác vitamin, carotenoid và kích thích quá trình oxi hoá chlorophyll thành các hỗn hợp không màu 3.8.Sự mất màu diệp lục tác dụng của ánh sáng (photobleaching): Diệp lục tố rất nhạy với ánh sáng mặt trời,và là những chế quan trọng việc phá huỷ diệp lục Quá trình này diễn tế bào chất, dung dịch diệp lục bị mất màu có ánh sáng chiếu và sự có mặt của oxi, hay laø quang oxi hóa Wise và Naylor (1987) đã đưa những bằng chứng về vai trò của O2,O2- việc phá vỡ chlorophyll quá trình photobleaching 4.BIẾN ĐỔI CỦA CHLOROPHYLL TRONG CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN: 4.1.Biến đởi sau thu hoạch: Mất màu xanh là dấu hiệu của lão hóa sau thu hoạch Đối với những lá già, màu có thể chủn từ xanh sang vàng,đỏ,nâu tùy thuộc vào sự biến đổi của chlorophyll thành những sản phẩm khơng màu bị tẩy màu Sự lão hóa đưa tới những biến đởi xấu, dẫn đến việc làm chết các tế bào, các mô, … Sự mất màu ở diệp lục có thể so sánh với sự oxi hóa lipid Thực vật có chế bảo vệ chớng oxi hóa cao giữ diệp lục tốt thực vật có chế chống oxi hóa thấp Ở một vài thực phẩm và ở những điều kiện cất trữ nhất định, các mơ có khả tởng hợp diệp lục sau thu hoạch, sau đó mới bò mất (H 8.8) Ethylene (C2H4) thúc đẩy nhanh tốc độ mất màu chlorophyll ở rau quả nhiệt độ và nén áp suất (Controlled Atmosphere: CA) cản trở quá trình này Lers et al (1998) chứng minh được ethylene đẩy nhanh mất màu chlorophyll ở rau cần giữ sau ngày tối ở nhiệt đợ 250C Ngược lại, nờng đợ CO2 cao sẽ làm chậm các quá trình lão hóa và vơ hiệu hóa sư lão hoá methylene thúc đẩy Paradis(1996), chứng tỏ lượng chlorophyll cải bơng giữ lại sau tuần bảo quản ở 2% O2 + 6% CO2 ở 40C Ngược lại, 60% chlorophyll bị mất sau tuần bảo quản ngoài trời Tuy nhiên, hoa được chuyển ngoài trời sau bảoquản điều kieän CA thì lượng chlorophyll giảm, búp hoa vàng và nở rất nhanh 4.2.Biến đổi quá trình chế biến: Để rau quả giữ lâu và vơ hiệu hóa enzym, người ta thường xử lý nhiệt Ở nhiệt đợ 600C, tế bào chết, phân tử pectin bị gãy mạch, cấu trúc tế bào khơng thể hời phục lại Trong quá trình lên men, phát triển của vi khuẩn sẽ phá vỡ cấu trúc tế bào Chlorophyll định vị các grana của lục lạp tế bào chưa bò phá hủy Khi tế bào bị chết quá trình xử lý nhiệt, lục lạp sẽ mất,các grana bị phân tán và các giọt mỡ bao lớp màng Khi màng tế bào chất bò vỡ, tính thẩm thấu của màng tăng lên, axit của dòch bào được giải phóng, dẫn tớiquá trình mất màu chlorophyll Sự chuyển hóa chlorophyll thành pheophytin xử lý nhiệt phụ thuộc nhiệt độ, thời gian xử lý và pH Từ 600C trở lên, quá trình chuyển thành pheophytin tăng nhanh nhiệt độ tăng Chlorophyll a nhạy với nhiệt chlorophyll b Ở broccoli juice, chlorophyll a mất màu nhanh chlorophyll b gaáp lần Quá trình làm mất màu chlorophyll xảy theo giai đoạn và sự thay đổi về màu sắc được nhận thấy gia nhiệt broccoli juice đặc biệt ở 90 và1000C Giai đoạn đầu là pheophytin hóa, giai đoaïn sau là phân hủy pheophytin thành pyropheophytin Haisman và Clark (1975),đưa kết luận: 55% chlorophyll bị chủn thành pheophytin 20 phút điều kiện xử lý nhiệt Brussels sprout ở 800C Trái lại, chỉ có 39% bị chủn hóa ở lá th́c lá (hình 8.10) pH của Brussels sprout và lá thuốc lá sau xử lý nhiệt là 6.2 và 6.0 Haisman và Clark cũng kiểm tra tỉ leä pheophytin hình thành ở nhieät độ 600C ở 25 mơ với pH tăng dần từ 4,1 đến 7,2 Hoï quan sát sự tăng pheophytin pH giảm Tuy nhiên nhìn chung khơng có mới liên hệ chung giữa pheophytin và pH thấp Haisman và Clark cũng có kết luận ởn định chlorophyll những tế bào bị phá hủy phụ thuộc vào tập trung và dạng tự nhiên của axit dịch bào, và sự liên kết giữa chlorophyll và lipoprotein lục lạp 4.3.Tẩy trắng̣ (blanching): Nếu tẩy khơng đủ thì màu sắc của sản phẩm sẽ thay đổi quá trình bảo quản đơng lạnh hoạt động của enzym chlorophyllase và peroxidase Ngoài dưới tác dụng của enzym lipoxygenase sẽ hình thành lipid hydroperoxide và gốc hydroperoxy tự có thể làm mất màu chlorophyll Nếu tẩy quá mức sẽ tạo những màu không mong muốn cho sản phẩm bị pheophytin hóa hoàn toàn, hình thành pyropheophytin và phá hủy ln lục lạp Sử duïng phương pháp tẩy trắng bằng nước, nước sẽ vào tế bào và những khoảng trống nội bào, lục lạp sẽ phờng lên và chất diệp lục sẽ khuếch tán qua tế bào, vào đĩa tẩy Việc tẩy bằng nước nóng, nước và microwave-steam không làm cho sản phẩm có sự khác biệt về màu sắc 4.4.Nấu: Nấu đậu phút nước, ta khơng thấy có ảnh hưởng lớn đến tởng lượng chlorophyll, nhiên chlorophyll a và b thì tăng lượng chlorophyll a’ và b’ lại giảm Chen 1993 đã ghi nhận thay đởi của các thành phần liên quan tới chlorophyll xử lý nhieät bằng sóng viba ở lá khoai tây (bảng 8.4) Trong phút nấu tởng lượng giảm đúng lần Chlorophyll a biến đởi thành chlorophyll a’, đờng phân chlorophyll a, và pheophytin a mợt cách đều đặn Trong đó chlorophyll b chủn thành chlorophyll b’ phút đầu, pheophytin b và pyropheophytin a sau phút nấu mới xuất hieän 4.5.Đóng hộp và diệt kh̉n: Trong quá trình đóng hợp và tiệt trùng màu của rau quả sẽ chuyển từ xanh lục của chlorophyll sang màu xanh oliu của pheophytin u cầu xử lý nhiệt thời gian dài để đạt u cầu vơ trùng cơng nghiệp Ví du: 100 % chlorophyll ở rau bina biến thành pheophytintrong 30 phút ở 1210C Trong đó chỉ có 16% bị mất đơng lạnh Rau quả đóng hộp có màu nâu oliu của pheophytin a và b cùng với pyropheophytin a và b 4.6.Dehydrat hoá sấy: Thời gian sấy ở nhiệt độ cao dẫn tới những sản phẩm kém chất lượng quá trình caramen hóa, phản ứng Maillard, phản ứng enzym và làm mất màu của các chất màu thực phẩm sự pheophytin hóa Sự pheophytin hóa xảy ở các thực phẩm có hàm lượng nước thấp bảo quản Sấy lá rau cần ở 80 và 90 0C, 3-7%chlorophyll chuyển thành pheophytin; còn sấy ở 100 và 1400C thì có 12-15%chuyển thành pheophytin Những mẫu sấy được giữ năm ở nhiệt độ thấp chứa lượng pheophytin cao những mẫu sấy ở nhiệt độ cao Bảo quản lâu chlorophyll b bền chlorophyll a Điều này ảnh hưởng đến màu của sản phẩm vì chlorophyll a có màu xanh lục còn chlorophyll b màu vàng xanh Chloropyll bị mất ít nhất sấy tủ sấy ở 300C Phương pháp sử dụng nước làm tăng tính thẩm thấu của màng tế bào, có lợi cho sự dòch chuyển của nước và giảm thời gian sấy 4.7.Ngâm nước muối và quá trình lên men: Dùng giấm hay axit muối dưa sẽ ảnh hưởng tới vieäc trì màu xanh của rau.Khi muối dưa ,bắp cải được xắt thành những miếng nhỏ và được để thùng kín với áp suất thấp,cho thêm axit trước loại không khí để giảm mạnh pH của sản phẩm Trong quá trình lên men, ta phải tạo những điều kiện thích hợp cho sự lên men điều này cũng gây mất màu diệp lục Ở quá trình chế biến dầu oli, pH thay đởi khá chậm, nguyên nhân chính làm mất màu chlorophyll là sự biến đổi thành chlorophyllide và sau đó là pheophorbide Sự chuyển hóa chlorophyll thành pheophorbide là tác dụng của pH chua, tức môi trờng axit Sự biến đổi chlorophyllide và chlorophyll là hoạt động của chlorophyllase Nếu hỗn hợp trôn có chứa các axit ưa nước axit citric, malic, axit acetic,… sẽ giữ màu xanh của rau tớt những hỡn hợp chứa axit kị nước axit benzoicvì axit kị nước có thể khuếch tán qua màng lipid của lục lạp và phân ly H+ tế bào 4.8.Sự đơng lạnh: Đơng lạnh là những phương pháp quan trọng để giữ chất lượng rau quả thời gian bảo quản dài Hầu hết rau quả được tẩy trước đông lạnh đê ̉ngăn chặn sự mất màu enzym và sự phát triển của khí thối.Tuy nhiên số loại càrốt thì không Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng đông lạnh là: nhiệt độ, thời gian bảo quản và sự thay đổi nhiệt độ kho thời gian bảo qủan tăng nhiệt độ đông lạnh tối thiểu là -25 đến -400C Sự mất màu của các chất màu thực phẩm liên quan đến nhiệt độ bảo quản, loại rau quá được xử lý, những bước chuẩn bò cần thiết của ngũ cốc , ưu tiên cho tẩy và đơng lạnh Buckle và Edwards (1970), theo dõi quá trình mất màu của chlorophyll của đậu được tẩy và bảo quản ở -90C N2 suốt 20 tháng.(Hình 8.12) Lượng Chlorophyll giảm; chlorophyllide, pheophytin, pheophorbide tăng Tuy nhiên tăng không giải thích lượng bị Nguyên nhân hoạt động vủa enzym chlorophillase, oeroxidase, lipoxygenase ỨNG DỤNG:  Chức kiến tạo máu : Điểm khác biệt cấu tạo Chlorophyll haemoglobin nguyên tử trung tâm Chlorophyll Mg, haemoglobin Fe, vậy, Chlorophyll đóng vai trò quan trong việc tái tạo máu Những nghiên cứu thực loài động vật khác cho thấy Chlorophyll giúp cho hồng huyết cầu trở lại bình thường vòng 4-5 ngàiều trị Chlorophyll, động vật xác định thiếu máu nghiêm trọng số lượng hồng cấu thấp  Tác động chất kháng sinh: Khoa học chứng minh Chlorophyll chặn đứng tăng trưởng phát triển vi khuẩn, hoạt động để tạo môi trường không thuận lợi cho vi khuẩn tăng trưởng (Giáo sư Kapp Gurney ĐH Loyola chứng minh rắng Chlorophyll tan nước ức chế tác động vi khuẩn  Tác dụng khử mùi: Khi Chlorophyll sử dụng với liều lượng thích hợp giảm mùi “khó ưa” xuất phát từ thể bao gồm thối, hôi sản phẩm tiết  Do có màu xanh đặc trưng nên Chlorophyll ứng dụng công nghệ nhuộm (làm thuốc nhuộm), xà phòng, dầu ăn bánh kẹo KẾT LUẬN:  Trong công nghệ thực phẩm, người ta phải bảo quản nông phẩm sau thu hoạch để giữ hàm lượng chlorophyll cách: -Bảo quản điều kiện nhiệt dộ thích hợp -Loại bỏ ethylene ánh sáng -Bảo quản ở CA và MA -Sử dụng nước nóng Trong đó nhiệt độ nhân tố quan trọng  Trong sản xuất thực phẩm, đặc biệt sản xuất đồ hộp, rau quả, người ta thường dùng biện pháp sau đây: - Gia nhiệt nhanh lượng nước sôi lớn (3-4l/kg) để làm giảm hàm lượng acid Acid lúc bị bay với nước - Cây xanh nước cứng, carbonat kiềm thổ trung hoà phần acid dịch Trong thực tế, để bảo vệ màu xanh đậu đóng hộp, người ta cho vào hộp dinatri glutamat Hoặc để nhuộm màu xanh cho đậu vàng, người ta dùng chlorophyllil (chlorophyll + kiềm) Cholrophyll dễ bị hấp thụ bề mặt hạt đậu giữ bền màu bề mặt làm cho màu hạt đẹp  ... NGHĨA 2.PHÂN LOẠI & CẤU TẠO 3.TÍNH CHẤT 4.BIẾN ĐỔI TRONG CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN 5.ỨNG DỤNG 6.KẾT LUẬN 1.ĐỊNH NGHĨA: Chlorophyll (diệp lục tố) sắc tố màu lục thực vật, đặc biệt lá, giúp sử dụng ánh... nên Chlorophyll ứng dụng công nghệ nhuộm (làm thuốc nhuộm), xà phòng, dầu ăn bánh kẹo KẾT LUẬN:  Trong công nghệ thực phẩm, người ta phải bảo quản nông phẩm sau thu hoạch để giữ hàm lượng chlorophyll. .. tạo Chlorophyll haemoglobin nguyên tử trung tâm Chlorophyll Mg, haemoglobin Fe, vậy, Chlorophyll đóng vai trò quan trong việc tái tạo máu Những nghiên cứu thực loài động vật khác cho thấy Chlorophyll