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 ỨNG DỤNG ANTHOCYANINS TRONG BAO BÌ THÔNG MINH Sinh viên thực hiện NGU[.]
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 ỨNG DỤNG ANTHOCYANINS TRONG BAO BÌ THƠNG MINH Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THU THẢO Cần Thơ − 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT − CƠNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA CƠNG NGHỆ SINH HĨA − THỰC PHẨM THỰC TẬP THỰC TẾ CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ỨNG DỤNG ANTHOCYANINS TRONG BAO BÌ THƠNG MINH Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực T.S TRẦN THỊ MINH THƯ NGUYỄN THU THẢO MSSV 1900098 Ngành: CNTP − 2019 Cần Thơ − 2022 MỤC LỤC DANH SÁCH BẢNG i DANH SÁCH HÌNH II ĐẶT VẤN ĐỀ NỘI DUNG 2.1 Giới thiệu bao bì 2.1.1 Vai trị bao bì thực phẩm 2.1.2 Bao bì thơng minh 2.2 Anthocyanins 2.2.1 Giới thiệu 2.2.2 Cấu trúc hóa học anthocyanins 2.2.3 Sự phân bố anthocyanin tự nhiên 2.2.4 Tính ổn định anthocyains 2.2.4.1 Hiệu ứng nồng độ dung môi anthocyanins 2.2.4.2 Cơ chế thay đổi màu sắc phụ thuộc pH anthocyanin .6 2.2.4.3 Hiệu ứng đồng sắc tố 2.2.5 Tác dụng anthocyanins 2.2.5.1 Hoạt động chống oxy hóa anthocyanins 2.2.5.2 Hoạt động kháng khuẩn anthocyanins 11 2.2.6 Một số phương pháp chiết xuất anthocyanins từ nguồn thực vật 12 2.3 Nghiên cứu anthocyanins hệ thống đóng gói thực phẩm 15 2.3.1 Tiềm ứng dụng đóng gói thực phẩm với động lực anthocyanins 15 2.3.2 Ứng dụng anthocyanins làm chất thị độ tươi thực phẩm .15 2.4 Các xu hướng tương lai 19 KẾT LUẬN 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO .ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Cấu trúc chất phổ biến nhóm anthocyanin Bảng 2.2 Hàm lượng tổng số số trái rau củ phổ biến .5 Bảng 2.3 Các nguồn anthocyanin tự nhiên ứng dụng chúng chất thị pH dựa anthocyanins khác 17 Bảng 2.4 Phản ứng màu số chất thị dựa anthocyanin áp dụng cho sản phẩm thực phẩm 16 DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Sự thay đổi màu sắc màng thị để đáp ứng với thay đổi độ pH thực phẩm tạo hợp chất dễ bay Error! Bookmark not defined Hình 2.2 Một số thực phẩm tự nhiên có chứa anthocyanins Hình 2.3 Cấu trúc agylcone anthocyanins Hình 2.4 Ảnh hưởng pH đến cấu trúc màu sắc anthocyanins .7 Hình 2.5 Các phương pháp thử nghiệm sinh học chống oxy hóa anthocyanins Hình 2.6 Sơ đồ chế độ hoạt động đo độ tươi thị 15 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong thập kỷ qua, polymer vật liệu sản xuất sử dụng cho ứng dụng đóng gói lĩnh vực khác Khi ngành công nghiệp thực phẩm phát triển nhu cầu vật liệu bao gói tăng lên, nhựa chuyển ngành công nghiệp thực phẩm lên tầm cao Tuy nhiên, polymer làm từ dầu mỏ thông thường phân hủy, nên việc tiêu thụ vật liệu polymer có nguồn gốc từ dầu mỏ trở thành vấn đề nghiêm trọng toàn cầu liên quan đến dư lượng polymer đó, gây ảnh hưởng cho môi trường mối đe dọa lớn cho đời sống thủy sinh, làm suy giảm chất lượng khơng khí,… q trình sản xuất xử lý chúng (Shaikh et al., 2021) Ngoài ra, vật liệu từ nhựa thông thường đáp ứng yêu cầu người tiêu dùng chất lượng an toàn thực phẩm Do đó, phương pháp thay để kiểm sốt, hạn chế rủi ro tạo vật liệu bao gói thơng minh Một hệ thống đóng gói dựa màu sắc từ việc sử dụng sắc tố anthocyanins tự nhiên cách khai thác tượng thay đổi màu sắc phụ thuộc vào độ pH chúng mà dễ dàng quan sát mắt thường Nhiều nhà nghiên cứu cố gắng cải tiến cảm biến dựa anthocyanins cho ứng dụng đóng gói thực phẩm như: cung cấp thơng tin chi tiết có giá trị yếu tố ảnh hưởng đến hiệu bao bì thơng minh, giảm thiểu vấn đề môi trường sức khỏe, tăng hiệu loại bao bì sinh học đại ngày sản xuất rộng rãi giới Anthocyanins hợp chất khơng bền địi hỏi cần phải xem xét tất yếu tố để tối ưu hóa tính ổn định anthocyanins vật liệu đóng gói nhằm tạo vật liệu ứng dụng bao bì thơng minh có ổn định, tiêu chuẩn hóa có độ bền cao Bài báo cáo tập trung vào nghiên cứu gần liên quan đến việc sử dụng sắc tố tự nhiên anthocyanins cho ứng dụng đóng gói thực phẩm thơng minh, cung cấp thơng tin để xác định xu hướng thương mại hóa sắc tố tự nhiên, nâng cao hiểu biết lợi ích sắc tố tự nhiên anthocyanins loại vật liệu đóng gói thực phẩm NỘI DUNG 2.1 Giới thiệu bao bì 2.1.1 Vai trị bao bì thực phẩm Bao bì thực phẩm vai trị chủ đạo có mục đích bảo quản thực phẩm khỏi nhiễm mơi trường kiểm sốt chế vận chuyển oxy ức chế xâm nhập vi sinh vật, tạo lớp bao bọc phù hợp để bảo vệ thực phẩm nguyên vẹn kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm Đồng thời đảm bảo chất lượng an toàn cao chuỗi sản xuất trình bảo quản (Gaikwad et al., 2018) 2.1.2 Bao bì thơng minh Vào kỷ 20, có nhiều bước tiến cơng nghệ đóng gói, số phát triển kỹ thuật đóng gói thơng minh phân thành loại chính: bao bì thơng minh (chỉ báo khí, báo độ hồn thiện sóng vi mơ) bao bì chủ động (chất khử oxy, chất hấp thụ độ ẩm việc kiểm sốt giải phóng chất kháng khuẩn) Bao bì thực phẩm thơng minh hay cịn gọi hệ thống đóng gói tích cực chế tạo cách bổ sung thành phần hoạt tính có chức sinh học chất chiết xuất từ thực vật tự nhiên, tinh dầu, chất kháng khuẩn, v.v… nhằm để đạt mục đích kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm thực phẩm (Singh et al., 2018) Bao bì thơng minh coi công cụ để đối mặt với thách thức tương lai đạt đến xã hội bền vững cách giảm lãng phí thực phẩm (Poyatos−Racionero et al., 2018) Mặc khác, để thuận tiện cho việc đánh giá độ tươi, chất lượng thực phẩm yếu tố môi trường xung quanh theo thời gian thực thơng qua nhiều tín hiệu số như: pH, nhiệt độ, độ ẩm, hóa chất cụ thể, v.v… từ khâu sản xuất, bảo quản nhà máy đến tay người tiêu dùng (Yousefi et al., 2019) thể Hình 2.1 Do đó, hệ thống đóng gói thực phẩm thơng minh tạo dựa mối tương quan hiệu sản phẩm thực phẩm, vật liệu đóng gói, yếu tố mơi trường bên trong, bên ngồi người tiêu dùng Bao bì thực phẩm thơng minh phát triển chức bao bì truyền thống dựa cảm biến chất lượng, số phương pháp truy xuất nguồn gốc để thông báo cho người tiêu dùng số thơng tin có lợi thay đổi chất lượng an toàn thực phẩm toàn chuỗi cung ứng thực phẩm (Sohail et al., 2018) 2.2 Anthocyanins 2.2.1 Giới thiệu Thuật ngữ anthocyanin bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, anthocyanins kết hợp anthos (hoa) kyanos (màu xanh lam) (Kong et al., 2003) Anthocyanins phân loại thành hai nhóm dựa thành phần hóa học chúng, flavonoid (C15H10O2) phenolics (C6H5OH) Chúng sắc tố thực vật cạn, tan tốt nước, gần phổ biến glycoside polymerthoxyl polyhydroxyl có nguồn gốc từ muối flavylium 2−phenylbenzopyrylium, khác dựa cấu trúc hydroxyl methoxyl (Mann, 1987) Anthocyanins không độc hại nguồn cung cấp màu sắc đa dạng từ đỏ cam đến xanh lam đậm nhiều loại thực vật trái (Singh et al., 2018) Hình 2.1 Một số thực phẩm tự nhiên có chứa anthocyanin 2.2.2 Cấu trúc hóa học anthocyanins Các anthocyanins phân lập từ loài thực vật khác có cấu trúc dựa ion flavylium cấu trúc lõi (Pervaiz et al, 2017) Ion flavylium hợp chất chromophore anthocyanins ngun nhân gây đặc tính khơng ổn định cao tính dễ bị phân hủy hợp chất có màu (Smeriglio et al., 2016) Các anthocyanidin (hoặc aglycone) có cấu trúc flavonoid C6−C3−C6, bao gồm chất thơm [A] liên kết với vịng dị vịng có chứa oxy [C], liên kết với gốc đường khác liên kết liên kết carbon−carbon với vòng thơm thứ ba [B] (Konczak & Zhang, 2004) Khi anthocyanidin tìm thấy dạng glycoside chúng gọi anthocyanins Màu sắc phân tử lần giải thích Pauling vào năm 1939, người đề xuất cấu trúc cộng hưởng ion flavylium gây cường độ màu chúng (Wrolstad et al., 2005) R5 ' 2' R O+ A R C B 6' R2 Hình 2.2 Cấu trúc agylcone anthocyanins (Castaneda−Ovando et al., 2009) 1' 3' R1