Tách chiết chất màu tự nhiên từ một số loại hoa, quả ứng dụng làm phẩm màu

Đề tài tiến hành khảo sát được một số yếu tố tối ưu trong quá trình trích ly chất màu tự nhiên anthocyanin từ hoa đậu biếc. Tiến hành trích ly với tỉ nguyên liệu: dung môi (hoa đậu biếc/etanol) là 1/8, tại nhiệt độ 60oC trong thời gian 20 phút. Khảo sát ứng dụng của bột hoa đậu biếc vào làm kem: Bột khi ứng dụng vào thực phẩm có màu xanh biếc rất bắt mắt.

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT CHẤT MÀU TỰ NHIÊN TỪ MỘT SỐ LOẠI HOA, QUẢ ỨNG DỤNG LÀM PHẨM MÀU

TRONG THỰC PHẨM

Cán bộ hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Hương Nhóm sinh viên:

Nguyễn Thị Dịu – 2019607479 Vũ Đại Dương – 20196077634 Phạm Đình Hiếu – 2019607606 Nghiêm Thị Lâm – 2019607717

Lớp: CNTP03 – K14

Hà Nội, 5/2022

1.1.2 Hoa đậu biếc 9

1.1.3 Quả thanh long 13

1.2 Tổng quan về kem 18

1.2.1 Giới thiệu chung 18

1.2.2 Thành phần trong kem 18

1.2.3 Phân loại kem 21

1.3 Các phương pháp chiết chất màu tự nhiên 22

1.3.1 Phương pháp chiết ngâm 22

1.3.2 Phương pháp chiết soxhlet 22

1.3.3 Phương pháp chiết nhờ siêu âm (Ultrasound-assisted extraction) 23

1.4 Phương pháp nghiên cứu xác định hợp chất 24

2.2 Nghiên cứu khảo sát hiệu suất cao chiết hoa đậu biếc 28

2.2.1 Khảo sát tỷ lệ nguyên liệu 28

2.2.2 Khảo sát thời gian chiết 28

2.2.3 Khảo sát nhiệt độ 29

2.2.4 Khảo sát màu sắc ở các độ pH khác nhau 29

2.3 Nghiên cứu khảo sát hiệu suất cao chiết vỏ quả thanh long 29

2.3.1 Khảo sát tỉ lệ nguyên liệu 29

2

2.3.2 Khảo sát thời gian chiết 30

2.3.3 Khảo sát nhiệt độ 30

2.3.4 Khảo sát màu sắc ở độ pH khác nhau 31

2.4 Nghiên cứu khảo sát quá trình làm kem 31

2.4.1 Khảo sát tỷ lệ nguyên liệu 31

2.4.2 Khảo sát tốc độ khuấy 31

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ 33

3.1 Kết quả khảo sát điều kiện tách chiết cao hoa đậu biếc 33

3.1.1 Kết quả khảo sát tỷ lệ nguyên liệu 33

3.1.2 Kết quả khảo sát thời gian chiết 34

3.1.3 Kết quả khảo sát nhiệt độ 35

3.1.4 Kết quả khảo sát màu sắc ở các độ pH khác nhau 37

3.1.5 Quy trình chiết tách cao hoa đậu biếc 38

3.2 Kết quả khảo sát điều kiện tách chiết vỏ quả thanh long 39

3.2.1 Kết quả khảo sát tỉ lệ nguyên liệu 39

3.2.2 Kết quả khảo sát thời gian chiết 40

3.2.3 Kết quả khảo sát nhiệt độ 41

3.2.4 Kết quả khảo sát màu sắc ở các độ pH khác nhau 42

3.2.5 Quy trình chiết tách cao thanh long 43

3.3 Kết quả khảo sát quá trình làm kem 44

3.3.1 Kết quả khảo sát tỷ lệ làm kem 44

3.3.2 Kết quả khảo sát tốc độ khuấy 44

3.4 Một số hình ảnh sản phẩm kem sử dụng chất màu tự nhiên 46

3

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cây hoa đậu biếc và hoa đậu biếc 9

Hình 1.2 Các anthocyanidin của anthocyanin khác nhau là do các gốc R khác nhau 13

Hình 1.3 Các gốc R- khác nhau của anthocyanidin 12

Hình 1.4 Quả thanh long ruột đỏ 13

Hình 1.5 Cây thanh long ruột đỏ 14

Hình 1.6 Cấu trúc phân tử acid betalamic và vài betacyanin thường gặp 18

Hình 1.7 Sữa bột nguyên kem 19

Hình 3.4 Màu sắc dịch trích ly thay đổi theo từng giá trị pH 37

Hình 3.5 Quy trình chiết tách cao hoa đậu biếc 38

Hình 3.6 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến hàm lượng betacyanin trong dịch và hiệu quả chiết 39

Hình 3.7 Ảnh hưởng của thời gian trích ly bằng bể siêu âm đến hàm lượng betacyanin và hiệu quả chiết 40

Hình 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ 41

Hình 3.9 Màu sắc dịch trích ly thay đổi theo từng giá trị pH 42

Hình 3.10 Quy trình chiết tách cao thanh long 43

4

Hình 3.11 Một số hình ảnh sản phẩm kem sử dụng chất màu tự nhiên 46

Hình 3.12 Kết quả đo UV-VIS 47

DANH MỤC BẢNG Bàng 1.1 Chức năng các thành phần của cây hoa đậu biếc 10

Bàng 1.2 Thành phần hóa học của cây hoa đậu biếc 11

Bàng 3.1 Bảng tỷ lệ R/L tối ưu chiết tách anthocyanin 33

Bàng 3.2 Thời gian tối ưu chiết tách anthocyanin 34

Bàng 3.3 Nhiệt độ tối ưu chiết tách Anthocyanin 36

Bàng 3.4 Màu sắc của anthocyanin trong các môi trường pH 37

Bàng 3.5 Tỷ lệ bột/sữa tối ưu để làm kem 44

Bàng 3.6 Tốc độ khuấy tối ưu để làm kem 45

5

MỞ ĐẦU 1 Lí do chọn đề tài

Để tạo sản phẩm có màu sắc đẹp, hấp dẫn thị hiếu người tiêu dùng, trong chế biến thực phẩm như bánh, mứt, kẹo, rượu, nước giải khát… người ta thường bổ sung chất màu vào thực phẩm Chất màu bổ sung vào thực phẩm nhằm nâng cao giá trị cảm quan của sản phẩm Nhiều nước trên thế giới như Anh, Mỹ, Nga, Nhật Bản… đã nghiên cứu đưa ra nhiều loại chất màu dùng cho thực phẩm Một số chất màu không những tạo cho sản phẩm có mầu sắc hấp dẫn mà còn có thể làm tăng giá trị sinh dưỡng của thực phẩm Cùng với sự gia tăng dân số, nhu cầu về thực phẩm trên thế giới cũng ngày càng tăng Các sản phẩm thực phẩm được sản xuất ra không chỉ phục vụ đời sống sinh hoạt hàng ngày của người tiêu dùng mà còn phải đáp ứng được cho nhu cầu của các các hoạt động văn hóa, lễ hội… Thị hiếu người tiêu dùng đối với các sản phẩm thực phẩm cũng rất đa dạng, đòi hỏi các sản phẩm thực phẩm không chỉ ngon miệng mà còn phải hấp dẫn về hình thức và đảm bảo ATVSTP một cách tuyệt đối Để đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng, việc sử dụng chất phụ gia trong chế biến thực phẩm là cần thiết Hầu hết các sản phẩm thực phẩm đã qua chế biến được bày bán trên thị trường trong và ngoài nước hiện nay đều sử dụng các chất phụ gia để làm tăng giá trị cảm quan về màu sắc, mùi, vị hoặc kéo dài thời gian bảo quản Việt Nam hiện nay chưa có nhiều công trình nghiên cứu về chất màu thực phẩm Đối với những sản phẩm, món ăn dân tộc, để tạo màu sắc đẹp cho sản phẩm, người Việt Nam trước đây thường sử dụng trực tiếp chất màu từ tự nhiên như nghệ, lá diễn, cà chua, gấc… Hiện nay, hầu hết các sản phẩm thực phẩm sản xuất, kinh doanh trong nước thường sử dụng chất màu thực phẩm được nhập từ nước ngoài hoặc mua ở thị trường tự do không rõ nguồn gốc, xuất xứ Các chất màu nhân tạo nhập từ nước ngoài để dùng cho sản xuất bánh kẹo nước giải khát làm cho sản phẩm có màu hấp dẫn đẹp thường giá đắt Việc sản xuất, kinh doanh, sử dụng chất màu hiện nay cũng chưa được quản lý, kiểm soát chặt chẽ Điều đó đã dẫn đến khá nhiều vụ ngộ độc thực phẩm do các chất màu gây ra

6 Chất màu thực phẩm gồm có hai loại chính: chất màu tổng hợp nhân tạo và chất màu tự nhiên Từ năm 1979 các nhà khoa học đã chính thức công nhận sự độc hại của chất màu thực phẩm nhân tạo Do vậy, các nghiên cứu trên thế giới hiện nay đang nỗ lực tìm kiếm những công nghệ mới sản xuất những sản phẩm màu sạch, an toàn đối với sức khỏe con người thay thế những sản phẩm màu tổng hợp Sản xuất những chất màu thực phẩm tự nhiên từ thực vật là một hướng đi đúng đắn phù hợp với xu thế hiện đại Nhưng nhược điểm lớn nhất của màu tự nhiên khi áp dụng vào sản phẩm thực phẩm là chúng dễ bị mất màu do một số quy trình chế biến và điều kiện bảo quản thực phẩm Do đó, chất màu chỉ thích hợp để thêm vào thực phẩm có thời hạn sử dụng ngắn Các chất tạo màu thực phẩm tự nhiên thay thế với độ ổn định cao hơn đối với các yếu tố như sự biến thiên về nhiệt, thay đổi pH, tiếp xúc với ánh sáng ,thực sự cần thiết để tạo thuận lợi cho ngành công nghiệp thực phẩm

Do đó, đề tài nghiên cứu của em là: “Nghiên cứu tách chiết chất màu tự nhiên từ một số loại hoa, quả ứng dụng làm phẩm màu trong thực phẩm.”

2 Mục đích nghiên cứu

Đề tài được thực hiện với mục đích khảo sát các điều kiện chiết tách chất màu tự nhiên anthocyanin từ hoa đậu biếc, từ đó xây dựng được quy trình chiết tách hiệu quả chất màu từ loại nguyên liệu này Đồng thời định tính một số chất có trong sản phẩm và ứng dụng nhuộm màu cho một số loại thực phẩm

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Với mục tiêu tìm ra chất màu thực phẩm từ thiên nhiên, an toàn, tốt cho sức khỏe nhóm em đã xây dựng nội dung nghiên cứu cho đề tài bao gồm:

- Xây dựng quy trình trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc;

- Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến màu và độ bền màu của anthocyanin; - Khảo sát sự ảnh hưởng tỷ lệ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin; - Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly anthocyanin; - Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly anthocyanin;

7 - Xây dựng quy trình trích ly chất màu betacyanin từ vỏ thanh long bằng phương pháp siêu âm

- Định tính sản phẩm cao và bột màu thu được; - Ứng dụng chất màu trong điều chế kem

4 Kết quả đạt được của đề tài

Đề tài tiến hành khảo sát được một số yếu tố tối ưu trong quá trình trích ly chất màu tự nhiên anthocyanin từ hoa đậu biếc Tiến hành trích ly với tỉ nguyên liệu: dung môi (hoa đậu biếc/etanol) là 1/8, tại nhiệt độ 60oC trong thời gian 20 phút

Khảo sát ứng dụng của bột hoa đậu biếc vào làm kem: Bột khi ứng dụng vào thực phẩm có màu xanh biếc rất bắt mắt

8

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về phẩm màu

1.1.1 Phẩm màu trong thực phẩm

Chất màu thực phẩm là một phụ gia thực phẩm (PGTP) quan trọng, được sử dụng không chỉ trong chế biến thực phẩm mà cả trong công nghiệp mỹ phẩm (kem trang điểm, thuốc nhuộm tóc, …), dược phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác Nhu cầu về chất màu thực phẩm rất lớn và không ngừng tăng lên trong những năm gần đây Nước ta do chưa sản xuất được chất màu thực phẩm nên tất cả đều phải nhập từ nước ngoài Một số trường hợp, sử dụng chất màu không đủ tiêu chuẩn gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người dùng Vì thế, nghiên cứu cây nhuộm màu thực phẩm và các chất màu từ chúng có ý nghĩa quan trọng đối với kinh tế xã hội của đất nước

Anthocyanins, thuộc nhóm flavonoid, là sắc tố trong không bào thực vật tan trong nước chịu trách nhiệm về màu đỏ sáng, tím hoặc màu xanh của hoa, vỏ, hạt, quả và lá Nguồn cung cấp anthocyanin chính trong quả ăn được là nho, anh đào, mận, mâm xôi, dâu tây, táo, đào, việt quất Nhóm rau có chứa sắc tố anthocyanin là cà tím, bắp cải tím, tía tô, hoa đậu biếc Cường độ và độ bền màu anthocyanin phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần cấu trúc, nồng độ chất màu, pH, nhiệt độ, ánh sáng, sự hiện diện của các chất màu khác, ion kim loại, enzyme, oxy, vitamin C và đường,…

Bên cạnh các tính năng màu sắc của chúng, anthocyanins có gần đây đã thu hút sự quan tâm nhiều hơn do chúng còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí 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

Anthocyanins không có độc tính và không có bất kỳ giới hạn tối đa cho các ứng dụng trong thực phẩm Chúng được ứng dụng rộng rãi trong các hoạt động sản xuất công nghiệp

Chất màu anthocyanin có thể được nghiên cứu dựa vào ảnh hưởng có lợi của chúng đối với sức khỏe con người và các ứng dụng của chúng như sự lựa chọn tiềm

9 năng để thay thế màu sắc tự nhiên trong thực phẩm Do vậy, nghiên cứu sử dụng anthocyanin làm chất màu thực phẩm là việc làm cần thiết, có ý nghĩa nhằm khai thác, phát triển hơn nữa các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên

1.1.2 Hoa đậu biếc

1.1.2.1 Đặc điểm sinh thái

Cây hoa đậu biếc còn gọi đậu hoa tím hay bông biếc, tên khoa học Clitoria

ternatean, thuộc họ đậu Đậu biếc là một cây họ đậu lâu năm, loại thảo, leo, thân và

Cây hoa đậu biếc thuộc loại cây thân leo khỏe mạnh, dễ trồng và chăm sóc, chịu được nắng nóng và hạn rất tốt, sợ rét, ít sâu bệnh Nhiệt độ ưa thích của đậu biếc là từ 20 – 32oC

Hình 1.1 Cây hoa đậu biếc và hoa đậu biếc

10

1.1.2.2 Phân bố

Clitoria ternatea là một trong những cây trồng địa phương có dược tính, có nguồn gốc từ châu Á nhiệt đới và sau đó được phân phối rộng rãi ở Nam và Trung Mỹ, Đông và Tây Ấn, Trung Quốc và Ấn Độ

Đất trồng đậu biếc là các loại đất tơi xốp, nhiều mùn, giàu dinh dưỡng, thoát nước tốt

Ở nước ta, cây Đậu biếc có nhiều ở Quảng Ninh, Ninh Bình, Huế, Đà Nẵng, Khánh Hòa, Bình Thuận và khu vực đồng bằng sông Cửu Long

Bàng 1.1 Chức năng các thành phần của cây hoa đậu biếc

Rễ

Giải lo âu, thuốc chống trầm cảm,

11 Thân

Điều trị bệnh tình dục chẳng hạn như:

Trích xuất của hoa

1.1.2.4 Thành phần hóa học

Hoa đậu biếc chứa một este và một chất nhựa glycosid Nó chứa anthoacyanin, blue proanthocyanidin là một chất chống oxy hóa mạnh Terahara và cộng sự đã phân lập sáu anthocyanins chính từ hoa đậu biếc C Ternatea với cấu trúc đặc trưng là malonylationdelphinidin, thu được chuỗi cạnh 3’5 với Dglucose xen kẽ và bốn axit p coumaric với một phân tử axit malonic Delphinidin glucoside là anthocyanin chính tạo ra màu xanh lam đặc biệt của loại hoa này Các thành phần hóa học chính được tìm thấy ở Clitoria ternatea là các triterpenoids pentacyclic như taraxerol và taraxerone Trong rễ có sự hiện diện của ternatins, ancaloit, flavonoid, saponin, tannin, carbohydrate, protein, nhựa, tinh bột, taraxerol và taraxerone

Bàng 1.2 Thành phần hóa học của cây hoa đậu biếc

13 11 Ethy-α –D galactopyranoside

1.1.2.5 Giới thiệu về chất màu anthocyanin

a Khái niệm về anthocyanin:

Anthocyanin là hợp chất màu hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên, là những glucozit thuộc họ flavonoid, có màu đỏ, đỏ tía, tím do gốc đường glucose, glactose, Kết hợp với gốc Aglucon có màu (anthocyanidin) Anthocyanin hòa tan trong nước còn anthocyanidin thì không tan trong nước Anthocyanin tham gia vào việc tạo nên đa sắc màu cho hoa quả Đồng thời cùng với chất tạo màu khác như clorophin, carotenoid để tạo cho hoa quả có cường độ màu khác nhau tùy thuộc vào hàm lượng và số đồng phân của chúng

Hình 1.2 Các anthocyanidin của anthocyanin khác nhau là do các gốc R khác nhau

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa

12

Hình 1.3 Các gốc R- khác nhau của anthocyanidin

Anthocyanin phân bố rộng rãi trong tự nhiên, có mặt trong 27 họ thực vật, thường tạo ra các màu đỏ, tím, xanh thẫm ở nhiều loại rau, hoa, quả như hoa dâm bụt, rễ củ cải đỏ, lá tía tô, dâu tây và bắp cải tím Anthocyanin tích lũy chủ yếu ở trong tế bào biểu bì và hạ biểu bì thực vật, tập trung trong không bào hoặc các túi gọi là anthocyanoplast Nhìn chung, hàm lượng anthocyanin trong phần lớn rau quả dao động từ 0,1 đến 1,11% hàm lượng chất khô Thực vật chứa anthocyanin cũng đồng thời chứa flavonoid Trong rau quả hàm lượng Anthocyanin liên quan đến độ đậm của màu sắc quả, quả càng đậm thì hàm lượng anthocyanin càng cao Anthocyanin trong thực vật không phải là một chất thuần nhất mà là một hỗn hợp Tỷ lệ giữa các anthocyanin trong một loại rau quả phụ thuộc vào loài, giống cây

b Cấu trúc hóa học của Anthocyanin:

Hiện nay từ thực vật đã phân lập được khoảng 539 anthocyanin khác nhau Chúng khác nhau do sự khác nhau về các nhóm chức R1 đến R7 có trong phân tử Anthocyanin là những glycozit do gốc đường glucose, glactose, … kết hợp với gốc aglucon có màu được gọi là anthocyanidin Aglucon của chúng có cấu trúc cơ bản được mô tả trong hình 1.2 Các gốc đường có thể 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

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa

13 là monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit Khi thủy phân anthocyanin thu được đường và anthocyanidol Các aglucon của anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí R1 và R2 thường là H, OH hoặc OCH3 Tuy nhiên, chỉ có 6 loại anthocyanidin thường tìm thấy trong thực vật là cyanidin, delphinidin, malvidin, pelargonidin, peonidin và petunidin Các glycosid của 3 loại anthocyanidin không bị metyl hóa (gồm cyanidin, delphinidin và pelargonidin) là phổ biến nhất trong tự nhiên, chúng chiếm 80% sắc tố có trong lá, 69% sắc tố trong quả và 50% sắc tố trong hoa

1.1.3 Quả thanh long 1.1.3.1 Đặc điểm sinh thái

Thanh long ruột đỏ còn có tên gọi là thanh long Nữ Hoàng (tên khoa học là Hylocereus) thuộc dòng H14 có xuất xứ từ Colombia

- Thân, tán, lá: Chiều dài của cành từ 40-50 cm, có màu xanh đậm

- Hoa, quả, hạt: Hoa màu trắng, bên trong có rất nhiều nhụy Bên ngoài thanh long ruột đỏ có vỏ cứng, mỏng hơn trái Thanh Long thường, màu đỏ đậm tươi sáng, bên trong ruột trái màu đỏ thẩm như son, khi thưởng thức có mùi vị thơm và ngọt đậm, đặc trưng Trong Quả Thanh Long Ruột Đỏ có nhiều hạt màu đen

Hình 1.4 Quả thanh long ruột đỏ

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa

14 Tốc độ sinh trưởng:

Nhanh Phù hợp với: Thanh Long Ruột Đỏ thích nghi với nơi có nhiều ánh sáng,

nhiệt độ thích hợp 15 – 35ºC Nếu dưới nhiệt độ đó cây sẽ phát triển chậm hoặc không sinh trưởng được Do đó, Khi trồng cây tận dụng hướng nam và đông nam, nơi có đất đai bằng phẳng và ánh sáng nhiều Lá cây có tính chống hạn thích hợp với các loại đất ở trên núi đá hay bờ rào ở nông thôn và vùng ven biển Giống thanh long ruột đỏ có chứa Lycopene, là một chất chống oxy hoá thiên nhiên, có thể chống ung thư, bệnh tim và làm giảm huyết áp Đây là loại trái cây rất đẹp mắt và có lợi cho sức khoẻ

Hình 1.5 Cây thanh long ruột đỏ

1.1.3.2 Lợi ích của quả thanh long ruột đỏ

Thanh long chứa một hàm lượng đáng kể vitamin C, carotin, canxi, một số loại vitamin B, một số chất dinh dưỡng và chất chống oxy hóa khác Những dưỡng chất này giúp hệ thống tiêu hóa trong cơ thể hoạt động tốt hơn, đem lại cho bạn một hệ miễn dịch khỏe mạnh, năng lượng dồi dào Ngoài ra, ăn thanh long còn rất tốt cho da và thị lực…

- Chất xơ:

Đối với những người đang cố gắng để tăng lượng chất xơ trong khẩu phần ăn hàng ngày, thanh long có thể là một lựa chọn thay thế tuyệt vời Các chất xơ hòa tan

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa

15 có trong thanh long có thể giúp mọi người giảm cân, giảm lượng đường trong máu, nuôi dưỡng ruột và ngăn ngừa ung thư ruột kết

Ăn thanh long có thể cải thiện sức khỏe của con người Vì vậy, trong chế độ ăn uống hàng ngày chúng ta nên tăng lượng thanh long để hấp thụ đầy đủ chất xơ, giúp giảm cholesterol, kiểm soát trọng lượng và loại bỏ các độc tố một cách hiệu quả

- Chất chống oxy hóa:

Thanh long được chứa đầy đủ các chất chống oxy hóa, giúp bảo vệ các tế bào của cơ thể trước sự tấn công của các gốc tự do, đẩy lùi tốc độ lão hóa và thậm chí là ngăn chặn bệnh ung thư

Hàm lượng anthocyanin có trong long là rất cao Anthocyanin là một loại chất chống oxy hóa Nó có thể giúp mọi người ngăn chặn xơ cứng mạch máu, bệnh tim và ngập máu não Đồng thời, anthocyanin có thể chống lại các gốc tự do để trì hoãn sự lão hóa của cơ thể con người Ngoài ra, nó cũng có thể ngăn chặn sự hình thành của bệnh mất trí nhớ do tuổi già

- Vitamin C:

Thanh long là một nguồn cung cấp vitamin C tuyệt vời Vitamin C có một vai trò quan trọng hỗ trợ hệ miễn dịch và thậm chí có thể giúp nhanh khỏi và giảm mức độ nghiêm trọng của cảm lạnh thông thường

Ngoài ra, vitamin C có trong long còn có tác dụng làm đẹp da Vì vậy, chúng ta nên bổ sung thanh long trong chế độ ăn uống hàng ngày

- Sắt:

Hàm lượng sắt có trong long cũng là cao Sắt là nguyên liệu cần thiết để sản xuất hemoglobin trong cơ thể con người Chúng ta có thể bổ sung sắt đầy đủ để ngăn chặn bệnh thiếu máu bằng cách ăn thanh long

- Protein:

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa

16 Protein chay chứa trong quả thanh long có thể được tích hợp tích cực với các kim loại nặng trong cơ thể con người để loại bỏ các độc tố Hơn nữa, protein chay đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ thành dạ dày

- Chất béo và Cholesterol tốt:

Quả thanh long có chứa nhiều hạt nhỏ ăn được, và trong hạt có chứa một số chất béo, như các hạt màu đen rất nhỏ, vì chúng nhỏ và quá nhiều nên việc loại bỏ khỏi thịt của quả là một việc khó khăn và sẽ khiến bạn căng thẳng nếu có ý định này Phần lớn chất béo tìm thấy trong trái cây thanh long là chất béo không bão hòa, chất mà thường được xem là một dạng của chất béo lành mạnh và tốt cho sức khỏe Trong khi nhiều người tìm nhiều cách để giảm cholesterol đã quan tâm khẩu phần ăn với các loại hạt và rau xanh, thì quả thanh long có thể sẽ là một lựa chọn tốt để được thêm vào chế độ ăn uống lành mạnh và bạn sẽ không phải bận tâm đến ảnh hưởng của cholesterol

Theo một vài tác giả, các loài thuộc Hylocereus với thịt màu trắng thì có hàm lượng chất rắn hòa tan nhiều hơn so với trái có thịt trái màu đỏ, và sự phân bố của chất rắn hòa tan này trong thịt trái là không đồng đều, phần bên trong ruột thì giàu đường hơn so với phần ở phía ngoài vỏ

Độ axit của thịt trái nói cung là thấp, kết quả ltirtir lệ đường so với axit cao, làm cho chất lượng cảm quan của trái không tốt khi chỉ sử dụng nước ép.Theo truyền thống chất lượng cảm quan được cải thiện đáng kể khi bổ sung thêmnhững nước ép của trái cây có tính axit như chanh leo (lemon) Những axit chính trong nước ép thanh long là axit citric và axit lactic

- Carbohydrate:

Theo nghiên cứu của S Wichienchot và cộng sự (2010) trên hai loài H.undatus (ruột trắng) và H.polyrhizus (ruột đỏ) thì những carbohydrate chủ yếu trong thanh long ruột đỏ và ruột trắng là glucose, fructose và một số oligosaccharide này được chứng minh là có tính chất của prebiotic Prebiotic là những oligosaccharide mà không bị tiêu hóa mà có ảnh hưởng tốt đến vật chủ bằng cảm kích thích sự phát triển

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa

17 hoặc hoạt tính của một hay một số giới hạn các vi khuẩn trong kết tràng, cho nên làm cải thiện sức khỏe của vật chủ

1.1.3.3 Tổng quan về hợp chất betacyanin

a Khái niệm về hợp chất betacyanin:

Betalain là tên gọi chung của một nhóm sắc tố tự nhiên tan trong nước, có màu từ vàng tươi đến da cam, đỏ tươi, đỏ sẫm, hồng cho đến màu đỏ - tím trong hoa, trái, lá và củ của nhiều loài thực vật khác nhau (hoa xương rồng, vỏ thanh long, hoa giấy, rau và củ dền…)

b Cấu trúc hóa học của các betalanin và betacyanin:

Các betalanin có thể xem là dẫn xuất của acid betalamic trong đó đầu dihydropyridin được gắn với một nhóm chức Nitơ thông qua nhóm chức vinyl

Betacyani đơn giản nhất là betanidin được cấu tạo từ một đơn vị phân tử acid betalamic liên kết với một phân tử cyclo- DOPA

Đa số các betacyanin khác được tạo thành do phản ứng glucosyl hóa một trong hai nhóm chức – OH tự do của vòng cyclo-DOPA của betanidin, trong đó thường gặp nhất là sự glucosyl hóa ở vị trí 5 Dẫn xuất betacyanin quan trọng và thường gặp nhất trong tự nhiên là betacyanin (tức betanidin-5-O-glycosidase, có công thức phân tử C!"H!#N!O$% và khối lượng mol M = 551,48)

Một số tính chất lý-hóa cơ bản của betacyanin:

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa

18

Hình 1.6 Cấu trúc phân tử acid betalamic và vài betacyanin thường gặp

1.2 Tổng quan về kem

1.2.1 Giới thiệu chung

Ngày nay, kem là một sản phẩm được tiêu thụ rộng rãi ở mọi quốc gia, và thu hút người tiêu dùng ở mọi lứa tuổi khác nhau, nhưng ít người biết rằng kem có 1 dòng lịch sử khá lâu đời Kem ăn xuất hiện ở thế kỷ thứ 4 TCN, ở các quốc gia như La Mã, Trung Hoa phục vụ cho vua chúa bằng cách lấy đá lạnh trên các đỉnh núi cao về trộn với các loại trái cây hoặc sữa tạo thành món “kem”

Theo truyền thuyết thì Marco Polo đã mang bí quyết chế biến kem từ Trung Quốc về Mỹ, sau này người Mỹ đã biến việc sản xuất kem thành 1 nền công nghệ chế biến phát triển mạnh mẽ

1.2.2 Thành phần trong kem

1.2.2.1 Sữa và các sản phẩm từ sữa

Tạo nên giá trị dinh dưỡng và hương vị cho kem Sữa dùng cho sản xuất kem có thể là sữa tươi, sữa bột nguyên cream, sữa bột gầy, chất béo từ sữa như cream, bơ,

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa

19

Hình 1.7 Sữa bột nguyên kem

Yêu cầu quan trọng đối với sữa làm kem là phải có hàm lượng chất béo cao, lượng chất béo trong sữa là yếu tố giúp tạo nên cấu trúc đặc trưng của sản phẩm

1.2.2.2 Đường

Đường giúp tạo vị ngọt, điều chỉnh hàm lượng chất khô, tăng giá trị dinh dưỡng và góp phần tạo cấu trúc sản phẩm Ngoài đường có sẵn trong sữa, thường sử dụng đường saccharose, đường nghịch đảo và syrup giàu fructose

1.2.2.3 Chất ổn định

Các chất ổn định tạo ra mạng lưới không gian để hạn chế sự chuyển động tự do của các phân tử nước, nhờ đó quá trình lạnh đông hỗn hợp nguyên liệu để sản xuất kem, các tinh thể đá xuất hiện sẽ có kích thước nhỏ, kem trở nên đồng nhất

Chất ổn định thường dùng cho sản xuất kem thường có bản chất protein như gelatin, albumin,

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa

Những nguyên liệu trên ngoài mục đích tạo hương còn giúp tăng giá trị dinh dưỡng cho kem thành phẩm

1.2.2.5 Chất màu

Màu sắc tạo sự lôi cuốn cho kem từ cái nhìn đầu tiên

Các nhóm sản phẩm cần tạo màu là các sản phẩm kem có hương vị trái cây Như ở đây chúng em dùng màu đỏ của quả thanh long, màu xanh của hoa đậu biếc,

Nhóm màu tự nhiên có độ bền màu kém hơn so với chất màu tổng hợp trong điều kiện sản xuất công nghiệp Việc sử dụng chất màu tuân thủ theo quy định sử dụng phụ gia ở mỗi quốc gia

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa

- Không khí: Giúp cho sản phẩm có độ xốp, mềm

Tinh bột: Trong công thức sản xuất kem của nhiều quốc gia trên thế giới thường không sử dụng nhưng các nhà sản xuất kem ở Việt Nam thường sử dụng tinh bột bình thường hay tinh bột biến tính nhằm mục đích gia tăng độ kết dính của khối kem

1.2.3 Phân loại kem

a Kem – Ice cream:

- Ice cream: đây là sản phẩm được làm từ cream và sữa, đông đặc ở nhiệt độ thấp Những loại kem mắc tiền chứa ít không khí trong sản phẩm hơn, nên cảm giác không được xốp lắm

- French Style Ice Cream: lòng đỏ trứng chín được thêm vào trong quá trình làm kem, kem rất mịn, đặc và mượt

- Philadelphia Style Ice Cream: Loại kem không sử dụng trứng, cứng, nhẹ hơn so với loại kem kiểu Pháp

- Gelato: đây là từ tiếng Ý chỉ Ice Cream Kem tại ý sẽ ít ngọt nhưng đặc hơn các loại kem ý được bán tại bắc mỹ Ít xốp, có hoặc không có trứng trong thành phần

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa

22 - Semifreddo: đây có thể được xem như một biến thể của ice cream, thường sẽ không ăn bằng cách múc ra từng scoop hay viên mà được đông đặc lại thành hình khối như chiếc bánh chẳng hạn, khi ăn bạn cắt thành từng miếng… có thể dễ dàng liên tưởng đến loại bánh kem lạnh các hang đang bán tại Việt Nam

b Một số biến thể khác của kem:

- Ice Milk: đây là một món tráng miện rất ít béo, nhẹ, ít calo, và rất ít cream - Sherbet: Sherbet thường được làm từ nước ép trái cây, đường, nước hay rượu Một số nơi sử dụng sữa, bơ sữa (butter milk), lòng trắng trứng hay gelatin thêm vào Kỹ thuật làm ra Sherbet và Sorbet khác nhau, nhưng thường mọi người hay nhầm lẫn giữa hai loại này

- Sorbet: Hay còn được gọi là Sorbetto Đây là một sản phẩm dành cho người ăn chay, không chứa sữa, trứng hay gelatin

- Granita: Bạn có thể hiểu như món siro đá bào

1.3 Các phương pháp chiết chất màu tự nhiên

1.3.1 Phương pháp chiết ngâm

Nguyên liệu sau khi được xử lý cho vào các bình đựng, cho tiếp dung môi vào đậy nắp kín, ngâm trong bể điều nhiệt với thời gian nhất định, sau đó mở nắp đuổi dung môi thu được dịch mong muốn

1.3.2 Phương pháp chiết soxhlet

Hình 1.11 Hệ thống chiết Soxhlet

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa

23 - Một số lưu ý khi sử dụng kỹ thuật chiết shoxlet:

+ Các hợp chất chiết được lưu trữ trong bình cầu, đến một lúc nào đó nồng độ của chất đạt đến mức bão hòa thì cần phải thay dung môi mới

+ Tùy trường hợp, việc chiết có thể kéo dài vài ngày Muốn nghỉ, cần phải tắt bếp trước, chờ thêm khoảng 30 phút mới tắt ống nước làm lạnh ống sinh hàn

+ Khi thực hiện sư chiết với dung môi có nhiệt độ sôi thấp, phòng thí nghiệm ở xứ nóng, cần lưu ý xem ống sinh hàn có đủ sức làm ngưng tụ hơi hay không, sẽ thấy bốc khói ra khỏi hệ thống từ đầu trên cao của ống sinh hàn, trong trường hợp đó cần tìm cách nối dài thêm hệ thống sinh hàn

- Ưu điểm:

+ Tiết kiệm dung môi, chỉ một lượng ít dung môi mà chiết kiệt được mẫu + Không tốn các thao tác châm dung môi và lọc chiết như các kĩ thuật khác Chỉ cần cắm điện, mở nước hoàn lưu là thiêt bị sẽ thực hiện sự chiết

+ Chiết kiệt hợp chất trong nguyên liệu vì ngyên liệu luôn được chiết liên tục bằng dung môi tinh khiết

- Nhược điểm:

+ Kích thước của thiết bị làm giới hạn lượng nguyên liệu cần chiết

+ Trong quá trình chiết, các hợp chất chiết ra từ nguyên liệu được trữ lại trong bình cầu, nên chúng luôn bị đun nóng ở nhiệt độ sôi của dung môi vì thế hợp chất nào kém bền nhiệt dễ bị hư hại

1.3.3 Phương pháp chiết nhờ siêu âm (Ultrasound-assisted extraction)

Nguyên liệu được trộn với dung môi thích hợp rồi chiết bằng siêu âm Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng siêu âm có khả năng phá vỡ màng tế bào của nguyên liệu, do đó giúp cho xâm nhập của dung môi vào bên trong tế bào dễ dàng hơn Ngoài ra, siêu âm còn có tác dụng khuấy trộn mạnh dung môi, do đó gia tăng sự tiếp xúc của dung môi với chất cần chiết và cải thiện đáng kể hiệu suất chiết