Nhiều chất màu thực vật, nhất là chlorophyll và anthocyanin, nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và độ pH. Trong môi trường axit vừa phải, các sắc tố này sẽ thể hiện màu đặc trưng của chúng, nhưng khi độ pH tăng hoặc giảm, các sắc tố có thể thay đổi thành màu không mong muốn làm giảm chất lượng cảm quan của thực phẩm. Mục tiêu của thí nghiệm này là xác định ảnh hưởng của nhiệt độ và pH với các chất màu thực vật.
Hóa chất
Cách tiến hành
Mẫu đậu Hà Lan đông lạnh.
Cân 25g mẫu 150 ml nước cất+ đun sôi 7p Gạn bỏ nước
Cân 25g mẫu 10ml acid acetic 4%+150ml nước cất Đo pH Gạn bỏ nước
Cân 25g mẫu 10ml NaOH 1N +150ml nước cất Đo pH Gạn bỏ nước
Cân 25g mẫu 10ml acid acetic 4% Gạn bỏ nước
Cân 25g mẫu 2g NaHCO3 +150 ml nước cất+ ngâm 7p Đo pH Gạn bỏ nước
Mẫu đậu Hà Lan đóng hộp.
Cân 25g mẫu 150 ml nước cất gạn bỏ nước
Cân 25g mẫu 10ml acid acetic 4%+150ml nước cất Đo pH Gạn bỏ nước
Cân 25g mẫu 10ml NaOH 1N +150ml nước cất Đo pH Gạn bỏ nước
Cân 25g mẫu 10ml acid acetic 4% Gạn bỏ nước
Cân 25g mẫu 2g NaHCO3 +150 ml nước cất+ ngâm 7p Đo pH Gạn lọc nước
Kết quả
Mẫu đậu Hà Lan đông lạnh.
Mẫu 1 Mẫu2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5
Kết cấu Nguyên vẹn Nguyên vẹn Nguyên vẹn Nguyên vẹn Nguyên vẹn
Màu sắc Xanh nhạt Xanh oliu Xanh đậm Xanh oliu nhạt Xanh
Mẫu đậu Hà Lan đóng hộp.
Kết cấu của các mẫu được sắp xếp theo chiều tăng dần từ mềm tới cứng như sau:
Mẫu 6 Mẫu7 Mẫu 8 Mẫu 9 Mẫu 10
Kết cấu Mềm nhất Cứng 4 Cứng 3 Cứng nhất Cứng nhì
Màu sắc: Vàng 5 Vàng nhất Vàng nhì Vàng 3 Vàng 4
Trong đậu Hà Lan có chứa lượng lớn chlorophyll nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và pH Trong môi trường axit vừa phải, các sắc tố này sẽ thể hiện màu đặc trưng của chúng, nhưng khi độ pH tăng hoặc giảm, các sắc tố có thể thay đổi thành màu không mong muốn làm giảm chất lượng cảm quan của đậu Hà Lan.
Mẫu 2 và mẫu 7: chlorophyll trong mẫu đậu dưới tác dụng của acid và nhiệt độ khi gia nhiệt khiến chlorophyll bị biến tính tạo thành pheophytin có màu xanh oliu/ nâu, có màu sẫm và đậm hơn
Mẫu 3 và 8: chlorophyll trong mẫu đậu tác dụng của dung dịch kiềm (NaOH) tạo thành chlorophyllinic có màu xanh đậm
Mẫu 4 và 9: chlorophyll trong mẫu đậu dưới tác dụng của acid nhưng không chịu tác động của nhiệt, chlorophyll vẫn bị biến tính tạo thành màu xanh ooliu/ nâu nhưng với mức độ thấp hơn so với mẫu có gia nhiệt
Mẫu 5 và 10: chlorophyll trong mẫu đậu dưới tác dụng của NaHCO3 có tính chất lưỡng tính, và không qua gia nhiệt nên khiến màu sắc của mẫu gần như không thay đổi.
Mẫu 1 và 6: chlorophyll trong mẫu đậu có tính chất kém bền với nhiệt nên sau khi gia nhiệt làm giảm chất lượng màu sắc của chúng
Bảng 1 Màu của anthocyanin trong các pH khác nhau của mẫu nước ép nho
Màu Hồng nhạt Hồng đậm Xanh nhạt Xanh đậm
Bảng 2 Màu của anthocyanin trong các pH khác nhau của mẫu nước ép dâu
Màu Cam sẫm Cam Cam nhạt Cam nhạt
Khi pH tăng, vòng pyran C trong phân tử anthocyanin bị hydrat hóa làm phân tử chất màu chuyển dần sang dạng carbinol không màu Trong môi trường kiềm, có sự chuyển dịch H + từ nhóm – OH trên vòng B làm phân tử anthocyanin chuyển sang dạng anion có màu xanh Khi pH càng cao, các H + trong nhóm chức – OH còn lại bị phân hủy làm giảm sự linh động của điện tử trong mạch chất màu, làm dung dịch trở nên xanh hơn, bước sóng hấp thụ dài hơn Khi pH lớn hơn 12, phân tử chất màu bị biến đổi vè dạng chalcone có màu vàng và cam.
Trả lời câu hỏi
Câu 1: Kết cấu và màu sắc của rau quả thay đổi như thế nào khi gia nhiệt ở các giá trị pH khác nhau? Trình bày cơ chế phản ứng biến đổi chlorophyll trong các trường hợp đó. Điều gì làm thay đổi kết cấu của rau quả?
Khi gia nhiệt rau quả ở các giá trị pH khác nhau, kết cấu và màu sắc của chúng có thể thay đổi khác nhau.
Khi gia nhiệt ở giá trị pH thấp (axit), màu xanh lá cây của rau quả có thể biến mất do quá trình phân hủy chlorophyll Chlorophyll là chất chịu trách nhiệm cho màu xanh lá cây của cây, tuy nhiên, nó dễ bị phân hủy ở môi trường có độ pH thấp Khi phân hủy, chlorophyll sẽ được chuyển hóa thành các phân tử khác, gây ra mất màu hoặc màu nâu Ngoài ra, các phân tử protein có thể bị giải phóng và dẫn đến sự mềm mại của rau quả.
Khi gia nhiệt ở giá trị pH trung bình, chlorophyll vẫn có thể bị phân hủy, nhưng sự thay đổi về màu sắc và kết cấu của rau quả sẽ ít hơn so với gia nhiệt ở giá trị pH thấp.
Khi gia nhiệt ở giá trị pH cao (kiềm), quá trình phản ứng Maillard sẽ xảy ra, tạo ra màu sắc và hương vị đặc trưng của thực phẩm được nấu chín Trong quá trình này, các amino axit trong rau quả sẽ phản ứng với đường và tạo thành các hợp chất khác nhau, dẫn đến sự thay đổi màu sắc và hương vị.
Ngoài pH, một số yếu tố khác cũng có thể làm thay đổi kết cấu của rau quả khi gia nhiệt, bao gồm nhiệt độ, thời gian và phương pháp nấu Ví dụ, quá trình nấu quá lâu hoặc nhiệt độ quá cao có thể làm cho rau quả trở nên mềm và không còn giữ được độ cứng ban đầu.
Câu 2 Trình bày cơ chế phản ứng của thay đổi pH dẫn đến thay đổi màu sắc và cấu trúc của các phân tử anthocyanin?
Anthocyanin là một hợp chất hữu cơ có màu sắc đa dạng, từ màu đỏ tím đến màu xanh lá cây, và thường có mặt trong nhiều loại trái cây, rau quả và hoa.
Cơ chế phản ứng của thay đổi pH đối với màu sắc và cấu trúc của anthocyanin liên quan đến hai dạng khác nhau của phân tử này, được gọi là dạng quinon và dạng flavylium.
Khi pH tăng lên, anthocyanin sẽ chuyển từ dạng flavylium (màu đỏ tươi) sang dạng quinon (màu xanh) Trong dạng flavylium, cấu trúc của anthocyanin có một nhóm hydroxyl (-OH) được liên kết với một nguyên tử nitơ (N) Nhóm này giữ cho phân tử anthocyanin ở trạng thái cực kỳ bền vững và có màu sắc đỏ tươi.
Tuy nhiên, khi pH tăng lên, nhóm hydroxyl sẽ bị mất đi, làm cho phân tử anthocyanin chuyển sang dạng quinon Trong dạng này, nguyên tử nitơ sẽ có cường độ điện tích cao hơn, làm cho các electron của nguyên tử này dễ dàng di chuyển, tạo ra một màu sắc xanh. Ngoài ra, nhiệt độ và các yếu tố khác như ánh sáng cũng có thể ảnh hưởng đến cấu trúc và màu sắc của anthocyanin, bằng cách gây ra phá vỡ liên kết trong phân tử này.
BÀI 2: ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP SƠ CHẾ ĐẾN HÀM LƯỢNG VITAMIN C TRONG RAU,
Vitamin C là vitamin tan trong nước có nhiều trong các loại rau củ quả, tham gia nhiều phản ứng chuyển hóa sinh học rất cần thiết cho hoạt động sống của cơ thể con người Trong quá trình chế biến rau quả, vitamin C dễ dàng bị thất thoát do đặc tính dễ tan trong nước, dễ bị oxy hóa và chịu tác dụng của sự thay đổi về pH và nhiệt độ Khảo sát này nhằm nghiên cứu những tác nhân gây ảnh hưởng đến hàm lượng vitamin C trong quá trình sơ chế, chế biến.
Cân kỹ thuật Nồi = 200 mm: 1 cái Bếp điện từ: 1 cái Beaker 500 ml: 2 cái Beaker 250 ml: 5 cái Erlen 250 ml: 5 cái Pipet 1 ml: 3 cái Pipet 2 ml: 1 cái Pipet 10 ml: 3 cái Ống đong 100 ml: 1 cái
Giá đỡ burette: 1 cái Bình định mức 100ml:
2 cái Phễu lọc nhỏ: 2 cái Bóp cao su: 1 cái Đũa thủy tinh: 1 cái Ống nhỏ giọt: 1 cái Bình tia 500 ml: 1 cái Dao nhỏ: 1 cái
Thớt: 1 cái Cối chày sứ: 1 bộ Burette 25ml: 1 cái
3 Nguyên vật liệu a Bông cải xanh: 200 g
4 Hóa chất a NaHCO3: 4g b Acid acetic 4%: 20 ml c HCl 2%: 200 ml d Giấy lọc: 8 tờ e I2 0,005N: 50 ml f Tinh bột 1%: 20 ml
Hình ảnh minh họa các bước:
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu 7 Mẫu 8
Lần 1 5,2 ml 2,1 ml 3,2ml 2,8 ml 2,9ml 0,6ml 5,0ml 2,7ml
Lần 2 5.2 ml 2,2ml 3,2ml 2,8ml 3ml 0,7ml 5,2ml 2,6ml
Lần 3 5,3 ml 2,1ml 3,1ml 2,7ml 2,9ml 0.6ml 5,1ml 2,7ml
Trung bình 5,23 ml 2,13ml 3,17ml 2,76ml 2,93ml 0,63ml 5,1ml 2,7ml lượngKhối 5,03 g 5,08 g 5,02 g 5,03 g 5,04 g 5,02 g 5,07 g 5,02 g Độ pH của 8 mẫu được sắp xếp theo chiều tăng dần:
Mẫu 6>mẫu 2>mẫu 8> mẫu 4>mẫu 5> mẫu 7>mẫu 1
- X: hàm lượng vitamin C có trong mẫu (mg/100ml)
- D: mili đương lượng gam của acid ascorbic: 88mg
- C: nồng độ dung dịch iod dùng để chuẩn độ: 0,01N
- V: thể tích dung dịch iod tiêu tốn (ml)
- Vm: thể tích mẫu dùng để chuẩn độ
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu 7 Mẫu 8 lượngHàm
91,5mg 36,89 mg 55,57 mg 48,2 mg 51,16 mg 11,04 mg 88,52 mg 47,33 mg
- Mẫu 1: Hàm lượng vitamin C trong mẫu 1 cao nhất vì vitamin C có tính chất acid dễ bị oxy hóa, tan trong nước và chịu tác dụng của sự thay đổi về pH và nhiệt độ. Mẫu 1 không bị tác động trong quá trình sơ chế Vì vậy vitamin C trong mẫu không bị thất thoát
- Mẫu 7: Hàm lượng vitamin C trong mẫu 7 cao thứ 2 sau mẫu 1 vì mẫu 7 mặc dù sơ chế trong môi trường pH lưỡng tính nhưng việc chần sôi với thời gian ngắn vẫn có thể đảm bảo được hàm lượng vitamin C khoảng 70÷90% Vì vậy lượng vitamin
C bị thất thoát là tương đối ít nhất
- Mẫu 6: Hàm lượng vitamin C trong mẫu 6 thấp nhất vì vitamin C kém bền trong nước, pH và nhiệt độ Mẫu 6 được sơ chế trong môi trường acid acetic, qua gia nhiệt trong 10 phút Vì vậy vitamin C trong mẫu bị thất thoát đi nhiều nhất.
- Mẫu 3: lượng vitamin C bị thất thoát do chịu tác động của pH acid và một phần bị hòa tan trong nước do tính chất kém bền của nó
- Mẫu 4: được sơ chế trong môi trường lưỡng tính (NaHCO3) do vậy lượng vitamin C bị thất thoát chủ yếu do tính kém bền trong môi trường
- Mẫu 8: mẫu được sơ chế trong môi trường chỉ chiu tác động của nhiệt độ khi đun cách thủy , do vậy lượng vitamin C bị thất thoát tương đối so với các mẫu bị gia nhiệt trực tiếp, pH thấp, bị hòa tan trong nước.
- Mẫu 3: lượng vitamin C bị thất thoát do chịu tác động của pH acid và một phần bị hòa tan trong nước do tính chất kém bền của nó
- Mẫu 2: lượng vitamin C bị thất thoát vì vitamin C kém bền trong nước nên một phần bị hòa tan
- Mẫu 5: một lượng vitamin C bị thất thoát do kém bền khi gia nhiệt trong quá trình sơ chế
1 Vitamin C có tồn tại ở những dạng nào trong thực phẩm? Hàm lượng vitamin
C có nhiều trong các loại rau quả nào?
Vitamin C có tồn tại ở nhiều dạng trong thực phẩm, bao gồm:
- Axit ascorbic tự do: đây là dạng vitamin C phổ biến nhất và được tìm thấy trong nhiều loại rau quả tươi.