Luận văn: Cách thức nghiên cứu chất màu họ Anthocyanin doc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÁO CÁO GVHD: ThS. Như Xuân Thiện Chân Nhóm 3: Tăng Văn Tri 0953010779 Võ Đình Trung 0953010806 Nguyễn Thị Vân Thanh 0953010622 Nguyễn Thị Ngọc Yến 0953010926 MỤC LỤC A. TỔNG QUAN 3 Chương I. Sơ lượt về chất màu tự nhiên trong rau quả 3 I Giới thiệu chung 3 II Phân loại 4 B KHÁI QUÁT VỀ MỘT SỐ CHẤT MÀU TỰ NHIÊN TIÊU BIỂU TRONG RAU QUẢ VÀ NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN 6 Chương I. Chlorophyll 6 I Đặc điểm 6 II Cấu tạo 8 III Tính chất9 IV Biến đổi của chlorophyll trong quá trình bảo quản và chế biến rau quả 10 V Ứng dụng của chlorophyll trong chế biến thực phẩm. .15 Chương II. Carotenoid 16 I Đặc điểm 17 II Tính chất 17 III Phân loại carotenoid 18 IV Biến đổi của của carotenoid trong quá trình bảo quản và chế biến rau quả 26 V Hướng ứng dụng chính 30 Chương III. Flavonoid 35 I Đặc điểm 35 II Phân loại 37 III Các biến đổi 45 IV Ứng dụng 46 Chương IV. Betalain 47 I Khái niệm 47 II Cấu trúc hóa học 48 III Tính chất vật lý 48 IV Các biến đổi trong quá trình bảo quả và chế biến 51 C NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG 52 Chương I. phương pháp giữ màu tự nhiên cho rau quả 52 I Giữ màu chlorophyll 52 II Giữ màu đỏ chao sản phẩm đóng hộp 55 III Giữ màu vàng carotenoid 56 Chương II. Phương pháp nghiên cứu chất màu 57 I Giới thiệu quy trình tách chiết chất màu chlorophyll. 58 II Giới thiệu quy trình và cách thức nghiên cứu chất màu họ Anthocyanin 59 D TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 A TỔNG QUAN Rau quả là thức ăn thiết yếu của con người. Rau quả cung cấp cho con người nhiều vitamin và muối khoáng. Gluxit của rau quả chủ yếu là các thành phần đường dễ tiêu hóa, hàm lượng đạm và chất béo trong rau quả không nhiều nhưng nó có vai trò quan trọng trong trao đổi chất và tiêu hóa…Do vậy trong chế độ dinh dưỡng của của con người rau quả không thể thiếu và ngày càng quan trọng. Màu sắc trong rau quả không chỉ hấp dẫn sự ngon miệng mà nó còn thể hiện sự chứa đựng các vitamin và khoáng chất cần thiết cung cấp cho cơ thể con người. Ví dụ màu vàng của cà rốt, màu đỏ vàng của gấc thể hiện sự chứa đựng nhiều hàm lượng carotennoids, màu xanh của rau quả thể hiện hàm lượng chlorophyll …. Mỗi màu sắc của rau quả là đặc trưng cho một loại quả và chứa một vài chất có hoạt tính sinh học. Tuy nhiên, màu sắc này lại không bền theo thời gian và dễ bị ảnh hưởng bởi những tác động bên ngoài như: nhiệt độ, pH, ánh sáng…như vậy việc tìm hiểu tính chất, cũng như các biến đổi, cách khắc phục trong quá trình chế biến là điều cần thiết. CHƯƠNG I. SƠ LƯỢC VỀ CHẤT MÀU TỰ NHIÊN TRONG RAU QUẢ I Giới thiệu chung Chất lượng của sản phẩm thực phẩm không những bao hàm giá trị dinh dưỡng mà còn bao gồm cả giá trị cảm quan. Màu sắc của sản phẩm thực phẩm là một chỉ số quan trọng của giá trị cảm quan. 1: Chlorophyl 2: Carotenoid 3: Anthocyanin Hình 1: sự phân bố của các sắc tố trong tế bào Màu của rau quả phụ thuộc vào các hợp chất chứa màu. Các hợp chất màu đó có thể chia ra 4 nhóm chính là: - Chlorophylls: diệp lục hay chất màu xanh lá. - Carotenoids: có trong lục lạp, cho quả và rau màu vàng, cam và màu đỏ. - Flavonoids: có trong không bào, có màu đỏ, xanh, vàng. - Betalains: có trong không bào tạo sắc tố màu vàng đỏ. Nhiệm vụ chính của những sắc tố này là lôi cuốn côn trùng và động vật mang hạt giống từ nơi này đến nơi khác. Đối với con người màu sắc trái cây là tiêu chuẩn đầu tiên để đánh giá chất lượng trái cây. Vì thế, hiểu biết về các tính chất hóa sinh và sinh lý của các quá trình sinh tổng hợp và dị hóa của các sắc tố là nền tảng để ta hiểu về cơ chế tạo màu của các sắc tố trong rau trái. Hơn nữa hiểu biết về thành phần sắc tố cũng giúp ta đánh giá hiệu quả của các quá trình xử lý sau thu hoạch trong việc giữ được màu sắc, chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản rau quả và các sản phẩm từ rau quả. II Phân loại. Các chất màu tự nhiên trong nguyên liệu thực vật có thể chia thành nhiều nhóm dựa trên công thức hóa học, thông thường các chất màu được chia thành 4 nhóm lớn bao gồm: - Phẩm màu là dẫn xuất của isoprene: Carotenoid, Xanthophylls, Lycopen… - Phẩm màu là dẫn xuất của tetrapyrrole: Chlorophyll, Porphyrin, Heme… - Phẩm màu là dẫn xuất của benzopyran: các chất màu thuộc họ Flavonoid. - Phẩm màu là dẫn xuất của các hợp chất khác: Betalain, Phenalone Tuy nhiên hiện nay các nhà nghiên cứu, các nhà quản lý vẫn chưa thống nhất trong việc lập ra một hệ thống phân loại chất màu do tính phức tạp và chồng chéo của nó. Trong thực vật nói chung, chất tạo màu chủ yếu thuộc 3 họ lớn là họ chlorophyll tạo màu xanh lá cây, họ màu carotenoid cho màu vàng đến đỏ tan trong dầu và họ flavonoid cho phổ màu rộng từ vàng đỏ đến tím và tan tốt trong nước. Bảng 1. Sự phân bố của các sắc tố trong rau trái Vị trí Rau, trái Màu cơ bản Nhóm tạo màu Rễ Cà rốt Cam, vàng, đỏ Carotenoid Cây củ cải Đỏ, trắng hoặc xanh là cây bền ngoài, màu trắng bên trong Anthocyanin, flavonoid Cây bà la môn Cây củ cải vàng Cây cần tây Màu nâu bên ngoài, màu trắng bên trong Màu trắng bên ngoài Màu nâu bên ngoài, màu trắng bên trong Màu tía,vàng Cây củ khoai lang ngọt Màu tím đỏ bên ngoài, màu trắng bên trong Carotenoid, anthocyanin Thân Cây măng tây Màu trắng và màu xanh lá cây Chlorophyll Củ khoai tây Đỏ, vàng, trắng, xanh là cây, màu tía Chlorophyll, anthocyanin, flavonoid Lá Hành Trắng, đỏ Anthocyanin, flvonoid Tỏi Ngò tây Cây thì là Rau diếp Cần tây Rau diếp xoắn Trắng – xanh Xanh là cây Trắng – xanh Xanh lá cây Xanh lá cây Xanh hoặc trắng Chlorophyll Chlorophyll Chlorophyll Chlorophyll Chlorophyll Chlorophyll Trái Đậu Hà Lan Đậu xanh Xanh lá cây Xanh lá cây Chlorophyll Chlorophyll Trái bí ngô Trắng, vàng, cam, xanh lá cây Carotenoid, Chlorophyll Dưa leo Xanh lá cây Chlorophyll Trá trứng gà Màu tía Anthocyanin, Bắp Vàng, cam flavonoid Carotenoid, anthocyanin Cà chua Đỏ Carotenoid Tiêu Vàng, đỏ, xanh Carotenoid chlorophyll B KHÁI QUÁT VỀ MỘT SỐ CHẤT MÀU TỰ NHIÊN TIÊU BIỂU TRONG RAU QUẢ VÀ NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN. CHƯƠNG I. CHLOROPHYLL I. Đặc điểm  Chlorophyll là một sắc tố màu lục ở thực vật, tồn tại khắp nơi trong các bộ phận ăn được của rau quả: rễ, thân, lá, hoa, quả, hạt và chồi. Ngò tây Sake Bưởi Hình 2: Các rau trái có chứa chlorophyll  Chlorophyll tồn tại trong lục lạp, xúc tác cho phản ứng quang hóa sinh tổng hợp glucose từ CO 2 và H 2 O. Hình 3: Sắc tố chlorophyll trong tế bào  Ở thực vật, Chlorophyll thường có khả năng che khuất các màu khác khiến cho lá cây có màu xanh đặc trưng. Có vài trường hợp chlorophyll bị che bởi các màu khác. Nhưng trong quá trình quả chín hoặc lá già thì màu xanh của chlorophyll bị mất đi, thay thế bằng màu của các chất khác. II. Cấu tạo Hình 4: Cấu trúc và sự phân bố sắc tố chlorophyll trong lục lạp  Chlorophyll là hợp chất của porphyrin gồm 4 vòng pyrol. Các vòng này phối trí với ion Mg 2+ . Tại pyrol thứ 4, acid propionic liên kết với vòng pyrol và liên kết ester với phân tử rượu phytol. Cấu tạo này giống với cấu tạo nhóm hemichromes của hồng cầu nhưng khác ở nguyên tử trung tâm của hemichromes là Fe. Như vậy nguyên tử kim loại trung tâm có vai trò quyết định trong sự tạo màu của hợp chất.  Trong các loại cây thì tỉ lệ chlorophyll a và chlorophyll b biến đổi trong khoảng từ 1 đến 3, tùy thuộc vào nhiếu yếu tố: loại cây và môi trường. Những cây tiếp xúc nhiều với ánh nắng mặt trời thì các tỷ số chlorophyll a/chlorophyll b cao hơn những cây ít tiếp xúc với ánh nắng mặt trời.  Trong thành phần của cây chlorophyll có tổ chức đặc biệt, phân tán trong nguyên sinh chất gọi là lục lạp hoặc hạt diệp lục. Hạt diệp dục có 2 lớp màng thylakoid, trên 2 màng này là chlorophyll liên kết với protein. III Tính chất  Dưới tác dụng của nhiệt độ và acid của dịch bào, màu xanh bị mất đi là do protein bị đông tụ làm cho liên kết cử chlorophyll và protein bị đức chlorophyll dễ dàng tham gia phản ứng: Chlorophyll + 2HX à Pheophytin + MgX 2 màu chlorophyll màu pheophytin  Trong môi trường kiềm acid và muối acid của dịch bào bị trung hòa và môi trường kiềm làm cho chlorophyll bị xà phòng hóa tạo rượu phytol, methanol và acid chlorophllinic. Các acid cũng như mmuoois của chúng điều cho sản phẩm màu xanh đậm.  Chlorophyll a + kiềm à Chlorophyllin + CH 3 OH + rượu phytol  Chlorophyll b + kiềm à Chlorophyllite + CH 3 OH + rượu phytol Trong một số cây còn có enzyme chlorophyllase cũng có thể thủy phân được một số liên kết ester để giải phóng phytol và methanol. Các enzyme này thường được định vị trong các sắc lạp, khá bền với nhiệt và chỉ được hoạt hóa trong thời gian chín. [...]... Trong cấu trúc hóa học của hợp chất beta-carotene có 11 liên kết đôi xen kẽ với các liênkết đơn tạo thànhchromophore làm carotene có màu đỏ hoặc cam b Tính chất hóa học và vật lý: Carotene dễ bị oxi hóa ngoài không khí Không tan trong nước, chỉ tan trong lipit và cácdung môi hữu cơ - Carotene nguyên chất là các tinh thể đen có màu đỏ sáng của đồng và có ánh kim loại, dung dịch carotene có màu đỏ cam - c...  Bixin Bixin cũng là một carotenoid, tạo màu cam cho các sản phẩm thực phẩm chứa chất béo như sữa, bơ thực vật, pho mát, kem và bánh nướng Ngoài ra hợp chất Bixin còn được kết hợp với các chất màu thực phẩm khác để tạo màu sắc khác nhau VD: Bixin kết hợp với tinh dầu chiết xuất từ ớt tạo màu đỏ trong sản xuất pho mát.Bixin kết hợp với tinh dầu nghệ để tạo màu vàng sậm cần thiết Hình 2.16 : Bixin được... chlorophyll không hấp thụ được II Tính chất 1 Tính chất vật lý  Kết tinh ở dạng tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dạng lá hình thoi  Nhiệt độ nóng chảy cao: 130- 2200C  Hòa tan trong chất béo,các dung môi chứa clor và các dung môi không phân cực khác làm cho hoa quả có màu da cam, màu vàng và màu đỏ  Tính hấp thụ ánh sáng : chuỗi polyene liên hợp đặc trưng cho màu thấy được của caroteinoid... chỉ cần 1 gam cũng có thể thấy bằng mắt thường Hình 2.2 : Màu sắc của carot trước và sau khi chế biến 2 Tính chất hóa học  Không hòa tan trong nước, rất nhạy đối với axit và chất oxi hóa, bền vững với kiềm Do có hệ thống nối đôi liên hợp nên nó dễ bị oxi hóa mất màu hoặc đồng phân hóa, hydro hóa tạo màu khác  Các tác nhân ảnh hưởng đến độ bền màu: nhiệt độ, ánh sáng, phản ứng oxi hóa trực tiếp, tác... chlorophyll sẽ bị thay thế và sẽ cho các màu sau:  Fe: cho màu nâu  Sn và Al: cho màu xám  Cu: cho màu xanh sáng Rau muống xanh IV Rau muống xào có đồng Những biến đổi của chlorophyll trong quá trình bảo quản và chế biến rau quả 1 Trong quá trình bảo quản Rau quả giảm hay mất màu xanh là dấu hiệu của sự lão hóa sau khi thu hoạch Tùy thuộc vào sự biến đổi của chlorophyll mà màu của lá có thể chuyển từ xanh... các thành phần khác, đặc biệt là oxi hóa chlorophyll thành các hợp chất không màu  Ethylene: Ethylene có khả năng thúc đẩy nhanh quá trình chín, do đó nó cũng đẩy nhanh tốc độ mất màu Chlorophyll ở rau quả Xoài xanh Xoài chín Hình 6: sự biến đổi màu sắc của xoài trong quá trình bảo quản và chế biến Khi chín màu chlorophyll bị mất đi và màu vàng β-caroten sẽ xuất hiện  Nồng độ CO2: Nồng độ CO2 cao có... biến đổi chất lượng và thay đổi cảm quan màu sắc, trạng thái  Chlorophyll rất nhạy cảm với ánh sáng, dưới tác dụng của ánh sáng chlorophyll bị phân hủy tạo hợp chất đơn giản không màu Đồng thời dưới tác dụng của oxy sẽ gây ra phản ứng quang oxy hóa phá hủy chlorophyll  Dưới tác động của ánh sáng và enzyme lipoxygenase, chất béo bị oxy hóa tạo các gốc tự do, các gốc tự do này sẽ oxy hóa làm mất màu chlorophyll... toàn bao gồm cacbon và hydro  Tính chất - Lycopene không hòa tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ và các loại dầu Nếu lycopene bị oxy hóa (ví dụ, bằng cách phản ứng với các chất tẩy trắng hoặc acid), các liên kết đôi giữa các nguyên tử carbon sẽ bị phá vỡ, tách các phân tử và loại bỏ các chromophore  Tác dụng - 3 Là một chất có vai trò trung hòa các chất hóa học gây lão hóa làn da Ở thực vật,... biến đổi màu chlorophyll của rau quả khác nhau Quá trình nấu đậu Hà Lan trong nước khoảng 3 phút thì không có ảnh hưởng đáng kể lên tổng hàm lượng chlorphyll và pheophytin  Đóng hộp và thanh trùng • Trong quá trình đóng hộp và thanh trùng rau quả xanh màu của chlorophyll cuối cùng sẽ chuyển đổi từ màu xanh sang màu olive • Ví dụ: Ở 1210C trong 30 phút màu chlorophyll trong rau bina chuyển thành màu của... Capxantin CTCT : C40H58O3( 3, 3’ –dihydroxy–β,κ –carotene-6’ -one) 4 Là chất màu vàng có trong ớt Chiếm7/8 tất cả màu của ớt Là dẫn xuất của carotene nhưng màu mạnh hơn carotenoid khác 10lần Trong ớt đỏ có nhiều hơn ớt xanh 35 lần `` Hình 2.7 : ớt 5 Birxin Birxin là một tapocarotenoid được tìm thấy trong Annatto, một loại thực phẩm màu tự nhiên lấy từ hạt của cây achiote (Bixa nhuộm) Annatto hạt sắc tố . màu chlorophyll. 58 II Giới thiệu quy trình và cách thức nghiên cứu chất màu họ Anthocyanin 59 D TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 A TỔNG QUAN Rau quả là thức ăn thiết yếu của con người. Rau quả cung cấp. chlorophyll 52 II Giữ màu đỏ chao sản phẩm đóng hộp 55 III Giữ màu vàng carotenoid 56 Chương II. Phương pháp nghiên cứu chất màu 57 I Giới thiệu quy trình tách chiết chất màu chlorophyll. 58 II. các hợp chất chứa màu. Các hợp chất màu đó có thể chia ra 4 nhóm chính là: - Chlorophylls: diệp lục hay chất màu xanh lá. - Carotenoids: có trong lục lạp, cho quả và rau màu vàng, cam và màu đỏ. -