NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA CAROTENOID TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN RAU, QUẢ

Công nghệ chế biến rau quả GVHD: Ths. Đặng Thị Ngọc Dung ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM - - -    - - - NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA CAROTENOID TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN RAU, QUẢ GVHD : Ths. ĐẶNG THỊ NGỌC DUNG SVTH : LÊ THỊ MỸ DUYÊN_11116017 PHAN THỊ ÁNH NGUYỆT_11116048 NGUYỄN THỊ THANH THỦY_11116065 NGUYỄN THỊ MINH TRANG_111160 PHIMAVONG KHIANY_ TPHCM, Tháng 5 năm 2014 Nhóm 4 1 Công nghệ chế biến rau quả GVHD: Ths. Đặng Thị Ngọc Dung NHẬN XÉT CỦA GVHD Nhóm 4 2 Công nghệ chế biến rau quả GVHD: Ths. Đặng Thị Ngọc Dung MỤC LỤC Giới thiệu 6 1 Tính chất vật lý 6 2 Tính chất hóa học 7 3 Phân loại carotenoid 7 3.1 Carotene 7 3.1.1 Carotene 7 3.1.2 Lycopnene 9 3.2 Xantophyl 10 3.2.1 Capxantin 10 3.2.2 Brixin 11 4 Những biến đổi của carotenoid trong quá trình bảo quan 12 4.1 Phương pháp bảo quản rau quả 12 4.2 Những biến đổi của carotenoid trong quá tình bảo quản 14 5 Sự thay đổi carotenoid trong quá trình chế biến rau quả 24 5.1 Ảnh hưởng của quá trình chế biến lên hàm lượng carotenoid của những loại rau quả mùa hè 25 5.2 Ảnh hưởng của sự đun sôi lên khả năng chống oxy hóa của một số loại rau quả giàu carotenoid ở Taiwan 25 5.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đun nấu lên hàm lượng β- carotene trong dầu gấc 26 5.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi carotenoid 28 5.4.1. Ảnh hưởng của nhiệt vào khả năng chống oxy hóa của lycopene gấc 29 5.4.2. Động học quá trình tiến hóa lycopene đồng phân trong xử lý nhiệt 29 5.4.3 Kết luận 30 Tài liệu tham khảo 32 Nhóm 4 3 Công nghệ chế biến rau quả GVHD: Ths. Đặng Thị Ngọc Dung DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. Sự biến đổi của carotenoid trong chế biến 6 Hình 2. Trái cây giàu β-carotene 8 Hình 3. Trái cây giàu lycopene 9 Hình 4. Trứng gà 10 Hình 5. Bắp 11 Hình 6. ớt 11 Hình 7. Quả và hạt bixa orellana 11 Hình 8. Hình dáng bên ngoài và bên trong của cam Nevelina 15 Hình 9. Thay đổi màu vỏ cam 15 Hình 10. Thay đổi tổng hàm lượng carotenoid trong vỏ và thịt quả 17 Hình 11. Thay đổi thành phần carotenoid của cam Br và Co 19 Hình 12. Thay đổi thành phần carotenoid của cam Br và Co 20 Hình 13. Phân tích RT-PCR định lượng của sự biểu hiện của gen PSY, PDS, ZDS,β- LCY1, β-LCY2 và β- CHX 21 Hình 14. Choysum 25 Hình 15. Sweetpotato 25 Hình 16. Ảnh hưởng của thời gian đun sôi lên toàn bộ lượng carotene có trong bốn loại rau quả 26 Hình 17. Ảnh hưởng của nhiệt độ (100 o C) lên hàm lượng β-carotene trong dầu gấc theo thời gian 27 Hình 18. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng chống oxy hóa của lycopen 29 Hình 19. Động học quá trình phát triển đồng phân lycopen 30 Nhóm 4 4 Công nghệ chế biến rau quả GVHD: Ths. Đặng Thị Ngọc Dung DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1 Đièu kiện bảo quản của một số rau quả 12 Bagr 4.2 chế độ bảo quản CA của một số loại rau quả ở một số nước 14 Bảng 4.3. thay đổi chỉ số sinh trưởng 16 Bảng 4.4 Mối quan hệ giữa màu sắc và tỷ lệ 9-Z-violaxanthin /β-Citraurin trong flavedo của quả cam 19 Nhóm 4 5 Công nghệ chế biến rau quả GVHD: Ths. Đặng Thị Ngọc Dung Giới thiệu Carotenoid là những sắc tố tan trong lipid có tác dụng tạo màu sắc cho nhiều loại thực phẩm. Nhóm này từ 65 đến 70 chất màu tự nhiên, tiêu biểu là carotene, lycopene, xantofil, capxantin và xitroxantin. Carotenoid có trong đa số cây (trừ một số nấm) và hầu như có trong tất cả cơ thể động vật. Hàm lượng caroteneoid có trong lá xanh chiếm khoảng 0,07-0,2% chất khô, trong trường hợp hạn hữu người ta thấy nồng độ caroteneoid rất cao, ví dụ trong bao phấn của nhiều loại hoa loa kèn có nhiều xantophyl và Astarxantin. Một số carotenoid là một loại pro-vitamin, sau đó chuyển đổi thành vitamin A, có thể ngăn ngừa các bệnh mắt nghiêm trọng, chẳng hạn như bệnh quáng gà, nhạy cảm với nhiễm trùng, thô, da có vảy, và răng chậm phát triển và phát triển xương. Có khoảng 700 carotenoid trong tự nhiên, nhưng chỉ có khoảng 50 có vitamin A hoạt động. Trong số 50 vitamin đó, tìm thấy ba tiền thân quan trọng nhất của vitamin A ở con người là α- carotene, β-cryptoxanthin và β-carotene, đó là những pro-vitamin chính một thành phần của hầu hết các loại thực phẩm có chứa carotenoid. 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: 130-220 0 C • 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 lien hợp đặc trưng cho màu thấy được của caroteinoid. Dựa vào quang phổ hấp thu của nó, người ta thấy khả năng hấp thu ánh sáng phụ thuộc vào nối đôi liên hợp, phụ thuộc vào nhóm C9 mạch thẳng hay mạch vòng, cũng như vào nhóm chứa gắn trên vòng. Ngoài ra trong mỗi dung môi hòa tan khác nhau, khả năng hấp thụ ánh sáng tối đa cũng khác nhau với cũng một loại. khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh, chỉ cần 1 gam cũng có thể thấy bằng mắt thường. Hình1: sự biến đổi của carot trong chế biến Nhóm 4 6 Công nghệ chế biến rau quả GVHD: Ths. Đặng Thị Ngọc Dung 2. Tính chất hóa học • Không hòa tan trong nước, rất nhạy đối với acid 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 dụng của ion kim loại, enzyme, nước. • Dễ bị oxi hóa trong không khí => cần bảo quản trong khí trơ, chân không. Ở nhiệt độ thấp nên bao kín trách ánh sáng mặt trời. • Carotenoid khi bị oxi hóa tạo hợp chất có mùi thơm như các aldehide không no hoặc ketone đóng vai trò tạo hương thơm cho trà. 3. Phân loại carotennoid Có 2 cách để phân loại carotenoid. Dựa vào nguyên tố tạo thành chia carotenoid thành 2 loại: - Loại chỉ chứa C, H như α,β_carotene, lycopen - Loại có chứa nhóm chức có mặt O như lutein, xanthophylls… Còn nếu dựa vào 6 C ở 2 đầu phân tử ta có các nhóm carotenoid không chứa vòng, chứa 1 vòng và chứa 2 vòng. 3.1. Carotene 3.1.1. Carotene • Carotene là chất màu thuộc nhóm màu carotenoid, trong đó β-carotene là loại quan trọng nhất và tìm thấy được nhiều trong rau củ. • β-carotene có màu vàng, có nhiều trong cà rốt, các loại trái cây có màu vàng và các loại rau màu xah đậm. Chính màu vàng của β-carotene làm nền cho màu xanh của diệp lục tố đậm hơn ở các loại rau giàu β- carotene Hình 2: trái cây giàu β-carotene Nhóm 4 7 Công nghệ chế biến rau quả GVHD: Ths. Đặng Thị Ngọc Dung Cấu tạo và phân loại: - Carotene (C 40 H 56 ) là một loại hidratcacbon chưa bão hòa, gồm 18 nguyên tử cacbon hình thành một hệ thống các liên kết đơn, đôi xen kẽ, có 4 nhóm CH 3 mạch nhánh. - Các loại carotene quan trọng là α-carotene, β-carotene và γ-carotene. Trong cấu trúc hóa học của hợp chất β-carotene có 11 liên kết đôi xen kẽ với các liên kết đơn tạo thành chromophore làm carotene có màu đỏ hoặc cam. Tính chất hóa học và vật lý: - Carotene dễ bị oxi hóa ngoài không khí. - Không tan trong nước, chỉ tan trong lipit và các dung 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. Tác dụng - β-carotene là chất chống oxi hóa mạnh, ngăn chặn tế bào ung thư, chống sự hình thành của các cục máu đông trong thành mạch máu. - Khi được hấp thu vào cơ thể, β-carotene chuyển hóa thành vitamin A giúp bảo vệ niêm mạc mắt, tăng cường miễn dịch cơ thể. Nhóm 4 8 Công nghệ chế biến rau quả GVHD: Ths. Đặng Thị Ngọc Dung Trong các thử nghiệm cho rằng 30mg β-carotene mỗi ngày làm tăng tỷ lệ ung thư phổi và ung thư tuyến tiền liệt ở người hút thuốc và những người có tiền sử tiếp xúc với chất gây nghiện. 3.1.2. Lycopene Cà chua Gấc Dưa hấu Hình 3: trái cây giàu lycopene Lycopene là một carotene màu đỏ tươi, được tìm thấy trong cà chua, các loại quả màu đỏ, dưa hấu và đu đủ (nhưng không có trong dâu tây). Cấu tạo Giống như tất cả các caroteneoid, lycopene là một hydrocacbon không bão hòa đa (một anken không thay thế), là một tetraterpene lắp ráp từ tám đơn vị isoprene, hoàn 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 cacbon sẽ bị phá vỡ, tách các phân tử và loại bỏ các chromophore. Công dụng Là một chất có vai trò trung hòa các chất hóa học gây lão hóa làn da. Ở thực vật, tảo, và các sinh vật quan hợp khác, lycopene là một chất trung gian quan trọng trong việc sinh tổng hợp của nhiều caroteneoid. 3.2. Xantophyl - Xantophyl là nhóm sắc tố màu vàng sẫm, công thức phân tử chung của phân tử này là C 40 H 56 O n (n từ 1-6). Nhóm 4 9 Công nghệ chế biến rau quả GVHD: Ths. Đặng Thị Ngọc Dung - Xantophyl ở thực vật bậc cao và tảo luôn đi kèm với carotene (thường là cứ 1 carotene có 2 Xantophyl). Xantophyl là dẫn xuất của carotene, trong đó: Lutenin là dẫ xuất của α-carotene. Lutein có nhiều trong long đỏ trứng gà Hình 4: Trứng gà Zeaxantin là dẫn xuất β-carotene, zeaxantin lần đầu tiên được chiết ra từ hạt ngô. 3.2.1. Capxantin Công thức cấu tạo: C 40 H 58 O 3 (3, 3’-dihydroxy-β,κ-carotene-6’ –one) Nhóm 4 10 [...]... 90-95% RH trong 7 tun S thay i trong thnh phn carotenoid trong v v tht ca qu cam 'Navelina' trong sut quỏ trỡnh bo qun 120C v 20C nh hng ca nhit lu tr trờn carotenoid riờng trong flavedo v tht qu cam 'Navelina' thu hoch hai giai on trng thnh khỏc nhau cng ó c nghiờn cu Sỏu carotenoid quan trng c nh lng bng phõn tớch HPLC-PDA, chim hn 90% ca tng s carotenoid trong tt c cỏc mu phõn tớch Trong flavedo... trong flavedo Br qu nhng vn tng i n nh trong giai on Co (Hỡnh 10 A v B) Trong tht qu, nhng thay i trong tng hm lng carotenoid trong Br v trỏi cõy Co bo qun 12 0C tng trong mt xu hng tng t nh trong v (tng gp ụi) nhng 2 0C hm lng carotenoid nh khụng thay i (Hỡnh 10 C v D ) Nhúm 4 16 Cụng ngh ch bin rau qu GVHD: Ths ng Th Ngc Dung Hỡnh 10 Thay i tng hm lng carotenoid trong v (A v B) v tht qu (C v D) ca... Nhng thay i trong tng hm lng carotenoid trong flavedo c bo qun 12 0C trỏi cõy thu hoch hai giai on theo mt mụ hỡnh tng t Mt s gia tng gp ba ln trong tng s carotenoid ó c phỏt hin sau khi 7 tun lu tr, 22 ti 62àgg-1 FW trong trỏi cõy Br v 32 ti 92àgg-1 FW trong Co trỏi cõy (Hỡnh 10 A v B) 20C, nhng thay i trong hm lng carotenoid dng nh ph thuc vo giai on chớn, vỡ nú ó gn nh tng gp ụi trong flavedo... dip lc xy ra trong thi gian ú trong ú nờu bt mu sc trỏi cõy bờn ngoi m khụng cú mt s gia tng rừ rng v hm lng carotenoid, nh ó c bỏo cỏo trong cỏc ging khỏc (Barry v Vn Wyk, 2006) Ngc li, s gia tng nh trong v mu quan sỏt thy trong trỏi cõy bo qun 20C cú th l do c hai tỏc dng, mt s suy thoỏi chm chp ca chlorophyll cựng vi mt s gia tng nh trong carotenoid (Hỡnh 9 v 10) S ci thin ca mu sc trong qu cam... thụng qua s oxy húa cỏc acid bộo cha no 5.1 nh hng ca quỏ trỡnh ch bin lờn hm lng carotenoid ca nhng loi rau qu mựa hố Trong nghiờn cu ny, s gia nhit lm gim lng carotenoid trong , xuõn o v c rt trong khi khụng lm gim carotenoid trong anh o, o, mn v t chuụng Trong hu ht cỏc trng hp, khi gia nhit lm tng hm lng anthocyanin trong anh o, o v mn nhng qu xuõn o thỡ khụng.Nghiờn cu cho thy rng cỏc loi trỏi... thớch ca gen carotenegenesis trong bo qun 12 0C cú kh nng c ch yu l phiờn mó c quy nh trong v qu cam Túm li, kt qu cho thy rng bo qun sau thu hoch trỏi cõy cam 'Navelina' nhit trung gian (12 C) kớch thớch mu sc trong v v tht v tng tng hm lng carotenoid Nhng hiu ng ny trong v ch yu l do s gia tng biu hin ca gen sinh tng hp carotenoid quan trng Thay i trong biu hin gen trong tht qu l khỏc Nhúm 4 23... ) l carotenoid chớnh , chim hn 70 % tng hm lng carotenoid , tip theo l ,- xanthophylls khỏc( - cryptoxanthin v antheraxanthin ) v apocarotenoid C30 - citraurin ( Hỡnh 11) Carotene phytoene ban u hu nh khụng th phỏt hin c trong Br qu nhng cao hn ( 3 àgg -1 FW) trong trỏi cõy Co Mc phytofluene rt thp trong flavedo trỏi cõy hai giai on Bo qun 120C to ra s gia tng ỏng k trong tng ca hu ht cỏc carotenoid. .. 90-95% RH trong búng ti liờn tc mu lp li 3 ln ca 10 qu mi nhit bo qun c s dng theo dừi s thay i ca mu sc trỏi cõy trong sut quỏ trỡnh bo qun - ỏnh giỏ v s nh hng ca nhit bo qun lờn mu sc, hm lng tng v s hỡnh thnh carotenoid, v s biu hin ca gen sinh tng hp carotenoid b) Kt qu Thay i mu sc bờn ngoi trỏi cõy, ch s sinh trng, v hm lng carotenoids tng v chlorophyll trong qu cam 'Navelina' trong quỏ... carotenoid c th, v cú s khỏc nhau v v tht Sau 7 tun bo qun 12 0C, nng ca cỏc vựng sõu cam ( deep-orange) C30apocarotenoid, -Citraurin v mt mc thp hn cỏc xanthophyll antheraxanthin mu vng cam trong v tri qua mt s gia tng ln hn trong trỏi cõy bo qun 2 0C (Hỡnh 11) Trong tht qu, tng ln ó c quan sỏt trong, -Xanthophylls -Cryptoxanthin v antheranxanthin (Hỡnh 12) Núi chung, tt c nhng thay i ca cỏc carotenoid. .. phytofluene) cựng vi -Citraurin v antheraxanthin trong flavedo (Hỡnh 11), v -Cryptoxanthin v antheraxanthin trong tht qu ( hỡnh 12) Sau 7 tun bo qun nng antheraxanthin trong flavedo gp ụi so vi bt giy, trong khi tỡnh trng ngc li xy ra cho Cryptoxanthin, cho thy mt s tớch ly u tiờn mụ ca mi xanthophyll Tớch ly khỏc bit ca carotenoids trong v v tht qu cng ó c bỏo cỏo trong trỏi cõy h cam quýt khỏc ging tip xỳc . Phương pháp bảo quản rau quả 12 4.2 Những biến đổi của carotenoid trong quá tình bảo quản 14 5 Sự thay đổi carotenoid trong quá trình chế biến rau quả 24 5.1 Ảnh hưởng của quá trình chế biến lên. cam bảo quản ở 12 0 C và 2 0 C và 90-95% RH trong 7 tuần  Sự thay đổi trong thành phần carotenoid trong vỏ và thịt của quả cam 'Navelina' trong suốt quá trình bảo quản ở 12 0 C và. thay đổi của màu sắc trái cây trong suốt quá trình bảo quản. - Đánh giá về sự ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản lên màu sắc, hàm lượng tổng và sự hình thành carotenoid, và sự biểu hiện của gen