Chất màu thực phẩm

gọi là globin Gốc mang màu là vòng porphyrin gọi là Hem Mb là phức của Hem và globin gắn tại gốc histidin Tồn tại trong các mô cơ tạo màu cho các phần đó Hợp chất Heme... Myoglobin Mb –

CHƯƠNG 8 CHẤT MÀU TP

1 Chất màu dạng bột hay lỏng được bổ sung trực tiếp

Chất màu tự nhiên

Thực vật (hoa, quả, lá, thân cây có màu) Động vật (huyết tương)

Vi sinh vật (vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, tảo) Cường độ màu thấp

Kém bền với nhiệt độ, pH môi trường và ánh sáng

1 Chất màu dạng bột hay lỏng được bổ sung trực tiếp

Chất màu tổng hợp

Sản xuất bằng tổng hợp hoá học (sunset yellow, carmoisine, tartrasine,…)

Chất màu tổng hợp giống tự nhiên

Sản xuất bằng phương pháp hoá học Bản chất giống chất màu tự nhiên ( β -carotene,riboflavin,canthaxanthin, anthocyanin,…) Mức độ độc hại thấp hơn so với màu tổng hợp

Màu sắc giống màu tự nhiên

Màu do phản ứng caramel Màu do phản ứng Maillard Màu do phản ứng oxy hóa

2 Chất màu tạo thành trong quá trình chế biến

Màu từ ĐV

Màu cánh kiến từ con cánh kiến Màu carmin đỏ từ loại rệp son Màu đỏ chiết từ loài sâu Kerme Màu đỏ do hợp chất Hem

Màu từ VSV

Màu carotenoid từ Rhodotorula sp.

Thân cây: gỗ huyết giác cho màu hacmatoxicline

cây vang cho màu braxilin

Lá: tùng lam u indician; chàm cho màu indigotin

lá cam; lá dứa, lá bồ ngót; lá cẩm; lá gai

Hoa: hoa pensée cho màu violanine

hoa rum cho màu cartamine đỏ

Trái: lý cho màu cyanidine

nho đen cho màu oenis gấc cho chất màu β -carotene

Rễ: rễ cây thiên thảo cho chất màu alizarine

củ nghệ cho chất màu curcumin

Vỏ cây: vỏ cây mẻ rìu

vỏ cây canhkina cho màu quinotanine

Myoglobin (Mb)

Protein dạng cầu, 1 chuỗi polypeptid

M = 16800, 153acid amin gọi là globin Gốc mang màu là vòng porphyrin gọi là Hem

Mb là phức của Hem và globin gắn tại gốc histidin Tồn tại trong các mô cơ tạo màu cho các phần đó Hợp chất Heme

Myoglobin (Mb) – màu đỏ tía

Oxymyoglobin (MbO2) – mang Oxy – màu đỏ tươi

Metmyoglobin (MMb) - Bị oxy hóa, Fe2+ thành Fe3+ màu đỏ nâu

Mb không còn khả năng kết hợp với oxy Màu của thịt tươi là hỗn hợp của 3 màu này

Mb + NO thành nitrosil Mb – màu đỏ không bền, chuyển tiếp thành

nitrosilhemochrome bền có màu hồng thịt nấu

Màu Mb nhạy cảm với ánh sáng, T, độ ẩm kk, pH,…

Chất chống oxh: vit C, vitE, BHA, TBHQ ,…

Hemoglobin (Hb)

Tạo nên màu đỏ cho máu

Hb = 4Mb gắn lại với nhau

Tại phổi, Hb tạo phức với Oxy và vận chuyển Oxy đến các cq Tại các cq, Mb sẽ tiếp nhận oxy từ Hb, tham gia qtrình TĐC

Hợp chất Heme

N N

N N

 Tan trong dầu

 Khi trái chín, chlo bị thủy phân thành các chất không màu

 Màu xanh do ion Mg2+ gắn vào vòng porphirin

 Không bền nhiệt và acid: Mg tách khỏi nhân, thế bằng H tạo pheophytyl có màu vàng úa

 → bảo vệ màu xanh rau quả phải chế biến nhiệt trong môi

trường kiềm hoặc thay thế Mg2+ bằng Cu2+ hay Zn2+

Chlorophyll

 Tạo ra màu vàng, cam và đỏ

β - γ - ε - κ - φ - χ - ψ

- Tan trong dầu

 Hệ nối đôi liên hợp, không bền với các tác nhân

oxy hoá như nhiệt độ, oxy không khí, ánh sáng, …

 Thường gặp là carotene, licopene, xanthophyll

Carotenoid

Thực vật

Diệp lục của mô xanh, che lấp bởi chorophyll

Hàm lượng carotenoid hầu như giống nhau ở các loại lá

Trong các mô thường không có phản ứng quang hợp

tạo ra màu vàng, cam và đỏ cho hoa trái

Động vật

Màu vàng, đỏ cho lông cánh cho các loài chim,

Màu lông và da vàng cho gà con

Màu đỏ cho lòng đỏ trứng

Dạïng phức hợp giữa Car và protein – carotenoprotein

Tôm hùm, cua,…

lúc còn sống thì có màu xanh lá, tím hoặc xanh dương, nấu chín, protein bị biến tính, tạo màu đỏ của Car.

Vi sinh vật

Là chất màu nội bào của một số các loài vi sinh vật

vi khuẩn Brevibacterium (tạo canthaxanthin)

Flavobacterium (tạo zeaxanthin)

nấm men (Rhodotorula sp.),

nấm mốc Neurospora crassa,

Penicillium sclerotiorum, Mucorals choanophoracea,…

tảo (Dunadiella)

Công nghệ gen

Phycomyces blakesleanus (25mg β -carotene %SKK)

Blakeslea tripora (30-35 mg β -carotene %SKK)

Dunadiella tạo β -carotene (10% SKK)

Haematococcus tạo astaxanthin (1-2%/SKK)

o Công thức phân tử là C40H56 , M = 536,85

o Nhiệt độ nóng chảy là 176 – 183oC,

o Tan tốt trong chloroform, benzen, CS2

o Tan trung bình trong ether, ether petrol, dầu TV

o Tan rất hạn chế trong methanol, ethanol

o Không tan trong nước, acid, hợp chất alkane

Carotenoid

o Kết tinh từ benzen-methanol: lăng trụ 6 mặt màu tím đậm

o Kết tinh từ ether petrol: lá hình thoi màu đỏ

o Dung dịch loãng có màu vàng

o Hấp thu cực đại / chloroform tại 497 nm và 466 nm

o Có hoạt tính tiền vitamin A mạnh nhất

o 1 IU = 0.6 µ g β -carotene = 0,3 µ g vit A

o Ứng dụng: tạo màu vàng tiền vitamin A, chống oxy hóa

 Nguồn giàu licopene: cà chua (5,66mg/trái), dưa hấu

 Trong quá trình chín, lượng licopene tăng 10 lần

 Không có hoạt tính vitamin A

 Các loại carotenoid khác đều là dẫn xuất của licopene

và carotene

Licopene

 Màøu đỏ thẫm đến tím

 Thuộc nhóm màu flavonoid –

glycoside với aglucon là anthocyanidin

 Tan trong nước

 Kém bền nhiệt

 Biến màu khi tiếp xúc với kim loại

(Sn → xanh lơ; Al → tím; Fe, Cu → đen)

Anthocyanne

Màu đỏ (củ cải đường, củ cải)

Tan trong nước

Anthoxanthin

Màøu trắng (bông cải, khoai tây, hành

Thuộc nhóm màu flavonoid

Tan trong nước

Betalaine

Phản ứng Caramel

Phản ứng dehydrat hóa

Cơ chất: đường

Nhiệt độ: nóng chảy Glucose : 146 – 1500C

Fructose : 95 – 1000C Saccharose : 160 – 1800C Lactose: 223 – 2520C

Phản ứng có 2 giai đoạn : Tạo aldehyd : không màu

Phản ứng trùng hợp : màu nâu Sản phẩm caramel đều có vị đắng

Phản ứng Caramel

A.amin – glucid: nhóm carbonyl (=C=O) và nhóm amino (-NH2)

Nhiệt độ xảy ra phản ứng: > 0oC

Có 3 giai đoạn liên tiếp nhau:

GĐ1 : phản ứng ngưng tụ carbonylamin

Phản ứng chuyển vị amadori

Tạo SP không màu, không hấp thu UV

GĐ2 : Phản ứng khử nước của đường

Phản ứng phân hủy đường và các hợp chất amin

Tạo SP không màu, vàng, hấp thu mạnh UV

GĐ3 : Phản ứng ngưng tụ aldol

Phản ứng ngưng tụ aldehydamin Phản ứng tạo hợp chất dị vòng chứa nitơ

Tạo SP có màu sậm, ban đầu tan được trong nước màu sẫm, càng về sau càng khó tan, màu sẫm đen

Điều kiện tiến hành phản ứng

Tỷ lệ a.a / đường = 1/3 ÷ 1/2

Nồng độ bé: phản ứng cũng xảy ra Tăng tỷ lệ đường SP càng dễ tan trong nước Lượng nước: nước càng ít phản ứng càng mạnh

Nhiệt độ: < 00C: phản ứng không xảy ra

Chất kìm hãm, tăng tốc:

Kìm hãm: -CHO, hydroxylamin,

bisulfit Na, K, SO2, SO3, H2SO3 Tăng tốc: a acetic, phosphate

Phản ứng Maillard

Phản ứng oxy hoá Polyphenol

[1] Pyrocatechol [2] Dihydroxyphenylalanin

Cơ chất phenol - chứa vòng benzen có 1 hay nhiều nhóm OH

OH HO

O O

OH OH

O HO

OH

OH

OH OH

Sản phẩm melanin hay flobafen

màu nâu, đen gam màu trung gian như hồng, đỏ, nâu, xanh đen

trung tâm của phân tử tạo nên cấu trúc đối xứng.

Các hydrocarbon carotenoid được gọi chung là các carotene

Các dẫn xuất có nhóm chức chứa oxy (hydro, keto, epoxy,

methoxy, acid) được gọi chung là xanthophyll

Có vài loại Car mạch thẳng (lycopene), nhưng đa số là những hợp chất có vòng 6 cạnh (hoặc vòng 5 cạnh) ở một đầu hay cả hai đầu phân tử

Cấu tạo của hai hợp chất Car mạch thẳng và vòng gốc : lycopene và β-carotene được biểu diễn như sau :

Nhiệt độ nóng chảy cao, khoảng 130 – 220oC.

Tinh thể Car có độ hòa tan thấp, không tan trong nước, tan tốt trong các dung môi chứa chlor (chloroform, dichloromethane) Hầu như tất cả Car đều tan trong chất béo và các dung môi

không phân cực, ngoại trừ 3 loại:

[1] Bixin: tan trong nước nhờ các nhóm carboxyl

[2] Astaxanthin: tan trong nước nhờ nhóm keto enol

[3] Crocin: được ester hóa bởi đường

Độ hòa tan của Car trong các dung môi hoàn toàn không giống nhau

Màu sắc: Các carotenoid tự do tạo màu kem, vàng, cam, hồng, đỏ, tùy theo loại carotenoid, thể mang màu, nguồn nguyên liệu, điều kiện nuôi trồng, thời tiết, …Một số hợp chất không có màu nhưng vẫn được xếp vào loại Car

Dạng carotenoprotein tạo dãy màu từ xanh lá, tím, xanh dương và đen Khi đun nóng sẽ chuyển sang màu đỏ do protein bị biến tính

Độ bền: do hệ thống nối đôi liên hợp nên carotenoid dễ bị oxy

hóa mất màu, hoặc đồng phân hóa, hydro hóa tạo màu khác

Carotenoid tinh khiết rất bền khi ở dạng huyền phù hoặc dung dịch với dầu thực vật, đặc biệt khi có chất chống oxy hóa là α-

tocopherol Các tác nhân ảnh hưởng đến độ bền màu là nhiệt độ, phản ứng oxy hóa trực tiếp hoặc gián tiếp, ion kim loại, ánh sáng,

Trong hoa, quả và một số ĐV, chức năng của Car chỉ đơn giản là tạo ra màu sắc.

Trong các mô cây xanh, Car giữ nhiệm vụ thu nhận ánh sáng

trong quá trình quang hợp

Car cũng là những chất bảo vệ tế bào chống lại các phản ứng oxy hóa quang học dưới tác dụng của [O] Thí dụ, có một số người bị bệnh nhạy ánh sáng, do có một lượng porphiryl tự do tích lũy dưới

da Porphiryl rất nhạy sáng, có thể tạo [O] ở dưới da, đốt cháy da, mô,…

Sự hấp thụ và chuyển hóa

Car thường được hấp thu cùng với lipid Những loài động vật khác nhau có khả năng hấp thu và chuyển hóa Car khác nhau :

Người có thể hấp thu tốt tất cả các loại Car

Một số ĐV có vú như mèo, chuột, cừu,… lại hấp thu và chuyển hóa Car rất kém

Bò cái chỉ hấp thu β-carotene mà không hấp thu xanthophyll β

-carotene tồn tại trong chất béo và tích tụ trong hoàng thể (buồng trứng) với nồng độ cao, do đó có thể duy trì khả năng sinh sản của bò cái

Loài chim hấp thu kém β-carotene nhưng lại hấp thu được một

lượng lớn xanthophyll và chuyển vào lòng đỏ trứng Chúng còn có

Không có cơ chế phân hủy carotenoid trong cơ thể người

Carotenoid có thể tồn tại ở cơ thể người trong một khoảng thời gian đáng kể β-carotene có chu kỳ bán hủy trong vài ngày,

nhưng với lượng lớn canthaxanthin có thể tồn tại từ 6 tháng đến 12 tháng

màu từ đỏ đến tím tuỳ theo hàm lượng và loại hợp chất.

Cấu tạo

Fla là những dẫn xuất của cromal và cromon, các phenypropan Khi cromal và cromon ngưng tụ với một vòng phenol thì được dẫn xuất flaval

Dựa vào mức độ oxyhoá hay mức độ khử của dị vòng ta có thể chia các hợp chất Fla thành các nhóm anthocyanne, flavanol,

flavanon, …

O

Catechin Leucoanthocyanne Anthocyanidol

(không màu) (không màu) (đỏ, xanh)

Tất cả anthocyanidol đều có chứa hoá trị tự do, nhưng chưa thể xác định chắc chắn tại vị trí nào, do đó anthocyanidol thường

được biểu diễn như là một hợp chất có tính lưỡng tính, có thể

tham gia phản ứng với acid và kiềm:

Perlargonidol Apigenidol (ít gặp)

Cyannidol (màu xanh) Delfinidol

Các anthocyane có thể tạo phức với kim loại cho màu khác nhau

càng đỏ; Số lượng các gốc đường liên kết cũng làm đổi màu.Các anthocyane có thể tạo phức với kim loại cho màu khác nhau.

Flavanon

Tham gia hợp chất glucoside tạo chất đắng cho các nguyên liệu rau quả Các flavonon thường là aglucon gắn với gốc đường

Hesperestol – Hespiridin : là các flavonon trong vỏ cam quýt.Naringenol – Naringin : không màu, ít tan trong nước, tạo vị đắng cho bưởi xanh Khi bưởi chín E naringinase thủy phân liên kết glucoside làm bưởi hết đắng

Narigenol

Narigin

Flavonol

- Cũng tạo glucoside tạo màu vàng và đỏ da cam cho rau quả và hoa

R ≡ R’ ≡ H : Kempherol (hoa tử vân anh, lá trà, hoa hồng, )

R ≡ OH ; R’ ≡ H : Quecetol (vỏ sồi, táo, nho, thuốc lá, hoa

houblon, )

R ≡ R’ ≡ OH : Miricetin

- Các flavonol đều tan trong nước, cường độ màu tùy thuộc nhóm OH

- Dễ bị oxy hóa trong môi trường kiềm nhẹ thành sản phẩm màu đỏ

- Tạo phức màu xanh lá cây đến nâu với Fe ; màu vàng xám với

acetat Pb