Chất màu thực phẩm

HÓA SINH THỰC PHẨM CHƯƠNG CHẤT MÀU TP Tôn Nữ Minh Nguyệt KHÁI NIỆM CHUNG Phân loại màu TP Chất màu dạng bột hay lỏng bổ sung trực tiếp Chất màu tự nhiên Thực vật Động vật Vi sinh vật (hoa, quả, lá, thân có màu) (huyết tương) (vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, tảo) Cường độ màu thấp Kém bền với nhiệt độ, pH môi trường ánh sáng Phân loại màu TP KHÁI NIỆM CHUNG Chất màu dạng bột hay lỏng bổ sung trực tiếp Chất màu tổng hợp Sản xuất tổng hợp hoá học (sunset yellow, carmoisine, tartrasine,…) Chất màu tổng hợp giống tự nhiên Sản xuất phương pháp hoá học Bản chất giống chất màu tự nhiên (β-carotene,riboflavin,canthaxanthin, anthocyanin,…) Mức độ độc hại thấp so với màu tổng hợp Màu sắc giống màu tự nhiên Cường độ độ bền màu cao nhiều KHÁI NIỆM CHUNG Phân loại màu TP Chất màu tạo thành trình chế biến Màu phản ứng caramel Màu phản ứng Maillard Màu phản ứng oxy hóa CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Màu từ ĐV Màu cánh kiến từ cánh kiến Màu carmin đỏ từ loại rệp son Màu đỏ chiết từ loài sâu Kerme Màu đỏ hợp chất Hem Màu từ VSV Màu carotenoid từ Rhodotorula sp CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Màu từ TV Thân cây: gỗ huyết giác cho màu hacmatoxicline vang cho màu braxilin Lá: tùng lam u indician; chàm cho màu indigotin cam; dứa, bồ ngót; cẩm; 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 thiên thảo cho chất màu alizarine củ nghệ cho chất màu curcumin Vỏ cây: vỏ mẻ rìu vỏ canhkina cho màu quinotanine Rêu tảo : đòa y cho màu orceine CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Hợp chất Heme Myoglobin (Mb) Protein dạng cầu, chuỗi polypeptid M = 16800, 153acid amin gọi globin Gốc mang màu vòng porphyrin gọi Hem Mb phức Hem globin gắn gốc histidin Tồn mô tạo màu cho phần CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Hợp chất Heme Myoglobin (Mb) – màu đỏ tía Oxymyoglobin (MbO2) – mang Oxy – màu đỏ tươi Metmyoglobin (MMb) - Bò oxy hóa, Fe2+ thành Fe3+ màu đỏ nâu Mb không khả kết hợp với oxy Màu thòt tươi hỗn hợp màu Mb + NO thành nitrosil Mb – màu đỏ không bền, chuyển tiếp thành nitrosilhemochrome bền có màu hồng thòt nấu Màu Mb nhạy cảm với ánh sáng, T, độ ẩm kk, pH,… Chất chống oxh: vit C, vitE, BHA, TBHQ ,… CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Hợp chất Heme Hemoglobin (Hb) Tạo nên màu đỏ cho máu Hb = 4Mb gắn lại với Tại phổi, Hb tạo phức với Oxy vận chuyển Oxy đến cq Tại cq, Mb tiếp nhận oxy từ Hb, tham gia qtrình TĐC CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Chlorophyll Cấu tạo: Màu xanh lục Cường độ mạnh Chiếm khoảng 1% chất khô Tập trung lục lạp - trình quang hợp xanh Chl a (C55H72O5N4Mg) Chl b (C55H70O6N4Mg) Chl a có màu đậm Chl b Trong thực vật, Chl a / Chl b = / X CH=CH2 CH3 N CH=CH2 N Mg CH3 N N CH3 O C20H39OOC - CH2 - CH2 COOCH3 X = CH3 : Chlorophyll a X = CHO : Chlorophyll b MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN Phản ứng oxy hoá Polyphenol Sản phẩm melanin hay flobafen màu nâu, đen gam màu trung gian hồng, đỏ, nâu, xanh đen OH E Hydroxyl hóa R Phenol O OH O OH R Orthodiphenol R Orthoquinon Khôn g E Polimer có màu sẫm Cấu tạo Các Car cấu tạo đơn vò isoprene liên tiếp trung tâm phân tử tạo nên cấu trúc đối xứng Các hydrocarbon carotenoid gọi chung carotene Các dẫn xuất có nhóm chức chứa oxy (hydro, keto, epoxy, methoxy, acid) gọi chung xanthophyll Có vài loại Car mạch thẳng (lycopene), đa số hợp chất có vòng cạnh (hoặc vòng cạnh) đầu hay hai đầu phân tử Cấu tạo hai hợp chất Car mạch thẳng vòng gốc : lycopene β-carotene biểu diễn sau : Tính chất Car kết tinh dạng tinh thể Tinh thể Car có nhiều dạng kích thước khác Thí dụ hình kim dài (lycopene, δ-carotene), hình khối lăng trụ đa diện (α-carotene), dạng hình thoi (βcarotene), kết tinh vô đònh hình (γ-Carotene) Nhiệt độ nóng chảy cao, khoảng 130 – 220oC Tinh thể Car có độ hòa tan thấp, không tan nước, tan tốt dung môi chứa chlor (chloroform, dichloromethane) Hầu tất Car tan chất béo dung môi không phân cực, ngoại trừ loại: [1] Bixin: tan nước nhờ nhóm carboxyl [2] Astaxanthin: tan nước nhờ nhóm keto enol [3] Crocin: ester hóa đường Độ hòa tan Car dung môi hoàn toàn không giống Màu sắc: Các carotenoid tự 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 màu xếp vào loại Car Dạng carotenoprotein tạo dãy màu từ xanh lá, tím, xanh dương đen Khi đun nóng chuyển sang màu đỏ protein bò biến tính Độ bền: hệ thống nối đôi liên hợp nên carotenoid dễ bò oxy hóa màu, đồng phân hóa, hydro hóa tạo màu khác Chức Chức carotenoid chưa xác đònh rõ ràng: Trong hoa, số ĐV, chức Car đơn giản tạo màu sắc Trong mô xanh, Car giữ nhiệm vụ thu nhận ánh sáng trình quang hợp Car chất bảo vệ tế bào chống lại phản ứng oxy hóa quang học tác dụng [O] Thí dụ, có số người bò bệnh nhạy ánh sáng, có lượng porphiryl tự tích lũy da Porphiryl nhạy sáng, tạo [O] da, đốt cháy da, mô,… Sự hấp thụ chuyển hóa Car thường hấp thu với lipid Những loài động vật khác có khả hấp thu chuyển hóa Car khác : Người hấp thu tốt tất loại Car Một số ĐV có vú mèo, chuột, cừu,… lại hấp thu chuyển hóa Car Bò hấp thu β-carotene mà không hấp thu xanthophyll βcarotene tồn chất béo tích tụ hoàng thể (buồng trứng) với nồng độ cao, trì khả sinh sản bò Loài chim hấp thu β-carotene lại hấp thu lượng lớn xanthophyll chuyển vào lòng đỏ trứng Chúng tạo màu cho da gà con, màu lông,…thí dụ loài Hồng hạc Khi lượng carotenoid dư nhiều, phân bố nhiều loại mô, nồng độ đạt mức độ đủ gây màu cam vàng cho da, tay chân (người ăn nhiều thức ăn chứa nhiều carotenoid cà rốt, cam,…), vàng mắt (tiêu thụ lượng lớn canthaxanthin, 200mg/ngày) Không có chế phân hủy carotenoid thể người Carotenoid tồn thể người khoảng thời gian đáng kể β-carotene có chu kỳ bán hủy vài ngày, với lượng lớn canthaxanthin tồn từ tháng đến 12 tháng Flavonoid (Fla.) Fla hoà tan tốt nước chứa không bào, tạo màu từ đỏ đến tím tuỳ theo hàm lượng loại hợp chất Cấu tạo Fla dẫn xuất cromal cromon, phenypropan Khi cromal cromon ngưng tụ với vòng phenol dẫn xuất flaval Dựa vào mức độ oxyhoá hay mức độ khử dò vòng ta chia hợp chất Fla thành nhóm anthocyanne, flavanol, flavanon, … O C rom a n O C ro m on O O F la v a n Anthocyane Còn gọi anthocyanoside mono hay diglucoside gốc đường glucose, galactose hay ramnose kế hợp với anthocyanidin (anthocyanidol) tạo màu đỏ, xanh, tím màu trung gian Catechin Leucoanthocyanne Anthocyanidol (không màu) (không màu) (đỏ, xanh) Tất anthocyanidol có chứa hoá trò tự do, chưa thể xác đònh chắn vò trí nào, anthocyanidol thường biểu diễn hợp chất có tính lưỡng tính, tham gia phản ứng với acid kiềm: Có nhiều loại hợp chất anthocyane, thường gặp pelargonidol, cyanidol definidol Perlargonidol Apigenidol (ít gặp) Cyannidol (màu xanh) Delfinidol Peonidol Xirinhidol Hầu hết loại anthocyane hoà tan tốt nước Khi kết hợp với đường độ hoà tan tăng Màu sắc thay đổi theo nhiệt độ, loại hợp chất hàm lượng Khi tăng số lượng nhóm OH vòng benzene màu xanh đậm; Tăng mức độ methyl hoá nhóm OH màu đỏ; Số lượng gốc đường liên kết làm đổi màu Các anthocyane tạo phức với kim loại cho màu khác Hầu hết loại anthocyane hoà tan tốt nước Khi kết hợp với đường độ hoà tan tăng Màu sắc thay đổi theo nhiệt độ, loại hợp chất hàm lượng Khi tăng số lượng nhóm OH vòng benzene màu xanh đậm; Tăng mức độ methyl hoá nhóm OH màu đỏ; Số lượng gốc đường liên kết làm đổi màu Các anthocyane tạo phức với kim loại cho màu khác Flavanon Tham gia hợp chất glucoside tạo chất đắng cho nguyên liệu rau Các flavonon thường aglucon gắn với gốc đường Hesperestol – Hespiridin : flavonon vỏ cam quýt Naringenol – Naringin : không màu, tan nước, tạo vò 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 đỏ da cam cho rau hoa R ≡ R’ ≡ H : Kempherol (hoa tử vân anh, trà, hoa hồng, ) R ≡ OH ; R’ ≡ H : Quecetol (vỏ sồi, táo, nho, thuốc lá, hoa houblon, ) R ≡ R’ ≡ OH : Miricetin - Các flavonol tan nước, cường độ màu tùy thuộc nhóm OH - Dễ bò oxy hóa môi trường kiềm nhẹ thành sản phẩm màu đỏ - Tạo phức màu xanh đến nâu với Fe ; màu vàng xám với acetat Pb [...]... cho hoa trái CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Carotenoid 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 bò biến tính, tạo màu đỏ của Car CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Carotenoid Vi sinh vật Là chất màu nội bào của một...CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Chlorophyll  Tan trong dầu  Khi trái chín, chlo bò 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+ CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Carotenoid  Tạo ra màu vàng,... CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Anthocyanne  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) CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Anthoxanthin Màøu trắng (bông cải, khoai tây, hành Thuộc nhóm màu flavonoid Tan trong nước Betalaine Màu đỏ (củ cải đường, củ cải) Tan trong nước MÀU... thoi màu đỏ o Dung dòch 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 µg β-carotene = 0,3 µg vit A o Ứng dụng: tạo màu vàng tiền vitamin A, chống oxy hóa CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Carotenoid β-Carotene α-carotene 15 15 β-carotene ' O 15 15 O ' 15,15'-peroxy- β-carotene CHO CH2OH retinal (2 phân tử) retinol (vitam in A) CÁC CHẤT MÀU... 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 dò 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 MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN Phản ứng Maillard Điều kiện tiến hành phản... (1-2%/SKK) CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Carotenoid β-Carotene 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 CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Carotenoid β-Carotene o Kết tinh từ benzen-methanol: lăng trụ 6 mặt màu tím... xanthophyll CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Carotenoid CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Carotenoid Thực vật Diệp lục của mô xanh, che lấp bởi chorophyll Hàm lượng carotenoid hầu như giống nhau ở các loại lá β-carotene 25 – 30% tổng lượng lutein 45% violaxanthin 15% neoxanthin 15% α-carotene, α và β-cryptoxanthin, zeaxanthin, atheraxanthin, lutein-5,6-epoxdide,… Trong các mô thường không có phản ứng quang hợp tạo ra màu vàng,... Dihydroxyphenyl COOH [4] Acid galic MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN Phản ứng oxy hoá Polyphenol Cơ chất phenol - chứa vòng benzen có 1 hay nhiều nhóm OH OH HO O CH CH C O OH [5] Acid chlorogenic OH OH [6] Catechin O HO OH OH HO HO OH C O O HO HO HO COOH [7] Tannin MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN Phản ứng oxy hoá Polyphenol Sản phẩm melanin hay flobafen màu nâu, đen gam màu trung gian như hồng, đỏ,... 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 bò biến tính Độ bền: do hệ thống nối đôi liên hợp nên carotenoid dễ bò oxy hóa mất màu, hoặc đồng phân hóa, hydro hóa tạo màu khác ... nước MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN 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 vò đắng MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN Phản ứng Caramel C12H22011 C6H10O5 + C6H10O5