Chất màu và chất mùi thực phẩm

Chất màu tổng hợpSản 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 nhiê

CHƯƠNG 7 CHẤT MÀU – CHẤT MÙI TP

CHẤT MÀU

CHẤT MÀU

CHẤT MÀU

CHẤT MÀU

Phân loại 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

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

Cường độ và độ bền màu cao hơn nhiều

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

Phân loại màu TP

Chlorophyll Carotenoid Anthocyanne Anthoxanthin Betalaein

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

Oxymyoglobin (MbO 2 ) – mang Oxy – màu đỏ tươi

Metmyoglobin (MMb) - Bị oxy hóa, Fe 2+ thành Fe 3+ 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

 Tan trong dầu

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

 Màu xanh do ion Mg 2+ 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 Mg 2+ bằng Cu 2+ hay Zn 2+

Chlorophyll

 Tạo ra màu vàng, cam và đỏ

 Có khoảng hơn 600 loại carotenoid tồn tại trong tự nhiên

 38 trong số đó có hoạt tính tiền vitamin A

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

β-carotene 25 – 30% tổng lượng

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)

Rhodotorula rubra

Vi sinh vật

Carotenoid

Rhodotorula sp

Brevibacterium linens

Penicillium sclerotiorum van Beyma F 1

o Công thức phân tử là C40 H 56 , M = 536,85

o Nhiệt độ nóng chảy là 176 – 183 o C,

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

β-Carotene

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 µg β-carotene = 0,3 µg vit A

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

15 '

' O O

CHO retinal (2 phân tử)

 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 Maillard Phản ứng oxy hóa Polyphenol

Phản ứng dehydrat hóa

Cơ chất: đường

Nhiệt độ: nóng chảy Glucose : 146 – 150 0 C

Saccharose : 160 – 1800C

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

Phản ứng trùng hợp : màu nâu

Sản phẩm caramel đều có vị đắng

A.amin – glucid: nhóm carbonyl (=C=O) và nhóm amino (-NH 2 )

Nhiệt độ xảy ra phản ứng: > 0 o C

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, Phản ứng Maillard

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: < 0 0 C: phản ứng không xảy ra

Chất kìm hãm, tăng tốc:

bisulfit Na, K, SO2, SO3, H2SO3

OH

HO HO

COOH

[1] Pyrocatechol [2] Dihydroxyphenylalanin

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

[3] Dihydroxyphenyl [4] Acid galic

OH HO

CH CH C

O O

OH OH

O HO

OH

OH

OH OH

HO

O O

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

Sản phẩm melanin hay flobafen

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

Mùi tạp Phân loại

Chất thơm (aroma substances)

Các hợp chất hóa học tạo ra mùi thơm cho sản phẩm

Hàm lượng thấp (10 – 15 ppm)

Các hợp chất có mùi

phân tử chất bay hơi sau khi vào mũi

tử trong khoảng 30 – 800 D đều là những chất gây mùi

Các nguyên tố tạo mùi

O H

1 Các chất cấu tạo gần giống nhau có thể có mùi

hoàn toàn khác nhau

OCH3OH

Eugenol

CH2CH2CH3

OCH3OH

Hydroxyeugenol

OCH3OH

Vanilline CHO

OCH3

OH

Isovanilline CHO

Tính chất

2 Các chất có cấu tạo hoàn toàn khác nhau có thể

tạo mùi giống nhau

3 Một chất có thể làm mạnh hơn hoặc mất mùi chất

khác ứng dụng làm chất trợ hương

Trinitrobuthyltoluen + quininsulfate  không mùi

(mùi xạ hương)

4 Nồng độ khác nhau tạo mùi khác nhau

Fufurol: đậm đặc hôi khó chịu; loãng mùi mật ong

Ionon: đậm đặc mùi gỗ bá hương; loãng mùi hoa Violet

 Không có sẵn trong thành phần hương của NL hay SP

 Bị nhiễm từ ngoài vào theo nhiều nguyên nhân

 Nồng độ có thể tăng dần theo thời gian

 Gây biến đổi hoặc tăng giảm mùi có sẵn

Mùi tạp

Hương liệu tự nhiên

- Động vật, thực vật, vi sinh vật

- Không độc hại, cường độ thấp, không ổn định

- Đắt

Hương liệu tổng hợp

- Tổng hợp bằng pp hóa học những hợp chất có bản chất hóa học giống hương liệu tự nhiên

- Tổng hợp chất có mùi mới bằng pp hóa học

- Độ độc hại cao, cường độ mùi cao, ổn định

- Rẻ

Theo thành phần hóa học Đơn hương

Tổ hợp hương

Hợp chất Terpen Tính chất tinh dầu Khai thác tinh dầu

Tinh dầu và nhựa

Tinh dầu tập trung ở tuyến tinh dầu (chanh, tắc,…)

Nhựa tồn tại ở các ống nhựa (cao houblon)

Isopren (2-methylbuta-1,3-diene) C 10 H 10 Dẫn xuất aldehyd, acid, rượu, ceton của isopren - Terpen (C 10 H 10 ) n

Xinhiberen - tinh dầu gừng

Humulen - tinh dầu hoa houblon

Tính chất tinh dầu

Độ hòa tan: tan rất ít trong nước,

tan nhiều trong rượu nồng độ cao.

Phản ứng oxy hóa: bởi oxy không khí (có nối đôi)

Hợp chất tạo mùi:

chất đệm, mùi tạp, các chất cao phân tử 90%

Phương pháp khai thác tinh dầu

1 Chưng cất lôi cuốn hơi nước

- Tổn thất cao do chất thơm không ngưng tụ hết

- Một số chất thơm không bị lôi cuốn theo hơi nước

- Nhiệt độ cao các chất mùi bị biến đổi

- Rẻ tiền, thiết bị dễ thiết kế

2 Ép, trích ly bằng dung môi

Dung môi thường là cồn Phải phá vỡ màng tế bào - xay, nghiền

3 Hấp phụ chất thơm

Chất hấp phụ là sáp, mỡ heo,…

Trộn nguyên liệu xay với chất hấp phụ để một thời gian Chất béo hấp phụ chất thơm

Trích ly lại bằng cồn Thời gian kéo dài, nhưng hiệu quả trích ly cao

Phương pháp khai thác tinh dầu

Chất trợ hương Chất định hương

Chất nền

Cấu tử giữ vai trò tạo mùi chính Có thể là đơn mùi; có thể là hỗn hợp nhiều đơn mùi

Hỗn hợp nhiều loại hợp chất, tạo ra mùi cho nguyên liệu

và sản phẩm

Tương tác với mùi nền làm tăng giảm mùi nền Giúp các đơn mùi hòa lẫn vào nhau, hài hòa, dễ chịu

Lượng nhỏ, Thường có mùi khó chịu khi đứng một mình

(Indol, Scartol,…)

Chất định hương

Cấu tử giữ nhiệm vụ cố định mùi thơm, quyết định độ bền mùi

Thường là hợp chất cao phân tử Hấp phụ các phân tử mùi trên bề mặt, làm chúng khó bay hơi

Nhựa benzoic, musk, vanilline, …

Cam Quýt Bưởi Chanh

β - pinenThymolMethylen anthranilate

EthanalDecanalEthyl acetateMethyl butanoate

LimonenNookatoneMenten – 8 – thiol

Thymol

NeralGeraniol

β - pinenGeranialGeranyl acetateNeryl acetate

…

Vài hợp chất thơm của quả citrus

Tìm biện pháp bảo vệ hương tự nhiên đặc trưng cho NL

Bổ sung chất thơm cho sphẩm hoặc điều khiển các pứng

trong quá trình chế biến tạo ra những hương thơm Yêu cầu việc sử dụng hương liệu thực phẩm

Không gây độc hại cho người sử dụng Tuân thủ hàm lượng cho phép của bộ Y Tế về phụ gia Phù hợp với sản phẩm

Các phản ứng làm biến đổi mùi tự nhiên