Chương 7 chất màu ẩm thực

CHẤT MÀU THỰC PHẨM -I CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÀU TP : o Ý nghóa chất màu sản xuất thực phẩm : Chất lượng sản phẩm thực phẩm bao gồm giá trò dinh dưỡng mà bao gồm giá trò cảm quan Một sản phẩm có màu sắc đẹp, hợp lý góp phần lôi kéo ý khách hàng màu sắc số quan trọng giá trò cảm quan Màu sắc có tác dụng tâm sinh lý rõ rệt Thực phẩm có màu sắc thích hợp giúp người ăn ngon miệng thể đồng hoá thực phẩm dễ dàng Trong kỹ thuật sản xuất thực phẩm, người ta không bảo vệ màu sắc có sẵn mà cho thêm chất màu để bổ sung màu tự nhiên nguyên liệu bò giảm trình chế biến hay tạo màu sắc phù hợp với tính chất trạng thái sản phẩm Luật pháp nước khác quy đònh màu dành cho thực phẩm khác Tại quốc gia, loại màu lại giới hạn tuỳ theo loại thực phẩm Liều lượng tối đa loại màu khác Do muốn sử dụng loại màu vào sản xuất thực phẩm trước tiên cần phải tham khảo quy đònh việc sử dụng màu Việc chọn màu tuỳ thuộc vào tính chất thành phần sản phẩm, hàm lượng nước, hàm lượng lipid, độ pH, … Sự có mặt protein tannin làm giới hạn việc sử dụng số màu Ngoài ta phải ý đến điều kiện trình chế biến nhiệt độ, thời gian, phương pháp đóng gói có hay O , điều kiện tàng trữ, bảo quản, khả phối trộn màu với o Tình hình sử dụng màu thực phẩm Việt Nam : Ở nước ta, Bộ Y Tế ban hành đònh số 3742/2001/QĐ-BYT ngày 31/8/2001 “quy đònh chất phụ gia phép sử dụng thực phẩm ” liệt kê màu cho phép sử dụng giới hạn sử dụng loại màu Quy đònh chưa tất nhà sản xuất người tiêu dùng biết đến rộng rãi, nên nhiềi nhà sản xuất sử dụng màu không nằm danh mục cho phép danh mục cho phép vượt liều lượng Thạm chí họ dùng màu công nghệ nhuộm dệt cho vào thực phẩm sức khoẻ người tiêu dùng Vì có vụ ngộ độc gây chết người màu thực phẩm Hà Giang, Vónh Phú, Quảng Nam Đà Nẵng,… Hiện đa số màu thực phẩm sử dụng nước ta màu tổng hợp nhập từ Châu Âu, Ấn Độ, Nhật, Úc, Trung Quốc, Thái Lan,… Theo điều tra viện dinh dưỡng Hà Nội năm 1995 số lượng phẩm màu không đạt tiêu chuẩn cao, lên đến 90% Điều tra Trung tâm Y Tế Dự Phòng TPHCM thực năm 1997 2000 cho thấy khu vực doanh nghiệp lớn, sản xuất cộng nghiệp sử dụng màu có danh mục Bộ Y Tế, khu vực xí nghiệp sản xuất nhỏ, cá thể, thủ công đặc biệt quán hàng rong, tỷ lệ màu sử dụng danh mục cao Trong số 224 mẫu thực phẩm có màu từ quán hàng rong đem thử nghiệm có 75% mẫu sử dụng màu không nằm danh mục cho phép Khi thử nghiệm 203 mẫu màu nguyên liệu bán chợ ống nhỏ, bao gói 63,6% số mẫu nằm danh mục Đặc biệt màu xanh dương, tím nho 100% không đạt chất lượng Màu xanh đạt 6,3% Màu chocolate, caphê đạt 12,5%, màu đỏ, cam đạt 84,4% Mặc dù có khuyến cáo quan có chức màu thực phẩm thường có giá bán cao, ý thức nhà sản xuất nhỏ, cá thể chưa cao, đồng thời hiểu biết an toàn dinh dưỡng người tiêu dùng hạn chế khó cải thiện tình trạng sử dụng màu thực phẩm bừa bãi o Phân loại màu TP : a Chất màu dạng bột hay lỏng bổ sung trực tiếp vào sản phẩm thực phẩm để tăng cường màu tự nhiên nguyên liệu hay tạo màu cho sản phẩm Tổ chức quốc tế FACC (Food Additives and Contaminants Committee) đưa danh mục chất màu phép sử dụng công nghệ thực phẩm Theo danh mục có ba loại màu công nhận • Chất màu tự nhiên (natural colours) : trích chiết từ nguyên liệu tự nhiên thực vật (hoa, quả, lá, thân có màu), động vật (huyết tương) hay vi sinh vật (vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, tảo) Màu tự nhiên thường có cường độ màu thấp màu tổng hợp thường kék bền với nhiệt độ, pH môi trường ánh sáng • Chất màu tổng hợp (synthetic colours) : không tồn tự nhiên, sản xuất tổng hợp hoá học (sunset yellow, carmoisine, tartrasine,…) • Chất màu tổng hợp giống tự nhiên (nature-identical colour) : sản xuất phương pháp hoá học chất giống hệt chất màu tự nhiên (β-carotene,riboflavin, canthaxanthin, anthocyanin,…) Hiện loại màu sử dụng nhiều mức độ độc hại thấp so với màu tổng hợp Màu sắc giống màu tự nhiên cường độ màu độ bền màu cao nhiều b Chất màu tạo thành trình chế biến : trình gia công chế biến thực phẩm đặc biệt trình gia công nhiệt, số chất nguyên liệu biến đổi tạo màu cho thực phẩm Màu có có lợi có bất lợi cho sản phẩm Thí dụ màu caramen, màu phản ứng Melanoidin, màu sản phẩm chiên rán, nướng, Khi khai thác màu cần trọng yêu cầu : hàm lượng màu nguyên liệu, tính chất hoà tan sắc tố II CÁC CHẤT MÀU TỰ NHIÊN : o Màu từ ĐV : màu cánh kiến từ cánh kiến; carmin đỏ từ loại rệp son; màu đỏ chiết từ loài sâu Kerme o Màu từ TV : − Thân cây: gỗ huyết giác cho màu hacmatoxicline; vang cho màu braxilin − Lá: tùng lam cho màu indician; chàm cho màu indigotin; cam; dứa, bồ ngót; cẩm; gai − Hoa: hoa pensée cho màu violanine, hoa rum cho màu cartamine đỏ − Quả: 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 cho chất màu querbarcho, vỏ canhkina cho màu quinotanine − Rêu tảo : đòa y cho màu orceine o Màu từ VSV : màu carotenoid từ Rhodotorula sp Đa số màu tự nhiên từ nguồn thực vật với ba nhóm màu chlorophyll, carotenoid flavonoid CHLOROPHYLL (CHL) : CHL cho màu xanh lục loại xanh Màu xanh CHL che mờ loại màu khác Chỉ màu CHL bò phân huỷ màu khác lên (TD Quá trình chín quả; cam xanh thành cam vàng) Ở xanh, CHL chiếm khoảng 1% chất khô, phân tán nguyên sinh chất hạt diệp lục (lục lạp) CHL đóng vai trò quan trọng trình quang hợp cạy xanh Loài người loài động vật CHL nên không thực trình 1.1 Cấu tạo : CHL có dạng : CHL a (C55H72O5N4Mg) CHL b (C55H70O6N4Mg) CHL a có màu đậm CHL b Trong thực vật, CHL a / CHL b = / 1.2 Tính chất : a Chlorophyll (xanh lá) + 2HX Feophityll (xanh đọt chuối) + MgX2 Khi chòu tác dụng nhiệt độ acid, protein tế bào bò đông tụ, liên kết protein CHL bò đứt nên CHL dễ dàng tham gia phản ứng bò màu b Chlorophyll + NaOH Chlorophyllat Na + CH3OH + rượu phitol (Chlorophyllin )(xanh đậm) Trong số có E Cholophyllase, có sắc lạp, bền hoạt hoá trình chín E thuỷ phân liên kết ester CHL tạo metanol phitol Chlorophyll, Feophityll tan dung môi kỵ nước Chlorophyllin, Chlorophyllic tan tốt nước c CHL bò oxy hoá oxy ánh sáng tạo feophityll Phản ứng tăng nhanh có etylen chậm có CO2 d Mg cấu trúc CHL bò thay Fe, Sn, Al, Cu tạo màu sắc khác : nâu (Fe), xám (Sn,Al), xanh sáng (Cu) Các biện pháp giữ màu CHL rau sản xuất đồ hộp : - Gia nhiệt nhanh lượng nước sôi lớn (3-4L/kg) để giảm hàm lượng acid - Gia nhiệt rau xanh nước cứng, nước tro hay dung dòch bicarbonat loãng - Sử dụng phụ gia bền màu glutamat natri CAROTENOID (CAR) : Nhóm carotenoid sắc tố tự nhiên phân bố rộng rãi loại loại động vật vi sinh vật Chúng chất màu tự nhiên không độc, tạo màu vàng, cam đỏ cho nhiều loại thực phẩm Một số chúng có giá trò dinh dưỡng provitamin A Có khoảng 600 loại carotenoid tồn tự nhiên 38 số có hoạt tính tiền vitamin A 2.1 Danh pháp : Có hai cách gọi tên carotenoid : • Tên truyền thống : Các loại carotenoid tự nhiên gọi tên theo nguồn gốc mà loại carotenoid trích chiết • Tên hệ thống : Hệ thống danh pháp chia carotenoid làm hai phần Hai nhóm đầu phân tử đặt tên chữ Hy Lạp Có nhóm : (5.2 / 142) Các tiếp đầu ngữ, tiếp vỹ ngữ sử dụng để mức độ hydro hóa diện nhóm chức thay Hợp chất carotenoid C40 bò nhóm đầu gọi apo– carotenoid Một vài loại apo–carotenoid chất màu thực phẩm quan trọng Do hệ thống nối đôi liên hợp phân tử, loại carotenoid tồn dạng đồng phân lập thể khác Hầu hết dạng carotenoid tự nhiên dạng all-Z (all-trans) Dạng cis thường có số lượng nhỏ dễ dàng tạo thành từ dạng all-trans Sau bảng đối chiếu hai cách gọi tên carotenoid : Một số thí dụ hệ thống danh pháp carotenoid Tên truyền thống Actinioerythrol Antheraxanthin Astaxanthin Bixin Canthaxanthin Capxanthin Capsorubin α-carotene β-carotene γ-carotene δ-carotene ε-carotene ζ-carotene Citranaxanthin Crocetin α-cryptoxanthin β-cryptoxanthin Isocryptoxanthin Isozeaxanthin Lactucaxanthin Lutein Lutein-5,6-epoxyde Tên hệ thống 3,3’-dihydroxy-2,2’-dinor-β,β-carotene-4,4’-dione 5,6-epoxy-5,6-dihydro-β,β-carotene3,3’-diol 3,3’-dihydroxy-β,β-carotene-4,4’-dione Methylhydrogen 9’-cis-6,6’-diapocarotene-6,6’-dioate β,β-carotene-4,4’-dione 3,3’-dihydroxy-β,κ-carotene-6’-one 3,3’-dihydroxy-κ,κ-carotene-6,6’-dione β,ε-carotene β,β-carotene β,ψ-carotene ε,ψ-carotene ε,ε-carotene 7,8,7’,8’-tetrahydro-ψ,ψ-carotene 5’,6’-dihydro-5’-apo-18’-nor-β-carotene-6’,-one 8,8’-diapocarotene-8,8’-dioic acid β,ε-carotene-3-ol β,β-carotene-3-ol β,β-carotene-4-ol β,β-carotene-4,4’-diol ε,ε-carotene-3,3’-diol β,ε-carotene-3,3’-diol 5,6-epoxy-5,6-dihydro-β,ε-carotene-3,3’-diol Lycopen Neoxanthin Neurosporene Norbixin Phyotene Phytofluene Violaxanthin Violerythrin α-Zeacarotene β-Zeacarotene Zeaxanthin ψ,ψ-carotene 5’,6’-epoxy-6,7-didehydro-5,6,5’,6’-tetrahydro-β,β-carotene3,5,3’-triol 7,8-dihydro-ψ,ψ-carotene 6,6’-diapocarotene-6,6’-dioic acid 7,8,11,12,7’,8’,11’,12’-octahydro-ψ,ψ-carotene 7,8,11,12,7’,8’-hexahydro-ψ,ψ-carotene 5,6,5’,6’-diepoxy-5,6,5’,6’-tetrahydro-β,β-carotene-3,3’-diol 2,2’-dinor-β,β-carotene-3,4,3’,4’-tetrone 7’,8’-dihydro-ε,ψ-carotene 7,8-dihydro-β,ψ-carotene β,β-carotene3,3’-diol 2.2 Cấu tạo : Các carotenoid 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 carotenoid mạch thẳng (lycopen), đa số hợp chất có vòng cạnh (hoặc vòng cạnh) đầu hay hai đầu phân tử Cấu tạo hai hợp chất carotenoid mạch thẳng vòng gốc : lycopene βcarotene biểu diễn sau : (5.1/142) 2.3 Phân bố : Carotenoid thường coi chất màu thực vật thật chúng diện rộng rãi loài vi khuẩn, nấm, tảo, loài động vật, đặc biệt chim, cá, động vật không xương sống 2.3.1 Thực vật : Trong thực vật, carotenoid thường tồn phần diệp lục mô xanh, màu chúng bò che lấp màu chorophyll Hàm lượng carotenoid giống loại : β-carotene (25 – 30% tổng lượng); lutein (khoảng 45%); violaxanthin (15%); neoxanthin (15%) Ngoài lượng nhỏ α-carotene, α β-cryptoxanthin, zeaxanthin,atheraxanthin, lutein-5,6-epoxdide Carotenoid phân bố mô thường (không có phản ứng quang hợp), tạo màu vàng, cam đỏ cho hoa Chúng diện nhiễm sắc thể, xanthophyll tồn dạng phức hợp với ester acid béo Carotenoid thường gặp rễ ( ngoại trừ cà rốt, khoai lang), hạt ( trừ zeaxanthin hạt bắp, bixin annatto) Hầu hết màu vàng hoa xanthophyll, lutein tạo thành 2.3.2 Động vật : Carotenoid tạo màu vàng, đỏ cho lông cánh cho loài chim, tạo màu lông da vàng cho gà con, tạo màu đỏ cho lòng đỏ trứng Trong số động vật biển tôm hùm, cua,… tồn dạng phức hợp carotenoid protein gọi carotenoprotein lúc sống có màu xanh lá, tím xanh dương, nấu chín, protein bò biến tính, màu đỏ carotenoid 2.3.3 Vi sinh vật : Carotenoid chất màu nội bào số loài vi sinh vật vi khuẩn, nấm men (Rhodotorula sp., ), nấm mốc (Neurospora crassa, Penicillium sclerotiorum, Mucorals choanophoracea,… ), tảo (Dunadiella) Trước giống vi sinh vật không ứng dụng hiệu suất màu thấp Ngày kết công nghệ gen, người ta tạo loài Phycomyces blakesleanus (25mg β-carotene %SKK) Blakeslea tripora (30-35 mg β-carotene %SKK) Dưới tác dụng stress, áp suất cao, nhiệt độ cao, nồng độ muối, khoáng cao,… giống tảo Dunadiella Haematococcus chuyển từ màu xanh sang màu cam lượng lớn carotenoid tạo lục lạp, tích lũy thành tế bào hay giọt béo Dunadiella tạo β-carotene (10% SKK) Haematococcus tạo astaxanthin (1-2%/SKK) Các loài tảo trồng diện tích lớn nước có khí hậu thích hợp Israel, Australia, cung cấp lượng lớn sinh khối khô giàu β-carotene rẻ tiền Năng suất cao cho phép người ta nghó đến việc ứng dụng vi sinh vật để sản xuất carotenoid Một vài loài vi khuẩn tạo màu carotenoid giống Brevibacterium (tạo canthaxanthin), Flavobacterium (tạo zeaxanthin) Gần phương pháp gen phân tử người ta thu carotenoid từ loài vi khuẩn Escherichia khả tạo màu trước Hướng nghiên cứu ý 2.4 Tính chất chức : Tính chất chức carotenoid hệ thống nối đôi liên hợp tạo thành Hệ thống giúp cho hợp chất carotenoid có khả hấp thụ ánh sáng tạo màu sắc, đồng thời dễ bò oxy hóa 2.4.1 Tính chất : • Carotenoid kết tinh dạng tinh thể Tinh thể carotenoid có nhiều dạng khác kích thước chúng khác Thí dụ hình kim dài (lycopene, δ-carotene), hình khối lăng trụ đa diện (α-carotene), dạng hình thoi (β-carotene), kết tinh vô đònh hình (γ-Carotene).[merck index] • Nhiệt độ nóng chảy cao, khoảng 130 – 220oC • Độ hòa tan : Tinh thể carotenoid có độ hòa tan thấp, không tan nước, tan dầu thực vật, tan tốt dung môi chứa chlor (chloroform, dichloromethane) Sự hòa tan chậm, tốc độ hòa tan tăng đun nóng Hầu tất carotenoid 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.[natural colours] Độ hòa tan carotenoid dung môi hoàn toàn không giống • Màu sắc : ngày lượng carotenoid tìm thấy tự nhiên lên đến 600 loại với màu sắc cường độ khác từ không màu đến màu đen 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 có cấu tạo carotenoid màu xếp vào loại carotenoid 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 Carotenoid tinh khiết bền dạng huyền phù dung dòch với dầu thực vật, đặc biệt có chất chống oxy hóa α-tocopherol Phản ứng tạo peroxyd acid béo không no tăng cường phản ứng oxy hóa phân hủy carotenoid Các tác nhân ảnh hưởng đến độ bền màu nhiệt độ, phản ứng oxy hóa trực tiếp gián tiếp, ion kim loại, ánh sáng, tác dụng enzym (peroxidase, lipoxidase, lipoperoxidase), ảnh hưởng nước,… Carotenoid dễ bò oxy hóa để không khí, nên chúng phải bảo quản không khí trơ chân không nhiệt độ thấp 2.4.2 Chức : Chức carotenoid chưa xác đònh rõ ràng :  Trong hoa, số động vật, chức carotenoid đơn giản tạo màu sắc  Trong mô xanh, carotenoid giữ chức quan trọng trình quang hợp Các carotenoid, chủ yếu xanthophyll, tồn màng membrane thylakoid lục lạp dạng phức hợp protein – màu hệ thống quang hóa Ở chúng giữ nhiệm vụ thu nhận ánh sáng  Carotenoid chất bảo vệ lại phản ứng oxy hóa quang học tác dụng [O] Khi lượng ánh sáng thu nhận từ diệp lục lớn nhu cầu quang hợp, vài phân tử chlrophyll bò kích thích chuyển hóa thành CHL, dạng lượng thấp tồn lâu dạng kích thích Năng lượng 3CHL chuyển oxy thành [O], [O] lại nhanh chóng phá hủy lipid, màng mô Carotenoid phức hợp màu - protein, đặc biệt βcarotene, ngăn chận tạo thành [O] dập tắt lượng 3CHL dập tắt lượng [O] chúng có tạo thành  Tương tự vậy, carotenoid bảo vệ chất không quang hóa, mô chống lại oxy hóa quang học có mặt [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, … 2.5 Sinh tổng hợp : o Trong cỏ, sinh tổng hợp carotenoid xảy lục lạp Carotenoid chất mang màu loại hoa nở hay chín Thành phần hàm lượng thực vật ảnh hưởng môi trường điều kiện dinh dưỡng, đặc biệt xử lý với số loại hóa chất amin o Tốc độ sinh tổng hợp nhanh chóng carotenoid xác đònh không loài vi khuẩn ưa sáng mà thể sống khác Một vài loại nấm, tảo, vi khuẩn có khả sinh tổng hợp carotenoid cao o Động vật sinh tổng hợp carotenoid chúng chuyển hóa thay đổi cấu trúc vài loại carotenoid thực phẩm Carotenoid loại hợp chất isoprenoid sinh tổng hợp từ acetyl coezymeA qua acid mevalonic Giai đoạn giai đoạn chung để tạo thành hợp chất isoprenoid Sơ đồ tổng hợp isoprenoids : (5.3/146) Giai đoạn tạo carotenoid bắt đầu với tạo thành hợp chất C40 đầu tiên, phyotene, từ hai phân tử geranylgeranyl diphosphate (GGDP) Các giai đoạn sinh tổng hợp carotenoid sau : (5.4/147) Trong thực vật, phyotene tạo thành dạng đồng phân 15Z, có nối đôi liên hợp, màu, chuyển hóa tiếp tục phản ứng dehydro hóa, tạo sản phẩm cuối lycopene Sơ đồ chuyển hóa : (5.5/148) Sau cùng, lycopene tiếp tục đóng vòng hai đầu tạo sản phẩm carotene γ-carotene, δ-carotene (đơn vòng), β-carotene, α-carotene, εcarotene (hai vòng) : 10 5.6/149 Các hợp chất carotenoid chứa nhóm chức chứa oxy hydroxyl, epoxy, methoxy, thường tổng hợp vào giai đoạn cuối Ngoài ra, xảy phản ứng cắt phần đầu phân tử carotene để tạo thành apocarootenoid 2.6 Sự hấp thụ chuyển hóa : Carotenoid thường hấp thu với lipid Những loài động vật khác có khả hấp thu chuyển hóa carotenoid khác : o Người hấp thu tốt tất loại carotenoid o Một số động vật có vú mèo, chuột, chuột đồng, cừu,… lại hấp thu chuyển hóa carotenoid o Bò hấp thu β-carotene mà không hấp thu xanthophyll β-carotene tồn chất béo tích tụ hoàng thể (buồng trứng) với nồng độ cao, trì khả sinh sản bò o 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 cần cung cấp carotenoid để trì màu hồng lông o Mặc dù loài chim, cá động vật không xương sống tổng hợp carotenoid, nhiều trường hợp, chúng thay đổi cấu trúc loại carotenoid thức ăn Một số chế chuyển hóa oxy hóa khử dùng để giải thích chuyển biến carotenoid thể sống, quan trọng phản ứng kết hợp nhóm chức có oxy vào vòng β-ionone tạo astaxanthin o Đa số trường hợp chế chuyển hóa trực tiếp chất, loại enzyme tách Thí dụ, cá Hồi trình chuyển hóa nào, màu hồng thòt cá giải thích astxanthin cung cấp từ thức ăn o Sau trình hấp thu chuyển hóa β-carotene chất có vòng βionone không thay đầu phân tử thành vitamin A (retinol) Quá trình diễn chủ yếu ruột non, gan, thận Cơ chế chuyển hóa βcarotene bò phân cắt mạch carbon trung tâm thành hai phân tử retinal nhờ enzyme 15,15’-dioxygenase Retinal tiếp tục chuyển hóa enzyme thành retinol Retinol tạo thành vận chuyển nhờ liên kết với protein đến quan cần thiết đến gan, nơi tích lũy vitamin A dạng acyl ester Quá trình chuyển hóa carotenoid thành vitamin A kiểm soát nên không tạo thành lượng dư vitamin có độc tính cao o Các Carotenoid không chuyển hóa, lipoprotein máu vận chuyển đến mô β-carotene loại carotene khác kết hợp 11 với lipoprotein tỉ trọng thấp, loại xanthophyll lại vận chuyển lipoprotein tỷ trọng cao α-carotene 15 β-carotene ' 15 O 15 15 O ' 15,15'-peroxy-β-carotene CHO CH2OH retinal (2 phân tử) retinol (vitamin A) Chuyển hóa β -carotene thành vitA o Khi lượng carotenoid dư nhiều, dẫn đến việc chúng phân bố nhiều loại mô, nồng độ đạt mức độ đủ gây màu cam vàng cho da, tay chân Hiện tượng thường gặp người tiêu thụ lượng lớn carotenoid nguyên chất, người ăn nhiều thức ăn chứa nhiều carotenoid cà rốt, cam,… Có vài trường hợp tiêu thụ lượng lớn canthaxanthin (200mg/ngày) gây màu đồng cho da mà làm xuất tinh thể canthaxanthin mắt o Với lượng canthaxanthin thấp ( microgram) nguy ảnh hưởng Sự hấp thu loại carotene, β-carotene, hại cho thể o Sự hấp thu carotenoid dễ dàng có mặt chất béo, lecithin chất tạo nhũ o 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 2.8 Chiết : 12 Carotenoid cần phải chiết khỏi mô bào nhanh tốt để giảm thiểu phân hủy oxy hóa enzyme Dung môi thường sử dụng dung môi hữu không tan nước aceton, methanol, chloroform, carotenoid tan dầu dung Nếu carotenoid tan nước dung môi thường sử dụng nước cồn Nếu phẩm vật mô bào khô việc chiết có hiệu xử lý trước nước Trong phòng thí nghiệm, với lượng nhỏ phẩm vật dùng phương pháp nghiền với cát hay bột thủy tinh, việc chiết khó hoàn toàn Trong công nghiệp, nguyên liệu qua giai đoạn biến tính protein ngâm thời gian dài với dung môi có khuấy trộn, Dung môi thường dùng nhiệt độ thường hay lạnh, dùng dung môi nóng với thời gian ngắn tạo hiệu tốt Sau lọc, phần rắn lại tiếp tục chiết dung môi Cứ hết màu (hai ba lần) Dung dòch chiết cô đặc trực tiếp chân không 2.9 Tinh chế phân tích : 2.9.1 Tinh chế :  Muốn tinh chế loại carotenoid, người ta thường dùng sắc ký cột (CC), sắc ký mỏng (TLC) sắc ký lỏng cao áp (HPLC) Sắc ký khí lỏng (GLC) không phù hợp carotenoid không bền  Trước tiên sử dụng TCL để xác đònh sơ loại carotenoid số lượng chúng Việc làm giúp ta chọn phương pháp chiết dung môi chiết thích hợp  Khi tinh chế lượng lớn carotenoid ta sử dụng sắc ký cộtù Cột sắc ký thường dùng cột oxyt nhôm  TLC lại sử dụng lần để phân lập tinh chế riêng loại carotenoid Có thể dùng silica gel, MgO-kieselgur G, trở lại dùng silica gel lần với dung môi khác  Như oxyt nhôm silica gel sử dụng rộng rãi sắc ký cột sắc ký mỏng, sử dụng số hợp chất vô khác MgO, Ca(OH)2 để tinh chế carotenoid  Việc phân tách oxyt nhôm silica gel dựa vào độ phân cực Các carotenoid hấp thụ yếu xanthophyll tùy theo nhóm chức diện Ngược lại, sử dụng MgO, Ca(OH)2 trình tách lại dựa vào số lượng xếp liên kết đôi phân tử carotenoid Các carotenoid có nhiều nối đôi hấp thu mạnh (lycopene > neurosporene > ζcarotene) Các carotenoid mạch thẳng hấp thu mạnh carotenoid mạch vòng có số nối đôi (lycopene > γ-carotene> β-carotene) vòng 13 β lại hấp thu mạnh vòng đồng phân ε (β-carotene > α-carotene ; zeaxanthin > lutein) Các nhóm chức khác ảnh hưởng mạnh 2.9.2 Phân tích : Muốn phân tích mẫu chiết carotenoid, trước tiên ta phải chuyển sang dung môi ether, rửa lần với nước cho bay đến khô Phần chiết sau xà phòng hóa, dùng dung dòch – 10% KOH cồn, nhiệt độ thường, bóng tối, khí Nitơ, suốt đêm Phải loại hết vết acetone trước xà phòng hóa để tránh tạo sản phẩm ngưng tụ aldol apocarotenal acetone tránh phản ứng polimer hóa acetone Chúng ta sử dụng quy trình xử lý giống trình tinh chế trên, sau phương pháp khác để lựa chọn tùy theo yêu cầu phân tích : phân tích khối phổ (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), sắc ký lỏng cao áp (HPLC) Trong HPLC phương pháp sử dụng nhiều 2.11 Một số loại carotenoid điển hình : 2.11.1 β -Carotene : • β-carotene đồng phân quan trọng loại hydrocarbon carotenoid có công thức phân tử C40H56 , M = 536,85 • Công thức cấu tạo β-carotene : • Nhiệt độ nóng chảy 176 – 183oC, có kèm theo phân hủy • Tan tốt chloroform, benzen, CS2 Tan trung bình ether, ether petrol, dầu thực vật Tan hạn chế methanol, ethanol Không tan nước, acid, hợp chất alkane • Kết tinh từ dung môi benzen-methanol hình lăng trụ mặt màu tím đậm Từ dung môi ether petrol tinh thể dạng hình thoi gần vuông có màu đỏ Dung dòch loãng có màu vàng • Hấp thu cực đại chloroform bước sóng 497 nm 466 nm • Vì có hai vòng β-ionone hai đầu nên β-carotene có hoạt tính tiền vitamin A mạnh µg β-carotene có hoạt tính vitamin A 1,67 U.S.P IU/g (1 IU = 0.6 µg β-carotene = 0,3 µg vit A) • Ứng dụng : tạo màu vàng cho sản phẩm thực phẩm, tăng tính dinh dưỡng sản phẩm với tư cách tiền vitamin A, làm chất chống oxy hóa 2.11.2 Licopene : Công thức cấu tạo licopene : 14 Licopene có nhiều cà chua (5,66mg/quả) số khác Trong trình chín, lượng licopene tăng 10 lần, khoông có hoạt tính vitamin Các loại carotenoid khác dẫn xuất licopene carotene 2.11.3 Xanthophyll : Công thức phân tử C40H56O2 có màu vàng sáng β-carotene, lòng đỏ trứng gà, rau xanh, cà chua 2.11.4 Capxanthyll : Công thức C40H58O3 màu chủ yếu ớt đỏ Cường độ màu mạnh 10 lần so với carotenoid khác 2.11.5 Birxine : Là màu đỏ nhiệt đới tên Bixa orellana, dùng để nhuộm màu dầu, margarine sản phẩm thực phẩm khác Công thức cấu tạo : 2.11.6 Citroxanthyll : Công thức C40H50O màu vỏ chanh 2.12 Carotenoprotein : Carotenoid tự có màu vàng, cam, đỏ, nhiều loại động vật không xương sống biển tôm, cua, tôm hùm,… có lượng lớn astaxanthin loại carotenoid khác dạng phức hợp carotenoprotein, tạo màu xanh lá, xanh dương, tím Sự hình thành phức hợp với protein giúp cho carotenoid protein bền vững hơn, tạo màu sắc khác so với carotenoid nguyên thủy Thí dụ α-crustacyanin carotenoprotein astaxanthin cua tôm hùm có bước sóng hấp thu cực đại 630 nm so với bước sóng 480 nm astaxanthin hay ovoverdine (dạng endiol astaxanthyll kết hợp với nhóm amin protein) trứng loài giáp xác có màu xanh ve : 15 Tương tác chủ yếu protein carotene diễn vòng oxy chức astaxanthin, đặc biệt vò trí C4 C4’ nhóm oxo Tuy cấu trúc trung tâm chất màu bò nhiễu loạn trầm trọng Phức hợp carotenoprotein tan nước, bền (màu bền điều kiện không khí nhiệt độ phòng hàng năm) có màu đặc trưng Những tương tác nghiên cứu tạo tương tác phức hợp có nghóa tạo số loại màu xanh lá, xanh dương, tím tan nước có độ bền cao FLAVONOID (FLA) : FLA hoà tan tốt nước chứa không bào, tạo màu từ đỏ đến tím tuỳ theo hàm lượng loại hợp chất 3.1 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 khủ dò vòng ta chia hợp chất FLA thành nhóm có dạng cấu trúc chủ yếu sau : 3.2 Anthocyane : 3.2.1 Cấu tạo : 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 Tất anthocyanidol có chứa hoá trò tự do, chưa thể xác đònh chắn vò trí nào, anthocyanidol thường biểu diễn mõt hợp chất cá tính lưỡng tính, tham gia phản với acid kiềm : 16 Có nhiều loại hợp chất anthocyane, thường gặp pelargonidol, cyanidol definidol 3.2 Tính chất : - Tính hoà tan : hầu hết 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 : 3.3 Flavanon : 3.4 Flavonol : III MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG CHẾ BIẾN : o Phản ứng Caramen : o Phản ứng Melanoidin : o Phản ứng oxy hoá Polyphenol : 17 [...]... có màu vàng sáng hơn β-carotene, trong lòng đỏ trứng gà, rau xanh, cà chua 2.11.4 Capxanthyll : Công thức C40H58O3 là màu chủ yếu của ớt đỏ Cường độ màu mạnh hơn 10 lần so với các carotenoid khác 2.11.5 Birxine : Là màu đỏ của quả cây nhiệt đới tên là Bixa orellana, dùng để nhuộm màu dầu, margarine và các sản phẩm thực phẩm khác Công thức cấu tạo là : 2.11.6 Citroxanthyll : Công thức C40H50O là màu. .. đại trong chloroform tại bước sóng 4 97 nm và 466 nm • Vì có cả hai vòng β-ionone ở hai đầu nên β-carotene có hoạt tính tiền vitamin A mạnh nhất 1 µg β-carotene có hoạt tính vitamin A là 1, 67 U.S.P IU/g (1 IU = 0.6 µg β-carotene = 0,3 µg vit A) • Ứng dụng : tạo màu vàng cho sản phẩm thực phẩm, tăng tính dinh dưỡng của sản phẩm với tư cách một tiền vitamin A, làm chất chống oxy hóa 2.11.2 Licopene :... chảy là 176 – 183oC, có kèm theo sự phân hủy • Tan tốt trong chloroform, benzen, CS2 Tan trung bình trong ether, ether petrol, dầu thực vật Tan rất hạn chế trong methanol, ethanol Không tan trong nước, acid, hợp chất alkane • Kết tinh từ dung môi benzen-methanol hình lăng trụ 6 mặt màu tím đậm Từ dung môi ether petrol là tinh thể dạng lá hình thoi gần như vuông có màu đỏ Dung dòch loãng có màu vàng... như là mõt hợp chất cá tính lưỡng tính, có thể tham gia phản với acid và kiềm : 16 Có nhiều loại hợp chất anthocyane, thường gặp nhất là pelargonidol, cyanidol và definidol 3.2 2 Tính chất : - Tính hoà tan : hầu hết hoà tan tốt trong nước Khi kết hợp với đường độ hoà tan tăng - Màu sắc : thay đổi theo nhiệt độ, loại hợp chất và hàm lượng - Khi tăng số lượng nhóm OH trong vòng benzene màu càng xanh đậm;... trong trứng các loài giáp xác có màu xanh ve : 15 Tương tác chủ yếu giữa protein và carotene diễn ra tại vòng oxy chức năng của astaxanthin, đặc biệt ở vò trí C4 và C4’ của nhóm oxo Tuy vậy cấu trúc trung tâm của chất màu cũng bò nhiễu loạn trầm trọng Phức hợp carotenoprotein tan được trong nước, rất bền (màu bền trong điều kiện không khí và nhiệt độ phòng hàng năm) và có màu đặc trưng Những tương tác... màu càng xanh đậm; Tăng mức độ methyl hoá các nhóm OH thì màu 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 : 3.3 Flavanon : 3.4 Flavonol : III MÀU TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG CHẾ BIẾN : o Phản ứng Caramen : o Phản ứng Melanoidin : o Phản ứng oxy hoá Polyphenol : 17 ... 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 o 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 thể tạo màu cho da gà con, màu lông,…thí dụ như loài Hồng hạc cần cung cấp carotenoid để duy trì màu hồng của bộ lông o Mặc dù các... mô, và nếu nồng độ đạt mức độ đủ thì có thể gây ra màu cam vàng cho da, nhất là ở tay và chân Hiện tượng này thường gặp ở những người tiêu thụ một lượng lớn carotenoid nguyên chất, hoặc ở những người ăn quá nhiều thức ăn chứa nhiều carotenoid như cà rốt, cam,… Có một vài trường hợp do tiêu thụ lượng lớn canthaxanthin (200mg/ngày) thì không những gây ra màu đồng cho da mà còn làm xuất hiện những tinh thể... nếu chúng ta cũng tạo được những tương tác phức hợp như thế có nghóa là chúng ta sẽ tạo được một số loại màu xanh lá, xanh dương, tím tan trong nước và có độ bền cao 3 FLAVONOID (FLA) : FLA hoà tan tốt trong nước và chứa trong các không bào, tạo các màu từ đỏ đến tím tuỳ theo hàm lượng và loại hợp chất 3.1 Cấu tạo : FLA là những dẫn xuất của cromal và cromon, các phenypropan Khi cromal và cromon ngưng... Dựa vào mức độ oxyhoá hay mức độ khủ của dò vòng ta có thể chia các hợp chất FLA thành các nhóm có dạng cấu trúc chủ yếu như sau : 3.2 Anthocyane : 3.2.1 Cấu tạo : Còn gọi là anthocyanoside vì là mono hay diglucoside của gốc đường glucose, galactose hay ramnose kế hợp với anthocyanidin (anthocyanidol) tạo màu đỏ, xanh, tím và các màu trung gian Tất cả anthocyanidol đều có chứa hoá trò tự do, nhưng chưa