TỔNG QUAN về CHẤT CHẤT MÀU TỰ NHIÊN

Các chất màu tự nhiên được tìm thấy rộng rãi trong tự nhiên từ những sinh vật đơn giản như Procaryotic Cyanobacteria, và khắp các họ nấm, thực vật và động vật.. PHÂN LOẠI CHẤT MÀU TỰ NHI

3

1 GIỚI THIỆU VỀ CHẤT MÀU TỰ NHIÊN

Chất lượng của sản phẩm thực phẩm không những chỉ gồm có giá trị dinh dưỡng

mà còn bao hàm cả giá trị cảm quan của chúng Màu sắc là một chỉ số quan trọng của giá trị cảm quan của thực phẩm Màu sắc của thực phẩm không những có giá trị về hình thức và còn có tác dụng sinh lý rõ rệt

Có thể tạo màu cho sản phẩm theo 3 cách:

 Bảo vệ tối đa màu sắc sẵn có trong nguyên liệu TP

 Nhuộm màu thực phẩm bằng màu đã trích ly sẵn từ các nguyên liệu thực vật hay bằng màu tổng hợp nhân tạo

 Dùng kỹ thuật thích hợp để tạo nên màu mới từ những hợp phần đã có sẵn trong nguyên liệu thực phẩm

Các chất màu tự nhiên được tìm thấy rộng rãi trong tự nhiên từ những sinh vật đơn

giản như Procaryotic Cyanobacteria, và khắp các họ nấm, thực vật và động vật Hầu hết các chất màu thực phẩm tự nhiên đến từ các bộ phận Magnoliophytacủa giới thực vật Tuy nhiên, chất màu tự nhiên từ các nguồn khác như lớp vỏ côn trùng , nấm mốc, nấm sợi và vi khuẩn lam [1]

2 PHÂN LOẠI CHẤT MÀU TỰ NHIÊN

Mặc dù cấu trúc rất đa dạng và từ nhiều nguồn gốc khác nhau, màu thực phẩm

tự nhiên có thể được nhóm lại thành nhiều nhóm khác nhau, ba nhóm quan trọng nhất trong số đó là: carotenoid, chlorophyll, và flavonoid [1]

 Chlorophyll là một trong những chất quan trọng nhất của tetrapyrrols, được tìm thấy trong tất cả các thực vật bậc cao.[1]

 Carotenoid là tetraterpenoids được phổ biến như chất diệp lục, vì chúng c ng là một phần của bộ máy quang hợp Chúng c ng cung cấp các sắc tố màu vàng-cam-đỏ cho nhiều loại trái cây [1]

 nthocyanins là một nhóm các flavonoid cung cấp các màu đỏ-tím của nhiều loại trái cây, trong quả, cụ thể như dâu tây, quả cây cơm cháy, và nho đen Ngoài ra còn một vài lớp của màu thực phẩm như là anthraquinon và betalains.[1]

3 CAROTENOID

3.1 Giới thiệu và nguồn gốc

Carotenoid là một trong số các sắc tố màu quan trọng trong tự nhiên.Carotenoid có vai trò trong việc quy định các màu sắc của một số loại thực vật: trái cây, rau, hoa, nấm và đặt biệt là trong 1 số loại trái cây như: các loại trái cây thuộc họ cam, đào, dưa hấu Quy định màu sắc của một số động vật: tôm hùm và cá hồi Ngoài mục đích tạo ánh vàng và màu đỏ s m trong màu thực phẩm, carotenoid c ng chính là chất tiền vitamin , giúp hấp thụ ánh sáng, vận chuyển oxy và các chức n ng khác có thể chưa tìm ra th i điểm hiện nay Carotenoid hòa tan trong dung dịch dầu thực vật và mỡ động vật, tạo trạng thái keo trong lipid, kết hợp với protein trong pha nước Các carotenoid khác nhau có thể được tách bằng cột sắc ký và khảo nghiệm quang phổ học khác nhau [2]

Carotenoid chính là nguồn gốc cơ bản của màu vàng, cam và đỏ trong sắc tố thực vật, được phân bố rộng rãi trong tự nhiên Hiện nay chúng có mặt hầu hết ở tất cả sinh vật sống, từ vi khuẩn, nấm men, tảo đến cao hơn là thực vật và động vật Các hợp chất này là một nhóm hơn 700 sắc tố tự nhiên Hầu hết chúng được tìm thấy ở thực vật , đặc biệt ở trong các họ lá, hoa, trái cây Động vật không có khả n ng tổng hợp carotenoid nên phải hấp thu qua chế độ n uống ví dụ như da và thịt cá hồi và chuyển hóa chúng để sử dụng trong chức n ng sinh lý [3]

3.2 Tính chất của carotenoid

Về mặt tính chất, carotenoid không tan trong nước và tan trong chất b o, rất nhạy với axit và chất oxy hóa nhưng lại bền với kiềm Carotenoid có nhiều nối đôi liên hợp tạo nên những nhóm mang màu riêng biệt vì vậy màu sắc của các sinh vật phụ thuộc vào các nhóm mang màu này Nhóm chất này có từ 65-70 chất trong tự nhiên, tiêu biểu là lycopene, carotene, xanthophyll, capxanthin, xitroxanthin, trong đó hầu hết các chất thuộc nhóm carotenoid đều là d n xuất của lycopene [4]

3.3 ng d ng của carotenoid

Carotenoid có hiệu quả tốt đối với sức khỏe con ngư i, chẳng hạn như chất tiền vitamin , chất chống oxy hóa, chống ung thư, có tác dụng chống b o phì và đồng hóa các hợp chất trong xương Hiện nay, carotenoid được sử dụng trong thương mại như là chất phụ gia thức n ch n nuôi, chất màu thực phẩm tự nhiên, bổ sung chất dinh dưỡng

Các loại carotene thư ng được tổng hợp từ 3 nguồn chính là: thực vật,

Dunaliella Salina, Blakeslea Trispora Carotene tự nhiên có nguồn gốc từ một số thực

vật như cà rốt, dầu thực vật, cỏ linh l ng và cây tầm ma Nguồn carotene tự nhiên dồi dào nhất là ở cây cọ dầu, trong vỏ quả có một loại dầu rất giàu carotene Các carotene tồn tại trong dầu với nồng độ khoảng 30 Các loại carotene chủ yếu thư ng gặp là

-Carotene, -carotene, -carotene, -carotene, -carotene đa phần là và carotene) [1]

-Cấu tạo của -Carotene, -carotene, -carotene-carotene, -carotene đa phần giống nhau, đều có công thức tổng quát C40H56, đều là các hidrocacbon nhưng có vị trí của một số nối đôi khác nhau [1]

Hình 1: công thức cấu tạo cảu các loại Carotene

Chúng ta phát hiện được 690 carotene báo cáo trong y học, 477 được tìm thấy

là -caroten, 1,4,4--carotene, 4,3--carotene, 2,2--carotene và 4--carotene, và 310 loại carotene trong thực vật hai lá mầm, 122 loại trong thực vật một lá mầm, 76 loại trong tảo, 44 loại trong thực vật hạt trần, 22 loại trong họ dương xỉ, 8 loại trong địa y,

5 loại trong nấm, vi khuẩn và 42 loại trong côn trùng [5]

Carotene được sử dụng để tạo màu chất b o và sản phẩm dầu, bơ thực vật, quá trình pho mát, lòng đỏ trứng đông lạnh và khô, hỗn hợp nước p trái cây Ngoài việc được sử dụng như là chất tạo màu, carotene c ng được sử dụng cho mục đích dinh dưỡng như chất tiền vitamin ví dụ, trong bơ thực vật, nơi chúng c ng cung cấp màu sắc) hoặc là bổ sung chế độ n uống Trong y học, -caroten được biết đến là một chất oxy chống hóa mạnh nhất trong các loại carotenoid, nó có thể hoạt động như một tác nhân ng n ngừa, chống lại bệnh ung thư [3]

3.4.2 Lycopene

Lycopene là một tiền chất trong sinh tổng hợp -carotene, lycopene có thể được tìm thấy trong thực vật có chứa -carotene, mặc dù thư ng ở nồng độ rất thấp đôi khi không thể phát hiện) Các nguồn tốt nhất được biết đến của lycopene là cà chua, dưa hấu, ổi, bưởi hồng Màu đỏ của quả cà chua chín chủ yếu do sự có mặt của lycopene và một số chất trong nhóm carotenoid tạo nên [4]

Bảng 1: Hàm lượng các chất màu trong cà chua

7

Lycopene là một chất tan trong dung môi hữu cơ không phân cực, có 40 nguyên

tử carbon, không no, là hydrocacbon mạch thẳng chứa 11 liên kết đôi liên hợp và 2 liên kết đôi không liên hợp Các đồng phân trans của lycopene là thành phần chủ yếu trong cà chua tươi và là hình thức nhiệt động ổn định nhất Mặc dù một nghiên cứu khác cho rằng các đồng phân cis của lycopene là ổn định hơn so với đồng phân trans[6] Mỗi liên kết đôi liên hợp có thể trải qua đồng phân hóa để cấu thành nên đồng phân cis khác nhau, đặc biệt là trong thực phẩm chế biến và bảo quản Việc có rất nhiều liên kết đôi liên hợp trong lycopene giúp cho nó một có khả n ng chống oxy hóa mạnh Bằng cách tạo vòng ở một hoặc cả hai đầu của lycopene sẽ được các đồng phân α,β,γ-carotene [6]

Không giống như các carotenoid khác như các α,β -carotene, lycopene không phải là các chất tiền vitamin hoạt động vì nó thiếu cấu trúc vòng không no như các carotenoid phổ biến khác Mặc dù thiếu sự hoạt động tiền vitamin , lycopene lại được biết đến là một chất chống oxy hóa mạnh Loại phản ứng oxy hóa ROS(9)) được biết có mối quan hệ quan trọng trong sự phát triển của một số bệnh mãn tính như ung thư và bệnh tim mạch Những phản ứng oxy hoá ROS được tạo ra nhiều trong các nội sinh phân tử thông qua hoạt động trao đổi chất Chúng phản ứng với thành phần tế bào, xảy ra sự oxy hóa gây thiệt hại nghiêm trọng đến phân tử sinh học của tế bào như lipid, protein và DN Chất chống oxy hóa là chất phản ứng phòng ngừa và làm bất hoạt ROS Do đó, làm chậm tr đáng kể hoặc ng n chặn thiệt hại của sự oxy hóa liên quan đến các nguy cơ mắc bệnh mãn tính Lycopene là một trong những chất chống oxy hóa mạnh nhất trong số carotenoid trong chế độ n uống và có thể giúp giảm nguy

cơ các bệnh mãn tính như ung thư và bệnh tim [6]

3.4.3 Lutein

Lutein là một carotenoid với rất nhiều tính chất đặc trưng riêng biệt Lutein còn được gọi là "progesterone thực vật" là một sắc tố phổ biến trong các loại rau, hoa, trái cây và một số loại tảo trong các sắc tố tự nhiên Trong bông cải xanh, đậu tuyết, đậu

Hà Lan, chi đậu cô ve, cải Brussel, bắp cải tím, cải xo n, rau chân vịt, rau diếp, kiwi

và các loại rau xanh khác, đa phần sự hiện diện của lutein trong trái cây tồn tại ở dạng este Trong xoài, đu đủ, đào, mận, hạt d , các loại bí mùa đông và cam và các loại trái cây màu vàng, cam khác c ng có rất nhiều lutein Lutein có trong các loại trái cây và rau quả tồn tại ở dạng este với axit myristic và một số axit b o như axit lauric, acid

palmitic, Sau khi n những thực phẩm này, lutein ở dạng este sẽ được thủy phân tạo

ra lutein, sau đó được cơ thể hấp thụ và chuyển hóa [7][8]

Lutein là một carotenoid có chứa nguyên tố O, nhưng c ng tương tự với các catorenoid khác có cấu trúc cơ bản giống nhau: có 18 cặp nguyên tử cacbon liên hợp

và 2 vòng sáu cạnh được kết nối với một chuỗi dài, và chỉ khác là có gắn thêm 2 gốc hydroxyl ở 2 vòng [8]

Lutein và dạng este của nó ổn định trong nhiệt độ cao và tia cực tím Bởi vì phân tử lutein là chất có cấu trúc cao phân tử không bão hòa, nên ổn định trong nhiệt

và tia cực tím Ngoài ra lutein hòa tan trong các dung môi hữu cơ, hấp thụ tương đối tốt Lutein còn là một chất kháng oxy hóa khá tốt, nh vào cấu trúc cực k bền vững với 11 chuỗi liên kết đôi liên hợp cùng với 2 vòng 6 cạnh không no [8]

Lutein là một chất chống oxy hóa tự nhiên tuyệt đối chống lại các gốc tự do trong cơ thể con ngư i có thể gây ra thiệt hại cho các tế bào và các cơ quan, từ đó ng n ngừa cơ thể lão hóa gây ra bởi xơ cứng tim mạch , bệnh tim mạch vành và ung thư Lutein và zeaxanthin là hai loại duy nhất trong số các carotenoid có khả n ng phòng ngừa các vấn đề liên quan đến tuổi của mắt như mất tầm nhìn khu vực điểm vàng võng mạc mặc dù lượng lutein trong điểm vàng rất thấp), các tổn thương mắt và điểm mù được bảo vệ bởi chức n ng của lutein Lutein và zeaxanthin có thể ng n ngừa sự oxi hóa, do đó ức chế sự hình thành các gốc tự do gây hại Sự có mặt của gốc tự do bắt nguồn trong hai trư ng hợp của võng mạc:

- Hoạt động trao đổi chất tốt và trao đổi n ng lượng

- Hoạt động trong võng mạc của một quá trình trao đổi chất, tức là n ng lượng lần lượt vào các tín hiệu não và các quá trình trao đổi chất cùng một lúc Phần này của võng mạc nằm bên ngoài của các tế bào que võng mạc nên rất nhạy cảm và d bị oxy hóa khi tổn thương Vì vậy nh có lutein bảo vệ và phòng ngừa sự oxi hóa này [8]

Hình 3: Lutein

9

3.4.4 Xanthophyll

Công thức xanthophyll 3,3’-dihydroxy-α-caroten ) là C40H56O2 được hình thành bằng cách gắn thêm hai nhóm hydroxyl vào phân tử β-carotene Xanthophyll có

màu vàng sáng hơn carotene vì chứa ít nối đôi hơn [4]

Trong lòng đỏ trứng gà có hai xanthophyll là dihydroxy-α-caroten và dihydroxy-β-carotene với tỉ lệ 2:1 [4]

Xanthophyll có vai trò quan trọng trong cấu trúc và chức n ng tổng hợp ánh sáng quang hợp từ tảo và thực vật có mạch nhựa cây) Sự giải phẩu di truyền của

xanthophyll có trong tảo xanh Chlamydomonas reinhardtii cho thấy các chức n ng cụ

thể của xanthophyll trong việc hấp thụ n ng lượng ánh sáng dư thừa, đo lư ng sự dập tắt nonphotochemical[9]

3.4.5 Capxanthin

Công thức cấu tạo capxanthin là C40H58O3 là chất màu vàng có trong ớt đỏ và chiếm 7/8 tất cả các màu của ớt Capxanthin là d n xuất của caroten nhưng có màu đậm hơn các carotenoid khác gấp 10 lần [4]

Công thức cấu tạo của capxanthin:

Capxanthin lần đầu tiên phân lập từ quả ớt đỏ ở dạng tinh thể Philip và Francis 1971) báo cáo rằng capxanthin trong ớt bột lên tới 35 tổng carotenoid [10]

Nhiều báo cáo về capxanthin như các bước sinh tổng hợp capxanthin, những thay đổi về số lượng của các carotenoid trong ớt đỏ khô, và động học của các

Hình 4: Xantofil

Hình 5: Capxanthin

carotenoid của bột màu ớt đỏ là do phản ứng este hóa Từ đó điều chỉnh tỉ lệ các chất trong phản ứng nhằm hạn chế thoái hóa động học của capxanthin trong ớt bột để ứng dụng vào ngành công nghệ thực phẩm [10]

Giá trị và hàm lượng các chất thuộc nhóm carotenoid ở gia cầm thư ng biến động đáng kể, đồng th i chúng c ng không thể tổng hợp các chất này Để đạt được màu sắc c ng như giá trị dinh dưỡng cao, ngư i ta thư ng kết hợp vào thức n gia cầm một chất màu đỏ là capxanthin Hiệu quả là hàm lượng sắc tố thuộc nhóm carotenoid

t ng lượng đáng kể, làm cho thịt gà có màu đỏ tươi và giá trị dinh dưỡng cao hơn[11]

3.4.6 Cryptoxanthin

Cryptoxanthin là một trong những carotenoid, một nguồn chính của tiền vitamin , thư ng chỉ đứng sau β –carotene [12], và cryptoxanthin có mặt trong các loại trái cây như cam, quýt, đu đủ, xoài, dưa hấu, ngoài ra β-cryptoxanthin c ng được tìm thấy trong một số sản phẩm động vật có màu vàng như lòng đỏ trứng và bơ [13]

β-Cryptoxanthin có công thức nguyên là C40H56O (3- hoặc 4-) carotene)[4]

hydroxy-β-Như các carotenoid khác, β-cryptoxanthin là một chất chống oxy hóa và có thể giúp ng n ngừa c ng như hỗ trợ sự hồi phục các tổn thương do oxy hóa DN [14] Những phát hiện gần đây về mối liên quan nghịch giữa β-cryptoxanthin và nguy cơ ung thư phổi cho thấy rằng β-cryptoxanthin khả n ng có thể hoạt động như một tác nhân ng n ngừa ung thư chống lại bệnh ung thư phổi Những ngư i bổ sung đủ lượng cryptoxanthin sẽ giảm đến 30 nguy cơ mắc ung thư phổi so với những ngư i mà trong cơ thể không có đủ lượng cryptoxanthin cần thiết [15]

3.4.7 Bixin

Bixin là một carotenoid tìm thấy trong nnatto, một màu thực phẩm tự nhiên

lấy từ hạt của cây Achiote [16] Annatto hạt chứa khoảng 5 chất màu, trong đó bao gồm 70-80% bixin[17] Bixin là chất màu đỏ có trong quả cây nhiệt đới tên là Bixa

Hình 6: Cryptoxanthin

11

Orellana ở các vùng nhiệt đới hay cận nhiệt đới trên toàn thế giới Không giống như

β-carotene, chất màu gốc bixin không phải là tiền chất vitamin A [18]

Birxin là sản phẩm oxy hóa của các carotenoid có 40 nguyên tử cacbon [4] Bixin có công thức cấu tạo như sau:

Bixin hòa tan trong chất b o nhưng không hòa tan trong nước Khi tiếp xúc với kiềm, các methyl este được thủy phân để tạo thành norbixin , là một d n xuất tan trong nước Tính chất vừa tan trong nước và vừa tan trong dung môi không phân cực như thế này rất hiếm đối với carotenoid [19]

Trong thực phẩm chất màu bixin thư ng được dùng để nhuộm màu cho các sản phẩm của chất b o và sữa, phô mai, bơ, margarin, lạp xưởng, mì tôm, kem, đồ tráng miệng, thực phẩm nướng và bánh snack, Về mặt y học, bixin được tìm thấy trong hạt điều nhuộm khả n ng chống oxy hóa và chống lại ảnh hưởng của các nhân tố gây ung thư đối với cơ thể con ngư i [20]

3.4.8 Xitroxanthin

Xitroxanthin có trong vỏ quả chanh.[4]

Xitroxanthin có công thức cấu tạo là C40H50O Xitroxanthin có được khi kết hợp vào phân tử β-Carotene một nguyên tử oxi để tạo thành cấu trúc Furanoit.[4]

Công thức cấu tạo của Xitroxanthin:

3.4.9 Astraxanthin

Astraxanthin là một loại carotenoid tự nhiên tìm thấy trong tự nhiên chủ yếu ở các sinh vật biển như tảo, các loại cá hồi, nhuy n thể, tôm, tôm càng, và động vật giáp xác [21] Astraxanthin thư ng gặp trong trứng của các loài giáp xác có chất màu xanh

Hình 8: Xitroxanthin Hình 7: Bixin

ve, tồn tại dưới dạng muối endiol của astraxantin và nhóm amin của protein gọi là

ovoerdin [21][4] Các vi tảo lục Haematococcus Pluvialis được coi là nguồn giàu astraxanthin nhất và các vi tảo khác, chẳng hạn như Chlorella, Chlorococcum., và Botryococcus Brauni c ng có chứa astaxanthin Nó c ng có thể được tìm thấy trong

những chiếc lông v như lông chim cút, chim hồng hạc và cò, c ng như trong sáp ong, chất nhựa được thu thập bởi những con ong [21]

Astraxanthin c ng là d n xuất của carotene và có tên gọi là dixeto-β-carotene [4]

3,3-dihydroxy-4,4-Công thức cấu tạo của straxanthin

Trong quá trình gia nhiệt do protein biến tính nên astraxanthin bị tách ra dưới dạng chất màu đỏ [4]

Astraxanthin được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp nuôi trồng thủy sản đặc biệt là thức n bổ sung của cá hồi và tôm), trong quá trình sản xuất mỹ phẩm và chế biến thức n [21]

4 FLAVONOID

4.1 Giới thiệu và nguồn gốc:

Flavonoid là sắc tố thực vật được tổng hợp từ phenylalanine, màu sắc của các chất thuộc nhóm này quy định màu của những cánh hoa, và phổ biến ở các tế bào thực vật màu xanh lá Khi bị kích thích bởi ánh sáng cực tím, các chất sẽ phát ra ánh sáng

hu nh quang [22]

Các flavonoid được phân loại bởi các nhà thực vật học Chúng điều hòa t ng trưởng thực vật bằng cách ức chế các exocytosis của auxin indolyl axit axetic, c ng như bằng cảm ứng biểu hiện gen, và ảnh hưởng đến các tế bào sinh học khác bằng nhiều cách Flavonoid ức chế hoặc tiêu diệt nhiều chủng vi khuẩn, ức chế các enzyme quan trọng của virus, chẳng hạn như quá trình sao ch p ngược và protease, và tiêu diệt

Hình 9: Astaxanthin

13

một số sinh vật đơn bào gây bệnh, tuy nhiên tác hại đối với các loài động vật có tế bào

là không đáng kể Flavonoid là thành phần chính trong tính n ng của nhiều chế phẩm thảo dược và côn trùng dùng trong y tế, ví dụ như sáp ong ong keo) và mật ong [23] Bảng 2: Thành phần flavonoid ở một số loài ong châu Âu, và dịch tiết từ các mầm cây

được tìm ra bởi máy sắc ký khí

4.2 Tính chất của flavonoid:

Flavonoid là một phân lớp của polyphenol Bao gồm hai vòng thơm mỗi có chứa ít nhất một hydroxyl, được kết nối thông qua "cầu nối" carbon một ba và là một phần của một vòng dị vòng sáu cạnh.[23]

Các flavonoid là các hợp chất của phenolic nên d bị ôxi hóa đến quinone Quá trình này có thể được đi kèm với một vòng mở tại C1, xảy ra trong trư ng hợp của các anthocyanidines, tiến hành d dàng dưới tác động của tia cực tím, đặc biệt khi cả có mặt của ion kim loại nặng Từ đó flavonoid có khả n ng bảo vệ các acid b o không bão hòa F S) ở màng tế bào và ascorbat chống lại quá trình oxy hóa [23]

Bảng 3: Qúa trình khử-oxi hóa điện thế pH 7.0, 30oC)

4.4 Phân loại flavonoid:

Thuật ngữ flavonoid là một danh từ tập thể cho các chất màu chủ yếu bắt nguồn từ benzo-γ-pyrone, đồng nghĩa với chromone 1,4-benzopyrone)

Hình 10: benzo-γ-pyrone

Hình 12

Hình 16

4.4.1 Antoxian

 Giới thiệu và nguồn gốc

Antoxian có màu đỏ và màu xanh lam Các sắc tố antoxian hay là antoxianin là những hợp chất hoá học thuộc nhóm glucoside Trong tự nhiên có nhiều hợp chất loại này và chúng có ở rau quả với số lượng và tỷ lệ khác nhau Trong rau quả, hoa và các

bộ phận khác của thực vật, chúng có nhiều màu sắc khác nhau Có bốn loại antoxian: pelacgonidin, xianidin, denfinidin và apigenidin Các màu đỏ, xanh lam và các màu khác tương tự khác của rau quả là các este metyl của các antoxianidol này Các sắc tố của antoxian này rất nhạy cảm với phản ứng của môi trư ng.[4]

 Cấu tạo của antoxian

Antoxian là mono hay diglucoside do gốc đư ng glucoza, galactoza hoặc ramnoza kết hợp với gốc aglucon có màu gọi là antoxianidin Do đó khi thủy phân thì được đư ng và antoxianidol Các antixianidol và antoxian là những chất tạo nên màu sắc cho hoa và quả Chúng có màu đỏ, xanh, tím hoặc những gam màu trung gian.[4] Tất cả antoxianidol đều có chứa một nguyên tử oxy mang điện tích tự do trong vòng pyran Tuy nhiên ngư i ta chưa biết được chắc chắn nguyên tử nào: oxy hay carbon mang điện tích dương tự do Do đó antoxianidol thư ng được biểu di n dưới dạng công thức trung tính.[4]

Hình 20 Hình 19

Hình 18

17

Nh điện tích dương tự do này mà các antoxianidol trong dung dịch axit tác dụng như những cation và tạo muối được với các axit Còn trong dung dịch kiềm antoxianidol lại tác dụng như anion và tạo muối được với bazơ.[4]

Thư ng gặp ba antoxianidol chính là: pelargonidol, xianidol và delfinidol Còn apigenidol thì ít gặp hơn.[4]

Hình 24: Antoxianidol

Hình 25: các ntoxianidol thư ng gặp

 Tính chất của antoxian

Nói chung các antoxian hòa tan tốt trong nước và trong dịch bào Khi kết hợp với

đư ng làm cho phân tử antoxian càng hòa tan hơn.[4]

Màu sắc của các antoxian luôn luôn thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất màu có mặt và các yếu tố khác, khi t ng số lượng nhóm OH trong vòng benzen thì màu càng xanh đậm trong vòng benzen có thể có 1-2 hoặc 3 nhóm OH) [4]

Mức độ metyl hóa các nhóm OH ở trong vòng benzen càng cao thì màu càng đỏ Nếu nhóm OH ở vị trí thứ ba kết hợp với các gốc đư ng thì màu sắc c ng sẽ thay đổi theo số lượng các gốc đư ng được đính vào nhiều hay ít.[4]

Các antoxian c ng có thể tạo phức với các ion kim loại để cho các màu khác nhau chẳng hạn, muối kali sẽ cho với antoxian màu đỏ máu, còn muối canxi và magie

sẽ cho với antoxian phức có màu xanh ve Hoặc ngư i ta c ng thấy quả phúc bồn tử đen sẽ chuyển sang màu xanh, còn anh đào thì chuyển sang màu tím khi có mặt thiếc, anh đào c ng sẽ cho màu tím khi có mặt nhôm, nhưng nhôm lại không ảnh hưởng đến màu của nho đỏ [4] Các antoxian của nho chỉ thay đổi đáng kể khi có Fe, Sn hoặc Cu Điểm đáng chú ý là màu sắc của antoxian phụ thuộc rất mạnh vào pH của môi trư ng Thông thư ng khi pH > 7: các antoxian cho màu xanh

khi pH < 7: các antoxian có màu đỏ

Chẳng hạn: rubrobraxinin clorua là antoxian của bắp cải đỏ, là một triglucozit của xianidin

Khi pH= 2,4 – 4,0 thì có màu đỏ thắm

pH = 4 – 6 thì có màu tím

pH= 6 thì có màu xanh lam

pH là kiềm thì có màu xanh lá cây

Hoặc như xianin có trong hoa hồng, màu sắc sẽ thay đổi khi pH dịch bào thay đổi Màu sắc của antoxian còn có thể thay đổi do hấp thu ở trên polysacaride.[4]

Khi đun nóng lâu dài các antoxian có thể phá hủy và mất màu, đặc biệt là các antoxian của dây tây, anh đào, củ cải Ngược lại, các antoxian của quả phúc bồn tử đen lại không bị thay đổi Nhìn chung khi gia nhiệt, các chất màu đỏ d dàng bị phá hủy, còn chất màu vàng thì khó hơn Các màu sắc khác nhau của hoa có được là do tổ hợp các antoxianidin và các este metylic của chúng với axit và bazơ.[4]

19

Tóm lại, trong môi trư ng acid, các antoxian là những base mạnh oxonium) và

có thể tạo muối bền vững với acid ntoxian c ng có khả n ng cho muối với base Như vậy, chúng ta có tính chất amphote Muối với acid thì có màu đỏ, còn muối với kiềm thì có màu xanh

 ng d ng của antoxian

Trong sản xuất đồ hộp, để bảo quản các màu tự nhiên, ngư i ta có thể cho thêm chất chống oxy hóa, ví dụ thêm rutin để bảo vệ màu của anh đào và mận, thêm tanin, axit ascorbic để bảo vệ màu của dâu và anh đào Một biện pháp nữa có thể bảo vệ

được màu tự nhiên của các đồ hộp, rau quả là thêm enzym Glucoxydaza, chẳng hạn

như thêm glucooxydaza để giữ màu tự nhiên của nước hoa quả đục,

4.4.2 Flavonol

 Giới thiệu nguồn gốc và ng d ng

Flavonol là sản phẩm của quá trình sinh tổng hợp flavonoid Flavonol trong các nhà máy có chức n ng sinh lý khác nhau, từ tương tác với các vi sinh vật đến khả n ng tạo phấn hoa và làm sạch gốc tự do Tuy nhiên, vai trò phổ biến nhất của chúng xuất hiện để được như chất chống tia cực tím, c ng như chất tạo màu trong hoa và quả Trong ba phần chính flavonol: kaempferol, quercetin và myricetin, chủ yếu là quercetin-3-O-glucoside và -3-Oglucuronide được tìm thấy trong quả nho Flavonol

có trong lá và thân của cây nho Flavonol phát hiện trong lớp biểu bì trên của bộ phận của cây, phù hợp với vai trò của chúng trong việc bảo vệ tia cực tím, trong khi anthocyanins có mặt trong các tế bào của lớp biểu bì dưới cuả cây Tuy nhiên, nếu sự hình thành sắc tố xảy ra, anthocyanins và flavonol đều góp phần trong cùng một tế bào Flavonol đóng một vai trò trọng yếu là hình thành sắc tố trong rượu vang.[25] Flavonol có mặt trong da của chín nho nhưng không được phát hiện trong hạt hoặc thịt Flavonol c ng có mặt trong nụ, tua, chùm hoa, bao phấn và lá Nồng độ của các flavonol trong hoa mg/g trọng lượng tươi) cao và thấp giữa hoa và quả mọng nhưng sau đó v n tương đối ổn định trong quả mọng Flavonol hiện diện cao nhất ở hoa và đậu, nó càng t ng lên trong quá trình chín của chúng.[25]

 Cấu tạo của flavonol

Flavonol có thể được coi như 3-hydroxyflavone và flavon, ngược lại, là flavonol 3 deoxy- khác biệt hoàn toàn phát sinh từ số lượng và phân bố của các nhóm hydroxyl c ng như từ bản chất và mức độ alkyl hóa và có hoặc không có glycosyl hóa

của các nhóm này Chung với flavonoid khác, các flavonol thư ng xuyên nhất được tìm thấy trong thực vật là những chất có nhóm hydroxyl ở vị trí 3 - và 4 -, tiếp theo là những chất có một gốc hydroxyl chỉ ở vị trí 4 Quercetin và kaempferol là flavonol điển hình của loại này.[26]

4.4.3 Flavanone

 Giới thiệu, nguồn gốc và ng d ng

Việc tiêu thụ các loại trái cây và nước trái cây thuộc họ Citrus đã trở nên phổ biến và đã được nghiên cứu rộng rãi về vai trò của nó trong phòng chống bệnh tim mạch và bệnh ung thư Những tác động có lợi trên chủ yếu là do flavanone, các polyphenol đặc trưng của họ Citrus Phần lớn flavanone trong các loài thực vật bao gồm hesperetin, naringenin, eriodictyol, isosakuranetin và glycosides tương ứng của

nó Hesperetin và các d n xuất của nó là flavanone đặc trưng của cam vàng, tangelo, chanh xanh và chanh vàng, trong khi naringenin và các d n xuất của nó là flavanone đặc trưng của bưởi , sour orange.Những tiến bộ trong kỹ thuật phân tích như siêu sắc

ký lỏng hiệu n ng cao UPLC) kết hợp với khối phổ đã tạo điều kiện dự toán hàm lượng của flavanone chứa trong các loài thực vật khác và ở ngư i sau khi tiêu hóa và xác định các chất chuyển hóa flavanone nhanh chóng hơn và hiệu suất cao hơn.[28]

So với các flavonoid khác thì flavanone ít gặp hơn Hesperidin và Naringin là hai flavanone phổ biến nhất có trong vỏ cam quýt bên cạnh các casein có hoạt tính vitamin P được nêu trong bảng 4.[28]

Hình 26: Flavonol

a: Trong methanol với nồng độ 0.01 HCl

b: 3-Glucoside

c: AlCl3 trao đổi sự hấp thu đối với quang phổ có màu xanh từ 14-23nm

 ng d ng của flavanone

Gần đây, hesperetin 7-glucuronide Hp7G) đã được chứng minh ảnh hưởng đến

sự phân osteoblast Các flavanone có trong các loại cam quýt lớn có thể có hiệu quả trong cuộc chiến chống ung thư bằng cách giảm thiểu thiệt hại DN , phát triển khối u

ra bởi các yếu tố cơ bản t ng trưởng nguyên bào sợi VEGF) hoặc sự kết hợp của hai cytokine gắn kết với nhau, in vitro và nghiên cứu in vivo Tám flavanone, bao gồm flavanone, 2'hydroxyflavanone, 4'-hydroxyflavanone, hydroxyflavanone, 7-hydroxyflavanone, naringenin, naringin, và taxifolin, là điều tra cho các hiệu ứng chống khối u của họ trong các tế bào ung thư đại trực tràng 2 -Hydroxyflavanone đã đưa ra như là tác nhân ng n ngừa ung thư mạnh nhất và do đó cho thấy một tác dụng

ức chế đáng kể về hình thành khối u [28]

Naringenin cho thấy một vai trò tiềm n ng trong các loại trái cây họ cam quýt như là một nguồn chemoprotective tiềm tàng cho việc chống lại bệnh ung thư đại tràng Trong một nghiên cứu so sánh, flavanone cho thấy một hoạt động chống t ng sinh đáng kể đối với phổi, đại tràng, ung thư vú, tuyến tiền liệt và khối u ác tính thuộc dòng tế bào ung thư Điều thú vị là, methyl hóa hesperetin và eriodictyol tại C7-OH

t ng khả n ng chống t ng sinh [28]