CHẤT MÀU CAROTENOID

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC- THỰC PHẨM TIỂU LUẬN CHẤT MÀU CAROTENOID GVHD: Lê Văn Nhất Hoài Lớp : DHTP10C – N4DT2 Danh sách sinh viên MSSV Đoàn Thị Kim Chi 14132401 Phạm Lê Mỹ Duyên 14133271 Nguyễn Thị Đào 14125661 Nguyễn Hoàng Anh 14134021 TP.HCM, tháng 9, năm 2016 Lời cảm ơn Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM đặc biệt thầy Lê Nhất Hoài nhiệt tình hướng dẫn để chúng em hoàn thành tiểu luận Trong trình học tập, trình làm báo cáo khó tránh khỏi sai sót, mong Thầy, Cô bỏ qua Đồng thời trình độ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên báo cáo tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp Thầy, Cô để em học thêm nhiều kinh nghiệm hoàn thành tốt báo cáo tốt nghiệp tới Em xin chân thành cảm ơn! Nhận xét giảng viên hướng dẫn Danh mục sơ đồ, hình Hình Nội dung Trang Hình 1.1 Quang phổ hấp phụ số chất nhóm carotenoid Hình 1.2 biến đổi carotenoid Hình 1.3 Thực phẩm giàu β – carotene Hình 1.4 Cấu tạo carotene Hình 1.5 Thực phẩm giàu lycopene Hình 1.6 Cấu tạo lycopene Hình 1.7 Cấu tạo xanthophyll Hình 1.8 Thực phẩm giàu xanthophyll Hình 1.9 Thực phẩm giàu capsaicin Hình 1.10 Cấu tạo capsaicin Hình 1.11 Thực phẩm giàu astaxanthin Hình 1.12 Cấu tạo astaxanthin Hình 2.1 thay đổi màu sắc cà chua bảo quản nhiệt độ khác 10 Hình 4.1 Nguồn thực vật chứa carotenoid 12 Hình 4.2 Nguồn động vật chứa carotenoid 13 Hình 4.3 Vi khuẩn quang hợp Deuteromycetes chứa carotenoid 13 Hình 5.1 Sản phẩm màu carotenoid: bột gấc sấy khô 16 Hình 5.2 Sản phẩm màu carotenoid: tinh bột nghệ 17 Hình 5.3 Sản phẩm màu carotenoid: chiết suất bột xoài 17 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chất màu thực phẩm nhiều ý nghĩa giá trị dinh dưỡng phụ gia thiếu chế biến thực phẩm Thế nước ta việc buôn bán phẩm màu chưa quản lý chặt chẽ Rất nhiều loại phẩm màu không rõ xuất xứ không phép sử dụng thực phẩm lại bán nhiều, tự chợ Điều dẫn đến nhiều vụ ngộ độc thực phẩm chất màu gây ra, vụ nhiều người Tam Đảo - Vĩnh Phú ăn xôi gấc có pha màu bị ngộ độc hàng loạt Ngoài nhiều trường hợp chưa xác định thống kê Theo thống kê Chi cục quản lý thị trường TPHCM, có hàng chục vụ kinh doanh bột màu trái phép mà điển hình vụ 34 Kim Biên - Quận phát bán 1.000kg bột màu loại không rõ xuất xứ hay 121/3 Lò Siêu - Quận 11 phát 1.740kg bột màu công nghiệp Trung Quốc nhãn hiệu Đây số liệu thống kê "chính thống" Còn kg bột màu kiểu thả thị trường? Nếu lượng bột màu không phát - đem bán thị trường nguy hiểm cho người tiêu dùng Điều trở thành mối lo ngại, nỗi ám ảnh người tiêu dùng phải sử dụng sản phẩm có sử dụng đến chất màu Mới Trung tâm y tế dự phòng có tổ chức đợt tra cho thấy 203 mẫu nguyên liệu gồm loại màu 100% màu xanh dương, màu cẩm, tím nho, màu hồng màu không nằm danh mục, số 32 mẫu màu xanh nằm danh mục cho phép Từ số liệu cho thấy việc buôn bán, sử dụng bột màu phải báo động phải quản lý chặt chẽ, kiểm soát việc buôn bán, sử dụng màu chế biến thực phẩm phải đặt mức việc kiểm soát chất phụ gia độc hại khác Carotenoid dạng sắc tố hữu có tự nhiên thực vật loài sinh vật quang hợp khác tảo, vài loài nấm vài loài vi khuẩn Hiện người ta tìm 600 loại carotenoid Khác với cỏ, người tự tổng hợp carotenoid mà sử dụng carotenoid từ việc ăn thực vật nhằm bảo vệ thân Carotenoid giúp chống lại tác nhân oxy hóa từ bên Thiên nhiên có đến khoảng 600 loại carotenoid khác nhau, có 50 loại carotenoid diện thực phẩm Thế máu người có khoảng 15 loại tìm thấy chúng chứng minh đóng vai trò quan trọng đời sống người Carotenoid tên riêng chất mà tên nhóm hợp chất có công thức cấu tạo tương tự tác dụng bảo vệ thể tương tự Carotenoid quen thuộc với bêta-caroten hay gọi tiền chất vitamin A Trong năm gần người ta nói nhiều đến carotenoid khác lycopen, lutein zeaxanthin Carotenoid sắc tố phân bố rộng rãi tự nhiên sau chlorophyll Hàm lượng carotenid xanh chiếm khoảng 0.07% - 0.2% chất khô, trường hợp hạn hữu người ta thấy nồng độ carotenoid cao Người ta ước tính lượng carotenoid tạo tự nhiên hàng năm 10^8 lần (theo Weedon 1971) Ngày nay, 650 loại carotenoid nhận biết phân lập từ nguồn tự nhiên, 100 loại tìm thấy rau trái (theo Britton Hornero-Mensdez 1997) Trong trái hoa, vai trò carotenoid thu hút động vật để đảm bảo phân tán hạt giống phấn hoa (theo Bartley Scolnik 1995) Carotenoid có vai trò quan trọng bảo vệ chơ chlorophyll quan quang hợp Trong cây, carotenoid có mặt tích lũy hạt plastid, cụ thể nằm lục lạp liên kết với chlorophyll sắc lạp (theo Goodwin Britton 1988) Trong lục lạp, carotenoid tồn dạng phức chlorophyll – carotenoid – protein nằm màng thylakoid Tại đây, carotenoid đóng vai trò thu nhận ánh sáng, nhờ vào phổ hấp thu ánh sáng carotenoid mà chúng hấp thu photon mà chlorophyll không hấp thu Sắc lạp chín, hoa, số rễ nơi tích lũy nhiều carotenoid với cấu trúc hóa học đa dạng sắc lạp, carotenoid thường tích lũy cấu trúc giàu báo gọi plastoglobule Trong số trường hợp định cà chua, cà rốt mận, carotenoid tồn dạng tinh thể carotenoid, chủ yếu carotene nằm chất (thao Sitte cộng 1980) NỘI DUNG TỔNG QUÁT VỀ CAROTENOID 1.1 Khái niệm- Định nghĩa Nhóm carotenoid sắc tố hữu tự nhiên tìm thấy thực vật số thể sinh vật quang hợp, tảo, nấm mốc, nấm men vi khuẩn Chúng nhứng chất màu không độc, tạo màu vàng, da cam, đỏ cho nhiều loại thực phẩm Tính chất Tính chất vật lý - Kết tinh dạng tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dạng hình thoi - Nhiệt độ nóng chảy cao: 130-220ºC - Hòa tan chất béo, dung môi chứa clor dung môi không phân cực khác làm cho hoa có màu da cam, màu vàng, màu đỏ - Tính hấp thu ánh sáng: chuỗi polyene liên hợp đặc trưng cho màu thấy carotenoid Dựa vào quang phổ hấp thu nó, người ta thấy khả hấp thụ ánh sáng phụ thuộc vào nối đôi liên hợp, phụ thuộc vào nhóm C9 mạch thẳng hay mạch vòng, vào nhóm chức gắn vòng Ngoài dung môi hòa tan khác nhau, khả hấp thụ ánh sáng tối đa khác cới loại Khả hấp thụ ánh sáng mạnh, cần gam thấy mắt thường 1.2.2 Tính chất hóa học - Không hòa tan nước, nhạy axit chất oxy hóa, bền vững với kiềm - hệ thống nối đôi liên hợp-> dễ bị oxy hóa màu đồng phân hóa, hydro hóa tạo màu khác - Các tác nhân ảnh hưởng đến độ bền màu: nhiệt độ, ánh sáng, phản ứng oxy hóa trục tiếp, tác dụng ion kim loại, enzyme, nước - Dễ bị oxy hóa không khí=> cần bảo quản khí trơ, chân không Ở nhiệt độ thấp nên bao kín tránh ánh sáng mặt trời - Carotenoid bị oxy hóa tạo hợp chất có mùi thơm aldehide không no xetone đóng vai trò tạo hương cho trà 1.2 1.2.1 Hình 1.1 Quang phổ hấp thụ số chất nhóm carotenoid Hình 1.3.2.2 biến đổi carotenoid Phân loại carotenoid ● Dựa vào phần cấu tạo, chia làm loại: - Loại chứa C, H α-carotene, β-carotene, lycopene - Loại có chứa nhóm chức có mặt O lutenin, xanthophyll 1.3 Trong đó, beta carotene loại quan trọng ● Dựa vào chức Nhóm carotenoid bản:β-carotene Nhóm carotenoid chuyển hóa Al-carotene: capxathin, lycopene ❖ Một số chất màu tiêu biểu 1.3.1 Carotene - Carotene chất màu thuộc nhóm màu carotenoid, loại quan trọng tìm thấy nhiều rau củ β-carotene β-carotene có màu vàng, có nhiều cà rốt, trái có màu vàng rau có màu xanh đậm Chính màu vàng β-carotene làm cho màu xanh diệp lục tố đậm loại rau giàu β-carotene - Hình 1.3 Thực phẩm giàu β-carotene - Cấu tạo: hidratcacbon chưa bão hòa, gồm 18 nguyên tử cacbon hình thành hệ thống liên kêt đơn, đôi xen kẽ, có nhóm CH3 mạch nhánh - Phân loại: loại carotene quan trọng α-carotene, β-carotene, γcarotene α-carotene γ-carotene Hình 1.4 Cấu tạo carotene Tính chất: + Là chất chổng oxi hóa mạnh - + Không tan nước tan lipid dung môi hữu + β-carotene hấp thu vào thể chuyển hóa thành vitamin A giúp bảo vệ niêm mạc mắt hệ miễn dịch Lycopene Là carotene màu đỏ tươi, tìm thấy cà chua, loại màu đỏ dưa hấu, đu đủ (nhưng không tìm thấy dâu tây) 1.3.2 - Hình 1.5 Thực phẩm giàu lycopene - Cấu tạo: giống carotenoid, lycopene hidrocacbon không bão hòa đa (một anken không thế), tetraterpene hình thành từ tám đơn vị isoprene Lycopene Hình 1.6 Cấu tạo lycopene Tính chất: + Không tan nước tan lipid dung môi hữu + Là chất chống oxi hóa cực mạnh, chống lão hóa, làm đẹp da 1.3.3 Xanthophyll - Là nhóm sắc tố màu vàng sẫm, công thức phân tử chung C40H56On (n từ 1-6) - Xanthophyll Hình 1.7 Cấu tạo xanthophyll - Là dẫn xuất carotene, Lutenin dẫn xuất α-carotene, Lutenin thường có nhiều lòng đỏ trứng gà Hình 1.8 Thực phẩm giàu xanthophyll Capsaicin Là chất màu vàng có ớt, chiếm 7/8 màu ớt Là dẫn xuất carotene màu mạnh carotenoid khác gấp 10 lần ớt đỏ nhiều ớt xanh 35 lần 1.3.4 - - Hình 1.9 Thực phẩm giàu capsaicin CTCT: C40H56O3 - Capsaicin Hình 1.10 Cấu tạo capsaicin 1.3.5 Astaxanthin Là dẫn xuất carotene có màu vàng đỏ Có loài giáp xác, thành phần mai cua, tôm - Hình 1.11 Thực phẩm giàu astaxanthin Tham gia vào thành phần lipoprotein gọi xianin Cấu tạo: Astaxanthin Hình 1.12 Cấu tạo astaxanthin NHỮNG BIẾN ĐỔI XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN 2.1 Sự biến đổi carotenoid trình chế biến 2.1.1 Sự oxi hóa 2.1.1.1 Sự oxi hóa không enzyme - Carotenoid tiếp xúc với không khí bị oxi hóa lại nối đôi tạp thành hợp chất có màu nâu hydroperoxide, carbonyl Sản phẩm dạng bột sấy khô ( có bề mặt tiếp xúc với không khí lớn) đặc biệt dễ bị oxi hóa - Thông thường carotene bền với nhiệt độ nhiệt độ cao lại bị phá hủy gián tiếp thông qua oxi hóa acid béo chưa no - Tỷ lệ carotenoid bị oxi hóa không phụ thược vào lượng oxi mà phụ thược nhiệt độ, ánh sáng Tất carotenoid nhạy cảm với ánh sáng mặt trời ánh sáng nhân tạo tác dụng xúc tác ánh sáng mặt trời Ví dụ: Sau 3h 650C có 15% lycopene bị đi, 1000C 25% - Khi giữ thịt 00C hay 00C, tồn phản ứng hóa sinh chậm bên oxi hóa phần bên carotenoid bị biến đổi không đáng kể Nếu bảo quản nhiệt độ cao hơn, sau năm 10-20% carotenoid hòa tan mỡ - Khi giữ bao bì không thấm nước, chân không hay khí nito mát nhỏ Nhìn chung carotenoid không bền với nhiệt độ có oxi ánh sáng Như việc tăng nhiệt độ làm tăng thêm trình biến đổi trình oxi hóa - Sự oxi hóa giảm có kết hợp sắc tố dầu Dầu tạo thành hàng rào bảo vệ khỏi công oxi Ngoài người ta dùng chất chống oxi hóa vitamin C, vitamin E, hydroquinone,…thêm vào sản phẩm chất bảo vệ Vitamin C nhường hydro trực tiếp cho peroxide Trong trình vitamin E chất trung gian 2.1.1.2 Sự oxi hóa enzyme Trong tế bào, carotenoid ổn định tạo thành phức hợp carotenoid – protein Carotenoid bị công enzyme oxi hóa chất béo: - Peroxidase làm giảm lượng chất béo chế: peroxidase 5,6-epoxide acid thực vật 5,8-epoxide carotenoid - Lipoxidase tạo thành gốc tự từ acid béo không no sau bắt đầu oxi hóa carotenoid - Lipoperoxidase hoạt động có mặt acid béo không no bị oxi hóa Lipoxidase - Sự oxi hóa với chất béo carotenoid quan sát qua biến dổi màu sản phẩm Sự màu ứng dụng chế biến bột mì Sự đổi màu tiêu từ đỏ sang nâu phần lớn phản ứng Maillard trước tiên oxi hóa capsaicin Những sản phẩm có mùi hình thành trình oxi hóa carotenoid ứng dụng làm mứt Ngoài ra, rượu vang cất giữ lâu năm có mùi đặc trưng oxi hóa astaxanthin số carotenoid khác thành 1,2-dihydro1,1,6-trimethyl naphthalene - 2.1.2 Sự đồng phân hóa Carotenoid tự nhiên dạng đồng phân trans ổn định Dạng đồng phân trans xoắn 1800 ảnh hưởng nhiệt độ, ánh sáng, xạ Đồng phân cis bền hơn, hấp thu ánh sáng bước sóng ngăn có màu sáng Đồng phân hóa nhiệt độ thay đổi xảy suốt trình sản xuất thực phẩm Ở nhiệt độ cao, sản phẩm dễ bị màu, nhiệt độ cao hay thấp ảnh hưởng nhiều việc cung cấp nhiệt 2.1.3 Sự nhiễm bẩn kim loại Một vào ion kim loại xúc tác làm giảm chất lượng carotenoid chất béo VD: người ta chứng tỏ Cu làm giảm chất lượng lycopene 3,5 lần so với tỉ lệ bình thường Ion đồng chất xúc tác cho việc tạo thành gốc tự 2.1.4 Sự ảnh hưởng pH Ở pH trung tính kiềm, nhiệt độ phá hủy dễ dàng loại vitamin có vitamin A carotenoid Thông thường thịt chế phẩm từ thịt có phH acid bảo vệ nhiều vitamin 2.2 Sự biến đổi carotenoid trình bảo quản Trong trình bảo quản xảy màu hay tổng hợp carotenoid tùy vào loại rau điều kiện bảo quản (nhiệt độ, ánh sáng,…) Sự màu carotenoid diễn suốt thời gian lão hóa chậm chlorophyll Thành phần carotenoid thay đổi suốt trình lão hóa, hình thành nên xantophyly ester epoxyde (Biswal, 1995) - VD: + giảm hàm lượng carotenoid: ớt nhiệt độ cao carotenoid nguyên liệu bị phá hủy nhanh Ớt bảo quản ngày 70 0C hàm lượng carotenoid 20%, bảo quản 150C 60%, 170C 80% + tổng hợp carotenoid: nhiệt độ thích hợp để bảo quản cà chua 20-25 0C 100C hay 300C phát triển bị ngăn chặn Sau ngày cà chua bị ngả vàng 300C tổng hợp lycopene bị ngăn chặn tổng hợp β-carotene tiếp tục Hình 2.1 Sự thay đổi màu sắc cà chua bảo quản nhiệt độ khác + Trong bảo quản lạnh đông: hàm lượng carotenoid trình bảo quản lạnh đông ổn định, có biến đổi màu đồng phân hóa VD: làm lạnh bảo quản khoai lang -17 0C tháng thay đổi nhiều hàm lượng màu sắc đồng phân carotene Tuy nhiên oxi ánh sáng có ảnh hưởng đến ổn định carotenoid suốt trình lạnh đông Vì trước đóng gói rau củ để bảo quản lạnh đông cần loại bỏ ánh sáng không khí để giữ màu carotenoid tốt Thông thường người ta vô hoạt enzyme lipoxygenase trước bảo quản lạnh đông - Việc màu carotenoid phụ thuộc nhiều vào chủng loại rau quả, có chần hay không chần trước làm lạnh VD: + Trong bảo quản lạnh đông cà rốt: Có chần: bảo quản 12 tháng -200C hàm lượng carotene giảm Không chần: hàm lượng carotene giảm đáng kể + Trong bảo quản cà chua: hàm lượng carotenoid giảm liên tục, làm màu đỏ nhạt dần thời gian bảo quản 24 tháng -200C -250C 3 ỨNG DỤNG Tổ chức Food Additives and Contaminants Committee (FACC) chấp nhận cho sử dụng chất màu vào thực phẩm đưa danh mục chất màu sử dụng thực phẩm Các loại carotenoid ly trích chứa carotenoid ứng dụng để làm chất tạo màu cho sản phẩm Carotenoid có nhiều ứng dụng lĩnh vực dược phẩm, trị liệu - Ứng dụng β-carotene công nghiệp thực phẩm chăn nuôi gia súc bột β-carotene theo phương pháp vi sinh sử dụng để làm chất tạo màu, chất chống oxy hóa, chất phụ gia sản xuất loại mỳ, mỳ ăn liền, kem, mỹ phẩm, nước uống, thuốc viên nang, viên nén Ngoài bột β-carotene tinh khiết, khô nấm sợi B.trispora chứa β-carotene bổ sung vào thức ăn người thức ăn cho gia cầm hội đồng khoa học châu âu thực phẩm, sức khỏe cho phép sử dụng β-carotene chiết xuất từ sinh khối nấm sợi B.trispora theo phương pháp lên men chìm có sục khí vi chất dinh dưỡng có hoạt tính sinh học cao không giới hạn liều lượng sử dụng ( 5% thực đơn thức ăn ) chất màu tổng hợp - Trước đây, số hợp chất carotenoid xanthophylls, astaxanthin, zeaxanthin… sản phẩm công nghiệp tổng hợp phương pháp hóa học bổ sung vào thức ăn vật nuôi Tuy nhiên, gần đây, sản phẩm tổng hợp hóa học không chấp nhận làm chất phụ gia cho thực phẩm thức ăn vật nuôi hậu không an toàn cho sức khỏe Do đó, khuynh hướng phát triển trình tạo hợp chất carotenoid từ thiên nhiên - Ứng dụng y học biết carotenoid chất tiền vitamin A đưa vào thể theo đường ăn uống thể chuyển thành Vitamin A có vai trò xúc tác cho nhiều phản ứng diễn tế bào, đặc biệt đồng enzyme, thành phần cấu tạo nên hệ hocmon dễ cố định gốc tự Carotenoid Vitamin A cần thiết cho sinh sản phản triển tế bào, tham gia vào việc hình thành tổ chức mô, khung xương, làm chức màng bảo vệ cho niêm mạc Ngoài dùng làm thuốc bổ trị suy dinh dưỡng cho trẻ em số bệnh mắt, phòng chống lão hóa, thuốc bồi dưỡng cho phụ nữ có thai sau sinh, thuốc để phòng điều trị số bệnh ung thư - Ngoài ra, carotenoid nguồn nguyên liệu phong phú cho công nghiệp mỹ phẩm Chất tạo hương: thường sử dụng vanilla, mùi cam, mùi sầu riêng, dâu, chocolate, cà phê….chúng trích ly từ thực vật sản xuất phương pháp tổng hợp Làm phụ gia cho thực phẩm: tạo màu thực phẩm NGUỒN KHÁI THÁC 4.1 Thực vật - Lycopene có nhiều cà chua, dưa hấu, gấc…có nhiều lycopene - carotene có nhiều cà rốt ( 0.098 mg/g ), xoài, bí đỏ ( 0.018 mg/g ), khoai lang…; xanthophyll có nhiều ớt đỏ, cam quýt… - - β-carotenoit xantophyl lutein, neoxanthin có rau xanh ( rau ngót) Capsanthin sắc tố đỏ ớt đặc biệt ớt cựa gà (paprika) Lutein,zeaxanthin lượng nhỏ β-caroten có long đỏ trứng gà Ngoài nhiều loại rau củ trái chứa hợp chất carotenoid - Hình 4.1 nguồn thực vật chứa carotenoid Động vật Carotenoid đặc biệt carotene có nhiều gan cá, gan cá Thu gan động vật như: gà, vịt, heo, cá, tôm Thịt cá hồi (saumon) màu hồng astaxanthin, màu vàng lòng đỏ trứng có mặt lutein,zeaxanthin lượng nhỏ βcaroten 4.2 Hình 4.2 nguồn động vật chứa carotenoid Vi sinh vật Một số tảo, vi khuẩn, vi nấm nấm men chứa hợp chất carotenoid hạt sắc tố nằm tế bào chất như: Tảo lam (Dunaliella salina), nấm Ascomycetes Zygomycetes, nấm men đỏ Rhodotorula vi khuẩn quang hợp Cyanobacteria, Deuteromycetes, số nấm sợi thuộc Mucorales họ Choanephoraceae bao gồm Blakeslea, Choanophora, Parasitella, Phycomycetes Pilaria 4.3 Hình 4.3 vi khuẩn quang hợp Deuteromycetes chứa carotenoid PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT 5.1 Phương pháp trích ly- cô lập tính chế carotenoid từ nguyên liệu thực vật Gần đây, loại máy móc thiết bị công nghệ thực đạt kết tuyệt vời việc cô lập, đồng hóa tinh chế sắc tố tự nhiên có carotenoid Các sắc tố vừa mang giá trị dinh dưỡng vùa ứng dụng sản xuất thuốc nhuộm có khả tăng cường sức đề kháng cho thể Trong viết mô tả cách trích ly, cô lập tinh chế carotenoid cách thực tiễn từ nguyên liệu thực vật Phương pháp thực chủ yếu đựa nguyên liệu tự nhiên có chứa carotenoid mức độ trích xuất phụ thuộc vào tính phân cực độ hòa tan dung môi đem sử dụng Ngoài ra, để thực cần thiết bị thí nghiệm dung môi thông thường sẵn có 5.1.1 Giai đoạn trích ly 5.1.1.1 Khái niệm - Trích ly (chiết) phương pháp dung dung môi (đơn hay hỗn hợp) để tách lấy chất hay nhóm chất từ hỗn hợp cần nghiên cứu Trường hợp thường gặp chiết hoạt chất từ dung dịch nước vào dung môi hữu Dung môi có tỷ trọng nhỏ lớp như: eter, benzene, hyđrocacbua,… dung môi có tỷ trọng lớp lớp như: chloroform, tetracloriccacbon, dicloetan,… trộn lẫn pha nước dung môi hữu với pha khuếch tán sang pha pha nước pha dung môi hữu Khi lắc pha lại với nhau, thể tích pha lắc không thể tích trước lắc Tuy nhiên đơn giản, giả thiết thể tích pha không đổi lắc Trích ly nhằm mục đích điều chế hay phân tích - Ở dùng dung môi hexane (hoặc hexane/acetone) để ly trích sắc tố carotenoid 5.1.1.2 Tiến hành - Nguyên liệu khử nước bình trích ly 500 ml - Thêm vào ba lần thể tích dung dịch trích ly (hexane/acetone 1:1(v/v) hexane) sau trộn vòng 15 phút “máy trộn trục chống nổ” để huyền phù dung dịch Chú ý: không gia nhiệt Kết hợp hệ thống lọc chân không với giấy lọc Whatman để lọc dung dịch thu hồi dịch lọc Phần dịch lọc loại chất bẩn giấy lọc trích ly thêm lần cách thêm vào lần thể tích chất trích ly vào bã vừa lọc, tiến hành lọc quan sát không thấy rõ màu phần dịch chiết - Phần dịch chiết cô đặc khoảng 40ml Thiết bị bốc quay kèm máy bơm chân không nhiệt độ ≤55°C - Thêm vào 3ml dung dịch xà phòng hóa khuấy khoảng 45 phút 56°C - Chuyển phần dịch chiết xà phòng hóa sang phễu chiết 125ml thêm vào lượng dung dich khử muối thể tích dịch chiết - Phần đáy lại rửa nước để lấy cách tối đa dịch chiết - Thêm vào g Na2SO4 sau tiến hành lọc giấy lọc whatman cất giữ phần dịch lọc 5.1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trích ly Sự chênh lệch nồng độ pha: chênh lệch nồng độ lớn, lượng chất trích ly tăng, thời gian trích ly giảm Diện tích tiếp xúc chất rắn dung môi Tính chất vật liệu: tăng nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuếch tán giảm độ nhớt, nhiên nhiệt độ yếu tố có giới hạn, nhiệt độ cao xảy phản ứng không cần thiết gây khó khăn cho quy trình công nghệ hay làm biến tính chất cần thiết Thời gian trích ly 5.1.2 Giai đoạn cô lập carotenoid 5.1.2.1 Giới thiệu phương pháp sắc ký cột Sắc kí họ kĩ thuật hoá học phân tích dùng để tách chất hỗn hợp Nó bao gồm việc cho mẫu chứa chất cần phân tích "pha động", thường dòng chảy dung môi, di chuyển qua "pha tĩnh." Pha tĩnh trì hoãn di chuyển thành phần mẫu Khi thành phần di chuyển qua hệ thống với tốc độ khác nhau, chúng tách khỏi theo thời gian, giống vận động viên chạy maratông Một cách lí tưởng, thành phần qua hệ thống khoảng thời gian riêng biệt, gọi "thời gian lưu." - Trong kĩ thuật sắc kí, hỗn hợp chuyên chở chất lỏng khí thành phần tách phân bố khác chất tan chúng chảy qua pha tĩnh rắn hay lỏng Nhiều kĩ thuật khác dùng để phân tích hợp chất phức tạp dựa lực tính khác chất môi trường động khí lỏng môi trường hấp phụ tĩnh mà chúng di chuyển qua, giấy, gelatin hay gel magnesium silicate - Sắc ký cột phương pháp mà chất nhồi (là pha tĩnh: hấp phụ, trao đổi ion, phân gen) nhồi vào cột, dùng để phân chia chất hỗn hợp tinh chế chất Thông thường, người ta hoà tan hỗn hợp chất nghiên cứu vào dung môi (pha động) với lượng vừa đủ, nạp lên cột theo cách phù hợp cho chất nghiên cứu lan thành lớp phẳng lên cột; sau đó, tiến hành rót pha động chảy qua cột sắc kí - Phương pháp sắc ký dựa vào phân bố khác chất hai pha động tĩnh Có nhiều nguyên nhân đưa đến phân bố khác chất, lặp lặp lại tượng hấp phụ phản hấp phụ chất dòng pha động chuyển động qua pha tĩnh nguyên nhân chủ yếu việc tách sắc ký 5.1.2.2 Tiến hành - Nút kín bình bên cột sắc kí 600 × 40–mm len thủy tinh Đặt cột sắc kí hệ thống lọc chân không, dung bình lọc lit để làm bình thu nhận Đặt lớp chất hấp phụ dài khoảng 20cm bên cột San lớp chất hấp phụ rải lên lớp Na2SO4 khan dày khoảng 2cm Rót chất rửa giải carotene vào cột chất rửa giải thấm ướt hoàn toàn chất hấp phụ - Thay bình thu nhận bình rót phần dịch chiết vào cột - Tất chất thấm vào lớp chất hấp phụ sau tiến hành rửa giải carotene carotenoid tách biệt thành dải riêng biệt thu nhận vào bình - Rửa giải sắc tố monohydroxy chất rửa giải MHP để rửa giải sắc tố dihydroxy sắc tố phân cực nhiều dung chất rửa giải DHP Mỗi loại sắc tố thu nhận bình khác 5.1.3 Tinh chế 5.1.3.1 Khái niệm Công đoạn kết tinh carotenoid bước để tinh chế carotenoid Thông thường thường xảy tượng đồng kết tinh Khi tiến hành kết tinh với cấu tử không phân cực, α- and β-carotene đồng kết tinh với cấu tử phân cực kết tinh luteinzeaxanthin Nhưng thu nhận carotenoid tinh khiết phương pháp sắc kí TLC HPLC 5.1.3.2 Nguyên liệu, thiết bị - Chất rửa giải carotenoid cô lập - Dung môi làm kết tủa: 1:1 (v/v) hexane/acetone hexane (ở nhiệt độ phòng lạnh hơn) Bình 50 125 ml Thiết bị bay kèm với bơm chân không Một bình khí Nito lắp vào thiết bị bay Giấy lọc Whatman số 42 Lò chân không 5.1.3.3 Tiến hành Cho carotenoid cô lập vào bình dung tích 50ml( 125ml) cho chất rửa giải cô đặc vào thiết bị bốc có gắn kèm bơm chân không đến gần đến trạng thái bão hòa Ở dòng khí Nito từ bình khí Nitơ Thêm giọt chất tạo tủa bắt đầu xuất vẩn đục, bắt đầu kết tủa - Làm lạnh (0° to 5°C) dung dịch đặt bóng tối - Tiến hành lọc kết tinh phương pháp lọc chân không sử dụng giấy lọc whatman, rửa kết tinh - Làm khô kế1 tinh lò chân không nhiệt độ 40°C, phun vào buồng làm khô khí Nitơ - Những kết tinh bao gói lại (kèm theo khí Nitơ, thời gian bảo quản tháng nhiệt độ −20°C 5.2 Một số hình ảnh sản phẩm màu carotenoid Hình 5.1 bột gấc sấy khô Hình 5.2 tinh bột nghệ Hình 5.3 chiết xuất bột xoài Tài liệu tham khảo [1] Hóa sinh thực phẩm, NXB Đại học quốc gia TP.HCM [2] http://www.slideshare.net/ThanhNguyen114/chit-sut-v-tinh-ch-carotenoi [3] http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-cac-hop-chat-mau-va-mui-cua-rau-trai-53081/ [4] http://s4.zetaboards.com/BioFood_Tech/topic/8497118/1/ [5] http://doc.edu.vn/tai-lieu/luan-van-anh-huong-cua-che-pham-carotenoid-thu-nhan-tunam-men-rhodotorula-sp3-len-gia-cam-chuyen-trung-isabrown-52339/