Tanin là một nhóm các polyphenol tồn tại phổ biến trong thực vật, có khả năng tạo liên kết bền vững với protein và một số hợp chất cao phân tử thiên nhiên (cellulose, pectin).
Khi sử dụng nồng độ tannin càng cao thì độ hấp thu sẽ càng lớn và tăng dần theo thời gian bảo quản. Vấn đề cần quan tâm là vị chát của tannin gây ra cho sản phẩm. Tuy nhiên, theo thời gian bảo quản thì vị chát này có khuynh hướng dịu dần, hài hòa hơn.
Anthocyanin còn có khả năng kết hợp với tannin trong môi trường axit tạo thành hợp chất A-T có màu tím đẹp. Điều này cho thấy khi cho một lượng tannin vào rượu sẽ làm gia tăng hàm lượng polyphenol trong rượu đáng kể, sau đó các hợp chất này dễ dàng ngưng tụ tạo thành các sản phẩm flobafrn có màu nâu đỏ. Với điều kiện có oxy không khí phản ứng này xảy ra rất nhanh theo các hướng, được thể hiện ở các phương trình phản ứng sau:
Polyphenol + O2 –(polyphenoloxidase) → O-quinone + H2O (*) O-quinine + glucose → polyphenol + CO2 + H2O (**)
n(O-quinone) → flobafen (***)
Trong điều kiện hô hấp bình thường thì phản ứng (* và **) chiếm ưu thế. Trái lại trong điều kiện sản xuất thì phản ứng (* và ***) chiếm ưu thế (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2004).
Trong quá trình lên men rượu, thường sử dụng hóa chất để thanh trùng dịch quảđể loại bỏ một số loại vi sinh vật có hại tạp nhiễm trong quá trình chuẩn bị dịch lên men. Thông thường hợp chất sulfite được sử dụng. Tuy nhiên, sulfite có nhược điểm là gây mất màu dịch quả, và đây cũng chính là nguyên nhân gây mất màu anthocyanin của dịch quả. Bisulfit khi hòa tan vào nước sẽ phân tách thành ion Na+ và HSO3-, ion Bisulfit ngay lập tức phản ứng với anthocyanin ở vị trí số 4 hoặc 2 của vòng C để hình thành dạng phức hợp không màu (Nikkhah et al, 2008). Phản ứng này ở dạng thuận nghịch nên sau quá trình lên men kết thúc sulfit từ từ chuyển sang dạng SO2 bay hơi giải phóng phân tử anthocyanin. Cơ chế phản ứng hình thành phức không màu giữa anthocyanin và Bisulfit.
32
Khi có mặt của Tanin ngay trước giai đoạn thanh trùng (trước lên men) thì tanin kết hợp với anthocyanin tạo thành phức Tanin-anthocyanin là dạng polymer hóa có màu chống lại sự tẩy màu của Bisulfit (Huỳnh Thị Kim Cúc và Cộng sự, 2007). Chính vì nguyên nhân này mà mặc dù giai đoạn thanh trùng sulfit làm mất màu dịch quả nhưng sau đó thì màu của chúng dần dần xuất hiện trở lại. Đây cũng là nguyên nhân không tạo nên sự khác biệt ý nghĩa về màu sắc của các mẫu có bổ sung tanin trước và sau lên men ở cùng nồng độ theo thời gian tồn trữ.
Khi nồng độ tanin càng cao thì độ hấp thu sẽ càng lớn và tăng dần theo thời gian bảo quản. Riêng mẫu đối chứng không có bổ sung thêm tanin thì độ hấp thu tăng rất chậm. Các mẫu có tổng nồng độ tanin càng cao thì hấp thu ở bước sóng 527 nm tăng càng nhanh. Điều này chứng tỏ rằng việc bổ sung càng nhiều Tanin thì khả năng giữ màu của nó càng tăng, vấn đề cần quan tâm là vị chát của tanin gây cho sản phẩm. Tuy nhiên, theo thời gian bảo quản thì vị chát này có khuynh hướng dịu dần và có thể chấp nhận được.
Tanin và các polyphenol khác dễ bị oxy hóa khi có xúc tác của enzyme có chứa đồng (tức Polyphenoloxydase). Khi đó tanin tạo thành flobafen có màu nâu hay đỏ, quá trình này xảy ra rất nhanh với sự tham gia của oxy phân tử trong không khí (Quách Đĩnh, 1996). Trong quá trình biến đổi, bên cạnh việc làm giảm hàm lượng còn có sự thay đổi lớn cả về chất, tức là làm thay đổi thành phần tổ hợp của hỗn hợp các hợp chất phenol: chất phenol phân tử cao (polyphenol hay tanin kết hợp) lại tăng thêm. Nhờ đó có sự thay đổi về tính chất vị của sản phẩm: từ vị đắng chát khó chịu chuyển thành vị chát dịu hợp khẩu vị (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2003).
Khi có mặt của tanin, anthocyanin sẽ kết hợp với nhau tạo thành các phân tử phức hợp có màu. Sự kết hợp này làm giảm hảm lượng anthocyanin tự do. Tuy nhiên nó không làm mất màu anthocyanin mà còn có tác dụng làm ổn định màu của anthocyanin thậm chí còn làm tăng màu của chúng (Ribéreau-Gayon, 2006).
Sự kết hợp giữa anthocyanin và Tanin được biết theo ba cơ chế chính đó là sự kết hợp A-T, T-A và phản ứng ngưng tụ gián tiếp (Ribéreau-Gayon, 2006) trong cả ba trường hợp, sản phẩm tạo thành đều có màu đỏ, chính vì vậy mà làm gia tăng màu của hỗn hợp.
Trong phản ứng giữa anthocyanin và Tanin, sự tạo thành phức ổn định còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố ngoài điều kiện nhiệt độ, sự oxy hóa,… Mà còn phụ thuộc vào tỷ lệ giữa Tanin/anthocyanin có trong dung dịch. Nhân tố quan trọng nhất
33
để ức chế sự thoái hóa cấu trúc của anthocyanin là tỷ lệ phù hợp giữa tanin và anthocyanin (T/A ≥2) (Ribéreau-Gayon, 2006).