- Betacyanin: là nhóm sắc tố betalain có màu đỏ - đỏ tím
Tùy thuộc tỷ lệ giữa 2 nhóm sắc tố này mà các bộ phận thực vật sẽ có màu vàng chanh, vàng cam, cam, đỏ, đỏ tím hay tím đỏ.
Hinh 4.2 : Màu sắc của các loại hoa xương rồng thay đổ theo tỷ lệ
betaxanthin và betacyanin
II. Cấu trúc hóa học của betalain 1. Cấu trúc betalain.
Các Betalain có thể xem là dẫn xuất của acid Betalamic, trong đó đầu
dinydropyridin được gắn với một nhóm chức chứa Nitơ thông qua nhóm chức vinyl (Miller ef al., 1968). (Hình 4.3)
Betacyanin đơn giản nhất là betanidin được cấu tạo từ một đơn vị phân tử acid betalamic liên kết với một phân tử cyclo-DOPA (WWwler và Dreiding, 1961) (Hình 4.1). Đa số các betacyanin khác được tạo thành do phản ứng glucosyl hóa một trong hai nhóm chức —- OH tự do của vòng cyclo-DOPA của betanidin, trong đó thường gặp nhất là sự glucosyl hóa ở vị trí 5. Dẫn xuất betacyanin quan trọng và
thường gặp nhất trong tự nhiên là betacyanin (tức betanidin-5-O-i-glycosidase, có công thức phân tử C24H26N2O13 và khối lượng mol M = 551,48) (Hình 4.1).
Betanidin
Hình4.1 : Cấu trúc phân tử acid betalamic và vài betacyanin thường gặp
III. Tính chất vật lý của betacyanin
Sự tồn tại của hệ thống 6 nối đôi liên hợp trong betacyanin dẫn đến những tính chất lý — hóa đặc trưng của hợp chất này
a. Sự hấp thụ ánh sáng và màu sắc:
Các phân tử Betacyanin có khả năng hấp thụ bức xạ khả kiến trong vùng từ 534-
554nm, tạo nên màu đỏ- tím. b. Tính tan:
Do phân tử chứa nhiều nhóm chức phân cực (- OH, - COOH, - NH), các sắc tố
Betacyanin đều dễ tan trong nước hay dung dịch etanol-nước,..
c. Tính không bền:
»> Ảnh hưởng của pH:
Các Betacyanin kém bền trong môi trường kiềm hay môi trường có hoạt độ nước cao do bị thủy phân thành acid Betalamic ( có màu vàng) và amin ( không màu):
ZH„0 =—* HH + |CH
TL 1pmleäsä:
Re „
Hình 4.2 Betacyanin bị thủy phân trong môi trường kiềm
Belacyarmns xe đc ^- TT z CHẾ v1 == — D: „PP *>TM #—————— Helalamar 3c:d BeTaxanthirs Ví dụ:
Trong môi trường kiềm betacyanin bị thủy phân giải phóng glucose và
betanidin. Màu sắc của betanin thay đổi theo pH như sau:
- pH = 3,5 - 7,0: màu xanh lơ - đỏ (max = 537 nm). Đây là vùng pH mà betanin
bền màu nhất (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- _ pH<3,B5: màu tím-xanh lơ (Imax = 535 nm ở pH = 2)
- pH > 7: màu tím-lơ đậm (Imax = 544 nm ở pH = 9).
Môi trường kiểm mạnh có thể làm
betcyanin bị thủy phân thành betanidin (màu đỏ) hay thành betaxanthin (màu vàng). Tuy nhiên, phản ứng thủy phân
betacynin có tính thuận nghịch. Khi thêm acid ascorbic, isoascorbic,
metaphosphoric hoặc acid gluconic vào dung dịch betanin bị thủy phân thì
; betcyanin được tái tạo trở lại và dung dịch sẽ có màu säc như ban đầu (Elbe và ctv.,1981; Bilyk và Howard, 1982)
Hình4.3: tác dụng của pH đến màu sắc của
Betacyanin.
> Ảnh hưởng của ánh sáng, nhiệt, oxy không khí, độ ẩm:
Betacyanin bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ phân hủy càng mạnh. Do đó, betacyanin thường chỉ dùng để tạo màu cho các thực phẩm bảo quản lạnh như kem, sữa chua, thức uống từ sữa,...(Pasch và
ctv.,1975).
nước cao hoặc chứa các ion kim loại (Ví dụ: Fe hay Cu). Các chất chống oxy hóa như acid ascorbic và việc bao gói các sản phẩm có chứa betacyanin một cách
thích hợp có thể làm chậm quá trình này lại. Tuy nhiên, betacynin không bị biến đổi khi thanh trùng sản phẩm có chứa hàm lượng đường cao.
¬
Hình 4.4: Tác dụng của nhiệt đến màu sắc của
Betalain
IV. Biến đổi trong quá trình bảo quản, chế biến và hướng ứng dụng chính. 1. Trong quá trình bảo quản.
Trong quá trình bảo quản, thành phần betalain/betacyanin trong các dịch
chiết sẽ dân dần bị phân hủy do ảnh hưởng của pH, nhiệt độ và hoạt độ nước.
Do đó, các thực phẩm chứa chất màu betalain dần dần bị phai màu hay mất màu tùy theo điều kiện bảo quản. Do đó, các betalain/betacyanin có thể được thêm
vào thực phẩm hay dược phẩm để làm chỉ thị màu cho biết độ tươi hay độ mới của các sản phẩm này.
Khi màu của betalain bị chuyển thành màu nâu hay mất màu có nghĩa là
các sản
phẩm trên được bảo quản không đúng cách và chất lượng đã bị biến đổi.
» Ví dụ:
Ảnh hưởng của bảo quản lạnh đến hàm lượng betalain được thấy trong vỏ của củ cải đường. lượng betanin giảm trong 140 ngày trữ ở 5°C, sau đó lại bắt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
đầu tăng trong suốt 46 ngày đó là tiếp theo. Điều hợp lý vì phản ứng giảm sắc tố của Betalain và phản ứng tái tổ hợp trong suốt thời gian bảo quản đó là thuận
nghịch.
Hình 4.5 Betacyanin được chiết xuất từ củ dền
Betacyanin bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ phân hủy càng mạnh. Do đó, betacyanin thường chỉ dùng để tạo màu cho các thực phẩm bảo quản lạnh như kem, sữa chua, thức uống từ sữa,...(Pasch và ctv.,1979).
Các nghiên cứu về một số thành phần trong thực phẩm có thể bảo vệ được Betanin trước oxy và ánh sáng. Người ta đã tìm thấy thông tin từ sự thay đổi màu
sắc trong các sản phẩm xúc xích, gel protein, protein đậu nành có bổ sung betanin và nhận thấy rằng sự bảo vệ betanin chính là protein. Như vậy betanin
được sử dụng chủ yếu trong các sản phẩm thực phẩm có hàm lượng protein cao, ví dụ như xúc xích thịt gia cầm, các sản phẩm từ protein đậu nành, các sản phẩm
sữa chua.