II. Các nguyên liệu có chứa Anthocyanin
3. Dâu tây
3.3.3. Tiến hành thí nghiệm
♦ Dựa theo độ chín của quả dâu:
Qủa dâu trước tiên được loại bỏ tạp chất và những quả dập nát, sau đó phân loại dựa theo độ chín và tiến hành đo màu bằng máy đo Minolta, xác định hàm lượng Anthocyanin bằng phương pháp vi sai, kết quả thu được như sau:
Bảng 7: Kết quả hàm lượng Anthocyanin theo độ chín của quả dâu.
Loại dâu Mô tả trạng thái Hàm lượng Anthocyanin (%)
Chưa chín Màu hồng nhạt, cứng 0.147 Gần chín Màu đỏ hồng, cứng 0.474 Vừa chín Màu tím đen,cứng 0.994 Quá chín Màu đen sẫm, mềm 1.287
Với bảng kết quả trên, ta thấy ở những quả dâu quá chín thì hàm lượng Anthocyanin thu được là cao nhất.
Tiến hành chiết Anthocyanin thô với các dung môi có nồng độ SO2 là 500ppm, 700ppm, 900ppm, 1100ppm, 1300ppm và 1500ppm, có bổ sung 1% HCl ở nhiệt độ 30oC, thời gian chiết là 30 phút. Thu được kết quả ở hình sau:
Hình 23: Kết quả hàm lượng Anthocyanin ở các nồng độ SO2 khác nhau.
Với kết quả này ta thấy, hàm lượng Anthocyanin thu được cao nhất ở nồng độ SO2 là 1100ppm.
♦ Dựa theo nhiệt độ chiết:
Tiến hành khảo sát tại các nhiệt độ chiết khác nhau: 30oC, 40oC, 50oC, 60oC, và 70oC, ở nồng độ SO2 là 1100ppm, thời gian chiết là 30 phút. Sau khi phân tích và tính toán hàm lượng Anthocyanin, ta thu được kết quả theo hình sau:
Hình 24: Kết quả hàm lượng Anthocyanin ở các nhiệt độ khác nhau. 3.3.4. Kết quả nghiên cứu về các đặc tính của Anthocyanin:
Một trong những đặc tính quan trọng của Anthocyanin là độ bền màu của Anthocyanin. Theo kết quả nghiên cứu cho thấy độ bền này thay đổi phụ thuộc vào loại dung môi, ph, nhiệt độ và thời gian chiết.
Để nghiên cứu độ bền màu của Anthocyanin tách từ quả dâu người ta tiến hành đo độ hấp thu tại bước sóng hấp thu cực đại của mẫu trước và sau khi gia nhiêt. Độ bền màu được thể hiện bằng phần trăm màu còn lại so với ban đầu, xác định bởi công thức:
% Màu còn lại = AA1.100
Trong đó:
A: là độ hấp thu của mẫu tại thời điểm đo xác định
A1: là độ hấp thu của mẫu tại bước sóng hấp thu cực đại ban đầu với mỗi mẫu nghiên cứu. Sau quá trình nghiên cứu và tính toán ta thu được các kết quả trong bảng sau:
Thời gian Ph = 3 Ph = 4 Ph = 5 Ph = 6 Nước SO2 Etanol nước Nước SO2 Etanol nước Nước SO2 Etanol
nước
Nước SO2 Etanol nước Ban đầu 100 100 100 100 100 100 100 100
15 phút 97.54 96.36 96.36 94.47 95.84 92.65 94.82 91.30 30 phút 96.21 95.37 94.47 91.50 92.91 91.76 90.46 87.62 45 phút 94.12 89.79 91.63 86.81 90.71 88.82 88.56 84.95 60 phút 91.61 85.50 88.66 82.57 86.30 85.59 83.65 80.26
Bảng 8: Phần trăm màu còn lại theo thời gian ở 95oC tại các PH khác nhau của Anthocyanin thô chiết trong dung môi nước sulfite và etanol/nước.
♦ Nhận xét:
Khi gia nhiệt đến 95oC ở các dung môi và PH khác nhau thì độ bền màu của Anthocyanin giảm dần theo thời gian và theo chiều tăng của PH. Ở cùng nhiệt độ và PH độ bền màu của Anthocyanin chiết trong nước SO2 cao hơn khi chiết trong etanol/nước. Ở 95oC Anthocyanin tương đối bền nhiệt khi gia nhiệt trong khoảng thời gian 60 phút, sau 60 phút ở Ph = 3 phần trăm màu của Anthocyanin chiết trong nước SO2 là 91.61%, trong khi đó chiết trong etanol/nước là 85.50%.Tại ph = 6 phần trăm màu còn lại là thấp nhất, sau 60 phút gia nhiệt là 80.26%. So với các giá trị Ph còn lại thì ở PH = 3 Anthocyanin ít bị thoái biến do nhiệt hơn.
3.4. Kết luận:
♦ Qua kết quả thí nghiệm cho thấy ở những quả dâu quá chín thì hàm lượng Anthocyanin cao hơn so với các quả dâu chưa chín. Vì vậy, để thu được hàm lượng Anthocyanin cao thì ta nên thu
hái những quả dâu vừa chín hoặc quá chín, còn những quả chưa chín hoặc gần chín thì không nên thu hái vì hàm lượng Anthocyanin trong chúng còn thấp.
♦ So với các nồng độ khác thì tại nồng độ SO2 1100ppm và nhiệt độ 60oC cho hàm lượng Anthocyanin tương đối cao. Nguyên nhân là do ở nước có nồng độ SO2 thấp, tế bào của nguyên liệu ở dạng ưu trương, thậm chí có thể gây ra sự hấp thụ nước, khi tiếp tục tăng nồng độ đến một giá trị nhất định tùy thuộc vào đặc điểm của nguyên liệu thì lúc đó tế bào sẽ trương nỡ cực đại và vỡ ra đồng thời giải phóng các chất màu nằm trong phần không bào. Tuy nhiên nếu tiếp tục tăng nồng độ SO2 thì trạng thái nhược trương lại hình thành làm cho tế bào bị mất nước đồng thời cứng lại, làm giảm khả năng thấm của màng tế bào dẫn đến Anthocyanin vẫn bị giữ nguyên trong phần không bào và quá trình chuyển khối xảy ra khó khăn hơn. Về nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm đồng thời tăng vận tốc khếch tán do đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển động của chất hòa tan từ nguyên liệu vào dung môi vì vậy mà hàm lượng Anthocyanin tăng dần. Trong công nghệ thực phẩm nhiệt độ là yếu tố giới hạn vì khi nhiệt độ tăng, các thành phần có trong thực phẩm dễ bị biến đổi. Do Anthocyanin có tính chất đặc trưng là tan tốt trong nước ấm nên hàm lượng Anthocyanin đạt cao nhất tại 60oC là dĩ nhiên. Còn ở 70oC trở lên thì nhiệt độ cao dần nên các Anthocyanin bị biến tính, do đó hàm lượng Anthocyanin bắt đầu giảm dần. Để hạn chế hiện tượng biến tính do nhiệt đến mức thấp nhất người ta thường chiết ở nhiệt độ thường.
♦ Về dung môi ta thấy hàm lượng Anthocyanin và mật độ màu của nó trong dung môi etanol/nước cao hơn so với chiết trong nước SO2. Nguyên nhân là do trong dung dịch, phân tử Anthocyanin ở dạng monomer và polymer, nước SO2 trong quá trình tiếp xúc với nguyên liệu sẽ khử một phần Anthocyanin ở dạng monome do đó làm cho mật độ màu giảm đi đồng thời cũng làm giảm hàm lượng Anthocyanin.
III. Các chất Anthocyanin thương mại:
1. Encolor lipid DS ( công ty Reggianna, Antociani, Italy ) là dịch trích vỏ nho cô đặc.
2.Redberry liqid 88-01 được sản xuất bởi công ty Gilette Food Inc, là dịch trích quả của alderberry, blackberry, blueberry, blackcurrant.
3.Sambucus NR 54 được sản xuất bởi công ty Gilette Food Inc,là dịch trích anthocyanin từ elderberry.
4.San Red Liqid RC-EX được sản xuất bởi công ty San Ei Chemical Industries ( Nhật ) là dịch cô dặc từ bắp cải đỏ mà chúng chứa anthocyanin diacyl hóa.
5.Powdered San Red PC được sản xuất bởi công ty San Ei Chemical Industries là bột sấy khô của dịch tr ích từ bắp cải đỏ.
Nguyên liệu Ngâm trích Lọc Cô đặc Hấp phụ Giải hấp Cô đặc Sắc ký giấy
Khảo sát ảnh hưởng của pH Biến tính nhiệt tại 30oC -95oC HPLC
1% HCOOH – EtOH15:85
ToC <= 30oCp chân không
6.Powdered San Red PC được sản xuất bởi công ty San Ei Chemical Industries là bột sấy khô của dịch trích từ bắp cải tím.
IV. Phương pháp nghiên cứu, bảo vệ màu đỏ của Anthocyanin:
1. Phương pháp nghiên cứu: Sơ đồ nghiên cứu:
♦ Nguyên liệu:
Chọn những quả thật chín, có màu đỏ tươi, hơi dập một chút cũng được. Trước khi ngâm phải cắt bỏ cuống,rửa sơ lượt bằng nước cho sạch, để ráo.
♦ Ngâm(Trích):
Cho nguyên liệu vào nước, (sử dụng bình hay lọ có nắp đậy kín ) nguyên liệu nên làm dập trước khi bỏ vào để cho qúa trình trích tiến hành tốt hơn. Dung môi trích 1%HCOOH-Etoh (15 :85) được đưa vào theo tỉ lệ 1 :1 với nguyên liệu. Nhiệt độ trich 16oC và để trong 3 ngày, trong khi trích ta có thể khuấy đảo cho đều và tránh ánh sáng. Khi trích xong ta tiến hành lọc . ♦ Lọc:
Lọc sơ bộ bằng vải lọc trước để loại bã sau đó lọc bằng lọc hút chân không vài lần cho thật sạch và đem dịch trích cô đặc.
♦ Cô đặc:
Cô đặc bằng máy cô đặc chân không Heidoph VV2000 ở nhiệt độ 30oC. Lấy 200ml dịch trích cô đặc khoảng 60ml là được. Nếu cô đặc tốt thì sẽ thuận lợi cho quá trình hấp thụ.
♦ Hấp thụ:
Cho dịch trích đã cô đặc hấp thụ trên cột Silicagen nhằm loại đường có trong dịch trích, Anthocyanin bị giữ lại và dùng EtOH để giải hấp thụ.Dịch qua hấp thụ thường rất loãng do đó phải cô đặc lại.
Sau khi có được dịch trích ta tiến hành : - Khảo sát ảnh hưởng của pH
- Biến tính nhiệt tại 30oC,95oC ở pH3
- Chạy sắc ký giấy và sắc ký lỏng cao áp.
Màu của các sản phẩm thực phẩm từ nguyên liệu thực vật phụ thuộc vào tính chất của các chất màu chứa trong đó tức là các sắc tố.Những sắc tố thường gặp trong các nguyên liệu thực vật được chia làm 3 nhóm chính: anthocyanin làm hoa quả có màu đỏ và xanh lam, carotenoit: vàng, chlrophyll: xanh lá cây. Tất cả chúng là những hợp chất hoá học phức tạp và được tạo nên trong quá trình sống thích ứng với các loại thực vật. Mức độ bền của chúng khác nhau và trong quá trình bảo quản , chế biến và các gia công khác làm thay đổi theo những cách khác nhau và đó chính là nguyên nhân lý giải tại sao thực phẩm ở dạng tươi có màu sắc đẹp nhưng sau khi chế biến màu sắc kém đi một phần hay mất hẳn làm giảm giá trị mặt hàng , giá trị dinh dưỡng giảm , giảm giá trị sinh lý.
Ví dụ: Khoai tây có màu xám sau khi gọt vỏ hay nấu chín Táo có màu xám đen sau khi gọt vỏ
Các sắc tố anthocyanin là những hợp chất hóa học phức tạp trong nhóm glucozit. Trong tự nhiên có nhiều hợp chất loại này, có trong rau quả với số lượng, tỷ lệ khác nhau và các bộ phận khác của thực vật làm cho chúng có những màu sắc khác nhau. Gồm có 4 loại: pelacgoniđin, xianidin, denfinidin, apigenidin. Có màu đỏ, xanh lam và các màu sắc tương tự của rau quả là các ester của các anthocyanin này.
Anthocynin rất nhạy cảm với môi trường. Ví dụ như chất màu của bắp cải đỏ rubrobraxin clorit: pH 2,4 – 4 màu đỏ thắm, pH 4 – 6 tím, pH= 6 xanh lam, còn trong môi trương kiềm thì có màu xanh lá cây. Sự thay đổi màu này là quá trình thuận nghịch, nếu thấy màu không thuận lợi trong đồ hộp bắp cải đỏ thì có thể thay đổi bằng cách cho thêm lượng nhỏ acid axetic.
Đặc biệt việc bảo vệ màu đỏ củ cải đường đỏ trong chế biến, đồ hộp hơi khó khăn . Anthocynin của củ cải đỏ-betamin là một monoglucozit khi thuỷ phân cho ra agluconbetanidin C20H19-23O7N2Cl.3H20. Bởi vì ngoài sắc tố đỏ còn có các sắc tố khác khá bền với nhiệt độ, quá trình oxy hoá, khi chần và thanh trùng đồ hộp, thường màu đỏ củ cải đường bị biến thành màu hồng, nâu bền tuỳ theo mức độ sắc tố đó bị phá huỷ. Để bảo vệ màu tốt hơn, người ta thường sử dụng ít nước khi gia công, trước khi gọt hay thái nhỏ nên nhúng vào dung dịch acid xitric 10-15% hoặc chần bằng hơi. Khi đó các protit của củ bị đông tụ trong quá trình chần sẽ hấp phụ các chất màu, giữ lại màu. Ngoài ra còn có phương pháp thanh trùng bằng cách chiếu các tia ion hoá: tia γ của Coban phóng xạ 60 giúp giữ được màu sáng và đậm hơn.
Khi sản xuất các loại đồ hộp từ rau quả có màu đỏ đóng trong hộp sắt hay lọ thuỷ tinh nắp sắt, thì ta cần tìm cách khắc phục sự xuất hiện một số chất mới trong đồ hộp làm cho nước đường và quả nhuộm có màu tím chứ không phải là màu ban đầu của rau quả. Hiện tượng này là do các kết quả phản ứng giữa anthocyanin và kim loại. Màu xanh tím xuất hiện nhanh trở thành nguyên nhân hư hỏng hàng loạt đồ hộp. Đối với loại này chỉ được dùng các hộp có nắp sắt hoặc nhôm có tráng vecni. Những hư hỏng tương tự cũng có thể xảy ra khi chế biến các loại rau quả có màu đỏ trên bàn bằng sắt, nghiền bằng các máy làm từ nhôm.
Để bảo vệ tốt màu tự nhiên ta thêm một ít chất chống oxy hoá vào sản phẩm. Cho rufin vào thì Anh Đào, Mận giữ màu tốt hơn, cho axít ascobic (350mg cho 1kg sản phẩm kể cả nước đường) vào đồ hộp Mơ, Anh Đào thì sản phẩm có màu, mùi, độ chắc quả tốt hơn.