Các dạng cấu trúc anthocyanin chủ yếu ở các mứ- 123docz.net

(Lee et al., 2005)

Cách tiến hành:

Bước 1: Xác định bước sóng hấp thụ cực đại của anthocyanin λvis–max

Lấy chất màu anthocyanin thu được từ q trình trích ly pha loãng với nước cất sau đó pha loãng dung dịch với đệm pH = 1, quét phổ hấp thụ trong vùng khả kiến (400 ÷ 800 nm) trên máy quang phổ UV–Vis để tìm bước sóng cực đại (λmax) của anthocyanin trong vỏ khoai lang tím.

Bước 2: Xác định hệ sớ pha lỗng mẫu (DF)

Pha loãng mẫu với dung dịch đệm KCl (pH = 1,0; 0,025 M), cho đến khi độ hấp thụ của mẫu ở λvis–max có độ hấp thụ phải nhỏ hơn 1,2.

Bước 3: Chuẩn bị hai mẫu được pha loãng lần lượt với dung dịch đệm KCl (pH = 1,0; 0,025 M) và dung dịch đệm CH3COONa (pH = 4,5; 0,4 M) với hệ sớ pha lỗng đã xác định ở bước 2. Mẫu được lắc đều và để n trong bóng tới 15 phút.

Bước 4: Đo độ hấp thụ của các mẫu ở λvis–max và ở 700 nm với mẫu blank là nước cất. Bước 5: Tính độ hấp thụ của mẫu pha lỗng (A)

A = [(Aλ vis–max – A700) ở pH 1,0] – [(Aλ vis–max – A700) ở pH 4,5] (2.17) Bước 6: Tính nờng độ anthocyanin trong mẫu

CA (mg/L) = 𝐴 × 𝑀𝑊 × 𝐷𝐹 × 1000

29 Trong đó:

CA: nờng độ anthocyanin, mg/L.

MW: khối lượng phân tử của cyanidin–3–O–glucoside, 449,2 g/mol. DF: hệ sớ pha lỗng.

l: độ dài đường truyền (bề dày cuvet), 1cm.

ε: hệ số hấp thụ quang của cyanidin–3–O–glucoside, 26900 L.mol–1.cm–1.

Phương pháp xác định hàm lượng đường

Xác định hàm lượng đường có trong mẫu khảo sát được thực hiện theo phương pháp phenol – sulfuric acid cho tổng carbohydrate. Ở phương pháp này, trong môi trường acid nóng, glucose bị khử nước thành hydroxymethyl furfural, tạo thành sản phẩm có màu vàng với phenol và có độ hấp thụ cực đại ở bước sóng 490 nm (Sadasivam và Manikam, 2005).

Dựng đường chuẩn glucose xác định hàm lượng đường

Cách tiến hành được thực hiện theo nghiên cứu của Nielsen (2010) có điều chỉnh: Bước 1: Sử dụng 100 mg glucose, định mức lên 1000 mL với nước cất

Bước 2: Sử dụng dung dịch đường μg/mL và nước cất để pha thành các ống chuẩn có nờng độ đường 20 – 100 μg/2 mL như Bảng 2.1.

Bảng 2.1. Cách pha dung dịch glucose ở các nồng độ khác nhau để xây dựng đường chuẩn

Blank 1 2 3 4 5

Nồng độ glucose (μg/2mL) 0 20 40 60 80 100

Thể tích dd glucose cần lấy (mL) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Thể tích nước cất (mL) 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1

Bước 3: Thực hiện phản ứng chuyển glucose thành chất mang màu, lấy theo thứ tự 2 mL dung dịch đường ứng với mỗi tỷ lệ, 1 mL phenol 5%, 5 mL H2SO4 đặc cho vào ống nghiệm. Lắc đều bằng máy lắc ống nghiệm, sau đó để n các ớng nghiệm trong vịng 30 phút ở nhiệt độ phịng. Lặp lại thí nghiệm 3 lần ứng với mỗi tỷ lệ đường.

Bước 4: Đo mẫu với các nồng độ đường khác nhau bằng máy đo quang phổ UV–Vis ở bước sóng 490 nm với mẫu trắng là nước cất. Ghi nhận số liệu tiến hành dựng đường chuẩn bằng phần mềm Origin. Kết quả tính tốn nờng độ đường được biểu thị bằng đơn vị mg/L.

Nồng độ đường quy đổi từ đơn vị μg glucose/2 mL sang đơn vị mg glucose/L được trình bày ở Bảng 2.2.

Bảng 2.2. Quy đổi nờng độ đường

μg glucose/2 mL 0 20 40 60 80 100

mg glucose/L 0 10 20 30 40 50

Xác định tổng đường có trong mẫu khảo sát

Cách tiến hành được thực hiện dựa theo nghiên cứu của Agrawal (2015) có điều chỉnh: Bước 1: Pha loãng mẫu với nước cất theo tỷ lệ phù hợp (50 – 200 lần), lắc đều bằng máy lắc ống nghiệm.

Bước 2: Thêm lần lượt 2 mL mẫu, 1 mL phenol 5% và 5 mL H2SO4 đặc cho vào ống nghiệm, sau đó lắc đều bằng máy lắc. Để mẫu cân bằng trong 20 phút ở nhiệt độ phòng.

Bước 3: Tiến hành đo độ hấp thụ quang bằng máy đo quang phổ UV–Vis ở bước sóng 490 nm với mẫu trắng là nước cất. Lặp lại thí nghiệm 3 lần cho mỗi mẫu, ghi nhận kết quả và tính tốn dựa trên đường chuẩn đã xây dựng.

2.2.8. Phương pháp khảo sát điều kiện bảo quản dịch trích anthocyanin

Tiến hành khảo sát độ bền màu của dịch trích theo thời gian bảo quản và đánh giá độ bền màu trong 20 ngày với các điều kiện:

– Nhiệt độ phịng (30oC), có ánh sáng; – Nhiệt độ 5oC, có ánh sáng;

– Nhiệt độ phịng (30oC), trong bóng tới; – Nhiệt độ 5oC, trong bóng tới.

Cách tiến hành: Tiến hành trích ly anthocyanin bằng ATPE. Lấy 2 mL dịch trích thu được sau cô quay định mức lên 100 mL bằng nước cất. Cho vào 4 erlen đã chuẩn bị sẵn mỗi erlen 20 mL dịch trích anthocyanin đã được trích ly. Bịt kín miệng erlen bằng bơng gịn và giấy bạc, sau đó để các bình ở các điều kiện khác nhau. Để kiểm sốt điều kiện nhiệt độ 5oC, có ánh sáng, sử dụng tủ mát có mặt kính trong śt để bảo quản. Sau mỗi 24 giờ tiến hành quan sát màu sắc và xác định nồng độ anthocyanin (mg/L) trong các mẫu.

2.2.9. Phương pháp nghiên cứu ứng dụng của chất màu anthocyanin vào thực phẩm Ứng dụng chất màu anthocyanin vào thực phẩm

Thuyết minh quy trình

Chuẩn bị nguyên liệu

Mục đích: Định lượng ngun liệu theo cơng thức, chuẩn bị cho các công đoạn sau. Cách tiến hành: Tất cả các nguyên liệu được cân theo công thức Bảng 2.3.

Bảng 2.3. Công thức nguyên liệu cho các mẫu khảo sát

Nguyên liệu Mẫu đối chứng Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3

Sữa không đường (g) 125 125 125 125

Sữa đặc (g) 22 22 22 22 Whipping cream (g) 70 70 70 70 Đường xay (g) 25 25 25 25 Chất màu (g) 0 3,17 3,98 4,79 GMS (g) 72,6 72,6 72,6 72,6 CMC (g) 72,6 72,6 72,6 72,6 Phối trộn

Mục đích: Đờng nhất các nguyên liệu.

Cách tiến hành: Sữa và đường được gia nhiệt nhanh trong lò vi sóng. Sau đó, GMS và CMC đã chuẩn bị được cho từ từ vào sữa đã làm nóng và khuấy đều hỗn hợp.

CMC – Sodium carboxymethyl cellulose (E466): Đây là một chất ổn định được sử dụng trong kem để tăng độ nhớt của hỗn hợp, giúp ổn định cấu trúc và tạo độ kết dính cho khới kem, kiểm sốt sự phát triển của lactose và tinh thể đá, giúp làm mịn tinh thể, đờng thời làm chậm q trình tan chảy của kem khi lấy ra khỏi tủ đông (Moore et al., 1981). Mức giới hạn tối đa của phụ gia này là GMP.

GMS – Glycerol monosteate (E471) là một chất nhũ hố hoạt động bề mặt có mức giới hạn là GMP. Trong sản phẩm kem, GMS liên kết cạnh tranh với bề mặt protein sữa ở cả hai hệ nhũ tương béo trong nước và khí trong nước, một phần làm mất ổn định hệ nhũ tương béo, làm cho kem mịn, tinh thể đá nhỏ, sản phẩm có cảm quan tớt, khi ăn dễ tan liền trong miệng (Goff, 1989).

Rây

Cách tiến hành: Đổ sữa từ từ qua rây từ 1 – 2 lần để đảm bảo ngun liệu được đờng nhất hồn tồn.

Hình 2.9. Sơ đờ quy trình ứng dụng chất màu anthocyanin vào kem dâu

Ủ chín và lạnh đơng sơ bộ

Mục đích: Ủ chín làm cho hỗn hợp nguyên liệu đạt được một sớ tính chất hóa lý cần thiết, chuẩn bị cho quá trình làm lạnh sơ bộ. Q trình làm lạnh sơ bộ có hai mục đích quan trọng:

CMC, GMS

Whipping cream, chất màu,

chất tạo hương

Sữa không đường, sữa đặc, đường xay Phối trộn Rây Ủ chín và lạnh đông sơ bộ Rót khn Kem dâu Chuẩn bị Cân Bảo quản

Thổi một lượng khơng khí vào hỗn hợp ngun liệu để làm tăng thể tích của chúng, lạnh đông một phần nước trong hỗn hợp tạo thành các tinh thể đá với kích thước thật nhỏ và đờng nhất, đờng thời phân bố đều các tinh thể đá này trong hỗn hợp (Lê Văn Việt Mẫn, 2010). Hỗn hợp này được khuấy đều trong môi trường có nhiệt độ thấp để tránh tạo thành những tinh thể băng giúp cho kem ở dạng mịn, xốp (Marshall et al., 2003).

Cách tiến hành: Whipping, chất màu và chất tạo hương được trộn sơ bộ với hỗn hợp sữa đã được chuẩn bị trước đó. Tất cả các nguyên liệu được cho trực tiếp vào thiết bị làm kem gia dụng, hỗn hợp này được khuấy đảo liên tục trong máy trong khoảng 2,5 giờ.

Rót khn và bảo quản

Mục đích: Rót khuôn để định hình và bảo quản để ổn định tính chất và kéo dài thời gian sử dụng của kem.

Các tiến hành: Kem từ máy làm kem cho vào các khuôn đã được chuẩn bị sau đó được cho vào tủ lạnh âm sâu để bảo quản ở nhiệt độ –18oC.

Phương pháp đánh giá cảm quan

Phép thử thị hiếu so hàng được sử dụng để đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm. Người thử nhận được 3 mẫu đã được mã hoá và phải xếp các mẫu này theo mức độ ưu thích giảm dần. Sớ lượng người thử là 72 người có tình trạng răng miệng tớt. Sớ liệu được thống kê và xử lý bằng kiểm định Friedman.

Phương pháp phân tích màu

Sự thay đổi màu sắc của kem được đo bằng máy đo màu cầm tay CR–400 (Konica Minolta, Osaka, Nhật Bản). Máy đo màu được hiệu chuẩn bằng một tấm hiệu chuẩn màu trắng tiêu chuẩn (Choi et al., 2017). Màu sắc được biểu thị bằng các giá trị L*, a* và b*. L* thể hiện cường độ sáng (giá trị) của màu trên thang số từ 0 (đen) đến 100 (trắng). Tọa độ màu a* thể hiện vị trí giữa màu đỏ (+a*) và xanh lục (–a*), tọa độ màu b* thể hiện vị trí giữa màu vàng (+b*) và xanh lam (–b*) (Shokry & Shen, 2006). Trước mỗi loạt phép đo màu, thiết bị được hiệu chuẩn để đảm bảo độ tin cậy của thiết bị. Giá trị chênh lệch màu trung bình (ΔE) được tính bằng cơng thức (2.19), trong đó L∗o, ao∗ và bo∗ là các giá trị kiểm soát cho các mẫu đối chứng (Wang et al., 2012). Giá trị độ bão hịa màu (C*) và giá trị góc màu (H°) được tính theo cơng thức (2.20) và (2.21) (Aina et al., 2009).

ΔE = [(L*– L*o)2 + (a*– a*o)2 + (b*– b*o)2]1/2 (2.19)

C* = (a*2 + b*2)1/2 (2.20)

2.2.10. Phương pháp xử lý số liệu

Dữ liệu của tất cả các thí nghiệm được báo cáo dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (S.D., n = 3) của 3 lần thí nghiệm lặp lại. Kết quả được xử lý bằng phần mềm phân tích dữ liệu Microsoft Excel 2016, OriginPro 2018 SR1, MATLAB R2019a và SPSS 20.0 for Window Evaluation Version (IBM corporation, Armonk, North Castle, New York, U.S.A). Ý nghĩa thớng kê được đánh giá bằng phương pháp phân tích phương sai một chiều (one–way ANOVA). Mức ý nghĩa 5% được áp dụng cho tất cả các phép so sánh. Duncan test được sử dụng để xác định sự khác biệt có nghĩa giữa các phương pháp xử lý khác nhau.

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1. Một số chỉ tiêu của nguyên liệu 3.1. Một số chỉ tiêu của nguyên liệu

3.1.1. Kết quả xác định một số chỉ tiêu của vỏ khoai lang tím

Kết quả xác định một số chỉ tiêu của nguyên liệu vỏ khoai lang tím dạng tươi được thể hiện trong Bảng 3.1.

Bảng 3.1. Một số chỉ tiêu của vỏ khoai lang tím

Chỉ tiêu Kết quả

Độ ẩm (%) 72,7

Hàm lượng xơ thô (%) 2,18

Hàm lượng đường tổng (%) 3,93

Vỏ khoai lang tím có độ ẩm cao 72,7%, điều này gây khó khăn cho việc bảo quản vì vỏ sẽ dễ bị úng và nhanh hư hỏng. Do đó, chúng tôi đã tiến hành xử lý mẫu nguyên liệu thành dạng bột như đã trình bày ở Chương 2 để tăng thời gian bảo quản.

Theo Woolfe (1992), hàm lượng xơ thô của khoai lang có giá trị trung bình là 1,64% và dao động trong khoảng 0,49 – 4,71%, kết quả nghiên cứu của chúng tôi cũng nằm trong khoảng này, có sự chênh lệch với giá trị trung bình như vậy là do nguyên liệu đầu vào của chúng tôi là vỏ khoai lang tím.

Trong nguyên liệu nghiên cứu có hàm lượng đường tổng cao (3,93%) đây là một trong những yếu tớ gây thối hố chất màu anthocyanin. Do đó, loại bỏ đường ra khỏi dịch trích là việc cần thiết. Kết quả hàm lượng đường tổng trong vỏ khoai lang tím mà chúng tơi thu được cũng nằm trong khoảng giá trị mà Woofe đã đề cập (0,38 – 5,64%).

3.1.2. Kết quả xác định bước sóng hấp thụ cực đại

Anthocyanin có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy với khoảng bước sóng hấp thụ cực đại là 500 ÷ 540 nm (Markakis & Jurd, 1974).

Kết quả bước sóng hấp thụ cực đại mà chúng tôi thu được ở Bảng 3.2 nằm trong khoảng hấp thụ cực đại trên. Do đó, anthocyanin được trích ly bằng vỏ khoai lang tím sẽ được đo đạc và tính tốn ở bước sóng λmax = 523 nm trong toàn bộ nghiên cứu này.

Bảng 3.2. Kết quả bước sóng hấp thụ cực đại của anthocyanin từ vỏ khoai lang tím

Lần 1 Lần 2 Lần 3 Giá trị trung bình

λmax (nm) 522,5 522 524,5 523 ± 1,32

3.2. Kết quả dựng đường chuẩn xác định hàm lượng đường

Đường chuẩn glucose được xây dựng để xác định hàm lượng đường được loại bỏ khỏi dịch trích được thể hiện trong Hình 3.1.

10 20 30 40 50 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Độ h ấp th ụ Nồng độ glucose (mg/L) Equation y = a + b*x Intercept -0.0068 ± 0.01553 Slope 0.01454 ± 4.6818 R-Square (COD) 0.9969 Adj. R-Square 0.99587

Hình 3.1. Đường chuẩn glucose

Kết quả thu được cho thấy độ hấp thụ quang của các dung dịch đường đã phản ứng được biểu diễn dưới dạng phương trình bậc 1 như sau: y = 0,0145x – 0,0068 và có độ tin cậy lên đến 99,69%.

Kết quả thực nghiệm cho thấy dung dịch đường với nồng độ glucose là 10 mg/L có độ hấp thụ thấp nhất tại 0,136 và cao nhất tại 0,714 với nồng độ glucose là 50 mg/L. Dựa vào giới hạn cho phép này để xác định nờng độ pha lỗng mẫu phù hợp sao cho giá trị khi đo độ hấp thụ bằng máy UV–Vis nằm trong vùng 0,136 < y < 0,714. Từ đó, tính tốn và đưa ra giá trị hàm lượng đường trong dịch trích.

3.3. Kết quả lựa chọn muối cho hệ ATPS

Một hệ ATPS bao gồm nước muối và pha hữu cơ. Ethanol được lựa chọn làm pha hữu cơ dựa trên đặc tính không độc hại, dễ sử dụng khi so sánh với n–propanol và isopropanol (Liu

Y. et al., 2013), nhiệt độ sơi vừa phải (Tan et al., 2014), thích hợp hơn cho sản x́t cơng nghiệp quy mô lớn (Cheng Z. et al., 2016). Các loại muối vô cơ khác nhau bao gồm NaH2PO4, (NH4)2SO4, K2HPO4 và Na2CO3 đã được chọn để nghiên cứu khả năng phân bố anthocyanin và đường với ethanol.

Như đã đề cập ở Chương 1, cấu trúc hóa học của anthocyanin thay đổi theo giá trị pH của dung dịch. Nếu giá trị pH của dung dịch cao hơn 7 (trong môi trường kiềm), các anthocyanin sẽ bị thối hóa tùy thuộc vào các nhóm thế của chúng (Casteda–Ovando et al., 2009). Các hệ ethanol/(NH4)2SO4 (pH ≈ 5,03 – 5,12) và ethanol/NaH2PO4 (pH ≈ 3,96 – 4,01) cung cấp một môi trường acid, có thể bảo vệ anthocyanins khỏi sự thối hóa (Wu et al., 2014). Ngược lại, ethanol/K2HPO4 (pH ≈ 10,09) và ethanol/Na2CO3 (pH ≈ 11,68) là các hệ kiềm chuyển anthocyanin thành các dạng carbinol khơng màu, chalcone có màu vàng nhạt và quinonoid base dạng anion có màu xanh dương (Trouillas et al., 2016), điều này có thể nhận thấy thơng qua Hình 3.2. Vì vậy, (NH4)2SO4 và NaH2PO4 được giữ lại và tiếp tục khảo sát; K2HPO4 và Na2CO3 bị loại bỏ.

Hình 3.2. Sự thay đổi màu sắc của mẫu khi sử dụng các loại muối khác nhau

(Theo thứ tự từ trái sang phải: (NH4)2SO4, NaH2PO4, K2HPO4, Na2CO3)

Kết quả khảo sát hiệu quả trích ly để lựa chọn ḿi cho hệ ATPS được thể hiện trong Bảng 3.3 và Hình 3.3.

Trong thí nghiệm khảo sát lựa chọn ḿi, nếu khối lượng muối khan thấp hơn 1,54 g, cả hai muối không thể tạo hệ ATPS với ethanol. Nhưng nếu khối lượng muối cao hơn 2,4 g thì

(NH4)2SO4 sẽ kết tủa, trong khi NaH2PO4 vẫn cho thấy khả năng hịa tan tớt. So sánh giữa (NH4)2SO4 và NaH2PO4, hệ ATPS ethanol/(NH4)2SO4 (YS: 49,943 – 71,155%) cho thấy khả năng loại bỏ đường tốt hơn so với ethanol/NaH2PO4 (YS: 20,695 – 41,265%). Tuy nhiên, hệ số phân bố và hiệu suất thu hồi anthocyain trong hệ ATPS ethanol/NaH2PO4 (KA: 51,310 – 171,111 và YA: 99,607 – 99,767%) cao hơn nhiều so với hệ ethanol/(NH4)2SO4 (KA: 13,133– 36,923 và YA: 96,807 – 97,905%). 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 96.5 97.0 97.5 98.0 98.5 99.0 99.5 100.0 Hiệu su ất th u hồ i a nt ho cy an in (%)

Khối lượng muối (g)

YA - (NH4)2SO4 YA - NaH2PO4 20 30 40 50 60 70 80 90 YS - (NH4)2SO4 YS - NaH2PO4 Hiệu su ất tá ch đ ường (%) 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 0 20 40 60 80 100 120 140 160

Các dạng cấu trúc anthocyanin chủ yếu ở các mức pH khác nhau

Phương pháp tổng quan tài liệu

Tách pha bằng phễu chiết