1.1 Giới thiệu về anthocyanins và hợp chất màu anthocyanins
1.1.3 Giới thiệu về hợp chất màu anthocyanins
Nguồn gốc
Trong các thực phẩm màu có nguồn gốc tự nhiên thì anthocyanins là họ màu phổ biến nhất tồn tại trong hầu hết các thực vật bậc cao và tìm thấy đƣợc trong một số loại rau, hoa, quả, hạt có màu từ đỏ đến tím nhƣ: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, hoa hibicut, hoa hồng, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp than, đậu đen, táo đỏ, quả việt quất…
Cấu tạo
Anthocyanins là hợp chất màu hữu cơ thiên nhiên, thuộc nhóm flavonoid có màu đỏ, đỏ tía, xanh hiện diện trong một số rau quả.
Chất màu đƣợc tính theo cyanin-3-glucoside, có trọng lƣợng phân tử 449,2 gmol-1.
- Anthocyanins là những glucozit do gốc đường glucose, galactose…kết hợp sản xuất gốc aglucon có màu (anthocyanidin). Aglucon của chúng có cấu trúc cơ bản được mô tả trong hình 1.10. Các gốc đường có thể được gắn vào vị trí 3, 5, 7; thường được gắn vào vị trí 3 và 5 còn vị trí 7 rất ít.
Phân tử athocyanins gắn đường vào vị trí 3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit.
Hình 1.10: Cấu trúc cơ bản aglucon của anthocyanin
Các aglucon của anthocyanins khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí R1 và R2 khác nhau mà thường là -H, -OH hay -OCH3.
Bảng 1.3: Một số loại anthocyanins phổ biến trrong tự nhiên:
Tên cây Anthocyanins
Bắp cải tím Rubroraxinin
Cúc tây Pelaroraxinin
Quả anh đào Ceraxianin
Quả việt quất Idain hoặc Delfin
Hoa hồng Xianin
Quả mận Prunixianin
Quả nho Enin
Hoa mẫu đơn Peonin
Hoa anh đào Hirxutin
R1 OH
OH
OH
OH
R2
O+ 3 5
7
Tính chất
Anthocyanins tinh khiết ở dạng tinh thể hay vô định hình là hợp chất khá phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực. Màu sắc của anthocyanins luôn thay đổi phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, ánh sáng, các chất màu có mặt và nhiều yếu tố khác. Tuy nhiên, màu sắc của anthocyanins thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH môi trường. Anthocyanins không ổn định ở pH thấp và bị phá hủy ở pH cao dưới sự hiện diện của oxy. Thông thường:
Khi pH < 7 các anthocyanins có màu đỏ, khi pH > 7 thì có màu xanh.
Khi pH = 1,0: các anthocyanins ở dạng muối oxonium có màu cam đến đỏ.
Khi pH = 4 ÷ 5: chúng có thể chuyển về dạng bazơ cacbicon không màu.
Ở pH = 7,0 ÷ 8,0: lại về dạng bazơ quinoidal anhydro màu xanh.
Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến sự ổn định màu anthocyanins trong quá trình chế biến. Theo nghiên cứu thì ở 60oC thì chất màu này bắt đầu phân hủy.
Nhiệt độ càng cao thì chất màu bị phá hủy càng mạnh. Nếu trong môi trường có thêm oxi thì sự phân hủy diễn ra càng nhanh.
Ngoài ra thì các sản phẩm màu anthocyanins cũng không ổn định trước ánh sáng. Sản phẩm có 2 nối diglycoside đƣợc acyl hóa, metyl hóa tạo thành những anthocyanins ổn định nhất đối với ánh sáng.
Anthocyanins có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụ cực đại tại bước sóng 510 ÷ 540 nm. Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắc của các anthocyanins, chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch, nồng độ anthocyanins: thường pH thuộc vùng axit mạnh có độ hấp thụ lớn, nồng độ anthocyanins càng lớn độ hấp thụ càng mạnh.
Tác dụng
Ngoài tác dụng là chất màu thiên nhiên đƣợc sử dụng khá an toàn trong thực phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm. Anthocyanin còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí nhƣ:
+ Khả năng chống oxy hóa cao nên đƣợc sử dụng để chống lão hóa hay chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, hạn chế sự suy giảm sức đề kháng.
+ Có tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển của các tế bào ung thƣ.
+ Có tác dụng chống các tia phóng xạ.
Gần đây các nhà khoa học ở ĐH Bang Louisiana đã phân tích mẫu cám của nếp than trồng tại miền Nam nước Mỹ. Họ phát hiện thấy sự tăng cường của chất chống ô-xy hóa anthocyanins. Chất chống ôxy hóa này chính là nguyên nhân tạo ra màu nâu đen của nhiều loại rau quả, chẳng hạn nhƣ quả nam việt quất và hạt tiêu đỏ. Chúng cũng là nguyên nhân chính tạo màu sậm cho nếp than. Nghiên cứu cho thấy chất chống ô-xy hóa tạo màu sậm này sẽ
“quét” sạch các phân tử gây hại, giúp bảo vệ thành mạch và ngăn ngừa tổn thương ADN cái mà có thể dẫn tới ung thư, tim mạch và nhiều bệnh khác.