Đề tài nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu quy trình chiết tách chất màu tự nhiên từ hoa đậu biếc (Clitoria ternatean) và ứng dụng trong chế biến một số thực phẩm

Chia sẻ: Acacia2510 _Acacia2510 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:98

Thêm vào BST

Báo xấu

198
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm: Xây dựng quy trình trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến màu và độ bền màu của anthocyanin. Khảo sát sự ảnh hưởng tỷ lệ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin. Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly anthocyanin. Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly anthocyanin. Nghiên cứu tính kháng khuẩn và ứng dụng chất màu tự nhiên anthocyanin vào một số thực phẩm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu quy trình chiết tách chất màu tự nhiên từ hoa đậu biếc (Clitoria ternatean) và ứng dụng trong chế biến một số thực phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT – NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH CHẤT MÀU TỰ NHIÊN TỪ HOA ĐẬU BIẾC (CLITORIA TERNATEAN) VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẾ BIẾN MỘT SỐ THỰC PHẨM. Chủ nhiệm: TS. Nguyễn Thị Tuyết Phối hợp: ThS. Trần Thị Duyên BÀ RỊA-VŨNG TÀU - NĂM 2020
THÔNG TIN CHUNG CỦA ĐỀ TÀI Tên đề tài : Nghiên cứu quy trình chiết tách chất màu tự nhiên từ hoa đậu biếc (Clitoria ternatean) và ứng dụng trong chế biến một số thực phẩm. Mã số: Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Thị Tuyết Danh sách cán bộ tham gia chính: STT Họ và tên Học vi Chức danh Đơn vị công tác 1 Trần Thị Duyên Thạc sỹ Giảng viên Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu Nội dung chính: Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm:  Xây dựng quy trình trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc  Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến màu và độ bền màu của anthocyanin  Khảo sát sự ảnh hưởng tỷ lệ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin  Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly anthocyanin  Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly anthocyanin  Nghiên cứu tính kháng khuẩn và ứng dụng chất màu tự nhiên anthocyanin vào một số thực phẩm. Kết quả đạt được: Đề tài tiến hành khảo sát được một số yếu tố tối ưu trong quá trình trích ly chất màu tự nhiên anthocyanin từ hoa đậu biếc. Tiến hành trích ly với tỉ lệ nguyên liệu và dung môi (hoa đậu biếc: etanol) là 1:10, tại nhiệt độ 60oC trong thời gian 2h. Khảo sát ứng dụng của bột hoa đậu biếc vào một số loại thực phẩm và tính kháng khuẩn của bột đối với vi khuẩn lactic và nấm men:  Bột khi ứng dụng vào thực phẩm có màu xanh biếc rất bắt mắt.  Bột không có tính kháng khuẩn nên sử dụng được trong thực phẩm có chứa vi khuẩn lactic và nấm men. Thời gian nghiên cứu: Từ 12/2018 – 7/2020 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI (Ký và ghi rõ họ tên) ii
MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT……………………………………………………….v DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................vi DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................ix LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .....................................................................4 1.1. Hoa đậu biếc .............................................................................................. 4 1.1.1. Tên khoa học và mô tả ........................................................................4 1.1.2. Phân bố ................................................................................................ 5 1.1.3. Công dụng ...........................................................................................5 1.1.4. Thành phần hóa học của hoa đậu biếc.................................................6 1.2. Tổng quan về chất màu thực phẩm ............................................................8 1.2.1. Tầm quan trọng của chất màu trong chế biến thực phẩm ...................8 1.2.2. Vai trò chất màu thực phẩm ................................................................ 8 1.2.3. Phân loại chất màu thực phẩm ............................................................9 1.3. Giới thiệu về chất màu anthocyanin ........................................................11 1.3.1. Khái niệm vế chất màu anthocyanin .................................................11 1.3.2. Cấu trúc hóa học của Anthocyanin ...................................................11 1.3.3. Tính chất vật lý và hóa học của các anthocyanin .............................. 14 1.3.4. Khái niệm về các chất màu pyranoanthocyanin ................................ 19 1.3.5. Chức năng sinh học và ứng dụng của anthocyanin ...........................20 1.4. Tổng quan về các phương pháp chiết ....................................................22 1.4.1. Các khái niệm cơ bản về quá trình chiết ...........................................22 1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình chiết ..........................................23 1.4.3. Các phương pháp chiết ......................................................................25 1.4.4. Vài kỹ thuật chiết hiện đại dùng để chiết xuất chất màu tự nhiên ....25 1.5. Tình hình nghiên cứu, khai thác và sử dụng anthocyanin tự nhiên .........28 1.5.1. Tình hình trên thế giới ............................................................................28 1.5.2. Tình hình trong nước ..............................................................................29 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................31 2.1. Đối tượng nghiên cứu ..............................................................................31 2.1.1. Thời gian và địa điểm nghiêm cứu ....................................................31 i
2.1.2. Nguyên vật liệu nghiên cứu............................................................... 31 2.2. Bố trí thí nghiệm ......................................................................................31 2.2.1. Quy trình đề xuất để chiết tách chất màu từ hoa đậu biếc ................31 2.2.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng trích ly chất màu từ hoa đậu biếc ..........................................................................................33 2.2.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin .......................................................................................................34 2.2.4. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến màu của anthocyanin từ hoa đậu biếc ...........................................................................................................36 2.2.5. Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến khả năng trích ly ……………………………………………………………………...37 2.2.6. Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc .............................................................................38 2.2.7. Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc .............................................................................40 2.2.8. Khảo sát sự ảnh hưởng của phương pháp chiết đến khả năng trích ly anthocyanin .......................................................................................................41 2.2.9. Khảo sát sự ảnh hưởng của số lần chiết đến khả năng trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc .............................................................................42 2.2.10. Khảo sát sự ảnh hưởng hàm lượng maltodextrin đến chất lượng bột hoa đậu biếc sau khi sấy phun ........................................................................44 2.2.11. Nghiên cứu ứng dụng bột màu sấy phun của hoa đậu biếc vào một số loại thực phẩm ..................................................................................................44 2.2.12. Khảo sát sự ảnh hưởng của bột và cao boa đậu biếc đến một số loại vi sinh vật dùng trong chế biến thực phẩm.......................................................45 2.3. Phương pháp nghiên cứu .........................................................................46 2.3.1. Phương pháp xử lý và bảo quản nguyên liệu ....................................46 2.3.2. Phương pháp định tính thành phần cao .............................................46 2.3.3. Phương pháp xác định tính kháng khuẩn ..........................................47 2.3.4. Phương pháp phân tích cảm quan .....................................................48 2.3.5. Phương pháp cô quay chân không.....................................................51 ii
2.3.6. Phương pháp xác định hàm lượng anthocyanin bằng phương pháp vi sai ...........................................................................................................51 2.3.7. Phương pháp xác định hiệu xuất chiết ..............................................52 2.3.8. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu .............................................52 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN .............................. 53 3.1. Ảnh hưởng của các yếu tố trích ly ...........................................................53 3.1.1. Ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc ....................................................................................................53 3.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc ..................................................................................................55 3.1.3. Ảnh hưởng của pH đến màu của anthocyanin từ hoa đậu biếc .........56 3.1.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến khả năng trích ly ...57 3.1.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc ....................................................................................................59 3.1.6. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc ....................................................................................................60 3.1.7. Ảnh hưởng của phương pháp chiết đến khả năng trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc ..................................................................................................62 3.1.8. Ảnh hưởng của số lần chiết đến khả năng trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc ...........................................................................................................63 3.1.9. Ảnh hưởng của hàm lượng maltodextrin đến chất lượng bột màu hoa đậu biếc ....................................................................................................64 3.2. Định tính anthocyanin ..............................................................................65 3.3. Nghiên cứu ứng dụng bột màu sấy phun của hoa đậu biếc vào một số loại thực phẩm .........................................................................................................66 3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của bột và cao boa đậu biếc đến một số loại vi sinh vật dùng trong chế biến thực phẩm...........................................................71 3.5. Quy trình hoàn thiện cho trích ly chất màu anthocyanin từ hoa đậu biếc…………………………………………………………………………...73 3.6. Kết quả đánh giá chất lượng sản phẩm ....................................................74 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...........................................................75 4.1. Kết luận ....................................................................................................75 iii
4.2. Kiến nghị ..................................................................................................75 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................77 PHỤ LỤC ..................................................................................................................80 Phụ lục 1. Kết quả xử lý ANOVA cho các thí nghiệm ........................................80 Phụ lục 2. Một số thiết bị sử dụng khi làm đồ án .................................................86 iv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT MHA: Mueller Hinton Agar - Môi trường thạch Mueller Hinton. DMSO: Dimethyl sulfoxit, là một hợp chất hữu cơ lưu huỳnh với công thức (CH3)2SO. TSB: Tryptone Soy Broth - Môi trường dinh dưỡng TSB. v
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Cây hoa đậu biếc .........................................................................................4 Hình 1.2. Hoa đậu biếc ................................................................................................ 4 Hình 1.3. Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin ..........................................12 Hình 1.4. Cấu trúc phân tử của các anthocyanidin thường gặp trong tự nhiên ........13 Hình 1.5. Ví dụ về cấu trúc của một anthocyanin phức tạp (delphinidin 3,7,3’,5’-tetra-(6-O-p-coumaroyl-β-glucosid)) ....................................13 Hình 1.6. Sự thay đổi cấu trúc phân tử và màu sắc của anthocyanin theo pH ..........15 Hình 1.7. Sự tổ hợp màu liên phân tử giữa delphinidin 3-glucosid và rutin tạo thành ra 2 dạng phức: phức kẹp (A) và phức song song (B) ..............................................18 Hình 1.8. Sự tổ hợp màu nội phân tử của các antyhocyanin acyl hóa ......................19 Hình 1.9. Cấu trúc phân tử của một số pyranoanthocyanin ......................................20 Hình 1.10. Sơ đồ thiết bị chiết SFE ..........................................................................27 Hình 1.11. Sơ đồ thiết bị chiết ASE ..........................................................................27 Hình 1.12. Một số dạng sản phẩm anthocyanin thương mại ....................................29 Hình 2.1. Quy trình chiết tách màu anthocyanin từ hoa đậu biếc ............................. 32 Hình 2.2. Bố trí thí nghiệm chọn dung môi thích hợp ..............................................34 Hình 2.3. Bố trí thí nghiệm chọn nồng độ dung môi thích hợp ................................ 35 Hình 2.4. Bố trí thí nghiệm chọn pH thích hợp ........................................................36 Hình 2.5. Bố trí thí nghiệm chọn tỷ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp ..................38 Hình 2.6. Bố trí thí nghiệm chọn nhiệt độ chiết thích hợp .......................................39 Hình 2.7. Bố trí thí nghiệm chọn thời gian chiết thích hợp ......................................41 Hình 2.8. Bố trí thí nghiệm chọn phương pháp chiết thích hợp ............................... 42 Hình 2.9. Bố trí thí nghiệm chọn số lần chiết thích hợp ...........................................43 Hình 3.1. Mẫu nước chiết ở nhiệt độ 60oC ............................................................... 53 Hình 3.2. Mẫu nước chiết ở nhiệt độ 60oC sau 12h ..................................................53 Hình 3.3. Mẫu nước chiết ở nhiệt độ thường ............................................................ 53 Hình 3.4. Mẫu nước chiết ở nhiệt độ thường sau 12h...............................................53 Hình 3.5. Mẫu cồn chiết ở nhiệt độ 60oC ..................................................................54 Hình 3.6. Mẫu cồn chiết ở nhiệt độ 60oC sau 12h ....................................................54 Hình 3.7. Mẫu cồn chiết ở nhiệt độ thường .............................................................. 54 vi
Hình 3.8. Mẫu cồn chiết ở nhiệt độ thường sau 12h .................................................54 Hình 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến hiệu suất chiết anthocyanin ........55 Hình 3.10. Màu sắc anthocyanin của hoa đậu biếc ở môi trường pH từ 1-14 ..........56 Hình 3.11. Dãy đổi màu của anthocyanin trong pH(ph = 5÷9) ................................ 57 Hình 3.12. Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu/dung môi đến hiệu suất chiết anthocyanin ...............................................................................................................58 Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất chiết anthocyanin ......................59 Hình 3.14. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất chiết anthocyanin .....................61 Hình 3.15. Ảnh hưởng của phương pháp chiết đến hiệu suất chiết anthocyanin .....62 Hình 3.16. Ảnh hưởng của số lần chiết đến hiệu suất chiết anthocyanin .................63 Hình 3.17. Màu của từng loại bột với khối lượng maltodextrin tương ứng .............64 Hình 3.18. Định tính mẫu bột màu............................................................................65 Hình 3.19. Định tính dung dịch chiết ........................................................................65 Hình 3.20. Ứng dụng của mẫu bột chứa 20g maltodextrin .......................................66 Hình 3.21. Ứng dụng của mẫu bột chứa 25g maltodextrin .......................................66 Hình 3.22. Ứng dụng của mẫu bột chứa 30g maltodextrin .......................................67 Hình 3.23. Sản phẩm chứa 2g bột rau câu ............................................................ 67 Hình 3.24. Sản phẩm chứa 4g bột rau câu ............................................................ 67 Hình 3.25. Sản phẩm chứa 6g bột rau câu ................................................................ 68 Hình 3.26. Sản phẩm chứa 40g nếp ..........................................................................68 Hình 3.27. Sản phẩm chứa 50g nếp ..........................................................................68 Hình 3.28. Sản phẩm chứa 60g nếp ..........................................................................69 Hình 3.29. Sản phẩm chứa 40g bột bánh bò ............................................................. 69 Hình 3.30. Sản phẩm chứa 50g bột bánh bò ............................................................. 69 Hình 3.31. Bánh bao sau khi tạo hình .......................................................................70 Hình 3.32. Bánh bao chứa 0,8g bột màu ...................................................................70 Hình 3.33. Bánh bao chứa 1g bột màu ......................................................................70 Hình 3.34. Bánh bao chứa 1,2g bột màu ...................................................................70 Hình 3.35. Môi trường lỏng vi khuẩn Lactic ............................................................ 71 Hình 3.36. Môi trường hansen của nấm men ............................................................ 71 Hình 3.37. Khả năng kháng nấm men của bột màu ..................................................72 Hình 3.38. Khả năng kháng nấm men của cao chiết .................................................72 vii
Hình 3.39. Khả năng kháng lactic của bột màu ........................................................72 Hình 3.40. Khả năng kháng lactic của cao chiết .......................................................72 Hình 3.41. Quy trình hoàn thiện trích ly chất màu anthocyanin từ hoa đậu biếc.....73 viii
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Chức năng các thành phần của cây hoa đậu biếc .......................................5 Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cây hoa đậu biếc .................................................6 Bảng 1.3. Liều sử dụngcho phép của một số chất màu hữu cơ tổng hợp ...................9 Bảng 1.4. Một số chất màu tự nhiên thông dụng ......................................................10 Bảng 1.5. Các nhóm chính của anthocyanin ............................................................. 12 Bảng 2.1. Tỷ lệ nguyên liệu/etanol………………………………………………...37 Bảng 2.2. Điểm chất lượng sản phẩm bột màu từ hoa đậu biếc ............................... 50 Bảng 3.1. Kết quả thống kê hàm lượng anthocyanin sau khi trích ly với các nồng độ dung môi khác nhau ..................................................................................................55 Bảng 3.2. Kết quả thống kê hàm lượng anthocyanin sau khi trích ly với các tỉ lệ nguyên liệu/dung môi khác nhau ..............................................................................58 Bảng 3.3. Kết quả thống kê hàm lượng anthocyanin sau khi trích ly ở các nhiệt độ khác nhau ..................................................................................................................59 Bảng 3.4. Kết quả thống kê hàm lượng anthocyanin sau khi trích ly với các khác khoảng thời gian khác nhau ......................................................................................61 Bảng 3.5. Kết quả thống kê hàm lượng anthocyanin sau khi trích ly bằng hai phương pháp khác nhau ............................................................................................ 62 Bảng 3.6. Kết quả thống kê hàm lượng anthocyanin sau khi trích ly với số lần chiết khác nhau ..................................................................................................................63 Bảng 3.7. Bảng định tính mẫu hoa đậu biếc ............................................................. 66 Bảng 3.8. Kết quả đánh giá chất lượng bột màu anthocyanin từ hoa đậu biếc .........74 ix
LỜI MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề bài Chất màu thực phẩm là một phụ gia thực phẩm (PGTP) quan trọng, được sử dụng không chỉ trong chế biến thực phẩm mà cả trong công nghiệp mỹ phẩm (kem trang điểm, thuốc nhuộm tóc, …), dược phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác. Nhu cầu về chất màu thực phẩm rất lớn và không ngừng tăng lên trong những năm gần đây [33]. Nước ta do chưa sản xuất được chất màu thực phẩm nên tất cả đều phải nhập từ nước ngoài. Một số trường hợp, sử dụng chất màu không đủ tiêu chuẩn gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người dùng. Vì thế, nghiên cứu cây nhuộm màu thực phẩm và các chất màu từ chúng có ý nghĩa quan trọng đối với kinh tế xã hội của đất nước. Anthocyanins, thuộc nhóm flavonoid, là sắc tố trong không bào thực vật tan trong nước chịu trách nhiệm về màu đỏ sáng, tím hoặc màu xanh của hoa, vỏ, hạt, quả và lá. Nguồn cung cấp anthocyanin chính trong quả ăn được là nho, anh đào, mận, mâm xôi, dâu tây, táo, đào, việt quất... Nhóm rau có chứa sắc tố anthocyanin là cà tím, bắp cải tím, tía tô, hoa đậu biếc... Cường độ và độ bền màu anthocyanin phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần cấu trúc, nồng độ chất màu, pH, nhiệt độ, ánh sáng, sự hiện diện của các chất màu khác, ion kim loại, enzyme, oxy, vitamin C và đường,… [14], [20]. Bên cạnh các tính năng màu sắc của chúng, anthocyanins có gần đây đã thu hút sự quan tâm nhiều hơn do chúng còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí cho sức khỏe như khả năng chống oxy hóa, chống dị ứng, chống các tia phóng xạ, chống viêm, chống vi khuẩn, chống đông huyết tạo các bệnh mạch vành và có tác dụng bảo vệ tim mạch và thuốc giãn mạch vành [25], [19]. Anthocyanins không có độc tính và không có bất kỳ giới hạn tối đa cho các ứng dụng trong thực phẩm. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong các hoạt động sản xuất công nghiệp. Chất màu anthocyanin có thể được nghiên cứu dựa vào ảnh hưởng có lợi của chúng đối với sức khỏe con người [21] và các ứng dụng của chúng như sự lựa chọn tiềm năng để thay thế màu sắc tự nhiên trong thực phẩm [26]. Do vậy, nghiên cứu sử dụng anthocyanin làm chất màu thực phẩm là việc làm cần thiết, có ý nghĩa nhằm khai thác, phát triển hơn nữa các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên. 1
Từ thực tế đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu quy trình tách chiết chất màu tự nhiên từ hoa đậu biếc (Clitoria ternatean) và ứng dụng trong chế biến một số thực phẩm”. 2. Mục đích nghiên cứu Đề tài được thực hiện với mục đích khảo sát các điều kiện chiết tách chất màu tự nhiên anthocyanin từ hoa đậu biếc, từ đó xây dựng được quy trình chiết tách hiệu quả chất màu từ loại nguyên liệu này. Đồng thời định tính một số chất có trong sản phẩm và ứng dụng nhuộm màu cho một số loại thực phẩm. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Với mục tiêu tìm ra chất màu thực phẩm từ thiên nhiên, an toàn, tốt cho sức khỏe, dễ sử dụng từ hoa đậu biếc. Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm:  Xây dựng quy trình trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc;  Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến màu và độ bền màu của anthocyanin;  Khảo sát sự ảnh hưởng tỷ lệ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin;  Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly anthocyanin;  Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly anthocyanin;  Định tính sản phẩm cao và bột màu thu được;  Nghiên cứu tính kháng khuẩn và ứng dụng chất màu tự nhiên anthocyanin vào một số thực phẩm. 4. Phương pháp nghiên cứu  Phương pháp thu thập thông tin về số liệu  Thu thập thông tin từ sách, báo và các đề tài nghiên cứu khoa học đã có;  Thu thập, tìm kiếm dữ liệu từ Internet;  Tham khảo ý kiến của các chuyên gia.  Phương pháp phân tích Tiến hành trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc, sau đó xác định hàm lượng anthocyanin từ dịch chiết bằng phương pháp pH vi sai.  Phương pháp xử lý số liệu  Sử dụng phương pháp thống kê để xử lý số liệu; 2
 Sử dụng phương pháp cơ sở dữ liệu (phần mềm Excel) kết hợp với thống kê để xác định các yếu tố ảnh hưởng;  Sử dụng một số phần mềm tin học khác phục vụ cho việc phân tích và xử lý số liệu. 5. Kết quả đạt được của đề tài Đề tài tiến hành khảo sát được một số yếu tố tối ưu trong quá trình trích ly chất màu tự nhiên anthocyanin từ hoa đậu biếc. Tiến hành trích ly với tỉ nguyên liệu: dung môi (hoa đậu biếc: etanol) là 1:10, tại nhiệt độ 60oC trong thời gian 2h. Khảo sát ứng dụng của bột hoa đậu biếc vào một số loại thực phẩm và tính kháng khuẩn của bột đối với vi khuẩn lactic và nấm men:  Bột khi ứng dụng vào thực phẩm có màu xanh biếc rất bắt mắt.  Bột không có tính kháng khuẩn nên sử dụng được trong thực phẩm có chứa vi khuẩn lactic và nấm men. 6. Cấu trúc của đồ án Đồ án gồm có 3 chương:  Chương 1. Tổng quan tài liệu  Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu  Chương 3. Kết quả thực nghiệm và thảo luận 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Hoa đậu biếc 1.1.1. Tên khoa học và mô tả [31] Hình 1.1. Cây hoa đậu biếc Hình 1.2. Hoa đậu biếc Cây hoa đậu biếc còn gọi đậu hoa tím hay bông biếc, tên khoa học Clitoria ternatean, thuộc họ đậu. Đậu biếc là một cây họ đậu lâu năm, loại thảo, leo, thân và cành mảnh có lông.  Lá: hình bầu dục, nhọn ở đầu màu xanh đậm, có gân nổi rõ, giống lá cỏ lạc cảnh, đặc biệt lá xanh quanh năm.  Hoa: có màu tím, màu trắng, với hình dáng lạ mắt dạng trứng ngược. Hoa này mọc thành chùm hay riêng lẻ rất sai hoa.  Quả: dài từ 4 đến 13 cm, giống như đậu ván, khi non có màu xanh khi già thì quả có màu nâu đốm từ 6 đến 10 hạt. Chi Đậu biếc (danh pháp: Clitoria) thuộc họ Fabaceae và tiểu họ Papgroupaceae. Có nguồn gốc từ châu Á nhiệt đới và sau đó được phân phối rộng rãi ở Nam và Trung Mỹ, Đông và Tây Ấn, Trung Quốc và Ấn Độ. Cây hoa đậu biếc thuộc loại cây thân leo khỏe mạnh, dễ trồng và chăm sóc, chịu được nắng nóng và hạn rất tốt, sợ rét, ít sâu bệnh. Nhiệt độ ưa thích của đậu biếc là từ 20-32oC. 4
1.1.2. Phân bố [34] Clitoria ternatea là một trong những cây trồng địa phương có dược tính, có nguồn gốc từ châu Á nhiệt đới và sau đó được phân phối rộng rãi ở Nam và Trung Mỹ, Đông và Tây Ấn, Trung Quốc và Ấn Độ. Đất trồng đậu biếc là các loại đất tơi xốp, nhiều mùn, giàu dinh dưỡng, thoát nước tốt. Ở nước ta, cây Đậu biếc có nhiều ở Quảng Ninh, Ninh Bình, Huế, Đà Nẵng, Khánh Hòa, Bình Thuận và khu vực đồng bằng sông Cửu Long. 1.1.3. Công dụng [35] Hoa thường được sử dụng để nhuộm bánh gạo ở Malaysia và được ăn như rau ở Ấn Độ và Philippines… Trong y học cổ truyền, cây được sử dụng trong điều trị vàng da, đau nửa đầu, viêm họng, nhiễm trùng mắt, bệnh ngoài da, hen suyễn, sưng khớp, đau tai, sốt, nhiễm trùng đường tiết niệu, táo bón, rắn cắn, nhức đầu, khó tiêu, bệnh phong và rối loạn hệ thần kinh trung ương. Các chất chiết xuất khác nhau của nó có tác dụng dược lý được báo cáo như nootropic, anxiolytic, thuốc chống co giật, thuốc an thần, chống viêm, chống tiểu đường, chống oxy hóa, chống căng thẳng, điều hòa miễn dịch, chống nhiễm trùng, chống oxy hóa và tăng cường trí nhớ. Công dụng các thành phần của cây hoa đậu biếc được thể hiện rõ qua bảng 1.1 dưới đây. Bảng 1.1. Chức năng các thành phần của cây hoa đậu biếc Thành phần Chức năng Tài liệu tham khảo Hoa Làm màu thực phẩm. [16] Rễ Giải lo âu, thuốc chống [16] trầm cảm, thuốc chống co giật. Thân Điều trị bệnh tình dục [15] chẳng hạn như: vô sinh và bệnh lậu. 5
Trích xuất của hoa đậu Ổn định nhiệt [21] biếc 1.1.4. Thành phần hóa học của hoa đậu biếc [36] Hoa đậu biếc chứa một este và một chất nhựa glycosid. Nó chứa anthoacyanin, blue proanthocyanidin là một chất chống oxy hóa mạnh. Terahara và cộng sự [27] đã phân lập sáu anthocyanins chính từ hoa đậu biếc C. ternatea với cấu trúc đặc trưng là malonylationdelphinidin, thu được chuỗi cạnh 3’5 với D- glucose xen kẽ và bốn axit p-coumaric với một phân tử axit malonic. Delphinidin glucoside là anthocyanin chính tạo ra màu xanh lam đặc biệt của loại hoa này. Các thành phần hóa học chính được tìm thấy ở Clitoria ternatea là các triterpenoids pentacyclic như taraxerol và taraxerone. Trong rễ có sự hiện diện của ternatins, ancaloit, flavonoid, saponin, tannin, carbohydrate, protein, nhựa, tinh bột, taraxerol và taraxerone [28]. Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cây hoa đậu biếc (24) STT Tên của hợp chất Cấu trúc 1 Kaempferol 2 Quereetin 3 Myriceti 4 Taxaxerol 6
5 Tannic acid 6 3-monogluciside 7 β-sitosterol 8 Delphinidin-3,5- diglucoside 9 Malvidin -3-β- glucoside 10 p-hydroxycinnamic acid 11 Ethy-α –D galactopyranoside 7
12 Anthoxanthin glucoside 1.2. Tổng quan về chất màu thực phẩm [11] 1.2.1. Tầm quan trọng của chất màu trong chế biến thực phẩm Màu sắc là một trong những chỉ tiêu cảm quan quan trọng đầu tiên đối với mỗi sản phẩm thực phẩm. Quan trọng hơn hết là màu sắc ảnh hưởng tới chất lượng, mùi vị, độ ngọt của thực phẩm. Nếu giữa màu sắc và mùi vị không có sự tương ứng, phù hợp lẫn nhau thì người tiêu dùng sẽ không cảm nhận được chính xác được mùi vị và chất lượng của thực phẩm. Thực vậy, trong một nghiên cứu của nhà thực phẩm học Johnson với đề tài “Bảo vệ thực phẩm” năm 1983 đã chứng minh rằng vị ngọt của nước giải khát trái dâu sẽ tăng lên 2-12% nếu ta tăng hàm lượng của chất màu của loại nước giải khát này. Do vậy, việc sử dụng các chất màu trong chế biến thực phẩm là điều rất cần thiết. 1.2.2. Vai trò chất màu thực phẩm Chất màu thực phẩm mặc dù không có ý nghĩa nhiều về mặt dinh dưỡng, nhưng có những chức năng quan trọng sau đây:  Đảm bảo sự đồng nhất về màu sắc thực phẩm từ lô sản phẩm này đến lô sản phẩm khác.  Tăng cường màu sắc tự nhiên vốn có của thực phẩm để thu hút người tiêu dùng.  Làm cho người tiêu dùng chú ý đến mùi vị tự nhiên của thực phẩm do giữa màu sắc và mùi vị thường có quan hệ với nhau.  Tạo màu cho một số thực phẩm vốn không màu hay có màu nhạt (như các loại kẹo, snack, nước giải khát,...) nhằm làm gia tăng giá trị cảm quan của chúng.  Phục hồi lại vẻ bên ngoài của thực phẩm do chất màu bị biến đổi trong quá trình chế biến [13]. 8
1.2.3. Phân loại chất màu thực phẩm [7] Chất màu thực phẩm được chia làm 3 nhóm chính: chất màu vô cơ, chất màu hữu cơ tổng hợp và chất màu tự nhiên. a) Chất màu vô cơ: Vào trước thế kỷ 20, phần lớn chất tạo màu thực phẩm đều có nguồn gốc từ các loại khoáng vật tự nhiên độc hại. Ví dụ: CuSO4 dùng để tạo màu cho các loại dưa chua; phèn nhôm để tẩy trắng bánh mì; phẩm màu đỏ chứa Pb hay HgSO4,.... để tạo màu cho pho mát. Tuy nhiên, cùng với việc ban hành những quy định về an toàn thực phẩm của Hoa Kỳ năm 1960, ngành công nghiệp thực phẩm dần dần chuyển sang sử dụng các loại chất màu hữu cơ tổng hợp. b) Chất màu hữu cơ tổng hợp: Là các chất màu được tổng hợp bằng phương pháp hóa học. Các loại chất màu hữu cơ tổng hợp được chia làm 3 nhóm: o Nhóm A: gồm các chất không mang độc tính nhưng gây ngộ độc tích lũy. Bảng 1.3. Liều sử dụng cho phép của một số chất màu hữu cơ tổng hợp Liều lượng sử dụng (mg/kg Loại chất màu trọng lượng) Amarant (ký hiệu CI.16185) 0 – 0,l5 Vàng mặt trời (ký hiệu CI.15985) 0 – 5,00 Tartrazin (ký hiệu CI.19140) 0 – 7,50 o Nhóm B: gồm 5 loại màu là β-caroten tổng hợp, xanh lơ VRS (ký hiệu CI.42090), erythrozin (ký hiệu CI.45430), indigocarmin (ký hiệu CI.73015), xanh lục sáng FCF. o Nhóm C: bao gồm tất cả các loại màu hữu cơ tổng hợp khác nhau chưa được nghiên cứu hoặc nghiên cứu không rõ ràng. Chất màu hữu cơ tổng hợp có ưu điểm là tạo ra nhiều màu sắc phong phú, rẻ tiền, và tiện lợi trong việc chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, hiện nay một số chất màu hữu cơ tổng hợp (đặc biệt là thuốc nhuộm azo) bị hạn chế sử dụng do người ta nghi ngại về những ảnh hưởng không tốt của nó đối với sức khỏe con người. Chẳng hạn, một số nghiên cứu gần đây phát hiện những enzym trong ruột non có khả năng xúc 9