TIỂU LUẬN " MÀU SẮC NƯỚC QUẢ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG"

Chia sẻ: Pham Khanh Dung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

383
lượt xem 61
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Là những chất màu chính tạo ra các sắc màu vàng, da cam trong tự nhiên. có tự nhiên trong thực vật và các loài sinh vật quang hợp khác, con người không thể tự tổng hợp ra carotenoid, là nhóm chất màu hòa tan trong chất béo, không tan trong nước, có màu từ vàng nhạt tới đỏ sậm tùy cấu trúc phân tử.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: TIỂU LUẬN " MÀU SẮC NƯỚC QUẢ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG"

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CNSH VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ********&******** TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÁC TÍNH CHẤT CẢM QUAN THỰC PHẨM MÀU SẮC NƯỚC QUẢ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG Lớp: Cao học thực phẩm2010B Nhóm thực hiện: Đào Thị Hiên Nguyễn Ngọc Hoa Nguyễn Thị Ngọc Cao Ngoc Phú Nguyễn Thị Hương Giang HÀ NỘI 2011 1
MỤC LỤC I. TỔNG QUAN ............................................................................. 3 1.1 NGUYÊN LIỆU NƯỚC QUẢ................................................ 3 1.1.1 Đặc điểm chung của nước quả ............................................. 3 2.4. Ảnh hưởng của Oxygen ........................................................ 18 2.7. Acid ascorbic ......................................................................... 20 III. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH. ............................................ 21 3.1 Chuẩn bị dịch ép..................................................................... 21 3.2. Phân tích CIELAB về sự thay đổi màu sắc của nước ép. ..... 21 Thiết bị. ........................................................................................ 21 3.3. Phương pháp phân tích HPLC............................................... 26 Thiết bị. ........................................................................................ 26 2
I. TỔNG QUAN 1.1 NGUYÊN LIỆU NƯỚC QUẢ. 1.1.1 Đặc điểm chung của nước quả •Các chất có giá trị thực phẩm đều nằm trong dịch quả nên sản phẩm đồ hộp nước quả chứa đầy đủ và cân đối các chất này. •Đồ hộp nước quả dùng uống trực tiếp là chủ yếu, ngoài ra có thể dùng làm nguyên liệu chế biến các sản phẩm khác: rượu mùi, nước giải khát, mứt đông… 1.1.2. Yêu cầu nguyên liệu •Có hàm lượng cao các chất đường, axit hữu cơ, tanin, chất thơm, chất màu •Dịch quả cần có màu sắc và hương vị hấp dẫn •Độ chín thích hợp, nếu quả quá xanh chất lượng dịch quả không tốt, nếu quả quá chín mô quả mềm, bở nên khi ép hiệu suất thu hồi thấp, dịch quả nhiều bọt, khó lắng, lọ c •Kích thước và hình dáng không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng dịch quả 1.1.3. Phân loại nước quả Theo mức độ tự nhiên: •nước quả tự nhiên : là sản phẩm được chế biến từ 1 loại quả, không pha thêm đường, phụ gia •nước quả hỗn hợp: dùng 2 hay nhiều loại nước quả phối trộn với nhau, loại phối thêm < 35% •nước quả pha đường: nước quả pha thêm đường kính để tăng giá trị dinh dưỡng •nước quả cô đặc:cô đặc nước quả tự nhiên Theo phương pháp bảo quản: •Nước quả thanh trùng • nước quả làm lạnh :Bảo quản lạnh hoặc lạnh đông • nước quả nạp khí CO2: nạp khí để ức chế hoạt động của VSV), 3
•nước quả sunfit: BQ bằng hóa chất chứa SO2, là bán chế phẩm •nước quả rượu hóa:bổ sung cồn để ức chế hoạt động VSV Theo trạng thái sản phẩm: • nước quả ép dạng trong: tách dịch bào khỏi mô quả bằng PP ép, lắng, lọc loại bỏ hết thịt quả, dạng trong suốt không có thịt quả ở đáy •nước quả ép dang đục:không lọc triệt để, chứa một lượng thịt quả nhất định trong sản phẩm • nước quả nghiền: nghiền mịn mô quả với dịch bào, pha thêm đường, axit thực phẩm cùng phụ gia khác 1.2. CÁC HỢP CHẤT TẠO NÊN MÀU SẮC NƯỚC QUẢ. 1.2.1 Carotenoid 1.2.1.1 Giơí thiệu. Carotenoid thuộc nhóm tetraterpenoids (phân tử chứa 40 nguyên tử C) được tạo nên bởi 8 đơn vị isoprence: CH2 = C – CH = CH2 CH3 Là những chất màu chính tạo ra các sắc màu vàng, da cam trong tự nhiên. có tự nhiên trong thực vật và các loài sinh vật quang hợp khác, con người không thể tự tổng hợp ra carotenoid, là nhóm chất màu hòa tan trong chất béo, không tan trong nước, có màu từ vàng nhạt tới đỏ sậm tùy cấu trúc phân tử. Có khoảng 600 loại carotenoid khác nhau, trong đó có 50 loại carotenoid hiện diện trong thực phẩmCarotenoid giúp chống lại các tác nhân oxy hóa từ bên ngòai. Trong thực vật, động vật carotenoid có thể ở dạng tinh thể chất rắn vô định hình. Carotenoid không tan trong nớc, tan trong dung môi hữu cơ và dầu béo thành dung dịch, phân tán keo hoặc tạo phức với protein trong môi trờng nước. Rất dễ bị oxy hoá dới tác dụng của oxy không khí, ánh sáng, nhiệt độ và enzyme. Rất nhạy cảm với axit và chất oxy hoá, bền với kiềm. Hấp thụ ở bước sóng cực đại là 450nm 4
1.2.1.2 Phân loại + Các carotene: có màu đỏ, da cam , là những hydrocarbon (C40H58) có 1 mạch ngang 18 carbon mang 4 nhóm CH3 và 9 dây nối đôi liên hợp, chúng khác nhau ở các đầu chuỗi. VD: α-carotene, β-carotene và lycopene • màu đỏ, da cam • những hydratcacbon (C40H58) gồm cỏc α, β, γ-carotene và lycopen β-carotene α, γ -carotene • dạng tinh thể có màu đỏ đậm • tan dễ dàng trong CS2, trong cloroform, và không tan trong nước • trong cơ thể γ-carotene chuyển hoá tạo thành một phân tử vitamin A • γ-carotene có trong củ cà rốt, quả cà chua, trong một số loài rong biển 5
Lycopene • đồng phân mở vòng hai đầu của β-carotene • màu đỏ nhạt (do nhiều liên kết đôi của cacbon kết hợp với nhau) • cà chua và các loại quả có màu đỏ • không tan trong nước • không có khả năng chuyển hoá thành vitamin A Xanthophyl • sắc tố màu vàng • là sản phẩm hydroxyl của của carotene • gồm các hợp chất: - Zeaxanthin - Lutein - Anteraxanthin - Violaxanthin - Astaxanthin 1.2.2. Flavonoid 1.2.2.1 Giơí thiệu. Flavonoid là một nhóm hợp chất tự nhiên lớn thường gặp trong thực vật, phần lớn có màu vàng, ngoài ra còn có những chất màu xanh, tím, đỏ hoặc không màu.Về 6
cấu trúc hoá học, flavonoid có khung cơ bản theo kiểu C6 – C3 - C6 (2 vòng benzen A và B nối với nhau qua một mạch 3 carbon) và được chia làm nhiều nhóm khác nhau, ở đây không giới thiệu về cấu tạo của từng nhóm. Hầu hết Flavonoid là các chất phenolic. Flavonoid có mặt trong tất cả các bộ phận của các loài thực vật bậc cao, đặc biệt là hoa, tạo cho hoa những sắc màu rực rỡ để quyến rũ các loại côn trùng giúp cho sự thụ phấn của cây. Trong cây, flavonoid giữ vai trò là chất bảo vệ, chống oxy hóa, bảo tồn acid ascorbic trong tế bào, ngăn cản một số tác nhân gây hại cho cây (vi khuẩn, vi rus, côn trùng,...) một số còn có tác dụng điều hòa sự sinh trưởng của cây cối. Cũng giống vitamin C, các flavonoid được khám phá bởi một trong những nhà sinh hóa nổi tiếng nhất của thế kỷ 20: Albert Szent-Gyorgyi (1893-1986). Ông nhận giải Nobel năm 1937 với những khám phá quan trọng về các đặc tính của vitamin C và flavonoid. Flavonoids là một chuổi polyphenolic gồm có 15 nguyên tử cacbon và hai vòng benzen liên kết bởi một đường thẳng có 3 cacbon. Khung ở trên, có thể được mô tả hệ thống như: C6- C3- C6. Cấu trúc hóa học của flavonoids được dựa trên cơ sở là một khung 15C với một chromane vòng thơm B thứ hai ở vị trí 2, 3 hay 4. 7
Flavonoid gồm 2 vòng thơm và một vòng pyran: Vòng thơm bên trái gọi là vòng A Vòng thơm bên phải gọi là vòng B Vòng trung gian chứa nguyên tử oxy gọi là vòng pyran Flavonoid có cấu trúc mạch C6C3C6, đều có 2 vòng thơm. Tùy thuộc vào cấu tạo của phần mạch C3 trong bộ khung C6C3C6, flavonoids được phân thành các phân nhóm sau: Eucoflavonoid: flavon, flavonol, flavanon, flavanol, chalcon, antocyanin, anthocyanidin. Flavon (= Flav-2-en-4-on) Flavonol (= 3-Hydroxy-4-oxoflav-2-en) Flavon rất phổ biến trong thực vật: thông, hoàng cầm(rễ), mè (lá). cây anh thảo, cây la apirenin và luteolin. 8
Flavanon (= Flavan-4-on) Flavanol (= Flavan-3-ol) anthocyanin chalcon anthocyanidin Chalcon có chủ yếu ở trong một số cây họ Cúc, Asteraceac tập trung nhiều nhất ở vỏ cây, gỗ lõi (keo, bạch đàn, dẻ, đậu tương, trinh nữ hoàng cung, dương xỉ…).Không tìm thấy ở động vật. Isoflavonoid: isoflavon, isoflavanon, rotenoid. isoflavan isoflavonoid Neoflavonoid: calophylloid. 9
neoflavan Neoflavonoid calophylloid Phân tử của các hợp chất ở các phân nhóm trên đều có 2 vòng thơm, mang nhóm hydroxyl với số lượng và vị trí khác nhau, tùy thuộc từng chất. Các hợp chất này có cấu trúc mạch C6C3C6, nhưng khung cầu nối C3 giữa 2 nhân thì khác nhau tùy thuộc từng loại hợp chất. Mạch cầu nối C3 có thể là mạch hở (chalcon), một vòng đơn (flavanon) hoặc vòng có nối đôi (flavon,flavonol). 1.2.2.2 Tính chất của flavonoid. Flavonoid tạo được phức với các ion kim loại mà chính các ion kim loại này là xúc tác của nhiều phản ứng oxy hóa. Do từng phân nhóm của flavonoid có cấu tạo riêng, chúng vừa có tính chất chung vừa có những khác biệt về tính chất vật lý và hóa học. 10
Trong thực vật các hợp chất trên thường tồn tại dưới dạng hỗn hợp của các dẫn xuất, với tỷ lệ khác nhau, tùy thuộc nguồn gốc thực vật. 1.2.2.3 Phân loại Flavon, flavonol: - Là hợp chất phân cực nên tan trong nước, ít tan trong dung môi hữu cơ . - Hơ tờ giấy có nhỏ dịch chiết trên miệng lọ ammoniac cho màu vàng sáng . - Acid sunfuaric nhỏ lên các dẫn chất flavon, flavonol cho màu vàng đậm. - Dung dịch SbCl5/CCl4: màu vàng đậm. Flavanon, flavanol - Các dẫn xuất flavan-3,4-diol đều không màu, có tính quang hoạt. - Flavanon, flavanol có trong lá, vỏ hoặc gỗ của một số loại cây. Flavanon, flavanol là các chất không màu, nhưng khi tác dụng với dung dịch acid vô cơ thì có màu đỏ. - Dễ bị oxi hóa và trùng hợp hóa nên việc phân lập chất tinh khiết gặp khó khăn. Chalcon - Kém bền trong môi trường kiềm. - Tác dụng với dung dịch FeCl3: cho kết tủa xanh thẫm hoặc xanh nhạt tuỳ theo số lượng nhóm hydroxyl trong phân tử. - Dễ tan trong nước nóng, rượu, ….tạo dung dịch không màu, không tan trong các dung môi không phân cực hoặc ít phân cực như benzene hoặc chloroform. - Dưới tác dụng của H+ hoặc OH-, chalcon có thể chuyển sang flavanon - Khi tạo liên kết glycosid phần đường nối vào vị trí 4’, một số ở 2’. Anthocyanidin, antocyanin - Anthocyanidin có tính base đủ mạnh để tạo thành muối bền với acid vô cơ. - Chúng tạo dung dịch màu đỏ trong acid và màu xanh da trời trong môi trường kiềm. - Ở dạng base tự do, anthocyanidin là chất đồng phân với flavanon. - Là dẫn xuất của flavon mà nhóm carbonyl bị khử thành rượu. 11
- Các dẫn xuất flavan-3,4-diol đều không màu, có tính quang hoạt. - Không màu, nhưng khi tác dụng với dung dịch acid vô cơ thì có màu đỏ. - Dễ bị oxi hóa và trùng hợp hóa nên việc phân lập chất tinh khiết gặp khó khăn. - Anthocyanidin thường tồn tại dưới dạng glycozit, gọi là anthocyanin. - Một vài hợp chất kiểu anthocyanidin. - Anthocyanin là những glucozit do gốc đường glucose, glactose... kết hợp với gốc aglucon có màu (anthocyanidin). Aglucon của chúng có cấu trúc cơ bản được mô tả trong hình 1. 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 anthocyanin gắn đường vào vị trí 3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit. R1 OH B O+ OH 3 R2 3 7 A OH 5 OH Hình 1: Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin Các aglucon của anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí R1 và R2, thường là H, OH hoặc OCH3 [5] Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực. Màu sắc của anthocyanin luôn thay đổi phụ thuộc vào pH, các chất màu có mặt và nhiều yếu tố khác, tuy nhiên màu sắc của anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH môi trường. Thông thường khi pH < 7 các anthocyanin có màu đỏ, khi pH > 7 thì có màu xanh. Ở pH = 1 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ, ở pH = 4 ÷ 5 chúng có 12
thể chuyển về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu, ở pH = 7 ÷ 8 lại về dạng bazơ quinoidal anhydro màu xanh [1]. Anthocyanin có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụ cực đại tại bước sóng 510÷540nm. Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắc của các anthocyanin chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch, nồng độ anthocyanin: thường pH thuộc vùng acid mạnh có độ hấp thụ lớn, nồng độ anthocyanin càng lớn độ hấp thụ càng mạnh. Ngoài tác dụng là chất màu thiên nhiên được 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 như: khả năng chống oxy hóa cao nên được sử dụng để chống lão hóa, hoặc 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 thư; tác dụng chống các tia phóng xạ. Những đặc tính quí báu của anthocyanin mà các chất màu hóa học, các chất màu khác hình thành trong quá trình gia công kỹ thuật không có được đã mở ra một hướng nghiên cứu ứng dụng hợp chất màu anthocyanin lấy từ thiên nhiên vào trong đời sống hàng ngày, đặc biệt trong công nghệ chế biến thực phẩm. Điều đó hoàn toàn phù hợp với xu hướng hiện nay của các nước trên thế giới là nghiên cứu khai thác chất màu từ thiên nhiên sử dụng trong thực phẩm, bởi vì chúng có tính an toàn cao cho người sử dụng. Trong các chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên thì anthocyanin là họ màu phổ biến nhất tồn tại trong hầu hết các thực vật bậc cao và tìm thấy được trong một số loại rau, hoa, quả, hạt có màu từ đỏ đến tím như: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, hoa hibicut, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp than, gạo đỏ... Anthocyanins 13
Anthocyanin thuộc nhóm flavonoid của các polyphenol. Chúng có 1 khung C6C3C6- điển hình của flavonoid. Anthocyanins là polyhydroxy glycosyl hóa và các dẫn xuất của 2-polymethoxy phenylbenzopyrylium cation, tức là các cation flavylium (Brouillard, 1982). Phần chính của anthocyanins là aglycone, là cation flavylium (bảng 1), trong đó có chứa các nối đôi liên hợp chịu trách nhiệm cho sự hấp thụ của ánh sáng khoảng 500 nm làm xuất hiện sắc tố màu đỏ đển mắt người.(khiến cho mắt người thấy được các sắc tố màu đỏ) Các aglycones được gọi là anthocyanidins thường là penta-(3,5,7,3 ', 4') hoặc Hexa-thay thế (3,5,7,3 ', 4', 5 '). Có 22 anthocyanidins khác nhau được biết đến ngày nay (bảng 1), nhưng chỉ có sáu trong số đó là quan trọng và phổ biến nhất xem xét trên quan điểm thực phẩm (Francis, 1989). Các anthocyanidins quan trọng nhất là pelargonidin, cyanidin, peonidin, delphinidin, malvidin, và petunidin (Hình 1). Những aglycones khác nhau về số lượng của các nhóm hydroxyl và methoxyl trong vòng B của cation flavylium. R1 OH B O+ OH 3 R2 3 7 A OH 5 OH Hình 1: Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin Anthocyanidins hiếm khi được tìm thấy trong tự nhiên như vậy. Anthocyanidins chủ yếu ở dạng glycosyl hóa trong hoa, trái cây, và quả mọng (Harborne, 1967), tức là như anthocyanins. Nhờ sự glycosyl hóa nên Anthocyanins tan tốt trong nước và ổn định hơn anthocyanidins (Robinson và Leon, 1931; Timberlake và Bridle, 1966). Anthocyanin được phân loại theo số lượng đơn vị 14
glycosyl trong cấu trúc. Monoglycosides bao gồm 1 nửa saccharidic, mà chủ yếu thuộc nhóm 3-hydroxyl của các aglycone (Brouillard 1982). Anthocyanins với glycosyl tại vị trí 3'-và 4'- mà không có C-3 glycosyl đã được xác định trong hoa màu xanh (Nymphaea caerulea) (Fossen và Andersen, 1999) và củ hành đỏ (Allium CEPA L.) (Fossen và các cộng sự, 2003 ). Trong diglycoside các gốc đường đơn 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 anthocyanin gắn đường vào vị trí 3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit. Trong triglycosides các monosacarit cũng được gắn vào các aglycone theo cách như vậy, hai trong số đó là ở C-3 và một ở C-5, C-7. Một trisaccharidic anthocyanin cũng có thể có mạch thẳng hoặc phân nhánh gắn ba monosaccharides ở ở vị trí C-3 (Bruneton, 1995). Glycosylations cũng có thể ở vị trí 3'-, 4'-, và 5'-. Báo cáo sớm nhất của cyanidin 4'- glucoside đã được thực hiện vào năm 1968 bởi Hedin và các cộng sự trên màu sắc của Hibiscus esculentus (Hedin và các cộng sự, 1968). Các loại đường phổ biến nhất của anthocyanins là monosaccharides: glucose, rhamnose, galactose, arabinose, và xylose. Các di- và trisaccharides thường tìm thấy nhiều nhất trong anthocyanins là rutinose, sophorose, sambubiose, và glucorutinose, ví dụ (De Ancos và cộng sự, 1999. Kähkönen và cộng sự, 2003.). II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÀU SẮC NƯỚC QUẢ. Anthocyanins là các phân tử rất không ổn định trong ma trận thực phẩm. Sự ổn định màu sắc của anthocyanins chịu ảnh hưởng lớn bởi độ pH, dung môi, nhiệt độ, nồng độ và cấu trúc anthocyanin, oxy, ánh sáng, enzyme và các chất khác…. 2.1. Ảnh hưởng cấu trúc Các đơn vị glycosyl và các nhóm acyl gắn với aglycone, và vị trí liên kết của chúng có ảnh hưởng đáng kể đến sự ổn định và độ phản ứng của phân tử anthocyanin. Ngoài ra các kiểu thay thế của anthocyanidin, số lượng và vị trí của các nhóm hydroxyl và methoxyl trong aglycone ảnh hưởng đến trạng thái hóa học của phân tử chất màu (sắc tố). Sự hydroxyl hóa của aglycone làm tăng sự ổn định các 15
anthocyanidin; delphinidin ổn định hơn cyanidin trong dung dịch methanol có tính axit (Dao và cộng sự, 1998.). Tuy nhiên, có sự khác biệt liên quan đến ảnh hưởng của sự thủy phân aglycone về sự ổn định phân tử, trong một dung dịch đệm ở pH 3.1, cyanidin 3-glucoside ổn định hơn pelargonidin 3-glucoside nhưng delphinidin 3- glucoside lại kém ổn định hơn cyanidin 3-glucoside . Ngoài ra, petunidin 3-glucoside với hai nhóm OH trong vòng B ít ổn định hơn peonidin 3-glucoside chất mà có một nhóm OH trong cùng vòng (Cabrita và cộng sự., 2000). Tăng methyl hóa nhóm OH (tạo thành nhóm OCH3) làm giảm sự ổn định của các anthocyanins.Methoxyl tại C-4 và C-7 giảm sự ổn định của một sắc tố với các nhóm hydroxyl ở các vị trí này (Mazza và Brouillard, 1987). Màu sắc của anthocyanin thay đổi từ màu hồng đến xanh phụ thuộc vào lượng tăng các nhóm OH. Nhóm methoxyl có xu hướng thay thế ngược nhóm OH (Mazza và Brouillard, 1987). Ngoài ra những thay đổi hóa học của anthocyanins, chẳng hạn như sự tổng hợp của 3-deoxyanthocyanins cũng tác động lên sự ổn định của anthocyanins (Sweeny and Iacobucci, 1977; Sweeny and Iacobucci, 1983; Mazza and Brouillard, 1987; Dao và cộng sự, 1998) 2.2 Ảnh hưởng của nồng độ. Tăng nồng độ anthocyan để tăng cường độ ổn định của màu sắc (Giusti và Wrolstad, 2003). Sự ổn định màu sắc của si rô dâu tây được cải thiện bằng cách tăng cường nồng độ của anthocyanin. Tăng nồng độ anthocyanin cũng làm tăng cường độ của màu lên nhiều lần . Thay đổi nồng độ cyanin từ 10-4 đến 10-2 tạo ra cường độ màu tăng gấp 300 lần (Asen và cộng sự, 1972). Tăng hàm lượng của anthocyanins giúp cải thiện sự ổn định của chúng thông qua liên kết cùng loại (Brouillard, 1982; Dao và cộng sự, 1998). 2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ Sự ổn định của anthocyanin chịu ảnh hưởng của nhiệt độ. Tốc độ thoái hóa của anthocyanin trong quá trình chế biến và bảo quản tăng lên cùng với sự tăng lên của 16
nhiệt độ. Nhiệt độ tăng trong khoảng pH từ 2 đến 4 ứng với sự mất của một nửa glycosyl của anthocyanins, do sự thủy phân của liên kết glycosidic. Điều này cũng làm mất thêm một lượng màu của anthocyanin, khi các aglycone kém ổn định hơn các dạng glycosidic của chúng. Có giả thiết cho rằng sự hình thành các chất ức chế là bước đầu tiên của quá trình thoái hóa bởi nhiệt của anthocyanin. Cuối cùng, quá trình thoái hóa này sinh ra các sản phẩm màu nâu, đặc biệt là khi có mặt của oxygen. Ví dụ: Nhiệt độ và pH cao là nguyên nhân dẫn đến sự thoái hóa của anthocyanin trong quả anh đào, kết quả là sản sinh ra 3 dẫn xuất của acid benzoic cùng với trihydrobezaldehyde, chúng được xem như là sản phẩm cuối của quá trình thoái hóa bởi nhiệt của anthocyanin. Coumarin 3,5-diglycosides cũng là sản phẩm phổ biến của sự thoái hóa bởi nhiệt của anthocyanin 3,5-diglycosides. Sơ đồ quá trình thoái hóa bởi nhiệt của anthocyanin Nói chung, với các yếu tố có cấu trúc giống nhau nếu chúng tăng cường mức độ ổn định của anthocyanin với pH thì cũng tăng độ ổn định với nhiệt. Qua thực nghiệm anthocyanin glucosides, người ta nhận thấy mức độ ổn định ở 100 0C giảm theo thứ tự như sau pelargonidin 3-glucoside > petunidin 3-glucoside > malvidin 3- glucoside. Các Arabinoses của cyanin và peonidin thì bền nhiệt hơn là các gốc galactose tương ứng. Nghiên cứu sự thoái hóa bởi nhiệt trên 4 loại anthocyanin khác nhau được trích ly từ các loại thực vật khác nhau nhận thấy anthocyanin chiết xuất từ bắp cải đỏ là ổn định nhất, sau đó là anthocyanin từ quả phúc bồn đen, anthocyanin từ 17
vỏ quả nho và kém ổn định nhất là athocyanin từ quả cây cơm cháy. Các phức đường trong anthocyanin của bắp cải đỏ được cho là có khả năng ngăn cản quá trình thoái hóa bởi nhiệt. Giảm độ pH cũng như là loại bỏ oxygen cũng làm giảm sự thoái hóa bởi nhiệt của anthocyanin. Nhiệt độ cũng có ảnh hưởng tích cực tới anthocyanin. Nhiệt độ là yếu tố quan trọng cho sự hình anthocyanin trong suốt quá trình bảo quản quả mọng. Người ta nhận thấy hàm lượng anthocyanin trong quả dâu tây và mâm xôi tăng lên khi được bảo quản lạnh ở 0 0C trong 8 ngày. 2.4. Ảnh hưởng của Oxygen Oxygen tăng cường ảnh hưởng của các quá trình thoái hóa athocyanin. Sự có mặt của oxygen, cùng với việc tăng nhiệt độ là tổ hợp yếu tố gây bất lợi lớn nhất cho sự biến màu của các loại nước quả mọng khác nhau, cũng như các anthocyanin nói riêng. Oxygen cùng với VTM C cũng làm giảm độ bền của anthocyanin trong nước quả. Oxygen cảm ứng với sự bất ổn định của athocyanin bị ảnh hưởng bởi pH; pH càng cao thì quá trình thoái hóa anthocyanin diễn ra càng mãnh liệt khi có mặt của oxygen. Ảnh hưởng tiêu cực của oxygen lên anthocyanin có thể diễn ra theo cơ chế oxy hóa trực tiếp và/hoặc oxy hóa gián tiếp, khi mà các cấu tử bị oxy hóa của môi trường trung gian phản ứng với anthocyanin làm mất màu hoặc hóa nâu sản phẩm. Anthocyanin cũng phản ứng với các gốc oxygen, ví dụ như các gốc peroxy. 2.5 Ảnh hưởng của ánh sáng Ánh sáng ảnh hưởng đến anthocyanin theo hai cách khác nhau. Ánh sáng là yếu tố cần thiết cho sự sinh tổng hợp các anthocyanin, nhưng nó cũng làm tăng sự thoái hóa chúng. Anthocyanin giữ nguyên màu sắc của chúng tốt hơn khi được bảo quản trong tối; sự thay đổi màu sắc có thể nhận thấy ngay chỉ sau 24 giờ khi nó được để dưới ánh sáng và được so sánh với anthocyanin được để trong tối, ở nhiệt độ phòng và pH bằng 2.3. 18
Màu của đồ uống có chứa anthocyanin chỉ bị mất đi khoảng 30% khi để trong tối, và khi để phơi dưới ánh sáng thì bị mất tới 50% sắc tố trong cùng một điều kiện bảo quản. Sự mất anthocyanin lớn nhất (70%) thấy được là dưới ánh sáng huỳnh quang và tăng nhẹ nhiệt độ bảo quản. Furtado et al. (1993) đã phát hiện ra rằng sản phẩm cuối của quá trình thoái hóa bởi ánh sáng của anthocyanin cũng giống như quá trình thoái hóa bởi nhiệt của nó, tuy nhiên, quá trình động học của phản ứng thoái hóa thì lại liên quan đến sự kích thích của các ion dương flavylium. 2.6 Ảnh hưởng của enzyme Sự khử hoạt tính của enzyme nâng cao sự ổn định của anthocyanin. Enzyme phổ biến nhất làm thoái hóa anthocyanin là glycosidase, enzyme này phá vỡ liên kết đồng hóa trị giữa phần glycosyl và gốc aglycone của anthocyanin, kết quả là quá trình thoái hóa của anthocyanidin rất không ổn định. Peroxidase và phenolase, ví dụ như phenol oxidase và polyphenol oxidase, đều được tìm thấy trong chính các loại quả mọng, cũng là các enzyme gây thoái hóa anthocyanin. Phenolase có thể phản ứng trực tiếp với anthocyanin, nhưng sự phá hủy anthocyanin là do chịu ảnh hưởng lớn hơn từ các hợp chất phenolic khác, chẳng hạn như sự có mặt của catechol và acid caftaric. Tuy nhiên, Sarni Manchado và cộng sự,.1997 lại cho rằng sự thoái hóa của malvidin 3-glucosidase không phải chỉ do polyphenol oxidase mà chỉ do sự có mặt của acid caftaric. Trong quá trình thoái hóa anthocyanin bởi enzyme, quinon đóng một vai trò quan trọng. Đầu tiên các enzyme oxy hóa các hợp chất phenolic trong môi trường tương ứng với các quinon của chúng, sau đó phản ứng với anthocyanin. Kết quả là sự thoái hóa anthocyanin và sinh ra các sản phẩm ngưng tụ màu nâu. Cấu trúc của anthocyanin ảnh hưởng đến tính ổn định của chúng và với sự hoạt động của các enzyme. Malvidin glycoside thì bền hơn delphinidin glycoside khi có mặt poluphenol oxidase. Cyanidin cũng phản ứng trực tiếp với polyphenol oxidase nhưng pelargonidin thì không. 19
2.7. Acid ascorbic Việc bổ sung thêm vitamin C vào nước trái cây là một phương pháp thông dụng để chống lại sự oxy hóa và làm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm thực phẩm. Vitaminn C cũng được biết đến với một số vài trò khác trong sự ổn định màu của Anthocyanins. Sự phân tích ra các thành tố của Anthocyanins được thúc đẩy bởi sự có mặt của Vitamin C. Vitamin góp phần tăng cường sự hình thành các sắc tố cao phân tử và tẩy trắng những sắc tố anthocyanins. Sự đông đặc giữa anthocyanins và vitamin C được xem như một cơ chế dẫn đến sự phai màu các sắc tố anthocyanins.Sự hình thành các hydrogen peroxide từ sự oxy hóa acid ascorbic cũng có thể ảnh hưởng đến sự ổn định màu của anthocyanins. Tuy nhiên, sự ổn định của anthocyanins acylated được nhận xét là tăng lên khi với sự có mặt của acid ascorbic. Anthocyanins cũng được xem như là được bảo vệ bởi acid ascorbic chống lại sự thoái hóa bởi enzyme. 2.8 Đường Đường là thành phần tự nhiên trong trái cây nói chung và trái cây quả mọng nói riêng. Trong quá trình sản xuất nước ép, đường được thêm vào sản phẩm để làm tăng vị ngọt hoặc nhằm mục đích bảo quản. Đường còn được biết đến như là là chất làm giảm tính ổn định của anthocyanins trong nước ép. Theo nghiên cứu của Daravings và Cain (1968), tất cả các loại đường được thử nghiệm như sucrose, fructose, glucose, xylose đều làm tăng sự thoái hóa anthocynins theo cùng một cách. Những sản phẩm thoái hóa đường tiêu biểu, furfural thúc đẩy nhanh sự hư hỏng các sắc tố anthocyanins nổi bật hơn hydroxy-methylfurfural. Phản ứng của anthocyanins với sản phẩm thoái hóa của đường và acid ascorbic đều dẫn đến hình thành những sắc tố cao phân tử màu nâu. Đường cũng được phát hiện là có khả năng bảo vệ anthocyanins và màu sắc trong sản phẩm từ cây quả mọng. Đường sucrose bảo vệ anthocyanins khỏi sự thoái hóa trong quá trình bảo quản lạnh đông và ngăn chặn sự hóa nâu và sự hình thành 20