Tài liệu Nghiên cứu chiết xuất chất màu anthocyanin từ cây lá cẩm

1 LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo nhà trường, Ban chủ nhiệm Khoa Chế biến cùng các thầy cô trong Khoa Chế biến- Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành chương trình đào tạo và thực hiện công tác tốt nghiệp. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn đồ án: Th.S ĐẶNG TRUNG THÀNH đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án. Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến những người thân trong gia đình, bạn bè đã hết lòng động viên, giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng như hoàn thành đồ án này. Nha Trang, tháng 6 năm 2011 Sinh viên thực hiện N G U Y ỄN TH Ị N H U N G 2 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ........................................................................................ 1 MỤC LỤC ............................................................................................... 2 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN.................... 4 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ........................................................... 4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .......................................... 5 LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................ 7 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.................................................................. 9 1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU THỰC PHẨM ............................ 9 1.1.1. KHÁI QUÁT VỀ CHẤT MÀU.................................................... 9 1.1.3. Nguyên tắc sử dụng chất màu thực phẩm ................................ 13 1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÁ CẨM ................................................. 14 1.3. Khái quát về Anthocyanin ............................................................ 17 1.4. LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH CHIẾT ...................................... 20 1.5. Lý thuyết chung về phương pháp so màu ................................... 24 1.6. Tình hình nghiên cứu sử dụng chất màu ..................................... 26 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .. 28 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU....................................................... 28 2.2. THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN... 29 2.2.2. Thiết bị sử dụng chủ yếu trong luận văn. .................................. 29 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu.......................................................... 29 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................. 30 2.3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát. ............................................. 30 2.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn dung môi chiết chất màu Anthocyanin từ cây lá Cẩm ......................................................................... 30 3 2.3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn nhiệt độ chiết chất màu Anthocyanin từ cây lá Cẩm. ........................................................................ 31 2.3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn thời gian chiết chất màu Anthocyanin từ cây lá Cẩm ......................................................................... 32 2.3.5.Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn tỷ lệ dung môi /nguyên liệu để chiết chất màu anthocyanin từ cây lá Cẩm.......................................................... 33 2.3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn số lần chiết thích hợp chất màu anthocyanin từ cây lá Cẩm. ......................................................................... 34 2.4. Sơ đồ bố trí chọn phương pháp bảo quản chất màu anthocyanin thích hợp....................................................................................................... 35 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..................... 36 3.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH CHIẾT RÚT CHẤT MÀU TỪ CÂY LÁ CẨM.......................................... 36 3.1.1. Kết quả xác định dung môi chiết chất màu Anthocyanin từ cây lá Cẩm. ......................................................................................................... 36 3.1.2. Kết quả xác định nhiệt độ chiết chất màu Anthocyanin từ cây lá Cẩm. ............................................................................................................. 39 3.1.3 Kết quả xác định thời gian chiết chất màu anthocyanin từ cây lá Cẩm. ............................................................................................................. 40 3.1.4 Kết quả xác định tỷ lệ dung môi/nguyên liệu. ............................ 42 3.1.5. Kết quả xác định số lần chiết chất màu..................................... 43 3.2. Phương pháp bảo quản thích hợp cho chất màu sau khi thu nhận. ...................................................................................................................... 45 3.3. Đề xuất quy trình chiết rút chất màu anthocyanin từ cây lá Cẩm ...................................................................................................................... 47 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN........................................................... 48 1.KẾT LUẬN ....................................................................................... 48 2. Đề xuất ý kiến................................................................................... 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 50 PHẦN PHỤC LỤC ...................................................................................... 53 4 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN OD: Mật độ quang NL: Nguyên liệu TL: Tỷ lệ ph: Phút DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Tên bảng Trang 1 Bảng 1.1. Danh mục các chất màu thực phẩm được phép sử dụng 13 ở Việt Nam 2 Bảng 1.2: Liều lượng sử dụng một số chất màu tự nhiên 16 3 Bảng 1.3: Liều lượng sử dụng một số chất màu nhân tạo 17 4 Bảng 1.4: Liều lượng sử dụng một số chất màu vô cơ 18 5 Bảng 1.5: Đặc điểm hình thaiscuar 4 dạng cẩm( Peristrophe 23 Bivalis) 6 Bảng 1.6: Thông số vật lý của anthocyanin 59 7 Bảng 3.1 Kết quả xác định chọn dung môi chiết chất màu từ cây 60 lá Cẩm 8 Bảng 3.2 Kết quả xác định nhiệt độ chiết chất màu anthocyanin 60 từ cây lá Cẩm 9 Bảng 3.3 Kết quả xác đinh thời gian chiết chất màu anthocyanin từ cây lá Cẩm 61 5 10 Bảng 3.4 Kết quả xác định tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu chiết 61 chất màu anthocyanin 11 Bảng 3.5 Kết quả xác định số lần chiết chất màu từ cây lá Cẩm 62 12 Bảng 3.6 kết quả khảo sát phương pháp BQ 63 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ TT Tên hình Trang 1 Hình 1.1 Hình ảnh cây lá Cẩm 15 2 Hình 1.2 Các chất màu từ cây lá Cẩm 16 3 Hình 1.3 Hình ảnh xôi ngũ sắc 17 4 Hình 1.4 Hình ảnh bánh Tét lá Cẩm 17 5 Hình 1.5 Cấu trúc cơ bản của Aglucon của anthocyanin 18 6 Đồ thị 1.6. Đồ thị mẫu 28 7 Hình 1.7. Hình ảnh quang phổ kế DR2000 30 8 Hình 1.8. Hình ảnh thiết bị cô quay chân không 30 9 Hình 3.1. Ảnh hưởng của dung môi chiết tới khối lượng chất 37 màu anthocyanin 10 Hình 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết tới hàm lượng chất màu anthocyanin 39 6 11 Hình 3.3 Ảnh hưởng của thời gian chiết tới hàm lương chất 41 màu chiết từ cây lá Cẩm 12 Hình 3.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu tới 43 hàm lượng anthocyanin 13 Hình 3.5 Ảnh hưởng của số lần chiết đến hiệu suất thu hồi 44 chất màu anthocyanin 14 Hình 3.6 khảo sát sự biến đổi chất màu theo 3 phương pháp bảo quản chất màu anthocyanin 46 7 LỜI NÓI ĐẦU Màu sắc là một trong những chỉ tiêu cảm quan quan trọng đối với mỗi sản phẩm thực phẩm. Sử dụng chất màu t r o n g thực phẩm mặc dù không có ý nghĩa nhiều về mặt dinh dưỡng, nhưng có vai trò quan trọng như: 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 (Delgado-Vargas et al., 2000).Chính vì thế chất màu ngày càng sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày để đạt điều này nhiều nhà sản xuất đã lạm dụng chất màu nhân tạo vào trong thực phẩm vượt quá mức cho phép có khi sử dụng cả các chất màu công nghiệp vào trong thực phẩm gây ra các vụ ngộ độc thức ăn nghiêm trọng có khi còn để lại các bệnh ung thư nếu như cơ thể tích trữ quá mức cho phép. Xuất phát từ thực tế trên, em đã định hướng nghiên cứu về chất màu với nội dung đề tài: “ Nghiên cứu chiết xuất chất màu Anthocyanin từ cây lá Cẩm” Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm: - Nghiên cứu điều kiện thích hợp sử dụng cho chiết anthocyanin từ cây lá Cẩm - Khảo sát độ bền của dịch chiết thu được trong những điều kiện khác nhau 8 Từ đó, đề xuất ra phương pháp bảo quản và khả năng ứng dụng của chất màu anthocyanin trong công nghiệp thực phẩm. Do kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu của em còn hạn chế cũng như khó khăn về điều kiện thực nghiệm nên mặc dù rất cố gắng đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ bảo cũng như sự góp ý của quý thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài này có thể được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! 9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN . 1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU THỰC PHẨM [12] 1.1.1. KHÁI QUÁT VỀ CHẤT MÀU Thực phẩm thường có màu sắc đặc trưng nhưng trong quá trình chế biến và bảo quản, dưới tác động của các yếu tố môi trường, nó dễ bị biến đổi màu, không đạt được màu mong muốn hoặc mất màu. Một số biện pháp giữ cho màu thực phẩm * Xây dựng một quy trình công nghệ để bảo quản được tối đa màu sắc tự nhiên của thực phẩm. * Tách ra, cô đặc và bảo quản các chất màu từ chính thực vật hoặc các nguyên liệu giàu chất màu. * Tạo thành chất màu tổng hợp nhân tạo giống như màu tự nhiên và dùng nó cho các sản phẩm đã bị biến đổi màu hoặc màu tự nhiên không đủ mạnh. * Phối hợp sử dụng các phương pháp kể trên theo những biện pháp khác nhau. 1.1.2. Phân loại chất màu thực phẩm Chất màu thực phẩm được chia ra làm 3 loại: chất màu tự nhiên, chất màu nhân tạo và chất màu vô cơ.  Chất màu tự nhiên: Chất màu tự nhiên chia làm 3 nhóm chính: - Antoxian có màu đỏ và màu xanh lam. - Carotinoit có màu vàng. - Clorofin sắc tố xanh lá cây. Tất cả các sắc tố này là những hợp chất hoá học phức tạp và được tạo nên trong quá trình sống thích ứng với các loại thực vật. 10 Mức độ bền của chúng rất khác nhau và trong quá trình bảo quản, chế biến nhiệt và các gia công khác sẽ bị thay đổi đi theo những cách khác nhau. Vì vậy lúc ở đang tươi sản phẩm thường có màu sắc đẹp, sau khi chế biến màu sắc sẽ bị kém đi một phần hoặc có khi mất màu hẳn. Điều đó làm cho giá trị mặt hàng và giá trị sử dụng giảm đi và vẻ hấp dẫn bên ngoài của thức ăn sẽ bị kém. Tính độc hại: các chất màu tự nhiên chiết rút từ rau, quả và cây thuốc không có tính độc hại. TT Chất màu Màu Liều dùng mg/kg khối lượng cơ thể 1 Clorofil Xanh lá cây 15 2 Antoxian Đỏ và xanh lam 0.1 3 Curcumin Vàng da cam 0.1 4 Riboflavin Vàng da cam 0.5 5 Axitcacminic Đỏ tươi 2.5 Nâu đen 100 Nâu đậm Không hạn chế 6 Caramel Poliphenol đã bị oxy hoá 7 Bảng 1. 1: Bảng một số chất màu tự nhiên  Chất màu nhân tạo Chất màu nhân tạo là chất màu được tổng hợp hữu cơ từ các nguyên liệu tự nhiên. Ưu điểm: - Bền màu. 11 - Đa dạng về màu sắc: màu vàng, màu đỏ, màu xanh, màu đen... - Có thể phối màu để tạo màu thích hợp với thị hiếu, có 3 phương pháp phối màu.  Phương pháp cơ học:  Phương pháp kinh nghiệm:  Phương pháp điện tử:  Nhược điểm: Phần lớn các chất màu tổng hợp đều có thể gây ung thư và có tác động không tốt đối với con người nên khi sử dụng phải tuân theo sự chỉ dẫn trong tài liệu kỹ thuật. Điều này đã được các nhà khoa học chứng minh từ năm 1979. Ứng dụng:  Chất màu nhân tạo được sử dụng trong phạm vi tương đối hẹp, thường được sử dụng trong sản xuất bánh kẹo và sản xuất nước uống không có cồn và trong sản xuất đồ hộp chủ yếu là đồ hộp rau quả....  Cho phép nhuộm màu thực phẩm bằng các chất màu tổng hợp. TT Chất màu Màu Liều dùng mg/kg khối lượng cơ thể 1 Tatrazin Vàng chanh 7.5 2 Quinolein vàng Vàng 2.5 3 Vàng da cam S Vàng da cam 0.5 4 Azorubin Đỏ 0.5 5 Amaran Đỏ Bordeaux 0.75 6 Đỏ rệp Đỏ giống axit cacminic 0.75 12 7 Erytrozin Đỏ 2.5 8 Mầu xanh lơ V Xanh nhạt 2.5 9 Indigocacmin Xanh lam 5 10 Xanh lơ sáng FCF Xanh lơ sáng Chưa có 11 Xanh lục sáng BS Xanh lục sáng 5 12 Mầu đen sáng BN Đen sáng 1 Bảng 1. 2: Bảng một số chất màu nhân tạo  Chất màu vô cơ. STT Chất màu Sử dụng Liều dùng mg/kg khối lượng cơ thể 1 Cacbonat Canxi Ít dùng Không hạn chế 2 Bioxyt Titan Ít dùng Chưa có 3 Oxyt Sắt Mứt và bánh kẹo 0,5 4 Oxyt Nhôm Mứt và bánh kẹo 0,5 5 Bạc Mứt và bánh kẹo 0,5 6 Vàng Mứt và bánh kẹo 0,5 7 Chất mầu rubi Vỏ phomát 0,5 Bảng 1. 3. Liều lượng sử dụng một số chất màu vô cơ  13  Các chất màu có nguồn gốc vô cơ chủ yếu dùng để trang trí thực phẩm.  Sử dụng các loại bột để chống hiện tượng dính giữa loại thực phẩm này với thực phẩm khác ở giữa 2 bề mặt thực phẩm.  Fe2O3; FeO (màu đỏ): dùng để trang trí trên bề mặt thực phẩm như mứt, bánh kẹo.  Ag, Au được sử dụng trong các món ăn dành cho giới thượng lưu, cán dát thành các lá cực mỏng, sau đó cắt thành sợi nhỏ  tạo ấn tượng màu rất tốt.  Đá quý được chế biến thành dạng bột để rắc lên bề mặt thực phẩm, tạo ra độ phản quang tốt.  Tính độc hại: Phần lớn các chất màu vô cơ có tính độc hại và một số còn khó tiêu hoá sau khi sử dụng nên cần phải thận trọng khi dùng trong thực phẩm. 1.1.3. Nguyên tắc sử dụng chất màu thực phẩm [12] Về nguyên tắc: Bổ sung chất màu nhằm phục hồi màu vốn có của một số thực phẩm bị tổn thất trong quá trình chế biến. Không được dùng chất màu để che đậy khuyết điểm của thực phẩm, hoặc để người tiêu dùng nhầm lẫn về sự có mặt không thực của một vài thành phần chất lượng trong thực phẩm. Trước khi quyết định sử dụng chất màu thực phẩm bổ sung vào một sản phẩm thực phẩm nào đó chúng ta cần quan tâm các yếu tố sau: Trạng thái của chất màu: Người tiêu dùng vẫn ưa dùng chất màu ở dạ.ng lỏng hơn là ở dạng bột. Cách sử dụng: Thường phối trộn nhiều màu với nhau để tạo ra màu mong muốn phù hợp với thực phẩm của mình. Thành phần các chất chứa trong thực phẩm cần bổ sung chất màu: Sự có mặt của protein, nước, tanin hay chất béo sẽ ảnh hưởng tới độ trong hay vẩn đục của chất màu khi bổ sung vào trong thực phẩm đó. 14 pH: Sự ổn định cũng như sự chuyển màu của chất màu đều có thể bị ảnh hưởng bởi độ pH của thực phẩm. Điều kiện chế biến: Đặc biệt là thời gian và nhiệt độ ảnh hưởng tới chất lượng chất màu bổ sung vào. Điều kiện bao gói: Quyết định đến mức độ xâm nhập của không khí và ánh sáng vào thực phẩm, do đó có thể làm biến đổi chất màu. Điều kiện bảo quản và thời gian sử dụng: Chất màu sử dụng chỉ bền dưới những điều kiện bảo quản thích hợp và trong một thời hạn nhất định. 1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÁ CẨM [20] Cẩm là cây có nhiều công dụng như làm thuốc, làm phẩm màu ... Ở Việt Nam, cành lá của cây này được biết đến như một vị thuốc nam. Trong y học cổ truyền, Cẩm được dùng trị nhiều loại bệnh như: Lao phổi, khái huyết, ho nôn ra máu, viêm phế quản cấp tính, ỉa chảy, lỵ, ổ tụ máu, bong gân. Tại Trung Quốc, Cẩm là dược liệu có vị đắng, tính bình, có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, tiêu thũng, chỉ huyết, chữa viêm họng, thấp khớp, nhiễm trùng đường tiết niệu, kinh phong ở trẻ em, lao hạch, mụn nhọt. Theo “Danh lục các loài thực vật Việt Nam”- 2005, thì chi Peristrophe Nees có 4 loài, trong đó chỉ có loài Cẩm (P. bivalvis (L.) Merr.) ở Bắc Bộ và loài Kim loung nhuộm (P. montana Nees) ở Nam Bộ được coi là cây nhuộm màu. Ngoài ra, Cẩm còn được các dân tộc thiểu số phía Bắc dùng để nhuộm xôi nhiều màu trong những ngày lễ tết [20] 1.2.1. Đặc điểm sinh học cây lá Cẩm Cây lá Cẩm hay còn gọi là cây nhuộm màu là cách gọi của người Việt Nam để chỉ loài cây ưa ẩm và ưa bóng có tên tiếng anh là Peristrophe bivalvis (L.) Merr, syn. P. roxburghiana chúng thuộc họ Ô rô (Acanthaceae) - cây cỏ lâu năm.[20] 1.2.2. Mô tả cây lá Cẩm. Cây Cẩm có chiều cao khoảng 30 - 60cm, cành non có lông về sau nhẵn, thân thường 4 cạnh, có rãnh dọc sâu 15 Hình 1.1. Hình ảnh cây lá Cẩm hoặc thuôn mũi giáo, thường có bớt màu trắng ở dọc gân ,kích thước 2 - 10cm x 1.2 - 3.6cm, hai mặt có lông hay không, gốc lá thuôn nhọn, chóp lá nhọn hay có khi có mũi hay hơi tù tròn. Cụm hoa chùm ở ngọn hay nách lá, chùm ngắn, lá bắc cụm hoa thường hình trứng. Đài 5 răng đều dính nhau ở nửa dưới, kích thước ngắn hơn lá bắc hoa. Tràng màu tím hay hồng, phân 2 môi, môi dưới có 3 thuỳ cạn, ống hẹp kéo dài. Nhị 2, thò ra khỏi ống tràng. Bầu 2 ô, mỗi ô 2– nhiều noãn. Hàng năm, Cẩm ra hoa vào tháng 10 –11. 1.2.3. Phân bố của cây lá Cẩm Cẩm thuộc loại cây ưa ẩm và ưa bóng, nhưng không chịu úng, thường mọc ở ven rừng núi đá vôi ẩm, gần bờ suối và được trồng dưới tán các cây ăn quả, bên cạnh các nguồn nước. Cây Cẩm có vùng phân bố tương đối rộng, phân bố rải rác ở hầu hết các tỉnh miền núi phía Bắc nước ta như: Lạng Sơn, Tuyên Quang, Hà Giang, Yên Bái, Lào Cai, Lai Châu, Hoà Bình… 1.2.4. Sự đa dạng của loài Cẩm Cẩm có 4 loại khác nhau (Cẩm đỏ, 2 dạng Cẩm tím và Cẩm vàng). Hiện nay, Cẩm đỏ và tím được trồng. Cẩm vàng còn mọc hoang ngoài tự nhiên nên nó còn được gọi là Cẩm dại. Cây Cẩm chủ yếu được nhân giống bằng cành, hiện tại chưa phát hiện cây con từ hạt [20] 16 Cả 4 dạng Cẩm này đều thuộc loài Peristrophe ivalves (L) Merr, nhưng chúng có một số đặc điểm hình thái khác nhau và cho màu dịch chiết cũng khác nhau. Các đặc điểm này được trình bày tại bảng 1.4 Tên phổ thông Tên dân Màu của Phân biệt theo tộc (Nùng) dịch Hình thái của lá Nhuộm chiết Lá hình bầu dục, gốc Cẩm đỏ Chằm thủ lá thon, xanh đậm, có nhiều lông, mặt trên Đỏ Đũa, xôi Tím Xôi Tím Xôi không có bớt trắng Lá hình trứng rộng, gốc tròn, xanh Cẩm tím Chằm lai nhạt, mỏng, ít lông, diện tích mang đốm trắng ở dọc gân lá lớn Lá hình bầu dục, Cẩm tím Chằm khâu gốc tròn hay thon, xanh đậm, dầy, ít lông, ít gặp đốm trắng ở dọc gân lá Lá hình trứng, gốc lá thon, đầu lá Cẩm Chằm thon nhọn, 2 mặt có Vàng vàng hiên lông rải rác, phiến lá xanh thường nhăn nheo, đặc biệt là mép lá 17 Bảng 1.4. Đặc điểm hình thái của 4 dạng Cẩm (Peristrophe bivalvis (L.) Merr.) Hình 1.3 Hình ảnh xôi ngũ sắc Hình 1.4 Hình ảnh bánh tét lá Cẩm 1.3. Khái quát về Anthocyanin[22] 1.3.1. Nguồn gốc Chất Anthocyanin màu đỏ có nhiều trong thực vật như các loại rau quả có màu từ đỏ đến tím như: Quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp than, gạo đỏ.... Tuỳ vào số lượng và tỷ lệ khác nhau trong rau, quả, hoa và các bộ phận khác nhau của thực vật làm cho chúng cho nhiều màu sắc khác nhau. 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 1.4. 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. 18 R1 OH B O+ OH 3 7 A 5 3 R2 OH OH Hình 1.4: Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin [19] Một số thông số vật lý của anthocyanin [1], [18], [ 20] Bước sóng hấp thụ: λ = 520-617 nm. Trọng lượng phân tử (molecular weight): 595 (g.mol-1). Hệ số hấp thụ phân tử: ε = 13900 (L.mol-1.cm-1) 1.3.2. Tính chất Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến độ ổn định của Anthocyanin là nhiệt độ, độ pH, oxy, các ion kim loại, axit ascobic và những chất khác. Tuy nhiên, màu sắc của anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH môi trường. Gam màu của anthocyanin • Thông thường, pH<7 có màu đỏ; pH > 7 có màu xanh. • pH = 1-3,5 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ. • pH = 4 - 5 chuyển về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu. • pH = 6 dung dịch có màu tím • pH = 7 - 8 lại về dạng bazơ quinoidal anhydro màu xanh. • pH =10-11 dung dịch có màu xanh lá cây 1.3.3. Phân loại Anthocyanin. - Có 4 loại anthocyanin là pelacgonidin, xianidin, denfinidin và apigenidin. 19 - Các chất màu đỏ tự nhiên khác là Anthoxyanin E163, Betain E162, chất nhuộm màu eno E163 ii và Carmin E120. Anthoxyanin E163 từ các nguyên liệu khác nhau như: quả phúc bồn tử đen, quả nho, quả cơm cháy, quả thanh lương trà..., sử dụng tốt nhất ở pH < 4.  Betanin E 162 hay là nước ép củ cải đỏ cô đặc có khả năng nhuộm màu tốt nhất tại pH 3,5 - 5,0 ứng dụng chủ yếu trong chế biến các sản phẩm sữa và sản xuất đường.  Chất nhuộm màu eno từ nước ép quả nho đỏ và quả cơm cháy, trong môi trường axit tạo ra màu đỏ, còn trong môi trường trung tính và kiềm tạo ra màu xanh.  Carnin E120 được chiết suất từ một loại côn trùng đặc biệt có tên gọi là Coccus Sactic sống trên cây xương rồng mọc nhiều ở Nam Mỹ và châu Phi, E120 sử dụng rất tốt cho các sản phẩm sữa và thịt, nồng độ tốt nhất là từ 0,005 đến 0,025%. 1.3.4. Công nghệ sản xuất Anthocyanin: Bao gồm 2 giai đoạn:  Chiết chất màu bằng dung môi thích hợp.  Chế biến chất màu thực phẩm để thu được sản phẩm có nồng độ cao, bền khi bảo quản và đạt tiêu chuẩn dùng cho thực phẩm. Tách anthocyanin từ thực vật bằng cách chiết nhờ các dung môi như nước hay hỗn hợp rượu - nước, các axit hữu cơ hoặc các alcol (metanol, etanol). Hiệu quả của quá trình chiết phần lớn phụ thuộc vào phương pháp sơ chế nguyên liệu. 1.3.5. Ứng dụng của chất màu Anthocyanin.  Liều dùng: 0.1 mg/kg khối lượng cơ thể  Sử dụng khá an toàn trong thực phẩm và tạo nhiều mầu sắc hấp dẫn. 20  Anthocyanin là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quý 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.  "Chất Anthocyanin tập trung nhiều trong quả Quýt có khả năng ngăn ngừa bệnh tim. Ngoài ra, nó cũng chứa chất Lutein và chất xơ giảm nguy cơ mắc bệnh đái đường và những vấn đề về lưu thông máu", Joanne Shearer, chuyên gia dinh dưỡng tại bệnh viện Tim của miền Nam Dakota ở Sioux Falls. 1.4. LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH CHIẾT. [1], [2], [3], [4], [6] Khuếch tán được chia thành 2 dạng là khuếch tán phân tử và khuếch tán đối lưu. Khuếch tán phân tử là quá trình khuếch tán tự nhiên tuân theo định luật Fick. Khuếch tán đối lưu thực chất là quá trình khuếch tán cưỡng bức được thực hiện nhờ sự chuyển động tương đối giữa vật liệu và dung môi. Do hệ số khuếch tán đối lưu lớn hơn nhiều so với hệ số khuếch tán phân tử nên trong quá trình chiết muốn tăng hiệu quả chiết thì phải tăng cường khuếch tán đối lưu (ví dụ: tăng cường quá trình khuấy đảo). * Khuếch tán phân tử Khuếch tán phân tử là sự chuyển lẫn nhau giữa các phân tử khác nhau. Sự chênh lệch nồng độ càng lớn thì lực khuếch tán của phân tử chất cần chiết từ vùng nồng độ cao tới vùng nồng độ thấp càng lớn. Bề mặt khuếch tán càng lớn lượng vật chất khuếch tán theo hướng này trong một đơn vị thời gian càng nhiều. Do đó phương trình khuếch tán cơ bản như sau: dm dc = -D.F. d dx