BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
----------&-----------
TRẦN THỊ VẺ
NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT CHẤT MÀU
ANTHOCYANIN TỪ RAU DỀN ĐỎ
Amaranthus tricolor
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Khánh Hòa, tháng 06 năm 2013
LỜI CẢM ƠN
Qua hơn 3 tháng thực tập tại phòng thí nghiệm cho đến nay em đã hoàn
thành xong đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu tách chiết chất màu anthocyanin từ rau
dền đỏ Amaranthus tricolor”, với sự cố gắng của bản thân, sự ủng hộ của gia đình,
bạn bè và hơn cả là sự dìu dắt quý báu của quý thầy cô đã cho em nền tảng kiến
thức để hoàn thiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn TS. Vũ Duy Đô đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi
điều kiện và động viên em hoàn thành đồ án của mình trong suốt thời thực hiện đề
tài.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, cán bộ phòng thí nghiệm Hóa cơ bản
và phòng thí nghiệm Công nghệ chế biến đã nhiệt tình giúp đỡ em.
Em vô cùng biết ơn các thầy cô trong Ban giám hiệu trường đại học Nha
Trang đã cho em những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập và rèn luyện
tại trường để em vững bước vào đời.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên,
giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Nha Trang, tháng 06 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Trần Thị Vẻ
-i-
MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT........................................................................ iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ............................................................. vi
LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN ...........................................................................................2
1.1. Tổng quan về rau dền đỏ ......................................................................................2
1.1.1. Tên gọi .......................................................................................................2
1.1.2. Thành phần hóa học trung bình trong lá rau dền đỏ ..................................3
1.1.3. Đặc điểm hình thái và sinh trƣởng.............................................................4
1.1.4. Công dụng của rau dền đỏ .........................................................................4
1.2. Tổng quan về chất màu thực phẩm ......................................................................5
1.2.1. Tầm quan trọng của chất màu trong chế biến thực phẩm ..........................5
1.2.2. Vai trò chất màu thực phẩm.......................................................................6
1.2.3. Phân loại chất màu thực phẩm ...................................................................6
1.2.4. Nguyên tắc sử dụng chất màu thực phẩm ..................................................9
1.3. Giới thiệu về chất màu anthocyanin .....................................................................10
1.3.1. Khái niệm vế chất màu anthocyanin ........................................................10
1.3.2. Phân loại Anthocyanin .............................................................................11
1.3.3. Cấu trúc hóa học của các anthocyanin.....................................................11
1.3.4. Tính chất vật lý và hóa học của các anthocyanin ....................................15
1.3.5. Chức năng sinh học và ứng dụng của anthocyanin .................................22
1.3.5.1. Chức năng sinh học ...........................................................................22
1.3.5.2. Ứng dụng của anthocyanin ...............................................................24
1.3.6. Tình hình nghiên cứu, khai thác và sử dụng anthocyanin tự nhiên .........25
1.3.6.1. Tình hình trên thế giới.......................................................................25
1.3.6.2. Tình hình trong nƣớc.........................................................................25
- ii -
1.4. Tổng quan về các phƣơng pháp chiết ................................................................26
1.4.1. Các khái niệm cơ bản về quá trình chiết ..................................................26
1.4.2. Các phƣơng pháp chiết ............................................................................27
1.4.3. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình chiết ..................................................28
1.4.4. Vài kỹ thuật chiết hiện đại dùng để chiết xuất chất màu tự nhiên ...........30
Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................32
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ........................................................................................32
2.1.1. Vật liệu nghiên cứu ..................................................................................32
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất nghiên cứu ................................................32
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................................33
2.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu ...............................................................................33
2.2.2. Dự kiến quy trình tách chiết anthocyanin từ rau dền đỏ..........................33
2.2.3. Xác định điều kiện chiết anthocyanin từ rau dền .....................................34
2.2.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ Etanol/H2O thích hợp ....................35
2.2.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ dung môi/nguyên liệu ....................37
2.2.3.3. Bố trí thí nghiệm chọn phƣơng pháp, nhiệt độ chiết .........................38
2.2.3.4. Bố trí thí nghiệm chọn thời gian chiết ..............................................40
2.2.3.5. Bố trí thí nghiệm chọn số lần chiết ...................................................42
2.2.4. Phƣơng pháp phân tích ............................................................................43
2.2.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu .......................................................................44
2.2.6. Khảo sát độ bền màu của dịch chiết anthocyanin từ rau dền đỏ trong các
điều kiện bảo quản khác nhau ............................................................................44
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.......................................46
3.1. Thành phần khối lƣợng rau dền đỏ ....................................................................46
3.2.. Một số thành phần hóa học trong rau dền đỏ ....................................................47
3.3. Kết quả xác định các thông số thích hợp cho quá trình chiết tách chất màu
anthocyanin từ rau dền đỏ .........................................................................................48
- iii -
3.3.1. Kết quả xác định tỷ lệ Etanol/H2O dùng để chiết chất màu Anthocyanin
từ rau dền đỏ ......................................................................................................48
3.3.2. Kết quả xác định tỷ lệ dung môi/nguyên liệu ..........................................49
3.3.3. Kết quả xác định lựa chọn dung môi và nhiệt độ chiết ............................50
3.3.4. Kết quả xác định thời gian chiết ..............................................................52
3.3.4.1. Phƣơng pháp siêu âm ........................................................................52
3.3.4.2. Phƣơng pháp ngâm chiết có gia nhiệt ...............................................53
3.3.5. Xác định số lần chiết ................................................................................54
3.3.5.1. Phƣơng pháp siêu âm ........................................................................54
3.3.5.2. Phƣơng pháp ngâm chiết gia nhiệt ....................................................55
3.4. Kết quả khảo sát khảo sát độ bền màu của dịch chiết anthocyanin trong các
điều kiện bảo quản khác nhau ...................................................................................56
3.5. Hoàn thiện quy trình chiết rút chất màu anthocyanin từ r a u d ề n đ ỏ .........57
3.6. Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm ...................................................................59
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .......................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................61
PHẦN PHỤ LỤC ......................................................................................................63
- iv -
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
A
Absorbance
Độ hấp thụ
nm
Nanometer
Nanomet
H2O
Water
Nƣớc
TB
Average
Trung bình
TN
Experiment
Thí nghiệm
TL
Weight
Trọng lƣợng
NL
Raw material
Nguyên liệu
UV-Vis
Ultraviolet-Visible
Tử ngoại-khả kiến
v/v
Volume/volume
Thể tích/thể tích
v/w
Volume/weight
Thể tích/khối lƣợng
w/v
Weight/volume
Khối lƣợng/thể tích
-v-
DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT
Tên bảng
Trang
Bảng 1.1
Thành phần hóa học trong 100 gam lá dền đỏ
3
Bảng 1.2
Liều sử dụng cho phép của một số chất màu hữu cơ tổng hợp
7
Bảng 1.3
Bảng một số chất màu tự nhiên
8
Bảng 1.4
Một số chất màu tự nhiên thông dụng
9
Bảng 1.5
Các nhóm chính trong các anthocyanidin
12
Bảng 2.1
Bố trí thí nghiệm chọn dung môi, nhiệt độ đối với các
phƣơng pháp chiết khác nhau
39
Bảng 3.1
Thành phần khối lƣợng của rau dền đỏ
46
Bảng 3.2
Kết quả xác định hàm lƣợng nƣớc của rau dền đỏ
47
Bảng 3.3
Kết quả xác định hàm lƣợng anthocyanin của rau dền đỏ
47
Bảng 3.4
Ƣớc tinh chi phí nguyên vật liệu để chiết anthocyanin từ 1 kg
rau dền đỏ
59
- vi -
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
STT
Tên hình vẽ và đồ thị
Trang
Hình 1.1
Rau dền đỏ
2
Hình 1.2
Rau dền đỏ và món canh rau dền
5
Hình 1.3
Cấu trúc của một số Anthocyanidin tƣ nhiên.
12
Hình 1.4
Cấu trúc phân tử của các anthocyanidin thƣờng gặp trong tự 14
nhiên
Hình 1.5
Ví dụ về cấu trúc của một anthocyanin phức tạp
14
Hình 1.6
Sự thay đổi cấu trúc phân tử và màu sắc của anthocyanin theo
17
pH
Hình 1.7
Ảnh hƣởng của pH lên tốc độ thủy phân của quả dâu đƣợc đun
18
nóng tại 450C trong trƣờng hợp có Oxygen hoặc Nitrogen
Hình 1.8
Sự biến tính của Anthocyanin 3,5 – di Glucoside tại pH 3,7
19
Hình 1.9
Sự tổ hợp màu liên phân tử giữa delphinidin 3-glucosid và rutin
22
tạo thành ra 2 dạng phức: phức kẹp (A) và phức song song (B)
Hình 1.10
Sự tổ hợp màu nội phân tử của các antyhocyanin acylhóa
22
Hình 1.11
Một số dạng sản phẩm anthocyanin thƣơng mại
25
Hình 1.12
Sơ đồ thiết bị chiết SFE và ASE
31
Hình 2.1
Quy trình dự kiến tách chiết chất màu anthocyanin từ rau dền đỏ
33
và các yếu tố cần khảo sát
Hình 2.2
Bố trí thí nghiệm chọn tỷ lệ Etanol/H2O thích hợp
36
Hình 2.3
Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ dung môi/nguyên liệu
37
Hình 2.4
Bố trí thí nghiệm chọn dung môi, nhiệt độ chiết thích hợp
39
- vii -
Hình 2.5
Bố trí thí nghiệm xác định thời gian chiết
41
Hình 2.6
Bố trí thí nghiệm xác định số lần chiết
42
Hình 2.7
Bố trí thí nghiệm khảo sát độ bền màu của chất màu
45
anthocyanin trong một số điều kiện bảo quản khác nhau
Hình 3.1
Ảnh hƣởng của tỷ lệ Etanol/nƣớc đến hàm lƣợng anthocyanin
48
Hình 3.2
Ảnh hƣởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hàm lƣợng
49
anthocyanin
Hình 3.3
Ảnh hƣởng của dung môi và nhiệt độ đến hàm lƣợng
51
anthocyanin khi chiết bằng các phƣơng pháp khác nhau
Hình 3.4
Màu sắc của dịch chiết anthocyanin sử dụng 2 dung môi chiết
52
khác nhau bằng phƣơng pháp siêu âm
Hình 3.5
Ảnh hƣởng của thời gian siêu âm hàm lƣợng anthocyanin
53
Hình 3.6
Ảnh hƣởng của thời gian ngâm chiết đến hàm lƣợng
54
anthocyanin
Hình 3.7
Ảnh hƣởng của số lần siêu âm đến hàm lƣợng anthocyanin
54
Hình 3.8
Ảnh hƣởng của số lần chiết bằng phƣơng pháp ngâm chiết gia
55
nhiệt đến hàm lƣợng anthocyanin
Hình 3.9
Ảnh hƣởng của thời gian và điều kiện bảo quản đến độ bền màu
57
của dịch chiết anthocyanin từ rau dền đỏ
Hình 3.10
Sơ đồ quy trình tách chiết chất màu anthocyanin từ rau dền đỏ
58
-1-
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, việc lạm dụng chất màu tổng hợp trong chế biến thực phẩm dẫn
đến nguy cơ ngộ độc thực phẩm đang ngày càng gia tăng, làm ảnh hƣởng xấu tới
sức khoẻ ngƣời tiêu dùng. Vì vậy, xu hƣớng phát triển bền vững của thế giới hiện
nay là tìm kiếm và chiết tách các chất màu tự nhiên từ thực vật hay động vật để sử
dụng trong công nghiệp thực phẩm.
Ở Việt Nam, rau dền đỏ (Amaranthus tricolor) từ lâu đã đƣợc dùng để sử
dụng nhƣ một món ăn trong bữa cơm hàng ngày . Tuy nhiên, việc chiết tách chất
màu rau dền đỏ và ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm chƣa đƣợc quan tâm
nhiều. Trong khi đó, theo một số tài liệu tham khảo, chất màu trong rau dền đỏ có
hàm lƣợng tƣơng đối cao[4]. Chất màu này lại có bản chất là các anthocyanin nên dễ
tan trong nƣớc, do đó thuận lợi cho việc tách chiết và ứng dụng trong thực tế. Vì
vậy, việc nghiên cứu thu hồi chất màu anthocynin có trong rau dền đỏ nhằm ứng
dụng trong công nghiệp thực phẩm là rất cần thiết.
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn trên đây, đƣợc sự đồng ý của khoa Công nghệ
thực phẩm, dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Vũ Duy Đô, em đã thực hiện đề tài: “Nghiên
cứu tách chiết chất màu anthocyanin từ rau dền đỏ - Amaranthus tricolor”. Nội
dung nghiên cứu của đề tài bao gồm:
- Xác định một số thành phần của nguyên liệu.
- Xác định các thông số kỹ thuật của quy trình tách chiết anthocyanin từ rau dền đỏ.
- Xác định điều kiện bảo quản của anthocyanin tách chiết từ rau dền đỏ.
- Tính chi phí nguyên liệu để chiết chất màu từ 1kg nguyên liệu.
Từ đó đƣa ra quy trình hoàn thiện tách chiết chất màu anthocyanin tự nhiên
từ rau dền đỏ (Amaranthus tricolor) để thay thế chất màu nhân tạo trong chế biến
thực phẩm. Do kiến thức, kinh nghiệm còn hạn chế cũng nhƣ khó khăn về thời gian,
thiết bị nghiên cứu nên đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận
đƣợc sự góp ý của quý thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
-2-
Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về rau dền đỏ
1.1.1. Tên gọi
Rau dền đỏ (hay dền tía) theo cách gọi của ngƣời Việt Nam để chỉ một loại
rau ôn đới có tên tiếng anh là Amaranth, tên khoa học là Amaranthus tricolor, thuộc
chi dền[13].
Chi dền gồm những loài đều có hoa không tàn, một số mọc hoang dại nhƣng
nhiều loài đƣợc sử dụng làm lƣơng thực, rau, cây cảnh ở các vùng khác nhau trên
thế giới. Tên tiếng Anh cũng nhƣ tên khoa học của các loài dền đều có nguồn gốc từ
tiếng Hy lạp "amarantos" (Αμάρανθος hoặc Αμάραντος) có nghĩa là (hoa) không
bao giờ tàn. Chi dền đƣợc cho là có nguồn gốc ở Trung Mỹ và Nam Mỹ nhƣng
khoảng 60 loài với khoảng 400 giống của nó hiện diện khắp thế giới, cả vùng có khí
hậu ôn đới lẫn nhiệt đới. Ở Việt Nam, rau dền thƣờng thấy là dền đỏ (Amaranthus
tricolor), dền cơm (Amaranthus viridis) làm rau ăn, dền gai (Amaranthus spinosus)
mọc hoang dại.
Hình 1.1. Rau dền đỏ
-3-
1.1.2. Thành phần hóa học của lá rau dền đỏ
Bảng 1.1. Thành phần hóa học trong 100 gam lá dền đỏ [13]
Thành phần
Hàm lƣợng
Nƣớc
86,9 g
Protein
3,5 g
Chất béo
0,5 g
Tinh bột
6,5 g
Chất xơ
1,3 g
Phốtpho
67 mg
Sắt
3,9 mg
Kali
411 mg
Vitamin A
6100 i.u
Vitamin B2
0,16 mg
Niacin
1,4 mg
Vitamin C
80 mg
Vitamin B1
0,08 mg
Canxi
267 mg
Khoáng chất
2,6 g
Ca lo
36
-4-
1.1.3. Đặc điểm hình thái và sinh trƣởng [13]
Dền đỏ là loài cây thân thảo, có bộ rễ khỏe, ăn sâu nên khả năng chịu hạn,
chịu nƣớc tốt, sức nảy mầm cao. Dền thƣờng có một thân thẳng, cành vƣơn vừa
phải, những loài trồng lấy hạt có hoa tạo thành cụm hình chùy ở đầu cành còn
những loại lấy rau có hoa mọc dọc theo cành. Các loài trong chi dền đƣợc thấy ở cả
vùng đồng bằng lẫn vùng núi ở độ cao đến 1.500m nhƣ Hymalaya, Andes... Chu kỳ
phát triển của nó tƣơng đối ngắn, các giống dền trắng và dền đỏ ở Việt Nam gieo
hạt sau 25-30 ngày là có thể đem trồng, sau khi trồng 25-30 ngày đã thu hoạch
đƣợc. Các loài dền hạt trồng làm cây lƣơng thực gieo hạt sau 3-4 ngày bắt đầu nảy
mầm và ra hoa sau đó khoảng 2 tháng rƣỡi.
1.1.4. Công dụng của rau dền đỏ [14]
Rau dền là loại rau mùa hè, có tác dụng mát gan, thanh nhiệt. Một số nghiên
cứu mới đây cho thấy: Rau dền có khả năng tăng thải trừ chất phóng xạ, thanh thải
chất độc vì có nhiều sterol, các acid béo không no.
Bộ phận dùng: Toàn cây và rễ. Theo Đông y dền cơm vị ngọt tính hàn. Dền
đỏ vị ngọt mát vào đại tràng. Có tác dụng thanh nhiệt, mát gan, ích khí và khai
khiếu. Dùng cho các trƣờng hợp kiết lỵ, táo bón, rối loạn tiết niệu, đau mắt đỏ, sƣng
đau họng, côn trùng cắn đốt. Có thể nấu, xào, ép nƣớc. Ngày dùng 100 – 250g.
Một số món ăn, bài thuốc có rau dền đỏ:
- Cháo rau dền đỏ (tử hiện chúc): Rau dền đỏ 200g. Rửa sạch, nấu lấy nƣớc lấy
nƣớc rau nấu cháo với gạo lứt. Ăn khi đói. Dùng cho phụ nữ trƣớc, sau khi sinh con
có hội chứng kiết lỵ dùng cho ngƣời cao tuổi viêm ruột, kiết lỵ.
- Canh rau dền: Rau dền đỏ 200g rửa sạch nấu canh. Dùng cho các bệnh nhân
ung thƣ cổ tử cung, hội chứng lỵ, u tuyến giáp trạng lành tính.
- Canh rau dền thịt lợn: Rau dền đỏ 60g, thịt lợn nạc 60g, nấu dạng canh. Dùng
cho các bệnh nhân bƣớu giáp trạng lành tính.
- Chữa phát ban: Rau dền 10g, rễ hoặc lá lức 10g, ké hoa vàng 8g, rễ sắn dây 8g,
cỏ mần trầu 8g, dây chiều 8g, rau má 8g, dây giác tía 8g, kinh giới 6g, cam thảo đất
-5-
6g, bạc hà 4g, gừng sống 2 lát, sắc uống. Chữa sốt nóng thời kỳ đầu. Lá dền đỏ 50g
rửa sạch thái lát nấu bỏ bã lấy nƣớc thêm gạo nếp nấu thành cháo. Ăn trong ngày.
Chữa hậu sản.
Theo kinh nghiệm dân gian lấy lá rau dền giã nát uống nƣớc và bã đắp chữa
rắn cắn. Rễ dền đỏ và rễ bí ngô với liều lƣợng bằng nhau, sắc uống chữa chảy máu
do sảy thai. Hạt dền cơm 20g chữa tiểu tiện không thông.
Hình 1.2. Rau dền đỏ và món canh rau dền [15]
1.2. Tổng quan về chất màu thực phẩm [9]
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 hƣởng tới chất lƣợng,
mùi vị, độ ngọt của thực phẩm. Nếu giữa màu sắc và mùi vị không có sự tƣơng ứng,
phù hợp lẫn nhau thì ngƣời tiêu dùng sẽ không cảm nhận đƣợc chính xác đƣợc mùi
vị và chất lƣợng 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 nƣớc giải khát trái dâu sẽ tăng lên 2-12% nếu ta tăng hàm lƣợng của chất
màu của loại nƣớc giải khát này. Do vậy, việc sử dụng các chất màu trong chế biến
thực phẩm là điều rất cần thiết.
-6-
1.2.2. Vai trò chất màu thực phẩm
Chất màu thực phẩm mặc dù không có ý nghĩa nhiều về mặt dinh dƣỡng,
nhƣng 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 cƣờng màu sắc tự nhiên vốn có của thực phẩm để thu hút ngƣời tiêu
dùng.
- Làm cho ngƣời tiêu dùng chú ý đến mùi vị tự nhiên của thực phẩm do giữa
màu sắc và mùi vị thƣờng có quan hệ với nhau.
- Tạo màu cho một số thực phẩm vốn không màu hay có màu nhạt (nhƣ các loại
kẹo, snack, nƣớc 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 và cs., 2000).
1.2.3. Phân loại chất màu thực phẩm [8]
Chất màu thực phẩm đƣợc chia làm 3 nhóm chính: chất màu vô cơ, chất màu
hữu cơ tổng hợp và chất màu tự nhiên.
1.2.3.1. Chất màu vô cơ
Vào trƣớc 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 dƣa chua; phèn nhôm để tẩy trắng bánh
mì; phẩm màu đỏ chứa Pb hay HgSO4,.... để tạo màu cho phomát.
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.
1.2.3.2. Chất màu hữu cơ tổng hợp
Là các chất màu đƣợc tổng hợp bằng phƣơng pháp hóa học. Các loại chất
màu hữu cơ tổng hợp đƣợc chia làm 3 nhóm:
-7-
Nhóm A: Gồm các chất không mang độc tính nhƣng gây ngộ độc tích lũy
Bảng 1.2. Liều sử dụng cho phép của một số chất màu hữu cơ tổng hợp[8]
Loại chất màu
Liều lƣợng sử dụng (mg/kg trọng lƣợng)
Amarant (ký hiệu CI.16185)
0 - 0,15
Vàng mặt trời (ký hiệu CI.15985)
0 - 5,00
Tartrazin (ký hiệu CI.19140)
0 - 7,50
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.
Nhóm C: Bao gồm tất cả các loại màu hữu cơ tổng hợp khác nhau chƣa đƣợc
nghiên cứu hoặc nghiên cứu không rõ ràng.
Chất màu hữu cơ tổng hợp có ƣu 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 ngƣời ta nghi
ngại về những ảnh hƣởng không tốt của nó đối với sức khỏe con ngƣời. Chẳng hạn,
một số nghiên cứu gần đây phát hiện những enzym trong ruột non có khả năng xúc
tác cho phản ứng khử các phẩm màu azo để sinh ra các tác nhân gây ung thƣ. Do
đó, việc sử dụng chúng cần phải đƣợc tuân thủ những quy định hết sức chặt chẽ và
nghiêm ngặt.
1.2.3.3. 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 đƣợc tạo nên
trong quá trình sống thích ứng với các loại thực vật.
-8-
Những chất màu tự nhiên đã đƣợc con ngƣời biết đến và sử dụng từ lâu để
tạo màu cho thực phẩm. Ƣu điểm của chất màu tự nhiên là tạo ra màu rất đẹp, đồng
thời chúng lại có mùi, vị gần giống nhƣ nguồn tự nhiên của chúng. Tuy nhiên,
so với chất màu tổng hợp, chất màu tự nhiên thƣờng kém bền và có giá thành cao
do việc thu hồi tách chiết chúng từ nhƣ các nguồn tự nhiên khá tốn kém. Do vậy,
việc sử dụng chúng hiện nay còn chƣa rộng rãi lắm. Tuy vậy, nhờ có độ an toàn
cao và một số chất màu tự nhiên còn có tác dụng tốt đối với sức khỏe (nhƣ có khả
năng chống oxy hóa, tăng cƣờng sức đề kháng của cơ thể,…) nên ngƣời tiêu dùng
ngày càng có xu hƣớng ƣa chuộng những loại thực phẩm dùng chất màu tự nhiên.
Do đó trong những năm gần đây, ngành công nghiệp sản xuất chất màu tự nhiên
trên thế giới đang phát triển nhanh chóng và trở thành một trong những lĩnh vực
kinh doanh đầy tiềm năng.
Bảng 1.3. Bảng một số chất màu tự nhiên[8]
STT
Chất màu
Màu
Liều dùng mg/kg khối
lƣợng 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 tƣơi
2.5
6
Caramel
Nâu đen
100
7
Poliphenol đã bị oxy hoá
Nâu đậm
Không hạn chế
-9-
Bảng 1.4. Một số chất màu tự nhiên thông dụng[8]
Chất màu tự nhiên
Nguồn tự nhiên
Anthocyanin
Vỏ nho, elderberries, rau dền đỏ, rau dền đỏ,…
Betalain
Củ cải đƣờng, cây rau dền tím, vỏ quả thanh long, ...
Carotenoid
- Annatto (Bixin)
Hạt điều
- Canthaxanthin
Nấm rơm, loài giáp xác, cá
- -.Apocarotenal
Cam, rau xanh
Chlorophyll
Các loại rau xanh
Riboflavin
Sữa
Caramel
Đƣờng saccharose
Các loại khác
- Turmeric
Cây nghệ
- Crocetin, Crocin
Cây nghệ tây, dành dành
Một trong những chất màu tự nhiên đƣợc quan tâm nhiều trong công nghệ
thực phẩm là các anthocyanin.
1.2.4. Nguyên tắc sử dụng chất màu thực phẩm [7]
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 đƣợc dùng chất màu để che
đậy khuyết điểm của thực phẩm, hoặc để ngƣời tiêu dùng nhầm lẫn về sự có mặt
không thực của một vài thành phần chất lƣợng trong thực phẩm.
Trƣớc 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:
- 10 -
Trạng thái của chất màu: Ngƣời tiêu dùng vẫn ƣa dùng chất màu ở dạng lỏng
hơn là ở dạng bột.
Cách sử dụng: Thƣờng 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, nƣớc, tanin hay chất béo sẽ ảnh hƣởng tới độ trong hay vẩn đục của
chất màu khi bổ sung vào trong thực phẩm đó.
pH: Sự ổn định cũng nhƣ sự chuyển màu của chất màu đều có thể bị ảnh
hƣởng bởi độ pH của thực phẩm.
Điều kiện chế biến: Đặc biệt là thời gian và nhiệt độ ảnh hƣởng tới chất
lƣợng 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 dƣới
những điều kiện bảo quản thích hợp và trong một thời hạn nhất định.
1.3. Giới thiệu về chất màu anthocyanin
1.3.1. Khái niệm vế chất màu anthocyanin [8]
Các Anthocyanin hiện thuộc nhóm các chất màu tự nhiên tan trong nƣớc lớn
nhất trong thế giới thực vật. Thuật ngữ anthocyanin bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp,
trong đó Anthocyanin là sự kết hợp giữa Anthos – nghĩa là hoa và Kysanesos –
nghĩa là màu xanh. Tuy nhiên, không chỉ có màu xanh, anthocyanin còn mang đến
cho thực vật nhiều màu sắc rƣc rỡ khác nhƣ hồng, đỏ, cam và các gam màu trung
gian. Các anthocyanin khi mất hết nhóm đƣờng đƣợc gọi là anthocyanidin hay
aglycon. Mỗi anthocyanidin có thể bị glycosyl hóa acylate bởi các loại đƣờng và
các acid khác tại các vị trí khác nhau. Vì thế lƣợng anthocyanin lớn hơn
anthocyanidin từ 15-20 lần. Hàm lƣợng anthocyanin trong các loài thực vật là tƣơng
đối lớn. Tuỳ vào số lƣợng 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.
- 11 -
Ví dụ: Hàm lƣợng anthocyanin trong blackberry khoảng 1,15 g/kg , còn
trong đậu đỏ và đậu đen lên đến 20 g/kg.
1.3.2. Phân loại Anthocyanin [6]
Liều dùng: 0.1 mg/kg khối lƣợng cơ thể
- Có 4 loại anthocyanin là pelacgonidin, xianidin, denfinidin và apigenidin.
- 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 nhƣ: quả phúc bồn tử
đen, quả nho, quả cơm cháy, quả thanh lƣơng trà..., sử dụng tốt nhất ở
pH <4.
Betanin E 162 hay là nƣớc 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 đƣờng.
Chất nhuộm màu eno từ nƣớc ép quả nho đỏ và quả cơm cháy, trong
môi trƣờng axit tạo ra màu đỏ, còn trong môi trƣờng trung tính và
kiềm tạo ra màu xanh.
Carnin E120 đƣợc chiết suất từ một loại côn trùng đặc biệt có tên gọi là
Coccus Sactic sống trên cây xƣơng 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%.
1.3.3. Cấu trúc hóa học của các anthocyanin [8]
Anthocyanin thuộc nhóm các hợp chất flavonoid, có khả năng hòa tan trong
nƣớc và chứa trong các không bào. Về bản chất, các anthocyanin là những hợp chất
glycoside
của
các
dẫn
xuất
polyhydroxy
và
polymethoxy
của
2-
phenylbenzopyrylium hoặc muối flavylium. Cho đến nay, ngƣời ta đã xác định
đƣợc 18 loại aglycon khác nhau, trong đó 6 loại phổ biến nhất là pelargonidin,
cyanidin, delphinidin, peonidin, petunidin và maldivin.
- Xem thêm -