CHẤT MÀU TỰ NHIÊN Phần 5: Phương pháp đánh giá nghiên cứu chất màu TS Lê Thị Hồng Nhan Tổng quát Giới thiệu quy trình cách thức nghiên cứu chất màu họ anthocyanin Phương pháp tổng quát Tách chất màu Xác định hàm lượng Khảo sát biến đổi Tách chất màu Trích ly dung môi Sử dụng dạng dịch Chuyển thành dạng rắn Tách chất màu Nguyên tắc trích ly dung môi dựa thẩm thấu dung môi vào tế bào, chất cần trích ly hồ tan vào dung mơi khuếch tán khỏi tế bào Q trình trích ly kết thúc chất cần trích đạt nồng độ cân ngồi tế bào Q trình trích ly dung mơi có ưu điểm thiết bị đơn giản, xử lý lượng lớn ngun liệu thực quy trình liên tục Tách chất màu để trích ly anthocyanin, sử dụng dung môi phân cực methanol, ethanol, nước,… hỗn hợp dung môi trên, đồng thời acid hoá nhẹ acid acid formic, acid citric, acid acetic, acid chlorhydric… để đạt hiệu trích ly cao Để sử dụng chất màu thực phẩm, dung mơi dùng để trích ly anthocyanin dung môi ethanol, nước, hỗn hợp ethanol-nước Tách chất màu Kích thước vật liệu: q trình trích ly xảy chủ yếu thẩm thấu khuếch tán nên kích thước vật liệu nhỏ diện tích tiếp xúc lớn hiệu trích ly cao Nhiệt độ: nhiệt độ cao làm tăng tốc độ hiệu trình gây phân huỷ anthocyanin Tỉ lệ dung môi:nguyên liệu: Tỉ lệ dung môi:nguyên liệu lớn hiệu trình tăng, nhiên sử dụng nhiều dung mơi gây khó khăn cho giai đoạn sau Thời gian: q trình trích ly anthocyanin thực thời gian khác tuỳ thuộc vào dung môi sử dụng nhiệt độ trích ly Khuấy trộn: khuấy trộn giúp tăng cường hiệu trích ly tăng cường q trình truyền khối Tách chất màu Hệ thống trích ly anthocyanin quy mơ phịng thí nghiệm Tách chất màu Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống pilot Complex-01 sử dụng cho q trình trích ly (1) Bơm dầu gia nhiệt; (2) Hệ thống gia nhiệt dầu; ((3) Bơm ly tâm tuần hồn dung mơi trích ly; (4) phận trích ly; (5) ống xoắn truyền nhiệt; (6) thiết bị chính; (7)thiết bị ngưng tụ Tách chất màu Hình ảnh hệ thống pilot Complex-01 phịng thí nghiệm Hữu cơ, khoa KT Hóa học, ĐH Bách Khoa TPHCM 10 Đánh giá chất màu Đánh giá thông qua chất tương đương Phổ hấp thu chất màu hỗn hợp Màu sắc khả kiến theo CIE 17 Đánh giá chất màu Phương pháp pH vi sai Chỉ số nâu hóa Màu sắc khả kiến theo CIE 18 Dịch trích Khuấy Chất ổn định Loại dung môi Cao rắn Tồn trữ Xác định thay đổi màu sắc hàm lượng chất màu Sáng Tối Phương pháp pH vi sai Phương pháp polyanthocyanin So màu CIELCh 19 Phương pháp pH vi sai Phương pháp pH vi sai dựa vào chuyển đổi thành cấu trúc khác theo pH sắc tố anthocyanin, dạng oxonium có màu tồn pH 1.0 dạng hemiketal không màu pH 4.5, điều thể rõ qua phổ hấp thu khác tương ứng Khái niệm Sondheimer Kertesz áp dụng lần vào năm 1948 để phân tích mứt dâu với hai dung dịch đệm pH 2.0 3.4 Năm 1968 Fuleki Francis sử dụng dung dịch đệm pH 1.0 4.5 để xác định hàm lượng anthocyanin việt quốc (cranberry) 20 Phương pháp pH vi sai Phổ hấp thu anthocyanin (acylated pelargonidin-3-sophoroside-5-glucoside) dung dịch đệm pH pH 4.5 21 Phương pháp pH vi sai Cấu trúc chuyển hóa dạng flavylium cation (A) hemiketal (B) R=H hay nhóm glycoside 22 Phương pháp pH vi sai *Dung dịch đệm pH 1.0 Hịa tan hồn tồn 1.86g KCl vào 980ml nước cất becher Đo chỉnh pH 1.0 dung dịch HCl 20% *Dung dịch đệm pH 4.5 Hịa tan hồn tồn 54.43g CH3COONa.3H2O vào 960ml nước cất becher Đo chỉnh pH 4.5, dung dịch HCl 20% 23 Phương pháp pH vi sai Hàm lượng anthocyanin dịch trích ly quy theo cyanidin-3-glucoside A × MW × DF ×103 add (mg / l ) = ε ×l add: hàm lượng anthocyanin dịch trích ly (mg/l) A = (A520nm – A700nm)pH 1.0 – (A520nm – A700nm)pH 4.5 MW = 449.2 g/mol : khối lượng phân tử cyanidin-3-glucosdie DF: độ pha loãng l: bề dày cuvet (cm) ε = 26900: Hệ số hấp thu phân tử (l.mol-1.cm-1) Hàm lượng anthocyanin tính theo khối lượng nguyên liệu add × V ×10 −3 anl (mg / g ) = m × (100 − w) ×10 − V: thể tích dịch chiết (ml) m: khối lượng nguyên liệu (g) w: độ ẩm nguyên liệu 24 (%) 24 Phương pháp pH vi sai Nguyên liệu xay nhỏ Dung mơi Trích ly x, t, T Khuấy Lọc Bã Dịch lọc Nước cất Định mức dd Định lượng anthocyanin phương pháp pH vi sai Quy trình khảo sát điều kiện trích ly dịch anthocyanin 25 Phương pháp xác định số polymer nâu hóa Chất màu anthocyanin kết hợp với bisulfit tạo thành dạng acid sulfonic khơng màu Trong phức polymer anthocyanin-tanin không bị tẩy màu tác dụng bisulfit, tích tụ sản phẩm phân hủy làm tăng độ hấp thu mẫu khỏang bước sóng từ 400 – 440nm cường độ màu định nghĩa tổng độ hấp thu bước sóng λvis max bước sóng 420nm mẫu đối chứng (mẫu chưa xử lý với bisulfit) Đối với mẫu xử lý bisulfit tổng số định nghĩa số polymer hóa mẫu Tỉ số chất màu bị polymer hoá cường độ màu thể phần trăm chất màu bị polymer hoá 26 Phương pháp xác định số polymer nâu hóa Tỷ trọng màu CD (color density) mẫu đối chứng (mẫu xử lý với nước cất): CD = [( A 420 nm − A700nm ) + ( Aλvis−max − A700nm )xDF ] Chất màu polymer PC (mẫu xử lý với bisulfit) PC = [( A 420nm − A700nm ) + ( Aλvis−max − A700nm )xDF ] Phần trăm độ màu polymer: PC P (%) = x 100 CD 27 Phương pháp xác định số polymer nâu hóa Phản ứng anthocyanin bisulfit tạo thành acid anthocyanin-sulfonic không màu 28 Phương pháp đo màu theo hệ CIE Hệ thống màu CIE cung cấp thông tin cần thiết cảm thụ màu sắc để đánh giá màu sắc sản phẩm thực phẩm Vì vậy, việc theo dõi độ bền màu sản phẩm chứa anthocyanin suốt q trình chế biến bảo quản thực thông qua việc quan sát thay đổi thuộc tính màu sắc hệ CIE 29 Phương pháp đo màu theo hệ CIE Rót dung dịch cần đo vào cuvet, đặt vào giá Chọn hệ đơn vị sử dụng máy LCh Đặt đầu đo tiếp xúc với cuvet Đo ghi lại kết 30 Phương pháp đo màu theo hệ CIE Các giá trị sai biệt tính theo công thức: ΔL = Li − L0 ΔC = C i − C Δ h = hi − h0 Với i giá trị trị thời điểm i cần khảo sát thời điểm ban đầu Từ giá trị sai biệt trên, độ sai lệch màu sắc tính tốn theo cơng thức: ΔE = (ΔL ) + (ΔC ) + (Δh ) 2 31 ... Form 15 Xác định chất màu tách chất màu = Phân lập chất tinh khiết Xác định tính chất, cấu trúc,… Khó thực 16 Đánh giá chất màu Đánh giá thông qua chất tương đương Phổ hấp thu chất màu hỗn hợp Màu. .. học q trình Phương pháp sấy đơng khơ phương pháp phù hợp chất màu khơng bền tác dụng nhiệt độ, có chất màu anthocyanin phương pháp sấy đơng khơ có chi phí cao nhiều lần so với phương pháp sấy phun... nghiên cứu chất màu họ anthocyanin Phương pháp tổng quát Tách chất màu Xác định hàm lượng Khảo sát biến đổi Tách chất màu Trích ly dung mơi Sử dụng dạng dịch Chuyển thành dạng rắn Tách chất màu