Đang tải... (xem toàn văn)
Trong bài báo này, chúng tôi trình bày phương pháp chiết anthocyanin thô từ quả dâu trong nước SO2, đồng thời xác định một số đặc tính của chúng, bao gồm: ...
CHIẾT ANTHOCYANIN TỪ QUẢ DÂU BẰNG NƯỚC SULFURED VÀ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA CHÚNG EXTRACTION OF ANTHOCYANINS FROM MULBERRY BY SULFURED WATER AND ITS PROPERTY HUỲNH THỊ KIM CÚC Trường Cao đẳng Lương thực Thực phẩm LÊ VĂN HOÀNG – LÊ THỊ LỆ HƯỜNG Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Trong báo này, trình bày phương pháp chiết anthocyanin thô từ dâu nước SO2, đồng thời xác định số đặc tính chúng, bao gồm: độ màu, hàm lượng màu polyanthocyanin, độ bền màu giá trị pH nhiệt độ khác Kết cho thấy dâu chín hàm lượng anthocyanin cao so với chưa chín; Tại nồng độ SO2 1100ppm nhiệt độ 600C cho hàm lượng anthocyanin tương đối cao; Khi chiết nước SO2 hàm lượng anthocyanin thấp hơn, độ bền màu cao chiết dung môi etanol/nước (50/50) Từ kết nghiên cứu ứng dụng màu anthocyanin thô làm chất màu sản xuất kẹo cứng dâu ABSTRACT In this article, we present a method of extracting anthocyanin from mulberry by sulfured water, at the same time we study its properties including: color density; polyanthocyanin color; color stability at different pH and temperature (0t) The results obtained are as follows: for well ripe mulberries the anthocyanin content is higher than unripe mulberries; at SO2 concentration of 1100ppm and temperature 600C, the highest anthocyanin content is found When extracted by sulfured water the anthocyanin content is lower but color stability is higher than extracted by ethanol/water (50/50) From the results of this research, we have applied anthocyanin pigment to producing mulberry fruit candy Mở đầu Anthocyanin hợp chất màu hữu thiên nhiên, thuộc nhóm flavonoid có màu đỏ, đỏ tía, xanh diện số rau Ngoài việc cho màu sắc đẹp, an toàn, anthocyanin có hoạt tính sinh học tốt người, anthocyanin có khả giúp thể chống chữa số bệnh như: chống ung thư, chống oxi hoá, chống tia tử ngoại chống viêm Việc chiết anthocyanin từ thực vật thực với nhiều loại dung môi khác nhau, báo trình bày phương pháp chiết anthocyanin từ dâu tằm, nước SO2, số đặc tính chúng Nguyên liệu phương pháp nghiên cứu 2.1 Nguyên liệu Quả dâu tằm Hội An, bắp cải tím mua Đà Nẵng 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Xác định hàm lượng anthocyanin: Theo phương pháp pH vi sai [4] 2.2.2 Xác định mật độ màu hàm lượng màu polyanthocyanin [6] Nguyên tắc: anthocyanin kết hợp với bisulfite (Na2S4O8) tạo sản phẩm cộng màu Anthocyanin-tanin dạng polyme hoá (có màu) chống lại tẩy màu bisulfite Còn dạng monome cho phản ứng tẩy màu xảy nhanh chóng Tiến hành: Dịch chiết anthocyanin thô pha loãng nước cất, chuẩn bị sau: + Mẫu 1: 5,6ml mẫu thêm 0,4 ml nước cất Đo độ hấp thụ 420nm, 700nm λ max Mật độ màu tính theo công thức: D = [( A420 nm − A700 nm ) + ( Aλ max − A700 )]× DF (3) + Mẫu 2: 5,6ml mẫu thêm 0,4 ml bisulfite Natri Đo độ hấp thụ 420nm, 700nm λ max Màu polyanthocyanin tính: P = [( A420 nm − A700 nm ) + ( Aλ max − A700 )]× DF (4) P Phần trăm màu polyanthocyanin tính theo công thức (5): Q = × 100 (%) (5) D 2.2.3 Phương pháp đo màu sắc: Dùng máy đo màu sắc Minolta Chroma mater CT∗ 310 L (Lightness) độ sáng màu, L∗ nhỏ màu đậm ngược lại, L∗ = đặc trưng cho màu đen tuyệt đối L∗ =100 đặc trưng cho màu trắng tuyệt đối Góc màu Theta (Hue angle) H=arctg(b*/a*), giá trị gần 0o hay 360o màu đỏ nhiều C ∗ (chroma) đặc trưng cho độ bão hoà hay độ khiết tính C∗ = a ∗2 + b∗2 [2] 2.2.4 Phương pháp nghiên cứu độ bền màu anthocyanin Để nghiên cứu độ bền màu anthocyanin tách từ dâu, tiến hành đo độ hấp thụ bước sóng hấp thụ cực đại mẫu trước sau gia nhiệt Độ bền màu thể phần trăm màu lại so với ban đầu, xác định theo công thức (3.1) A % Màu lại = 100% (3.1) A1 (Trong đó: A độ hấp thụ mẫu thời điểm đo xác định; A1 độ hấp thụ mẫu bước sóng hấp thụ cực đại ban đầu với mẫu nghiên cứu) Kết thảo luận 3.1 Ảnh hưởng độ chín đến màu sắc hàm lượng anthocyanin dâu Quả dâu loại bỏ tạp chất dập nát, phân loại theo độ chín sau tiến hành đo màu máy đo Minolta, xác định hàm lượng anthocyanin phương pháp pH vi sai, kết thể bảng 3.1 sau: Bảng 3.1 Kết đo độ màu sắc hàm lượng anthocyanin theo độ chín dâu Loại Dâu Chưa chín Gần chín Vừa chín Quá chín Mô tả trạng thái Màu hồng nhạt, cứng Màu đỏ hồng, cứng Màu tím đen, cứng Màu đen sẫm, mềm o L* C* H( ) 30,34 27,25 18,09 12,72 20,56 24,21 16,69 6,09 23,31 17,56 13,17 5,86 Hàm lượng anthocyanin (%) 0,147 0,474 0,994 1,287 Theo độ chín tăng dần giá trị L* giảm dần điều có nghĩa màu đậm dần; Giá trị H giảm dần nên màu đỏ nhiều; Độ chói C* gần chín cao nhất, chín thấp nhất; Hàm lượng anthocyanin tăng dần, vừa chín chín hàm lượng anthocyanin tương đối cao, so với chưa chín cao khoảng từ đến lần Như nói dâu chín có nhiều màu đỏ nhất, độ chói nhất, độ đậm màu nhiều nhất, hàm lượng anthocyanin cao Dựa vào kết nghiên cứu trên, thấy thu hoạch dâu nên thu hái vừa chín chín Còn chưa chín gần chín không nên thu hái hàm lượng anthocyanin chúng thấp Tiến hành chiết anthocyanin thô với dung môi có nồng độ SO2 500ppm, 700ppm, 900ppm, 1100ppm 1500ppm, bổ sung 1% HCl, nhiệt độ 30oC, thời gian chiết 30 phút Kết thể hình 3.1 Hàm lượng anthocyanin (%) 3.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ SO2 đến hàm lượng anthocyanin 1,2 1,144 1,1 0,995 0,902 0,906 0,9 0,785 0,764 0,8 0,7 Qua kết cho thấy hàm lượng 500 700 900 1100 1300 1500 anthocyanin dâu tăng lên tăng nồng Nồng độ SO2 (ppn) độ SO2 đạt giá trị cao nồng độ SO2 1100ppm, sau giảm dần Điều giải thích dựa Hình 3.1: Ảnh hưởng nồng độ SO2 vào lý thuyết ưu trương nhược trương (tức áp đến hàm lượng anthocyanin suất thẩm thấu liên quan đến chuyển khối chất màu vào dung môi) Ở nước có nồng độ SO2 thấp, tế bào nguyên liệu dạng ưu trương, chí gây hấp thụ nước, tiếp tục tăng nồng độ đến giá trị định tùy thuộc vào đặc điểm nguyên liệu lúc tế bào trương nở cực đại vỡ đồng thời giải phóng chất màu nằm phần không bào Tuy nhiên, tiếp tục tăng nồng độ SO2 trạng thái nhược trương lại hình thành làm cho tế bào bị nước đồng thời cứng lại, làm giảm khả thấm màng tế bào dẫn đến anthocyanin bị giữ nguyên phần không bào trình chuyển khối xảy khó khăn Theo kết nghiên cứu [5] chiết anthocyanin từ lý chua đen (black currant) nước SO2 hàm lượng anthocyanin đạt giá trị lớn nồng độ SO2 1000 ÷ 1200ppm Điều cho thấy nồng độ SO2 1100ppm tế bào nguyên liệu chứa anthocyanin bị trương nở tối đa nên giải phóng lượng anthocyanin nhiều Vì chọn nồng độ nước SO2 1100ppm để tiến hành số nghiên cứu Tiến hành khảo sát nhiệt độ chiết khác nhau: 30oC; 40oC; 50oC; 60oC 70oC; Nồng độ SO2: 1100 ppm; Thời gian chiết: 30 phút Sau phân tích tính toán hàm lượng anthocyanin, kết trình bày hình 3.2 Hàm lượng anthocyanin(%) 3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ chiết đến hàm lượng anthocyanin 1,3 1,25 1,2 1,128 1,13 1,1 0,998 0,939 Khi tăng nhiệt độ làm giảm độ nhớt đồng thời tăng vận tốc khuếch tán tạo điều kiện 0,9 thuận lợi cho việc chuyển động chất hòa tan từ 0,8 nguyên liệu vào dung môi mà hàm lượng 30 40 50 60 70 anthocyanin tăng dần Trong công nghệ thực phẩm Nhiệt độ (0C) nhiệt độ yếu tố giới hạn nhiệt độ tăng, thành phần có thực phẩm dễ bị biến đổi Hình 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ Hàm lượng anthocyanin đạt cao chiết đến hàm lượng anthocyanin 60 C, điều phù hợp với tính chất đặc trưng anthocyanin tan tốt nước ấm Tại 700C hàm lượng anthocyanin bắt đầu giảm nhiệt độ cao anthocyanin bị thoái biến Để giảm hàm lượng bị thoái biến nhiệt đến mức thấp người ta thường tiến hành chiết nhiệt độ thường 3.4 Kết xác định số tiêu anthocyanin thô chiết dung môi khác Tiến hành chiết anthocyanin thô từ dâu tằm với lượng nguyên liệu 10g 100ml dung môi nước SO2 có nồng độ 1100ppm etanol/nước (50/50) bổ sung 1% HCl; Nhiệt độ chiết 30oC; Thời gian 30 phút Sau pha loãng 10 lần dịch chiết tiến hành phân tích, đo độ hấp thụ bước sóng 510nm Kết thể bảng 3.2 Bảng 3.2 Kết phân tích số tiêu anthocyanin thô chiết nước SO2 etanol/nước Chỉ tiêu Mật độ màu Phần trăm màu polyme (%) Hàm lượng anthocyanin (%) 0,65 8,61 Dung môi chiết Nước SO2 Etanol/nước (50/50) Độ màu polyme 0,40 0,96 61,54 11,14 1,200 1,264 Theo kết qủa bảng 3.2 ta thấy chiết nước SO2 hàm lượng anthocyanin, mật độ màu độ màu polyme thấp hơn, phần trăm màu polyme lại nhiều so với mẫu chiết dung môi etanol/nước (gấp 12,25 lần) Nguyên nhân dung dịch, phân tử anthocyanin dạng monome polyme, nước SO2 trình tiếp xúc với nguyên liệu khử phần anthocyanin dạng monome, không khử dạng polyme nên màu lại mẫu chiết nước SO2 chủ yếu chất màu dạng polyanthocyanin, phần trăm màu polyme tăng lên 3.5 Kết nghiên cứu độ bền màu anthocyanin thô nhiệt độ 30oC Tiến hành pha loãng dịch chiết anthocyanin thô dung dịch đệm citratphotphat có pH từ 3,0 đến 6,0, sau đo phần trăm màu lại bước sóng hấp thụ cực đại (510nm) 30oC, theo thời gian, kết trình bày hình 3.4 Nước sulfite 60 50 Thời gian theo dõi (ngày) Thời gian theo dõi (ngày) Nước sulfite 50 40 30 20 10 50 Thời gian theo dõi (ngày) 60 50 50 60 70 40 70 (d) 80 30 80 90 20 (c) Etanol nước 100 90 Phần trăm màu lại (%) Etanol nước 100 Phần trăm màu lại (%) Nước sulfite 50 50 40 30 20 10 50 40 60 70 30 70 (b) 80 10 80 90 20 (a) 10 Phần trăm màu lại (%) 90 Etanol nước 100 Etanol nước 100 Phần trăm màu lại (%) Nước sulfite Thời gian theo dõi (ngày) Hình 3.4 Phần trăm màu lại theo thời gian 30oC pH khác anthocyanin thô chiết từ dâu tằm (a): pH=3,0; (b); pH=4,0; (c): pH=5,0; (d): pH=6,0 Với kết hình 3.4 ta nhận thấy: + Ở giá trị pH, nhiệt độ, độ bền màu giảm dần theo thời gian, anthocyanin chiết nước SO2 có độ bền màu cao chiết dung môi etanol/nước Điều có nghĩa anthocyanin thô chiết dung môi nước SO2 tương đối bền chiết dung môi etanol/nước + Ở pH = 4; độ bền anthocyanin pH = Sau 50 ngày, pH = phần trăm màu lại anthocyanin chiết nước SO2 76,717%, pH=6,0 65,27% Nhưng với anthocyanin thô chiết dung môi etanol/nước 71,76% 57,35% 3.6 Kết nghiên cứu độ bền màu anthocyanin thô nhiệt độ 95oC Tiến hành giống nghiên cứu 3.5, nhiệt độ khảo sát 95oC, thời gian gia nhiệt đến 60 phút, kết trình bày bảng 3.3 Bảng 3.3 Phần trăm màu lại theo thời gian 95oC pH khác anthocyanin thô chiết dung môi nước sulfite etanol/nước Thời gian Ban đầu 15 phút 30 phút 45 phút 60 phút pH = 3,0 Nước Etanol SO2 nước 100 100 97,54 96,36 96,21 95,37 94,12 89,79 91,61 85,50 pH = 4,0 Nước Etanol SO2 nước 100 100 96,36 94,47 94,47 91,50 91,63 86,81 88,66 82,57 PH = 5,0 Nước Etanol SO2 nước 100 100 95,84 92,65 92,91 91,76 90,71 88,82 86,30 85,59 pH = 6,0 Nước Etanol SO2 nước 100 100 94,82 91,30 90,46 87,62 88,56 84,95 83,65 80,26 Khi gia nhiệt đến 95oC, pH khác nhau, độ bền nhiệt anthocyanin giảm dần theo thời gian theo chiều tăng pH Ở nhiệt độ pH độ bền màu anthocynin chiết nước SO2 cao chiết etanol/nước Ở 950C anthocyanin tương đối bền nhiệt gia nhiệt khoảng thời gian 60 phút, sau 60 phút, pH = phần trăm màu 91,61% (chiết nước SO2 ) 85,50% (chiết etanol/nước), phần trăm màu lại thấp pH=6,0, sau 60 phút gia nhiệt 80,26% So với giá trị pH = 4; 6, pH = anthocyanin bị thoái biến nhiệt 3.7 Kết nghiên cứu ứng dụng màu anthocyanin thô sản xuất kẹo cứng dâu Từ kết nghiên cứu tiến hành nghiên cứu ứng dụng màu anthocyanin thô chiết từ dâu thay màu tổng hợp sản xuất kẹo cứng dâu, tiến hành theo dõi biến đổi màu sản phẩm thời gian bảo quản, phương pháp đo màu sắc (2.3.2) Kết trình bày bảng 3.4 Bảng 3.4 Kết đo màu sắc mẫu kẹo cứng dâu 30oC, theo thời gian bảo quản Các thông số Thời gian Ban đầu 05 ngày 10 ngày 15 ngày 20 ngày 25 ngày 30 ngày 35 ngày 45 ngày L* C* H 28,9 32,32 35,18 36,21 36,36 36,39 36,47 36,52 37,10 5,70 5,87 6,54 7,79 7,91 8,21 8,53 8,65 8,72 14,12 14,25 14,82 14,87 14,87 16,31 16,38 16,43 16,51 Theo thời gian bảo quản điều kiện nhiệt độ thường, giá trị L* tăng dần chứng tỏ độ đậm màu giảm dần, độ chói C* tăng dần, góc màu H tăng dần từ 14,12 ÷ 16,51 nghĩa màu đỏ giảm dần, nhiên mức độ giảm chậm Kết luận Đã nghiên cứu dâu chín có màu đậm nhất, cho hàm lượng màu anthocyanin cao nhất; Với nước SO2 nồng độ 1100ppm nhiệt độ 600C cho hàm lượng anthocyanin tương đối cao; Khi chiết nước SO2 hàm lượng anthocyanin, mật độ màu, độ màu polyme hơn, phần trăm màu polyme lại nhiều so với mẫu chiết dung môi etanol/nước; Độ bền màu anthocyanin chiết nước SO2 cao chiết etanol/nước; Ở pH=3,0 anthocyanin bền so với pH=4; 6; Khi gia nhiệt đến 950C anthocyanin tương đối bền khoảng thời gian 60 phút; nghiên cứu ứng dụng màu anthocyanin thô làm chất màu thay màu tổng hợp sản xuất keo cứng dâu Từ kết tiến hành nghiên cứu sâu ứng dụng màu tự nhiên anthocyanin chế biến sản phẩm thực phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hoàng Thị Kiều Nguyên, Bài giảng môn lý thuyết màu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 1996 [2] Lê Ngọc Tú, Hoá học Thực phẩm, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1994 [3] Akio Tsukui, Atsuko Suzuki, Sumi Nagayama and Norihiko Terahara, Stability of anthocyanin pigments from purple leaveas of perilla ocimoides, L var.crispa, Nippon Shokuhin Kagaku Kaishi Vol 43, No 4, 113 – 119 (Article), 1996 [4] Fuleki, T., Francis, F J., Quantitative Methods for Anthocyanins Determination of total anthocyanin and degradation Index for Cranberry Juice, J Food Science, Vil.33, 1968 [5] J.E.Cacace and G Mazza, Extraction of anthocyanin other phenolic from black curants with sulfured water, Journal of Agriculture and Food chemitry, 2002 [6] John Wiley & Sons, Inc, Characterization and measurement of anthocyanins by UVVisible spectroscopy, University of Maryland, 2000