Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM Khoa Công nghệ Thực Phẩm BỒ MỒN Công Nghê Thưc Phẩm ĐỒ ÁN MƠN HỌC Cơng Nghệ Thực Phẩm (MSMH: 20471014) ĐÈ TÀI: ANTHOCYANIN VÀ NHỮNG NGUYÊN LIỆU CHỨA ANTHOCYANIN GVHD: Cô Trần Thị Cúc Phương SVTH: Huỳnh Thị Thanh Tuyền_0851100344 Trần Thị Xuân Hồng_ 0851100091 Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Năm học: 2011 Mục ỉục I Tổng quan Anthocyanin3 Giới thiệu .4 Cấu trúc hóa học Anthocyanin Tính chất Anthocyanin Công dụng .7 Sự phân bố Anthocyanin Qúa trình sinh tổng hợp Anthocyanin 5.1 Con đường sinh tổng hợp Anthocyanin tế bào thực vật 5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình sinh tổng hợp .9 Sự chuyển đổi cấu trúc Anthocyanin môi trường lỏng .9 Một số yếu tố ảnh hưởng đến độ màu Anthocyanin 11 7.1 Cấu trúc 12 7.1.1 Cấu trúc chuyển hóa .13 7.1.2 .Cấu trúc hóa học 14 7.2 PH 15 7.3 Nhiệt độ .16 7.4 Oxy 17 7.5 Enzyme 19 7.6 Ánh sáng 20 7.7 Đường sản phẩm biến tính chúng .22 7.8 Các ion kim loại 25 7.9 Sunphurdioxide(S02) 28 30 7.10 Acid Ascorbic 7.11 Khả ứng dụng nguôn nguyên liệu sản xuât Anthocyanin 34 Vai trò hợp chất Anthocyanin 37 9.1 Đối với thực vật 40 9.2 Đối với sức khỏe người 12 9.2.1 Hoạt tính chống oxy hóa .13 9.2.2 Hoạt tính chống ung thư 14 9.2.3 Hoạt tính chống bệnh tim mạch 15 Kết luận 16 II Các nguyên liệu có chứa Anthocyanin .17 Bắp cải tím 19 1.1 Tổng quan 20 1.2 Thành phần hóa học 22 Giới thiệu phương pháp trích ly 25 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trích ly 28 1.3 Quy trình cơng nghệ chiết tách Anthocyanin từ bắp cải tím 30 Tiến hành thí nghiệm 14 Phương pháp thí nghiệm 15 Mục đích thí nghiệm 16 Chuẩn bị thí nghiệm 17 Bố trí thí nghiệm 19 Phương pháp nghiên cứu 20 Kết nghiên cứu 22 1.4 Kết luận 25 Gạo nếp than .19 2.1 Tổng quan 20 2.2 Thành phần hóa học 22 2.3 Quá trình tinh chế Anthocyanin từ gạo nếp than 30 2.4 Nhận xét kết luận 15 Dâu tây .19 3.1 Tổng quan 20 3.2 Thành phần hóa học 22 3.3 Phưomg pháp nghiên cứu 30 3.3.1 Nguyên liệu 14 3.3.2 Phương pháp15 3.3.3 Tiến hành thí nghiệm16 3.3.4 Kết nghiên cứu đặc tính Anthocyanin 17 Nhận xét 16 3.4 Kết luận .17 III Các chất Anthocyanin thương mại 17 IV Phương pháp nghiên cứu, bảo vệ màu đỏ Anthocyanin 19 Phương pháp nghiên cứu 20 Sơ đồ nghiên cứu 22 Bảo vệ màu đỏ Anthocyanin .22 Mục Lục_Bảng: Bảng Các Anthocyanin số nguồn thực vật 17 Bảng Thành phần hóa học bắp cải 19 Bảng Ảnh hưởng dung môi đến hàm lượng độ màu Anthocyanin 20 Bảng Tỷ lệ dung môi hàm lượng Anthocyanin .17 Bảng Thành phần hóa học gạo nếp than 19 Bảng Thành phần dinh dưỡng dâu tây 20 Bảng Ket hàm lượng Anthocyanin theo độ chín dâu 17 Bảng Phần trăm màu lại theo thời gian 95°c PH khác Anthocyanin thơ chiết dung mơi nước Sulíite etanol/IĨ 20 19 Mục Lục_Hình: Hình Cấu trúc số Anthocyanin tự nhiên .17 Hình Con đường sinh tổng hợp Anthocyanin .19 Hình Sự chuyển hóa cấu trúc phân tử Anthocyanin môi trường lỏng 20 Hình Cấu trúc chuyển hóa Anthocyanin nước 17 Hình Anh hưởng PH lên tốc độ thủy phân dâu đun nóng 45°c trường họp có Oxygen Nitrogen .19 Hình Sự biến tính Anthocyanin 3,5_diglucoside PH 3,7 .20 Hình Sự biến tính Anthocyanin với phản ứng oxy hóa Catechol .20 Hình Phản ứng ngưng tụ a) Cyanidin íuríural b) cyanidin ketobase fiưfural .17 Hình Sơ đồ Jurd phản ứng thuận nghịch SƠ2 va Anthocyanin 19 Hình 10 Sự chuyển hóa Malvin thành Malvone H2O2 tạo thành oxy hóa vitamin c 20 Hình 11 Fla-2-ene tạo thành từ phản ứng vitamin c A 17 Hình 12 Sự tạo phức Cyanidin DNA 19 Hình 13 Bắp cải tím .20 Hình 14 Cơng thức cấu tạo Cyanidin 3,5_diglucoside 20 Hình 15 Qúa trình trích ly đoạn .20 Hình 16 Qúa trình trích ba đoạn giao dòng 17 Hình 17 Qúa trình trích nhiều đoạn nghịch dòng 19 Hình 22: dâu tây Dâu tây chứa nhiều chất chống oxy hóa, gồm Flavonoid: Anthocyanin, catechin, quercetin, kaempíerol vitamin A, Bi, B2 c, hàm lượng vitamin c cao, tính ưu việt dâu tây giúp tăng sức đề kháng, chống nhiễm trùng, nhiễm độc, cảm cúm chống stress 3.2.Thành phần hóa học: Bảng 6: Thành phần dinh dưỡng dâu tây Thành phần Năng lượng Hàm lượng 46 kcal Nước 84 g protein 1.8 g lipid 0.4 g glucid 7.7 g vitamin A ng Beta caroten 30 pg Vitamin E 0.58 pg Vitamin Bi 0.03 pg Vitamin B2 0.06 pg Vitamin pp 0.3 pg Vitamin Bô 0.06 pg 3.3 Phương pháp nghiên cứu: Vitamin c 60 pg Calcium( Ca) 22 mg kalium( k) 190 mg natrium( Na) 0.7 mg Tro 0.8 g Ở phương pháp này, Anthocyanin thô chiết từ dâu nước SƠ Dựa vào khác nồng độ SO nhiệt độ độ chín ngun liệu ta thu Anthocyanin với hàm lượng khác với số đặc tính: độ màu, độ bền màu, hàm lượng màu chúng 3.3.1 Nguyên liệu: Qủa dâu tằm 3.3.2 Phương pháp: Xác định hàm lượng Anthocyanin theo phương pháp PH vi sai 3.3.3 Tiến hành thí nghiệm: ♦ Dựa theo độ chín dâu: Qủa dâu trước tiên loại bỏ tạp chất dập nát, sau phân loại dựa theo độ c hín tiến hành đo màu máy đo Minolta, xác định hàm lượng Anthocyanin phương pháp vi sai, kết thu nhu sau: Bảng 7: Kết hàm lượng Anthocyanin theo độ chín dâu Loại dâu Mơ tả trạng thái Hàm lượng Anthocyanin (%) Chưa chín Màu hồng nhạt, cứng 0.147 Gần chín Màu đỏ hồng, cứng 0.474 Vừa chín Màu tím đen,cứng 0.994 Quá chín Màu đen sẫm, mềm 1.287 Với bảng kết trên, ta thấy dâu chửi hàm lượng Anthocyanin thu cao ♦ Dựa theo nồng độ SO2: Tiến hành chiết Anthocyanin thô với dung mơi có nồng độ SO 500ppm, 700ppm, 900ppm, llOOppm, 1300ppm 1500ppm, có bổ sung 1% HC1 nhiệt độ 30°c, thòi gian chiết 30 phút Thu kết hình sau: Nồng S02 (ppn) Hình 23: Ket hàm lượng Anthocyanin nồng độ SO khác Với kết ta thấy, hàm lượng Anthocyanin thu cao nồng độ S0 lOOppm ♦ Dựa theo nhiệt độ chiết: Tiến hành khảo sát nhiệt độ chiết khác nhau: 30°c, 40°c, 50°c, 60°c, 70°c, nồng độ SO2 llOOppm, thời gian chiết 30 phút Sau phân tích tính tốn hàm lượng Anthocyanin, ta thu kết theo hình sau: Hình 24: Kết hàm lượng Anthocyanin nhiệt độ khác 3.3.4 Kết nghỉên cứu đặc tính Anthocyanin: Một đặc tính quan trọng Anthocyanin độ bền màu Anthocyanin Theo kết nghiên cứu cho thấy độ bền thay đổi phụ thuộc vào loại dung môi, ph, nhiệt độ thòi gian chiết Để nghiên cứu độ bền màu Anthocyanin tách từ dâu người ta tiến hành đo độ hấp thu bước sóng hấp thu cực đại mẫu trước sau gia nhiêt Độ bền màu thể phần trăm màu lại so với ban đầu, xác định công thức: % Màu lại = — 100% Trong đó: A: độ hấp thu mẫu thời điểm đo xác định Ai: làSau độ trình nghiên Ph = 3cứu tính tốn ta thu đượcPhcác kết = bảng sau: Ph hấp thu Etanol nước Etanol Nước Nước SO2 Nước SO2 Ban đầu Etanol Nước Etanol nước SO2 nước SO2 nước 100 100 100 100 100 100 100 100 97.54 96.36 96.36 94.47 30 phút 96.21 95.37 94.47 91.50 45 phút 94.12 89.79 91.63 60 phút 91.61 85.50 88.66 15 phút Ph = =5 86.81 82.57 95.84 92.91 90.71 86.30 92.65 94.82 91.30 91.76 90.46 87.62 88.56 84.95 83.65 80.26 88.82 85.59 Bảng : Phần trăm màu lại theo thời gian 95°c PH khác Anthocyanin thô chiết dung mơi nước sulíite etanol/nước ♦ Nhận xét: Khi gia nhiệt đến 95°c dung môi PH khác độ bền màu Anthocyanin giảm dần theo thời gian theo chiều tăng PH Ở nhiệt độ PH độ bền màu Anthocyanin chiết nước SƠ cao chiết etanol/nước Ở 95°c Anthocyanin tương đối bền nhiệt gia nhiệt khoảng thời gian 60 phút, sau 60 phút Ph = phần trăm màu Anthocyanin chiết nước SO 91.61%, chiết etanol/nước 85.50%.Tại ph = phần trăm màu lại thấp nhất, sau 60 phút gia nhiệt 80.26% So với giá trị Ph lại PH = Anthocyanin bị thối biến nhiệt ♦ Kết luận:Qua kết thí nghiệm cho thấy dâu q chín hàm lượng Anthocyanin cao so với dâu chưa chín Vì vậy, để thu hàm lượng Anthocyanin cao ta nên thu hái dâu vừa chín q chín, chưa chín gần chín khơng nên thu hái hàm lượng Anthocyanin chúng thấp ♦ So với nồng độ khác nồng độ SƠ llOOppm nhiệt độ 60°c cho hàm lượng Anthocyanin tương đối cao Nguyên nhân nước có nồng độ SO 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 nỡ cực đại vỡ đồng thời giải phóng chất màu nằm phần không bào Tuy nhiên tiếp tục tăng nồng độ SO 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 ngun phần khơng bào q tr ình chuyển khối xảy khó khăn nhiệt độ, nhiệt độ tăng độ nhớt giảm đồng thời tăng vận tốc khếch tán tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển động chất hòa tan từ ngun liệu vào dung mơi mà hàm lượng Anthocyanin tăng dần Trong công nghệ thực phẩm nhiệt độ yếu tố giới hạn nhiệt độ tăng, thành phần có thực phẩm dễ bị biến đổi Do Anthocyanin có tính chất đặc trưng tan tốt nước ấm nên hàm lượng Anthocyanin đạt cao 60°c dĩ nhiên Còn 70°c trở lên nhiệt độ cao dần nên Anthocyanin bị biến tính, hàm lượng Anthocyanin bắt đầu giảm dần Để hạn chế tượng biến tính nhiệt đến mức thấp người ta thường chiết nhiệt độ thường ♦ dung môi ta thấy hàm lượng Anthocyanin mật độ màu dung mơi etanol/nước cao so với chiết nước SO Nguyên nhân dung dịch, phân tử Anthocyanin dạng monomer polymer, nước SO2 trình tiếp xúc với nguyên liệu khử phần Anthocyanin dạng monome làm cho mật độ màu giảm đồng thời làm giảm hàm lượng Anthocyanin ni Các chất Anthocyanin thương mại: Encolor lipid DS ( cơng ty Reggianna, Antociani, Italy) dịch trích vỏ nho cô đặc Redberry liqid 88-01 sản xuất cơng ty Gilette Food Inc, dịch trích alderberry, blackberry, blueberry, blackcurrant Sambucus NR 54 sản xuất công ty Gilette Food Inc,là dịch trích anthocyanin từ elderberry San Red Liqid RC-EX sản xuất công ty San Ei Chemical Industries ( Nhật) dịch cô dặc từ bắp cải đỏ mà chúng chứa anthocyanin diacyl hóa Powdered San Red PC sản xuất công ty San Ei Chemical Industries bột sấy khơ dịch tr ích từ bắp cải đỏ Powdered San Red PC sản xuất công ty San Ei Chemical Industries bột sấy khơ dịch trích từ bắp cải tím IV Phương pháp nghiên cứu, bảo vệ màu đỏ Anthocyanỉn: Phương pháp nghiên cứu: Nguyên liệu Sơ đồ nghiên cứu: 1% HCOOH - EtOH 15:85 T°c