Tài liệu Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu anthocyanin từ dịch trích quả nho

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ BỀN MÀU ANTHOCYANIN TỪ DỊCH TRÍCH QUẢ NHO CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN MSc Phan Thị Thanh Quế Nguyễn Phước Sang (2041660) Ngành Công Nghệ Hóa Học – Khoá 30 Tháng 12/2008 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập tại trường Đại học Cần Thơ, em đã được học nhiều kiến thức và những kinh nghiệm quý báu. Đó cũng là nhờ công của quý thầy cô đã giảng dạy và truyền đạt, giúp em có được những kiến thức cần thiết để làm việc sau này. Em xin gửi lời tri ân đến tất cả quý thầy cô bộ môn Công Nghệ Hóa Học, khoa Công Nghệ Trường Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn. Trong suốt quá trình thực hiện luận văn, em đã nhận được sự động viên, giúp đỡ và chỉ dẫn tận tình của cô Phan Thị Thanh Quế. Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ quí báu của cô. Đồng thời, con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình – những người luôn bên con, động viên và giúp đỡ con trong suốt thời gian học tập. Ngoài ra, tôi xin cảm ơn các bạn của tôi, các bạn đã giúp tôi trong suốt thời gian qua. Xin chân thành cảm ơn! SVTH:Nguyễn Phước Sang i TÓM TẮT      Nho là một trong những nguồn nguyên liệu chứa nhiều anthocyanin. Đây cũng là một trong những chất màu phổ biến nhất. Nó được ứng dụng nhiều trong việc tạo màu cho các sản phẩm thực phẩm. Để giữ được màu sắc cho sản phẩm lâu dài cần quan tâm đến các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của anthocyanin như nhiệt độ, pH, ánh sáng, các loại bao bì bảo quản,… Việc “khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu anthocyanin từ dịch trích quả nho” nhằm tìm ra tìm ra điều kiện thích hợp khi chế biến cũng như bảo quản các sản phẩm từ nho và các sản phẩm khác có sử dụng anthocyanin trích từ quả nho. Đề tài được tiến hành dựa trên việc lựa chọn quả nho có màu đỏ sẫm và sử dụng hệ dung môi để trích anthocyanin là ethanol – nước – HCl 1% với tỉ lệ 1:1 và lượng HCl thêm vào sao cho pH = 1. Sau đó, tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ở 00C, 300C, 900C; pH ở các mức 2; 2,5; 3; 3,5. Dựa vào kết quả thí nghiệm này, tiến hành khảo sát ảnh hưởng của điều kiện bảo quản dưới ánh sáng và trong tối; các loại bao bì HDPE và thuỷ tinh nâu. Kết quả cho thấy anthocyanin bền ở pH = 2. Khi xử lý nhiệt độ, ảnh hưởng của việc gia nhiệt đến 900C và làm lạnh đến 00C đến độ bền màu anthocyanin đều như nhau. Ánh sáng là nhân tố có ảnh hưởng mạnh đến độ bền anthocyanin. Do đó, bảo quản các sản phẩm có chứa anthocyanin cần tránh ánh sáng. Bảo quản anthocyanin trong nhựa HDPE tốt hơn trong chai thuỷ tinh. SVTH:Nguyễn Phước Sang ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... i TÓM TẮT ............................................................................................................... ii MỤC LỤC .............................................................................................................iii DANH SÁCH CÁC BẢNG..................................................................................... v DANH SÁCH CÁC HÌNH ..................................................................................... vi CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ................................................................................... 1 1.1 Đặt vấn đề.................................................................................................. 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu................................................................................... 1 CHƯƠNG II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................. 2 2.1 Giới thiệu về quả nho ................................................................................. 2 2.1.1 Nguồn gốc và đặc tính........................................................................ 2 2.1.2 Phân bố .............................................................................................. 2 2.1.3 Thành phần hoá học của quả nho ....................................................... 3 2.1.4 Công dụng của quả nho và các đồ uống từ nho................................... 4 2.2 Các chất màu tự nhiên ................................................................................ 5 2.3 Tổng quan về anthocyanin ......................................................................... 6 2.3.1 Giới thiệu về anthocyanin .................................................................. 6 2.3.2 Nguồn gốc anthocyanin...................................................................... 7 2.3.3 Vai trò của anthocyanin ..................................................................... 7 2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu anthocyanin ........................... 8 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly ............................................... 8 2.5 Dung môi trích ly anthocyanin ................................................................... 9 2.6 Các loại bao bì bảo quản anthocyanin ...................................................... 11 2.7 Một số nghiên cứu về anthocyanin ........................................................... 14 CHƯƠNG III: PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............ 15 3.1 Phương tiện nghiên cứu............................................................................ 15 3.1.1 Thời gian và địa điểm ...................................................................... 15 3.1.2 Thiết bị và dụng cụ .......................................................................... 15 3.1.3 Hoá chất........................................................................................... 15 3.1.4 Nguyên liệu...................................................................................... 15 3.2 Nội dung và bố trí thí nghiệm................................................................... 15 3.2.1 Thí nghiệm 1: khảo sát yếu tố nhiệt độ và pH đến độ bền màu anthocyanin...................................................................................... 15 3.2.2 Thí nghiệm 2: khảo sát ảnh hưởng điều kiện bảo quản, loại bao bì đến độ bền màu anthocyanin................................................................... 16 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 18 4.1 Xây dựng qui trình trích ly ....................................................................... 18 4.2 Kết quả khảo sát yếu tố nhiệt độ và pH đến độ bền màu anthocyanin ....... 19 4.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng điều kiện bảo quản, loại bao bì đến độ bền màu anthocyanin ...................................................................................... 21 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................... 22 5.1 Kết luận ................................................................................................... 22 SVTH:Nguyễn Phước Sang iii 5.2 Kiến nghị ................................................................................................. 22 PHỤ LỤC ............................................................................................................ vii Phụ lục 1: Phương pháp khảo sát độ bền màu của anthocyanin ........................ vii Phụ lục 2: Phương pháp pH vi sai .................................................................... vii Phụ lục 3: KẾT QUẢ THỐNG KÊ ................................................................. viii TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. xiii SVTH:Nguyễn Phước Sang iv DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hoá học của nho ..................................................................5 Bảng 2.2 Các loại anthocyanin phổ biến ................................................................ 7 Bảng 4.1 Hàm lượng dịch trích anthocyanin ........................................................ 19 Bảng 4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ........................................................................ 19 Bảng 4.3 Ảnh hưởng của pH ............................................................................... 19 Bảng 4.4 Ảnh hưởng của thời gian xử lý nhiệt..................................................... 20 Bảng 4.5 Ảnh hưởng tương tác của pH, nhiệt độ, thời gian xử lý......................... 20 Bảng 4.6 Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản....................................................... 21 Bảng 4.7 Ảnh hưởng của loại bao bì.................................................................... 22 Bảng 4.8 Ảnh hưởng của thời gian bảo quản ....................................................... 22 Bảng 4.9 Ảnh hưởng tương tác của điều kiện, loại bao bì, thời gian bảo quản .....23 SVTH:Nguyễn Phước Sang v DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1 Nho vỏ đỏ ............................................................................................... 5 Hình 2.2 Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin .........................................6 Hình 2.3 Cấu trúc phân tử acetone .........................................................................9 Hình 2.4 Cấu trúc phân tử metanol ...................................................................... 10 Hình 2.5 Cấu trúc phân tử ethanol ....................................................................... 10 Hình 2.6 Cấu trúc phân tử acid citric ................................................................... 11 Hình 4.1 Đồ thị thể hiện độ giảm anthocyanin theo thời gian............................... 22 SVTH:Nguyễn Phước Sang vi Chương 1: Giới thiệu CHƯƠNG I GIỚI THIỆU 1.1. Đặt vấn đề Ngày nay, ngành công nghiệp chế biến các sản phẩm rau quả ở nước ta đang phát triển mạnh mẽ. Vì thế, việc đảm bảo chất lượng sản phẩm sau khi chế biến là hết sức quan trọng. Chất lượng sản phẩm thực phẩm không những bao hàm giá trị dinh dưỡng mà còn thể hiện giá trị cảm quan của chúng. Màu sắc là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá giá trị cảm quan rượu vang nói riêng và sản phẩm rau quả nói chung. Hầu hết, sản phẩm rượu vang đều được sản xuất từ nho. Nhưng màu của rượu vang nho thường không bền, dễ thay đổi theo thời gian, nhiệt độ, pH và dưới tác động của một số yếu tố khác. Qua các nghiên cứu đã xác định anthocyanin là hợp chất tạo màu cho rượu vang. Do đó, việc khảo sát “các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu anthocyanin” nhằm xác định các thông số thích hợp trong quá trình chế biến và bảo quản sản phẩm rượu vang nho và các sản phẩm khác chế biến từ nho, duy trì màu sắc và hàm lượng anthocyanin từ nho. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Xác định các thông số thích hợp trong quá trình chế biến, bảo quản các sản phẩm rượu vang nho và các sản phẩm khác chế biến từ nho, duy trì màu sắc và hàm lượng anthocyanin trong sản phẩm. Nội dung nghiên cứu gồm: - Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ xử lý đến độ bền màu anthocyanin. - Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện bảo quản, loại bao bì và thời gian bảo quản đến sự biến đổi màu anthocyanin. SVTH: Nguyễn Phước Sang 1 Chương 2: Lược khảo tài liệu CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về quả nho 2.1.1 Nguồn gốc và đặc tính Tên khoa học: Vitis vinifera L. Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Magnoliopsida Bộ: Vitales Họ: Vitaceae Cây nho (Vitis vinifera) thuộc họ nho (Ampelidaeae) gốc ở các miền ôn đới khô Âu Á (Acmêni - Iran). Cũng có các giống nho khác gốc ở châu Mỹ nhưng chưa trồng với quy mô sản xuất ở Việt Nam. Theo B.Aubert nho là một trong những cây lâu năm có tính thích ứng cao nhất. Các chuyên gia Philippines năm 1975 đã viết "Nghề trồng nho không còn là một độc quyền của các nước ôn đới nữa". Nho là loại quả mọc trên các cây dạng dây leo thân gỗ . Quả nho mọc thành chùm từ 6 đến 300 quả, chúng có màu đen, lam, vàng, lục, đỏ-tía hay trắng. Khi chín, quả nho có thể ăn tươi hoặc được sấy khô để làm nho khô, cũng như được dùng để sản xuất các loại rượu vang, thạch nho, nước quả, dầu hạt nho. Cây nho ưa khí hậu khô và nhiều nắng, độ ẩm không khí thường xuyên thấp. Muốn trồng nho, trước hết phải tìm hiểu kỹ về điều kiện thời tiết khí hậu . Một đặc điểm rất đáng chú ý của nho là cần có một mùa khô đủ dài để tích lũy đường. Nên trồng nho ở những nơi hứng nắng, nhưng được che chắn kỹ, tránh những vùng có gió bão vì gió to có thể làm đổ giàn , dập lá, rụng quả. 2.1.2 Phân bố Nho Có 11 chi, trên 700 loài. Phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và vùng cận nhiệt đới. Ở Việt Nam, đã biết 7 chi, 50 loài. Nho có nhiều giống, chia làm hai loại, loại để ăn và loại để làm rượu; các giống khác nhau về màu sắc, vị và hình dạng quả. Hiện nay, được biết trên 8 nghìn giống. Nho thích hợp với khí hậu ôn đới và nhiệt SVTH: Nguyễn Phước Sang 2 Chương 2: Lược khảo tài liệu đới. Ở vùng nhiệt đới, quả thường nhỏ và chua. Ở Việt Nam, một số tỉnh Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ (Khánh Hoà, Lâm Đồng, Thành phố Hồ Chí Minh, nhất là nơi có khí hậu khô như Ninh Thuận, vv.) đã trồng thích nghi một số giống nho Pháp, nho Mĩ, nho Úc. Các nước có nghề trồng nho và rượu vang nho phát triển là Tây Ban Nha, Italia, Pháp, Achentina, Hoa Kì. Ninh Thuận là quê hương của Nho, một đặc sản nổi tiếng trong nước. Diện tích trồng nho của tỉnh khoảng 2.500 Ha tập trung chủ yếu ở huyện Ninh Phước, Ninh Hải và thị xã Phan Rang – Tháp Chàm, với nhiều loại giống nho mới năng suất chất lượng cao, sản lượng hàng năm ổn định từ 60 - 65 ngàn tấn. Nho trồng nhiều ở vùng Phan Rang – Ninh Thuận vì ở đây có những điều kiện thuận tiện nhất. Phan Rang có lượng mưa thấp nhất nước 750 - 850 mm/năm và không khí tương đối khô. Đất phù sa ven sông Dinh (Phan Rang), sâu, giàu chất dinh dưỡng, luôn thoát nước, là đất nho rất tốt. Nho Ninh Thuận thường được dùng để ăn tươi, làm rượu nho và chế biến các sản phẩm khác. 2.1.3 Thành phần hoá học của quả nho Trong quả nho chín có chứa các loại đường dễ hấp thu như fructose 10,4%, glucose 10,3%... 100g nho chín cung cấp năng lượng tương đương 71calori. Các acid hữu cơ như acid malic, acid tartric và 8 loại acid hữu cơ khác tạo vị chua ngon cho dịch quả. Chất xơ hòa tan pectin có nhiều trong dịch quả. Các acid amin quý như arginin, cystin, leucin, phenylalanin, valin, prolin chứa trong dịch quả và trong hạt có tỷ lệ cao nhất. Trong quả nho đỏ có chứa resveratrol - một chất có tác dụng chống ôxy hóa mạnh, chống lão hóa, chống ung thư; chứa trong vỏ hạt, thịt nho đỏ, hàm lượng cao lại nằm trong vỏ và hạt (hiệu lực chống ôxy hóa của resveratrol mạnh gấp 7 lần vitamin E). Trong nhân hạt nho chứa 6-20% dầu béo, trong đó acid linoleic chiếm tới 55%, là một acid béo có tác dụng làm tăng HDL (cholesterol tốt, có tỷ trọng cao) làm giảm LDL (cholesterol xấu, có tỷ trọng thấp). Do đó làm giảm nguy cơ các bệnh tim mạch như: xơ vữa mạch máu, tăng huyết áp, nhồi máu cơ tim, tai biến mạch máu não. Dầu béo hạt nho còn giúp cho nam giới bất lực phục hồi khả năng sinh dục; ngoài ra nó còn giảm kết vón tiểu cầu làm giảm nguy cơ đột quỵ do tắc mạch vành (tạo cơn đau thắt ngực, nhồi máu cơ tim) hoặc tắc mạch não gây tai biến mạch máu não. Trong vỏ quả nho đỏ còn có chất chát, có tác dụng kháng khuẩn khi ăn vào cơ thể chất này không bị dịch vị phá hủy, nên có thể vào máu tuần hoàn khắp cơ thể để kháng khuẩn ở nơi cần. SVTH: Nguyễn Phước Sang 3 Chương 2: Lược khảo tài liệu Bảng 2.1: Thành phần hóa học của nho Thành phần Đơn vị Giá trị trên 100g Năng lượng Kcal 70 Carbohydrat g 18,1 Đường g 15,48 Chất xơ g 0,9 Protein g 0,72 Chất béo g 0,16 Kali mg 191 Canxi mg 10 Sắt mg 0,36 Magie mg 7 Kẽm mg 0,07 Photpho mg 20 Vitamin C mg 10,8 Vitamin B1 mg 0,069 Vitamin B2 mg 0,07 Vitamin B3 mg 0,188 VItamin B5 mg 0,05 Vitamin B6 mg 0,086 SVTH: Nguyễn Phước Sang 4 Chương 2: Lược khảo tài liệu Hình 2.1: Nho vỏ đỏ (Nguồn: vi.wikipedia.org) 2.1.4 Công dụng của nho và các đồ uống từ nho Nho dùng để điều trị các bệnh liên quan đến rối loạn trao đổi chất, rối loạn gan, thận và phổi cùng các bệnh liên quan đến tim mạch. Nho giúp cải thiện quá trình trao đổi chất, lợi tiểu, chống viêm nhiễm và có tác dụng nhuận tràng.Nho rất tốt với những người bị mệt mỏi hệ thần kinh, những bệnh nhân huyết áp cao, bệnh viêm phế quản và gout. Uống nước ép trái nho tươi hàng ngày trong thời gian dài giúp giảm huyết áp cao rất hiệu quả. Ăn nho giúp cơ thể khoẻ mạnh, giúp nhanh phục hồi đối với những người bị thiếu máu kinh niên, viêm dạ dày và táo bón. Thử nghiệm trên 40 người bị béo phì theo chế độ ăn kiêng, một nửa dùng nước quả 200ml/ ngày, một nửa dùng 200ml rượu vang/ ngày, kết qủa cho thấy cùng chế độ ăn kiêng nhưng người uống rượu vang giảm được trung bình 4,5kg so với người dùng nước quả chỉ giảm 3,8kg. Nhờ chứa hàm lượng flavonoid cao (952mg/l), rượu vang đỏ có chức năng ngăn cản hiện tượng ôxy hoá các chất lipoprotein, dưới tác động dẫn lưu của ethanol trong rượu đã giúp flavonoid dễ hấp thu trong đường ruột và phát huy hoạt tính trong cơ thể. 2.2 Các chất màu tự nhiên Trong sinh học người ta cho rằng bất kỳ chất nào thể hiện màu của nó đối với động hay thực vật đều có thể gọi là chất màu. Ngày nay, có trên 600 loại chất màu đã được nhận diện. Các chất màu tự nhiện thường gặp trong các nguyên liệu thực vật, có thể chia làm ba nhóm chính: SVTH: Nguyễn Phước Sang 5 Chương 2: Lược khảo tài liệu - Chlorophyl là màu xanh lá cây của thực vật hay còn gọi là hạt diệp lục. Chlorophyl phân tán trong chất nguyên sinh gọi là lục lạp. - Carotenoid là nhóm sắc tố hoà tan trong chất béo làm cho quả và rau có màu da cam, vàng đôi khi đỏ. Nhóm này gồm 60-70 sắc tố tự nhiên, tiêu biểu là carotenoid, xanthophyl, capxanthin… Hàm lượng trong lá xanh chiếm khoảng 0,07-0,2% chất khô. - Flavonoid là những dẫn xuất của cromman và commmon, thuộc nhóm phenylpropan vì chúng có chứa khung cacbon từ C6 – C3. Các chất màu flavonoid có trong các không bào, có màu đỏ, xanh ,vàng. Tỉ lệ các flavonoid trong các loại rau quả khác nhau, do đó làm cho chúng có màu sắc khác nhau. 2.3 Tổng quan về anthocyanin 2.3.1 Giới thiệu về anthocyanin Anthocyanin là những glucosid 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 . 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 monoglycosid, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycosid. R1 OH B + OH O 3 7 A 5 3 R2 OH OH Hình 2.2: Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin Các aglucon của anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí R1 và R2, thường là -H, -OH hoặc -OCH3 . Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực. SVTH: Nguyễn Phước Sang 6 Chương 2: Lược khảo tài liệu Anthocyanin có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụ cực đại tại bước sóng 510540 nm. Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắc của các anthocyanin. Chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch, nồng độ anthocyanin: thường pH thuộc vùng acid mạnh có độ hấp thụ lớn, nồng độ anthocyanin càng lớn độ hấp thụ càng mạnh. 2.3.2 Nguồn gốc anthocyanin Anthocyanin thường có trong các loại rau quả màu đỏ, tím và xanh đậm như bắp cải tím, dâu tây, nho, quả việt quất, táo đỏ,… Bảng 2.2 : Một số loại anthocyanin phổ biến Cây Bắp cải tím Cúc tây Hoa hồng Quả anh đào Quả mận Quả việt quất Quả nho Hoa mẫu đơn Hoa anh thảo Anthocyanin Rubroraxinin Pelargonin Xianin Ceraxianin Prunixianin Idain Delfin Enin Peonin Hirxutin 2.3.3 Vai trò của anthocyanin Đối với con người Anthocyanin có tác dụng chống oxy hóa rất mạnh, có thể cắt được cơn đau tim và ngăn cản sự tạo thành các cục máu đông trong lòng mạch máu, là nguyên nhân dẫn tới tắc mạch gây tai biến mạch máu não và những cơn nhồi máu cơ tim đột ngột. Anthocyanin có thể làm chậm sự phát triển của tế bào ung thư ruột kết trong các thử nghiệm tại phòng thí nghiệm hoặc trên động vật. Đối với thực phẩm Anthocyanin được xem như là chất màu bổ sung vào thực phẩm với mục đích khôi phục lại màu sắc đã bị mất trong quá trình bảo quản. Anthocyanin còn điều chỉnh màu sắc của sản phẩm khi màu sắc tự nhiên không đủ để thể hiện màu sắc cho sản phẩm. Ngoài ra, chất màu này còn làm đồng nhất màu thực phẩm, làm cho sản phẩm có màu sắc hấp dẫn đối với người tiêu dùng. SVTH: Nguyễn Phước Sang 7 Chương 2: Lược khảo tài liệu Anthocyanin được sử dụng để tạo màu cho các sản phẩm trong công nghiệp bánh kẹo, sản xuất kem, sản xuất các đồ uống nhẹ cũng như các đồ uống có cồn như rượu vodka, rượu vang… 2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu anthocyanin Màu sắc của anthocyanin luôn thay đổi phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, ánh sáng, các chất màu có mặt và nhiều yếu tố khác, tuy nhiên màu sắc của anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH môi trường. Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự ổn định màu anthocyanin trong quá trình chế biến. Theo nghiên cứu ở nhiệt độ 600C, chất màu bắt đầu phân hủy. Nhiệt độ càng cao thì chất màu bị phá hủy càng mạnh. Do đó, khi sấy sản phẩm với anthocyanin ở nhiệt độ đầu ra lớn hơn 1000C, chất màu bị phá huỷ mạnh. Nếu trong môi trường có thêm O2 thì sự phân huỷ anthocyanin diễn ra càng nhanh. Ảnh hưởng của pH Những chất màu tan trong nước, đặc biệt là sự biến đổi màu anthocyanin, có liên quan đến sự thay đổi pH. Anthocyanin hầu như không ổn định ở pH thấp và bị phá huỷ ở pH cao hơn dưới sự hiện diện của O2. Ở pH = 0,72 dung dịch có màu đỏ. Trong khi đó ở pH = 4,02 hoặc cao hơn thì hầu như mất màu. Màu sắc đỏ sẽ phục hồi trở lại trong môi trường acid hoá. Màu đỏ đậm của flavilium tồn tại ở pH = 3. Ở pH cao hơn thì bị hydrate hoá thành dạng giả base không màu. Anhydrobase là chất quan trọng được hình thành ở pH = 6 và cho màu tím. Ảnh hưởng của ánh sáng Các sản phẩm màu anthocyanin không ổn định trước ánh sáng. Sản phẩm có 2 nối diglycoside được acyl hoá, metyl hoá tạo thành những anthocyanin ổn định nhất đối với ánh sáng. 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly - Thực chất quá trình trích ly là khuếch tán, vì vậy chênh lệch nồng độ giữa hai pha là động lực của quá trình. Khi chênh lệch nồng độ lớn, lượng chất trích ly tăng, thời gian trích ly giảm, được thực hiện bằng cách tăng tỉ lệ dung môi so với nguyên liệu. - Với các nguyên liệu rắn cần tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng và dung môi bằng cách nghiền nhỏ, thái nhỏ nguyên liệu. Ngoài ra, việc nghiền nhỏ còn làm phá vỡ SVTH: Nguyễn Phước Sang 8 Chương 2: Lược khảo tài liệu cấu trúc tế bào, thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để giữa dung môi và nguyên liệu. Tuy nhiên kích thước và hình dạng vật liệu khi làm nhỏ cũng có giới hạn vì nếu chúng quá mịn sẽ bị lắng đọng làm tắc các ống mao dẫn hoặc bị dòng dung môi cuốn vào mixen làm cho dung dịch có nhiều cặn, phức tạp cho quá trình xử lí tiếp theo. - Tính chất của vật liệu cũng làm ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly. - Nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, phân tử chất hòa tan chuyển động dễ dàng khi khuyếch tán giữa các phân tử dung môi. Tuy nhiên, việc tăng nhiệt độ cũng có giới hạn vì khi nhiệt độ quá cao có thể xảy ra các phản ứng khác không càn thiết gây khó khăn cho quá trình công nghệ. - Thời gian trích ly: khi thời gian trích ly tăng lượng chất khuếch tán tăng nhưng khi đã đạt được hiệu suất trích ly cao nhất nếu kéo dài thời gian sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế. 2.5 Dung môi trích ly anthocyanin Ngày nay, có nhiều dung môi cũng như hệ dung môi hữu cơ có thể trích ly anthocyanin từ nguồn nguyên liệu thực vật như dung dịch axit formic, acetic; methanol, ethanol có chứa HCl; nước sulfure.  Acetone - Công thức C3H6O - Khối lượng phân tử: 58 Hình 2.3: Cấu tạo phân tử acetone - Acetone là chất lỏng không màu, linh động, dễ bay hơi và dễ bốc cháy, đại diện cơ bản nhất cho nhóm ketones. Acetone có thể trộn lẫn với nước, ethanol, ether,… được tìm thấy trong tự nhiên và một lượng nhỏ trong cơ thể con người. - Trong phòng thí nghiệm, acetone được sử dụng như một dung môi phân cực trong nhiều phản ứng hữu cơ khác nhau. Acetone có thể loại bỏ những chất hữu cơ SVTH: Nguyễn Phước Sang 9 Chương 2: Lược khảo tài liệu không tinh khiết từ các hợp chất, có khả năng hoà tan chất béo và nhiều hộ chất khác nhau. Vì thế, nó là một dung môi rất quan trọng. - Ngoài ra, acetone còn được dùng để sản xuất plastic, thuốc, và một số hoá chất khác.  Methanol - Công thức: CH4O - Khối lượng phân tử: 32 Hình 2.4: Cấu tạo phân tử methanol - Methanol là một rượu đơn giản nhất của nhóm alcohol, nhẹ, dễ bay hơi, không màu, dễ cháy và rất độc. Ở nhiệt độ phòng nó là một chất lỏng phân cực. - Methanol có nhiều công dụng như là chất chống đông, dung môi, nhiên liệu, và chất làm biến tính ethyl alcohol. Nó còn được sử dụng cho sản xuất biodiesel. - Methanol còn được sử dụng làm dung môi trong phòng thí nghiệm. Đặc biệt, nó rất hữu dụng cho các phương pháp HPLC và UV/VIS. - Methanol là một dung môi rất độc, vì vậy cần phải cẩn thẩn khi sử dụng.  Ethanol - Ethanol là một chất lỏng, không màu, mùi thơm dễ chịu, vị cay, nhẹ hơn nước (khối lượng riêng 0,7936 g/ml ở 150C), sôi ở nhiệt độ 78,39 độ C, hóa rắn ở 114,15 độ C, tan trong nước vô hạn. Sở dĩ ethanhol tan trong nước vô hạn và có nhiệt độ sôi cao hơn nhiều so với este hay aldehyde có khối lượng phân tử xấp xỉ là do sự tạo thành liên kết hydro giữa các phân tử rượu với nhau và với nước. SVTH: Nguyễn Phước Sang 10 Chương 2: Lược khảo tài liệu Hình 2.5: Cấu tạo phân tử ethanol - Ethanol dễ dàng hòa tan trong nước theo mọi tỷ lệ với sự giảm nhẹ tổng thể về thể tích khi hai chất này được trộn lẫn nhau. Ethanol tinh chất và ethanol 95% là các dung môi tốt, chỉ ít phổ biến hơn so với nước một chút và được sử dụng trong các loại nước hoa, sơn và cồn thuốc. Các tỷ lệ khác của ethanol với nước hay các dung môi khác cũng có thể dùng làm dung môi.  Acid citric Ở nhiệt độ phòng, acid citric là chất bột kết tinh màu trắng. Nó có thể tồn tại dưới dạng khan (không chứa nước) hay dưới dạng ngậm một phân tử nước (monohydrat). Dạng khan kết tinh từ nước nóng, trong khi dạng monohydrat hình thành khi acid citric kết tinh từ nước lạnh. Dạng monohydrat có thể chuyển hóa thành dạng khan khi nung nóng tới trên 74 °C. Acid citric cũng hòa tan trong etanol khan tuyệt đối (76 phần acid citric trên mỗi 100 phần ethanol) ở 15 °C. Hình 2.6: Cấu trúc phân tử acid citric 2.6 Các loại bao bì bảo quản anthocyanin  Bao bì HDPE (High Density Polyethylene) HDPE có thể được trùng hợp từ ethylene CH2=CH2 ở áp suất khí quyển với nhiệt độ 700C; hoặc ở áp suất 2750 – 3450 kN/m2 ở nhiệt độ 100 – 1750C. SVTH: Nguyễn Phước Sang 11 Chương 2: Lược khảo tài liệu Cấu trúc: HDPE có thể cấu tạo bởi đa số các chuỗi polyethylene thẳng được xếp song song, mạch thẳng của monomer có nhánh rất ngắn và số nhánh không nhiều. Tính chất: HDPE có tính cứng cao, độ bóng bề mặt không cao, có mức độ mờ đục cao hơn LDPE, có thể tạo thành màng đục do có phụ gia TiO2. - Khả năng bền nhiệt cao hơn LDPE (low density polyethylene), nhiệt độ hoá mềm dẻo là tnc = 1210C, nên có thể làm bao bì thực phẩm áp dụng chế độ thanh trùng; hoặc làm bao bì thực phẩm đông lạnh như thuỷ sản vì tmin = -460C, thàn = 140 – 1800C - Ngoài tính chất cứng cao, HDPE có độ bền cơ học cao, sức bền kéo cao, sức bền va chạm cao hơn LDPE và LLDPE (linear low density polyethylene), nhưng vẫn bị kéo giãn, gây phá vỡ cấu trúc của polyethylene dưới tác dụng của lực hoặc trọng tải cao. - Tính chống thấm nước, hơi nước tốt. - Tính chống thấm chất béo cao hơn LDPE và LLDPE. - Tính chống thấm khí, hương cao hơn LDPE và LLDPE. - Khả năng in ấn tốt hơn so với LDPE và tương đương LLDPE Công dụng của HDPE: - HDPE có độ cứng cao, tính chống thấm khí, hơi khá tốt, tính bền cơ học cao nên được dùng làm vật chứa các thùng (can) có thể tích từ 1-20 lít với độ dày khác nhau để đảm bảo độ cứng của bao bì theo khối lượng chứa đựng. - Túi sách để chứa các loại vật, vật phẩm, lớp bao bọc ngoài để bao gói thực phẩm chống oxy hoá. - HDPE được dùng làm lớp bao bọc cách điện cho các loại dây cáp dưới nước và rada.  Thuỷ tinh Đặc tính: - Tính cứng: thuỷ tinh là chất rắn trong suốt tương đối cứng, khó mài mòn và gần như trơ về mặt hoá học ở điều kiện thường, dễ bị gãy vỡ dưới tác động của lực, nhiệt. Thuỷ tinh không có thành phần cố định và không có cấu trúc không gian đều đặn, nó là chất vô định hình. SVTH: Nguyễn Phước Sang 12 Chương 2: Lược khảo tài liệu - Tính truyền sáng: cũng nhờ có cấu tạo đặc biệt này mà thuỷ tinh trở nên trong suốt, nhuyên nhân là do các phân tử thuỷ tinh sắp xếp ngẫu nhiên và rời rạc làm cho ánh sánh có thể lọt qua dễ dàng. Độ truyền sáng của thuỷ tinh trong vùng bức xạ tử ngoại và hồng ngoại thay đổi thuỳ theo việc lựa chọn tạp chất. - Màu sắc: Thuỷ tinh loại thường có màu xanh lục gây nên bởi màu của sắt (II) silicat. Các kim loại và ôxít kim loại được bổ sung thêm vào thuỷ tinh trong quá trình sản xuất để thay đổi màu sắc của thuỷ tinh:  Selen có thể sử dụng với một lượng nhỏ để làm bay màu của kính, hay trong một lượng lớn hơn để cho thuỷ tinh có màu hơi đỏ.  Mangan có thể thêm vào với một lượng nhỏ để loại bỏ màu xanh lá cây tạo ra bởi sắt hay trong một lượng lớn hơn để cho thuỷ tinh màu tím amêtít.  Ôxít đồng với 2-3%, sinh ra màu xanh lam. Đồng kim loại nguyên chất sẽ sinh ra thuỷ tinh mờ có màu đỏ thẫm.  Niken, tuỳ vào hàm lượng mà sinh ra thuỷ tinh có màu xanh da trời hay màu tím hoặc thậm chí là màu đen.  Sự bổ sung titan sinh ra thuỷ tinh màu nâu vàng - Khả năng hấp thụ tia tử ngoại và hồng ngoại:  Thuỷ tinh thông thường không cho ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 400nm, hay tia cực tím đi qua. Có điều này vì sự bổ sung của các hợp chất như tro sôđa (cacbonat natri). Thuỷ tinh thuần SiO2 (còn gọi là thuỷ tinh thạch anh không hấp thụ tia UV và nó được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ trong suốt trong khoảng bước sóng này, mặc dù nó đắt hơn thuỷ tinh thường. Có thể pha thêm xêri vào thuỷ tinh để tăng việc hấp thụ tia cực tím (các bức xạ ion nguy hiểm về mặt sinh học).  Thuỷ tinh có thể sản xuất đến mức độ tinh khiết mà hàng trăm kilômét thuỷ tinh vẫn là trong suốt ở bước sóng hồng ngoại trong các sợi cáp quang. Một lượng lớn sắt được sử dụng trong thuỷ tinh có khả năng hấp thụ nhiệt, chẳng hạn như các tấm lọc hấp thụ nhiệt cho các máy chiếu phim. - Chiết suất: chiết suất của thuỷ tinh có thể thay đổi khi có các thành phần khác thêm vào. Thuỷ tinh có chứa chì, chẳng hạn như chì tinh thể hay thuỷ tinh đá lửa là rực rỡ hơn vì nó làm tăng chiết suất và sinh ra sự lấp lánh có thể nhận thấy rõ SVTH: Nguyễn Phước Sang 13