Các hợp chất màu và mùi của rau trái

Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Phần 1: CÁC CHẤT MÀU TRONG RAU QUẢ
I. Sơ lược về các chất màu trong rau quả
I.1 Giới thiệu chung
Chất lượng của sản phấm thực phẩm không những bao hàm giá trị dinh dưỡng mà còn bao
hàm cả giá trị cảm quan. Màu sắc của các sản phẩm thực phẩm là một chỉ số quan trọng của giá
trị cảm quan.
Hình 1: Sự phân bố các sắc tố trong tế bào
Chú thích:
1: Chlorophyl
2: Carotenoid
3: Anthocyanin
Màu của rau quả phụ thuộc vào các hợp chất chứa màu. Các chất màu đó có thể chia ra bốn
nhóm chính là
 Chlorophylls: diệp lục hay chất màu xanh lá.
 Carotenoids: có trong lục lạp, cho quả và rau màu vàng, cam và màu đỏ
 Flavonoids: có trong không bào, có màu đỏ , xanh, vàng.
 Betalains: có trong không bào, tạo sắc tố vàng và đỏ.
Nhiệm vụ chính của những sắc tố này là lôi cuốn côn trùng và động vật mang hạt giống từ
nơi này đến nơi khác. Đối với con người, màu sắc trái cây là tiêu chuẩn đầu tiên để đánh giá chất
lượng trái cây. Vì thế, hiểu biết về các tính chất hóa sinh và sinh lý của các quá trình sinh tổng
hợp và dị hóa của các sắc tố là nền tảng để ta hiểu về cơ chế tạo màu của các sắc tố trong rau trái.
Hơn nữa, hiểu biết về thành phần các sắc tố cũng giúp ta đánh giá hiệu quả của các quá trình xử
lý sau thu hoạch trong việc giữ được màu sắc, chất lượng và kéo dài thời gian thời gian bảo quản
rau trái và các sản phẩm từ rau trái. Ví dụ như trong trường hợp dú chín quả olive thì màu sắc
Trang 1
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
của vỏ quả là do anthocyanins nhưng màu của quả olive lại do chlorophylls và carotenoids quyết
định. Tóm lại, phân tích các thành phần sắc tố của rau trái giúp chúng ta tối ưu hóa các quá trình
xử lý sau thu hoạch trong suốt quá trình thu hoạch, bảo quản và vận chuyển.
Bảng 1: Các sắc tố tạo màu chiếm ưu thế trong rau trái

CÁC SẮC TỐ CHÍNH TRONG RAU TRÁI
MÀU SẮC TỐ RAU TRÁI
ĐỎ
Anthocyanins
Dâu, Raspberry, Cherry, Cranberry, Lựu, Táo, Nho
đỏ
Lycopene Cà chua, Bưởi đỏ, Dưa hấu
Betacyanins Củ cải đường
CAM
Beta-carotene Cà rốt, Xoài, Mơ, Cantelope, Bí đỏ, Khoai lang
Beta-
cryptoxanthin
Cam, Quýt
XANH/TÍM Anthocyanins Blueberry, Mận, Cà, Nho xanh
VÀNG
Lutein, Zeaxantin Bắp, Bơ
Curcumin Cà ri
XANH LÁ CÂY Chlorophyll
Bông cải xanh, Cải xoăn, Rau bina, Cải bắp, Măng
tây, Trà xanh
ĐEN
Thearubigens Trà đen
Anthocyanins Blackberry
Bảng 2: Tính chất của các hợp chất màu tự nhiên
Hợp chất tạo màu Số hợp chất
hiện có
Màu Các tác nhân nhạy cảm
Chlorophyll
Carotenoids
Anthocyanins

Flavonoids
<50
>300
<150
>600
Xanh lá
Vàng , cam , đỏ
Đỏ, xanh
Vàng
Nhiệt, acid, kiềm, ion kim loại
Ánh sáng. Oxy, acid, nhiệt
pH, nhiệt, ánh sáng, cation kim
loại
Oxy, acid mạnh, nhiệt
I.2 Sự phát sinh các hợp chất màu
Trang 2
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Màu của một vật là do sự phản xạ đến mắt của ánh sáng trắng khi mất đi một số bức xạ do
vật hấp thụ.
Bảng 3: Dãy bước sóng hấp thụ của các chất màu
Bước sóng
(nm)
400 – 460 460 – 490 490 – 575 575 – 590 590 – 630 630 - 780
Màu Tím Xanh Lục Vàng Cam Đỏ
Một chất có màu có nghĩa là chất đó có khả năng hấp thụ bức xạ. Sự hấp thụ bức xạ của một
số chất phụ thuộc vào cấu tạo của chất đó. Đặc biệt là các nhóm chức, vì mỗi nhóm chức có khả
năng hấp thụ một loại bức xạ nhất định (đây là cơ sở của phương pháp phân tích quang phổ).
Khả năng hấp thụ của một nhóm chức lại phụ thuộc vào cấu tạo của nhóm chức đó: các dạng liên
kết, dạng đồng phân, và các loại nguyên tố hóa học (chính xác là phụ thuộc vào cấu hình
electron, các trạng thái kích thích…).

Ví dụ: Carotene có màu vàng hay đỏ là do chúng hấp thụ cực đại ở bước sóng 497nm (ứng
với màu lục) nên màu bổ túc ( tổng hợp màu của các bức xạ phản xạ lại) hay là màu quan sát
được là vàng đỏ
Hình 2: Quang phổ hấp thụ của các hợp chất màu
II. Các hợp chất màu và những biến đổi trong bảo quản và chế biến rau quả
Trang 3
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Bảng 4: Phân nhóm và cấu trúc các hợp chất màu trong rau quả
Nhóm màu Loại cấu trúc Màu
Chlorophylls
Hydroxychlorophylls
Pyrochlorophylls
Chlorophyllides
Pyrorochlorophyllides
Pheophytins
Pyropheophytins
Hydroxypheophytins
Pheophorbides
Pyropheophorbides
Carotenoids
Lycopene
β-Carotene
α-Carotene
β -Cryptoxanthin
α-Cryptoxanthin
Zeaxanthin
Lutein
Violaxanthin
Capsanthin
Flavonoids

Cyanidins glycosides
Delphinidins glycosides
Malvidins glycosides
Pelargonidins glycosides
Peonidins glycosides
Petunidins glycosides
Betalains
Porphyrins
Porphyrins
Porphyrins
Porphyrins
Porphyrins
Porphyrins
Porphyrins
Porphyrins
Porphyrins
Carotene – acyclic
Carotene – acyclic
Carotene – acyclic
Xanthophyll – bicyclic
Xanthophyll – bicyclic
Xanthophyll – bicyclic
Xanthophyll – bicyclic
Xanthophyll – bicyclic
Xanthophyll – bicyclic
Flavones
Flavonols
Anthocyanidins
Anthocyanidins
Anthocyanidins

Anthocyanidins
Anthocyanidins
Anthocyanidins
Betacyanins
Betaxanthins
Xanh lục
Xanh lục
Xanh lục
Xanh lục
Nâu Olive
Nâu Olive
Nâu Olive
Nâu Olive
Nâu Olive
Đỏ
Cam
Vàng
Cam
Vàng - cam
Vàng - cam
Vàng
Vàng
Đỏ
Vàng
Cam – đỏ
Xanh – đỏ
Xanh – đỏ
Cam
Cam – đỏ
Xanh – đỏ

Đỏ
Vàng
II.1 Chlorophylls
Trang 4
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Bông cải Bưởi Xoài
Hình 3: Một số loại rau trái có chứa chlorophylls
Hình 4: Cấu trúc Chlorophylls dưới kính hiển vi
Chlorophyll (diệp lục tố) là một sắc tố màu lục ở thực vật, tồn tại khắp nơi trong các bộ phận
ăn được của rau quả: rễ, thân , lá, hoa , quả, hạt và ít hơn ở chồi. Chlorophyll tập trung nhiều ở lá
và ít hơn ở quả và hoa. Chlorophyll tồn tại trong lục lạp, xúc tác cho phản ứng quang hóa sinh
học tổng hợp glucose từ CO
2
và H
2
O
Trang 5
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Ở thực vật, Chlorophyll thường có khả năng che khuất các màu khác khiến cho lá cây có màu
xanh đặc trưng. Chỉ có vài trường hợp đặc biệt, Chlorophyll mới bị che bởi màu khác. Nhưng
trong quá trình quả chín hoặc lá già thì màu xanh chlorophyll bị mất đi, thay thế bằng màu của
chất khác.
II.1.1 Cấu tạo
Chlorophyll là một hợp chất của porphyrin gồm 4 vòng pyrol. Các vòng này liên kết phối trí
với ion Mg
2+
. Vòng thứ 5 : isocryclic xếp gần vòng pyrol thứ 3. Tại pyrol thứ 4, acid propionic
liên kết với vòng pyrol và liên kết ester với phân tử rượu phytol. Cấu tạo này tương tự như cấu
tạo nhóm hemichromes (hemoglobin và mioglobin) của hồng cầu nhưng khác nhau ở nguyên tử
kim loại trung tâm: của hemichromes là Fe. Do đó dẫn đến sự khác nhau về màu sắc thể hiện:

chlorophyll màu xanh, hemichromes màu đỏ. Như vậy, nguyên tử kim lọai trung tâm có vai trò
nhất định trong việc tạo màu của hợp chất.
Hình 5: Cấu trúc chlorophyll
Trong các loại cây thì tỉ lệ giữa chlorophyll a và chlorophyll b biến đổi trong khoảng từ 1
đến 3, tùy thuộc vào nhiều yếu tố: loại cây và môi trường. Những cây tiếp xúc nhiều với ánh
nắng mặt trời thì có xu hướng là có tỷ số chlorophyll a / chlorophyll b cao hơn những cây ít tiếp
xúc với ánh nắng mặt trời.
Trang 6
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Trong thành phần xanh của cây, chlorophyll có trong tổ chức đặc biệt, phân tán trong
nguyên sinh chất gọi là lục lạp hoặc hạt diệp lục. Hạt diệp lục có cấu trúc 2 màng thylakoid, trên
2 màng này là chlorophyll liên kết với protein. Tính chất lưỡng tính của chlorophyll cho phép
chuỗi phytol cố định lên màng thylakoid, còn vòng porphyrin thì liên kết với protein (theo
Heaton và Marangoni 1996, Salisbury và Ross 1985), tạo nên cấu trúc gọi là hệ thống quang hóa.
Trong cây, luôn có 2 hệ thống quang hóa là PSI và PSII.
Hình 6: Quang phổ hấp thụ của chlorophyll a và b
II.1.2 Tính chất
a. Dưới tác dụng của nhiệt độ và acid của dịch bào, màu xanh bị mất đi là do protein bị
đông tụ làm cho liên kết giữa chlorophyll và protein bị đứt,do đó chlorophyll dễ dàng tham gia
phản ứng:
Chlorophyll + 2HX  Pheophytin + MgX
2
(màu chlorophyll) (màu pheophytin)
Kết quả là tạo ra pheophytin có màu xanh olive.
b. Khi cho tác dụng với các kiềm nhẹ như carbonate kiềm, kiểm thổ thì chúng sẽ trung hòa
acid và muối acid của dịch tế bào và tạo nên môi trường kiềm làm cho chlorophyll bị xà phòng
hóa thành rượu phytol, methanol và acid chlorophyllinic.
Trang 7
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Chlorophyll a + kiềm  (C

32
H
30
ON
4
Mg) (COONa)
2
+ CH
3
OH + rượu phytol
Chlorophyll b + kiềm  (C
32
H
28
ON
4
Mg) (COONa)
2
+ CH
3
OH + rượu phytol
Các acid (C
32
H
30
ON
4
Mg) (COONa)
2
và (C

32
H
28
ON
4
Mg) (COONa)
2
thu được do xà phòng hóa
chlorophyll a và chlorophyll b gọi là chlorophyllin hoặc chlorophyllite. Các acid cũng như muối
của chúng đều cho sản phẩm màu xanh đậm.
Trong một số cây còn có enzyme chlorophyllase cũng có thể thủy phân được các liên kết
ester để giải phóng phytol và methanol. Enzyme này thường được định vị trong các sắc lạp, khá
bền với nhiệt và chỉ được hoạt hóa trong thời gian chín.
c. Chlorophyll cũng có thể bị oxy hóa do:
- Oxy và ánh sáng (quang oxy hóa).
- Tiếp xúc với các lipid bị oxy hóa.
- Tác dụng của enzyme lipoxydase.
Các quá trình oxy hóa này có thể xảy ra trong rau khi bảo quản ở độ ẩm tương đối dưới 30%,
còn khi độ ẩm của không khí cao hơn thì chlorophyll lại bị biến đổi thành pheophytin. Một số
hợp chất bay hơi có thể làm tăng (ethylene) hay làm chậm (CO
2
) sự biến đổi của chlorophyll.
d. Dưới tác dụng của Fe, Sn, Al, Cu thì Mg trong chlorophyll sẽ bị thay thế và sẽ cho các
màu sau:
- Fe: cho màu nâu
- Sn và Al: cho màu xám
- Cu: cho màu xanh sáng
Rau muống xanh Rau muống xào có đồng
Trong sản xuất thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất đồ hộp rau, người ta thường dùng các
biện pháp sau đây để bảo vệ màu xanh của diệp lục:

- Gia nhiệt nhanh trong một lượng nước sôi lớn (3-4 l/g) để làm giảm hàm lượng acid.
Acid lúc này sẽ bị bay đi cùng với nước.
- Gia nhiệt rau xanh trong nước cứng, carbonate kiềm thổ sẽ trung hòa 1 phần acid của
dịch bào.
Trong thực tế, để bảo vệ màu xanh của đậu đóng hộp, người ta cho vào hộp một ít dinatri
glutamate, hoặc để nhuộm màu xanh cho đậu vàng, người ta dùng chlorophyll (chlorophyll +
kiềm). Chlorophyll dễ bị hấp thụ trên bề mặt của hạt đậu và giữ được bền màu trên bề mặt đó
làm cho màu hạt rất đẹp.
Trang 8
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Trang 9
Chlorophyll breakdown
(không màu)
Pyropheophytin
(nâu olive)
Hydroxypheophytin
(nâu olive)
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Hình 7: Sự biến đổi của Chlorophyll
II.1.3 Biến đổi của chlorophyll trong bảo quản và chế biến rau quả
II.1.3.1 Trong bảo quản
Rau quả giảm hay mất màu xanh là dấu hiệu của sự lão hóa sau khi thu hoạch. Đối với những
lá già, màu có thể chuyển từ xanh sang vàng đỏ hay nâu tùy thuộc vào sự biến đổi của
Chlorophyll thành những sản phẩm không màu. Sự lão hóa đưa tới những biến đổi xấu, dẫn đến
việc làm chết các tế bào, các mô,… Các yếu tố của môi trường có thể thúc đẩy hay kìm hãm quá
trình này.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi của Chlorophyll trong quá trình bảo quản
 Loài thực vật:
Sự biến đổi chlorophyll rất khác nhau tùy theo loài, chẳng hạn:
− Phần lớn chlorophyll ở rau quả bị phá hủy trong quá trình bảo quản. Tuy nhiên, một

số loài thực vật trong điều kiện tồn trữ nhất định có khả năng tổng hợp chlorophyll sau đó mới
giảm dần (theo Zhuang,1994).
− Sự giảm hàm lượng chlorophyll ở cải xoong nhanh hơn ở ngò tây.
− Quả có đỉnh hô hấp thì sự phá hủy chlorophyll trong quá trình chín diễn ra nhanh hơn
quả không có đỉnh hô hấp…
 Enzyme:
− Trong quá trình chín, các enzyme chlorophyllase, Mg-dechetase được hoạt hóa và
thực hiện các phản ứng làm biến đổi màu sắc của chlorophyll.
− Ngoài ra sự mất màu của chlorophyll còn diễn ra song song với quá trình oxy hóa,
được xúc tác bởi các enzyme lipoxygenase, peroydase, oxygenase.
− Quá trình oxy hóa lipid bắt đầu bằng sự tích tụ các acid béo ở màng tế bào trong suốt
quá trình chín. Các acid béo tự do có thể bị oxi hóa bởi lipoxygenase tạo thành hydroperoxide,
sau đó hydroperoxide tiếp tục phản ứng với các thành phần khác, đặc biệt là oxy hóa chlorophyll
thành các hợp chất không màu. Theo nghiên cứu của Yamauchi 1980, thực vật có cơ chế bảo vệ
chống oxy hóa cao giữ diệp lục tốt hơn thực vật có cơ chế chống oxy hóa thấp.
Trang 10
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
 Ethylene:
− Ethylene có khả năng thúc đẩy nhanh quá trình chín, do đó nó cũng đẩy nhanh tốc độ
mất màu Chlorophyll ở rau quả.
Xoài xanh Xoài chín
Khi chín, màu của chlorophyll sẽ mất đi và màu vàng của β - caroten sẽ xuất hiện.
− Lers et al (1998), chứng minh được ethylene đẩy nhanh sự mất màu chlorophyll ở rau
cần trong tối 8 ngày ở 25
0
C.
 Nồng độ CO
2:
− Nồng độ CO
2

cao có thể cản trở việc giảm hàm lượng chlorophyll, đồng thời nếu
nồng độ CO
2
cao còn có khả năng ức chế tác dụng của ethylene.
− Người ta dùng phương pháp khí quyển điều chỉnh (Controlled Atmosphere- CA) để
bảo quản rau quản rau quả sau thu hoạch để hạn chế sự đổi màu của chlorophyll.
− Paradis (1996) đã chứng tỏ lượng chlorophyll vẫn duy trì trong cải bông sau 6 tuần
bảo quản với 2%O
2
+ 6% CO
2
ở 4
O
C. Ngược lại, 60% chlorophyll bị mất sau 4 tuần bảo quản
trong điều kiện không khí bình thường.

 Bảo quản lạnh
− Làm lạnh là một trong những phương pháp hiệu quả để duy trì chất lượng rau quả
trong thời gian bảo quản dài. Hầu hết rau quả đều được chần trước khi làm lạnh. Tuy nhiên một
vài loại rau quả có thể làm lạnh thô như tỏi tây và cà rốt. Chất lượng rau quả làm lạnh đưa đến
tay người tiêu dùng có thể không tốt hơn chất lượng của nó vào thời gian làm lạnh.
− Nhiệt độ, thời gian bảo quản và sự thay đổi nhiệt độ trong kho là những nhân tố thiết
yếu ảnh hưởng đến chất lượng của rau quả lạnh đông. Thời gian bảo quản của hầu hết các loại
rau quả tăng khi nhiệt độ bảo quản hạ thấp từ -25÷40
o
C.
− Đậu Hà Lan, đậu xanh, cải Brussels và rau bina là một trong những loại rau quả lạnh
đông được ưa chuộng nhất. Trong quá trình bảo quản kéo dài của rau quả lạnh đông, màu sắc
thay đổi là do chlorophyll chuyển hóa thành pheophytin. Hàm lượng chlorophyll giảm và hàm
lượng chlorophyllide, pheophytin và pheophorbide tăng. Nguyên nhân là do họạt động của các

enzyme chlorophyllase , peroxydase.
Trang 11
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Bông cải tươi Bông cải lạnh đông
− Do đó với rau quả lạnh đông người ta thường chần trước nhằm vô hoạt những enzyme
làm mất màu và mất hương vị. Sự nhạt màu phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản, loại rau quả,
những bước chuẩn bị trước khi chần và thời gian làm lạnh.( Dietrich 1959).
Ví dụ: Ở đậu Hà Lan được chần, 10% hàm lượng chlorophyll đầu tiên mất đi trong 1,6– 2,5
tháng khi được trữ ở -7
o
C thì; còn trữ ở -18
o
C thì mất đi trong 30-43 tháng.
− Việc mất dần chlorophyll của đậu xanh sẽ xảy ra khi đậu xanh được bảo quản ở -9
o
C
trong 20 tháng mà không được đem chần trước do Buckle và Edward theo dõi (1970) được thể
hiện ở giản đồ sau:
Hình 8: Sự biến đổi của chlorophyll ở đậu xanh không chần trước khi trữ
lạnh ở -9
o
C
II.1.3.1 Trong ch ế biến
II.1.3.1.1 Biến đổi trong rau quả fresh-cut
Trang 12
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Sản phẩm fresh-cut là sản phẩm thu được từ rau quả sau thu hoạch qua quá trình chế biến tối
thiểu, có tính chất gần giống như tự nhiên. Khi bị cắt gọt các tế bào rau quả bị phá vỡ lớp màng
bảo vệ tạo điều kiện cho các thành phần trong rau quả như các chất màu, các chất gây oxy hóa …
tiếp xúc với các tác nhân oxy (không khí), ánh sáng, vi sinh vật Sự tiếp xúc này làm biến đổi

các hợp chất trong rau quả dẫn đến sự thay đổi chất lượng sản phẩm, trong đó sự thay đổi về các
giá trị cảm quan như màu sắc, trạng thái… là quan trọng nhất.
Chlorophyll rất nhạy cảm với ánh sáng. Dưới tác dụng của ánh sáng, Chlorophyll bị phân
hủy tạo hợp chất đơn giản hơn không màu (Chlorophyll breakdown).
Sự mất màu do ánh sáng không xảy ra trong tế bào sống vì Chlorophyll được bảo vệ bởi
carotenoid trên màng lục lạp. Còn trong chế biến sự cắt gọt làm cho ánh sáng và oxy tác dụng
trực tiếp gây ra phản ứng quang oxy hóa phá hủy Chlorophyll.
Chlorophyll Chlorophyll breakdown
(xanh lá) (không màu)
Ví dụ: dưa chuột bị mất màu trong điều kiện có ánh sáng, nhiệt độ 1-5
o
C do sự oxy hóa bởi
tác nhân oxy nguyên tử và superoxyde. (theo Van hasselt và Strikwerda, 1976).
Chlorophyll còn bị mất màu bởi tác nhân oxy hóa là gốc tự do. Trong tế bào, chlorophyll
thường liên kết với chất béo. Do tác động của ánh sáng và enzyme lipoxygenase, chất béo bị oxy
hóa tạo các gốc tự do alkyl peroxy, các gốc tự do này sẽ oxy hóa làm mất màu chlorophyll.
Chlorophyll Chlorophyll breakdown
(xanh lá) (không màu)
II.1.3.1.2 Biến đổi trong rau quả được xử lý nhiệt
a) Các quá trình xử lý nhiệt
 Chần:
Ở 70 – 105
o
C là một quá trình gia nhiệt trong thời gian ngắn làm vô hoạt các enzyme và giúp
rau quả ổn định chống lại sự hư hỏng và kéo dài thời gian bảo quản. Điều kiện chần tối ưu cho
từng loại rau quả khác nhau tùy thuộc chủng loại và kích cỡ của tế bào thực vật, thời gian và
nhiệt độ cần thiết để vô họat các enzyme. Peroxydase là một trong những enzyme chịu nhiệt ổn
định nhất trong rau quả và thường được sử dụng như là một dấu hiệu của sự nhạt màu.
Việc chần có thể thực hiện trong nước, hơi nước hay bằng vi sóng. Việc chần thường được
thực hiện khi bảo quản lạnh đông.

 Đóng hộp :
Thường được thực hiện ở 121
o
C trong 25-40 phút hoặc 115
o
C rong 30-40 phút. Mục đích của
việc đóng hộp là để sản xuất rau quả tiệt trùng, tiêu diệt bào tử của Clostridium Botulinum- loại
vi khuẩn có hai trong thực phẩm có khả năng chịu nhiệt tốt nhất.
 Thanh trùng :
Trang 13
Ánh sáng, O
2
Ánh sáng, lipid, lipoxygenase
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Thực hiện ở khoảng 60-85
o
C, nhằm mục đích tiêu diệt những tế bào sinh dưỡng của vi sinh
vật. Sản phẩm rau quả thanh trùng thường được sử dụng trong quá trình sản xuất nước ép rau
quả.
 Tách nước
Bao gồm việc loại bỏ nước khỏi chất rắn đến mức độ mà sự hư hỏng do vi sinh vật là rất nhỏ
trong suốt quá trình bảo quản dài hạn. Nước có thể loại bỏ bằng cách đông lạnh hay sấy thùng.
Rau quả tách nước được sử dụng trong những thực phẩm chế biến sẵn (ví dụ trong soup, gia vị
mì gói…).
b) Biến đổi của Chlorophyll trong rau quả được xử lý nhiệt
Việc giữ màu xanh cho rau quả là một thách thức lớn trong công nghiệp. Hầu hết người tiêu
dùng đều thích sử dụng những loại rau quả mà sau khi gia nhiệt vẫn giữ nguyên được màu xanh
sáng ban đầu. Việc gia nhiệt cần thiết để làm ổn định rau quả và vô hoạt các enzyme gây hư
hỏng. Ở nhiệt độ trên 60
o

C thì các tế bào sống bị tiêu diệt, các phần tử pectic bị phá vỡ và cấu
trúc của tế bào bị thay đổi.
Màu chlorophyll nằm trong lục lạp tế bào. Khi tế bào bị tiêu diệt trong quá trình gia nhiệt,
lớp màng của lục lạp bị phá vỡ, chất diệp lục thoát ra ngoài. Khi lớp màng tế bào chất bị phá vỡ,
các phân tử acid cùng được giải phóng ra ngoài, các acid này sẽ kết hợp với chlorophyll tạo
thành pheophytin làm mất dần màu xanh lá và chuyển thành màu xanh oliu (quá trình này chỉ có
thể xảy ra khi màng tế bào chất bị phá vỡ). Tỷ lệ giữa chlorophyll và pheophytin có thể sử dụng
như một chỉ số màu cho việc gia nhiệt rau quả xanh.
Việc đo hệ số phản xạ của sự ổn định màu trong rau quả hay những liên kết của nó cũng
được sử dụng cho việc đánh giá toàn bộ những sự biến đổi màu trong suốt quá trình gia nhiệt của
rau quả nhằm sản xuất các loại nước ép.
Sự chuyển từ màu chlorophyll sang màu pheophytin trong suốt quá trình gia nhiệt phụ thuộc
vào thời gian xử lý nhiệt và pH. Từ 60
o
C trở lên thì bắt đầu có sự chuyển từ màu cholrophyll
sang màu pheophytin, tốc độ này tăng một cách nhanh chóng khi nhiêt độ tăng.
Chlorophyll a nhạy cảm với nhiệt hơn chlorophyll b. Trong nước cây bông cải xanh,
chlorophyll a mất màu nhanh gấp hai lần chlorophyll b. Hiện tượng này do môi trường phân tử
xung quanh chlorophyll trong nước bông cải là môi trường acid.
Tóm lại sự ổn định của màu chlorophyll trong những tế bào bị phân hủy phụ thuộc vào nồng
độ acid trong tế bào và liên kết giữa chlorophyll và lipoprotein trong lục lạp.
Trang 14
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Hình 9: Sự biến đổi của pheophytin theo thời gian gia nhiệt
 Chần
Rau quả có thể mất màu trong quá trình bảo quản lạnh là do hoạt tính của các enzyme
chlorophyllase và peroxydase. Ngoài ra dưới tác dụng của enzyme lipoxygenase sẽ hình thành
lipid hydroperoxyd và gốc hydroperoxy tự do có thể làm mất màu chlorophyll.
Khi chần sẽ giúp vô hoạt các enzyme này làm màu chlorophyll ít bị biến đổi.
Khi chần quá mức sẽ tạo ra những màu không mong muốn cho sản phẩm vì khi đó nó bị

pheophytin hóa hoàn toàn, hình thành pyropheophytin và phá hủy lục lạp.
Sử dụng phương pháp chần bằng nước, nước sẽ vào trong tế bào và những khoảng trống
trong nội bào, lục lạp sẽ phồng lên và chất diệp lục sẽ khuếch tán qua tế bào.
Việc chần bằng nước nóng, hơi nước hay vi sóng không làm cho sản phẩm có sự khác biệt về
màu sắc.
 Quá trình nấu
Quá trình nấu đậu Hà Lan trong nước khoảng 3 phút thì không có ảnh hưởng đáng kể lên
tổng hàm lượng chlorphyll và pheophytin vì hàm lượng chlorophyll a và b giảm còn hàm lượng
pheophytin a và b tăng lên tương ứng.
Dưới tác dụng của quá trình gia nhiệt bằng lò vi sóng đối với khoai lang, màu của các hợp
chất chlorophyll thay đổi. Khi nấu khoảng 8 phút tổng hàm lượng chlorophyll giảm khoảng 7
lần, chlorophyll a và b chuyển thành chlorophyll a’ và b’ trong hai phút đầu. Pheophytin a và b
sẽ xuất hiện sau 8 phút
 Đóng hộp và thanh trùng
Trong quá trình đóng hộp và thanh trùng rau quả xanh màu của chlorophyll cuối cùng sẽ đổi
từ màu blue-green sang màu olive-green do quá trình xử lý nhiệt độ cao và thời gian kéo dài
nhằm đạt được sự tiệt trùng thương mại. Rau quả đóng hộp thường có màu nâu olive của
pheophytin và pyropheophytin.
Ví dụ: ở 121
o
C trong 30 phút màu chlorophyll trong rau bina chuyển thành màu của pheophytin.
Trang 15
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
 Quá trình tách nước
Thời gian tách nước dài, đặc biệt là ở nhiệt độ cao dẫn đến các sản phẩm có chất lượng
không tốt. Nguyên nhân là do phản ứng caramel hóa, phản ứng Maillard, hoạt động của các
enzyme và quá trình nhạt màu dần do sự tạo thành pheophytin (vẫn có thể xảy ra khi hàm lượng
nước rất thấp).
Ví dụ: trong rau ngò sấy khô ở nhiệt độ 80-90
o

C, 3-7 % chlorophyll chuyển thành pheophytin;
còn ở 100
o
C và 140
o
C thì lượng này là 12-15%. Khi sấy khô thì mẫu lưu trữ được trong thời gian
hai năm.
Ví dụ: trong tiêu, sự mất màu xanh lục cao hơn ở nhiệt độ 70-75
o
C so với 55-60
0
C.
Như vậy, việc mất màu chlorophyll sẽ giảm sau khi sấy khô và sau khi chần bằng hơi nước
nóng. Việc xử lý bằng hơi nước sẽ tăng độ bền vững của màng tế bào làm hơi nước tách bớt ra
khỏi tế bào giúp tế bào và giúp giảm thời gian sấy.
Bảng 5: Ảnh hưởng của chần bằng hơi nước trước khi sấy và nhiệt độ sấy lên
sự thay đổi của chlorophyll ở lá húng quế
Phương pháp Nhiệt độ sấy Chlorophyll a+b Pheophytin a+b
Không xử lý 100 100
Có chần 40
o
C
60
o
C
99
69
158
134
Không chần 40

o
C
60
o
C
60
37
81
161
II.1.3.1.2 Biến đổi trong rau quả lên men
Muối và lên men rau quả là sự bảo quản bằng cách sử dụng acid. Acid thường được thêm vào
trong quá trình muối. Còn quá trình lên men có thể diễn ra một cách tự nhiên hoặc được thêm
vào các acid để điều khiển quá trình trong điều kiện tối ưu.
Bảo quản rau quả bằng việc sử dụng acid và dấm sẽ ảnh hưởng đến duy trì màu xanh của rau
quả tươi. Điều này được thấy trong quá trình muối dưa chuột, quá trình lên men của cải màu
xanh lục và xanh olive, salad trộn, cải bắp được xé vụn và đóng gói dưới áp suất nhẹ.
Có thể thêm acid vào trước khi loại trừ không khí. Việc thêm acid làm giảm pH của sản
phẩm, tạo điều kiện thích hợp cho sự lên men. Trong quá trình lên men, con đường thay đổi
chính của chlorophyll là tạo thành chlorophyllide và pheophorbide. Sự thay đổi từ màu
chlorophyll thành màu chlorophylide và pheophytin thành pheophorbide là do enzyme
chlorophyllase; còn sự chuyển từ màu chlorophyll thành pheophytin và chlorophyllide thành
pheophorbide là do pH acid.
Rau quả trộn có chứa acid acid citric, malic và acid acetic giúp giữ màu tốt hơn là những
rau quả chứa các acid có vòng benzen như acid benzoic acid. Đó là do các acid vòng benzen có
thể khuếch tán qua màng lipid của sắc lạp và phân ly thành ion H
+
, tạo ra pH thấp làm ảnh
hưởng đến chlorophyll.
Trang 16
Các hợp chất màu và mùi của rau trái

Hình 9: Sự biến đổi của các chất nhóm Chlorophyll và pH trong quá trình lên
men olive (Minguez-Mosquera và cộng sự (1989)
II.2 Carotenoids
Hình 10: Các thực phẩm giàu carotenoid
Carotenoid là sắc tố được phân bố rộng rãi trong tự nhiên sau chlorophyll. Hàm lượng
carotenoid trong lá xanh chiếm khoảng 0,07% - 0,2% chất khô, trong trường hợp hạn hữu người
ta thấy nồng độ carotenoid rất cao. Người ta ước tính lượng carotenoid được tạo thành trong tự
nhiên hàng năm là 10
8
tấn (theo Weedon 1971). Ngày nay, hơn 650 loại carotenoid đã được nhận
biết và phân lập từ những nguồn tự nhiên, và hơn 100 loại đã được tìm thấy trong rau trái (theo
Britton và Hornero-Méndez 1997).
Trang 17
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Trong trái cây và hoa, vai trò chính của carotenoid là thu hút động vật để đảm bảo sự phân
tán của hạt giống và phấn hoa (theo Bartley và Scolnik 1995). Carotenoid cũng có một vai trò rất
quan trọng nữa là bảo vệ cho chlorophyll và cơ quan quang hợp.
Trong cây, carotenoid có mặt và được tích lũy ở các hạt plastid, cụ thể là nằm trong lục lạp
liên kết với chlorophyll và trong sắc lạp (theo Goodwin và Britton 1988). Trong lục lạp,
carotenoid tồn tại dưới dạng phức chlorophyll – carotenoid – protein nằm trong màng thylakoid.
Tại đây, carotenoid đóng vai trò thu nhận ánh sáng, nhờ vào phổ hấp thu ánh sáng của carotenoid
mà chúng có thể hấp thu được những photon mà chlorophyll không hấp thu.
Sắc lạp của quả chín, hoa, một số rễ và nốt rễ là nơi tích luỹ rất nhiều carotenoid với cấu trúc
hóa học cực kỳ đa dạng. Trong sắc lạp, carotenoid thường được tích lũy trong các cấu trúc giàu
béo gọi là plastoglobule. Trong một số trường hợp nhất định như cà chua, cà rốt và mận, các
carotenoid cũng tồn tại dưới dạng tinh thể carotenoid, chủ yếu là carotene nằm trong chất nền.
(theo Sitte và cộng sự 1980).
Bảng 6: Nguồn rau quả có hợp chất carotenoid
II.2.1 Tính chất
Carotenoid là nhóm chất màu hòa tan trong chất béo làm cho quả và rau có màu da cam, màu

vàng và màu đỏ. Tất cả các carotenoid đều không tan trong nước, rất nhạy với acid và chất oxy
hóa, nhưng lại rất bền vững với kiềm. Một trong những đặc điểm của carotenoid là có nhiều nối
đôi luân hợp tạo nên những nhóm mang màu của chúng. Màu của chúng phụ thuộc vào những
nhóm này.
Trang 18
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Hình 11: Quang phổ hấp thụ của một số chất nhóm carotene
Trang 19
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Hình 12: Sự biến đổi của carotenoid
II.2.2 Một số hợp chất tiêu biểu của nhóm carotenoid
II.2.2.1 Lycopene

Dưa hấu Cà chua Gấc
Hình 13: Một số rau trái giàu lycopene
Lycopene có mặt trong quả cà chua và một số quả khác. Màu đỏ của cà chua chín chủ yếu do
có mặt lycopene mặc dù trong cà chua còn có một loạt các carotenoid khác nữa như:
Phytoflutin 0,29 mg/quả
α-carotene 0,42 mg/quả
β-carotene 1,00 mg/quả
γ-carotene 5,66 mg/quả
Trong quá trình chín, hàm lượng lycopene trong cà chua tăng lên 10 lần. Tuy nhiên, chất màu
này không có hoạt tính vitamin. Lycopene có cấu tạo như sau:
Trang 20
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Bằng cách tạo thành vòng ở một đầu hoặc cả 2 đầu của phân từ lycopene thì sẽ tạo thành các
đồng phân α, β, γ-carotene. Màu da cam của cà rốt, mơ chủ yếu là do carotene. Carotene có cấu
tạo như sau:

Cà rốt Xoài Bí đỏ Khoai lang

Hình 14: Một số rau trái giàu β - carotene
α-carotene
γ-carotene
Trang 21
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Tất cả những carotenoid tự nhiên khác đều là dẫn xuất của lycopene và carotene. Chúng được
tạo thành bằng cách đưa nhóm hydroxyl, carbonyl, hoặc methoxy vào mạch, nhờ phản ứng hydro
hóa hoặc oxy hóa.
Bảng 7 : Hàm lượng α, ß-carotene (mg/100g) có trong phần có thể ăn được của
rau và trái
Rau quả Hàm lượng
Trang 22
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Táo 0,1
Mơ 1,6
Măng tây 0,5
Đậu 0,4
Bông cải xanh 1,5
Cà rốt 6,6
Cherry 0,6
Rau diếp xoăn 1,5
Rau thơm 2
Cải xoong 5,3
Cải xoăn 5,1
Xoài 2,9
Dưa tây 2
Rau mùi tây 4,9
Đào 0,5
Mận 0,2
Rau bina 3,5

Khoai lang 5,9
Cà chua 0,5
Dưa hấu 0,4
Zucchetti 0,2
Bảng 8: Hàm lượng của α, β - carotene trong một số thực phẩm
Sản phẩm Beta-Carotene * Alpha-Carotene *
Khoai lang (đã được làm rám vỏ) 9.5 0
Cà rốt tươi 8.8 4.6
Trang 23
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
Bí đỏ đóng hộp 6.9 4.8
Cải xoăn nấu 6.2 0
Rau bina tươi 5.6 0
* milligrams trên 100 grams
II.2.2.2 Xanthophyll
Xanthophyll có công thức C
40
H
56
O
2
và có được bằng cách gắn thêm 2 nhóm hydroxyl vào
phân tử α-carotene, do đó có tên 3,3’-dihydroxy-α-carotene.
Xanthophyll là chất màu vàng nhưng màu sáng hơn carotene vì chứa ít nối đôi hơn. Trong
lòng đỏ trứng gà có 2 nhóm xanthophyll là dihydroxy-α-carotene và dihydroxy-β-carotene với tỷ
lệ 2:1. Trong rau xanh có chứa xanthophyll và carotene. Trong cà chua có chứa xanthophyll
carotene và lycopene.
II.2.2.3 Capsanthin
Capsanthin có công thức C
40

H
58
O
3
, là chất màu vàng có trong ớt đỏ. Capsanthin chiếm 7/8 tất
cả các màu của ớt. Capsanthin là dẫn xuất của carotene, nhưng có màu mạnh hơn các carotenoid
khác 10 lần. Trong ớt đỏ có các carotenoid nhiều hơn trong ớt xanh 35 lần.
II.2.2.4 Cryptoxanthin
Cryptoxanthin có công thức C
40
H
56
O (3 – hoặc 4 – hydroxyl β - carotene). Màu da cam của
quýt, cam chủ yếu do cryptoxanthin.
Trang 24
Các hợp chất màu và mùi của rau trái
II.2.1.5 Bixin
Bixin là chất màu có trong quả cây nhiệt đới tên là Bixa prellana, bixin được dùng để nhuộm
màu dầu, margarine và các sản phẩm thực phẩm khác. Bixin có công thức cấu tạo như sau:
II.2.3 Biến đổi của Carotenoid trong bảo quản và chế biến rau quả
II.2.3.1 Trong bảo quản
Trong bảo quản rau quả có thể xảy ra sự mất màu hay tổng hợp carotenoid tùy thuộc vào
từng loài rau quả và điều kiện bảo quản (nhiệt độ, ánh sáng ).
Sự mất màu của carotenoid cũng diễn ra trong suốt quá trình lão hóa của rau quả với tốc độ
chậm hơn so với chlorolphyll. Thành phần của carotenoid cũng có thể thay đổi trong suốt quá
trình lão hóa, hình thành nên các xanthophyll ester và epoxyde. (Biswal,1995).
 Ví dụ về sự giàm hàm lượng carotenoid :
Ở bắp và ớt ngọt nhiệt độ càng cao carotenoid trong nguyên liệu càng bị phá hủy nhanh.
Ớt ngọt bảo quản trong 9 ngày ở 7
O

C hàm lượng carotenoid mất đi là 20%, còn khi bảo
quản ở 15 và 17
O
C lượng carotenoid mất đi lần lượt là 60% và 80%.
 Ví dụ về sự tổng hợp carotenoid :
Lee(1986) đã phát hiện rằng hàm lượng nhiều loại carotene bao gồm α, β- carotene tăng
nhẹ trong cà rốt suốt 100-125 ngày bảo quản ở 2
o
C và sau đó thì giảm dần.
Nhiệt độ thích hợp cho sự gia tăng màu đỏ của cà chua khoảng từ 20-25
o
C. Dưới 10
o
C
hay trên 30
o
C sự phát triển của màu đỏ sẽ bị ngăn chặn. Sau 7 ngày để ở 35
o
C cà chua sẽ có màu
vàng, đó là vì mặc dù trên 30
o
C sự tổng hợp lycopene bị ngăn chặn nhưng sự tổng hợp β-
carotene vẫn tiếp tục.
Cà chua trên cây Cà chua bảo quản ở 20 – 25
o
C Cà chua bảo quản ở 35
o
C
Hình 15: Sự thay đổi màu của cà chua ở những nhiệt độ bảo quản khác nhau
 Ví dụ về ảnh hưởng của ánh sáng đến sự ổn định của các hợp chất carotenoid.:

Trang 25