BÁO CÁO ẢNH HƯỞNG CỦA THANH TRÙNG NHIỆT VÀ CÔ ĐẶC ĐẾN THÀNH PHẦN CAROTENOID TRONG NƯỚC CAM BRAZILIAN VALENCIA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
Đề tài
BÀI TIỂU LUẬN
MÔN: CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG CÔNG NGHỆ THỰC
PHẨM
GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
SVTH: MSSV
Nguyễn Thị Hồng Ân 11116004
Trương Thị Hồng Ân 11116005
Võ Đình Khôi Nguyên 11116047
Hồ Thị Bích Trâm 11116073
Nguyễn Thị Như Ý 11116083
ẢNH HƯỞNG CỦA THANH TRÙNG NHIỆT VÀ CÔ ĐẶC ĐẾN
THÀNH PHẦN CAROTENOID TRONG NƯỚC CAM
BRAZILIAN VALENCIA
J.J.T. Gama, C.M de Sylos / Food Chemistry 100 (2007) 1686-1690
ẢNH HƯỞNG CỦA THANH TRÙNG NHIỆT VÀ CÔ ĐẶC ĐẾN
THÀNH PHẦN CAROTENOID TRONG NƯỚC CAM
BRAZILIAN VALENCIA
Tóm tắt
Những thay đổi trong hàm lượng sắc tố carotenoid của nước cam Brazil
Valencia do sự thanh trùng nhiệt và cô đặc đã được nghiên cứu. Tổng lượng sắc tố
carotenoid bị tổn thất không đáng kể sau khi thanh trùng nhiệt và cô đặc. Tuy
nhiên, nhiệt gây ảnh hưởng lên hàm lượng sắc tố carotenoid, đặc biệt là
violaxanthin và lutein, đã được phát hiện với hàm lượng đáng kể (P <0,05). Sự
thanh trùng đã làm giảm 38% lượng violaxanthin và 20% lượng lutein. Quá trình
cô đặc dẫn đến mất lutein (17%). Với sự mất mát của lutein, β-cryptoxanthin trở
thành carotenoid chính trong các loại nước ép đã được thanh trùng và cô đặc. Hàm
lượng tiền vitamin A của nước ép (β-carotene, α -carotene và β-cryptoxanthin) và
lượng zeaxanthin, chất có khả năng chống lại sự thoái hóa điểm vàng và đục thủy

tinh thể ở người cao tuổi, giảm không đáng kể sau khi thanh trùng và cô đặc.
1. Giới thiệu
Carotenoid là một trong những nhóm chính của các sắc tố tự nhiên và phân bố
của chúng trong thế giới thực vật rất rộng (Britton, 1995; Mele'ndez-Martinez,
Vicario, và Heredia, 2003). Chúng đa dạng về cấu trúc và có nhiều chức năng
quan trọng đối với sức khỏe con người, một số carotenoid như các tiền tố vitamin
A (β-carotene, α-carotene và β-cryptoxanthin) và những chất khác, chẳng hạn như
zeaxanthin và lutein, chúng hoạt động chống lại sự thoái hóa điểm vàng và đục
thủy tinh thể ở người cao tuổi.
Các carotenoid, khi phân lập từ mô thực vật, không bền dưới sự có mặt của ánh
sáng, nhiệt, acid và oxy. Tùy thuộc vào mức độ của phương pháp xử lý nhiệt được
sử dụng trong quá trình chế biến thực phẩm mà sự đồng phân hóa và oxy hóa của
J.J.T. Gama, C.M de Sylos / Food Chemistry 100 (2007) 1686-1690
các carotenoid có thể xảy ra (Rodri-Guez-Amaya, 1999; Subagio & Morita, 2001).
Trái cây họ cam quýt là một nguồn giàu carotenoids, đặc biệt là nước cam với
lượng carotenoid lớn nhất được tìm thấy so với các loại trái cây khác (Britton,
1997; Rodriguez-Amaya, 1999; Sa'nchez-Moreno, Plaza, De Ancos, và Cano,
2003). Tầm quan trọng của carotenoid trong màu nước ép trái cây, cùng với sự
quan tâm ngày càng tăng về những sắc tố có lợi cho sức khỏe con người đã thúc
đẩy các nhà khoa học nghiên cứu về chúng. Nước cam là loại nước ép trái cây
được yêu thích và được sử dụng nhiều nhất trong số các loại nước ép trái cây.
Trong số các giống cam trên thế giới thì cam Valencia được đánh giá cao về chất
lượng (Gross, Gabai, & Lifshitz, 1972).
Thanh trùng là quá trình quan trọng đối với sự ổn định của nước ép các cây họ
cam quýt trong quá trình vận chuyển và tiếp thị. Carotenoid nhìn chung bền trong
xử lý nhiệt, chẳng hạn như phương pháp chần, nấu ăn, và đóng hộp. Tuy nhiên, sự
bền của carotenoid trong các thực phẩm khác nhau thì khác nhau (Lee & Coates,
2003).
Brazil là nước sản xuất cam và nước cam cô đặc lớn nhất thế giới. Vì
carotenoids không bền ở nhiệt độ cao, các nghiên cứu về ảnh hưởng của việc

thanh trùng nhiệt và cô đặc vào kết cấu carotenoid của nước cam thì rất quan
trọng. Nghiên cứu này nhằm đánh giá sự ảnh hưởng của việc thanh trùng nhiệt và
cô đặc vào các thành phần carotenoid đối với nước cam Brazil Valencia.
2. Nguyên liệu và phương pháp
2.1. Nguyên liệu
Năm mẫu nước cam tươi Valencia, nước cam tiệt trùng và cô đặc được cung
cấp bởi nhà máy cam quýt ở thành phố trực thuộc quận Araraquara (Sao Paulo,
Brazil) năm 2002. Trước khi phân tích, các mẫu nước thanh trùng và cô đặc, được
pha loãng đến
o
Brix như nước trái cây tươi. Tất cả các mẫu được phân tích ba lần.
2.2. Xử lý nhiệt
Quá trình thanh trùng nhiệt được thực hiện ở nhiệt độ từ 95 – 105
o
C trong 10
J.J.T. Gama, C.M de Sylos / Food Chemistry 100 (2007) 1686-1690
giây. Quá trình cô đặc được tiến hành cho đến khi nước cam đạt đến 66
o
Brix ở
20
o
C và sau đó được làm mát ở 10
o
C.
2.3. Phương pháp
2.3.1. Phân tích hóa học
Tổng các chất rắn hòa tan (ở
o
Brix) được phân tích bằng các phương pháp
chính thức (AOAC, 1990).

2.3.2. Trích ly và xà phòng hóa carotenoids
Các mẫu nước cam tươi Valencia đã thanh trùng và cô đặc được trích ly và xà
phòng hóa như đã được mô tả trong phần trước (Gama & Sylos, 2005), cùng thỏa
thuận với phương pháp của Rodriguez-Amaya (1999). Việc trích ly carotenoids
bằng acetone lạnh, được phân cắt từ ether dầu mỏ và xà phòng hóa bằng
methanolic kali hydroxide (10%, w/v). Tất cả các chất trích ly được xà phòng hóa,
dẫn đến sự biến đổi của các este carotenol đối với các gốc hydroxycarotenoids của
chúng (Humphries & Khachik, 2003). Các vết dính alkali được rửa sạch bằng
nước. Các chất trích ly được cô đặc lại ở nhiệt độ <35
o
C trong một thiết bị bay hơi
quay tòn và được làm khô bằng nitơ.
2.3.3. Định lượng carotenoids bằng phương pháp HPLC
Hệ thống HPLC (Shimadzu Corporation) được trang bị gồm một module cung
cấp dung môi LC-10AT VP và 1 thiết bị cảm biến mảng photodiode bằng UV-Vis
SPD-M 10A VP. Tất cả các dữ liệu được xử lý bằng phần mềm Class VP. Sự cảm
biến tại bước sóng hấp thụ lớn nhất (max plot). Một cột C
18
(Shimadzu Shimpack
CLC (M), 5µm, 4.6x250 mm) được sử dụng với acetonitrile : methanol : ethl
acetate như pha động, với nồng độ gradient: 0-25 phút (991:1:0), 30 phút
(60:10:30), 55 phút (60:10:30) và 58 phút (991:0) tốc độ dòng chảy 0.7ml/phút.
Tất cả dung môi đều đã chứa 0.05% triethylamine. Trước khi bơm vào, các mẫu và
các dung dịch chuẩn được hòa tan trong lớp acetone HPLC và được lọc bằng một
bộ lọc ống tiêm PTFE 0.22µm.
Việc xác định carotenoids bao gồm việc sử dụng kết hợp thời gian lưu giữ, các
J.J.T. Gama, C.M de Sylos / Food Chemistry 100 (2007) 1686-1690
đặc trưng quang phổ mảng diode của chúng cùng với việc so sánh trật tự rửa giải
liên quan với các tiêu chuẩn và tài liệu.
2.3.4. Tách và làm sạch theo các tiêu chuẩn

Các tiêu chuẩn của việc tách và làm sạch carotenoids theo Kimura và
Rodriguez-Amaya (2002). α-carotene và β-carotene được tìm thấy trong cà-rốt;
violaxanthin, lutein và zeaxanthin trong bơ bắp cải, rau diếp và cải xoong; ζ-
carotene trong nước ép chanh dây; β-cryptoxanthin trong nước cam.
Các quy trích ly và xà phòng hóa được mô tả ở phần trước. Các sắc tố được
phân chia ra thành cột MgO:Celite (1:1, được hoạt hóa trong 2 giờ ở 120
o
C), điều
chỉnh pha động, không phân chia tất cả carotenoids hiện tại để tách được
carotenoids theo mong muốn một cách nhanh chóng và hiệu quả có thể. Độ tinh
khiết trung bình của các carotenoids: violaxanthin, lutein, zeaxanthin, β-
cryptoxanthin, ζ-carotene, α-carotene, β-carotene đã được tách lần lượt là 99%,
91%, 95%, 98%, 97%, 99% và 99%.
2.3.5. Xây dựng các đường cong tiêu chuẩn
Phạm vi nồng độ đã được sử dụng trong việc xây dựng đường cong hiệu chuẩn
là 0.10-0.12 µg/ml cho α-carotene, 5.14-10.29 µg/ml cho β-carotene, 1.04-6.14
µg/ml cho ζ-carotene, 0.25-3.94 µg/ml cho β-cryptoxanthin, 0.20-1.56 µg/ml cho
zeaxanthin, 0.24-3.16 µg/ml cho lutein và 0.11-0.53 µg/ml cho vialaxanthin.
2.4. Phân tích thống kê
Kết quả được gửi đi để phân tích phương sai và những khác biệt đáng kể, có ý
nghĩa xác định tại P<0.005.
3. Kết quả và bàn luận
Carotenoids chính là nguyên nhân tạo màu sắc cho nước cam tươi, nước cam
đã thanh trùng và cô đặc Valencia, được đo bằng pha đảo trong phương pháp
HPLC (biểu đồ 1) và được trình bày trong bảng 1. Thứ tự rửa giải của các
carotenoid chính: (i) epoxycarotenoid (auroxanthin, anteraxanthin, violaxanthin,
mutatoxanthin, đỉnh 1, 2, 3 và 4), (ii) hydroxycarotenoids (lutein, zeaxanthin, một-
J.J.T. Gama, C.M de Sylos / Food Chemistry 100 (2007) 1686-1690
cryptoxanthin và b-cryptoxanthin, đỉnh 6, 7, 9 và 10) và (iii) carotenes (e-carotene,
một-carotene và b-caroten, đỉnh 11, 12 và 13). Đỉnh 5 và 8 không được xác định.

Mặc dù chất lượng các thành phần carotenoid trong nước cam tươi, đã thanh
trùng và cô đặc trong nghiên cứu này là giống nhau nhưng nồng độ định lượng xác
định bởi HPLC là khác nhau. Các carotenoid chính trong tất cả các loại nước ép là
lutein, β-cryptoxanthin và zeaxanthin. Trong nước cam tươi, các carotenoid chủ
yếu là lutein (23%), β-cryptoxanthin (21%) và zeaxanthin (20%). Violaxanthin, ζ-
carotene, β-carotene và α-carotene lần lượt chiếm 11%, 10%, 8% và 7% trong tổng
lượng carotenoid. Trong nước cam đã thanh trùng và cô đặc, các carotenoid chủ
yếu là β-cryptoxanthin (25% và 24%), lutein (21% và 23%) và zeaxanthin (21%
và 18%).
J.J.T. Gama, C.M de Sylos / Food Chemistry 100 (2007) 1686-1690

Hình 1: Sắc ký HPLC của các carotenoids trong nước cam tươi (A), nước cam thanh
trùng (B) và nước cam cô đặc (C) Brazil Valencia. Điều kiện sắc ký được trích dẫn trong
bài báo.
J.J.T. Gama, C.M de Sylos / Food Chemistry 100 (2007) 1686-1690
Tổng hàm lượng carotenoid trong nước trái cây tươi là 12.0 ± 6.7 mg/l (có
nghĩa là ± độ lệch chuẩn, n = 5). Trong các loại nước ép thanh trùng, tổng hàm
lượng sắc tố giảm xuống còn 10.40 ± 6.90 mg/l, nghĩa là mất khoảng 13% và
trong nước ép cô đặc, tổng hàm lượng sắc tố giảm xuống còn 9.90 ± 5.30 mg/l,
nghĩa là mất khoảng 18% . Tuy nhiên, sự giảm này thì không đáng kể. Thanh trùng
nhiệt dẫn đến mất violaxanthin (38%), lutein (20%), ζ-carotene (14%), α-carotene
(13%), β -caroten (11%) và zeaxanthin (9%). Tuy nhiên, hàm lượng β-
cryptoxanthin tăng nhẹ sau khi thanh trùng. Quá trình cô đặc dẫn đến mất lượng
violaxanthin (31%), ζ-carotene (29%), zeaxanthin (24%), lutein (17%), α-carotene
(12%), β-cryptoxanthin (5%) và β -carotene (3%). Hàm lượng β-cryptoxanthin
giảm nhẹ sau khi cô đặc.
Bảng 1: Đặc trưng sắc ký và quang phổ trong quá trình thanh trùng và cô đặc nước cam
tươi Brazil Valencia thu được bằng phương pháp HPLC.
Giữa 13 đỉnh carotenoid trình bày trong bảng 1, 2 trong số chúng cho thấy có
những thay đổi đáng kể (P <0.05) sau khi thanh trùng nhiệt và cô đặc. Hầu hết mất

sắc tố diễn ra ở 5,6-epoxide carotenoid violaxanthin và dihydroxycarotenoid
lutein. Trong khía cạnh hóa học của phương pháp xử lý nhiệt, xanthophylls và
J.J.T. Gama, C.M de Sylos / Food Chemistry 100 (2007) 1686-1690
hydrocarbon carotenoid có sự ổn định và độ nhạy cảm với quá trình oxy hóa là
khác nhau. Lutein và violaxanthin thì không bền bởi vì sự hiện diện của oxy trong
cấu trúc của chúng khi so sánh với carotenes. Các điều kiện cần thiết cho quá trình
oxy hóa và đồng phân hóa của carotenoid thì tồn tại trong suốt quá trình chế biến
thực phẩm. Sự giảm khả năng oxy hóa là nguyên nhân chính gây mất một lượng
lớn carotenoids, quá trình này phụ thuộc vào oxy sẵn có, được kích thích bởi nhiệt
độ, ánh sáng, enzyme, kim loại và đồng oxy hóa với lipid hydroperoxides
(Rodriguez-Amaya, 1999).
Trong các loại nước ép thanh trùng, hàm lượng violaxanthin giảm đến 0.84 ±
0.38 mg/l (P <0.05). Kết quả này phù hợp với tài liệu tham khảo vì violaxanthin là
một trong những carotenoid không bền nhất và có thể dễ dàng đồng phân
hóa thành luteoxanthin và sau đó thành auroxanthin khi có mặt acid (Lee &
Coates, 2003; Rodriguez-Amaya, 1999).
Hàm lượng lutein giảm sau khi thanh trùng nhiệt là 2.20 ± 0.90 mg/l (P <0.05)
và cô đặc là 2.30 ± 0.70 mg/l (P <0.05). Những kết quả này đã không được báo
cáo trong các nghiên cứu khác về nước cam. Tuy nhiên, Aman và các cộng sự
(2005) đã đánh giá ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nhiệt vào thoái hóa và
đồng phân hóa của lutein từ rau quả đã được chế biến. Vì vậy, nghiên cứu này
trình bày những thông tin về thanh trùng nhiệt và quá trình cô đặc ảnh hưởng đến
sắc tố lutein trong nước cam. Ngoài ra, nghiên cứu này cung cấp thông tin về tác
động của phương pháp xử lý nhiệt lên thành phần carotenoid trong các loại nước
ép cam, qua đó đánh giá quá trình sản xuất của thanh trùng và cô đặc các loại nước
ép cam.
Với hàm lượng lutein carotenoid mất trong quá trình thanh trùng nhiệt và cô
đặc, mẫu carotenoid trong nước cam Brazil Valencia thay đổi. β-cryptoxanthin trở
thành carotenoid chính, tiếp theo là lutein và zeaxanthin. Tuy nhiên, những thay
đổi trong carotenoid với hoạt động tiền vitamin A (β-carotene, α-carotene và β-

cryptoxanthin) và những hoạt động đó chống lại sự thoái hóa võng mạc và đục
J.J.T. Gama, C.M de Sylos / Food Chemistry 100 (2007) 1686-1690
thủy tinh thể ở người cao tuổi (zeaxanthin) là tương đối nhỏ so với violaxanthin và
lutein, và không đáng kể.
Các giá trị được tìm thấy trong nghiên cứu cao hơn vì đã xà phòng hóa mẫu và
định lượng kết quả bằng đường cong chuẩn. Kết quả thu được rất thú vị bởi vì
lượng carotenoid có các chức năng quan trọng đối với sức khỏe con người mất đi
không đáng kể.
4. Kết luận
Sự tổn thất của carotenoid trong quá trình thanh trùng nhiệt và cô đặc của nước
cam Brazil Valencia được phát hiện rõ ràng. Thanh trùng nhiệt giảm (P <0.05) tập
trung ở violaxanthin và lutein và quá trình cô đặc thay đổi đáng kể hàm lượng
lutein (P <0.05). Tuy nhiên, tổng số sắc tố carotenoid tổn thất không đáng kể sau
khi đã qua các phương pháp xử lý nhiệt. Với sự mất mát của lutein, β-
cryptoxanthin trở thành các carotenoid chính của nước cam Brazil Valencia đã
thanh trùng và cô đặc.
Hàm lượng tiền vitamin A trong nước trái cây (β-caroten, α-carotene và β-
cryptoxanthin) và số lượng zeaxanthin, được coi là có khả năng chống lại sự thoái
hóa võng mạc và đục thủy tinh thể ở người cao tuổi, không giảm đáng kể sau khi
thanh trùng và cô đặc .
Lời cảm ơn
Các tác giả cảm ơn sự trợ giúp tài chính của FINEP/MCT/CNPq (PRONEX
Proc. 41.960.915,00), và FAPESP (Proc.00/11309-2).
Tài liệu tham khảo
Aman, R., Biehl, J., Carle, R., Conrad, J., Beifuss, U., & Schieber, A. (2005).
Application of HPLC coupled with DAD, APcI-MS and NMR to the analysis of
lutein and zeaxanthin stereoisomers in thermally processed vegetables. Food
Chemistry, 92(4), 753–763.
AOAC (1990). Offcial methods of analysis (15th ed.). Washington DC:
Association of Offcial Analytical Chemists, p. 1271.

J.J.T. Gama, C.M de Sylos / Food Chemistry 100 (2007) 1686-1690
Britton, G. (1995). UV/Visible spectroscopy. In G. Britton, S. Liaaen-Jensen, & H.
Pfander (Eds.). Carotenoids: Spectroscopy (Vol. 1B, pp. 13–63). Basel: Birkha
¨user.
Britton, G. (1997). Carotenoids. In G. A. F. Hendry & J. D. Houghton (Eds.),
Natural food colorants (2nd ed., pp. 197–243). Black Academic & Professional.
Davies, B. H. (1976). Carotenoids. In T. W. Goodwin (Ed.), Chemistry and
biochemistry of plant pigments (2nd ed., pp. 38–165). London: Academic Press.
Gama, J. J. T., & Sylos, C. M. (2005). Major carotenoid composition of Brazilian
Valencia orange juice: identification and quantification by HPLC. Food Research
International, 38(8–9), 89–903.
Gross, J., Gabai, M., & Lifshitz, A. (1972). A comparative study of the carotenoid
pigments in juice of Shamouti, Valencia, and Washington oranges, three varieties
of Citrus sinensis. Phytochemistry, 11(1), 303–308.
Humphries, J. M., & Khachik, F. (2003). Distribution of lutein, zeaxanthin, and
related geometrical isomers in fruit, vegetables, wheat, and pasta products. Journal
of Agricultural and Food Chemistry, 51(5), 1322–1327.
Kimura, M., & Rodriguez-Amaya, D. B. (2002). A scheme for obtaining standards
and HPLC quantification of leafy vegetable carotenoids. Food Chemistry, 78(3),
389–398.
Lee, H. S., & Castle, W. S. (2001). Seasonal changes of carotenoid pigments and
color in Hamlin, Earlygold, and Budd Blodd orange juices. Journal of Agricultural
and Food Chemistry, 49(2), 877–882.
Lee, H. S., & Coates, G. A. (2003). Effect of thermal pasteurization on Valencia
orange juice color and pigments. Lebensmitter-Wissenschaft and -Technologie,
36(1), 153–156.
Mele ´ndez-Martinez, A. J., Vicario, I. M., & Heredia, F. J. (2003). A routine high-
performance liquid chromatography method for carotenoid determination in
ultrafrozen orange juices. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51(25),
7266–7270.

J.J.T. Gama, C.M de Sylos / Food Chemistry 100 (2007) 1686-1690
Rodriguez-Amaya, D. B. (1999). A guide to carotenoid analysis in foods.
Washington, DC: International life Sciences Institute Press, p. 59.
Rouseff, R., Raley, L., & Hofsommer, H. J. (1996). Application of diode array
detection with a C-30 reversed phase column for the separation and identification
of saponified orange juice carotenoids. Journal of Agricultural and Food
Chemistry, 44(8), 2176–2181.
Sa ´nchez-Moreno, C., Plaza, L., De Ancos, B., & Cano, M. P. (2003).
Vitamin C, provitamin A carotenoids, and other carotenoids in high-pressure
orange juice during refrigerated storage. Journal of Agricultural and Food
Chemistry, 51(3), 647–653.
Subagio, A., & Morita, N. (2001). Instability of carotenoids is a reason for their
promotion on lipid oxidation. Food Research International, 34(2–3), 183–188.