LUẬN văn CÔNG NGHỆ hóa 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


Chương 2: Lược khảo tài liệu
hơn. Việc bổ sung bari cũng làm tăng chiết suất. Ôxít Thori cho thuỷ tinh hệ số
chiết suất rất cao và nó được sử dụng để sản xuất các lăng kính chất lượng cao.
- Nhiệt độ nóng chảy: như mọi chất rắn vô định hình, thuỷ tinh không có điểm
nóng chảy nhất định. Natri cacbonat nói chung được thêm vào để hạ nhiệt độ nóng
của thuỷ tinh. Sự bổ sung sôđa hay bồ tạt đôi khi còn làm cho nhiệt độ nóng chảy
xuống thấp hơn.
2.7

Một số nghiên cứu về anthocyanin

Ở nước ta, có một số nghiên cứu về anthocyanin từ các nguyên liệu rau quả khác.
Huỳnh Thị Kim Cúc và cộng sự đã thực hiện đề tài “Xác định hàm lượng
anthocyanin trong một số nguyên kiệu rau quả bằng phương pháp pH vi sai”. Kết
quả cho thấy độ hấp thụ cực đại của dịch chiết từ quả dâu tại bước sóng max=
513,5nm; bắp cải tím 523nm; lá tía tô 524nm; trà đỏ (đài hoa hibicus) 519,5nm; vỏ
quả nho 523,5nm; vỏ cà tím 523,5nm. Hàm lượng anthocyanin trong quả dâu là

1,188%; bắp cải tím: 0,909%; lá tía tô: 0,397%; trà đỏ: 0,335%; vỏ quả nho:
0,564%; vỏ cà tím: 0,441%.
Nguyễn Thị Lan – Lê Thị Lạc Quyên đã nghiên cứu “ảnh hưởng của hệ dung môi
đến khả năng chiết tách màu anthocyanin có độ màu cao từ quả dâu Hội An”. Hệ
dung môi ethanol - nước - HCl cho hàm lượng chất màu anthocyanin cao nhất so
với các hệ dung môi khác.

SVTH: Nguyễn Phước Sang

14


Chương 3: Phương tiện – Phương pháp nghiên cứu
CHƯƠNG III

PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Phương tiện nghiên cứu
3.1.1 Địa điểm và thời gian
Phòng thí nghiệm bộ môn công nghệ hoá học – Khoa Công Nghệ - Trường đại học
Cần Thơ.
Thời gian: 11/07/2008 đến 16/11/2008
3.1.2 Thiết bị dụng cụ
Máy đo mật độ quang
Bể điều nhiệt
Các dụng cụ thí nghiệm cần thiết khác
3.1.3 Hoá chất
HCl 1%
Ethanol
Dung dịch đệm Citrat - phosphat
3.1.4 Nguyên liệu

Nho được mua ở chợ Xuân Khánh
3.2 Nội dung và bố trí thí nghiệm
3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ xử lý đến độ
bền màu anthocyanin
Mục đích thí nghiệm
Tìm ra quy luật biến đổi màu anthocyanin khi pH và nhiệt độ thay đổi.
Bố trí thí nghiệm:
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 3 nhân tố, 2 lần lặp lại
Nhân tố A: pH dịch trích
A1: 2
A2: 2,5
SVTH: Nguyễn Phước Sang

15


Chương 3: Phương tiện – Phương pháp nghiên cứu
A3: 3
A4: 3,5
Nhân tố B: Nhiệt độ xử lý (0C)
B1: 0
B2: 30
B3: 90
Nhân tố C: Thời gian xử lý (giờ)
C1: 0
C2: 1
C3: 1,5
Tổng số nghiệm thức: 4x3x3 = 36
Tổng số mẫu thí nghiệm: 36x2 = 72
Chỉ tiêu: độ hấp thụ, độ bền màu

Tiến hành thí nghiệm:
Tiến hành pha loãng dịch chiết anthocyanin thô trong các dung dịch đệm để được
pH từ 2 đến 3,5. Sau đó, tiến hành xử lý nhiệt ứng với từng pH dung dịch. Đo độ
hấp thụ ở bước sóng hấp thụ cực đại theo các điều kiện khảo sát tại các thời điểm
xác định.
3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện và thời gian bảo
quản đến sự biến đổi màu anthocyanin
Mục đích thí nghiệm:
Tìm được điều kiện bảo quản thích hợp cho các sản phẩm có sử dụng chất màu
anthocyanin.
Bố trí thí nghiệm:
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 3 nhân tố, 2 lần lặp lại.
Nhân tố D: điều kiện bảo quản
D1: Ánh sáng
D2: Trong tối

SVTH: Nguyễn Phước Sang

16


Chương 3: Phương tiện – Phương pháp nghiên cứu
Nhân tố E: bao bì bảo quản
E1: Thuỷ tinh nâu
E2: Chai nhựa HDPE
Nhân tố F: Thời gian bảo quản (ngày)
F1: 0
F2: 1 ngày
F3: 2 ngày
F4: 3 ngày

F5: 4 ngày
Tổng số nghiệm thức: 2x2x5 = 20
Tổng số mẫu thí nghiệm: 20x2 = 40
Chỉ tiêu: độ hấp thụ, độ bền màu
TIến hành thí nghiệm:
Dựa vào kết quả thí nghiệm 1, xác định pH và nhiệt độ bảo quản thích hợp cho thí
nghiệm 2. Đo độ hấp thụ của các mẫu ở bước sóng hấp thụ cực đại tại thời điểm
ban đầu. Sau đó, đo độ hấp thụ tại các thời điểm 1,2,3,4 ngày.

SVTH: Nguyễn Phước Sang

17


Chương 4: Kết quả và thảo luận
CHƯƠNG 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Xây dựng qui trình trích ly anthocyanin
Nguyên liệu
tươi
Rửa sạch,
để ráo
Tách vỏ
Ngâm
dung môi
Lọc thu
phần lỏng

Dịch trích

Anthocyanin
Chọn những quả nho có màu đỏ sẩm. Sau đó, nguyên liệu được đem rửa sạch, để
ráo. Đem nguyên liệu đã được rửa sạch cho vào máy xay sinh tố nhưng không xay
nhuyễn, chỉ xay sao cho vỏ nguyên liệu bong ra. Sau đó, đem cân 10 g vỏ nho.
Dung môi được chuẩn bị như sau: tỉ lệ ethanol-nước là 1:1, thêm dung dịch HCl
1% sao cho pH = 1 (Nguồn: “Xác đinh hàm lượng anthocyanin của một số nguyên
liệu rau quả bằng phương pháp pH vi sai”, Huỳnh Thị Kim Cúc). Đem vỏ nguyên
liệu ngâm trong dung môi trong vòng 1h. Sau đó, đem lọc dung dịch với giấy lọc
thường, thu được dịch trích anthocyanin.

Bảng 4.1: Hàm lượng anthocyanin dịch trích
SVTH: Nguyễn Phước Sang

18