Các hợp chất màu và mùi của rau trái 55

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 khơng bào, có màu đỏ , xanh, vàng.
 Betalains: có trong khơng bào, tạo sắc tố vàng và đỏ.
Trang 1


Nhiệm vụ chính của những sắc tố này là lơi 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 q 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 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

Anthocyanins

Dâu, Raspberry, Cherry,
Cranberry, Lựu, Táo, Nho đỏ

Lycopene

Cà chua, Bưởi đỏ, Dưa hấu

Betacyanins

Củ cải đường

Beta-carotene

Cà rốt, Xồi, Mơ, Cantelope, Bí đỏ,
Khoai lang

Betacryptoxanthin

Cam, Qt

XANH/TÍM

Anthocyanins

Blueberry, Mận, Cà, Nho xanh

VÀNG

Lutein,
Zeaxantin

Bắp, Bơ

Curcumin

Cà ri

ĐỎ

CAM

Trang 2


XANH LÁ

CÂY
ĐEN

Chlorophyll

Bông cải xanh, Cải xoăn, Rau bina,
Cải bắp, Măng tây, Trà xanh

Thearubigens

Trà đen

Anthocyanins

Blackberry

Bảng 2: Tính chất của các hợp chất màu tự nhiên
Hợp chất tạo màu
Chlorophyll
Carotenoids
Anthocyanins
Flavonoids

Số hợp
chất hiện
có
<50
>300
<150

Màu

Các tác nhân nhạy
cảm

Xanh lá

Nhiệt, acid, kiềm, ion
kim loại
Ánh sáng. Oxy, acid,
nhiệt
pH, nhiệt, ánh sáng,
cation kim loại

Vàng , cam ,
đỏ
Đỏ, xanh

>600
Vàng

Oxy, acid mạnh, nhiệt

I.2 Sự phát sinh các hợp chất màu
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)

Màu

400 –
460

460 –
490

490 –
575

575 –
590

590 –
630

630 780

Tím

Xanh

Lục

Vàng

Cam

Đỏ

Trang 3


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

Trang 4


II. Các hợp chất màu và những biến đổi trong bảo quản và chế biến
rau quả
Bảng 4: Phân nhóm và cấu trúc các hợp chất màu trong rau quả
Nhóm màu
Loại cấu trúc
Màu
Chlorophylls
Hydroxychlorophylls
Porphyrins

Xanh lục
Pyrochlorophylls
Porphyrins
Xanh lục
Chlorophyllides
Porphyrins
Xanh lục
Pyrorochlorophyllides
Porphyrins
Xanh lục
Pheophytins
Porphyrins
Nâu Olive
Pyropheophytins
Porphyrins
Nâu Olive
Hydroxypheophytins
Porphyrins
Nâu Olive
Pheophorbides
Porphyrins
Nâu Olive
Pyropheophorbides
Porphyrins
Nâu Olive
Carotenoids
Lycopene
β-Carotene
α-Carotene
β -Cryptoxanthin

α-Cryptoxanthin
Zeaxanthin
Lutein
Violaxanthin
Capsanthin
Flavonoids
Cyanidins glycosides
Delphinidins
glycosides Malvidins
glycosides

Carotene – acyclic
Carotene – acyclic
Carotene – acyclic
Xanthophyll –
bicyclic
Xanthophyll –
bicyclic
Xanthophyll –
bicyclic
Xanthophyll –
bicyclic
Xanthophyll –
bicyclic
Xanthophyll –
bicyclic
Flavones

Đỏ
Cam

Vàng
Cam
Vàng - cam
Vàng - cam
Vàng
Vàng
Đỏ
Vàng
Cam – đỏ
Xanh – đỏ
Xanh – đỏ
Cam
Cam – đỏ
Trang 5


Pelargonidins
glycosides
Peonidins glycosides
Petunidins glycosides
Betalains

Flavonols
Anthocyanidins
Anthocyanidins
Anthocyanidins
Anthocyanidins
Anthocyanidins
Anthocyanidins

Xanh – đỏ
Đỏ
Vàng

Betacyanins
Betaxanthins

II.1 Chlorophylls

Trang 6


Bơng cải
Bưởi
Xồi
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 CO2 và H2O

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 q 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 vịng pyrol. Các
vịng này liên kết phối trí với ion Mg2+. 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
Trang 7


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 trị
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.
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
Trang 8


phytol cố định lên màng thylakoid, cịn vịng 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, ln 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 + MgX2

(màu chlorophyll)(màu pheophytin)
Kết quả là tạo ra pheophytin có màu xanh olive.

Trang 9


b. Khi cho tác dụng với các kiềm nhẹ như carbonate kiềm, kiểm thổ
thì chúng sẽ trung hịa acid và muối acid của dịch tế bào và tạo nên môi
trường kiềm làm cho chlorophyll bị xà phịng hóa thành rượu phytol,
methanol và acid chlorophyllinic.
Chlorophyll a + kiềm  (C32H30ON4Mg) (COONa)2 + CH3OH +
rượu phytol
Chlorophyll b + kiềm  (C32H28ON4Mg) (COONa)2 + CH3OH +
rượu phytol
Các acid (C32H30ON4Mg) (COONa)2 và (C32H28ON4Mg) (COONa)2
thu được do xà phịng 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 cịn 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 q 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 khơng 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 (CO2) 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

Trang 10


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 11


Chloroph
(kh

Pyroph
(nâu

Hydrox
(n

Trang 12


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 khơng 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 q trình này.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi của Chlorophyll trong q trình
bảo quản

 Lồi 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

Trang 13


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 ngị
tây.
− Quả có đỉnh hơ hấp thì sự phá hủy chlorophyll trong q trình
chín diễn ra nhanh hơn quả khơng có đỉnh hơ hấp…
 Enzyme:
− Trong q trình chín, các enzyme chlorophyllase, Mg-dechetase
được hoạt hóa và thực hiện các phản ứng làm biến đổi màu sắc của
chlorophyll.
− Ngồi ra sự mất màu của chlorophyll cịn diễn ra song song với
q trình oxy hóa, được xúc tác bởi các enzyme lipoxygenase,
peroydase, oxygenase.
− Q trình oxy hóa lipid bắt đầu bằng sự tích tụ các acid béo ở
màng tế bào trong suốt q 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 khơng 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.
 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.

Xồi xanh

Xồi chín

Trang 14


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 250C.
 Nồng độ CO2:
− Nồng độ CO2 cao có thể cản trở việc giảm hàm lượng
chlorophyll, đồng thời nếu nồng độ CO2 cao cịn 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 bơng sau 6 tuần bảo quản với 2%O 2 + 6% CO2 ở 4OC. Ngược lại,
60% chlorophyll bị mất sau 4 tuần bảo quản trong điều kiện khơng 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 thơ như tỏi tây và cà rốt. Chất lượng rau quả làm lạnh đưa đến tay
người tiêu dùng có thể khơng 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÷ 40oC.
− Đậu Hà Lan, đậu xanh, cải Brussels và rau bina là một trong
những loại rau quả lạnh đơng được ưa chuộng nhất. Trong q 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

Trang 15


lượng chlorophyllide, pheophytin và pheophorbide tăng. Nguyên nhân là
do họạt động của các enzyme chlorophyllase , peroxydase.

Bông cải tươi
Bông cải lạnh đơng
− Do đó với rau quả lạnh đơng 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 oC thì; cịn trữ ở -18oC thì
mất đi trong 30-43 tháng.
− Việc mất dần chlorophyll của đậu xanh sẽ xảy ra khi đậu xanh
được bảo quản ở -9oC trong 20 tháng mà không được đem chần trước do
Buckle và Edward theo dõi (1970) được thể hiện ở giản đồ sau:

Trang 16

Hình 8: Sự biến đổi của chlorophyll ở đậu xanh không chần trước
khi trữ lạnh ở -9oC
II.1.3.1 Trong chế biến
II.1.3.1.1 Biến đổi trong rau quả fresh-cut
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 (khơng 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.
Ánh sáng, O2

Chlorophyll
(xanh lá)

Chlorophyll breakdown
(khơng màu)

Ví dụ: dưa chuột bị mất màu trong điều kiện có ánh sáng, nhiệt độ 15 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
o

Trang 17


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.
Ánh sáng, lipid, lipoxygenase

Chlorophyll
breakdown
(xanh lá)

Chlorophyll
(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 – 105oC 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 đơng.
Đóng hộp:
Thường được thực hiện ở 121oC trong 25-40 phút hoặc 115oC 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:
Thực hiện ở khoảng 60-85oC, 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 q trình bảo quản dài hạn. Nước có
Trang 18


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 60oC 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
thốt ra ngồi. Khi lớp màng tế bào chất bị phá vỡ, các phân tử acid
cùng được giải phóng ra ngồi, các acid này sẽ kết hợp với chlorophyll
tạo thành pheophytin làm mất dần màu xanh lá và chuyển thành màu
xanh oliu (q 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 oC 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 bơng cải là mơi 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 19


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 hồn tồn, 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 khơng 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 khơng có ảnh
hưởng đáng kể lên tổng hàm lượng chlorphyll và pheophytin vì hàm

Trang 20


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 lị 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 q 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 121o C trong 30 phút màu chlorophyll trong rau bina chuyển
thành màu của pheophytin.
 Quá trình tách nước
Thời gian tách nước dài, đặc biệt là ở nhiệt độ cao dẫn đến các sản
phẩm có chất lượng khơng 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 ngị sấy khô ở nhiệt độ 80-90oC, 3-7 % chlorophyll
chuyển thành pheophytin; cịn ở 100oC và 140oC thì lượng này là 1215%. Khi sấy khơ 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 oC so
với 55-600C.
Như vậy, việc mất màu chlorophyll sẽ giảm sau khi sấy khơ 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
Trang 21


Phương pháp
Khơng xử lý
Có chần
Khơng chần

Nhiệt độ
sấy
o

40 C
60oC
40oC
60oC

Chlorophyll
a+b
100
99
69
60
37

Pheophytin a+b
100
158
134
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 q trình muối. Cịn q 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 khơng khí. Việc thêm acid làm
giảm pH của sản phẩm, tạo điều kiện thích hợp cho sự lên men. Trong
q 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 vịng benzen như acid
benzoic acid. Đó là do các acid vịng 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 22


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
Trang 23

trong tự nhiên hàng năm là 108 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).
Trong trái cây và hoa, vai trị 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 trị 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

Trang 24


II.2.1 Tính chất
Carotenoid là nhóm chất màu hịa 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 đơi ln hợp tạo nên những nhóm mang màu của chúng. Màu
của chúng phụ thuộc vào những nhóm này.

Trang 25