Báo cáo Đề tài Nghiên cứu quy trình chiết tách chất màu tự nhiên từ hoa đậu biếc (Clitoria ternatean) và ứng dụng trong chế biến một số thực phẩm
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT – NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO
BÁO CÁO ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH CHẤT MÀU TỰ NHIÊN TỪ HOA ĐẬU BIẾC
(CLITORIA TERNATEAN) VÀ ỨNG DỤNG TRONG
CHẾ BIẾN MỘT SỐ THỰC PHẨM.
Chủ nhiệm: TS. Nguyễn Thị Tuyết
Phối hợp: ThS. Trần Thị Duyên
BÀ RỊA-VŨNG TÀU - NĂM 2020
THÔNG TIN CHUNG CỦA ĐỀ TÀI
Tên đề tài : Nghiên cứu quy trình chiết tách chất màu tự nhiên từ hoa đậu biếc
(Clitoria ternatean) và ứng dụng trong chế biến một số thực phẩm.
Mã số:
Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Thị Tuyết
Danh sách cán bộ tham gia chính:
STT
1
Họ và tên
Học vi Chức danh
Đơn vị công tác
Trần Thị Duyên Thạc sỹ Giảng viên
Trường Đại học Bà Rịa – Vũng
Tàu
Nội dung chính: Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm:
Xây dựng quy trình trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc
Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến màu và độ bền màu của anthocyanin
Khảo sát sự ảnh hưởng tỷ lệ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin
Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly anthocyanin
Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly anthocyanin
Nghiên cứu tính kháng khuẩn và ứng dụng chất màu tự nhiên anthocyanin
vào một số thực phẩm.
Kết quả đạt được:
Đề tài tiến hành khảo sát được một số yếu tố tối ưu trong quá trình trích ly
chất màu tự nhiên anthocyanin từ hoa đậu biếc. Tiến hành trích ly với tỉ lệ nguyên
liệu và dung môi (hoa đậu biếc: etanol) là 1:10, tại nhiệt độ 60oC trong thời gian 2h.
Khảo sát ứng dụng của bột hoa đậu biếc vào một số loại thực phẩm và tính
kháng khuẩn của bột đối với vi khuẩn lactic và nấm men:
Bột khi ứng dụng vào thực phẩm có màu xanh biếc rất bắt mắt.
Bột không có tính kháng khuẩn nên sử dụng được trong thực phẩm có chứa
vi khuẩn lactic và nấm men.
Thời gian nghiên cứu: Từ 12/2018 – 7/2020
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI
(Ký và ghi rõ họ tên)
ii
MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT……………………………………………………….v
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................vi
DANH MỤC BẢNG..................................................................................................ix
LỜI MỞ ĐẦU.............................................................................................................1
Hoa đậu biếc ..............................................................................................4
Phân bố................................................................................................5
Công dụng ...........................................................................................5
1.5.1. Tình hình trên thế giới ............................................................................28
1.5.2. Tình hình trong nước..............................................................................29
Đối tượng nghiên cứu ..............................................................................31
i
Bố trí thí nghiệm......................................................................................31
màu từ hoa đậu biếc..........................................................................................33
anthocyanin từ hoa đậu biếc.............................................................................38
anthocyanin từ hoa đậu biếc.............................................................................40
anthocyanin từ hoa đậu biếc.............................................................................42
hoa đậu biếc sau khi sấy phun ........................................................................44
loại thực phẩm ..................................................................................................44
ii
hoa đậu biếc ....................................................................................................53
từ hoa đậu biếc..................................................................................................55
từ hoa đậu biếc..................................................................................................62
đậu biếc ...........................................................................................................63
Định tính anthocyanin..............................................................................65
thực phẩm.........................................................................................................66
Kết luận....................................................................................................75
iii
Kiến nghị..................................................................................................75
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................77
PHỤ LỤC..................................................................................................................80
iv
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cây hoa đậu biếc.........................................................................................4
Hình 1.2. Hoa đậu biếc................................................................................................4
Hình 1.10. Sơ đồ thiết bị chiết SFE ..........................................................................27
Hình 1.11. Sơ đồ thiết bị chiết ASE..........................................................................27
Hình 2.4. Bố trí thí nghiệm chọn pH thích hợp ........................................................36
Hình 2.9. Bố trí thí nghiệm chọn số lần chiết thích hợp...........................................43
Hình 3.1. Mẫu nước chiết ở nhiệt độ 60oC ...............................................................53
Hình 3.2. Mẫu nước chiết ở nhiệt độ 60oC sau 12h..................................................53
Hình 3.3. Mẫu nước chiết ở nhiệt độ thường............................................................53
Hình 3.5. Mẫu cồn chiết ở nhiệt độ 60oC..................................................................54
Hình 3.6. Mẫu cồn chiết ở nhiệt độ 60oC sau 12h ....................................................54
Hình 3.7. Mẫu cồn chiết ở nhiệt độ thường ..............................................................54
vi
Hình 3.8. Mẫu cồn chiết ở nhiệt độ thường sau 12h.................................................54
Hình 3.10. Màu sắc anthocyanin của hoa đậu biếc ở môi trường pH từ 1-14 ..........56
Hình 3.11. Dãy đổi màu của anthocyanin trong pH(ph = 5÷9) ................................57
Hình 3.18. Định tính mẫu bột màu............................................................................65
Hình 3.19. Định tính dung dịch chiết........................................................................65
Hình 3.23. Sản phẩm chứa 2g bột rau câu ............................................................67
Hình 3.24. Sản phẩm chứa 4g bột rau câu ............................................................67
Hình 3.25. Sản phẩm chứa 6g bột rau câu ................................................................68
Hình 3.26. Sản phẩm chứa 40g nếp ..........................................................................68
Hình 3.27. Sản phẩm chứa 50g nếp ..........................................................................68
Hình 3.28. Sản phẩm chứa 60g nếp ..........................................................................69
Hình 3.29. Sản phẩm chứa 40g bột bánh bò .............................................................69
Hình 3.30. Sản phẩm chứa 50g bột bánh bò .............................................................69
Hình 3.31. Bánh bao sau khi tạo hình.......................................................................70
Hình 3.32. Bánh bao chứa 0,8g bột màu...................................................................70
Hình 3.33. Bánh bao chứa 1g bột màu......................................................................70
Hình 3.34. Bánh bao chứa 1,2g bột màu...................................................................70
Hình 3.35. Môi trường lỏng vi khuẩn Lactic ............................................................71
Hình 3.36. Môi trường hansen của nấm men............................................................71
vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cây hoa đậu biếc .................................................6
Bảng 1.4. Một số chất màu tự nhiên thông dụng......................................................10
Bảng 1.5. Các nhóm chính của anthocyanin.............................................................12
Bảng 2.1. Tỷ lệ nguyên liệu/etanol………………………………………………...37
nguyên liệu/dung môi khác nhau ..............................................................................58
khoảng thời gian khác nhau ......................................................................................61
phương pháp khác nhau ............................................................................................62
Bảng 3.7. Bảng định tính mẫu hoa đậu biếc .............................................................66
ix
LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề bài
Chất màu thực phẩm là một phụ gia thực phẩm (PGTP) quan trọng, được sử
dụng không chỉ trong chế biến thực phẩm mà cả trong công nghiệp mỹ phẩm (kem
trang điểm, thuốc nhuộm tóc, …), dược phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác.
Nhu cầu về chất màu thực phẩm rất lớn và không ngừng tăng lên trong những năm
gần đây [33].
Nước ta do chưa sản xuất được chất màu thực phẩm nên tất cả đều phải nhập
từ nước ngoài. Một số trường hợp, sử dụng chất màu không đủ tiêu chuẩn gây ảnh
hưởng xấu tới sức khỏe người dùng. Vì thế, nghiên cứu cây nhuộm màu thực phẩm
và các chất màu từ chúng có ý nghĩa quan trọng đối với kinh tế xã hội của đất nước.
Anthocyanins, thuộc nhóm flavonoid, là sắc tố trong không bào thực vật tan
trong nước chịu trách nhiệm về màu đỏ sáng, tím hoặc màu xanh của hoa, vỏ, hạt,
quả và lá. Nguồn cung cấp anthocyanin chính trong quả ăn được là nho, anh đào,
mận, mâm xôi, dâu tây, táo, đào, việt quất... Nhóm rau có chứa sắc tố anthocyanin
là cà tím, bắp cải tím, tía tô, hoa đậu biếc... Cường độ và độ bền màu anthocyanin
phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần cấu trúc, nồng độ chất màu, pH, nhiệt
độ, ánh sáng, sự hiện diện của các chất màu khác, ion kim loại, enzyme, oxy,
vitamin C và đường,… [14], [20].
Bên cạnh các tính năng màu sắc của chúng, anthocyanins có gần đây đã thu
hút sự quan tâm nhiều hơn do chúng còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí
cho sức khỏe như khả năng chống oxy hóa, chống dị ứng, chống các tia phóng xạ,
chống viêm, chống vi khuẩn, chống đông huyết tạo các bệnh mạch vành và có tác
dụng bảo vệ tim mạch và thuốc giãn mạch vành [25], [19].
Anthocyanins không có độc tính và không có bất kỳ giới hạn tối đa cho các
ứng dụng trong thực phẩm. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong các hoạt động sản
xuất công nghiệp.
Chất màu anthocyanin có thể được nghiên cứu dựa vào ảnh hưởng có lợi của
chúng đối với sức khỏe con người [21] và các ứng dụng của chúng như sự lựa chọn
tiềm năng để thay thế màu sắc tự nhiên trong thực phẩm [26]. Do vậy, nghiên cứu
sử dụng anthocyanin làm chất màu thực phẩm là việc làm cần thiết, có ý nghĩa
nhằm khai thác, phát triển hơn nữa các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên.
1
Từ thực tế đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu quy trình tách
chiết chất màu tự nhiên từ hoa đậu biếc (Clitoria ternatean) và ứng dụng trong chế
biến một số thực phẩm”.
2. Mục đích nghiên cứu
Đề tài được thực hiện với mục đích khảo sát các điều kiện chiết tách chất
màu tự nhiên anthocyanin từ hoa đậu biếc, từ đó xây dựng được quy trình chiết tách
hiệu quả chất màu từ loại nguyên liệu này. Đồng thời định tính một số chất có trong
sản phẩm và ứng dụng nhuộm màu cho một số loại thực phẩm.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Với mục tiêu tìm ra chất màu thực phẩm từ thiên nhiên, an toàn, tốt cho sức
khỏe, dễ sử dụng từ hoa đậu biếc. Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm:
Xây dựng quy trình trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc;
Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến màu và độ bền màu của anthocyanin;
Khảo sát sự ảnh hưởng tỷ lệ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin;
Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly anthocyanin;
Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly anthocyanin;
Định tính sản phẩm cao và bột màu thu được;
Nghiên cứu tính kháng khuẩn và ứng dụng chất màu tự nhiên anthocyanin
vào một số thực phẩm.
4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập thông tin về số liệu
Thu thập thông tin từ sách, báo và các đề tài nghiên cứu khoa học đã có;
Thu thập, tìm kiếm dữ liệu từ Internet;
Tham khảo ý kiến của các chuyên gia.
Phương pháp phân tích
Tiến hành trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc, sau đó xác định hàm lượng
anthocyanin từ dịch chiết bằng phương pháp pH vi sai.
Phương pháp xử lý số liệu
Sử dụng phương pháp thống kê để xử lý số liệu;
2
Sử dụng phương pháp cơ sở dữ liệu (phần mềm Excel) kết hợp với thống
kê để xác định các yếu tố ảnh hưởng;
Sử dụng một số phần mềm tin học khác phục vụ cho việc phân tích và xử
lý số liệu.
5. Kết quả đạt được của đề tài
Đề tài tiến hành khảo sát được một số yếu tố tối ưu trong quá trình trích ly
chất màu tự nhiên anthocyanin từ hoa đậu biếc. Tiến hành trích ly với tỉ nguyên
liệu: dung môi (hoa đậu biếc: etanol) là 1:10, tại nhiệt độ 60oC trong thời gian 2h.
Khảo sát ứng dụng của bột hoa đậu biếc vào một số loại thực phẩm và tính
kháng khuẩn của bột đối với vi khuẩn lactic và nấm men:
Bột khi ứng dụng vào thực phẩm có màu xanh biếc rất bắt mắt.
Bột không có tính kháng khuẩn nên sử dụng được trong thực phẩm có chứa
vi khuẩn lactic và nấm men.
6. Cấu trúc của đồ án
Đồ án gồm có 3 chương:
Chương 1. Tổng quan tài liệu
Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3. Kết quả thực nghiệm và thảo luận
3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Hoa đậu biếc
1.1.1. Tên khoa học và mô tả [31]
Hình 1.1. Cây hoa đậu biếc
Hình 1.2. Hoa đậu biếc
Cây hoa đậu biếc còn gọi đậu hoa tím hay bông biếc, tên khoa học Clitoria
ternatean, thuộc họ đậu. Đậu biếc là một cây họ đậu lâu năm, loại thảo, leo, thân và
cành mảnh có lông.
Lá: hình bầu dục, nhọn ở đầu màu xanh đậm, có gân nổi rõ, giống lá cỏ lạc
cảnh, đặc biệt lá xanh quanh năm.
Hoa: có màu tím, màu trắng, với hình dáng lạ mắt dạng trứng ngược. Hoa
này mọc thành chùm hay riêng lẻ rất sai hoa.
Quả: dài từ 4 đến 13 cm, giống như đậu ván, khi non có màu xanh khi già thì
quả có màu nâu đốm từ 6 đến 10 hạt.
Chi Đậu biếc (danh pháp: Clitoria) thuộc họ Fabaceae và tiểu họ
Papgroupaceae. Có nguồn gốc từ châu Á nhiệt đới và sau đó được phân phối rộng
rãi ở Nam và Trung Mỹ, Đông và Tây Ấn, Trung Quốc và Ấn Độ.
Cây hoa đậu biếc thuộc loại cây thân leo khỏe mạnh, dễ trồng và chăm sóc,
chịu được nắng nóng và hạn rất tốt, sợ rét, ít sâu bệnh. Nhiệt độ ưa thích của đậu
biếc là từ 20-32oC.
4
1.1.2. Phân bố [34]
Clitoria ternatea là một trong những cây trồng địa phương có dược tính,
có nguồn gốc từ châu Á nhiệt đới và sau đó được phân phối rộng rãi ở Nam và
Trung Mỹ, Đông và Tây Ấn, Trung Quốc và Ấn Độ.
Đất trồng đậu biếc là các loại đất tơi xốp, nhiều mùn, giàu dinh dưỡng, thoát
nước tốt.
Ở nước ta, cây Đậu biếc có nhiều ở Quảng Ninh, Ninh Bình, Huế, Đà Nẵng,
Khánh Hòa, Bình Thuận và khu vực đồng bằng sông Cửu Long.
1.1.3. Công dụng [35]
Hoa thường được sử dụng để nhuộm bánh gạo ở Malaysia và được ăn như
rau ở Ấn Độ và Philippines…
Trong y học cổ truyền, cây được sử dụng trong điều trị vàng da, đau nửa đầu,
viêm họng, nhiễm trùng mắt, bệnh ngoài da, hen suyễn, sưng khớp, đau tai, sốt,
nhiễm trùng đường tiết niệu, táo bón, rắn cắn, nhức đầu, khó tiêu, bệnh phong và rối
loạn hệ thần kinh trung ương. Các chất chiết xuất khác nhau của nó có tác dụng
dược lý được báo cáo như nootropic, anxiolytic, thuốc chống co giật, thuốc an thần,
chống viêm, chống tiểu đường, chống oxy hóa, chống căng thẳng, điều hòa miễn
dịch, chống nhiễm trùng, chống oxy hóa và tăng cường trí nhớ. Công dụng các
thành phần của cây hoa đậu biếc được thể hiện rõ qua bảng 1.1 dưới đây.
Bảng 1.1. Chức năng các thành phần của cây hoa đậu biếc
Thành phần
Hoa
Chức năng
Tài liệu tham khảo
Làm màu thực phẩm.
[16]
Rễ
Giải lo âu, thuốc chống [16]
trầm cảm, thuốc chống co
giật.
Thân
Điều trị bệnh tình dục [15]
chẳng hạn như: vô sinh
và bệnh lậu.
5
Trích xuất của hoa đậu
biếc
Ổn định nhiệt
[21]
1.1.4. Thành phần hóa học của hoa đậu biếc [36]
Hoa đậu biếc chứa một este và một chất nhựa glycosid. Nó chứa
anthoacyanin, blue proanthocyanidin là một chất chống oxy hóa mạnh. Terahara và
cộng sự [27] đã phân lập sáu anthocyanins chính từ hoa đậu biếc C. ternatea với
cấu trúc đặc trưng là malonylationdelphinidin, thu được chuỗi cạnh 3’5 với D-
glucose xen kẽ và bốn axit p-coumaric với một phân tử axit malonic. Delphinidin
glucoside là anthocyanin chính tạo ra màu xanh lam đặc biệt của loại hoa này.
Các thành phần hóa học chính được tìm thấy ở Clitoria ternatea là các
triterpenoids pentacyclic như taraxerol và taraxerone. Trong rễ có sự hiện diện của
ternatins, ancaloit, flavonoid, saponin, tannin, carbohydrate, protein, nhựa, tinh bột,
taraxerol và taraxerone [28].
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cây hoa đậu biếc (24)
STT Tên của hợp chất
Cấu trúc
1
Kaempferol
2
Quereetin
3
4
Myriceti
Taxaxerol
6
5
6
Tannic acid
3-monogluciside
7
8
β-sitosterol
Delphinidin-3,5-
diglucoside
9
Malvidin -3-β-
glucoside
10
11
p-hydroxycinnamic
acid
Ethy-α –D
galactopyranoside
7
12
Anthoxanthin
glucoside
1.2. Tổng quan về chất màu thực phẩm [11]
1.2.1. Tầm quan trọng của chất màu trong chế biến thực phẩm
Màu sắc là một trong những chỉ tiêu cảm quan quan trọng đầu tiên đối với
mỗi sản phẩm thực phẩm. Quan trọng hơn hết là màu sắc ảnh hưởng tới chất lượng,
mùi vị, độ ngọt của thực phẩm. Nếu giữa màu sắc và mùi vị không có sự tương ứng,
phù hợp lẫn nhau thì người tiêu dùng sẽ không cảm nhận được chính xác được mùi
vị và chất lượng của thực phẩm. Thực vậy, trong một nghiên cứu của nhà thực
phẩm học Johnson với đề tài “Bảo vệ thực phẩm” năm 1983 đã chứng minh rằng vị
ngọt của nước giải khát trái dâu sẽ tăng lên 2-12% nếu ta tăng hàm lượng của chất
màu của loại nước giải khát này. Do vậy, việc sử dụng các chất màu trong chế biến
thực phẩm là điều rất cần thiết.
1.2.2. Vai trò chất màu thực phẩm
Chất màu thực phẩm mặc dù không có ý nghĩa nhiều về mặt dinh dưỡng,
nhưng có những chức năng quan trọng sau đây:
Đảm bảo sự đồng nhất về màu sắc thực phẩm từ lô sản phẩm này đến lô sản
phẩm khác.
Tăng cường màu sắc tự nhiên vốn có của thực phẩm để thu hút người tiêu
dùng.
Làm cho người tiêu dùng chú ý đến mùi vị tự nhiên của thực phẩm do giữa
màu sắc và mùi vị thường có quan hệ với nhau.
Tạo màu cho một số thực phẩm vốn không màu hay có màu nhạt (như các
loại kẹo, snack, nước giải khát,...) nhằm làm gia tăng giá trị cảm quan của chúng.
Phục hồi lại vẻ bên ngoài của thực phẩm do chất màu bị biến đổi trong quá
trình chế biến [13].
8
1.2.3. Phân loại chất màu thực phẩm [7]
Chất màu thực phẩm được chia làm 3 nhóm chính: chất màu vô cơ, chất
màu hữu cơ tổng hợp và chất màu tự nhiên.
a) Chất màu vô cơ:
Vào trước thế kỷ 20, phần lớn chất tạo màu thực phẩm đều có nguồn gốc từ
các loại khoáng vật tự nhiên độc hại.
Ví dụ: CuSO4 dùng để tạo màu cho các loại dưa chua; phèn nhôm để tẩy
trắng bánh mì; phẩm màu đỏ chứa Pb hay HgSO4,.... để tạo màu cho pho mát. Tuy
nhiên, cùng với việc ban hành những quy định về an toàn thực phẩm của Hoa Kỳ
năm 1960, ngành công nghiệp thực phẩm dần dần chuyển sang sử dụng các loại
chất màu hữu cơ tổng hợp.
b) Chất màu hữu cơ tổng hợp:
Là các chất màu được tổng hợp bằng phương pháp hóa học.
Các loại chất màu hữu cơ tổng hợp được chia làm 3 nhóm:
o Nhóm A: gồm các chất không mang độc tính nhưng gây ngộ độc tích lũy.
Bảng 1.3. Liều sử dụng cho phép của một số chất màu hữu cơ tổng hợp
Liều lượng sử dụng (mg/kg
Loại chất màu
trọng lượng)
0 – 0,l5
0 – 5,00
0 – 7,50
Amarant (ký hiệu CI.16185)
Vàng mặt trời (ký hiệu CI.15985)
Tartrazin (ký hiệu CI.19140)
o Nhóm B: gồm 5 loại màu là β-caroten tổng hợp, xanh lơ VRS (ký hiệu
CI.42090), erythrozin (ký hiệu CI.45430), indigocarmin (ký hiệu CI.73015), xanh
lục sáng FCF.
o Nhóm C: bao gồm tất cả các loại màu hữu cơ tổng hợp khác nhau chưa được
nghiên cứu hoặc nghiên cứu không rõ ràng.
Chất màu hữu cơ tổng hợp có ưu điểm là tạo ra nhiều màu sắc phong phú, rẻ
tiền, và tiện lợi trong việc chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, hiện nay một số chất màu
hữu cơ tổng hợp (đặc biệt là thuốc nhuộm azo) bị hạn chế sử dụng do người ta nghi
ngại về những ảnh hưởng không tốt của nó đối với sức khỏe con người. Chẳng hạn,
một số nghiên cứu gần đây phát hiện những enzym trong ruột non có khả năng xúc
9
Tải về để xem bản đầy đủ
98 trang
20460
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Báo cáo Đề tài Nghiên cứu quy trình chiết tách chất màu tự nhiên từ hoa đậu biếc (Clitoria ternatean) và ứng dụng trong chế biến một số thực phẩm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bao_cao_de_tai_nghien_cuu_quy_trinh_chiet_tach_chat_mau_tu_n.pdf
