Các hợp chất màu và mùi của rau trái

Các hợp chất màu và mùi của rau trái

Phần 1:CÁC CHẤT MÀU TRONG RAU QUẢ

I. Sơ lược về các chất màu trong rau quả

I.1 Giới thiệu chung

Chất lượng của sản phấm thực phẩm không những bao hàm giá trị dinh dưỡng mà còn bao

hàm cả giá trị cảm quan. Màu sắc của các sản phẩm thực phẩm là một chỉ số quan trọng của giá

trị cảm quan.

Hình 1: Sự phân bố các sắc tố trong tế bào

Chú thích:

1: Chlorophyl

2: Carotenoid

3: Anthocyanin

Màu của rau quả phụ thuộc vào các hợp chất chứa màu. Các chất màu đó có thể chia ra bốn

nhóm chính là

 Chlorophylls: diệp lục hay chất màu xanh lá.

 Carotenoids: có trong lục lạp, cho quả và rau màu vàng, cam và màu đỏ

 Flavonoids: có trong không bào, có màu đỏ , xanh, vàng.

 Betalains: có trong không bào, tạo sắc tố vàng và đỏ.

Nhiệm vụ chính của những sắc tố này là lôi cuốn côn trùng và động vật mang hạt giống từ

nơi này đến nơi khác. Đối với con người, màu sắc trái cây là tiêu chuẩn đầu tiên để đánh giá chất

lượng trái cây. Vì thế, hiểu biết về các tính chất hóa sinh và sinh lý của các quá trình sinh tổng

hợp và dị hóa của các sắc tố là nền tảng để ta hiểu về cơ chế tạo màu của các sắc tố trong rau trái.

Hơn nữa, hiểu biết về thành phần các sắc tố cũng giúp ta đánh giá hiệu quả của các quá trình xử

lý sau thu hoạch trong việc giữ được màu sắc, chất lượng và kéo dài thời gian thời gian bảo quản

rau trái và các sản phẩm từ rau trái. Ví dụ như trong trường hợp dú chín quả olive thì màu sắc

Trang 1

Các hợp chất màu và mùi của rau trái

của vỏ quả là do anthocyanins nhưng màu của quả olive lại do chlorophylls và carotenoids quyết

định. Tóm lại, phân tích các thành phần sắc tố của rau trái giúp chúng ta tối ưu hóa các quá trình

xử lý sau thu hoạch trong suốt quá trình thu hoạch, bảo quản và vận chuyển.

Bảng 1: Các sắc tố tạo màu chiếm ưu thế trong rau trái

CÁC SẮC TỐ CHÍNH TRONG RAU TRÁI

MÀU SẮC TỐ RAU TRÁI

ĐỎ

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

đỏ

Lycopene Cà chua, Bưởi đỏ, Dưa hấu

Betacyanins Củ cải đường

CAM Beta-carotene Cà rốt, Xoài, Mơ, Cantelope, Bí đỏ, Khoai lang

Beta￾cryptoxanthin Cam, Quýt

XANH/TÍM Anthocyanins Blueberry, Mận, Cà, Nho xanh

VÀNG Lutein, Zeaxantin Bắp, Bơ

Curcumin Cà ri

XANH LÁ CÂY Chlorophyll Bông cải xanh, Cải xoăn, Rau bina, Cải bắp, Măng

tây, Trà xanh

ĐEN Thearubigens Trà đen

Anthocyanins Blackberry

Bảng 2: Tính chất của các hợp chất màu tự nhiên

Hợp chất tạo màu Số hợp chất

hiện có

Màu Các tác nhân nhạy cảm

Chlorophyll

Carotenoids

Anthocyanins

Flavonoids

<50

>300

<150

>600

Xanh lá

Vàng , cam , đỏ

Đỏ, xanh

Vàng

Nhiệt, acid, kiềm, ion kim loại

Ánh sáng. Oxy, acid, nhiệt

pH, nhiệt, ánh sáng, cation kim

loại

Oxy, acid mạnh, nhiệt

I.2 Sự phát sinh các hợp chất màu

Trang 2

Các hợp chất màu và mùi của rau trái

Màu của một vật là do sự phản xạ đến mắt của ánh sáng trắng khi mất đi một số bức xạ do

vật hấp thụ.

Bảng 3: Dãy bước sóng hấp thụ của các chất màu

Bước sóng

(nm) 400 – 460 460 – 490 490 – 575 575 – 590 590 – 630 630 - 780

Màu Tím Xanh Lục Vàng Cam Đỏ

Một chất có màu có nghĩa là chất đó có khả năng hấp thụ bức xạ. Sự hấp thụ bức xạ của một

số chất phụ thuộc vào cấu tạo của chất đó. Đặc biệt là các nhóm chức, vì mỗi nhóm chức có khả

năng hấp thụ một loại bức xạ nhất định (đây là cơ sở của phương pháp phân tích quang phổ).

Khả năng hấp thụ của một nhóm chức lại phụ thuộc vào cấu tạo của nhóm chức đó: các dạng liên

kết, dạng đồng phân, và các loại nguyên tố hóa học (chính xác là phụ thuộc vào cấu hình

electron, các trạng thái kích thích…).

Ví dụ: Carotene có màu vàng hay đỏ là do chúng hấp thụ cực đại ở bước sóng 497nm (ứng

với màu lục) nên màu bổ túc ( tổng hợp màu của các bức xạ phản xạ lại) hay là màu quan sát

được là vàng đỏ

Hình 2: Quang phổ hấp thụ của các hợp chất màu

II. Các hợp chất màu và những biến đổi trong bảo quản và chế biến rau quả

Trang 3

Các hợp chất màu và mùi của rau trái

Bảng 4: Phân nhóm và cấu trúc các hợp chất màu trong rau quả

Nhóm màu Loại cấu trúc Màu

Chlorophylls

Hydroxychlorophylls

Pyrochlorophylls

Chlorophyllides

Pyrorochlorophyllides

Pheophytins

Pyropheophytins

Hydroxypheophytins

Pheophorbides

Pyropheophorbides

Carotenoids

Lycopene

β-Carotene

α-Carotene

β -Cryptoxanthin

α-Cryptoxanthin

Zeaxanthin

Lutein

Violaxanthin

Capsanthin

Flavonoids

Cyanidins glycosides

Delphinidins glycosides

Malvidins glycosides

Pelargonidins glycosides

Peonidins glycosides

Petunidins glycosides

Betalains

Porphyrins

Porphyrins

Porphyrins

Porphyrins

Porphyrins

Porphyrins

Porphyrins

Porphyrins

Porphyrins

Carotene – acyclic

Carotene – acyclic

Carotene – acyclic

Xanthophyll – bicyclic

Xanthophyll – bicyclic

Xanthophyll – bicyclic

Xanthophyll – bicyclic

Xanthophyll – bicyclic

Xanthophyll – bicyclic

Flavones

Flavonols

Anthocyanidins

Anthocyanidins

Anthocyanidins

Anthocyanidins

Anthocyanidins

Anthocyanidins

Betacyanins

Betaxanthins

Xanh lục

Xanh lục

Xanh lục

Xanh lục

Nâu Olive

Nâu Olive

Nâu Olive

Nâu Olive

Nâu Olive

Đỏ

Cam

Vàng

Cam

Vàng - cam

Vàng - cam

Vàng

Vàng

Đỏ

Vàng

Cam – đỏ

Xanh – đỏ

Xanh – đỏ

Cam

Cam – đỏ

Xanh – đỏ

Đỏ

Vàng

II.1 Chlorophylls

Trang 4

Các hợp chất màu và mùi của rau trái

Bông cải Bưởi Xoài

Hình 3: Một số loại rau trái có chứa chlorophylls

Hình 4: Cấu trúc Chlorophylls dưới kính hiển vi

Chlorophyll (diệp lục tố) là một sắc tố màu lục ở thực vật, tồn tại khắp nơi trong các bộ phận

ăn được của rau quả: rễ, thân , lá, hoa , quả, hạt và ít hơn ở chồi. Chlorophyll tập trung nhiều ở lá

và ít hơn ở quả và hoa. Chlorophyll tồn tại trong lục lạp, xúc tác cho phản ứng quang hóa sinh

học tổng hợp glucose từ CO2 và H2O

Trang 5

Các hợp chất màu và mùi của rau trái

Ở thực vật, Chlorophyll thường có khả năng che khuất các màu khác khiến cho lá cây có màu

xanh đặc trưng. Chỉ có vài trường hợp đặc biệt, Chlorophyll mới bị che bởi màu khác. Nhưng

trong quá trình quả chín hoặc lá già thì màu xanh chlorophyll bị mất đi, thay thế bằng màu của

chất khác.

II.1.1 Cấu tạo

Chlorophyll là một hợp chất của porphyrin gồm 4 vòng pyrol. Các vòng này liên kết phối trí

với ion 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 đó dẫn đến sự khác nhau về màu sắc thể hiện:

chlorophyll màu xanh, hemichromes màu đỏ. Như vậy, nguyên tử kim lọai trung tâm có vai trò

nhất định trong việc tạo màu của hợp chất.

Hình 5: Cấu trúc chlorophyll

Trong các loại cây thì tỉ lệ giữa chlorophyll a và chlorophyll b biến đổi trong khoảng từ 1

đến 3, tùy thuộc vào nhiều yếu tố: loại cây và môi trường. Những cây tiếp xúc nhiều với ánh

nắng mặt trời thì có xu hướng là có tỷ số chlorophyll a / chlorophyll b cao hơn những cây ít tiếp

xúc với ánh nắng mặt trời.

Trang 6

Các hợp chất màu và mùi của rau trái

Trong thành phần xanh của cây, chlorophyll có trong tổ chức đặc biệt, phân tán trong

nguyên sinh chất gọi là lục lạp hoặc hạt diệp lục. Hạt diệp lục có cấu trúc 2 màng thylakoid, trên

2 màng này là chlorophyll liên kết với protein. Tính chất lưỡng tính của chlorophyll cho phép

chuỗi phytol cố định lên màng thylakoid, còn vòng porphyrin thì liên kết với protein (theo

Heaton và Marangoni 1996, Salisbury và Ross 1985), tạo nên cấu trúc gọi là hệ thống quang hóa.

Trong cây, luôn có 2 hệ thống quang hóa là PSI và PSII.

Hình 6: Quang phổ hấp thụ của chlorophyll a và b

II.1.2 Tính chất

a. Dưới tác dụng của nhiệt độ và acid của dịch bào, màu xanh bị mất đi là do protein bị

đông tụ làm cho liên kết giữa chlorophyll và protein bị đứt,do đó chlorophyll dễ dàng tham gia

phản ứng:

Chlorophyll + 2HX  Pheophytin + MgX2

(màu chlorophyll) (màu pheophytin)

Kết quả là tạo ra pheophytin có màu xanh olive.

b. Khi cho tác dụng với các kiềm nhẹ như carbonate kiềm, kiểm thổ thì chúng sẽ trung hòa

acid và muối acid của dịch tế bào và tạo nên môi trường kiềm làm cho chlorophyll bị xà phòng

hóa thành rượu phytol, methanol và acid chlorophyllinic.

Trang 7