Nghiên cứu chiết xuất chất màu betacyanin từ vỏ quả thanh long hylocereus spp

66 3,406 20
  • Loading ...
1/66 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 15/08/2014, 14:34

i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô trong khoa Chế biến đã hết lòng giảng dạy, truyền đạt cho chúng em những kiến thức cơ bản về lĩnh vực công nghệ thực phẩm - là hành trang quý giá cho em vững bước vào đời. Tôi vô cùng biết ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô phụ trách Bộ môn Hóa, phòng thí nghiệm Hóa Cơ bản và phòng thí nghiệm Công nghệ Thực phẩm. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Hoàng Thị Huệ An đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin cảm ơn gia đình và bạn bè tôi đã luôn động viên, giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến quý báu, giúp tôi hoàn thiện hơn đề tài tốt nghiệp này. Nha Trang, tháng 7 năm 2010 Sinh viên NGUYỄN THỊ DÂU ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANG MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU 1 Phần 1. TỔNG QUAN 3 1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU THỰC PHẨM [4] 3 1.1.1. Tầm quan trọng của việc sử dụng chất màu trong chế biến thực phẩm 3 1.1.2. Vai trò chất màu thực phẩm 3 1.1.3. Phân loại chất màu thực phẩm 3 1.1.4. Nguyên tắc sử dụng chất màu thực phẩm 6 1.2. TỔNG QUAN VỀ THANH LONG 6 1.2.1. Tên gọi 6 1.2.2. Đặc điểm hình thái 7 1.2.3. Đặc điểm sinh trưởng 7 1.2.4. Phân loại thanh long 9 1.2.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long ở Việt Nam và trên thế giới .10 1.3. GIỚI THIỆU VỀ CHẤT MÀU BETACYANIN [4][5] 11 1.3.1. Khái niệm vế chất màu betalain và betacyanin: 11 1.3.2. Cấu trúc hóa học của các betalain và betacyanin 12 1.3.3. Tính chất vật lý và hóa học của betacyanin: 13 1.3.4. Chức năng sinh học và ứng dụng 15 1.3.5. Tình hình khai thác và ứng dụng betacyanin tự nhiên làm chất màu thực phẩm 16 1.4. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT 17 iii 1.4.1. Các khái niệm cơ bản về quá trình chiết 17 1.4.2. Các phương pháp chiết 19 1.4.3. Vài kỹ thuật chiết hiện đại dùng để chiết xuất chất màu tự nhiên 20 Phần 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 23 2.1.1. Vật liệu nghiên cứu 23 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị 23 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.2.1. Xác định thành phần khối lượng của quả thanh long: 24 2.2.2. Xác một số thành phần hóa học của vỏ thanh long 24 2.2.3. Quy trình dự kiến sản xuất betacyanin từ vỏ quả thanh long 24 2.2.4. Xác định điều kiện thích hợp chiết betacyanin từ vỏ thanh long 26 2.2.5. Lựa chọn quy trình thích hợp chiết betacyanin: 30 2.2.6. Nghiên cứu phương pháp bảo quản dịch chiết betacyanin 30 2.2.7. Thử nghiệm quy trình chiết - Đánh giá chất lượng sản phẩm 32 2.2.8. Xử lý số liệu 32 Phần 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33 3.1. Thành phần khối lượng của quả thanh long 33 3.2. Một số thành phần hóa học của vỏ thanh long 34 3.3. Xây dựng quy trình chiết betacyanin từ vỏ quả thanh long 34 3.3.1. Chọn dung môi chiết 34 3.3.2 Chọn tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 35 3.3.3. Chọn thời gian chiết và số lần chiết 36 3.3.4. So sánh hiệu suất chiết của hai phương pháp 40 3.4. Kết quả khảo sát độ bền màu của dịch chiết betacyanin 42 3.4.1. Khi không bổ sung vitamin C 42 3.4.2.Khi bổ sung vitamin C 44 3.5. Hoàn thiện quy trình chiết sản xuất chất màu betacyanin từ vỏ quả thanh long – Sản xuất thử nghiệm và đánh giá chất lượng sản phẩm 45 iv 3.6. Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm 49 KẾT LUẬN 50 Ý KIẾN ĐỀ XUẤT 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT A Absorbance Độ hấp thụ D Dilution factor Hệ số pha loãng H Hour giờ H 2 O Water Nước HPLC (hay: LC) High-Performance Liquid Chromatography Sắc ký lỏng hiệu năng cao MeCN Acetonitrile Axetonitril Min Minute Phút Nm Nanometer Nanomet Ppm part per million phần triệu R 2 Correlation coefficient Hệ số tương quan Rpm round per minute vòng/phút RT Retention Time Thời gian lưu SD Standard Deviation Độ lệch chuẩn UV-Vis Ultraviolet-Visible Tử ngoại-khả kiến v/v Volume/volume thể tích / thể tích v/w Volume/weight thể tích/khối lượng w/v weight/volume khối lượng/thể tích vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Liều sử dụngcho phép của một số chất màu hữu cơ tổng hợp 4 Bảng 1.2. Một số chất màu tự nhiên thông dụng 5 Bảng 3.1 : Thành phần khối lượng của quả thanh long 33 Bảng 3.2. Một vài thành phần hóa học cơ bản của vỏ thanh long 34 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ siêu âm đến hiệu suất chiết betacyanin từ vỏ thanh long 37 Bảng 3.4. Kết quả sản xuất thử nghiệm dịch chiết betacyanin cô đặc 48 Bảng 3.5. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu chất lượng quan trọng của sản phẩm betacyanin cô đặc 48 Bảng 3.6. Ước tính chi phí nguyên vật liệu để chiết betacyanin từ 1000 kg vỏ thanh long 49 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Cây thanh long 9 Hình 1.2. Các loại thanh long 10 Hình 1.3. Màu sắc của các loại hoa xương rồng thay đổi theo tỷ lệ betaxanthin và betacyanin 12 Hình 1.4. Cấu trúc phân tử acid betalamic và vài betacyanin thường gặp 13 Hình 1.5. Các dạng sản phẩm chất màu betacyanin từ củ cải đường 16 Hình 1.6. Sơ đồ thiết bị chiết SFE 21 Hình 1.7. Sơ đồ thiết bị chiết ASE 21 Hình 2.1. Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất chất màu betacyanin từ vỏ thanh long phế liệu 25 Hình 2.2. Bố trí thí nghiệm xác định điều kiện chiết betacyanin từ vỏ thanh long 29 Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn lưa quy trình thích hợp chiết xuất betanin từ vỏ thanh long 30 Hình 2.4. Bố trí thí nghiệm đánh giá độ bền màu của dịch chiết betacyanin không bổ sung vitamin C 31 Hình 3.1. Ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất chiết betacyanin 35 Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hiệu suất chiết betacyanin 36 Hình 3.3. Ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ siêu âm đến hiệu suất chiết betacyanin từ vỏ thanh long 37 Hình 3.4. Sự phụ thuộc của hiệu suất chiết vào số lần siêu âm 38 Hình 3.5. Sự phụ thuộc của hiệu suất chiết vào thời gian ngâm chiết 39 Hình 3.6. Sự phụ thuộc của hiệu suất chiết vào số lần ngâm chiết 40 Hình 3.7. So sánh hiệu quả chiết của 2 phương pháp chiết 41 Hình 3.8. Độ bền màu của betacyanin khi chưa bổ sung vitamin C 43 Hình 3.9. Độ bền màu của betacyanin khi bổ sung 0,01% (w/v) vitamin C 43 Hình 3.10: Mẫu bảo quản ở nhiệt độ phòng 45 Hình 3.11. Mẫu bảo quản ở 40C 45 Hình 3.12. Sơ đồ quy trình sản xuất chất màu betacyanin từ vỏ thanh long 46 Hình 3.13. Sản phẩm betacyanin cô đặc thu được 48 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do thực hiện đề tài Trong những năm gần đây, bên cạnh các loại nông sản được người tiêu dùng trong và ngoài nước biết đến từ lâu như cà phê Đaklak, bưởi Phúc Trạch, nước mắm Phú Quốc, vải thiều Lục Ngạn, quả thanh long Bình Thuận (Hylocereus spp.) cũng đã trở thành một trong những mặt hàng được nhà nước bảo hộ nhãn hiệu độc quyền trên phạm vi cả nước và trên thế giới. Hiện nay, Việt Nam được xem là một trong 4 quốc gia có sản lượng thanh long nhiều nhất thế giới. Chỉ tính riêng Bình Thuận, tổng sản lượng thanh long đạt trên 130 nghìn tấn/năm với diện tích trồng thanh long lên đến gần 10 nghìn hecta. Lượng thanh long phần lớn được xuất khẩu để cung ứng cho các thị trường châu Á, châu Âu. Ngoài việc xuất khẩu quả thanh long tươi, tỉnh Bình Thuận đang xây dựng một dự án sản xuất thanh long đóng hộp xuất khẩu với công suất khoảng 7.000 tấn/năm [11]. Khi dây chuyền này đi vào hoạt động sẽ thải ra một khối lượng đáng kể vỏ thanh long (trên 2000 tấn/năm). Nếu không được xử lý hay tận dụng, lượng phế thải này không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn là một sự lãng phí rất lớn vì vỏ thanh long chính là một nguồn sắc tố betcyanin tự nhiên quý giá, có thể ứng dụng trong công nghiệp chất màu thực phẩm. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu chiết xuất chất màu betacyanin từ vỏ quả thanh long Hylocereus spp.” là một hướng đi đúng và cần thiết hiện nay. Những kết quả của đề tài này có thể xem là cơ sở ban đầu để nghiên cứu khả năng chiết xuất và ứng dụng chất màu betacyanin từ vỏ quả thanh long trong công nghiệp thực phẩm. 2. Mục đích và nội dung nghiên cứu của đề tài Mục đích của đề tài này là xây dựng quy trình thích hợp cho phép chiết betanin từ vỏ quả thanh long Hylocereus spp. 2 Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm: - Nghiên cứu điều kiện thích hợp cho phép chiết betacyanin từ vỏ quả thanh long. - Khảo sát độ bền của dịch chiết thu được trong những điều kiện khác nhau. Từ đó, đề xuất phương pháp bảo quản và khả năng ứng dụng của chất màu betacyanin trong công nghiệp thực phẩm. Do kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu của tôi còn hạn chế cũng như khó khăn về điều kiện thực nghiệm nên mặc dù rất cố gắng đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ bảo của quý thầy cô cũng như sự góp ý từ các bạn sinh viên để đề tài này có thể được hoàn thiện hơn. 3 Phần 1. TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU THỰC PHẨM [9][5] 1.1.1. Tầm quan trọng của việc sử dụng 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. 1.1.2. 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 (Delgado-Vargas et al., 2000). 1.1.3. Phân loại chất màu thực phẩm [...]... kiến sản xuất betacyanin từ vỏ quả thanh long Trên cơ sở kết quả của một số nghiên cứu liên quan, chúng tôi đề xuất quy trình dự kiến sản xuất chất màu betacyanin từ vỏ thanh long như sau: 25 Vỏ thanh long phế thải Xử lý thích hợp Điều kiện chiết thích hợp: Chiết - Dung môi - Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu - Thời gian chiết - Nhiệt độ chiết - Số lần chiết thích hợp - Phương pháp chiết Lọc Dịch chiết betacyanin. .. bảo quản các loại thực phẩm bổ sung chất màu này 23 Phần 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 2.1.1 Vật liệu nghiên cứu 2.1.1.1 Nguyên liệu chính: Trong nghiên cứu này, nguyên liệu dùng để chiết betacyanin là vỏ quả thanh long ruột trắng (Hylocereus undatus) Quả thanh long (chọn những quả vừa chín, vỏ có màu đỏ hồng đậm) được mua ở chợ Vĩnh Hải (Nha Trang) 2.1.1.2 Hóa chất. .. giống ruột đỏ nhập từ Colombia - Selenicereus megalanthus thuộc chi Selenicereus: có ruột trắng với vỏ vàng 10 Thanh long ruột trắng vỏ đỏ Thanh long ruột trắng vỏ vàng Thanh long ruột đỏ vỏ hồng Thanh long ruột đỏ vỏ đỏ Hình 1.2 Các loại thanh long 1.2.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long ở Việt Nam và trên thế giới Việt Nam được đánh giá là một trong 4 quốc gia có trái thanh long nhiều nhất... và so sánh hiệu quả chiết chất màu betcyanin từ vỏ quả thanh long ruột trắng (Hylocereus undatus) trồng ở Việt Nam bằng phương pháp ngâm chiết gián đoạn và phương pháp siêu âm Từ đó, chọn lựa quy trình thích hợp cho việc chiết betacyanin từ nguồn nguyên liệu này Ngoài ra, đề tài còn khảo sát độ bền màu của dịch chiết betacyanin thu được trong một số điều kiện bảo quản khác nhau và đề xuất phương pháp... động sẽ thải ra một khối lượng đáng kể vỏ thanh long (trên 2000 tấn/năm) Vì vậy, song song với việc phát triển các sản phẩm chế biến từ thanh long, vấn đề nghiên cứu thu hồi chất màu betacyanin có trong vỏ thanh long nhằm ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm là rất cần thiết 1.3 GIỚI THIỆU VỀ CHẤT MÀU BETACYANIN [9][8] 1.3.1 Khái niệm vế chất màu betalain và betacyanin: Betalain là tên gọi chung của... người tiêu dùng1 nên gần đây đã xuất hiện xu hướng nghiên cứu chiết betacyanin từ vỏ thanh long thay thế cho củ cải đường [9][8][7] Kết quả nghiên cứu cho thấy đây cũng là nguồn betacyanin tiềm năng, có thể khai thác ứng dụng làm chất màu thực phẩm 1.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT [1][2][4] 1.4.1 Các khái niệm cơ bản về quá trình chiết Chiết là quá trình chuyển chất cần chiết rút trong nguyên liệu... Dịch chiết betacyanin thô cô đặc Tinh chế EtOH - CHCl3 3/1 (v/v) Trộn với dung dịch maltodextrin Sấy phun Bột màu betacyanin Hình 2.1 Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất chất màu betacyanin từ vỏ thanh long phế liệu 26  Giải thích quy trình * Vỏ thanh long đem cắt bỏ các phần không có màu đỏ (cuống, đầu, tai) và nạo bỏ phần không màu bên trong Sau đó, cắt thành miếng nhỏ, bảo quản lạnh (- 200C) đến khi chiết. .. thích hợp chiết betacyanin từ vỏ thanh long Vỏ quả thanh long tươi được cắt thành miếng nhỏ (2 - 3 mm), sau đó trộn đều, cân chính xác thành nhiều mẫu nhỏ (1÷ 2 g) rồi cho vào các ống nghiệm, bịt kín, bảo quản ở -200C đến khi chiết Betacyanin kém bền nhiệt nên chỉ nghiên cứu chiết bằng phương pháp ngâm chiết (ở nhiệt độ phòng, trong bóng tối) và phương pháp siêu âm Để xác định điều kiện chiết betacyanin. ..4 Chất màu thực phẩm được chia làm 3 nhóm chính: chất màu tự nhiên, chất màu vô cơ , chất màu hữu cơ tổng hợp, chất màu tự nhiên 1.1.3.1 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, phomát được nhuộm màu bằng phẩm màu đỏ chứa... giống chè 9 Hình 1.1 Cây thanh long 1.2.4 Phân loại thanh long Thanh long có các loại sau: - Hylocereus undatus thuộc chi Hylocereus: có ruột trắng với vỏ hồng hay đỏ Loại này được trồng rộng rãi ở các tỉnh Bình Thuận, Long An, Tiền Giang… - Hylocereus polyrhizus (hay Hylocereus costaricensis) thuộc chi Hylocereus: có ruột đỏ với vỏ hồng hay đỏ Loại này được lai tạo từ giống thanh long ruột trắng Bình . cho phép chiết betanin từ vỏ quả thanh long Hylocereus spp. 2 Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm: - Nghiên cứu điều kiện thích hợp cho phép chiết betacyanin từ vỏ quả thanh long. -. nghiệp chất màu thực phẩm. Chính vì vậy, đề tài Nghiên cứu chiết xuất chất màu betacyanin từ vỏ quả thanh long Hylocereus spp. ” là một hướng đi đúng và cần thiết hiện nay. Những kết quả của. thuận lợi, thanh long ở Bình Thuận có Thanh long ruột trắng vỏ vàng Thanh long ruột trắng vỏ đỏ . Thanh long ruột đỏ vỏ hồng Thanh long ruột đỏ vỏ đỏ Hình 1.2. Các lo ại thanh long 11
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu chiết xuất chất màu betacyanin từ vỏ quả thanh long hylocereus spp, Nghiên cứu chiết xuất chất màu betacyanin từ vỏ quả thanh long hylocereus spp, Nghiên cứu chiết xuất chất màu betacyanin từ vỏ quả thanh long hylocereus spp

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn