Đặt vấn đề Chất màu là một loại phụ gia được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hiện nay. Nó được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp mỹ phẩm, dược phẩm, dệt may, … Đặc biệt, là trong ngành công nghiệp thực phẩm, được sử dụng rộng rãi nhằm mục đích tăng giá trị cảm quan, tạo màu sắc bắt mắt. Tuy nhiên, thực trạng chất màu gây ngộ độc không còn là vấn đề xa lạ đối với người tiêu dùng. Việc sử dụng các chất màu không rõ nguồn gốc hay lạm dụng chất màu tổng hợp có thể gây ra ngộ độc tiềm ẩn rất cao, ảnh hưởng đến sức khỏe và các thế hệ tương lai.
Vì thế các chất màu có nguồn gốc từ tự nhiên đang nhận được nhiều sự quan tâm và tin dùng. Trên cơ sở đó, nhiều nhà nghiên cứu đã và đang chú trọng nghiên cứu, phát triển các chất màu tự nhiên. Trong nhóm các hợp chất màu tự nhiên thì anthocyanin là một trong các nhóm màu phổ biến và rất quan trọng. Anthocyanin là một chất màu tự nhiên thuộc nhóm flavonoid, tan trong nước, là sắc tố thể hiện các màu đỏ, màu tím hoặc màu xanh tùy thuộc pH của môi trường.
Anthocyanin khu trú trong không bào của các tế bào thực vật và được tìm thấy trong tự nhiên, tập trung chủ yếu ở vỏ, quả, hạt, hoa và lá. Từ lâu anthocyanin trong hoa đậu biếc không chỉ được biết đến như là hợp chất màu, mà còn được thu hút như là hợp chất có nguồn gốc từ thiên nhiên có hoạt tính sinh học. Nó là chất màu tự nhiên an toàn đối với sức khỏe người, có hoạt tính sinh học và khả năng chống oxy hóa rất tốt [1]. Tuy nhiên anthocyanin bị phân hủy sau khi chiết xuất bởi các yếu tố nhiệt độ, ánh sáng v.
Anthocyanin ổn định nhờ các cơ chế liên kết bao gồm: đồng sắc tố nội phân tử, đồng sắc tố liên phân tử và tự liên kết. Các cơ chế ổn định này phụ thuộc vào loại và nồng độ của các hợp chất tham gia cũng như giá trị pH, nhiệt độ, ánh sáng và loại dung môi chiết xuất. Sự đồng sắc tố nội phân tử liên quan đến sự tương tác của anthocyanidin (anthocyanidin backbone) với một bản sao tạo thành một phần của chính anthocyanin. Đó là sự liên kết giữa các phần tử acyl thơm của các anthocyanin được acyl hóa với cấu trúc lõi anthocyanidin [3].
Các saccharide hoạt 3 động như chất đệm giữa gốc acyl và anthocyanidin, chất đệm bao gồm hai hoặc nhiều monosaccharide được coi là điều kiện tiên quyết để ổn định anthocyanin một cách hiệu quả [4]. Tuy nhiên, ảnh hưởng của các loại đường saccharide và nồng độ của nó lên sự ổn định của anthocyanin vẫn còn chưa rõ ràng. Trên cơ sở đó, nhóm chúng em tiến hành thực hiện nghiên cứu đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng và xác định biện pháp bảo quản dịch chiết anthocyanin cô đặc từ hoa đậu biếc (Clitoria Ternate)”.1 Mục tiêu tổng quát Khảo sát ảnh hưởng của quá trình cô đặc chân không đến anthocyanin trong dịch chiết hoa đậu biếc. Khảo sát ảnh hưởng của một số loại và nồng độ đường đến anthocyanin trong dịch chiết hoa đậu biếc cô đặc theo thời gian bảo quản.2 Mục tiêu cụ thể Khảo sát ảnh hưởng của quá trình cô đặc đến anthocyanin trong dịch chiết hoa đậu biếc theo phương pháp cô đặc chân không.
Với 3 yếu tố: nhiệt độ, thời gian, áp suất. Hàm mục tiêu là sự biến đổi anthocyanin thấp nhất trong quá trình cô đặc. Khảo sát ảnh hưởng của một số loại đường: Glucose, Glucose Syrup, Fructose Syrup, Saccharose ở nồng độ 40%, 50%, 60% đến tổng hàm lượng anthocyanin trong dịch chiết hoa đậu biếc cô đặc. Hàm mục tiêu sự biến đổi anthocyanin thấp nhất theo thời gian bảo quản.3 Quy trình dự kiến thực hiện Quy trình cô đặc hoa đậu biếc Thuyết minh quy trình: - Hoa đậu biếc: sử dụng hoa đậu biếc tươi/khô (độ ẩm của hoa 3 - 5%) - Rửa nhẹ: loại bỏ bụi bẩn, rửa nhẹ qua bằng nước cất - Để ráo: nhằm ráo nước sau khi rửa - Cắt nhỏ: cắt nhỏ 1- 2 mm, nhằm tăng diện tích tiếp xúc trong quá trình trích ly 5 - Trích ly: sử dụng nước cất để trích ly: Hoa tươi: Hoa tươi 100g cắt nhỏ thành 1 – 2 mm và chiết với 10ml nước cất ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ và hồi lưu 60 oC trong 30 phút Hoa khô: tỉ lệ hoa/nước = 1g/147 ml, trích ly ở 59 oC, 105 phút - Lọc: nhằm loại bỏ xác hoa ra khỏi dịch trích ly, sử dụng giấy lọc để lọc dịch - Cô đặc: mỗi mẫu cô đặc dùng 600 ml dịch trích ly để cô đặc, cô đặc bằng thiết bị cô đặc chân không, thực hiện cô ở áp suất và thời gian khảo sát.
Tổng kết về kết quả nghiên cứu Hoa đậu biếc Xử lý Nhiệt độ: 60o C Nước cất Trích ly Thời gian: 105 phút Giấy lọc Lọc Nhiệt độ: 65o C Glucose Cô đặc Thời gian: 90 phút Syrup Áp suất: 150 Mbar Phối syrup Brix = 60% Chai thủy tinh tối màu Đóng gói Bảo quản Nhiệt độ: thường Bán thành phẩm Quy trình cô đặc dịch chiết anthocyanin 7 Thuyết minh quy trình - Xử lý: Hoa đậu biếc sau khi mua sẽ được cắt nhỏ khoảng 1 -2 mm để tăng diện tích tiếp xúc trong quá trình trích ly - Trích ly: + Hoa khô: Sử dụng nước cất để trích ly, tỉ lệ hoa: nước = 1g: 147 ml, trích ly ở 59°C, 105 phút + Hoa tươi: Hoa tươi 100g cắt nhỏ thành 1 – 2 mm và chiết với 10ml nước cất ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ và hồi lưu 60°C trong 30 phút - Lọc: nhằm loại bỏ xác hoa ra khỏi dịch trích ly, sử dụng giấy lọc để lọc dịch - Cô đặc: mỗi mẫu cô đặc dùng 600 ml dịch trích ly để cô đặc, cô đặc bằng thiết bị cô đặc chân không, thực hiện cô đặc ở áp suất 150 Mbar, nhiệt độ 65°C trong thời gian 90 phút - Phối syrup: phối glusose syrup đến độ brix 60% - Đóng gói: định lượng thể tích sản phẩm vào chai thủy tinh tối màu. - Bảo quản: bảo quản bán thành phẩm ở nhiệt độ 18 – 20°C. Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận 4.1 Đánh giá kết quả đạt được Kết quả của đề tài được đánh giá như sau: Dạng I: Mẫu TT Tên sản phẩm Cần đạt Số lượng Ghi chú 8 1 Dịch chiếc cô đặc Sản phẩm có độ ổn 500 ml Đạt yêu cầu từ hoa đậu biếc định cao, độ brix xác định Dạng II: Quy trình công nghệ TT Tên sản phẩm Yêu cầu cần đạt Số lượng Ghi chú 1 Quy trình cô đặc Đầy đủ thông số công 1 Đạt yêu cầu dịch chiết nghệ và thuyết minh anthocyanin quy trình 4.2 Kết luận Đã hoàn thành các yêu cầu của một đề tài nghiên cứu khoa học gồm: - Hoàn thành mẫu dịch chiếc cô đặc từ hoa đậu biếc - Hoàn thiện quy trình cô đặc dịch chiết anthocyanin đầy đủ thông số dựa trên các khảo sát 5. Tóm tắt kết quả Tóm tắt Dịch chiết cô đặc từ hoa đậu biếc là dung dịch chất màu tự nhiên từ anthocyanin có trong hoa đậu biếc.
Tuy nhiên anthocyanin kém ổn định về màu sắc và dễ bị phân hủy sau khi chiết xuất vì đặc điểm kém bền với nhiệt, ánh sáng, axit và kiềm, … Do vậy, việc khảo sát các điều kiện chiết xuất, cô đặc để hạn chế tối đa thất thoát của anthocyanin là vô cùng cần thiết. Kết quả thí nghiệm chứng tỏ rằng màu sắc của anthocyanin có thể thay đổi theo môi trường pH từ acid đến base. Cho thấy sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian làm cho sự thay đổi hàm lượng anthocyanin. trích ly ở nhiệt độ 60 oC trong thời gian 105 phút là thông số tối ưu để trích ly đảm bảo độ giảm anthocyanin ở mức thấp nhất.
Thông số cô đặc ảnh hưởng đến anthocyanin thể hiện tốt nhất ở áp suất 150 Mbar, nhiệt độ 65 oC trong thời gian 90 9 phút. Syrup bổ sung vào dịch cô đặc hoa được chọn là glucose sysup giảm thấp nhất sự hao hụt anthocyanin trong quá trình cô đặc và bảo quản. Sản phẩm đã hoàn thiện nhãn hiệu và bao bi chứa đựng. Tất cả các kết quả trên được tích hợp để hoàn thiện một quy trình cô đặc dịch chiết anthocyanin trong phòng thí nghiệm.
Abstract Butterfly pea flower concentrate is a natural pigment solution from anthocyanins found in butterfly pea flowers. However, anthocyanins are less stable in color and easily decomposed after extraction because of their poor stability to heat, light, acids and alkalis, etc. Therefore, the investigation of extraction and concentration conditions is necessary to limit the concentration of anthocyanins. Minimizing the loss of anthocyanins is essential.
Experimental results show that the color of anthocyanins can change according to the pH environment from acid to base. Shows the influence of temperature and time on the change of anthocyanin content. Extraction at 60 o C for 105 minutes is the optimal parameter for extraction to ensure the lowest anthocyanin reduction. Concentration parameters affecting anthocyanins are best shown at 150 Mbar pressure, 65 oC temperature for 90 minutes.
The syrup added to the flower concentrate was selected as glucose sysup to minimize the loss of anthocyanins during concentration and storage. The product has complete branding and packaging. All the above results were integrated to complete a procedure for concentrating anthocyanin extracts in the laboratory. Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo 5.1 Kết quả nghiên cứu Yêu cầu khoa học hoặc/ chỉ tiêu TT Tên sản phẩm kinh tế – kỹ thuật Đăng ký Đạt được 1 Dịch chiếc cô đặc từ hoa đậu biếc 1 1 2 Quy trình cô đặc dịch chiết 1 1 anthocyanin Ghi chú: - Các ấn phẩm khoa học (bài báo, báo cáo KH, sách chuyên khảo, …) chỉ được chấp nhận nếu có ghi nhận địa chỉ và cảm ơn trường ĐH Công nghiệp Tp.
HCM đã cấp kinh phí thực hiện đề tài nghiên cứu theo đúng quy định.2 Kết quả đào tạo TT Họ và tên Thời gian thực Tên đề tài Đã bảo vệ hiện đề tài Sinh viên đại học 1. Trần Công Danh Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng và xác định biện 2. Bùi Thị Ngọc Trâm 03/2022–03/2023 pháp bảo quản dịch 3. Nguyễn Thị Trang chiết anthocyanin cô đặc từ hoa đậu biếc 4.
Đặng Thiện Tâm 11 (Clitoria Ternate) 5. Ngô Văn Cường IV. Tình hình sử dụng kinh phí Kinh phí được Kinh phí thực TT Nội dung chi Ghi chú duyệt (triệu đồng) hiện (triệu đồng) Nguyên vật liệu, thiết bị, máy móc 1 Hoa đậu biếc 1,750,000 1,200,000 2 Đường 450,000 1,200,000 Phân tích tổng 2,610,000 2,400,000 3 anthocyanin Chí phí khác 1 In ấn 100,000 100,000 2 Nguyên vật liệu khác 90,000 100,000 V.