Độ Ổn Định Của Betalains Pigments Từ Củ Dền Đỏ (Beta vulgaris L.) Trong Ứng Dụng Sữa Chua

Nghiên cứu độ ổn định của betalain từ củ dền đỏ trong sữa chua. Ứng dụng công nghệ thực phẩm, tìm hiểu về chất tạo màu tự nhiên và tiềm năng sử dụng.

• Tác giả: Sung Tuyet Dung
• Người hướng dẫn: MSc. Nguyen Huu Thien
• Trường học: Nong Lam University - Ho Chi Minh City
• Chuyên ngành: Food Technology
• Đề tài: Stability Of Betalains Pigments From Red Beetroot ( Beta vulgaris L.) In Yogurt Application
• Loại tài liệu: Thesis
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGEMENTS
• ABSTRACT
• LIST OF ABBREVIATIONS
• 1. CHAPTER 1: INTRODUCTION
• 1.1. Colorants used in food are mostly classified into 2 groups: synthetic and natural colorants
• 1.2. Red beetroot (Beta Vulgaris L.) as a superfood and betalains properties
• 1.3. Objectives of the study
• 2. CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW
• 2.1. Overview of food colorants
• 2.2. Importance of colorants in food manufacturing
• 2.3. Classification of food colorants
• 2.4. Artificial/synthetic food colorants
• 2.5. Natural-identical food colorants
• 2.6. Natural food colorants
• 3. CHAPTER 3: MATERIALS AND METHOD
• 3.1. Red beetroot powder and betalains-rich extract powder
• 3.2. Types of equipment used
• 3.3. Determination amount of betalains added into yogurt
• 3.4. Evaluation of color stability of yogurt containing betalains at different storage temperatures
• 3.5. PH determination
• 3.6. Color measurement
• 3.7. Statistical analysis
• 5. CHAPTER 5: CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS
• REFERENCES

Tóm tắt

I. Giới Thiệu Nghiên Cứu Về Betalain Từ Củ Dền Đỏ

Màu sắc đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn thực phẩm. Củ dền đỏ nổi tiếng là nguồn cung cấp dồi dào vitamin, khoáng chất, chất xơ và các hợp chất bioactive, đặc biệt là betalain. Betalain là nhóm sắc tố tự nhiên tạo màu đỏ-tím đến vàng-cam. Hiện nay, betalain được sử dụng rộng rãi như màu thực phẩm tự nhiên trong nhiều loại thực phẩm và đồ uống. Nghiên cứu này tập trung vào việc chiết xuất betalain từ củ dền đỏ bằng phương pháp hỗ trợ enzyme và siêu âm (UAEE) để ứng dụng làm màu cho sữa chua. Mục tiêu chính là đánh giá độ ổn định của betalain trong sữa chua trong quá trình bảo quản, từ đó mở ra tiềm năng sử dụng màu tự nhiên thay thế màu thực phẩm tổng hợp. Việc tận dụng betalain không chỉ mang lại màu thực phẩm an toàn mà còn tăng thêm giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm.

1.1. Tổng quan về ứng dụng betalain trong thực phẩm

Betalain, một chất tạo màu thực phẩm, được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm nhờ khả năng tạo màu sắc hấp dẫn và an toàn. Nghiên cứu chỉ ra rằng betalain không chỉ đơn thuần là một chất tạo màu mà còn mang lại lợi ích về mặt sức khỏe. Theo tài liệu gốc, betalain có đặc tính chống oxy hóa và kháng khuẩn, khiến nó trở thành một lựa chọn lý tưởng để tăng cường giá trị dinh dưỡng và bảo quản thực phẩm. Việc sử dụng betalain thay thế cho màu thực phẩm tổng hợp cũng phù hợp với xu hướng tiêu dùng hiện nay, khi người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến các sản phẩm tự nhiên và lành mạnh. Các nước châu Âu, chẳng hạn như EU, đã phê duyệt betalain để sử dụng trong nhiều loại thực phẩm khác nhau.

1.2. Tiềm năng của củ dền đỏ như nguồn màu thực phẩm tự nhiên

Củ dền đỏ là một nguồn màu thực phẩm tự nhiên dồi dào, giàu betalain, sắc tố tạo nên màu đỏ đặc trưng của loại củ này. Theo nghiên cứu của Sung Tuyet Dung, củ dền đỏ chứa nhiều vitamin, khoáng chất và chất xơ, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Việc khai thác betalain từ củ dền đỏ không chỉ cung cấp một giải pháp màu tự nhiên an toàn mà còn tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên. Với khí hậu nhiệt đới gió mùa, Việt Nam có tiềm năng lớn trong việc phát triển củ dền đỏ và sản xuất betalain quy mô lớn, đáp ứng nhu cầu của thị trường trong nước và quốc tế.

II. Thách Thức Độ Ổn Định Màu và Giải Pháp cho Betalain

Một trong những thách thức lớn nhất khi sử dụng betalain làm màu thực phẩm tự nhiên là độ ổn định của nó. Betalain dễ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như nhiệt độ, pH, ánh sáng và oxy, dẫn đến sự suy giảm màu sắc trong quá trình bảo quản và chế biến. Điều này đặc biệt quan trọng trong các sản phẩm như sữa chua, nơi màu tự nhiên cần duy trì độ ổn định trong suốt thời gian sử dụng. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã tập trung vào các phương pháp chiết xuất và bảo quản betalain hiệu quả, đồng thời tìm cách tối ưu hóa điều kiện sản xuất để đảm bảo màu thực phẩm an toàn và giữ được màu sắc mong muốn.

2.1. Yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định của betalain

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định của betalain, bao gồm pH, nhiệt độ, ánh sáng và sự hiện diện của oxy. Nghiên cứu cho thấy rằng betalain thường ổn định nhất trong môi trường có tính axit nhẹ (pH 4-6). Nhiệt độ cao có thể làm tăng tốc độ phân hủy betalain, làm giảm hàm lượng betalain và thay đổi màu sắc. Ánh sáng, đặc biệt là ánh sáng mạnh, cũng có thể gây ra sự phân hủy betalain. Do đó, việc bảo quản và chế biến betalain cần được thực hiện cẩn thận để giảm thiểu tác động của các yếu tố này. Theo tác giả Sung Tuyet Dung, độ ổn định nhiệt của betalain trong sữa chua giảm đáng kể ở 30°C so với 4°C.

2.2. Các phương pháp tăng cường độ ổn định của betalain

Để tăng cường độ ổn định của betalain, có nhiều phương pháp có thể được áp dụng, bao gồm việc sử dụng các chất bảo vệ, điều chỉnh pH, giảm thiểu tiếp xúc với ánh sáng và oxy, và sử dụng các kỹ thuật đóng gói phù hợp. Các chất bảo vệ như chất chống oxy hóa có thể giúp ngăn chặn quá trình oxy hóa betalain, kéo dài độ ổn định màu. Việc điều chỉnh pH về khoảng tối ưu (pH 4-6) cũng có thể giúp duy trì độ ổn định của betalain. Sử dụng bao bì kín khí và chống ánh sáng có thể giúp giảm thiểu tác động của oxy và ánh sáng. Một nghiên cứu gần đây còn đề xuất sử dụng công nghệ nano để bảo vệ betalain, gia tăng độ ổn định và khả năng ứng dụng.

III. Phương Pháp Chiết Xuất Betalain Hiệu Quả Từ Củ Dền Đỏ

Để khai thác betalain từ củ dền đỏ, có nhiều phương pháp chiết xuất khác nhau, bao gồm chiết xuất bằng dung môi, chiết xuất bằng enzyme và chiết xuất bằng siêu âm. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng. Chiết xuất bằng dung môi thường đơn giản và hiệu quả, nhưng có thể sử dụng các dung môi độc hại. Chiết xuất bằng enzyme có thể tăng hiệu suất chiết xuất và giảm tác động đến môi trường, nhưng đòi hỏi thời gian và chi phí cao hơn. Chiết xuất bằng siêu âm (UAEE) là một phương pháp hiện đại, giúp tăng tốc độ chiết xuất và giảm lượng dung môi sử dụng, đồng thời bảo toàn hàm lượng betalain trong sản phẩm.

3.1. So sánh các phương pháp chiết xuất betalain phổ biến

Có nhiều phương pháp chiết xuất betalain, mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng. Chiết xuất bằng dung môi truyền thống đơn giản nhưng có thể sử dụng dung môi độc hại. Chiết xuất bằng enzyme thân thiện với môi trường hơn nhưng tốn thời gian. Phương pháp chiết xuất hỗ trợ siêu âm (UAEE) đang trở nên phổ biến vì hiệu quả và giảm lượng dung môi. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu về hiệu suất, chi phí và an toàn. Nghiên cứu của Sung Tuyet Dung đã sử dụng UAEE để chiết xuất betalain từ củ dền đỏ.

3.2. Ưu điểm của phương pháp chiết xuất bằng siêu âm UAEE

Phương pháp chiết xuất bằng siêu âm (UAEE) mang lại nhiều ưu điểm so với các phương pháp truyền thống. UAEE giúp tăng tốc độ chiết xuất, giảm lượng dung môi sử dụng và bảo toàn hàm lượng betalain trong sản phẩm. Siêu âm tạo ra các bọt khí siêu nhỏ, giúp phá vỡ tế bào thực vật và giải phóng betalain. UAEE cũng có thể được sử dụng ở nhiệt độ thấp hơn, giúp giảm thiểu sự phân hủy betalain. Nghiên cứu cho thấy UAEE là một phương pháp hiệu quả và bền vững để chiết xuất betalain từ củ dền đỏ.

IV. Ứng Dụng Betalain Từ Củ Dền Đỏ Làm Màu Sữa Chua Tự Nhiên

Việc sử dụng betalain từ củ dền đỏ làm màu sữa chua tự nhiên mang lại nhiều lợi ích. Betalain không chỉ tạo ra màu sắc hấp dẫn mà còn tăng thêm giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Sữa chua là một sản phẩm phổ biến, được nhiều người yêu thích. Việc bổ sung betalain có thể tăng cường chất chống oxy hóa trong sữa chua, mang lại lợi ích cho sức khỏe. Ngoài ra, việc sử dụng màu tự nhiên thay thế màu thực phẩm tổng hợp cũng phù hợp với xu hướng tiêu dùng hiện nay.

4.1. Quy trình sản xuất sữa chua màu củ dền đỏ

Quy trình sản xuất sữa chua màu củ dền đỏ bao gồm các bước cơ bản như chuẩn bị nguyên liệu, thanh trùng sữa, cấy men, ủ và làm lạnh. Để tạo màu, betalain được thêm vào sữa trước khi cấy men hoặc sau khi ủ. Tỷ lệ betalain cần được điều chỉnh để đạt được màu sắc mong muốn. Việc kiểm soát nhiệt độ và pH trong quá trình sản xuất cũng rất quan trọng để đảm bảo độ ổn định màu và chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu của Sung Tuyet Dung đã thử nghiệm các tỷ lệ betalain khác nhau để tìm ra tỷ lệ tối ưu.

4.2. Đánh giá cảm quan sữa chua sử dụng màu betalain

Đánh giá cảm quan là một phần quan trọng trong việc phát triển sản phẩm sữa chua sử dụng màu betalain. Các chỉ tiêu cảm quan cần được đánh giá bao gồm màu sắc, hương vị, mùi và cấu trúc. Màu sắc của sữa chua cần hấp dẫn và phù hợp với mong đợi của người tiêu dùng. Hương vị và mùi cần hài hòa và không có mùi vị lạ. Cấu trúc của sữa chua cần mịn màng và không bị tách lớp. Đánh giá cảm quan giúp đảm bảo rằng sản phẩm sữa chua sử dụng màu betalain đáp ứng được yêu cầu của thị trường. Nghiên cứu của Sung Tuyet Dung đã so sánh màu sắc của sữa chua sử dụng betalain với sữa chua dâu tây thương mại.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Độ Ổn Định Betalain Trong Sữa Chua

Kết quả nghiên cứu cho thấy betalain có thể duy trì độ ổn định trong sữa chua trong một khoảng thời gian nhất định, đặc biệt khi được bảo quản ở nhiệt độ thấp. Tuy nhiên, độ ổn định của betalain giảm đáng kể khi bảo quản ở nhiệt độ cao. Điều này cho thấy việc kiểm soát nhiệt độ là rất quan trọng để đảm bảo màu sắc tự nhiên của sữa chua được duy trì trong suốt thời gian sử dụng. Ngoài ra, pH của sữa chua cũng ảnh hưởng đến độ ổn định của betalain.

5.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ổn định màu

Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ ổn định màu của betalain trong sữa chua. Nghiên cứu cho thấy rằng betalain ổn định hơn ở nhiệt độ thấp (4°C) so với nhiệt độ cao (30°C). Ở nhiệt độ cao, betalain phân hủy nhanh hơn, làm giảm hàm lượng betalain và thay đổi màu sắc của sữa chua. Việc bảo quản sữa chua ở nhiệt độ thấp giúp kéo dài độ ổn định màu và duy trì chất lượng sản phẩm. Kết quả từ tài liệu cho thấy betalain giữ được màu sắc đến 28 ngày ở 4°C, nhưng bắt đầu phân hủy vào ngày đầu tiên ở 30°C.

5.2. Ảnh hưởng của pH đến độ ổn định betalain

pH cũng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì độ ổn định betalain trong sữa chua. Nghiên cứu chỉ ra rằng betalain ổn định hơn trong môi trường có tính axit nhẹ (pH 4-6). Khi pH của sữa chua thay đổi, betalain có thể bị phân hủy, dẫn đến sự thay đổi màu sắc. Việc kiểm soát pH trong quá trình sản xuất và bảo quản sữa chua giúp đảm bảo độ ổn định màu và chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng sự nhạy cảm của betalain với nhiệt độ có liên quan đến pH của sữa chua.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Về Betalain

Nghiên cứu này đã chứng minh tiềm năng của betalain từ củ dền đỏ làm màu thực phẩm tự nhiên trong sữa chua. Kết quả cho thấy betalain có thể tạo ra màu sắc hấp dẫn và tăng thêm giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Tuy nhiên, độ ổn định của betalain cần được cải thiện để đảm bảo màu sắc tự nhiên được duy trì trong suốt thời gian sử dụng. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc tối ưu hóa phương pháp chiết xuất và bảo quản betalain, cũng như khám phá các ứng dụng khác của betalain trong ngành công nghệ thực phẩm.

6.1. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo về màu thực phẩm tự nhiên

Để khai thác tối đa tiềm năng của màu thực phẩm tự nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu về các nguồn màu tự nhiên khác nhau, cũng như các phương pháp chiết xuất và bảo quản hiệu quả. Nghiên cứu về tính chất hóa học và vật lý của các sắc tố tự nhiên cũng rất quan trọng để hiểu rõ hơn về cách chúng tương tác với các thành phần khác trong thực phẩm. Ngoài ra, cần có các nghiên cứu về độc tính và an toàn của các màu thực phẩm tự nhiên để đảm bảo chúng an toàn cho người tiêu dùng.

6.2. Ứng dụng tiềm năng khác của betalain trong thực phẩm chức năng

Ngoài vai trò là màu thực phẩm tự nhiên, betalain còn có tiềm năng ứng dụng trong thực phẩm chức năng nhờ các đặc tính chống oxy hóa và kháng viêm. Betalain có thể được sử dụng để tăng cường giá trị dinh dưỡng của các sản phẩm như nước ép, sinh tố và thực phẩm bổ sung. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc khám phá các lợi ích sức khỏe khác của betalain, cũng như phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng giàu betalain.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm hiện đại, màu sắc đóng vai trò là tiêu chí cảm quan hàng đầu chi phối trực tiếp đến hành vi của người tiêu dùng. Các khảo sát tâm lý học hành vi chỉ ra rằng có khoảng 90% quyết định mua hàng ban đầu được kích hoạt bởi yếu tố thị giác. Mặc dù các hợp chất tạo màu tổng hợp gốc azo hay triarylmethane từng chiếm ưu thế nhờ giá thành thấp và độ bền màu cao, nhưng các bằng chứng dịch tễ học từ nghiên cứu Southampton năm 2007 đã chỉ ra nguy cơ gây hội chứng tăng động giảm chú ý ở trẻ nhỏ cùng khả năng kích ứng dị ứng cao. Thực tế này đã thúc đẩy Liên minh Châu Âu ban hành quy định bắt buộc dán nhãn cảnh báo từ năm 2010 đối với các sản phẩm chứa phẩm màu nhân tạo, tạo nên làn sóng chuyển đổi mạnh mẽ sang xu hướng nhãn sạch với các hợp chất màu có nguồn gốc tự nhiên.

Nguồn nguyên liệu củ dền đỏ (Beta vulgaris L.) là đối tượng tiềm năng vượt trội nhờ tích tụ hàm lượng hoạt chất sinh học betalain dồi dào, với nồng độ betacyanin dao động trong khoảng 400 đến 2100 mg/kg và betaxanthin đạt từ 200 đến 1400 mg/kg tính theo khối lượng tươi. Tuy nhiên, rào cản kỹ thuật lớn nhất đối với việc thương mại hóa sắc tố này nằm ở độ nhạy cảm cao của cấu trúc phân tử trước tác động của nhiệt độ, độ axit môi trường và oxy hòa tan. Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm tại Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh thực hiện năm 2024 đã giải quyết triệt để vấn đề này. Nghiên cứu tập trung đánh giá khả năng tạo màu của bột chiết xuất giàu betalain thu nhận bằng công nghệ hỗ trợ enzyme kết hợp sóng siêu âm trong hệ nền sữa chua lên men, xác định nồng độ phối chế tối ưu 665 µg/100 ml nhằm mô phỏng chính xác màu chuẩn thương mại, đồng thời theo dõi động học suy thoái màu sắc trong 28 ngày bảo quản ở hai chế độ nhiệt 4°C và 30°C.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Cơ sở lý thuyết của đề tài được xây dựng trên nền tảng hóa thực phẩm và động học thoái hóa sắc tố tự nhiên. Hoạt chất betalain là nhóm sắc tố hòa tan trong nước chứa dị vòng nitơ, được cấu tạo từ khung mang màu cơ bản là axit betalamic. Dựa trên cấu trúc hóa học, betalain được phân chia thành hai nhóm chính: betacyanin có cực đại hấp thụ quang phổ trong khoảng 532 đến 550 nm biểu hiện màu đỏ tím, và betaxanthin có cực đại hấp thụ ở bước sóng 457 đến 485 nm tạo sắc vàng cam. Thành phần chiếm tỷ lệ áp đảo trong củ dền đỏ là betanin (betanidin 5-O-β-glucoside), một hoạt chất đã được Liên minh Châu Âu cấp phép sử dụng làm phụ gia thực phẩm an toàn dưới mã số E162 và Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ quy định tại điều khoản Title 21 CFR 73.40.

Về mặt lý thuyết hóa lý, betalain sở hữu cường độ tạo màu cao gấp khoảng 3 lần so với anthocyanin và duy trì trạng thái ổn định trong dải pH rộng từ 3.0 đến 7.0, đạt độ bền tối ưu ở khoảng pH 4.0 đến 6.0 trong điều kiện 4°C. Động học thoái hóa của sắc tố này tuân theo phương trình phản ứng bậc một đối với sự suy giảm nồng độ hoạt chất và tuân theo phương trình bậc không đối với sự thay đổi của các tọa độ màu trong không gian quang học ba chiều.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng 5 kg củ dền đỏ tươi đồng nhất được thu nhận từ vùng nguyên liệu chuẩn tại Thành phố Hồ Chí Minh. Nguyên liệu sau khi làm sạch, gọt vỏ và thái lát mỏng 5 mm được sấy đối lưu ở 60°C đến khi độ ẩm đạt dưới 5%, sau đó nghiền thành bột mịn và bảo quản kín ở -20°C trong bóng tối. Quy trình trích ly hoạt chất áp dụng phương pháp chiết xuất có sự hỗ trợ của sóng siêu âm kết hợp enzyme pectinase nhằm phá vỡ vách tế bào thực vật, nâng cao hiệu suất thu hồi betalain mà không gây biến tính nhiệt. Dịch chiết sau đó được sấy thăng hoa ở điều kiện nhiệt độ -50°C và áp suất chân không 13.3 Pa liên tục trong 48 giờ để tạo thành dạng bột mịn giàu hoạt tính.

Hệ nền sữa chua thực nghiệm được chuẩn bị từ 2 lít sữa tươi tiệt trùng kết hợp 760 g sữa đặc có đường, thanh trùng ở 80°C trong 5 phút, làm nguội về 45°C rồi cấy 400 g men sữa chua thương mại và ủ lên men ở 45°C trong 8 giờ đến khi giá trị pH đạt khoảng 4.0 đến 4.2. Sáu dải nồng độ bột màu betalain gồm 192, 380, 570, 665, 684 và 760 µg/100 ml được khảo sát để so sánh đối chứng với mẫu sữa chua dâu tây thương phẩm nhuộm màu carmine E120.

Phương pháp đo màu quang trắc sử dụng máy so màu quang phổ cầm tay Konica Minolta CR-400 theo hệ màu tiêu chuẩn không gian CIE Lab* với nguồn sáng D65 và góc quan sát chuẩn 2°. Giá trị pH được giám sát bằng điện cực Hanna Instruments HI2550-01 đã hiệu chuẩn hai điểm tại pH 4.0 và 7.0. Tất cả các thí nghiệm được lặp lại 3 lần với 5 lượt đo độc lập trên mỗi mẫu để giảm thiểu sai số đo lường ngẫu nhiên. Dữ liệu thực nghiệm được xử lý thống kê bằng mô hình phân tích phương sai một yếu tố ANOVA và kiểm định đa khoảng cách Tukey's HSD trên phần mềm JMP 10 với mức ý nghĩa tin cậy xác lập tại ngưỡng p < 0.05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã ghi nhận bốn phát hiện cốt lõi mang giá trị ứng dụng cao:

1. Xác lập nồng độ phối chế tối ưu mô phỏng màu chuẩn thương mại: Khi nồng độ betalain bổ sung tăng dần từ 192 lên 760 µg/100 ml, giá trị độ sáng L* giảm từ 78.50 xuống 69.40 và độ vàng b* giảm từ 6.80 xuống 3.20, trong khi độ đỏ a* tăng mạnh từ 4.20 lên 11.50. Mức bổ sung 665 µg/100 ml mang lại sự tương đồng màu sắc hoàn hảo nhất với mẫu sữa chua dâu tây đối chứng (L* = 72.02, a* = 9.54, b* = 4.97) với độ sai lệch màu tổng thể Delta E đạt mức thấp nhất.

2. Độ ổn định màu sắc vượt trội trong điều kiện bảo quản lạnh 4°C: Ở nhiệt độ 4°C, sản phẩm sữa chua duy trì độ bền màu ấn tượng suốt 28 ngày. Trong 7 ngày đầu, chỉ số Delta E chỉ tăng 1.15 và sau 21 ngày đạt mức 4.82, nằm dưới ngưỡng nhận biết bằng mắt thường của người quan sát thông thường (Delta E < 5.0). Đến ngày thứ 28, chỉ số a* chỉ giảm nhẹ 14.88% (từ 9.54 xuống 8.12).

3. Tốc độ thoái biến màu nhanh ở điều kiện nhiệt độ phòng 30°C: Ở 30°C, quá trình phân hủy nhiệt diễn ra dữ dội. Chỉ sau 3 ngày lưu trữ, độ sai lệch màu Delta E đã tăng vọt lên 8.65, vượt xa ngưỡng phát hiện thị giác. Đến ngày thứ 4, giá trị a* sụt giảm hơn 52.4%, làm màu sữa chua chuyển hoàn toàn từ đỏ hồng sang hồng nhạt pha sắc nâu.

4. Sự biến động chỉ số pH theo thời gian và nhiệt độ: Trong khi mẫu ở 4°C duy trì mức pH ổn định từ 4.01 giảm nhẹ xuống 3.92 sau 4 ngày, thì mẫu ở 30°C chứng kiến mức giảm pH sâu từ 4.01 xuống 3.45 do vi khuẩn lactic tiếp tục lên men cơ chất đường tự do sinh axit.

Thảo luận kết quả

Cơ chế thoái hóa màu sắc của betalain tại 30°C được giải thích thông qua các phản ứng chuyển hóa phân tử phức tạp. Dưới tác động của nhiệt lượng cao, betanin bị oxy hóa tách hydro tạo thành neobetanin mang màu vàng, đồng thời xảy ra phản ứng khử nhóm carboxyl để tạo thành các dẫn xuất 15-decarboxy-betanin mang sắc đỏ cam và 17-decarboxy-betanin. Song song đó, liên kết aldimine trong khung phân tử bị thủy phân phân cắt tạo ra axit betalamic màu vàng và hợp chất cyclo-dopa-5-O-glucoside không màu. Sự tích tụ của các hợp chất thoái hóa này làm giá trị a* giảm mạnh và đẩy giá trị b* tăng lên, dẫn đến hiện tượng bạc màu và ngả nâu rõ rệt.

Sự sụt giảm pH có mối quan hệ tương hỗ chặt chẽ với tốc độ suy thoái màu. Ở 30°C, nhiệt độ thuận lợi kích thích vi khuẩn lactic chuyển hóa đường lactose tạo axit lactic tự do, đẩy pH tụt xuống dưới 3.6. Môi trường axit quá mức làm biến đổi trạng thái ion hóa của các nhóm chức mang điện tích trên khung betacyanin, thúc đẩy phản ứng đồng phân hóa và phân giải phân tử.

Về mặt biểu diễn dữ liệu thực nghiệm, động học suy thoái màu có thể được minh họa trực quan thông qua biểu đồ đường thể hiện sự suy giảm tuyến tính của tọa độ a* theo thời gian tuân theo phương trình bậc không, và biểu đồ cột biểu diễn biến thiên của chỉ số sai lệch màu Delta E theo từng mốc bảo quản. Dữ liệu từ các bảng phân tích phương sai ANOVA khẳng định sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0.05) giữa hai chế độ nhiệt độ bảo quản, chứng minh rằng sự kết hợp giữa nhiệt độ thấp 4°C và bao bì kín khí là điều kiện tiên quyết để bảo tồn sắc tố tự nhiên.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết luận thực nghiệm, nghiên cứu đề xuất 4 giải pháp công nghệ mang tính khả thi cao nhằm đưa hoạt chất betalain vào sản xuất công nghiệp:

1. Ứng dụng công nghệ vi bao màng polysaccharide: Doanh nghiệp chế biến sữa phối hợp cùng các viện nghiên cứu tiến hành vi bao hoạt chất betalain bằng chất mang maltodextrin kết hợp gum arabic với tỷ lệ phối trộn tối ưu 60:40, nhằm thiết lập mục tiêu duy trì trên 90% hàm lượng sắc tố sau 45 ngày bảo quản lạnh, hoàn thành thử nghiệm trong vòng 6 tháng.

2. Triển khai đóng gói trong môi trường khí biến đổi (MAP): Bộ phận nghiên cứu và phát triển sản phẩm tại nhà máy sữa áp dụng công nghệ thổi khí nitơ để duy trì nồng độ oxy dư trong bao bì dưới 0.5%, kết hợp sử dụng màng nhựa HDPE cản quang 100%, hướng tới mục tiêu giảm tốc độ oxy hóa sắc tố xuống dưới 5% trong suốt chu kỳ phân phối 30 ngày, triển khai trong 3 tháng.

3. Loại bỏ triệt để mùi đất đặc trưng của nguyên liệu: Đội ngũ kỹ thuật thực phẩm xử lý dịch chiết củ dền bằng phương pháp hấp phụ qua cột than hoạt tính chuyên dụng kết hợp thanh trùng nhanh bằng hơi nước nhiệt độ cao trong thời gian ngắn, đặt mục tiêu khử trên 85% hàm lượng hợp chất hữu cơ geosmin và pyrazine trước khi phối chế, thực hiện trong thời gian 4 tháng.

4. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và mở rộng quy mô pilot: Ban quản lý chất lượng phối hợp cùng kỹ sư công nghệ thiết kế hoàn thiện dây chuyền chiết xuất có hỗ trợ sóng siêu âm quy mô 500 kg nguyên liệu/mẻ, kiểm soát độ sai lệch màu Delta E của sữa chua thương phẩm dưới 2.0 so với bảng màu chuẩn quốc tế, hoàn thành toàn bộ đề án trong lộ trình 12 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả thực nghiệm của luận văn mang lại giá trị khoa học và ứng dụng thực tiễn sâu sắc cho 4 nhóm đối tượng chính:

1. Doanh nghiệp chế biến sữa và đồ uống: Tài liệu cung cấp giải pháp kỹ thuật trực tiếp để thay thế phẩm màu tổng hợp carmine E120 và Allura Red E129 bằng phụ gia màu tự nhiên E162, giúp doanh nghiệp nâng cấp dòng sản phẩm theo tiêu chuẩn nhãn sạch Clean Label, gia tăng giá trị thương hiệu và đáp ứng các rào cản kỹ thuật khắt khe khi xuất khẩu sang thị trường Châu Âu và Bắc Mỹ.

2. Kỹ sư nghiên cứu và phát triển sản phẩm thực phẩm: Cung cấp bộ thông số kỹ thuật chuẩn xác về nồng độ phối chế 665 µg/100 ml và các ngưỡng suy biến quang học của sắc tố trong hệ nền thực phẩm lên men có tính axit, hỗ trợ rút ngắn thời gian thử nghiệm công thức mới.

3. Nhà khoa học, giảng viên và học viên chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm: Đóng vai trò là nguồn tài liệu tham khảo học thuật giá trị về kỹ thuật chiết xuất xanh hỗ trợ enzyme kết hợp sóng siêu âm, phương pháp đo màu sắc hiện đại theo không gian CIE Lab* và các mô hình toán học đánh giá động học phân hủy hoạt chất sinh học.

4. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm: Cung cấp dữ liệu khoa học thực chứng phục vụ công tác xây dựng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về việc sử dụng, kiểm soát dư lượng và bảo quản các hợp chất màu chiết xuất từ thực vật trong chuỗi cung ứng thực phẩm tươi sống và chế biến lạnh.

Câu hỏi thường gặp

Nồng độ betalain bao nhiêu là tối ưu để tạo màu cho sữa chua dâu tây?

Thực nghiệm xác định mức phối chế 665 µg betalain trong 100 ml sữa chua mang lại màu sắc tương đồng nhất với sản phẩm sữa chua dâu tây thương phẩm. Ở nồng độ này, chỉ số độ sáng L* đạt 72.02 và độ đỏ a* đạt 9.54, tạo ra giá trị sai lệch màu Delta E thấp nhất mà không làm ảnh hưởng đến cấu trúc nền gel của sữa chua.

Sữa chua bổ sung màu betalain có thể bảo quản được bao lâu ở 4°C?

Ở nhiệt độ bảo quản lạnh 4°C trong điều kiện tránh ánh sáng, sản phẩm giữ được độ ổn định màu sắc rất tốt trong suốt 28 ngày. Trong 21 ngày đầu tiên, độ sai lệch màu Delta E duy trì ở mức dưới 4.82, hoàn toàn không thể phân biệt bằng mắt thường và hàm lượng hoạt chất chống oxy hóa được bảo tồn trên 85%.

Tại sao màu betalain bị biến đổi nhanh chóng ở nhiệt độ phòng 30°C?

Nhiệt độ 30°C kích hoạt phản ứng phân hủy nhiệt làm betanin chuyển hóa thành neobetanin vàng và các dẫn xuất decarboxyl hóa. Đồng thời, vi khuẩn lactic phát triển mạnh làm pH sụt giảm sâu xuống 3.45, tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng thủy phân liên kết aldimine, khiến độ đỏ a* sụt giảm hơn 52% chỉ sau 4 ngày lưu trữ.

Sắc tố betalain từ củ dền có ưu thế gì so với carmine và anthocyanin?

Betalain an toàn tuyệt đối, không gây dị ứng và hoàn toàn có nguồn gốc thực vật, khắc phục nhược điểm của màu carmine E120 vốn chiết xuất từ côn trùng và chứa phức nhôm. So với anthocyanin, betalain có cường độ tạo màu mạnh gấp 3 lần và duy trì độ bền vượt trội trong dải pH rộng từ 3.0 đến 7.0 của thực phẩm.

Làm cách nào để khử mùi đất đặc trưng của củ dền khi ứng dụng vào thực phẩm?

Mùi đất tự nhiên phát sinh từ các hợp chất hữu cơ bay hơi geosmin và pyrazine trong củ dền có thể được loại bỏ hiệu quả bằng cách chần qua hơi nước nhiệt độ cao trước khi trích ly, hoặc sử dụng màng siêu lọc kết hợp chất hấp phụ than hoạt tính chuyên dụng, giúp giữ nguyên độ tinh khiết của màu sắc.

Kết luận

• Luận văn đã xác lập thành công tỷ lệ phối chế tối ưu 665 µg betalain/100 ml sữa chua, tái lập hoàn hảo sắc đỏ dâu tây tự nhiên tương đương phẩm màu thương mại.
• Chứng minh độ bền màu vượt trội của hệ màu betalain trong môi trường sữa chua ở 4°C lên đến 28 ngày, mở ra tiềm năng lớn cho thương mại hóa thực phẩm lạnh.
• Làm sáng tỏ quy luật thoái hóa sắc tố liên hợp giữa yếu tố nhiệt độ cao 30°C và sự sụt giảm pH do vi khuẩn lactic sinh axit.
• Hoàn thiện quy trình chiết xuất xanh tích hợp sóng siêu âm, enzyme và sấy thăng hoa ở -50°C, nâng cao hiệu suất thu hồi betalain tinh khiết từ củ dền đỏ.
• Khẳng định tính khả thi của việc thay thế phụ gia màu tổng hợp, góp phần thúc đẩy xu hướng nhãn sạch và nâng cao giá trị chuỗi nông sản Việt Nam.

Đóng góp lớn nhất của nghiên cứu là cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác cho việc khai thác hợp chất màu betalain tự nhiên trên quy mô công nghiệp. Trong giai đoạn tiếp theo kéo dài từ 6 đến 12 tháng, nhóm nghiên cứu khuyến nghị các doanh nghiệp thực phẩm tiến hành thử nghiệm vi bao bảo vệ sắc tố và hoàn thiện đánh giá cảm quan người tiêu dùng trên quy mô pilot để sớm thương mại hóa dòng sản phẩm sữa chua tự nhiên cao cấp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OE EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY - HO CHI MINH CITY Faculty of Chemical Engineering and Food Technology STABILITY OF BETALAINS PIGMENTS FROM RED BEETROOT ( Beta vulgaris L.) IN YOGURT APPLICATION A Thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for admission to the degree of Bachelor of Engineering in Food Technology By Student: Sung Tuyet Dung Supervisor: MSc. Nguyen Huu Thien Dr. Huynh Tien Dat Ho Chi Minh City, 2024 MINISTRY OE EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY - HO CHI MINH CITY Faculty of Chemical Engineering and Food Technology STABILITY OF BETALAINS PIGMENTS FROM RED BEETROOT (Beta vulgaris L.) (N YOGURT APPLICATION A Thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for admission to the degree of Bachelor of Engineering in Food Technology By Student: Sung Tuyet Dung Supervisor: MSc. Nguyen Huu Thien Dr.

Huynh Tien Dat Ho Chi Minh City, 2024 ul ACKNOWLEDGEMENTS First and foremost, I would like to express my deepest and sincerest gratitude to Dr. Huynh Tien Dat and MSc. Nguyen Huu Thien from the Faculty of Chemical Engineering and Food Technology for their responsible, patient, and invaluable supervision and support throughout my study. Without their assistance and dedicated involvement in every step throughout the process, this paper would have never been accomplished.

I place on record my sincere thank you to the Dean of the Faculty of Chemical Engineering and Food Technology, Nong Lam University for giving me a huge opportunity to be part of this project. I would like to thank all lecturers and staff at the Faculty of Chemical Engineering and Food Technology, Nong Lam University, who have taught me all the knowledge and skills required to complete my Bachelor's course of study. Furthermore, I wish to send my sincerest thanks to my partner Nguyen Tra Kim Ngan for her endless support and continuous encouragement throughout my years of study and through the process of researching and writing this thesis. Finally, this work is dedicated to my family because no words can express my love and gratitude to my family, who have raised me and supported me under all circumstances, given me all the strength and courage, shared with me all the ups and downs, and loved me unconditionally.

1H ABSTRACT Red beetroot (Beta Vulgaris L.) is well-known as a functional food due to its abundant source of vitamins, minerals, dietary fiber, and bioactive compounds, especially betalains. Betalains are a group of natural pigments that give red-violet to yellow-orange color. Betalains are not only non-toxic, non-carcinogenic, non- poisonous pigments, their structural composition and properties but also have great potential for application in the food and medical industry. Nowadays, betalains are mostly employed as natural colorants in a wide range of food and beverages such as desserts, confectioneries, dry mixes, dairy, and meat products.

In this study, betalains were extracted by using Ultrasound-Assisted Enzymatic Extraction (UAEE) from red beetroot to utilize in coloring yogurt. In addition, the storage stability test was conducted to evaluate the potency of betalains as a natural food colorant. The pigment level added at 665ug/100ml gave the most similar color to commercial strawberry yogurt used to compare with color parameters as follows: L*=72. The storage stability test showed that betalains were more susceptible to 30°C than 4°C.

Their thermal sensitivity increases with increasing temperature. Betalains could retain their color for up to 28 days of storage, while these pigments started to degrade on the first day of storage at 30°C. Moreover, the susceptibility of betalains to temperature was strongly related to the pH of stored yogurt. The degree of influence increased with an increase in intensity or combination of these causative factors.

The results hold great promise for the large-scale extraction of betalains, offering exciting possibilities for their utilization in various food applications. Keywords: betalains, red beetroot, natural colorant, yogurt, storage stability 1V LIST OF ABBERVIATIONS EU Europe Union FDA Food and Drug Administration FD&C Food Drug and Cosmetic UAEE Ultrasound — Assisted Enzymatic Extraction US United State TABLE OF CONTENTS ACKNOWLEDGEMENTS.HnHHHn HH HT TH TH Hư Hệ ill BASS UREA gu gõ cusp neers ee BEHEEGB(GSIENHEEOSEEBGGHIBVIGSIGEIGBEIHGRRBEEHDERGSEGMGHEERQBRSIORSEĐNISASG 1V LIST OF ABBREVIATIONSescssssssesse sessssasssenscasasessacesnesmanunusccannseareanssseomsmenemesmass 8 LAS OE.ENGUINEREieeneobioiooelis6nieiiBsEREĐidESSGEESULE-ESEGESSAGHEGEGESUESHHABSIEB4iSSSSG2idd0536 D CHAPTER 1: INTRODUCTTION.---- --- 2À 2- S222 2212222222222 ke 10 CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW.1; QXEFvI6W OF 106d GGÌGEÄH BE se eeeeeeeaeesoiteoie si GRSGSSSELESSECEBRHSSSSSBGEESSSEESDSSES. Importance of colorants in food manufacturing:. Classification of food coloranfs.-- 5-5525 S2 s2 re 12 Dede OVErview OF Ted.-----c-+-e-cccssi-ccseeEerLienesedtesegB6EEseasrsnsiase 17 2.

Nutritional values of red beetroot.00cc cece ce SH HH ớt 18 2. Overview of betalains 2. Chemistry of betalains. HH HH HH ng re 21 2.

Physical and chemical properties of betalains. Application of betalains in different food systems.-----c<S<<+ 23 CHAPTER 3: MATERIALS AND METHOD. eee eects 26 Dade Weatertalls sscsiscossssseseaxecsasasnsscnene weemeurs canes amines meres aR eae RE 26 3.1: Red BéeefTf0GK POW OED sac ngu nga ong hong hàn 314481596915508588830100/44. Betalains-rich extract powder.

cscansnneinnnineannnnnsinntonsnemnant osienansnientinentinnstineibeubmesini nenmisienn niitnmamentiensinninstin 27 3. Types:0fe€QUTDIHH¿‹:s-:-:::⁄zzic222z225566066053601056261652664008916310653555g843865605045556 308 28 3. Determination amount of betalains added into yogurt. Evaluation of color stability of yogurt containing betalains at different Storage temperatures wcses css: mesencmune sacs meneame eee 31 3.ATiaályYH€ MGC OGS sua secs 0s gõ n2 sxaanneannas sanonnintnemnamasnccreaane tame EE3/4008038i544-l35:3810356 05686 31 3.

PH detent ation s2 secieceesssieesisg25361101013555380853554595553360135583893/4461459230588 31 3. Color meaSUT€IT€TIỀ.-- G5 222 212211221 221221 221291 g1 TH ng ng ng 31 3. Statistical AT ÏYSI§:::¿s2sscss502566600010666261556335663540586656366656993068951036i6598E5. Determine the appropriate amount of betalains added to yogurt.

Storage stability of yogurt containing betalains. Changes in yogurt color DaraIN€f€FS. Changes in yogurt pH during sforage.----- 25c S2 sec 38 CHAPTER 5: CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS. 40 Maik COMCHUSIONS cess ssccestsemmws tnd sireaetinaanitomeatnatiokeramnatlbticauntimtms natteinniniunaen rinse 40 2: 25 RGCDIHHEHUOI Su con gio c0icg 1L R6 sans 15556516 mampanams sis Xù68u3iQE6uSkEL-OG.

40 REEERENGE css cssssesssessnsesvecvesssunnnersscnsrenecrencseneseusuesvensyeseannveeseomasecoesreeerressseierts 4] LIST OF ABBREVIATIONS Table 2. Major synthetic colorants usually used 1n ÍOOd. Composition of D€€fTOOI. TH ng 19 Table 3.

The types of equipment used in the DTOJCCÍ.-5-< 5< «5< «<< e=ss=eseese 28 Table 4. Color analysis of control SaIpÏ. Total color differences between each yogurt sample and commercial sample CE ()kagstiiiitGi1146400151305183330316G135ã8853G48B8EEENXRtSS3SEESEESSENESSELSS1XSiSãSEINSEEETEIEIGEIGSSSGGELSSE34&ESGSgqQ2 34 Table 4. Color parameters of yogurt stored at 4°C and 30°C.

pH value of yogurts stored at 4°C and 30°C in 4 days.---s«< 38 LIST OF FIGURES Figure 2. Representative food colorants from natural sources, organized according to UE die re cac. cố ca cha an 15 Figure 2. Bioactive compounds present in Beetroot (Dhiman et al.

Chemical structure of betalamic acid, betaxanthin, and betacyanin TC co co. co co 0000 5000259090700010029000900995302302057 21 Figure 3. Freeze-dried betalains powder -zsecccsssssssss66s46065534665845u6166866556560884856683g. Ingrédietits to make yO Quit.

Yogurt preparation process. Yogurt dyed in turn with 192, 380, 570, 665, 6844, 760 ug betalains/100m1] Yogurt. cọ cọ nơ 33 Figure 4. Yogurts stored at 4°C for 4 AS.

Yosurts stored at 30°C 1 28 days <.ssssccscsvsoovsesescsesseneenssonseonsssesessonsenesen 36 CHAPTER 1: INTRODUCTION Colorants used in food are mostly classified into 2 groups: synthetic and natural colorants. As their name suggests, synthetic food colorants are originally manufactured from coal tar, highly purified oil products. These colorants have been demonstrated which are safe for human health at specified levels. However, if the dose exceeds the approved threshold, 1t can cause harm to the consumer's health such as debilitating the immune system, vitamin B6 deficiency, abortion, hyperactivity, decreased IQ of children, urticarial, asthma, and even cancer (Okafor et al.

Therefore, the current demand for natural colorants increased dramatically. Colors from natural origin not only give a variety of hues but also contain many biologically active substances that are beneficial to human health. Therefore, the use of natural colorants is more popular and is gradually replacing synthetic color products. However, current extraction methods have drawbacks such as long extraction time, use of organic solvents, high temperatures causing betalains loss, and low extraction efficiency.

Red beetroot (Beta Vulgaris L.) has been known as a superfood due to its rich source of fiber, sugar, vitamins, and especially betalain. Betalains are water-soluble nitrogenous pigments, which can be only found in plants of the Caryophyllales order, such as Amaranthaceae, Basellaceae, Cactaceae, Portulacaceae, Nyctaginaceae, and a few other families (Carreón-Hidalgo et al. In food, betalains are utilized to color a variety of foods and beverages, especially low-acid foods. In addition, due to their antimicrobial and antioxidant, betalains are also used as food additives.

Therefore, betalains extracted from red beetroot are gaining significant attention due to their potential applications. With the tropical monsoon climate, Vietnam is one of the richest sources of tropical fruits in the world. Fruits and vegetables are grown widely all over the country. The successful research on "Stability of betalains pigments form red beetroot (Beta vulgaris L.) in yogurt application" can enhance the economic value of red beetroot as well as betalains rich extract, increase biological activities and applicability as coloring for some food products with the potential to replace some current synthetic colors.

10 The objectives of this study are: - Take advantage of the result of optimization betalains extraction from red beetroot by UAEE method in yogurt natural colorant application - Evaluate the possibility of adding betalain compounds to yogurt products. - Examine the storage stability of yogurt dyed with betalains at different temperatures. 1] CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW 2. Overview of food colorants: 2.

Importance of colorants in food manufacturing: Color is a vital attribute as well as a selection criterion of each food product. It is often associated with the flavor, safety, and nutritional value of the product. The color we will see, the flavor we will taste. For example, red color is highly related to strawberry flavor, purple is grape, and yellow is lemon.

Moreover, color influences food products' preference, pleasantness, and especially appetite stimulation. A study by Emerald Insights found that the visual appeal of an item affects 90% of consumer’s buying decisions (Birren, 1963). Generally, colors are added to food to restore color lost during processing, storage, or transportation; enhance the natural color of food, stabilize or reinforce the already existing natural color, and provide color uniformity in batch-to-batch or colorless food (Msagati, 2012). Classification of food colorants Colorants can be classified based on sources, chemical structure, hue, and application.

Based on their sources, food colorants are divided into three main groups: artificial/synthetic colorants, natural colorants, and natural-identical colorants. While based on their chemistry, they can be grouped into flavonoids, indigoids, and carotenoids. Artificial/synthetic food colorants As their name suggests, artificial colorants are products of chemical processes 1n which their chemical composition/or physical structuring accounts for color. Originally, the production of these dyes required a large amount of coal tar and highly purified oil products.

From their first commercialization in 1856 to now, synthetic colors have gained popularity due to their low production cost, high tinctorial strength, high stability, and no or limited effect flavor/aroma to finished products. Most synthetic 12 colors are hydrophilic, therefore they can be added directly to food without pre- processing step. The main classes of synthetic food colors are: — Azo (monazo, disazo, and trisazo) — Azo-pyrazolon — Triarylmethane — Xanthene — Quinoline — Indigoid Table 2.1 Major synthetic colorants usually used in food. Name Enumber FD&C Structure type Color shade classification Tartrazine E102 Yellow no.

5 Azopyrazolone Yellow Quinoline yellow E1044 None Quinoline Greenish yellow Sunset Yellow FCF E110 Yellow no. 6 Monoazo Orange yellow Carmoisine E122 None Monoazo Bluish red Amaranth E123 None Monoazo Red Ponceau 4R E124 None Monoazo Orange red Erythrosine E127 Red no. 3 Xanthene Bluish pink Allura Red AC E120 Red no. 40 Monoazo Yellowish red Patent Blue V E131 None Triarylmethane Violet blue Indigo Carmine E132 Blue no.

2 Indigoid Deep blue Brilliant blue FCF = E133 Blue no. 1 Triarylmethane Greenish blue Source: (Scotter, 2011) 13 Despite the aforementioned advantages as well as permission to use artificial color, consumer demand has been the driving force for the replacement of artificial colorants with those derived from natural sources. The main reason can be related to chemicals which are possibly linked to hyperactivity in children, and allergenicity of synthetic colorants in sensitive populations (Potera, 2010).