Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu quy trình tách chiết và tính chất của Anthocyanin từ gạo đen hữu cơ

Luận Văn Group hỗ trợ viết luận văn thạc sĩ,chuyên đề,khóa luận tốt nghiệp, báo cáo thực tập,
Assignment, Essay
Zalo/Sdt 0967 538 624/ 0886 091 915 Website:lamluanvan.net
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
Khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trường
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT VÀ TÍNH
CHẤT CỦA ANTHOCYANIN TỪ GẠO ĐEN HỮU CƠ
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Giảng viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
MSSV: 1211110099
TS. Nguyễn Lệ Hà
Đinh Thị Kiều My
Lớp: 12DTP01
TP. Hồ Chí Minh, 2016

Luận Văn Group hỗ trợ viết luận văn thạc sĩ,chuyên đề,khóa luận tốt nghiệp, báo cáo thực
tập, Assignment, Essay
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Lệ Hà
LỜI CAM ĐOAN
Là sinh viên năm năm cuối của Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh,
nay được vinh dự làm đồ án tốt nghiệp để hoàn tất chương trình học của mình. Tôi cam
đoan đây là nghiên cứu do tôi tiến hành tại phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ Sinh
học-Thực phẩm-Môi trường, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh.
Những số liệu trong bài hoàn toàn trung thực chưa từng có ai công bố.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Đinh Thị Kiều My

1

LỜI CẢM ƠN
Tận đáy lòng con xin gửi vạn lời cảm ơn đến cha mẹ, cha mẹ là người cực
khổ nuôi nấng, dạy dỗ con thành người. Cha mẹ là người đầu tiên dạy con bước đi,
là người thầy giáo đầu tiên dạy con biết từng con chữ, dạy con khi vấp ngã phải biết
đứng lên và những kinh nghiệm quý báu trong cuộc sống. Cha mẹ luôn dõi theo con
trên bước đường đời, cho dù con ở đâu làm gì con luôn biết cha mẹ luôn ủng hộ cho
con, là chỗ dựa vững chắc cho con.
Với lòng biết ơn sâu sắc. Em xin chân thành cảm ơn toàn thể quý Thầy Cô
Khoa Công nghệ sinh học-Thực phẩm-Môi trường, cùng toàn thể Thầy Cô Trường
Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt cho em
những kiến thức quý báo về cơ sở ngành cũng như chuyên ngành từ ngày em bước
chân vào giảng đường đại học.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn TS.Nguyễn Lệ Hà, người thầy đáng
kính, đã luôn tận tình chỉ dẫn, hỗ trợ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn
thành phần thực nghiệm của đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Văn Thành và thầy Nguyễn Trung
Dũng đã tạo điều kiện thuận lợi cho em thực hiện đồ án tại phòng thí nghiệm Khoa
Công nghệ sinh học-Thực phẩm-Môi trường, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ
Chí Minh.
Cảm ơn tất cả các bạn lớp 12DTP01 đã luôn khích lệ, động viên và giúp đỡ
mình trong suốt quá trình học tập tại trường và trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2016
SVTH: Đinh Thị Kiều My

2

MỤC LỤC
TRANG
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. iv
DANH MỤC BẢNG................................................................................................ vii
MỞ ĐẦU.................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...................................................................................... 4
Gạo đen................................................................................................................ 4
1.1.1. Khái niệm........................................................................................................................................ 4
1.1.2. Nguồn gốc của gạo đen hữu cơ........................................................................ 4
1.1.3. Công dụng của gạo đen hữu cơ........................................................................ 5
1.2. Anthocyanin ........................................................................................................ 6
1.2.1 Giới thiệu.......................................................................................................................................... 6
1.2.2. Sự phân bố của Anthocyanin. .......................................................................... 7
1.2.3. Cấu trúc hóa học của Anthocyanin .................................................................. 8
1.2.4. Tính chất của Anthocyanin ............................................................................ 12
1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến màu sắc và độ bền của Anthocyanin................... 14
1.2.5.1. Cấu trúc ....................................................................................................... 14
1.2.5.2. pH................................................................................................................ 18
1.2.5.3. Nhiệt độ....................................................................................................... 20
1.2.5.4. Oxy.............................................................................................................. 22
1.2.5.5. Enzyme........................................................................................................ 22
1.2.5.6. Ánh sáng...................................................................................................... 23
1.2.5.7. Đường và các sản phẩm biến tính của chúng.............................................. 24

i

1.2.5.8. Các ion kim loại. ......................................................................................... 25
1.2.5.9. Sulfurdioxide (SO2).................................................................................... 26
1.2.5.10. Acid ascorbic............................................................................................. 26
1.2.6. Các Anthocyanin đã được thương mại hóa.................................................... 29
1.3. Những kết quả nghiên cứu trong nước và thế giới............................................ 29
1.3.1. Phương pháp tách chiết Anthocyanin từ gạo. ................................................ 29
1.3.2. Phương pháp trích ly Anthocyanin từ quả dâu Hội An ........................................... 30
1.3.3. Phương pháp tách triết Anthocyanin từ bắp cải tím.................................................. 31
CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP. ..................................................... 32
2.1. Nguyên vật liệu ................................................................................................. 32
2.1.1. Nguồn gạo đen ............................................................................................... 32
2.1.2. Một số hóa chất sử dụng trong nghiên cứu................................................... 32
2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm.......................................................................... 33
2.2.1. Xác định các thông số cho quá trình trích ly Anthocyanin từ gạo đen.......... 33
2.2.1.1. Xác định tỷ lệ dung môi Nước-EtOH trong quá trình trích ly.................... 35
2.2.1.2 Xác định tỷ lệ nguyên liệu tấm trong dịch trích ly....................................... 36
2.2.1.3. Xác định nhiệt độ thích hợp để trích ly Anthocyanin từ gạo đen ............... 38
2.1.2.4. Xác định thời gian thích hợp trích ly Anthocyanin từ gạo đen................... 39
2.2.2. Khảo sát một số tính chất của Anthocyanin trong dịch trích ly từ gạo đen... 40
2.2.2.1. Sự biến đổi hàm lượng Anthocyanin ở các pH khác nhau.......................... 40
2.2.2.2. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền của Anthocyanin ở các nhiệt độ khác
nhau .......................................................................................................................... 42
2.2.2.3. Xác định hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích ly gạo đen trước khi cô quay
và sau khi cô quay. ................................................................................................... 43

ii

2.3. Các phương pháp phân tích dùng trong thí nghiệm.......................................... 43
2.4. Phương pháp xử lý số liệu................................................................................. 43
CHƯƠNG 3 :KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................... 44
3.1. Xác định các thông số cho quy trình trích ly Anthocyanin từ gạo đen............. 44
3.1.1. Xác định tỷ lệ dung môi nước: ethanol trong pha chế dung môi trích ly
Anthocyanin từ gạo đen ........................................................................................... 44
3.1.2. Xác định tỷ lệ nguyên liệu và dung môi trong quá trình trích ly anthocyanin từ
gạo đen ..................................................................................................................... 46
3.1.3. Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình trích ly Anthocyanin từ gạo đen. . 47
3.2. Khảo sát một số tính chất của Anthocyanin trong dịch trích ly gạo đen .......... 53
3.3.1. Sự biến đổi của hàm lượng anthocyanin ở những pH khác nhau........................ 53
3.3.2. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền của Anthocyanin ở các nhiệt độ khác
nhau............................................................................................................................................................. 54
3.3.3. Hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích ly từ gạo đen.............................................. 58
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ................................................................................... 63
4.1. Kết luận............................................................................................................................................. 63
4.2 Kiến nghị........................................................................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 68
PHỤ LỤC B SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM. ..................................................................... 7

iii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Gạo đen ....................................................................................................... 4
Hình 1.2 Cấu trúc phổ biến của Anthocyanin.......................................................... 11
Hình 1.3. Cation Flavylium...................................................................................... 12
Hình 1.4. Sơ đồ cấu trúc anthocyanin chuyển hóa trong nước ................................ 15
Hình 1.5 Những màu sắc phổ biến của các loại athocyanin .................................... 18
Hình 1.6 Sự chuyển đổi cấu trúc của anthocyanin trong điều kiện môi trường pH khác
nhau .......................................................................................................................... 20
Hình 1.7 Sơ đồ sự biến tính của anthocyanin 3,5-diglucoside tại pH 3,7............... 21
Hình 1.8. Sự biến tính Anthocyanin với phản ứng oxy hóa atechol........................ 23
Hình1.9. Phản ứng ngưng tụ .................................................................................... 25
Hình 1.10. Sơ đồ Jurd đối với phản ứng thuận nghịch giữa SO2 và Anthocyanin
(Wiley, 2005) ........................................................................................................... 26
Hình 1.11. Sự chuyển hóa malvin thành malvone bởi H2O2 tạo thành từ sự oxy hóa
Ascorbic acid (Wiley, 2005) .................................................................................... 27
Hình 1.12. Fla-2-ene được tạo thành từ phản ứng giữa Ascorbic acid và Anthocyanin.
27
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình tóm tắt nội dung thí nghiệm khảo sát các thông số trích ly
34
Hình 2.2. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ H2O: Ethanol trong pha chế dung môi để
trích ly anthocyanin từ gạo đen hữu cơ.................................................................... 35
Hình 2.3. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nguyên liệu thích hợp để trích ly
anthocyanin từ gạo đen ............................................................................................ 37
Hình 2.4. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thích hợp để trích ly Anthocyanin từ
gạo đen ..................................................................................................................... 38

iv

Hình 2.5. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thích hợp để trích ly anthocyanin từ
gạo đen ..................................................................................................................... 39
Hình 2.6. Sơ đồ quy trình tóm tắt nội dung thí nghiệm nghiên cứu tính chất của
Anthocyanin ............................................................................................................. 40
Hình 2.7. Bố trí thí nghiệm xác định sự ảnh hưởng của pH đến hàm lượng
Anthocyanin trong dịch trích ................................................................................... 41
Hình 2.8. Bố trí thí nghiệm xác định sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền của
anthocyanin ở cá nhiệt độ khác nhau ....................................................................... 42
Hình 3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi H2O:EtOH đến hiệu suất trích ly anthocyanin
từ dịch chiết.............................................................................................................. 44
Hình 3.2. Dịch trích ly các dung môi ở những tỷ lệ khác nhau ............................... 45
Hình 3.3. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu và dung môi đến hiệu
suất trích ly Anthocyanin từ gạo đen hữu cơ. .......................................................... 46
Hình 3.4. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hiệu suất trích ly
Anthocyanin từ dịch chiết. ....................................................................................... 48
Hình 3.5 Dịch trích ly anthocyanin ở các nhiệt độ khác nhau. ................................ 50
Hình 3.6. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của thời gian đến trích ly đến hiệu suất trích
ly Anthocyanin trong dịch chiết............................................................................... 51
Hình 3.7 Dịch trích ly anthocyanin ở các thời gian khác nhau................................ 52
Hình 3.8. Biểu đồ biểu thị sự biến đổi độ hấp thu của anthocyanin ở nhưng mức pH
khác nhau.................................................................................................................. 53
Hình 3.9. Biểu đồ biểu thị sự biến đổi hàm lượng của Anthocyanin ở 00
C ............ 54
Hình 3.10. Biểu đồ biểu thị sự biến đổi hàm lượng của anthocyanin ở 200
C ......... 55
Hình 3.11. Biểu đồ biểu thị sự biến đổi hàm lượng của Anthocyanin ở 00
C .......... 56

v

Hình 3.12. Biểu đồ biểu thị sự biến đổi hàm lượng của anthocyanin ở các nhiệt độ
khác nhau.................................................................................................................. 57
Hình 3.13. Biểu đồ biểu thị sự ức chế gốc tự do của vitamin C .............................. 58
Hình 3.14. Biểu đồ biểu thị sự ức chế gốc tự do của dung dịch Anthocyanin được
trích ly từ tấm đen. ................................................................................................... 59
Hình 3.15. Biểu đồ biểu thị sự ức chế gốc tự do của dung dịch Anthocyanin được
trích ly từ tấm đen sau cô quay. ............................................................................... 60
Hình 3.16. Phản ứng màu của dung dịch DPPH khi cho dịch mẫu trích ly anthocyanin
từ gạo đen ................................................................................................................ 61
Hình 3.17. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thích hợp để trích ly Anthocyanin từ
gạo đen ..................................................................................................................... 63
Hình 4.1. Dịch chiết Anthocyanin trước cô quay. ................................................... 65
Hình 4.2. Dịch chiết sau cô đặc................................................................................ 66

vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của gạo đen............................................................... 5
Bảng 1.2. Bảng các Anthocyanin có nguồn gốc thực vật .......................................... 8
Bảng 1.3. Một số Anthocyanin phổ biến.................................................................... 9
Bảng 1.4 Các nhóm Anthocyanin hiện có................................................................ 10
Bảng 3.1. Giá trị %I à IC50 của vitamin C ............................................................... 58
Bảng 3.2. Giá trị %I và kết quả IC50 của dịch trích ly anthocyanin từ gạo đen trước
khi cô quay. .............................................................................................................. 59
Bảng 3.3. Giá trị %I và kết quả IC50 của dịch trích ly anthocyanin từ gạo đen sau cô
quay. ......................................................................................................................... 60
Bảng 3.4. So sánh giá trị IC50 của Ascorbic acid và Anthocyanin........................... 61
Bảng 4. Đánh giá sơ bộ cảm quan của dịch chiết anthocynin………………………63

vii

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Anthocyanin có mặt trong nhiều loại rau quả từ thiên nhiên. Chất màu
Anthocyanin là có độ hòa tan trong nước và trong các dung môi phân cực, nên
chúng có thể dễ dàng trích ly bằng những dung môi trích ly thông thường mà không
độc hại đối với môi trường. Bên cạnh đó màu sắc của chúng trải dài từ màu đỏ, màu
tím và màu xanh, có thể ứng dụng vào việc làm phụ gia tạo màu trong thực phẩm
nhưng không độc hại.
Thêm vào đó Anthocyanin có giá trị sinh học rất cao, chúng được đưa vào chế
độ ăn uống trong nhiều thế kỷ qua, nhờ vào tác dụng sinh học rất tốt như có khả năng
điều trị chứng huyết áp cao, sốt, rối loạn gan, rối loạn tiêu hóa. Với xu hướng của thế
giới hiện nay, mọi người luôn ưa chuộng những sản phẩm có thành phần từ thiên nhiên,
lành mạnh đối với sức khỏe con người. Anthocyanin đã được đưa vào sử dụng dưới
dạng sản phẩm thực phẩm hay chất màu trong thực phẩm của con người.
Với một đất nước nông nghiệp như Việt Nam từ ngàn xưa gạo đã trở thành
nguồn lương thực thiết yếu, nuôi sống biết bao thế hệ. Nhưng ngày nay với cuộc sống
không ngừng phát triển, quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ, môi trường ngày càng bị
ô nhiễm trầm trọng. Những hóa chất độc hại duới danh nghĩa là phụ gia thực phẩm
đang thâm nhập vào cơ thể con người mỗi ngày. Hiện nay Việt Nam là nước thuộc top
2 - những quốc gia dẫn đầu về tỷ lệ mắc bệnh ung thư, mỗi năm có khoảng 70000
người chết vì bệnh ung thư và 200 000 mắc mới về bệnh ung thư. Trong vòng năm năm
nữa ung thư có thể sẽ trở thành đại dịch ở Việt Nam. Bên cạnh đó theo điều tra mới
nhất của hội tim mạch Việt Nam, 2016 có 48% người Việt Nam mắc bệnh tăng huyết
áp, đây là một con số đáng báo động. Trong những năm gần đây các nghiên cứu khoa
học luôn hướng về những nghiên cứu tạo ra sản phẩm được chiết xuất từ thiên nhiên,
cải thiện sức khỏe, chống oxy hóa, nâng cao sức đề kháng của con người.
Với mong muốn có những chất màu từ thiên nhiên thay thế những chất màu
hóa học đang từng ngày thâm nhập vào cơ thể con người, một thức uống giàu hợp

chất chống oxy hóa giúp cơ thể tăng cường sức đề kháng có thể chống lại bệnh ung
thư. Nhóm nghiên cứu quyết định chọn nguồn gạo đen hữu cơ từ thiên nhiên, không
thuốc trừ sâu, không phân bón hóa học làm nguồn trích ly cho đề tài trích ly
Anthocyanin, bên cạnh đó cũng sẽ nghiên cứu những tính chất cơ bản của
Anthocyanin để phục vụ cho quá trình bảo quản Anthocyanin để duy trì những hoạt
tính sinh học của chúng trong quá trình bảo quản.
2. Mục đích nghiên cứu
Đề tài có hai mục đích bản bao gồm:
Xác định các thông số thích hợp cho quá trình trích ly chất màu
Anthocyanin nhằm tách chiết tối đa Anthocyanin từ nguyên liệu phù hợp cho mục
đích ứng dụng vào thực phẩm.
Nghiên cứu những tính chất của Anthocyanin trong quá trình bảo quản dịch
chiết từ gạo đen.
3. Nội dung nghiên cứu.
Để thực hiện mục đích nghiên cứu đã đề ra, nhóm nghiên cứu thực hiện các
nội dung sau:
 Xác định các thông số cho quá trình trích ly Anthocaynin từ gạo đen:

- Xác định tỷ lệ dung môi thích hợp cho quá trình trích ly Anthocyanin.
- Xác định tỷ lệ nguyên liệu và dung môi thích hợp cho quá trình trích ly
Anthocyanin.
- Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình trích ly Anthocyanin.
- Xác định thời gian thích hợp cho quá trình trích ly Anthocyanin.
 Xác định những tính chất của dịch trích ly Anthocyanin từ gạo đen:

- Xác định hoạt tính kháng oxy hóa của Anthocyanin.
- Nghiên cứu những tính chất của Anthocyanin.

4. Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp thu thập thông tin: Phương pháp nghiên cứu tài liệu làm cơ sở
bố trí thí nghiệm. Sử dụng phần mềm Endnote để tìm tài liệu.
- Thực hành trong phòng thí nghiệm.

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Gạo đen
1.1.1. Khái niệm
Gạo đen là loại gạo thuộc giống Oryza sativa L. “GẠO ĐEN” là loại gạo có
màu tím đậm hoặc đen nhưng khi nấu chín sẽ chuyển sang màu đỏ tía hoặc tím. Lớp
vỏ bên ngoài của gạo này là màu đen nhờ sắc tố Anthocyanin, một chất chống oxi
hóa. Loại gạo này được bán dưới dạng “chưa xay xát”, với lớp vỏ ngoài nguyên
vẹn. Cho đến ngày nay, không dễ dàng có thể mua được gạo đen; loại gạo này rất
đáng giá và được người dân châu Á quan tâm đặc biệt trong nhiều thế kỷ và xu
hướng tiêu thụ ngày càng cao ở Châu Âu, Bắc Mỹ
Hình 1.1 Gạo đen
Ngoài ra trong gạo đen còn có rất nhiều vitamin E giúp tăng cường hệ thống
miễn dịch, giàu chất xơ, chất sắt và các vitamin thiết yếu, đặc biệt hàm lượng đường
trong gạo đen thấp người tiểu đường dùng có thể ổn định lượng đường trong máu.
Theo kết quả nghiên cứu của TS. Zhimin Xu thuộc đại học bang Louisana, Mỹ. Ông
nói rằng trong một muỗng canh gạo đen chứa nhiều chất dinh dưỡng tốt cho sức
khỏe hơn bất cứ “siêu thực phẩm” nào, bởi một muỗng gạo đen chứa nhiều chất
chống oxy hóa (Anthocyanin) hơn một muỗng canh trái việt quất.
1.1.1. Nguồn gốc của gạo đen hữu cơ

4

Bảng 1.1. Thành phần hóa học của gạo đen.
Thành phần Tỷ lệ %
Nước 14
Protein 8,2
Lipid 1,5
Glucid 74,9
Acid hữu cơ 0,6
Tro 0,8
Gạo đen là loại gạo đặc biệt được sử dụng nhiều và tìm thấy ở các nước châu
Á. Trung Quốc là nước có nhiều giống lúa đen hơn hết, tiếp theo Sri Lanka,
Indonesia, India, Philippines, Bangladesh và Việt Nam. Gạo đen thường tìm thấy ở
loại phôi nhủ đục sáp của các nhóm indica và japonica. Ở Việt Nam, gạo tím hay
đen được dùng làm thuốc và cho tín ngưỡng, chỉ được trồng ở các vùng núi, dưới
dạng gạo tẻ hoặc nếp.
Gạo đen hữu cơ được sản xuất từ phương pháp “canh tác hữu cơ”.
Lúa được trồng theo phương pháp canh tác hữu cơ, không sử dụng phân bón
hóa học, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ…, có sự kiểm soát, tác động của khoa học kỹ
thuật, công nghệ sinh học, sản phẩm được chế biến và đóng gói theo quy trình kép.
Canh tác hữu cơ giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng gạo đen hữu cơ, đảm bảo an
toàn sức khỏa cho người tiêu dùng và thân thiện với môi trường.
1.1.2. Công dụng của gạo đen hữu cơ
Trong gạo đen chứa nhiều Anthocyanin, đây là hợp chất chống oxy hóa giúp
cơ thể chống lại nhiều bệnh. Nó giúp cơ thể giảm nguy cơ đau tim bằng cách ngăn
chặn sự tích tụ mảng bám trong động mạch. Ngoài ra nó giúp trung hòa những thiệt
hại của các gốc tự do, ngăn ngừa một số dạng ung thư, hỗ trợ giảm cholesterol trong
máu.

5

Gạo đen chứa nhiều chất xơ gấp 5,9 lần rau cần tây giúp làm giảm nồng độ
cholesterol, kiểm soát hệ thống tiêu hóa. Đối với người suy nhược cơ thể, chất xơ
này có tác dụng kích thích tiêu hóa, tăng hấp thu. Đối với người muốn giảm cân,
chất xơ làm giảm cảm giác đói vì vậy nhanh chóng đạt hiệu quả cần thiết. Ngoài ra
chất xơ có khả năng chống béo phì, ngừa ung thư ruột kết và rất tốt cho bệnh nhân
đái tháo đường.
Trong gạo đen hữu cơ chứa selenium gấp 3,3 lần lòng đỏ trứng. Selenium là
nguyên tố vi lượng chống oxy hóa mạnh, giúp khử các gốc tự do có trong cơ thể, giúp
ngăn ngừa sự phá hủy tế bào, đặc biệt là tế bào gan, tốt cho người uống rượu bia
thường xuyên, người có vấn đề về gan như viêm gan và xơ gan, ngăn ngừa ung thư.
Gạo hữu cơ đen chứa nhiều chất sắt, chất sắc là một phần của tế bào máu, nếu
cơ thể thiếu sắt sẽ dẫn đến thiếu máu. Trong gạo đen hữu cơ cung cấp chất sắt cao hơn
70% so với gạo lức và gấp 1,7 lần thịt bò, do đó gạo đen hữu cơ rất thích hợp cho
những phụ nữ thiếu máu sau khi sinh và những người cần bổ sung chất sắt tự nhiên.
Trong gạo đen hữu cơ còn có hàm lượng mangan (gấp 1,54 lần gạo lứt).
Mangan có tác dụng giúp giải phóng năng lượng từ protein, carbonhydrate, hỗ trợ
hệ thống miễn dịch và điều hòa hàm lượng đường trong máu.
Gạo đen hữu cơ có hàm lượng kẽm gấp 1,7 lần thịt trai. Kẽm tham gia vào
thành phần của hơn 80 loại enzym điển hình như peptidase, đóng vai trò quan trọng
cho quá trình tiêu hóa protein , phòng chống ung thư đường tiêu hóa, tắng cường hệ
thống miễn dịch.
Ngoài ra trong gạo đen hữu cơ còn chứa các thành phần dinh dưỡng: các
amino acid, các nhóm acid béo Omega-3 và Omega-6, hơn 120 chất chống oxy hóa
(acylated steryl glucoside, gama Aminobutyric) tác động mạnh mẽ lên gốc tự do.
Đặc biệt trong gạo đen hữu cơ có chỉ số đường huyết từ thấp đến trung bình
(< 58) nên rất thích hợp cho người tiểu đường.
1.2. Anthocyanin
1.2.1. Giới thiệu

6

Anthocyanin là hợp chất màu hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên, thuộc
Flavonoid, là họ màu phổ biến nhất tồn tại ở thực vật bậc cao và tìm thấy được
trong một số loại hoa, quả, hạt như: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, hoa
hibicut, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp than, gạo đỏ…
Thuật ngữ Anthocyanin bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, trong đó Anthocyanin là
sự kết hợp giữa Anthos - nghĩa là hoa và Kysanesos - nghĩa là màu xanh. Tuy nhiên,
không chỉ có màu xanh, Anthocyanin còn mang đến cho thực vật nhiều màu sắc rực
rỡ khác như hồng, đỏ, cam và các gam màu trung gian. Các Anthocyanissn khi mất
hết nhóm đường được gọi là Anthocyanidin hay aglycon. Mỗi Anthocyanidin có thể
bị glycosyl hóa acylate bởi các loại đường và các acid khác tại các vị trí khác nhau.
Vì thế lượng Anthocyanin lớn hơn Anthocyanidin từ 15-20 lần. Chúng được sử
dụng làm phụ gia thực phẩm với ký hiệu là E613.
1.2.2. Sự phân bố của Anthocyanin.
Anthocyanin tập trung ở những cây hạt kín và những loài ra hoa, phần lớn nằm
ở hoa và quả, ngoài ra cũng có ở lá và rễ. Trong những loại thưc vật này, Anthocyanin
được tìm thấy chủ yếu ở các lớp tế bào nằm bên ngoài như biểu bì.
Các hợp chất Anthocyanin xuất hiện rộng rãi trong khoảng ít nhất 27 họ, 73
loài và trong vô số giống thực vật sử dụng làm thực vật (Bridle và Timberiake,
1996). Các họ thực vật như vitaceae (nho) và rosaceae (cherry, dâu tây, mâm xôi,
táo...) là các nguồn Anthocyanin chủ yếu. Bên cạnh đó còn có các họ thực vật khác
như solanceae (cà tím), saxifragaceae (quả lý đỏ và đen), ericaceae (quả việt quất)
và brassicaceae (bắp cải tím). Các loại Anthocyanin phổ biến nhất là các glucoside
của cyanidin, kế đến là pelargonidin, peonidin và delphinidin, sau đó petuidin và
maldivin. Số lượng các 3-glucoside nhiều gấp 2,5 lần các 3,5-glucoside. Loại
Anthocyanin hay gặp nhất chính là Cyanidin-3-glucoside.

7

Bảng 1.2. Bảng các Anthocyanin có nguồn gốc thực vật
Tên thực vật Tên thông thường Loại Anthocyanin
Allium cepa Củ hành tím Cy-3-glucoside, 3-galactoside, 3-
diglucoside và 3-laminarriobiosidc, Pn-3-
glucoside
Brassica Bắp cải tím (red Cy-3-sophoroside-5-glucoside cacyl hóa
oleraea cabbage) với malonoyl, p-coumaroyl, di- p-
coumarol,feruloyl, diferuloyl, sinapoyl và
disinapoyl
Fragaria spp Dâu tây Pg và Cy-3-glucoside
(strawberry)
Glycine Đậu nành (vỏ) Cy và Dp-3-glucoside
maxima
Hibicus Hoa bụt dấm Cy, Pn, mono- và biosides
sabdariffa L
Raphanus Củ cải đỏ (rễ) Pg và Cy-3-sophoroside-5-glucoside acyl
sativus hóa với p-coumaroyl, feruloyl, caffeoyl.
Vitis spp Nho Cy, Pn, Dp, Pt và Mv mono và
diglucoside; dạng tự do và dạng acyl hóa
Cy = cyanidin, Pg= pelagorindin, Pn= peonidin, Dp= delphinidin, Pt =
petunidin, Mv= malvidin.
1.2.3. Cấu trúc hóa học của Anthocyanin
Anthocyanin thuộc nhóm các hợp chất flavonoid, có khă năng hòa tan trong
nước và chứa các không bào. Về bản chất, các Anthocyanin là những hợp chất
glycoside của các dẫn xuất polyhydroxy và polymethoxy của 2-phenylbenzopyrylium

8

hoặc muối flavylium. Cho đến nay, người ta xác định được 18 loại aglycon khác
nhau, trong đó 6 loại phổ biến nhất là pelargonidin, cyanidin, delphinidin, petunidin
và maldivin.
Bảng 1.3. Một số Anthocyanin phổ biến
Anthocyanin Anthocyanidin Đường Có ở cây
Pelargonin Pelargonidin 2 glucose Cúc tây
Cianin Cynanindin 2 glucose Hoa hồng
Ceraxinanin Cynanindin Glucose, galactose Quả mận
Prunixianin Cynanindin Ramnoza, glucose Việt quất
Idain Cyrinhindin 2 glucose Cẩm quỳ
Delfin Peonidin 2 glucose Mẫu đơn
Malvin Enidin glucose Nho
Peonin Hirsutidin 2 glucose Anh thảo
Trong tự nhiên, Anthocyanin rất hiếm gặp khi ở trạng thái tự do (không bị
glycoside hóa). Nhóm tự do ở vị trí C-3 làm cho phân tử anthocyanidin trở nên
không ổn định và làm giảm khả năng hòa tan của nó so với các Anthocyanin tương
ứng. Vì vậy, sự glycosyl hóa luôn diễn ra, đầu tiên ở vị trí nhóm 3-hydroxy. Nếu có
thêm một phân tử đường sữa, vị trí tiếp theo bị glycosyl hóa thường gặp nhất là ở C-
5. Ngoài ra, sự glycosyl hóa còn có thể gặp ở các vị trí C-7, C-3’, C-5’. Loại đường
phổ biến nhất là glucose, ngoài ra cũng có một vài monosaccharide (như galactose,
rammose, arabinose), các loại disaccharide (chủ yếu là rutinose, sabubiose hay
sophorose) hoặc trisaccharide tham gia và quá trình glycosyl hóa.

9

Bảng 1.4 Các nhóm Anthocyanin hiện có
Anthocyanin R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 Màu sắc E-
number
Apigeninidin -H -OH -H -H -OH -H -OH Cam
Aurantinidin -H -OH -H -OH -OH -OH -OH Cam
Capensinidin -OCH3 -OH - -OH - -H -OH Xanh-đỏ
OCH3 OCH3
Cyanidin -OH -OH -H -OH -OH -H -OH Đỏ sậm E163a
Delphinidin -OH -OH -OH -OH -OH -H -OH Tím, E163b
xanh
Europinidin -OCH3 -OH -OH -OH - -H -OH Xanh-
OCH3 đỏ
Hirsutidin -OCH3 -OH - -OH -OH -H - Xanh-
OCH3 OCH3 đỏ.
Luteolinidin -OH -OH -H -H -OH -H -OH Cam
Pelargonidin -H -OH -H -OH -OH -H -OH Cam, đỏ E163d
cam
Malvidin -OCH3 -OH - -OH -OH -H -OH Tím E163c
OCH3
Peonidin -OCH3 -OH -H -OH -OH -H -OH Đỏ sậm. E163e
Petunidin -OH -OH - -OH -OH -H -OH Tím E163f
OCH3
Pulchellidin -OH -OH -OH -OH - -H -OH Xanh-
OCH3 đỏ.

10

Rosinidin -OCH3 -OH -H -OH -OH -H - Đỏ
OCH3
Triacetidin -OH -OH -OH -H -OH -H -OH Đỏ
Hình 1.2 Cấu trúc phổ biến của Anthocyanin
(intechopen.com/books/the-mediterranean-genetic-code-grapevine-and-
olive/production-of-anthocyanins-in-grape-cell-cultures-a-potential-source-of-
raw-material-for-pharmaceuti)
Sự methoxyl hóa các Anthocyanin và các glucoside tương ứng diễn ra
thông thường nhất là ở vị trí C-3’, và C-5’, cũng có thể gặp ở vị trí C-5 và C-7. Tuy
nhiên cho đến nay người ta chưa tìm thấy một hợp chất nào bị glycosyl hóa ở tất cả
vị trí C-3,-5,-7,-4 do đó cần thiết phải có ít nhất một nhóm hydroxyl tự do ở C-5, -7
hay - 4’ để thành dạng cấu trúc quinonoidal base (dạng cấu trúc thường tồn tại trong
không bào thực vật có pH từ 2,5 – 7,5).

11

Hình 1.3. Cation Flavylium (R1 và R2 là OH, H hoặc
OCH3, R3 là glucosyl hoặc H, R4 là OH hoặc glucosyl)
(en.wikipedia.org/wiki/Anthocyanin)
Sự acyl hóa cũng có thể xảy ra ở vị trí C-3 của phân tử đường hay ester hóa ở
các nhóm hydroxy C-6. Các nhóm acyl hóa chính thức là các phenolic acid như
beta-coumercic, cafeic, ferulic hay sinap acid và một loạt các acid như acetic,
malonic, axalic và succinic.
1.2.4. Tính chất của Anthocyanin
Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá
phân cực nên tan rất tốt trong dung môi hữu cơ phân cực. Anthocyanin hòa tốt trong
nước và trong dung dịch bão hòa. Khi kết hợp với đường làm cho phân tử
Anthocyanin hòa tan nhanh hơn.
Màu sắc Anthocyanin thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất màu và nhiều
yếu tố khác,…Khi tăng số lượng nhóm OH trong vòng pyran thì màu càng xanh đậm.
Trong dung dịch acid, Anthocyanin tồn tại dạng ở cation flavylium có màu đỏ. Khi pH
tăng dần, có sự tấn công của nước vào vòng pyran C, Anthocyanin chuyển dần sang
dạng base carbinol và chalcone không màu. Đây chính là quá trình hydrat hóa, yếu tố
chính tạo nên sự bạc màu của dung dịch màu-nước. trong dung dịch base, có sự dịch
chuyển của H+ từ -OH trên vòng B, Anthocyanin chuyển sang dạng anion có màu
xanh. Khi pH môi trường càng cao, ion H+ trong nhóm –OH còn lại bị phân hủy và khi
ấy điện tử không còn, màu xanh trở nên xanh hơn bởi vì ánh sáng hấp phụ trở

12

thành đỏ hơn. Trong môi trường trung tính, cả hai dạng cùng tồn tại nên dung dịch
có màu tím.
Mức độ methyl hóa các nhóm OH ở trong vòng pyran càng cao thì màu đỏ
càng đậm. Nếu nhóm OH ở vị trí thứ ba kết hợp với các gốc đường thì màu sắc
cũng sẽ thay đổi theo số lượng các gốc đường được đính vào nhiều hay ít.
Các Anthocyanin cũng phụ thuộc rất mạnh vào pH của môi trường:

Khi ở pH>7 các Anthocyanin có màu xanh và khi pH< các Anthocyanin

có màu đỏ.

Ở pH=1 các Anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến

màu đỏ.

Ở pH = 4-5 chúng có thể chuyển về dạng bazơ Cacbinol hay bazơ

Chalcon không màu.

Ở pH = 7-8 lại về dạng bazơ Quinoidal Anhydro màu xanh.

Màu sắc của Anthocyanin còn có thể thay đổi do hấp thụ trên polysaccharide.
Khi đun nóng lâu dài các Anthocyanin có thể bị phá hủy và mất màu.
Anthocyanin có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụ
cực đại tại bước sóng 510 ÷ 540nm. Độ hấp thu là yếu tố liên quan mật thiết đến
màu sắc của Anthocyanin chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch, nồng độ
Anthocyanin: thường pH thuộc vùng acid mạnh có độ hấp thụ lớn, nồng độ
Anthocyanin càng lớn độ hấp thụ càng mạnh.

Khả năng hòa tan của Anthocyanin:

Athocyanin là những hợp chất phân cực, do đó các dung môi phổ biến nhất
được sử dụng trong các phương pháp nghiên cứu là hỗn hợp dung dịch ethanol,
methanol hoặc acetone (Kahkone, Hopia & Heinoen, 2001). Trong số các phương pháp
phổ biến nhất là những người mà sử dụng chất trích ly là methanol hoặc ethanol
ở pH axit (Amr & Al Tamimi, 2007). Từ những phương pháp này, việc khai thác
với methanol là hiệu quả nhất (Kapasakalidis, Rastall, & Gordon, 2006); trong thực
tế, nó đã được tìm thấy rằng trích ly Anthocyanin từ bột nho, với việc tách chiết với
methanol là 20% hiệu quả hơn so với ethanol, và 73% hiệu quả hơn chỉ có nước

13

(Metivier, Francis, & Clydesdale, 1980). Tuy nhiên, trong ngành công nghiệp thực
phẩm ethanol được ưa thích hơn do methanol rất độc. Trong Anthocyanin chiết từ
nho đen, một dung dịch nước. Trong một số nghiên cứu, dung môi với 80% EtOH
bão hòa với SO2 được sử dụng chiết tách Anthocyanin (Romani et al, 1999), trong
nghiên cứu quan sát rằng các loại dung môi, nồng độ SO2 và nhiệt độ ảnh hưởng
đến quá trình khai thác Anthocyanin. Các Anthocyanin từ lúa miến đen được chiết
xuất với HCl 0,1% trong MeOH và 70% acetone dịch nước (Awika et al, 2005).
1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến màu sắc và độ bền của Anthocyanin.
So với đa số các chất màu thiên nhiên, Anthocyanin là chất màu có độ bền
kém hơn, nó chỉ thể hiện tính bền trong môi trường acid. Ngoài ra, nó có thể phân
hủy tạo thành dạng không màu và sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy có dạng
màu nâu cộng với những sản phẩm không tan.
Sự phân hủy Anthocyanin có thể xảy ra trong quá trình trích ly và tinh chế
chúng, đồng thời sự phân hủy này còn xảy ra trong quá trình xử lý và bảo quản các
sản phẩm thực phẩm.
Độ bền của các Anthocyanin phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cấu trúc hóa
học của Anthocyanin, pH, nhiệt độ, sự có mặt của copigment, ion kim loại, oxy,
acid ascorbic, SO2, ánh sáng, enzyme, đường và các sản phẩm biến tính của chúng.
Vì vậy, nghiên cứu các yếu tổ ảnh hưởng đến độ bền của Anthocyanin là điều cần
thiết trước khi ứng dụng nó như một chất màu thực phẩm.
1.2.5.1. Cấu trúc
a. Cấu trúc chuyển hóa trong môi trường lỏng.
Trong môi trường nước các Anthocyanin tự nhiên giống như chất chỉ thị pH.
đỏ ở pH thấp, đỏ xanh ở pH trung tính và không màu ở pH cao.

14

Hình 1.4. Sơ đồ cấu trúc anthocyanin chuyển hóa trong
nước.(Jackman and Smith, 1992)
Tại pH đã cho, tồn tại một cân bằng giữa 4 cấu trúc của Anthocyanin và
aglycone: quinonoidal (anhydro) bazo (A) màu xanh, cation flavylium (AH+) màu
đỏ, carbinol pseudobase (B), và chalcone (C) không màu.
Khi pH < 2.0, các Anthocyanin tồn tại chủ yếu dạng cation flavylium màu đỏ
(R3=0-đường) hoặc màu vàng (R3 = H).Khi pH tăng, sự mất proton xảy ra nhanh
thành dạng quinononidal màu xanh dương hoặc màu đỏ. Dạng quinonoidal thường
tồn tại như một hỗn hợp vì pKa của nhóm OH ở vị trí 4’,7 và 5 (nếu có) là tương tự.
Khi để yên, sự chuyển hóa hơn nữa sẽ xảy ra đó là sự tách nước của cation
flavylium cho dạng carbinol không màu hay pseudobase (hemiacetal), dạng này cân
bằng với dạng chalcone vòng mở không màu.
Cis (CE) và trans-chalcone (Cz) được tạo thành từ carbinol pseudobase bởi
phản ứng mở vòng nhanh và isomer hóa chậm. Cả 2 chalcone bình thường bởi
chung có nhóm chức carbonyl ở cạnh vòng B, trong đó chalcone bình thường có
nhóm carbonyl ở kế cận vòng A.
Dạng quinonoidal base được tạo thành thông thường ở pH > 3. Cation flavylium
tương đối bền ở môi trường acid (như pH < 3). Trong môi trường trung tính hay acid
yếu, Anthocyanin tồn tại chủ yếu ớ các dạng không màu. Vì vậy, sự ổn định của các
dạng mang màu, đặc biệt là dạng quinonoidal base, một phần là do sự

15

xuất hiện của các gốc acid gắn vào phân tử đường, hay còn gọi là sự co-pigment hóa
nội phân tử. Sở dĩ sự co-pigment hóa nội phân tử giúp tăng độ bền của phân tử
Anthocyanin là do sự xếp chồng của vòng thơm trong gốc acid với vòng pyrylium
của phân tử Anthocyanin, giảm bớt khả năng bị các phân tử nước tấn công hình
thành các hợp chất carbinol, chalcone không màu. Ngoài ra, hiệu ứng copiment hóa
ngoại phân tử cũng có thể giúp làm bền các cấu trúc quinoldal base hay ion
flavylium do sự có mặt của những phức chất không màu, như các flavone, flavonol.
Trong quá trình xử lý nhiệt và ánh sáng, quá trình co-pigment hóa ngoại phân tử giữ
vai trò quan trọng, ngăn chặn sự mất màu có thể xảy ra. Cơ chế phân hủy do nhiệt
nói chung do chuyển hóa thuận nghịch của các ion flavylium thành các dạng
chalcone. Chalcone là chất trung gian trong cả hai quá trình phân hủy do nhiệt và
ánh sáng của Anthocyanin. Theo các nghiên cứu gần đây (Davis và cộng sự, 1983;
Mazza và Brouiỉìard, 1990) hiệu ứng co-pigment hóa chính là cơ chế làm bền màu
chính của Anthocyanin trong thực vât do, nó làm giảm tỉ lệ giữa dạng không mang
màu (chalcone) và dạng mang màu thông qua việc tạo phức với dạng mang màu,
ngăn chặn quá trình chuyển hóa từ dạng mang màu sang dạng không mang màu.
Trong dung dịch, Anthocyanin dạng không acyl hóa hay acyl hóa một đơn
vị đóng vai trò như một chất chỉ thị pH, tồn tại ở dạng acid hay base tùy thuộc vào
giá trị pH. Ở pH acid (pH < 3), dung dịch Anthocyanin cho màu đỏ đậm. Khi pH
tăng, màu sắc của dung dịch sẽ nhạt dần và chuyển sang không màu và cuối cùng có
màu tím hay xanh dương ở pH cao (pH > 6).
b. Cấu trúc hóa học
Các pigment Anthocyanin thường có độ bền thấp trong tế bào sống của
chúng. Như đã trình bày ở trên, độ bền của các Anthocyanin phụ thuộc vào rất nhiều
yếu tố: Cấu trúc hóa học của Anthocyaninm, pH, nhiệt độ, sự có mặt của phản ứng
co-pigment, ion kim loại, oxy, acid ascorbic, SO2, ánh sáng, enzyme, đường và các
sản phẩm biến tính của chúng.

16

Độ bền màu và cường độ màu của các Anthocyanin phụ thuộc vào vị trí và
số lượng của các nhóm hydroxyl, methoxyl, đường và các đường được acyl hóa.
Khi số nhóm hydroxyl trong vòng B tăng, cực đại hấp thụ ở vùng thấy được dịch
chuyển về phía có bước sóng dài hơn và màu thay đổi từ cam đến xanh dương.
Ví dụ: bước sóng hấp thụ cực đại trong dung dịch HCL 0,01% MeOH là 535
nm (cam) đối với pelgonidin, 535 nm (đỏ cam) đối với cyaniding, 545 nm (đỏ xanh)
đối với dephinidin.các nhóm methoxyl thay thế các nhóm hydroxyl cho kết quả
ngược lại. Nhóm hydroxyl tại vị trí C-3 đặc biệt có ý nghĩa quan trọng vì nó dịch
chuyển từ màu cam vàng đến màu đỏ nhưng 3 - deoxyAnthocyanin : luteolinidin và
tricetinidin có màu vàng; 3 - deoxyanthocyanidin bền hơn các anthocyanidin khác
(Mazza và Brouillard, 1987; Iacobucci và Sueny, 1983).
Sự có mặt của nhóm hydroxyl tại vị trí C-5 và nhóm thế ở vị trí C-4, cả 2 bền
hóa dạng có màu thông qua sự ngăn cản các phản ứng hydrat hóa dẫn đến dạng
không màu.
Khi mức độ hydroxyl hóa các aglycone tăng, tính bền của các Anthocyanin
sẽ giảm. Tuy nhiên khi tăng sự methoxyl hóa,sẽ thu được kết quả ngược lại.
Ví dụ: sự có mặt của nhóm OH ở vị trí 4’ và 7 trong phân tử làm bền hóa
đáng kể các pigment, trong khi đó, sự methoxyl hóa có nhóm hydroxyl này làm
giảm độ bền.
Các Anthocyanin được glycosyl hóa và acyl hóa sẽ cho dạng màu xanh. Sự
glycol hóa những nhóm OH tự do làm tăng tính bền của Anthocyanin. Vì vậy, các
diglucoside bền hơn các monoglusidc của cùng một Anthocyanin.
Ví dụ: thời gian bán sống (giảm 50% độ hấp thu tại bước sóng hấp thu cực
đại) của các cianidin 3 - utinoside là 65 ngày tại nhiệt độ phòng trong dung dịch
acid citric 0,01M, pH = 2,8. Trong khi đó anthocyanidin tự do trong cùng điều kiện
có thời gian bán sống chỉ có 12h.

17

Hình 1.5 Những màu sắc phổ biến của các loại athocyanin
Anthocianin có chứa 2 hay nhiều nhóm acyl (như tematin, platyconin,
cinerarrin, gntiodenphin và zebrrinin) là bền trong môi trường trung tính hoặc acid
yếu do liên kết hydro giữa các nhóm hydroxyl của các nhân phenolic trong
Anthocyanin và acid vòng thơm. Brouillard (1981-1982) và Goto cùng với cộng
viên (1982-1983) khảo sát rằng các Anthocyanin diacylate hóa được bền hóa bởi sự
liên kết chặt nhờ sự tương tác giữa vòng Anthocyanin và 2 nhóm acyl vòng thơm.
1.2.5.2. pH
Trong môi trường nước, pH có ảnh hưởng đáng kể lên màu sắc của
Anthocyanin (Brouillard 1984,Mzza và Brouillard 1987). Cấu trúc, độ bền màu,
màu sắc của Anthocyanin thay đổi theo sự thay đổi của pH. Sự thay đổi cấu trúc của
Anthocyanin khi pH thay đổi đã được đề cập trong phần cấu trúc chuyển hóa.
Ở pH < 2.0, dung dịch Anthocyanin có màu hầu như đỏ (R3 = O-đường)
hoặc vàng (R3 = H). Khi tăng pH của dung dịch, màu của các Anthocyanin nhạt
dần. Khi pH trong khoảng 4.0-6.0, hầu hết các Anthocyanin đều có dạng không
màu. Nếu tiếp tục tăng pH, dung dịch sẽ có màu tím hoặc xanh dương và màu này
có thể chuyển sang màu vàng khi để yên hoặc xử lý nhiệt.

18

Sự biến tính của các Anthocyanin tăng mãnh liệt với sự tăng của pH trong
môi trường có oxy.
Chẳng hạn: rubrobraxinin cloma là các Anthocyanin của bắp cải tím là một
triglucozit của xianidin.
Khi: pH = 2,4 - 4,0 có màu đỏ thắm.
pH = 4 - 6 thì có màu tím.
pH = 6 thì có màu xanh lam.
pH là kiềm thì có màu xanh lá cây.

19

Hình 1.6 Sự chuyển đổi cấu trúc của anthocyanin trong điều kiện môi
trường pH khác nhau
1.2.5.3. Nhiệt độ.
Hầu hết, các phản ứng hóa học liên quan đến độ bền Anthocyanin và tốc độ
phân hủy chúng đều phụ thuộc vào nhiệt độ. Sự tăng theo hàm số logarit của các
Anthocyanin ứng với sự phân hủy Anthocyanin ứng với sự tăng đại số của nhiệt độ.
Tính bền nhiệt của các Anthocyanin phụ thuộc vào cấu trúc của chúng, pH, sự có
mặt của oxy và sự tác động qua lại giữa các thành phần.

20

Hình 1.7 Sơ đồ sự biến tính của anthocyanin 3,5-diglucoside
tại pH 3,7 (Zhaohua Hou, 2013)
Khi một cấu trúc của Anthocyanin bền với sự gia tăng của pH thì nó cũng
bền với sự gia tăng của nhiệt độ. Sự hydroxyl hóa các aglycone làm giảm tính bền
của Anthocyanin, trong khi sự methoxyl hóa, glycosyl hóa, acyl hóa sẽ cho kết quả
ngược lại.
Ví dụ: Anthocyanin 3-glycoside có độ bền nhiệt lớn nhất tại pH = 1.8 - 2.0
với sự có mặt của oxy trong khi Anthocyanidin 3,5-diglycoside có độ bền nhiệt lớn
nhất tại pH = 4.0 - 5.0.
Cơ chế của sự phân hủy nhiệt xảy ra không những phụ thuộc vào nhiệt độ mà
còn phụ thuộc vào bản thân Anthocyanin đó.
Drazdina cho rằng coumarin glycoside là sản phẩm phân hủy phổ biến của
Anthocyanin 3,5 - diglycoside và cơ chế của sự phân hủy là: đầu tiên cấu trúc cation
flavylium chuyển thành dạng quinonidal base, tiếp theo là hình thành nhiều dạng
sản phẩm trung gian và cuối cùng thu được dẫn xuất coumarin và thành phần tương
ứng với vòng B của anthocyanidin. Sự biến tính này không những được xúc tiến bởi
nhiệt độ mà còn bị ảnh hưởng bởi oxy.
Anthocyanidin 3-glycoside thì không hình thành những dẫn xuất coumrin mà
bước đầu tiên của sự phân hủy bao gồm sự chuyển hóa của dạng carbinol
pseudobase không màu, sau đó là sự mở vòng pyrylium để hình thành dạng
chalcone trước khi thủy phân liên kết glycoside.

21

Adams cho rằng, các anthocyanidin 3-glycoside khi được nung nóng ở pH =
2.0-4.0 đầu tiên sẽ bị thủy phân liên kết glycoside (ở 100°C) sau đó là sự biến đổi
aglycone thành chalcone. Sự biến tính hơn nữa dẫn đến hình thành dạng sản phẩm
màu nâu đặc biệt là với sự có mặt của oxy.
Khi đun nóng lâu dài các Anthocyanin có thể bị phân huỷ và mất màu, đặc
biệt là các Anthocyanin của dây tây, anh đào, củ cải. Ngược lại các Anthocyanin
của phúc bồn tử đen cũng trong điều kiện đó lại không bị thay đổi. Nhìn chung khi
gia nhiệt, các chất màu đỏ dễ dàng bị phân huỷ, còn các chất màu vàng thì khó hơn.
1.2.5.4. Oxy.
Oxy và nhiệt độ được xem là những tác nhân đặc trưng xúc tiến sự phân hủy
của Anthocyanin, từ đó sinh ra những dạng sản phẩm không màu hoặc màu nâu. Sự
kết tủa và đóng váng trong nước trái cây có thể gây ra từ sự oxy hóa trực tiếp dạng
carbinol pseudobase.
Oxy hóa mãnh liệt các Anthocyanin khi nung nóng. Oxy và nhiệt độ là
những tác nhân xúc tiến đăc biệt nhất trong nước ép của blueberry, cherry (anh
đào), currant, nho, raspberry và dâu.
Lượng Anthocyanin còn lại của dâu sẽ lớn hơn khi đóng chai dưới điều kiện
chân không hoặc nitrogen (Baravingas và Cain, 1965). Độ bền của các pigment của
nho, được sử dụng như là chất màu ở nước giải khát được tăng lên khi đóng hộp với
nitrogen.
1.2.5.5. Enzyme
Nhiều enzyme nội sinh trong tế bào của cây có khả năng làm mất màu
Anthocyanin. Những enzyme này được gọi chung là anthocyanase. Dựa vào đặc
tính của các enzyme mà người ta phân làm 2 nhóm: Glycosidase và polyphenol
oxidase (PPO). Các enzyme này thu được từ nấm (fugal).

22

+Glycosidase: là enzyme thủy phân liên kết glycoside của Anthocyanin tạo
ra đường tự do và aglycone này kém bền hơn rất nhiều và mất màu rất nhanh khi có
mặt của catecol (Huang 1955).
+Polyphenol oxidase (PPO): tác dụng lên Anthocyanin với sự có mặt của o-
diphenol thông qua cơ chế oxy hóa kết hợp (h 6-6). Theo Gromeck và Markakis, sự
thêm vào glycosidase và PPO xúc tác cho quá trình peroxide hóa phân hủy
Anthocyanin.
Hình 1.8. Sự biến tính Anthocyanin với phản ứng oxy hóa atechol
(Wiley, 2005)
Peng và Markakis đã đề nghị một cơ chế mà trong đó o-quinine được tạo
thành bởi sự oxy hóa Anthocyanin (H-17). Blom phân lập được enzyme
Anthocyanin - glycosidase từ Aspergillus niger và chỉ ra ảnh hưởng của nó trong
quá trình thủy phân liên kết glycoside của Anthocyanin. PPO là enzyme có ảnh
hưởng yếu lên Anthocyanin dạng quinonoidal base dễ bị thủy phân bởi PPO hơn
dạng cation flavylium. Tốc độ phân hủy bởi PPO phụ thuộc vào sự thay thế mô hình
của vòng B và mức độ glycosyl hóa.
1.2.5.6. Ánh sáng.

23

Các Anthocyanin thường không bền khi tiếp xúc với tia tử ngoại, ánh sáng
thấy được và các nguồn phóng xạ khác. Ánh sáng có 2 ảnh hưởng đến Anthocyanin:
tăng cường cho quá trình sinh tổng hợp và xúc tiến sự biến tính của chúng.
Những quả táo giống đỏ sẽ không chín đỏ mà xanh trong bóng tối
(Siegenman, 1964 ). Vanburen và cộng sự (1948) tường trình rằng các diglycoside
được acyl hóa và methyl hóa là các diglycoside không bị acyl hóa là ít bền hơn và
monoglycoside là kém bền nhất, Palamidis và Markakis (1975) đã tìm thấy rằng ánh
sáng thúc đẩy quá trình phân hủy Anthocyanin trong nước giải khát có CO2 được
phối màu với Anthocyanin từ xác nho. Macccarone và cộng sự đã nghiên cứu sự
quang hóa của Anthocyanin và chỉ ra rằng, Anthocyanin diglycosyl hóa tại vị trí C-
3 và C-5 là bền hơn các Anthocyanin mono glycoyl hóa tại vị trí C-3 đồng thời
chúng bền hơn so với các aglycone tương ứng.
1.2.5.7. Đường và các sản phẩm biến tính của chúng
Ở nồng độ 100 ppm, đường và các sản phẩm phân hủy của chúng có tác dụng
thúc đẩy sự phân hủy các Anthocyanin. Fructose, arabinose, lactose và sorbose có
khả năng phân hủy Anthocyanin mạnh hơn glucose, sucrose,và maltose. Tốc độ
phân hủy của Anthocyanin liên quan đến tốc độ phân hủy của đường. Các sản phẩm
phân hủy của đường gồm có: furfural, 5-hydroxymethyl furfural và acctaldehyl
được thu từ phản ứng Mailard hoặc từ sự oxy hóa của acid ascorbic, polyuronic
hoặc ở bản thân các Anthocyanin. Những sản phẩm phân hủy này dễ dàng ngưng tụ
với các Anthocyanin hình thành những hợp chất phức tạp có màu nâu sẫm. Sự phân
hủy Anthocyanin với sự có mặt của furfural và HMF trực tiếp phụ thuộc vào nhiệt
độ và rõ nét nhất là trong nước trái cây sự có mặt của oxy làm tăng thêm hiệu quả
phân hủy của tất cả các loại đường và các dẫn xuất của chúng.

24

Hình1.9. Phản ứng ngưng tụ của A: Cyanidin và furural; B:
Cyanidin ketobase và furural (Wiley, 2005)
1.2.5.8. Các ion kim loại.
Một số ion kim loại đa hóa trị có thể tương tác với các Anthocyanin có nhóm
OH ở vị trí ortho gây ra hiệu ứng sâu màu (bathocromic). Hiện tượng này xảy ra khi
kim loại tiếp xúc với Anthocyanin trong quá trình chế biến rau quả hoặc sự cho
thêm các muối kim loại vào trong thực phẩm.
Sistrunk và Cash đã chứng minh rằng có thể bền hóa màu của dịch trích dâu
bằng cách thêm vào đó muối thiếc. Francis (1977) công bố rằng, các ion Ca, Fe, Al
tạo thêm sự bảo vệ cho Anthocyanin của nước ép trái việt quất (cranberry), nhưng
sự biến đổi màu xảy ra là do sự tạo phức giữa ion kim loại và tannin, kết quả sau
cùng là không có lợi.
Trong công nghiệp đồ hộp, sự mất màu của những trái cây có chứa Anthocyanin
là do có phản ứng với thiếc của đổ hộp (Culpepper và Caldwell, 1972). Trong phản ứng
với thiếc, Anthocyanin đóng vai trò như chất khử cực catod hoặc anod. Chất khử cực
catod có thể bị khử bởi hydro mới sinh từ phản ứng giữa kim loại và acid, còn chất khử
cực anod thường là các Anthocyanin có ít nhất 2 nhóm hydroxyl
ở vị trí ortho.

25

1.2.5.9. Sulfurdioxide (SO2)
Các Anthocyanin thường bị mất màu khi có mặt của SO2. Hiện tượng này
thường xảy ra trong quá trình xử lý các sản phẩm thực phẩm có chứa Anthocyanin
bằng SO2. Quá trình khử này có thể là thuận nghịch hoặc bất thuận nghịch. Trái cây
và nước quả được xử lý bằng một lượng trung bình SO2 (500-2000 ppm), làm mất
màu các Anthocyanin của chúng trước khi chế biến, hơn nữa, chúng được desulfit
hóa và màu Anthocyanin được phục hồi. Jurd đã đề nghị sơ đồ phản ứng thuận
nghịch giữa SO2 và Anthocyanin trong đó, dạng có màu flavylium phản ứng với ion
bisulphate tạo thành chromene - 2 - (hoặc 4 ) - sulphonic acid.
Hình 1.10. Sơ đồ Jurd đối với phản ứng thuận nghịch giữa SO2 và
Anthocyanin (Wiley, 2005)
SO2 ở nồng độ rất thấp (khoảng 30 ppm) có thể ức chế sự biến tính do
enzyme của Anthocyanin trong quả anh đào nhưng không làm mất màu chúng
(Goodman và Markakis, 1965 ). Sự tẩy màu bất thuận nghịch xảy ra trong quá trình
tẩy quả với lượng lớn SO2 (0.8 - 1.5% ) và soda (0.4 - 1.0%) được dùng trong quá
trình tẩy quả. Phản ứng bất thuận nghịch này chưa được biết hoàn toàn.
1.2.5.10. Acid ascorbic
Nhiều nhà khảo sát (Beatic và cộng sự 1943; Pederson và cộng sự 1947; Kertesz
1952; Meschter 1953; Markakis và cộng sự 1957; Starr và Francis 1968) quan

26

sát sự biến mất đồng thời của acid ascorbic và Anthocyanin trong nước trái cây tồn
trữ và đề nghị một tương tác có thế có giữa 2 hợp chất này. Acid ascorbic hiện diện
trong hầu hết các sản phẩm trái cây, vitamin này bị oxy hóa tạo thành H2O2 và chính
H2O2 làm mất màu Anthocyanin.
Hình 1.11. Sự chuyển hóa malvin thành malvone bởi H2O2
tạo thành từ sự oxy hóa Ascorbic acid (Wiley, 2005)
Shrikhande và Francis đã tìm thấy rằng các ion đồng xúc tiến và các
flavonoid làm giảm sự phân hủy của cả hai acid ascorbic và Anthocyanin. Những
sản phẩm không màu ( hình 1.10 ). Acid dehyroascorbic cũng có thể làm mất màu
Anthocyanin nhưng tại tốc độ thấp hơn acid ascorbic.
Hình 1.12. Fla-2-ene được tạo thành từ phản ứng giữa Ascorbic acid và
Anthocyanin.
1.2.6. Ứng dụng của Anthocyanin
Anthocyanin được dùng như chất màu thực phẩm với tính an toàn cao và
màu sắc đa dạng đẹp mắt.

27

Khả năng chống oxy hóa cao nên được sử dụng để chống lão hóa, hoặc
chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, chống viêm, chống các tia phóng xạ...
Hạn chế sự suy giảm sức đề kháng, sự phát triển của các tế bào ung thư.
Athocyanin còn có vai trò thu hút côn trùng giúp cho sự thụ phấn của cây diễn
ra tốt hơn.
Do đặc tính thay đổi màu theo pH, Anthocyanin có thể sử dụng như một chất
chỉ thị:
pH 1-3: màu đỏ
pH 4: màu hồng
pH 5: hồng tím
pH 7: tím
pH 8: xanh dương
pH 9: xanh lá + xanh dương
pH 10-12: xanh lá cây
pH >12: xanh lá mạ
Xác định hàn the :
Mặc dù dung dịch mẫu có chứa hàn the (pH 9.5), nhưng khi cho Anthocyanin
vào dung dịch mẫu, dung dịch không chuyển sang màu xanh mà chuyển sang màu
xám. Nguyên nhân là do hàn the (Natri borate) phản ứng với nhóm ortho hydroxy
trong vòng thơm của Anthocyanin tạo thành muối borate. (Nguyễn Thị Phương
Anh, Nguyễn Thị Lan, 2007)
Ngoài tác dụng là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực
phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm, Anthocyanin còn là hợp chất có
nhiều đặc tính sinh học quý như: khả năng chống oxy hóa cao nên được sử dụng để
chống lão hóa, hoặc chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, hạn chế sự suy giảm

28

sức đề kháng; có tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển
của các tế bào ung thư; tác dụng chống các tia phóng xạ.
Những đặc tính quý báu của Anthocyanin mà các chất màu hóa học, các chất
màu khác hình thành trong quá trình gia công kỹ thuật không có được đã mở ra một
hướng nghiên cứu ứng dụng hợp chất màu Anthocyanin lấy từ thiên nhiên vào trong
đời sống hằng ngày, đặc biệt trong công nghệ chế biến thực phẩm. Điều đó hoàn
toàn phù hợp với xu hướng hiện nay của các nước trên thế giới là nghiên cứu khai
thác chất màu từ thiên nhiên sử dụng trong thực phẩm, bởi vì chúng có tính an toàn
cao cho người sử dụng.
1.2.7. Các Anthocyanin đã được thương mại hóa
Encolor liqid DS (công ty Reggianna, Antociani, Italy) là dịch trích vỏ nho cô
đặc.
Redberry liqid 88-01 được sản xuất bởi công ty Gillette Food Inc, là dịch
trích quả của alderberry, blackberry, blueberry, blackcurrant.
Sambucus NR 54 được sản xuất bởi công ty Gilette Food Inc, là dịch trích
Anthocyanin từ elderberry.
San Red Liqid RC-EX được sản xuất bởi công ty San Ei Chemical Industries
( Nhật) là dịch cô đặc từ bắp cải đỏ mà chúng chứa Anthocyanin diacyl hóa.
Powdered San Red PC được sản xuất bởi công ty San Ei Chemical Industries
là bột sấy khô của dịch tr ích từ bắp cải đỏ.
Powdered San Red PC được sản xuất bởi công ty San Ei Chemical Industries
là bột sấy khô của dịch trích từ bắp cải tím.
1.3. Những kết quả nghiên cứu trong nước và thế giới
1.3.1. Phương pháp tách chiết Anthocyanin từ gạo.
Anthocyanin là hợp chất màu với những hoạt tính sinh học quý giá, người ta
luôn tìm những biện pháp trích ly chúng nhiều nhất từ nhiều nguồn nguyên liệu.

29

Trong gạo tím có thể chứa hàm lượng Anthocyanin cao và trong đó có hai
thành phần chủ yếu: cyanidin và peonidin. Trong những bài nghiên cứu trích ly
Anthocyanin từ gạo đen thường sẽ chọn ra những loại dung môi, thời gian, nhiệt độ
để thu được Anthocyanin cao nhất.
Như bài nghiên cứu về việc trích ly Anthocyanin từ gạo tím Sóc Trăng,
nhóm nghiên cứu đã lựa chọn khảo sát các các yếu tố trong quy trình trích ly: tỷ lệ
dung môi trích ly H2O:EtOH, pH của dung môi trích ly để cho hiệu quả trích ly cao
nhất, nhiệt độ, thời gian để thu hồi lượng Anthocyanin cao nhất.
Ngoài ra còn có nghiên cứu khác sử dụng dung môi MeOH:HCl 1% tỉ lệ
85:15 (v:v) (R.Sompong, 2010).
Với mỗi nghiên cứu sử dụng một dung môi khác nhau sẽ sẽ cho ra hiệu quả
khác nhau. Việc sử dụng dung môi sẽ ảnh hưởng đến các yếu tố nhiệt độ và thời
gian khác nhau.
1.3.2. Phương pháp trích ly Anthocyanin từ quả dâu Hội An.
Trong quả dâu, Anthocyanin được phân bố ở tế bào, với bản chất là một hợp
chất thiên nhiên khá phân cực.
Vì vậy trong quá trình nghiên cứu lựa chọn những hệ dung môi tách chiết
khác nhau để có thu được lượng Anthocyanin nhiều nhất:
+ Methanol - nước - HCl (tỷ lệ 1:1,1% HCl).
+ Ethanol - nước - HCl (tỷ lệ 1:1,1% HCl).
+ Nước - HCl (1%).
+ Nước - formic acid (5%).
+ Nước - acetic acid (5%).
Hệ dung môi tốt cho quá trình tách chiết chất màu Anthocyanin là ethanol-
nước là 1:1 (với 1% HCl). Hệ dung môi này cũng có thể dùng để tách chất màu

30

Anthocyanin từ các loại rau quả tương tự. (Nguyễn Thị Lan, 2010). Màu
Anthocyanin biến động trong các môi trường dung môi trích ly khác nhau.
1.3.3. Phương pháp tách chiết Anthocyanin từ bắp cải tím.
Bằng phương pháp tối ưu hoá thực nghiệm trong quá trình chiết tách, đã xác
định được hàm lượng Anthocyanin trong bắp cải tím Đà Lạt chiếm khoảng 1,11%.
Chất màu trong bắp cải được chiết xuất bằng những hệ dung môi khác nhau:
ethanol - nước, hệ dung môi ethanol – HCl (1%) - nước, acid citric – HCl (1%), hệ
dung môi NaHSO3 – HCl (1%).
Nghiên cứu sử dụng 2 phương pháp: phương pháp trích có sự hỗ trợ của sóng
siêu âm và phương pháp trích ly thông thường với số lần trích ly khác nhau: một
lần, hai lần và ba lần cho hệ dung môi NaHSO3 – HCl (1%).
Nhìn chung ở mỗi nguyên liệu trích ly Anthocyanin có đặc tính khác nhau, sẽ
dẫn đến kết quả trích ly hàm lượng Anthocyanin khác nhau. Ở nguyên liệu gạo tím đã
được sử dụng dung môi H2O:EtOH trong pH=2.2 tỷ lệ đạt cao nhất được 0.083%,
ở nguyên liệu bắp cải tím đạt hiệu quả cao nhất là NaHSO3-HCl % Anthocyanin trích
ly được là 1,087% ở pH=1, ở nguyên liệu dâu Hội An dung môi trích ly cao nhất là
Ethanol- nước ở tỷ lệ 1:1 có bổ sung HCl thu được 1,047% Anthocyanin. Các kết
quả nghiên cứu điều đạt được hiệu suất thu hồi Anthocyanin cao khi sử dụng đến
HCl vì HCl làm biến tính tế bào giúp Anthocyanin thoát ra dễ dàng hơn bên cạnh đó
đây là môi trường bền nhất của athocyanin. Các dung môi trong các nghiên cứu đều
sử dụng những dung môi có tính phân cực tốt
Ở những phương pháp nghiên cứu sử dụng có hỗ trợ của sóng siêu âm sẽ đạt
được kết quả cao nhất.

31

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1. Nguyên vật liệu
2.1.1. Nguồn gạo đen
Nguyên liệu gạo đen được sử dụng trong nghiên cứu là gạo đen hữu cơ “Hoa
Sữa” của công ty Viễn Phú. Gạo được đóng bao hút chân không và bảo quản ở nhiệt
độ phòng cho đến khi sử dụng.
Gạo đen hữu cơ là gạo có màu tím đậm đến màu đen, được trồng trên vùng
đất U Minh. Gạo đen được canh tác theo phương pháp hữu cơ không thuốc trừ sâu
không phân bón hóa học. Gạo có một số thông số kỹ thuật:
Thành phần Hàm lượng trong 100g Tỉ lệ
Calories 360kcal
Chất béo 4g 4%
Glucid 72g 72%
Protein 9g 9%
Ca 28mg 0,028%
Anthocyanin 39mg
Gạo đen sử dụng trong nghiên cứu phải còn nguyên bao bì, gạo không bị
biến đổi màu sắc và còn thời hạn sử dụng.
2.1.2. Một số hóa chất sử dụng trong nghiên cứu
Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu là hóa chất dùng trong phân tích.
Sử dụng một số hóa chất chuẩn trong phân tích của hãng Merck, Sigma.
Ethanol tuyệt đối. HCl.
KCl. DPPH (1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl)
CH3COONa.3H2O. Ascorbic acid.

32

Assignment, Essay
2.1.3. Một số hóa chất sử dụng trong nghiên cứu
2.1.3.1. Dụng cụ
- Ống nghiệm. - Bình tam giác.
- Đũa thủy tinh. - Pipet.
- Nhiệt kế. - Giấy lọc.
- Rây Ø 0.0098 và 0.346 inches. - Ống ly tâm
2.1.3.2. Thiết bị
- Cân phân tích.
- Máy cô quay.
- Bể điều nhiệt.
- Máy quét quang phổ.
- Máy xay nghiền.
2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
2.2.1. Xác định các thông số cho quá trình trích ly Anthocyanin từ gạo đen
Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm. Quy trình trích ly Anthocyanin
bao gồm các bước chủ yếu là trích ly Anthocyanin trong dung môi ở những điều kiện
thích hợp sau đó lọc và thu dịch. Các nội dung thí nghiệm chủ yếu được thể hiện trong
sơ đồ hình bên dưới.

Assignment, Essay
33

Assignment, Essay
Gạo đen
Xác định tỷ lệ H2O:EtOH để pha dung môi thích
hợp cho quá trình trích ly anthocyanin từ gạo đen
Xác định tỷ lệ nguyên liệu và dung môi thích hợp cho
quá trình trích ly anthocyanin từ gạo đen
Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin
từ gạo đen
Xác định thời gian thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin
từ gạo đen
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình tóm tắt nội dung thí nghiệm khảo sát
các thông số trích ly

Assignment, Essay
34

Assignment, Essay
2.2.1.1. Xác định tỷ lệ dung môi Nước-EtOH trong quá trình trích ly
Gạo đen
Nghiền, rây qua lỗ rây
kích thước 0,25mm
Nhiệt độ :60o
C Dung môi
Trích ly
Thời gian 60 p
H2O:EtOH
TLNL: 1:10
(w:w)
Lọc
Cặn
TL 1:9
TL 2:8
TL 3:7
TL 4:6
TL 5:5
Thu dịch
4000 rpm Ly tâm
15 phút
Xác định hiệu suất
thu hồi anthocyanin
Chọn tỷ lệ
H2O:EtOH thích
hợp
Hình 2.2. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ H2O: Ethanol trong pha chế
dung môi để trích ly anthocyanin từ gạo đen hữu cơ.

Assignment, Essay
35

Assignment, Essay
Gạo đen được nghiền nhỏ sau đó rây qua sàng rây kích thước lỗ rây là
0,25mm. Dung môi H2O:EtOH ở những tỷ lệ 1:9; 2:8; 3:7; 4:6; 5:5 , đã được chuẩn bị
ở nhiệt độ 600
C. Sau đó cho gạo đã được cân sẵn với tỷ lệ 1:10 (w:w), cho vào trong
các bình chắn sáng chứa dung môi. Cứ 10 phút khuấy đảo hỗn hợp. Quá trình trích ly
giữ ổn định nhiệt độ ở 600
C trong bể ủ nhiệt thời 60 phút, sau đó đem hỗn hợp đi lọc
để loại bỏ cặn thu được phần dịch trong, phần dịch này sau đó đem ly tâm trong vòng
15 phút với tốc độ 4000 rpm, để loại bỏ số cặn nhỏ trong dịch. Cuối cùng sử dụng
phương pháp vi sai để xác định hàm lượng Anthocyanin. Tính được hiệu suất thu hồi
sau đó sẽ chọn tỷ lệ dung môi thích hợp nhất.
2.2.1.2 Xác định tỷ lệ nguyên liệu tấm trong dịch trích ly
Gạo đen được nghiền nhỏ sau đó rây qua sàng rây kích thước lỗ là 0,25mm. Kết
quả tỷ lệ dung môi ở thí nghiệm 1 đã được chuẩn bị ở nhiệt độ 600
C. Sau đó cho gạo đã
được cân sẵn với các tỷ lệ gạo và dung môi 1:6; 1:8; 1:10; 1:12, cho nguyên liệu vào trong
các bình chắn sáng chứa dung môi, cứ 10 phút khuấy đảo 3 vòng. Nhiệt độ trích ly luôn
giữ ổn định ở 600
C trong bể ủ nhiệt trong vòng 60 phút, sau đó đem dịch đi lọc để loại bỏ
cặn thu dịch sau đó đem ly tâm trong vòng 15 phút, số vòng là 4000rpm để loại bỏ số cặn
nhỏ trong dịch. Cuối cùng sử dụng phương pháp vi sai để xác định hàm lượng
Anthocyanin. Tính được hiệu suất thu hồi sau đó sẽ chọn tỷ lệ dung môi thích hợp nhất.

Assignment, Essay
36

Assignment, Essay
Gạo đen
TLNL1:6 w/w
TLNL:1:8w/w
TLNL:1:10 w/w
TLNL:1:12w/w
Dung môi
Thời gian 60p
Trích ly
H2O:EtOH 4:6
Nhiệt độ: 600
(v:v)
Lọc
Cặn
Thu dịch
4000rpm
Ly tâm
15 phút
Xác dịnh hiệu suất thu hồi
anthocyanin
Chọn tỷ lệ nguyên liệu
Hình 2.3. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nguyên liệu và dung môi thích hợp
để trích ly anthocyanin từ gạo đen.

Assignment, Essay
37

Assignment, Essay
2.2.1.3. Xác định nhiệt độ thích hợp để trích ly Anthocyanin từ gạo đen
Gạo đen được nghiền nhỏ, rây qua sàng rây kích thước lỗ là 0,25 mm. Kết quả
tỷ lệ dung môi ở thí nghiệm 1 đã được chuẩn bị ở những nhiệt độ khảo sát 400
C, 500
C,
550
C, 600
C, 650
C, 700
C. Sau đó cho gạo đã được cân sẵn với kết quả ở thí nghiệm 2
vào trong các bình chắn sáng chứa dung môi, cứ 10 phút khuấy đảo 3 vòng. Thời gian
trích ly trong vòng 60 phút, sau đó đem dịch đi lọc để loại bỏ cặn thu dịch sau đó đem
ly tâm trong vòng 15 phút, 4000 rpm để loại bỏ số cặn nhỏ trong dịch. Cuối cùng sử
dụng phương pháp vi sai để xác định hàm lượng Anthocyanin, tính hiệu xuất trích ly
Anthocyanin và chọn ra được nhiệt thích hợp nhất để trích ly.
400
500
Gạo đen
550
600
650
Thời gian 60 p
TLNL:1:8
(w:w)
Trích ly
Lọc
Thu dịch
Dung môi
H2O:EtOH 4:6
(v:v)
Cặn
700
4000rpm
15 phút Ly tâm
Tính hiệu suất thu hồi
anthocyanin
Chọn nhiệt độ trích ly

Assignment, Essay
Hình 2.4. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thích hợp để trích ly
Anthocyanin từ gạo đen
38

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu quy trình tách chiết và tính chất của Anthocyanin từ gạo đen hữu cơ

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu quy trình tách chiết và tính chất của Anthocyanin từ gạo đen hữu cơ

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu quy trình tách chiết và tính chất của Anthocyanin từ gạo đen hữu cơ

Similar to Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu quy trình tách chiết và tính chất của Anthocyanin từ gạo đen hữu cơ (20)

More from lamluanvan.net Viết thuê luận văn

More from lamluanvan.net Viết thuê luận văn (20)

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu quy trình tách chiết và tính chất của Anthocyanin từ gạo đen hữu cơ