Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi (ethanol – nước) đến khả năng trích ly anthocyanin
Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi (ethanol – nước) đến hàm lượng anthocyanin trích ly từ hạt đậu đen được thể hiện trong bảng 3.3 và hình 3.2.
Bảng 3.3 Kết quả hàm lượng anthocyanin theo tỷ lệ dung môi (mean ± SD, n = 3) a
Các số liệu thống kê có ý nghĩa theo cột, trong khi những nghiệm thức có cùng chữ số ký tự theo cột dọc không khác biệt có ý nghĩa thống kê với mức ý nghĩa 5%.
Hình 3.2 Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi (ethanol – nước) đến hàm lượng anthocyanin
Kết quả từ bảng 3.3 và hình 3.2 cho thấy nồng độ ethanol 50% (1% HCl) mang lại hàm lượng anthocyanin cao nhất, đạt 123.49mg/100g Hàm lượng anthocyanin tăng dần khi nồng độ ethanol trong nước tăng từ 30% đến 50%, nhưng giảm khi nồng độ vượt quá 50% Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu trước đây.
Chandrasekhar và Patil cùng các cộng sự đã nghiên cứu bắp cải tím và củ cải đỏ, phát hiện rằng ở nồng độ ethanol 50%, hàm lượng anthocyanin đạt mức cao nhất, lần lượt là 387.6 mg/l và 37.26 mg/100ml.
Nghiên cứu của Chandrasekhar et al (2012a) và Patil & Madhusudhan (2009) chỉ ra rằng khi nồng độ nước trong môi trường chiết tách giảm và nồng độ ethanol tăng, các anthocyanin ưa nước không thể được chiết tách hiệu quả Điều này cho thấy nước là yếu tố cần thiết để chiết tách các anthocyanin hydrophilic, trong khi ethanol tinh khiết không phải là dung môi phù hợp Do đó, chúng tôi đã chọn hệ dung môi ethanol – nước với tỷ lệ 1:1 và 1% HCl cho các thí nghiệm tiếp theo.
Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly anthocyanin
Kết quả ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hàm lượng anthocyanin được thể hiện trong bảng 3.4 và hình 3.3.
Bảng 3.4 Kết quả hàm lượng anthocyanin theo thời gian trích ly (mean ± SD, n = 3) a
Thời gian (phút) a Các số liệu thống kê theo cột cho thấy những nghiệm thức có cùng chữ số ký tự theo cột dọc không khác biệt có ý nghĩa thống kê với mức ý nghĩa 5%.
H àm lư ợn g an th oc ya n in
Hình 3.3 Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hàm lượng anthocyanin
Kết quả thực nghiệm cho thấy hàm lượng anthocyanin tăng dần từ 40 đến 80 phút, đạt đỉnh cao nhất ở 80 phút với giá trị 96.06mg/100g, sau đó giảm mạnh Nguyên nhân có thể do ở nhiệt độ chiết 60°C, các phân tử anthocyanin bị phân hủy sau 80 phút Do đó, thời gian chiết được chọn cho các thí nghiệm tiếp theo là 80 phút.
Xác định hàm lượng anthocyanin trích từ hạt đậu đen và hoạt tính chống oxy hóa của chúng
Hàm lượng anthocyanin trích ly từ hạt đậu đen
Dựa trên các điều kiện chiết tách, bao gồm hệ dung môi ethanol - nước tỉ lệ 1:1 với 1% HCl, thời gian chiết 80 phút, hàm lượng anthocyanin từ hạt đậu đen đã được xác định trong điều kiện phòng thí nghiệm và được trình bày trong bảng 3.5.
Bảng 3.5: Kết quả hàm lượng anthocyanin trích ly từ hạt đậu đen
Hàm lượng anthocyanin trong hạt đậu đen đạt 104.28 ± 2.13mg/100g, cho thấy đây là nguồn cung cấp chất màu anthocyanin phong phú So với một số nguyên liệu khác, hạt đậu đen có hàm lượng anthocyanin cao hơn quả mâm xôi tím (43.42mg/100g) và lúa mì màu tía (49.13mg/100g), nhưng lại thấp hơn hoa trà Rosa rugosa (117.9mg/100g) và hoa trà Rosa chinensis (110.1mg/100g).
O triangularis là 195mg/100g lá (Alexandra Pazmio-Durán & Mónica Giusti, 2001)…
Hoạt tính chống oxy hóa của anthocyanin trích ly từ hạt đậu đen
Mẫu cao anthocyanin và acid galic được đem thử hoạt tính chống oxy hóa và được thể hiện kết quả trong bảng 3.6.
Bảng 3.6 Hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH của anthocyanin và acid galic (mean ±
Các số liệu thống kê cho thấy rằng những nghiệm thức có cùng chữ số ký tự theo hàng ngang không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê với mức ý nghĩa 5%.
Kết quả từ bảng 3.6 cho thấy anthocyanin trích từ hạt đậu đen có hoạt tính chống oxy hóa tương đối mạnh, mặc dù yếu hơn acid galic, một chất chống oxy hóa mạnh Tại nồng độ 100 µg/ml, anthocyanin cho thấy khả năng ức chế DPPH lên đến 89.44%, trong khi acid galic ức chế 88.15% So với nghiên cứu năm 2007 của Duan và cộng sự, anthocyanin từ Litchi chinenesis Sonn gần như hoàn toàn ức chế DPPH ở cùng nồng độ.
Nghiên cứu năm 2007 cho thấy khi pha loãng anthocyanin đến nồng độ 10 µg/ml, hoạt tính chống oxy hóa của nó giảm đáng kể, chỉ còn khả năng ức chế 15.19% DPPH Trong khi đó, acid galic vẫn duy trì khả năng ức chế cao hơn, đạt tới 70.04% DPPH, cho thấy hiệu quả chống oxy hóa của acid galic vượt trội hơn so với anthocyanin.
Ngoài ra, còn có thể nhận thấy khả năng chống oxy hóa của anthocyanin qua giá trị
IC50 cho thấy anthocyanin cần đạt nồng độ 50% để ức chế 50% DPPH So với nghiên cứu của Yang và các cộng sự năm 2010, hạt ngụ tớm cần nồng độ 48.5 ± 0.5 µg/ml và cựi ngụ tớm là 40.1 ± 0.8 µg/ml để đạt hiệu quả tương tự Điều này cho thấy khả năng chống oxy hóa của anthocyanin trích từ hạt đậu đen là khá mạnh.
Một số đặc tính của chất màu anthocyanin chiết từ hạt đậu đen
Ảnh hưởng của pH đến màu sắc của anthocyanin
Kết quả khảo sát sự thay đổi màu, giá trị λmax, độ hấp thụ và DI của anthocyanin tại
10 giá trị pH khác nhau được thể hiện trong hình 3.4, 3.5, 3.6 và bảng 3.7.
Hình 3.4 Ảnh hưởng của giá trị pH khác nhau đến màu sắc của anthocyanin
Màu sắc của anthocyanin thay đổi theo pH môi trường, chuyển từ màu đỏ ở pH acid (1-3) sang màu tím ở pH 6, và cuối cùng là màu xanh đen tại pH 10 Theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Phương Anh và Nguyễn Thị Lan (2007), khi pH tăng từ acid sang bazơ, anthocyanin chuyển từ màu đỏ sang màu xanh Nguyên nhân của hiện tượng này là do ở pH thấp, anthocyanin tồn tại chủ yếu dưới dạng cation flavylium, trong khi ở pH cao, sự dịch chuyển H+ từ nhóm -OH dẫn đến việc mất proton, khiến anthocyanin chuyển sang dạng anion có màu xanh (Guo & Xia, 2013) Màu tím hình thành khi cả hai dạng cation và anion cùng tồn tại trong dung dịch.
Bảng 3.7 Bảng kết quả λ max mới, độ hấp thụ ở bước sóng 520nm và DI theo giá trị pH
Các số liệu thống kê được trình bày theo cột, trong đó các nghiệm thức có cùng chữ số ký tự theo cột dọc không cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5%.
Hình 3.5 Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của pH đến bước sóng hấp thụ cực đại λ max
Kết quả từ bảng 3.7 và hình 3.5 cho thấy bước sóng hấp thụ cực đại của anthocyanin tăng lên khi pH tăng, đạt giá trị cao nhất tại pH = 8 (597nm) Đặc biệt, trong khoảng pH từ 6 đến 8, λmax tăng rõ rệt từ 549nm lên 597nm, trong khi khi pH vượt quá 8, sự thay đổi về bước sóng hấp thụ gần như không đáng kể Nguyên nhân cho sự thay đổi này ở các giá trị pH acid là do sự gia tăng số lượng các nhóm thế oxy (hydroxyl hoặc methoxyl) trên vũng B của anthocyanidin.
1999) Kết quả này có tương quan với báo cáo trước đây của Carita cùng các cộng sự
Nghiên cứu của Cabrita, Fossen và Andersen (2000) đã chỉ ra rằng anthocyanin chứa aglycone với một nhóm hydroxyl trên vòng B cho thấy giá trị λmax gần như không thay đổi Trong khi đó, anthocyanidin có hai hoặc ba nhóm hydroxyl trên vòng B lại cho thấy sự thay đổi đáng kể, với sự hấp thụ cực đại ở bước sóng ngắn hơn trong khoảng pH từ 8.1 đến 8.6.
Hình 3.6 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của pH đến độ hấp thụ (A) và giá trị DI (B)
Sự biến đổi của pH ảnh hưởng đáng kể đến độ hấp thụ màu sắc của anthocyanin, với giá trị hấp thụ đạt cực đại tại pH = 1 (0.884) và giảm xuống mức tối thiểu tại pH = 5 (0.053) khi pH tăng từ 1 đến 5 Khi pH tiếp tục tăng, cường độ hấp thụ tăng lên và sau đó giảm khi pH vượt quá 8 Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu trước đây của Cabrita và luận văn thạc sĩ của Nguyễn Thị Lệ Quyên Ở pH = 1, dạng flavylium chiếm ưu thế, trong khi ở pH = 5, các carbinol không màu dạng pseudobase bắt đầu xuất hiện Khi pH lớn hơn 6, độ hấp thụ màu sắc tăng, đạt cực đại tại pH = 8, khi đó anthocyanin chủ yếu tồn tại dưới dạng anion quinonoidal.
Sự thay đổi pH ảnh hưởng đến chỉ số thoái hóa màu sắc (DI) của anthocyanin, với ba yếu tố chính là tăng độ hấp thụ do nâu hóa, giảm độ hấp thụ từ carbinol không màu và sự chuyển đổi sang bước sóng dài hơn do cấu trúc anthocyanin không ổn định (Francis, 1982) Kết quả cho thấy, tại pH từ 1 đến 3, giá trị DI không thay đổi đáng kể, nhưng khi pH vượt quá 3, giá trị DI tăng mạnh, đạt đỉnh ở pH 6 rồi giảm và tiếp tục tăng khi pH lớn hơn 8 (hình 3.6B) Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Cevallos-Casals & Cisneros-Zevallos, cho thấy chỉ số D của các loại thực phẩm như khoai lang đỏ, ngô tím, cà rốt tím và nho đỏ đều tăng khi pH lớn hơn 3 (Cevallos-Casals & Cisneros-Zevallos, 2004).
Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian gia nhiệt đến độ bền màu anthocyanin 41 3.4.3 Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến độ bền màu màu anthocyanin
Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian gia nhiệt đến độ bền màu anthocyanin được thể hiện trong bảng 3.8 và hình 3.7.
Bảng 3.8 Bảng kết quả % màu còn lại và giá trị DI ở các nhiệt độ gia nhiệt khác nhau (mean ± SD, n = 3) a
Các số liệu thống kê có ý nghĩa theo cột, trong đó những nghiệm thức có cùng chữ số ký tự theo cột dọc không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5%.
Hình 3.7 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian gia nhiệt đến % màu còn lại (A) và giá trị DI (B)
Kết quả từ bảng 3.8 và hình 3.7 cho thấy hàm lượng anthocyanin giảm trong quá trình gia nhiệt, với tốc độ phụ thuộc vào nhiệt độ Cụ thể, ở 55°C, hơn 80% anthocyanin được giữ lại sau 6 giờ, trong khi ở 95°C và 75°C, tỷ lệ này chỉ còn 67.43% và 70.03% sau 1 giờ Điều này cho thấy anthocyanin bền hơn ở nhiệt độ thấp và tốc độ thoái hóa tăng khi nhiệt độ tăng, xác nhận nhận định của Markakis và Jurd (2009) Giá trị D cũng cho thấy sự thoái hóa anthocyanin, với giá trị D tăng nhẹ ở 55°C và 75°C, nhưng tăng mạnh lên 1.042 ở 95°C sau 6 giờ, cho thấy sự gia tăng màu nâu ở bước sóng 420nm và mức độ nâu hóa phụ thuộc vào nhiệt độ.
3.4.3 Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến độ bền màu màu anthocyanin
Kết quả ảnh hưởng của điều kiện bảo quản khác nhau đến độ bền màu anthocyanin được thể hiện trong bảng 3.9 và hình 3.8.
Bảng 3.9 Bảng kết quả % màu còn lại và giá trị DI ở các điều kiện bảo quản khác nhau (mean ± SD, n = 3) a,b
Thời gian (ngày) Điều kiện 1
Các số liệu thống kê cho thấy có sự khác biệt có ý nghĩa giữa các nghiệm thức với mức ý nghĩa 5% Cụ thể, điều kiện 1 được thực hiện ở nhiệt độ 10°C trong bóng tối, điều kiện 2 ở nhiệt độ thường (34°C ± 4) trong bóng tối, và điều kiện 3 cũng ở nhiệt độ thường (34°C ± 4) nhưng trong ánh sáng.
B Điều kiện 1 Điều kiện 2 Điều kiện 3
Biểu đồ trong Hình 3.8 thể hiện tác động của các điều kiện bảo quản khác nhau đến tỷ lệ phần trăm màu sắc còn lại (A) và giá trị DI (B) Cụ thể, điều kiện 1 là bảo quản ở 10°C trong bóng tối, trong khi điều kiện 2 là ở nhiệt độ thường.
(34 0 C ± 4) trong bóng tối, điều kiện 3: nhiệt độ thường (34 0 C ± 4) trong ánh sáng
Kết quả từ bảng 3.9 và hình 3.8 cho thấy hàm lượng anthocyanin giảm dần trong quá trình bảo quản, phụ thuộc vào các điều kiện bảo quản như nhiệt độ Cụ thể, ở điều kiện bảo quản 10°C trong bóng tối (điều kiện 1), hơn 60% hàm lượng anthocyanin được giữ lại, trong khi ở nhiệt độ thường trong bóng tối (điều kiện 2), chỉ có 18.04% hàm lượng anthocyanin được duy trì.
Sau 40 ngày bảo quản, 46% anthocyanin vẫn được giữ lại, cho thấy rằng nhiệt độ cao làm tăng tốc độ phân hủy màu sắc này Khi bảo quản ở nhiệt độ thường trong ánh sáng, màu anthocyanin thoái hóa nhanh hơn, chỉ còn 15% sau 40 ngày, cho thấy ánh sáng là yếu tố chính tăng tốc độ phân hủy Các nghiên cứu trước đây cũng xác nhận rằng màu sắc giảm nhanh hơn trong ánh sáng so với trong bóng tối Sự giảm phần trăm màu sắc đi kèm với sự gia tăng giá trị DI; ở nhiệt độ thấp 10°C, giá trị DI chỉ tăng nhẹ, trong khi ở nhiệt độ thường, giá trị này tăng mạnh, đạt 1.355 trong bóng tối và 1.471 trong ánh sáng Điều này chỉ ra rằng nhiệt độ cao và ánh sáng góp phần vào sự nâu hóa và giảm khả năng hấp thụ màu sắc, dẫn đến gia tăng giá trị DI.
Ứng dụng bổ sung chất màu anthocyanin vào trong chế biến kẹo dẻo
Sản phẩm kẹo dẻo màu anthocyanin
Hình 3.9: Sản phẩm kẹo dẻo màu anthocyanin
Sản phẩm được chế tạo từ các hợp chất tự nhiên như anthocyanin, acid citric và tinh chất dâu, mang đến màu đỏ tươi sáng, hương vị thơm ngon và vị chua hấp dẫn Sự kết hợp hoàn hảo giữa màu sắc và hương vị này tạo nên sự nổi bật cho sản phẩm.
Sản phẩm được chế biến hoàn toàn từ nguyên liệu tự nhiên như đường, sirô bắp, gelatin, acid citric, tinh mùi dâu và anthocyanin từ hạt đậu đen, không chứa hợp chất tổng hợp, đảm bảo an toàn cho sức khỏe Ngoài việc cung cấp năng lượng, sản phẩm còn chứa anthocyanin, một chất chống oxy hóa mạnh mẽ, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người.
Sản phẩm được tạo màu từ anthocyanin, một chất màu tự nhiên, nên dễ bị phai màu theo thời gian Để bảo vệ màu sắc, sản phẩm cần được bảo quản ở nhiệt độ thấp và tránh tiếp xúc với không khí cũng như ánh sáng.
Đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm kẹo dẻo màu anthocyanin
Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm kẹo dẻo màu anthocyanin được thể hiện trong hình 3.10. bình 9
Biểu đồ trong Hình 3.10 thể hiện điểm thị hiếu trung bình của người tiêu dùng đối với sản phẩm kẹo dẻo màu anthocyanin, với thang điểm từ 1 (cực kỳ ghét) đến 9 (cực kỳ thích) Kết quả khảo sát từ 30 người tiêu dùng cho thấy mức độ yêu thích sản phẩm này.
Kết quả từ hình 3.10 cho thấy người tiêu dùng đánh giá cao sản phẩm kẹo dẻo màu anthocyanin với điểm ưa thích chung đạt 7.57 Màu sắc của sản phẩm được yêu thích với 7.07 điểm, trong khi các chỉ tiêu về mùi, vị và cấu trúc cũng nhận được đánh giá tích cực (7.07, 7.7 và 6.87 điểm) Điều này chứng tỏ sản phẩm không chỉ đáp ứng được mong muốn về màu sắc, mùi vị và cấu trúc mà còn phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng Là sản phẩm hoàn toàn tự nhiên, không chứa chất phụ gia tổng hợp, kẹo dẻo này được đánh giá cao và mang lại lợi ích cho sức khỏe nhờ hạn chế hóa chất độc hại và cung cấp anthocyanin cùng các chất dinh dưỡng từ nguyên liệu tự nhiên.
Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến độ màu của sản phẩm
Kẹo dẻo được bảo quản ở nhiệt độ thường, tránh tiếp xúc với không khí và ánh sáng trong 30 ngày để kiểm tra độ bền màu Kết quả khảo sát được trình bày trong bảng 3.10.
Bảng 3.10 Bảng kết quả giá trị L * , H, C * của mẫu kẹo dẻo theo thời gian bảo quản
Các số liệu thống kê được trình bày theo cột, cho thấy những nghiệm thức có cùng chữ số ký tự trong cột dọc không có sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê với mức ý nghĩa 5%.
Sau 30 ngày bảo quản ở nhiệt độ thường, giá trị L* của kẹo tăng từ 34.84 đến 67.12, cho thấy độ đậm màu giảm và độ sáng tăng Đồng thời, góc màu H và sắc độ C* cũng gia tăng từ 13.5° đến 65.69° và 10.19 đến 18.46, chỉ ra rằng màu đỏ của sản phẩm giảm dần trong khi màu vàng tăng lên Sự chuyển đổi của góc màu H từ 13.5° sang 65.69° cho thấy màu đỏ ban đầu chuyển dần sang màu đỏ nâu và gần như màu vàng nâu khi góc màu lớn hơn.
Kẹo dẻo màu anthocyanin có xu hướng mất màu nhanh chóng khi được bảo quản ở nhiệt độ thường, dẫn đến giảm giá trị cảm quan và dinh dưỡng do mất chất chống oxi hóa Để bảo quản sản phẩm này hiệu quả, cần lưu trữ ở nhiệt độ thấp hơn và tránh tiếp xúc với không khí, ánh sáng, nhằm duy trì màu sắc lâu dài.
