B GIÁO DCăVẨăẨOăTO
TRNGăI HC M TP. H CHÍ MINH

BÁO CÁO KHÓA LUN TT NGHIP
Tên đ tài:

BCăU NGHIÊN CU QUY TRÌNH
SN XUT CHT MÀU T NHIÊN T
BP CI TÍM (Brassica oleracea var.
captitala ruba)

KHOA CÔNG NGH SINH HC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGH THC PHM

GVHD: Th.S T NGăKHOA
SVTH: TRN TH BÍCH ÂN
MSSV: 1053010033
Khóa: 2010 ậ 2014 Tp H Chí Minh, tháng 5 nm 2014
Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa

SVTH: Trn Th Bích Ân i

LI CMăN

T VN  viii
Chng 1μ 1
TNG QUAN TÀI LIU 1
1.1 Tng quan cht to màu 2
1.1.1 Khái nim cht màu thc phm 2
1.1.2 Phân loi cht màu thc phm 2
1.1.3 Các điu kin chú ý khi s dng cht màu thc phm 3
1.1.4 Yêu cu khi s dng ph gia to màu thc phm 3
1.1.5 Anthocyanin 3
1.1.5.1 Cu to 3
1.1.5.2 Tính cht 4

1.1.5.3 Các yu t nh hng đn màu anthocyanin 4
1.1.5.4 Vai trò và công dng 7
1.1.5.5 Bin pháp gi màu anthocyanin 9
1.1.5.6 Kh nng ng dng và ngun sn xut anthocyanin vào Thc
phmầ. 9

1.2 Tng quan nguyên liu 10
1.2.1 Ngun nguyên liu cha anthocyanin 10
1.2.2.1 Ngun gc 11

1.2.2.2 c đim 11
1.2.2.3 ụ ngha kinh t 12
1.2.2.4 Giá tr sinh hc 12
1.2.2.5 Các nghiên cu trích ly anthocyanin t bp ci tím 13
1.2.3 Ph gia maltodextrin 14
1.3 Các phng pháp 15

1.3.1 Phng pháp chit tách hp cht t nhiên 15

2.2.2.8 Phi trn 29
2.2.2.9 Sy phun 29
2.2.3 S đ nghiên cu 30
2.2.4 B trí thí nghim 31
2.2.4.1Thí nghim c bn: Kho sát quá trình x lý nguyên liu vƠ các điu
kin chit tách anthocyanin t bp ci tímầầầầầầầầầầầ 31

Thí nghim 1: Kho sát môi trng chit tách 31
Thí nghim 2: Kho sát nh hng ca thi gian lnh đông đn hƠm lng màu
anthocyanin sau khi trích 33
Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa

SVTH: Trn Th Bích Ân iv

Thí nghim 3: Kho sát nh hng ca t l nguyên liu/dung môi đn hƠm lng
anthocyanin trong dch chit 35
Thí nghim 4: Kho sát nh hng ca nhit đ và thi gian chit tách đn hàm
lng anthocyanin trong dch trích 36
Thí nghim 5: Kho sát nh hng ca pH đn kh nng chit tách 38
2.2.4.2 Thí nghim ti u hóa điu kin chit tách anthocyanin t bp ci tím 40

2.2.5 Phng pháp x lý s liu 44
Chng 3μ 45
KT QU NGHIÊN CU VÀ THO LUN 45
3.1 Kho sát quá trình x lý nguyên liu vƠ các điu kin chit tách anthocyanin
t bp ci tím 46
3.1.1 Thí nghim kho sát môi trng chit tách 46

3.1.2 Thí nghim kho sát nh hng ca thi gian lnh đông đn hƠm lng
màu anthocyanin sau khi trích 49

Bng 2.3 Bng b trí thí nghim kháo sát nh hng pH chit đn dch trích 39
Bng 2.4 iu kin thí nghim đc chn 43
Bng 2.5 Ma trn thc nghim trc giao cp I, k = 3 43
Bng 3.1 Kho sát nguyên liu ban đu 46
Bng 3.2 nh hng ca dung môi đn quá trình chit 47
Bng 3.3 nh hng ca thi gian lnh đông đn quá trình chit 49
Bng 3.4 nh hng ca t l dung môi nguyên liu đn quá trình chit 51
Bng 3.5 nh hng ca nhit đ và thi gian đn quá trình chit 53
Bng 3.6 nh hng ca các môi trng pH khác nhau đn quá trình chit 55
Bng 3.7 Các thông s thí nghim ti u hóa 57
Bng 3.8 Ma trn thc nghim trc giao cp I, k = 3 58
Bng 3.9 Các h s b trong phng trình hi quy 58
Bng 3.10 Tính toán các h s t 59
Bng 3.11 Kt qu gii nghim ti u hóa bng phn mm MODDE 60

Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa

SVTH: Trn Th Bích Ân vi

DANH MC HÌNH
Hình 1.1 Cu trúc c bn ca aglucone ca anthocyanin 3
Hình 1.2 S thay đi màu anthocyanin theo pH 4
Hình 1.3 S tng tác trong cu trúc ca anthocyanin 5
Hình 1.4 Công thc ca anthocyanin ph thuc vào pH (Castaneda-Ovando et al.) . 6
Hình 1.5 Mt s nguyên liu cha anthocyanin 10
Hình 1.6 Bp ci tím 11
Hình 1.7 Công thc cu to maltodextrin 14
Hình 1.8 K thut chit lng – lng (Liquyd – liquyd extraction) 17
Hình 1.λ nh ngha quá trình lƠm lnh cho thc phm (Mallett, 1993) 20
Hình 1.10 Thit b cô quay chân không (Rotary Evaporato) 22

trong dch chit 56
Hình 3.10  th th hin nh hng ca nhit đ, thi gian, pH đn hƠm lng
anthocyanin 61
Hình 3.11 Sn phm màu anthocyanin dng dch cô đc và dng bt 63
Hình 3.12 ng dng cht màu anthocyanin trong mt s thc phm 64
Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa

SVTH: Trn Th Bích Ân viii

T VNă
Cht lng cm quan không nhng là yu t quan trng trong sn xut thc
phm mà còn quyt đnh đn th hiu ca ngi tiêu dùng. Trong sn xut thc
phm, ngoài vic bo v màu sc t nhiên ngi ta còn cho thêm cht màu mi
nhm to ra nhng màu sc thích hp vi tính cht và trng thái ca sn phm. Tuy
nhiên các hp cht màu này ch yu là hp cht màu nhân to có th nh hng
không không tt ti sc khe.
Theo thông tin ca Vin Dinh dng Quc gia, nm 2012 có 168 v ng đc
thc phm, trong đó 20 - 25% có liên quan ti vic s dng thc phm có màu
không an toàn. S dng ph gia không an toàn, nht là các loi phm màu công
nghip trong thc phm lƠm tng tính hiu đng thái quá, mt tp trung trong hc
tp  tr em và các bnh mn tính  ngi trng thành (tim mch, tng huyt áp,
béo phì, ).
Bp ci tím (Brassica oleracea var. captitala ruba) đc dùng nh mt loi
rau cho ba n hng ngày, tuy nhiên ít ai bit rng chúng khá giàu anthocyanin. Các
nghiên cu trc đã chng minh đc rng anthocyanin có th chng ung th, ct
gim cn đau tim, gim thiu các tn thng não, Trong lnh vc Thc phm,
anthocyanin đc s dng đ bo qun sn phm, kháng khun, kháng nm, chng

Thông qua đ tài, chúng tôi hy vng s đa ra cách nhìn tng quan v tim
nng khai thác cht màu anthocyanin t nhng nguyên liu có ngun gc t nhiên
nói chung cng nh bp ci tím nói riêng. Bên cnh vic h tr ngi tiêu dùng ch
đng hn khi chn la ph gia an toàn, kt qu nghiên cu còn giúp nhà sn xut
thc phm phân phi mt loi cht màu mi có ngun gc hoàn toàn t nhiên.
MC TIÊU NGHIÊN CU
Mc tiêu nghiên cu ca đ tài:
- Kho sát quá trình x lý nguyên liu vƠ các điu kin tách chit anthocyanin t
bp ci tím.
- Ti u hóa các yu t nh hng chính đn quá trình tách chit anthocyanin t
đó tìm ra thông s ti u cho quá trình tách chit.
- Bc đu to ra cht màu t nhiên dng dch cô đc và dng bt đ ng dng làm
ph gia to màu t nhiên trong thc phm.

Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa
SVTH: Trn Th Bích Ân 1

Chngă1:
TNG QUAN TÀI LIU

Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa
SVTH: Trn Th Bích Ân 2

1.1ăTngăquanăchtătoămƠu

SVTH: Trn Th Bích Ân 3

1.1.3 Các điu kin chú ý khi s dng cht màu thc phm
- Mt s loi thc phm không cn b sung cht màu: sa, trng, bt ng cc, mt
ong, cacao, chocolate, cafe, trà, gia vầ; thc phm cho tr em và tr s sinh.
- Mt s thc phm ch s dng mt vài cht màu nht đnhμ b (dùng caroten).
- Mt s cht màu không hn ch lng s dng: chlorophyll, caramel, caroten.
- Mt s thc phm ch đc cha mt lng cht màu nht đnh: ko, bánh ngt
(1000 mg/kg).
1.1.4 Yêu cu khi s dng ph gia to màu thc phm
- Không đc dùng ph gia to mƠu đ che đy khuyt đim ca thc phm.
- Ph gia to màu thc phm phi có cng đ màu cao, bn, không đc hi.
- Các cht màu s dng phi là nhng cht có đ tinh khit cao, không cha các
tp cht sau: Cr, Se, Urani, Hg, Cadimi, As, Pb, các kim loi nng và mt s loi
hydro cacbua thm đa vòng (loi cht có kh nng gơy ung th).
- Trong quá trình s dng, nhng cht màu này phi không gây ng đc tích ly.
1.1.5 Anthocyanin
[8], [12], [13], [15]

1.1.5.1 Cu to
Anthocyanin bao gm mt aglycone kt hp vi mt hay nhiu phân t đng.
Aglucon ca Anthocyanin có cu trúc c bn đc mô t trong hình 1.1. Các gc
đng có th đc gn vào v trí 3,5,7; thng đc gn vào v trí 3 và 5 còn v trí
7 rt ít. Phân t anthocyanin gn đng vào v trí 3 gi là monoglycoside,  v trí 3
và 5 gi là diglycoside.

Hình 1.1 Cu trúc c bn ca aglucone ca anthocyanin
Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa
SVTH: Trn Th Bích Ân 4


thuc vào nhiu yu t nh sau:
 Chuyn hóa cu trúc
[11]

Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa
SVTH: Trn Th Bích Ân 5

Anthocyanin tn ti trong cu trúc có c dng mang màu và dng không mang
màu. S n đnh ca các dng mang màu là do s xut hin ca các gc acid gn
vào phân t đng, hay còn gi là s co-pigment hóa. Hiu ng co-pigment hóa là
c ch làm bn màu chính ca anthocyanin trong thc vt do làm gim t l gia
dng không mang màu (chalcone) và dng mang màu thông qua vic to phc vi
dng mang mƠu, ngn chn quá trình chuyn hóa t dng mang màu sang dng
không mang màu.
Kt qu ca quá trình này to nên hai h qu sau: (1) S hình thành ca liên
kt – gơy ra thay đi trong thuc tính quang ph ca phân t flavylium ion (tng
cng đ hp thu vƠ bc sóng hp th); (2) S n đnh ca dng flavylium làm
tng s th hin sc t đ. Ti các giá tr pH thp, tt c các phân t anthocyanin 
dng flavylium; giá tr pH cao, anthocyanin  dng carbinol pseudobase không màu.

Hình 1.3 S tng tác trong cu trúc ca anthocyanin
 Cu trúc hóa hc
 bn mƠu vƠ cng đ màu ca các anthocyanin cng ph thuc vào v trí
và s lng ca nhóm hydrocyl, methocyl, đng vƠ các đng đc acyl hóa. S
hydrocyl hóa các aglycone làm gim tính bn ca anthocyanin, trong khi s
methocyl hóa, glycocyl hóa, acyl hóa s cho kt qu ngc li.
 pH
Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa
SVTH: Trn Th Bích Ân 6


anthocyanin thông qua c ch oxy hóa kt hp.
 Ánh sáng
Các anthocyanin thng không bn khi tip xúc vi tia t ngoi, ánh sáng thy
đc và các ngun phát x khác. Các nghiên cu đã tìm thy rng ánh sáng thúc
đy quá trình phân hy anthocyanin trong nc gii khát có CO
2
đc phi vi màu
anthocyanin t xác nho.
 ng và các sn phm bin tính ca chúng
 nng đ 100 ppm, đng và các sn phm phân hy ca chúng có tác đng
thúc đy s phân hy các anthocyanin, trong đó, fructose, arabinonse và lactose có
kh nng phơn hy anthocyanin mnh m hn glucose, sucrose vƠ maltose. Tc đ
phân hy ca anthocyanin ph thuc vào tc đ phân hy ca đng.
 Các ion kim loi
Mt s ion kim loi đa hóa tr có th tng tác vi các anthocyanin có nhóm
OH  v trí ortho gây ra hiu ng sm màu. Hin tng này xy ra khi kim loi tác
xúc vi anthocyanin trong quá trình ch bin rau qu hoc cho thêm các mui kim
loi vào trong thc phm.
 Sulfurdioxyde (SO
2
)
Các anthocyanin thng b mt màu khi có mt ca SO
2
. Quá trình kh này có
th là thun nghch hoc bt thun nghch. Trái cơy vƠ nc qu đc x lý bng
mt lng trung bình SO
2
(500 – 2000 ppm), làm mt màu các anthocyanin khi ch
bin; sau đó chúng đc phc hi nh quá trình desulfide hóa.
1.1.5.4 Vai trò và công dng

tác dng làm bn thành mch, chng viêm, hn ch s phát trin ca các t bào ung
th; tác dng chng các tia phóng x.
Nhng đc tính quý báu ca anthocyanin mà các cht màu hóa hc khác không
có đc đã m ra mt hng nghiên cu ng dng hp cht màu anthocyanin ly t
thiên nhiên vƠo trong đi sng hàng ngày.
Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa
SVTH: Trn Th Bích Ân 9

1.1.5.5 Bin pháp gi màu anthocyanin
Vì tính cht nhy cm vi pH, nhit đ môi trng nên vic gi màu sc cho
flavonoid nói chung và anthocyanin nói riêng là rt cn thit. Các hp cht màu
anthocyanin đc nghiên cu là b ít mt màu nht khi đc lu tr  nhit đ 4
0
C.
Trong sn xut đ hp ngi ta có th thêm các cht chng oxy hóa. Ngoài ra,
vic b sung Arabic gum cng có kh nng bo v màu anthocyanin. Arabic gum -
cht d cao phân t có cha mt lng nh protein liên kt hóa tr vi chui
carbohydrate, nó s hot đng nh mt tác nhân to màng tuyt vi đ bao bc các
phân t li lƠm tng s n đnh ca anthocyanin
[19]
.
Hin nay, vic gi mƠu anthocyanin đc thc hin nhm khc phc nhng
tính cht bt li ca hp cht này là khá cn thit. Các bin pháp đc đ xut nh
sau:
- Xây dng mt quy trình k thut gia công nguyên liu và bán thành phm đ bo
toàn ti đa mƠu t nhiên sn có.
- Tách ra, cô đc và bo qun các cht màu, có th b sung cht chng oxy hóa.
- To nên cht màu nhân to có bn cht t nhiên thí d dng cao, dng bt và
dùng nó đ nhum màu.
- Phi hp s dng các phng pháp trên, lu ý các k thut bo qun.

Xianin
Qu anh đƠo
Ceraxianin
Qu mn
Prunixianin
Qu vit qut
Idain, Delfin
Qu nho
Enin
Hoa cm qu
Malvin
Hoa mu đn
Peonin
Hoa anh tho
Hirxutin
(Ngun: Lê Ngc Tú, 1994)

Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa
SVTH: Trn Th Bích Ân 11

1.2.2 Gii thiu chung v bp ci tím
1.2.2.1 Ngun gc
Ci bp ngày nay có ngun gc t ci bin (Sea kale) không cun. Mt trong
nhng đi din tiêu biu trong h ci bp đó lƠ bp ci tím. Bp ci tím (Brassica
oleracea var. captitala ruba) xut x t a Trung Hi, hin nay đc trng rng
rãi khp th gii, thích hp vi khí hu ôn đi. Ti Vit Nam, bp ci tím đc
trng nhiu  Ơ Lt. Bp ci tím là mt loi trong h bp ci.
Tuy nhiên vic sn xut bp ci tím  khu vc nhit đi và á nhit đi còn 
mc hn ch vì bp ci tím thích hp vi nhng vùng núi cao hoc có mùa đông
lnh. Bp ci tím sinh trng tt nht  khu vc có nhit đ trung bình ngày 15-

5-6 tháng. Thành phn hóa hc ca cái bp không ph thuc vào loi ging, điu
kin chm sóc, thi v mà ph thuc vƠo điu kin khí hu mi ni, mi nm.
1.2.2.4 Giá tr sinh hc
[18]

Ngoài vic s dng làm thc phm, ci bp còn có kh nng cha bnh. Loi
rau nƠy đc dùng cho ngi b bnh tim mch, viêm rut, bnh d dày, đc các
c quan y t th gii đánh giá cao. Bp ci có cha các hp cht phyto nhμ
glucosinolate, các hp cht phenolic, anthocyanins, acidamin, vitamin và khoáng
cht. Bng sau đơy mô t thành phn ca bp ci tím trong 100 g n đc:
Bng 1.2 Thành phn hóa hc trong 100 g bp ci tím
Thành phn
HƠm lng
Protein
1,8 g
Fat
0,1 g
Carbohydrate
4,6 g
Khoáng cht
0,6 g
Calcium
29 mg
Fe
0,8 g
Sodium
14,1 g
Folate
53 g
Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa

nm; bp ci tím 523 nm; lá tía tô 524 nm; trƠ đ 519,5 nm; v qu nho 523,5 nm.
HƠm lng anthocyanin trong qu dâu là 1,188%; bp ci tím: 0,909%; lá tía tô
0,397%; trƠ đ: 0,335%; v qu nho: 0,564%; v cà tím: 0,441%.
Hunh Th Kim Cúc, Nguyn Th Lan (2005), Ti Ố hóa qỐá trình chit tách
cht màu anthocyanin t bp ci tím trong môi trng trung tính. Bng phng
pháp ti u hóa hàm đa mc tiêu đã tìm đc các điu kin công ngh chit tách đ
thu đc cht màu anthocyanin có hàm lng vƠ đ màu cao, bao gm: Nhit đ
chit 29
0
C; thi gian chit 54 phút; h dung môi nc/ethanol có t l nc 72%.
Vi điu kin nƠy thu đcμ hƠm lng anthocyanin 1,110%.
Báo cáo khóa lun tt nghip GVHD: ThS. T ng Khoa
SVTH: Trn Th Bích Ân 14

Nguyn Th Phng Anh, Nguyn Th Lan (2007), Nghiên cu nh hng ca
pả đn màu anthocyanin t bp ci tím ng dng làm cht ch th an toàn trong
phân tích thc phm và hóa hc. Kt qu cho thy rng khi pH thay đi t môi
trng acid sang môi trng base, màu ca antho thay đi t đ sang xanh và hp
th cc đi ti bc sóng 
max
= 520
617 nm ng vi mi pH.
1.2.3 Ph gia maltodextrin
Theo đnh ngha ca c quan Thc phm và Thuc ca Hoa K (FDA),
maltodextrin là các loi polysaccharide không ngt, có công thc (C
6
H
10
O
5

Nm mc: 50 CFU/1gmax
Nm men: 50 CFU/1gmax
E.Coli: không có
Salmonella: không có
Bng 1.3 Tiêu chun chtălng ca sn phm maltodextrin bt có trong
100 g sn phm
Thành phn

Tiêu chun ca Grain
Processing Corporatin, M (%)
Gluxid
94,5
m
5,0
Tng protid, lipid, tro
< 0,4
1.3 Cácăphngăpháp
1.3.1 Phng pháp chit tách hp cht t nhiên
[7]

1.3.1.1 C s khoa hc
Hp cht t nhiên (natural products), phân t sinh hc t nhiên (biological
molecule), là cht bin dng th cp (secondary metabolite), có trng lng phân
t nh, đc to ra bi mt c th sinh vt. Các cht bin dng th cp ca thc
vt thng gm các nhóm sau: flavonoid, alcaloid, terpenoid, steroid, quynonoid,
glycosid,ầ
Nhng hp cht đi phân t có trng lng phân t ln, tính cht hóa hc
tng đi đng nht, có th có mt s quy trình tng quát đ chit tách, cô lp

Trích đoạn Ph ng pháp sy Thu yt minh quy trình

---