Khảo sát hiệu quả trích ly catechin trong trà tươi bằng ethanol

ã hướng dẫn và chỉ dạy tận tình, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt khoảng thời gian đã qua. Cảm ơn Cô cùng thầy Văn Minh Nhựt đã luôn quan tâm và lo lắng cho tôi trong những lúc khó khăn nhất. Xin cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Công nghệ thực phẩm đã truyền dạy cho chúng em những kiến thức quý báu trong suốt những năm qua. Cảm ơn những người bạn thân đã cùng tôi phấn đấu trong học tập và chia sẽ những vui buồn trong suốt khoảng thời gian học tại trường. Cần thơ, ngày 08 tháng 06 năm 2008 Sinh viên thực hiện Đoàn Minh Ngọc Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng ii TÓM LƯỢC Trong phạm vi đề tài này tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích, tỉ lệ nguyên liệu: dung môi đến hiệu quả trích ly catechin từ trà tươi bằng dung môi ethanol 60o. Thí nghiệm được thực hiện ở 3 mức nhiệt độ: 60oC, 65oC, 70oC trong 6 khoảng thời gian: 30, 45, 60, 75, 90, 105 phút. Sau khi chọn được nhiệt độ và thời gian tối ưu, tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu: dung môi đến hiệu quả trích ly ở 3 tỉ lệ: 1: 10, 1: 15 và 1: 20. Kết quả khảo sát cho thấy: - Nhiệt độ và thời gian trích có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả trích ly và đã chọn được điều kiện trích ly cho hiệu quả cao nhất là ở 70oC và 60 phút. - Tỉ lệ nguyên liệu: dung môi không ảnh hưởng đến hiệu quả trích trong phạm vi khảo sát. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... i TÓM LƯỢC ..................................................................................................... ii MỤC LỤC ................................................................................................... iii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG ........................................................................... v CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................. 1 1.1 Tổng quan ...................................................................................................... 1 1.2 Mục tiêu đề tài ................................................................................................ 1 CHƯƠNG II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................ 2 2.1 Hợp chất phenol thực vật – chất tạo vị và màu cho thực phẩm ..................... 2 2.1.1 Các cấu phần của hợp chất phenol thực vật ....................................... 2 2.1.2 Tanin ngưng tụ ................................................................................... 2 2.1.3 Một số tính chất cơ bản của tanin thực vật ......................................... 4 2.1.4 Ý nghĩa của hợp chất phenol trong công nghệ thực phẩm ................. 6 2.2 Sơ lược về nguyên liệu trà ........................................................................... 12 2.2.1 Giới thiệu chung về trà ..................................................................... 12 2.2.2 Thành phần hóa học của lá trà tươi .................................................. 13 2.3 Nhóm hợp chất catechin trong trà ................................................................ 17 2.3.1 Cấu tạo .............................................................................................. 17 2.3.2 Tính chất lý hóa ................................................................................ 17 2.3.3 Biến đổi sinh học của hợp chất catechin .......................................... 19 2.4 Hiệu quả của trà và nhóm hợp chất catechin đối với sức khỏe con người .. 20 2.4.1 Tác dụng dược lý của trà .................................................................. 20 2.4.2 Hoạt tính kháng oxi hóa của nhóm catechin .................................... 20 2.4.3 Ứng dụng khả năng kháng oxi hóa của nhóm hợp chất catechin ..... 22 2.5 Phương pháp trích ly .................................................................................... 23 2.6 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến nội dung đề tài .. 24 CHƯƠNG III: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM .............. 26 3.1 Phương tiện thí nghiệm ................................................................................ 26 3.1.1 Thời gian, địa điểm ........................................................................... 26 3.1.2 Nguyên vật liệu................................................................................. 26 3.1.3 Hóa chất ............................................................................................ 26 3.1.4 Thiết bị, dụng cụ ............................................................................... 26 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng iv 3.2 Phương pháp thí nghiệm .............................................................................. 26 3.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu .............................................................. 26 3.2.2 Phương pháp trích ly ........................................................................ 27 3.2.3 Phương pháp đánh giá hiệu quả trích ly catechin ............................. 28 3.3 Nội dung và bố trí thí nghiệm ...................................................................... 28 3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến hiệu quả trích ly catechin từ nguyên liệu trà tươi. ............................. 28 3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu: dung môi đến hiệu quả trích ly catechin từ nguyên liệu trà tươi. ................................. 31 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 33 4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu quả trích ly catechin từ trà tươi ...................................................................................................................... 33 4.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu: dung môi đến hiệu quả trích ly catechin từ trà tươi ................................................................................................................... 35 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................... 37 5.1 Kết luận ........................................................................................................ 37 5.2 Đề nghị ......................................................................................................... 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 1 TÍNH TOÁN PHỤ LỤC 2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng v DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1 Sự ngưng tụ của catechin ................................................................................. 3 Hình 2 Công thức cấu tạo hai dạng catechin trong trà ................................................ 7 Hình 3 Công thức cấu tạo của campherol ................................................................... 7 Hình 4 Công thức cấu tạo quercetin ............................................................................ 7 Hình 5 Công thức cấu tạo myricetin ............................................................................ 8 Hình 6 Các chất thuộc nhóm anthocyanidin và các glucoside của nó ........................ 8 Hình 7 Cây trà và búp trà ........................................... 12 Hình 8 Cấu tạo khung cơ bản nhóm hợp chất catechin và cách đánh số carbon ...... 17 Hình 9 Công thức cấu tạo của các hợp chất catechin chính trong trà ....................... 18 Hình 10 Quá trình chuyển hóa hợp chất catechin trong trà bởi enzyme polyphenol oxidase ......................................................................... 19 Hình 11 Biến đổi của catechin trong quá trình vô hoạt gốc tự do ............................. 21 Hình 12 Thực phẩm có bổ sung tinh chất trà xanh .................................................... 22 Hình 13 Các dạng sản phẩm catechin ........................................................................ 23 Hình 14 Nguyên liệu trà trước và sau khi vô hoạt enzyme ....................................... 27 Hình 15 Bột trà sau khi xay ....................................................................................... 27 Hình 16 Sơ đồ bố trí hệ thống trích ly ....................................................................... 29 Hình 17 Quy trình bố trí thí nghiệm 1 ....................................................................... 30 Hình 18 Quy trình bố trí thí nghiệm 2 ....................................................................... 31 Hình 19 Lượng catechin tổng theo nhiệt độ và thời gian trích .................................. 34 Hình 20 Lượng catechin tổng theo tỉ lệ nguyên liệu: dung môi ................................ 35 Hình 21 Dịch trích trà sau phản ứng tạo màu ở các tỉ lệ khác nhau .......................... 36 Hình 22 Máy đo quang phổ Spectrophotometter ...................................................... 42 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1 Biến đổi hàm lượng các thành phần tổ hợp của tanin trà .............................. 10 Bảng 2 Thành phần hóa học của lá trà tươi ............................................................... 13 Bảng 3 Hàm lượng catechin trong từng bộ phận riêng biệt của búp trà .................... 19 Bảng 4 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến lượng catechin ............................ 33 Bảng 5 Lượng catechin tổng theo tỉ lệ nguyên liệu: dung môi ................................. 35 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 1 CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tổng quan Từ ngày xưa người ta đã biết đến trà (chè) không chỉ như một loại thức uống mà còn được dùng để phòng hay chữa nhiều loại bệnh khác nhau, đặc biệt là các bệnh về tim mạch và ung thư. Bên cạnh đó, khả năng chống béo phì trên người của nhóm hợp chất catechin trong trà xanh cũng đã được nghiên cứu và chứng minh. Hiện nay, trên thực tế đã có rất nhiều sản phẩm có sử dụng hay bổ sung các chất trích ly từ trà mà chủ yếu là các hợp chất polyphenol với nhiều mục đích khác nhau như tạo hương, diệt khuẩn, chống oxi hóa,… Do đó, việc trích ly các hợp chất polyphenol từ trà sẽ giúp nâng cao giá trị thương mại của cây trà đặc biệt là ở các nước có diện tích và quy mô trồng trà lớn như Trung Quốc, Ấn Độ, Srilanka,… Đồng thời, góp phần không nhỏ vào việc giữ gìn và bảo vệ sức khỏe của con người. Việt Nam là một nước có diện tích trồng và sản lượng trà chiếm thị phần tương đối lớn và đang ngày càng gia tăng trong thị phần sản lượng trà của thế giới. Tuy nhiên, các sản phẩm trà của nước ta hiện nay chủ yếu vẫn là các sản phẩm truyền thống như trà đen, trà ô long, trà xanh hay sản phẩm trà túi lọc, trà ướp hương,… còn các sản phẩm polyphenol trích ly từ trà rất ít thấy. Việc tìm ra những phương pháp trích ly mới hay đi sâu vào nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly từ một phương pháp cụ thể sẽ góp phần nâng cao khả năng và hiệu quả trích ly các hợp chất polyphenol trong trà. Tuy nhiên, do thời gian và điều kiện thí nghiệm, trong phạm vi đề tài tiến hành khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả thu polyphenol từ trà tươi bằng phương pháp trích ly với dung môi ethanol bằng cách đun hồi lưu có khuấy trộn. 1.2 Mục tiêu đề tài - Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến hiệu quả trích ly catechin trong trà tươi bằng phương pháp đun hồi lưu có khuấy trộn. - Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu: dung môi đến hiệu quả trích ly catechin trong trà tươi bằng phương pháp đun hồi lưu có khuấy trộn. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 2 CHƯƠNG II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Hợp chất phenol thực vật – chất tạo vị và màu cho thực phẩm Hợp chất phenol thực vật là nhóm hợp chất hữu cơ tự nhiên rất đa dạng và không đồng nhất về cấu tạo hóa học. Tiêu chuẩn cơ bản để phân loại và phân biệt chúng với các nhóm chất tự nhiên khác là sự có mặt của nhóm hydroxyl phenol ở dạng tự do hay dạng kết hợp nối trực tiếp với nhân benzen và chỉ tìm thấy chúng trong thực vật mà thôi. Nói cách khác, hợp chất phenol là những hợp chất vòng hữu cơ có chứa một vài hay nhiều nhóm hydroxyl trong nhân benzen. 2.1.1 Các cấu phần của hợp chất phenol thực vật Các hợp chất phenol thực vật có thể được chia ra thành các nhóm sau đây: - Các hợp chất phenol thực vật đơn giản, gồm monomer của các hợp chất mono – và polyhydroxyl (trừ các chất thuộc nhóm tropolon); - Tanin thực vật gồm các hợp chất phenol hòa tan trong nước và có mức độ trùng hợp hóa không cao, có tính thuộc da. Các hợp phần của tanin thực vật bao gồm tanin ngưng tụ và tanin thủy phân. - Lignin, gồm các hợp chất phenol có mức độ trùng hợp cao, không tan trong nước, có chứa nhiều nhóm methoxyl. 2.1.2 Tanin ngưng tụ Tanin ngưng tụ gồm các dẫn xuất của flavanol – 3; các dẫn xuất của flavandiol – 3,4; các dẫn xuất của hydroxy stillben;… Các chất phenol thuộc nhóm tanin ngưng tụ không bị phân giải dưới tác dụng của các acid vô cơ, nhưng lại tạo thành các sản phẩm màu nâu đỏ của sự ngưng tụ gọi là các hợp chất flobaphen. Sự ngưng tụ của các chất thuộc nhóm này cũng xảy ra khi đun nóng chúng trong dung dịch nước. Dịch chiết tanin thương phẩm của tanin ngưng tụ chính là dung dịch của các polyhydroxylphenol có trọng lượng phân tử khác nhau. Cơ chế của sự tạo thành tanin ngưng tụ Người ta đã đưa ra nhiều cơ chế về sự chuyển hóa các chất polyhydroxyl flavan – monomer chủ yếu thành tanin ngưng tụ. Nhưng có hai loại cơ chế sau được nhiều người quan tâm. Cơ chế thứ nhất là sự ngưng tụ của các flavan dưới tác dụng xúc tác của acid và cơ chế thứ hai là sự trùng hợp oxy hóa. Cơ chế xúc tác bởi acid chỉ có thể được chấp nhận với điều kiện cho trước, với những điểm cần bổ sung vì không thể giả thuyết rằng, trong tế bào thực vật sống cũng như trong tế bào thực vật chết có các giá trị pH thấp. Mặt khác cần nhấn mạnh rằng, tất nhiên sự chuyển hóa các flavanol – 3 thành tanin ngưng tụ xảy ra trong điều kiện tự nhiên chậm hơn nhiều, do vậy những quá trình ngưng tụ như thế có thể xảy ra ở các giá Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 3 trị pH lớn hơn. Không loại trừ khả năng là phần tanin thu được có thể được hình thành trong quá trình chiết ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên người ta đã nghiên cứu chi tiết sự ngưng tụ được xúc tác bởi acid của các chất catechin và các hydroxyl flavan gần chúng, bằng cách đó đã thu nhận và tách ra được các chất dicatechin. Khi nghiên cứu sâu vào sự ngưng tụ của các dẫn xuất của flavan, người ta đã thiết lập được các yêu cầu cấu trúc đáp ứng với các chất flavan. Để quá trình ngưng tụ được thực hiện phải có các yếu tố sau (hình 1): a. Ở vị trí 4’ của bộ khung flavan cần phải có nhóm -OH hoặc nhóm -OCH3; b. Trong nhân (A) của vòng flavan phải có hai nhóm -OH ở vị trí meta hoặc một nhóm -OH ở vị trí 7. OHO OH OH OH OH1 3 4 2 5 7 8 6 1' 2' 3' 4' 5'6' OH HO OH OH HO OH OH OHO OH OH OH OH H OH HO HO OH HO OH A B C Hình 1 Sự ngưng tụ của catechin Sự ngưng tụ của flavan trong acid đun sôi xảy ra sau 3 – 5 phút, còn ở nhiệt độ bình thường và pH = 5 phải mất 3 ngày đêm. Khi thay nhóm hydroxyl ở vị trí 7 bằng nhóm methyl hoặc -Cl, người ta quan sát thấy có sự ức chế sự ngưng tụ. Những dẫn chứng này cho phép đề xuất cơ chế của sự ngưng tụ các catechin như sau: - Trong sự kết nạp proton vào oxy của vòng pyranic, do ảnh hưởng của nhóm hydroxyl hoạt động ở vị trí 4’ có sự mở vòng pyranic. Sự mở vòng xảy ra giữa nguyên tử oxy và C2: OHO OH CH2 HC OH OH CH2 H H HO Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 4 - Ion cacbon được tạo thành sẽ phản ứng như là tác nhân ái điện tử với nguyên tử C6 và C8 của phân tử flavan thứ hai: OHO OH CH2 HC OH OH CH2 H HO OHO OH CH2 HC OH OH CH2 HO Sau khi nhả proton từ chất dimer, một lần nữa hệ thống benzoit lại được tạo thành và sự ngưng tụ lại có thể tiếp tục. Cùng với sự ngưng tụ của (+) catechin bằng xúc tác acid, người ta đã nghiên cứu sự tạo thành các tanin ngưng tụ bằng sự oxy hóa bởi enzyme, nó được coi là khả năng thứ hai của sự polymer hóa. Polymer thu được bằng sự oxy hóa bởi enzyme có các tính chất thuộc da cần thiết và có sự hấp phụ ánh sáng. Trên cơ sở những nghiên cứu này người ta đã đi đến kết luận rằng, các tanin ngưng tụ từ các nguồn kể trên được tạo thành thường xuyên bằng sự oxy hóa monomer flavan bởi enzyme. Kết quả của sự polymer hóa các chất flavan bằng các phương pháp áp kế và quang phổ kế đã đi đến kết luận rằng, sự tạo thành các octoquinone là mức thứ nhất của sự oxy hóa, sau đó cần phải có sự kết hợp 1,4 bằng tính ái nhân của phân tử polyhydroxylphenol thứ hai với quinone và sản phẩm được tạo thành, một lần nữa lại bị oxy hóa thành quinone tương ứng. 2.1.3 Một số tính chất cơ bản của tanin thực vật Theo quan điểm hóa sinh hiện đại, tanin thực vật là một hỗn hợp phức tạp của các hợp chất phenol thực vật bao gồm từ các chất phenol đơn giản – polyhydroxylphenol monomer đến các hợp chất polyphenol – polymer phân tử lớn và cả các sản phẩm oxy hóa ngưng tụ còn tính phenol của chúng. Các loại tanin thực vật thu được từ các nguồn thực vật khác nhau luôn luôn có thành phần là tổ hợp các cấu tử khác nhau. Tuy nhiên, ngoài những đặc tính riêng vốn có của những loại tanin, chúng vẫn có chung một số tính chất cơ bản giống nhau vì bản chất của chúng là một hỗn hợp các chất phenol thực vật. - Ở dạng tinh khiết, tanin là chất kết tinh hoặc vô định hình, có vị chát đắng ở mức độ khác nhau, trong y học, tanin của một số thực vật được chọn làm thuốc chữa bệnh; trong công nghiệp, tanin được dùng để thuộc da,… - Nói chung các loại tanin thực vật đều tan trong nước (trừ tanin kết hợp có thể tan trong dung dịch kiềm). Tanin còn hòa tan trong các dung môi hữu cơ như Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 5 rượu, eter ethyl, aceton, ethylacetate; phần lớn không tan trong benzen, eter, dầu hỏa và chloroform. Các nhóm chất trong hỗn hợp tanin thực vật cũng có tính tan khác nhau. Do đó, lợi dụng tính chất này người ta có thể tách riêng từng nhóm chất phenol ra khỏi hỗn hợp tanin. Ví dụ, có thể dùng ethylacetate để tách riêng nhóm chất catechin ra khỏi dung dịch tanin trà chiết bằng nước, trong khi đó nhóm chất tanin đặc biệt (là các sản phẩm oxy hóa của chúng khi lên men) vẫn nằm lại trong nước trà. - Khi tác dụng với dung dịch FeCl3, tanin sẽ tạo thành kết tủa có màu xanh nhạt hay xanh thẫm phụ thuộc vào số lượng các nhóm hydroxylphenol có trong phân tử. Tính chất được dùng để định tính tanin và phân biệt hai loại tanin pyrogallic và taninpyrocatechic. - Khi tác dụng với kali bicromat hoặc acid cromic, tanin sẽ tạo thành kết tủa màu xanh nhạt. Tính chất này được dùng để xác định độ dập tế bào của nguyên liệu thực vật dưới tác dụng cơ học, ví dụ xác định độ dập của lá trà sau mỗi lần vò để quyết định việc kết thúc giai đoạn vò trà. - Tác dụng với dung dịch amon fericyanua, tanin tạo thành chất có màu đỏ thẫm. - Tanin tác dụng với gelatin, protein, alkaloid và một số hợp chất hữu cơ khác có tính kiềm tạo thành các hợp chất kết tủa tương ứng. Tính chất này của tanin có ý nghĩa quan trọng ở chỗ, chúng được dùng để kết tủa protein trong công nghệ thuộc da, khử độc khi bị nhiễm độc alkaloid và khi cần thiết có thể kết tủa loại bỏ tanin ra khỏi dung dịch. - Tanin tạo thành kết tủa màu vàng tro với dung dịch chì acetat. Tính chất được dùng để tách tanin ra khỏi dịch chiết thực vật hoặc nhằm mục đích thu hồi tanin, và nhiều khi dùng để loại bỏ tanin không tham gia phản ứng khi cần xác định một loại hợp chất nào đó trong hỗn hợp, ví dụ khi xác định caffein trong dung dịch trà bằng thuốc thử I2 trong KI. - Tanin là nhóm chất có tính khử mạnh, trong không khí chúng dễ bị oxy hóa, nhất là trong môi trường kiềm tính. Các sản phẩm oxy hóa của tanin là những chất có màu đỏ hoặc nâu gọi là flobaphen. Tanin cũng có thể khử được dung dịch Fehling khi đun nóng. - Tanin bị oxy hóa hoàn toàn dưới tác dụng của dung dịch kalipermanganat trong môi trường acid; tính chất được dùng để định lượng tanin với chất chỉ thị màu là indigocarmin. Người ta còn có thể định lượng tanin trong hỗn hợp bằng dung dịch I2 trong môi trường kiềm. Ngoài những tính chất trên, tanin còn có thể tác dụng với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ khác. Đặc biệt dưới tác dụng của các enzyme oxy hóa khử tương ứng, tanin thực vật dễ dàng bị oxy hóa và ngưng tụ thành các sản phẩm có màu và Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 6 không có màu ảnh hưởng trực tiếp đến màu sắc và các chỉ tiêu chất lượng khác của thực phẩm được chế biến từ nguyên liệu thực vật. 2.1.4 Ý nghĩa của hợp chất phenol trong công nghệ thực phẩm Các hợp chất phenol thực vật là những chất hoạt động giữ vai trò quyết định hương vị của nhiều loại sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc thực vật; chúng cũng ảnh hưởng đến màu sắc hầu hết các sản phẩm thực phẩm và ở một mức độ nhất định chúng tham gia vào các quá trình tạo ra những cấu tử thơm mới, góp phần tạo nên mùi thơm đặc biệt cho sản phẩm. a. Thành phần, hàm lượng các chất phenol trong một số nguyên liệu và sản phẩm thực phẩm  Các hợp chất phenol trong rau quả Hàm lượng các hợp chất phenol trong rau quả không cao nhưng chúng ảnh hưởng đến hương vị, màu sắc của sản phẩm rất lớn, đồng thời ảnh hưởng cả đến quá trình công nghệ chế biến các loại rau quả đó. Ví dụ như: - Tạo vị chát đắng, tạo màu đen xám hoặc nâu đỏ làm mất màu tự nhiên của sản phẩm. - Trong sản xuất nước quả và rượu vang quả thường gặp hiện tượng tanin kết hợp với protein và cùng với các chất có tính keo khác nhau có tác dụng làm trong dung dịch. Trong quá trình tàng trữ rượu vang quả, nhờ có tanin bị oxy hóa thành các chất quinone và sau đó chính các chất quinone này là những chất rất hoạt động, tác dụng với một loạt chất khác có tính khử để tạo nên hương thơm độc đáo cho sản phẩm. - Do tanin thực vật có khả năng tạo màu với một số kim loại như sắt, kẽm, đồng, nhôm, chì,... làm mất màu tự nhiên của sản phẩm và ăn mòn dụng cụ, thiết bị làm bằng kim loại. Cho nên trong công nghệ chế biến rau quả phải chú ý tránh sử dụng dụng cụ, thiết bị làm bằng các kim loại đó, hơn nữa phải xử lý nước dùng trong chế biến các loại rau quả. Phần lớn các hợp chất phenol trong rau quả thuộc nhóm chất flavanon ở dạng glucoside. Chính dạng này của các chất phenol tạo ra vị đắng. Ngoài ra, trong rau quả còn có một số chất thuộc nhóm anthocyan, flavone và flavonon cũng ở dạng glucoside.  Các hợp chất phenol trong lá trà Trà tươi và trà sản phẩm là nguồn tiêu biểu nhất trong số các nguyên liệu và sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc thực vật không những về thành phần các hợp chất phenol mà cả về hàm lượng rất cao của nhóm hợp chất này. Đồng thời các nghiên cứu về sự chuyển hóa các hợp chất phenol trong quá trình trồng trọt và chế biến trà, trong việc tạo ra hương vị, màu sắc đặc trưng cho các sản phẩm trà cũng Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 7 được thừa nhận là đầy đủ nhất và đã đạt được nhiều thành tựu có giá trị cả về thực tế và lý thuyết để giải thích vai trò, ý nghĩa của hợp chất phenol trong công nghệ chế biến trà nói riêng và trong công nghệ thực phẩm nói chung. Về thành phần tổ hợp của tanin trà bao gồm các nhóm chất sau: - Nhóm chất catechin chiếm khoảng trên 70% tổng lượng tanin trà, gồm các chất: L – epicatechin; L – epicatechingallate (hình 2); D – catechin; L – epigallocatechingallate; D, L – gallocatechin OHO OH OH OH OH OHO OH O OH OH OH OC OH OH OH L – epicatechin L – epigallocatechingallate Hình 2 Công thức cấu tạo hai dạng catechin trong trà - Nhóm flavon, chiếm khoảng 1 – 2% chất khô và gồm các chất: campherol (hình 3) và các dẫn xuất glucoside của nó, như campherol – 3 – glucorhamnoside; campherol – 3 – diglucorhamnoside, campherol – 3 – glucoside OHO OH OH O OH Hình 3 Công thức cấu tạo của campherol Quercetin (hình 4) và các dẫn xuất glucoside của nó, như các chất quercetin 3 – glucorhamnoside, quercetin – 3 – rhamnoside, quercetin – 3 – diglucorhamnoside, quercetin – 3 – glucoside OHO OH OH O OH OH Hình 4 Công thức cấu tạo quercetin Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 8 Myricetin (hình 5) và các dẫn xuất glucoside của nó, như các chất: myricetin – 3 – glucoside, myricetin – 3 – rhamnoside, myricetin – 3 – glucorhamnoside OHO OH OH O OH OHOH Hình 5 Công thức cấu tạo myricetin - Các chất thuộc nhóm anthocyanidin và các glucoside của nó (hình 6): OHO OH OH OH OH OHO OH OH OH OHO OH OH OH OH OH Pellagonidin Cyanidin Delphynidin Hình 6 Các chất thuộc nhóm anthocyanidin và các glucoside của nó Bên cạnh các chất anthocyanidin, trong lá trà còn thấy có nhóm chất leucoanthocyanidin (flavadiol – 3,4) và các dẫn xuất glucoside của chúng. - Các nhóm chất phenol khác trong trà Đáng chú ý trong thành phần hỗn hợp tanin trà là sự có mặt của nhiều chất phenol thuộc nhóm acid phenolcarboxylic. Người ta đã xác định trong các giống trà khác nhau các acid gallic, metadigallic, ellagic, caffeic, chlorogenic và cumarylquinic. Đặc biệt trong trà sản phẩm, nhất là trong trà đen chứa các hợp chất polyphenol (tanin ngưng tụ) trong đó có chất theaflavin và theaflavingallate tạo màu vàng sáng, còn nhóm thearubigin tạo màu đỏ, các hợp chất bisflavanol không màu. Về hàm lượng các hợp chất polypeptide trong lá trà phụ thuộc vào giống trà, thời vụ thu hái, điều kiện canh tác, thổ nhưỡng và nhất là độ trưởng thành của lá trà (tuổi lá),… mà thay đổi khác nhau, đồng thời phụ thuộc vào phương pháp chế biến trà mà hàm lượng của chúng trong sản phẩm cũng khác nhau. Ví dụ: hàm lượng tanin trong nguyên liệu (búp tôm 2, 3 lá non) chiếm 20 – 30% chất khô, sau khi chế biến thành trà xanh hàm lượng của chúng giảm đi 1 – 2% chất khô hay khoảng 5 – 10% tổng lượng ban đầu, cũng nguyên liệu đó nếu đem chế biến thành trà đen thì hàm lượng tanin trong sản phẩm giảm đi 30 – 50% hàm lượng ban đầu hay 10 – 15% so với chất khô. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 9 b. Những biển đổi chủ yếu của hợp chất phenol trong chế biến thực phẩm  Sự biến đổi thành phần và hàm lượng các hợp chất phenol Hợp chất phenol thực vật là những chất dễ bị oxy hóa trong các điều kiện khác nhau: ở nhiệt độ bình thường trong không khí ẩm, phản ứng này được tăng cường ở nhiệt độ cao và nhất là trong môi trường kiềm tính; đặc biệt các hợp chất phenol bị oxy hóa rất mãnh liệt dưới tác dụng của enzyme oxy hóa với sự có mặt của oxy trong không khí hoặc có mặt các oxy nguyên tử được giải phóng ra từ các peroxide. Dù ở điều kiện nào, sản phẩm oxy hóa đầu tiên của các hợp chất phenol đều là các chất octoquinone tương ứng. Các octoquinone này là những chất rất hoạt động, chúng có thể gây ra hàng loạt các phản ứng quan trọng: hoặc là tự ngưng tụ với nhau để tạo ra các sản phẩm có màu và không có màu, tan và không tan trong nước hoặc là kết hợp với các protein để tạo thành các chất kết tủa có màu hoặc không màu, chúng còn có khả năng phân giải nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau có mặt trong hệ thống phản ứng. Do tham gia vào một loạt các phản ứng nên hàm lượng các hợp chất phenol giảm xuống kéo theo làm giảm một lượng đáng kể các hợp chất hữu cơ khác. Tuy nhiên, mức độ làm giảm hàm lượng các hợp chất phenol phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Ví dụ, trong quá trình chế biến nguyên liệu thực vật, nếu đã có giai đoạn diệt enzyme triệt để, dưới tác dụng của nhiệt độ cao và ẩm thì hàm lượng của chúng giảm đi ít hơn nhiều lần so với dưới tác dụng của enzyme oxy hóa, như trong trà xanh các chất phenol giảm đi khoảng 10% so với tổng lượng ban đầu, còn trong trà đen giảm đi khoảng 30 – 50% tổng lượng ban đầu vì trong quá trình sản xuất trà đen có giai đoạn lên men. Trong quá trình biến đổi, bên cạnh việc làm giảm hàm lượng còn có sự thay đổi lớn cả về chất, tức là làm thay đổi thành phần tổ hợp của hỗn hợp các hợp chất phenol: các hợp chất phenol đơn giản (polyhydroxyl phenol – monomer) giảm xuống, còn các hợp chất phenol phân tử cao (polyphenol hay tanin kết hợp) lại tăng lên (bảng 1). Nhờ đó có sự thay đổi về tính chất của vị sản phẩm: từ vị đắng chát khó chịu chuyển thành vị chát dịu hợp khẩu vị. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 10 Bảng 1 Biến đổi hàm lượng các thành phần tổ hợp của tanin trà Đơn vị tính: % chất khô Giai đoạn chế biến Tanin hòa tan Tanin kết hợp Tổng lượng Nhóm catechin Nhóm tanin đặc biệt Tổng lượng Nhóm catechin Nhóm tanin đặc biệt Nguyên liệu 19,75 17,10 2,6._.