Diễn biến của β-carotene và Lycopene trong một Colorant Thực phẩm tự nhiên từ Gấc (Momordica cochinchinensis Spreng) Arils trong sấy Yardfon anongkankit , Thammanoon Sutthaphan, Jutarut Kaewmanas, Poonpat Poonnoy và Kanjana Narkprasom  Khoa Kỹ thuật và nông nghiệp, Đại học Maejo, Chiang Mai, Thái Lan

Trừu tượng. Việc sử dụng một chất màu thực phẩm tự nhiên là gần đây quan tâm từ quan điểm lợi ích sức khỏe. Gấc lớp vỏ ngoài của hạt đã được báo cáo là một nguyên liệu tiềm năng cho sản xuất các chất tạo màu thực phẩm vì nó có chứa một lượng đáng kể của β-carotene và lycopene có trách nhiệm cho một màu đỏ vàng. Tuy nhiên, làm khô mà là một bước quan trọng cho sản xuất chất màu thực phẩm có thể gây ra thiệt hại của những hợp chất có trong gấc áo hạt. Nghiên cứu này được imed để điều tra tác động của nhiệt độ sấy không khí nóng (60-80 ° C) vào diễn biến và lưu giữ các β-carotene và lycopene trong gấc áo hạt. Màu sắc của lớp vỏ ngoài của hạt gấc khô cũng được xác định. Các kết quả được minh họa mà cả β-carotene và lycopene suy thoái đáng kể trong quá trình sấy. Nhiệt độ sấy cao hơn tỷ lệ thực hiện cao hơn của sự suy thoái β-carotene và lycopene. Tuy nhiên, nhiệt độ sấy không ảnh hưởng đáng kể màu sắc của mẫu khô. Sấy không khí nóng ở 60 ° C trong gấc lớp vỏ ngoài của hạt đã được đề nghị cho sản xuất chất màu thực phẩm tự nhiên bằng cách cung cấp sự lưu giữ cao nhất của β-carotene và lycopene.

Từ khóa: β-carotene, màu sắc, sấy, lycopene

1. Giới thiệu

Gấc (Momordica cochinchinensis Spreng) là một loại trái cây nhiệt đới được tìm thấy rộng rãi ở nhiều nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Veitnam, Lào và Thái Lan [1]. Nó được phân loại trong họ Cucurbitaceae, tròn hoặc hình chữ nhật trong hình dạng và đầy gai. Các consits quả của một mesocarp vàng dày và màu đỏ áo hạt mềm và dính bao gồm hạt giống đen [2]. Các gấc áo hạt có chứa lượng cao của β-carotene và lycopene mà được khẳng định có hoạt chất chống oxy hóa [3], [4]. Kubola et al. [5] đã báo cáo mức độ β-carotene và lycopene trong lớp vỏ ngoài của hạt gấc được khoảng 1,18 và 0,49 mg / g tươi, tương ứng. Gần đây, một số công trình đã báo cáo rằng lớp vỏ ngoài của hạt gấc có tiềm năng trở thành một nguyên liệu bắt đầu sản xuất một chất màu thực phẩm. Hoàng [1], ví dụ, cho thấy lớp vỏ

1

ngoài của hạt bột gấc có thể được trộn vào cơm nếp, sữa chua, sốt phô mai và mì ống fettuccine để tăng cường một màu đỏ vàng của thực phẩm.

Các bước sản xuất các chất màu thực phẩm từ gấc lớp vỏ ngoài của hạt đã được báo cáo [1]. Các bước bắt đầu từ việc rửa, cắt trái cây, tát các arils và loại bỏ các hạt giống từ arils. Các arils không hạt này sau đó được sấy khô trước khi được nghiền thành bột. Như các bước sản xuất liên quan đến một quá trình nhiệt (ví dụ, sấy khô), những thay đổi của một số tính chất vật lý và các hợp chất hoạt tính sinh học có thể xảy ra. Trần et al. [2] đã báo cáo rằng 35% của carotenoids trong gấc áo hạt xuống cấp sau khi sấy không khí nóng ở 60 ° C. Kết quả của họ cũng cho thấy cường độ và màu sáng của bột gấc là thấp hơn khi so sánh với lớp vỏ ngoài của hạt tươi. Hơn nữa, Dermiray et al. [6] đã nghiên cứu sự xuống cấp của β-carotene và lycopene trong cà chua trong khi làm khô giữa 50- 80 ° C. Nghiên cứu của họ cho thấy sấy khô ở 70 ° C là điều kiện được đề nghị để giảm thiểu β-carotene và lycopene suy thoái.

Để có được chất lượng cao của chất màu thực phẩm từ gấc áo hạt, nó là cần thiết để xác định như thế nào nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến sự thay đổi của các hợp chất hoạt tính sinh học và màu sắc trong áo hạt gấc sấy khô. Do đó, công việc này đã nhằm mục đích điều tra diễn biến của β-carotene và lycopene nội dung trong quá trình sấy không khí nóng ở mức 60-80 ° C cũng như sự thay đổi về màu sắc trong áo hạt gấc sấy khô.

2. Vật liệu và phương pháp

2.1. Chuẩn bị mẫu

Gấc trái cây (Momordica cochinchinensis Spreng) được lấy từ một thị trường địa phương. Trước mỗi thử nghiệm các mẫu được nhẹ nhàng rửa sạch bằng nước máy và bề mặt đã được sấy khô bằng vải. Các loại trái cây gấc được cắt thành hai nửa trước khi tát ra arils và loại bỏ các hạt giống từ arils; chỉ arils đã được sử dụng như một nguyên liệu thô.

2.2. Các thí nghiệm sấy

Trong mỗi thí nghiệm sấy khoảng 100 g của lớp vỏ ngoài của hạt đã được lan truyền trên một cái khay trong một lớp mỏng. Các mẫu được sấy khô bằng cách sử dụng một lò khí nóng (Memmert, 500 / 108I, Đức) với nhiệt độ từ 60-80 ° C

2

cho đến khi độ ẩm cuối cùng của ít hơn 10% (db) đã đạt được. Trong mỗi thí nghiệm 3-5 g mẫu được lấy ra ở các khoảng thời gian khác nhau để xác định độ ẩm của nó. Độ ẩm của mẫu được xác định bằng cách sử dụng một phương pháp trọng lực ở 105 ° C (AOAC Phương pháp 984,25; AOAC, 2000).

2.3. Xác định β-carotene

Phân tích tổng lượng β-carotene được thực hiện sau một sửa đổi của phương pháp này mô tả bởi Britton, G. 2005. tươi gấc (5 g) hoặc khô gấc (3 g) được đặt trong một ống nghiệm chứa đầy 10 mL acetone. Ống này được vortexed cho 30 s và ly tâm ở 2100 rpm trong 5 phút. Các chiết xuất acetone là sau đó lọc qua Whatman số 1 tờ giấy lọc. Các mẫu đã được tái chiết xuất hai lần và kết hợp với các Chiết xuất đầu tiên. Dịch chất của các chiết xuất được tập trung sử dụng một thiết bị bay hơi quay (Buchi Labortechnik AG, R125, Flawil, Thụy Sĩ) ở 50 ° C và sau đó pha với 1 ml axetonitril. Các chiết xuất được lọc qua màng lọc 0,45 mm trước khi được tiêm vào Zorbax Eclipse C18 5 ml (4,6 × 150 mm) HPLC cột (Agilent, 1100 series, Waldbronn, Đức). Pha động là ethanol và acetonitril (60:40) và tốc độ dòng chảy của nó đã được thiết lập ở mức 1.0 mL / phút. Một máy dò quang phổ UV, hoạt động ở bước sóng 456 nm, đã được sử dụng để phát hiện β-carotene. Định lượng β-carotene được tiến hành dựa trên một β-carotene đường cong chuẩn.

2.4. Xác định Lycopene

Một mẫu được chiết xuất và phân tích theo các thủ tục như đối với β-carotene (Britton, G. 2005). Một máy dò UV ở bước sóng 280 nm được sử dụng để định lượng các nội dung lycopene. Định lượng lycopene được tiến hành dựa trên một đường cong chuẩn lycopene.

2.5. Các phép đo màu

Màu sắc của một mẫu được đo trong hệ thống màu CIELAB sử dụng quang phổ kế (Hunterlab ColorFlex Version 1.72, USA). Ba Hunter thông số, tức là, L * (nhẹ nhàng), a * (bị đỏ và màu xanh) và b * (độ vàng và blueness), được đo lường và sự khác biệt màu tổng (ΔE) đã được tính toán như sau:

3

nơi L0, a0, b0 là các giá trị màu của mẫu tươi. Tất cả các phép đo được thực hiện trong ba lần và các dữ liệu đã được báo cáo là giá trị trung bình của các số đo ba.

2.6. Phân tích thống kê

Các thí nghiệm được thiết kế để được hoàn toàn ngẫu nhiên. Các dữ liệu đã phải chịu một phân tích phương sai (ANOVA) và được trình bày như là các giá trị trung bình với độ lệch chuẩn. Sự khác biệt giữa giá trị trung bình được trích lập bằng cách sử dụng nhiều thử nghiệm ở khoảng Duncan. Các giá trị được xem xét ở một mức độ tin cậy 95%. Tất cả các thí nghiệm đã được thực hiện trong ba lần, trừ khi có quy định khác.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Sấy động học của gấc Arils

Độ ẩm của mẫu tươi đạt khoảng 4,85 0,72 g / g khô. Hình 1 cho thấy các đường cong khô của mẫu trải qua không khí khô nóng ở nhiệt độ khác nhau. Đúng như dự đoán, tốc độ sấy ở nhiệt độ cao hơn là nhanh hơn so với ở nhiệt độ thấp hơn. Điều này là do làm khô ở nhiệt độ cao hơn kết quả trong một động lực lớn cho nhiệt và chuyển khối lượng hàng đầu với các giá trị độ ẩm khuếch tán cao hơn ở nhiệt độ thấp hơn. Độ ẩm cân bằng (EMC) và thời gian cần thiết để làm khô một mẫu để các nội dung độ ẩm mong muốn ít hơn 0,1 g / g cơ sở khô được liệt kê trong Bảng I. EMC của mẫu là trong khoảng 0,050-0,065 g / g khô cơ sở. Kết quả cho thấy rằng nhiệt độ sấy cao hơn yêu cầu thời gian sấy ngắn hơn để đạt độ ẩm mong muốn.

4

Sung. 1: Đường cong Sấy Gag arils ở nhiệt độ khác nhau.

Sung. 2: Diễn biến của (a) β-carotene và (b) lycopene trong sấy khô ở nhiệt độ sấy khác nhau.

Bảng I: thời gian của bắp cải lá ngoài khô với độ ẩm thức (ít hơn 0,1 g / g cơ sở khô) và độ ẩm cân bằng (g / g cơ sở khô).

5

3.2. Diễn biến của β-carotene và Lycopene trong sấy

Những diễn biến của β-carotene và lycopene trong quá trình sấy được thể hiện trong hình 2. Các kết quả cho thấy cả β-carotene và lycopene giảm dần trong quá trình sấy. Nó cũng đã được quan sát thấy rằng cao nhiệt độ dẫn đến giảm lớn hơn của β-carotene và lycopene. Điều này có lẽ là do sự suy thoái của β-carotene và lycopene có thể được gây ra bởi cả hai phản ứng enzyme và tiêu hủy nhiệt. Lipoxygenase, một loại enzyme được tìm thấy trong các loại trái cây tươi và rau quả, chịu trách nhiệm cho sự xuống cấp oxy hóa của β-carotene và lycopene [7]. Tăng nhiệt độ sấy sẽ đẩy mạnh hoạt động lipoxygenase dẫn đến thiệt hại cao hơn các hợp chất. Ở nhiệt độ cao hơn cũng nóng hơn có thể thâm nhập vào tế bào thực vật dẫn đến suy thoái nhiều hơn các hợp chất [8]. Ngoài ra, nó có thể được nhìn thấy rằng tốc độ giảm của lycopene là nhanh hơn so với β-carotene. Các esults là phù hợp với những Anguelova và [9] Warthesem đã báo cáo rằng tốc độ suy thoái của lycopene là rộng hơn so với của β-carotene ở nhiệt độ 60 ° C.

Bảng II trình bày các nội dung β-carotene và giữ lại các β-carotene trong trận chung kết gấc sấy khô; một so sánh được thực hiện với các nội dung của β-caroten trong gấc áo hạt tươi. Có thể thấy rằng làm khô ở 60 ° C trưng bày lưu giữ cao nhất của β-carotene (85,63%); này đã được theo sau bằng cách làm khô ở 70 ° C (78,45%) và sấy khô ở 80 ° C (63,62%). Kết quả tương tự với việc trữ cao nhất của lycopene ở 60 ° C (71,80%), tiếp theo là 70 ° C (61,38%) và 80 ° C (53,23%) đã được ghi nhận (Bảng III).

Bảng II: Nội dung β-carotene và duy trì trong gấc khô so với lớp vỏ ngoài của hạt gấc tươi

Cùng một chữ cái trong cùng một cột chỉ ra rằng giá trị không khác nhau có ý nghĩa (p> 0,05).

6

Bảng III: Nội dung Lycopene và duy trì trong gấc khô so với lớp vỏ ngoài của hạt gấc tươi.

Cùng một chữ cái trong cùng một cột chỉ ra rằng giá trị không khác nhau có ý nghĩa (p> 0,05).

Bảng IV: Màu sắc tươi và gấc sấy khô ở nhiệt độ sấy khác nhau.

Cùng một chữ cái trong cùng một cột chỉ ra rằng giá trị không khác nhau có ý nghĩa (p> 0,05).

3.3. Các phép đo màu

Bảng IV trình bày các thông số màu sắc của lớp vỏ ngoài của hạt gấc, ở dạng tươi và sau khi sấy khô ở nhiệt độ khác nhau. Sự nhẹ nhàng của áo hạt gấc sấy khô thấp hơn, trong khi những mẩn đỏ và độ vàng không khác biệt đáng kể so với các giá trị của mẫu tươi. Nó cũng đã được quan sát thấy rằng nhiệt độ sấy không ảnh hưởng đáng kể màu sắc của lớp vỏ ngoài của hạt gấc sấy khô. Mặc dù suy thoái của β-carotene và lycopene trong lớp vỏ ngoài của hạt gấc xảy ra trong quá trình sấy, độ ẩm thấp có thể dẫn đến việc tăng cường nồng độ màu của gấc sấy khô. Kết quả tương tự trước đây đã được báo cáo. Guinea và Barrocab [10], ví dụ, phát hiện ra rằng những mẩn đỏ và độ vàng của bí ngô là dữ dội hơn sau khi sấy ở 30 và 70 ° C.

4.Kết luận

7

Các thí nghiệm được thực hiện để xác định ảnh hưởng của nhiệt độ sấy khác nhau về diễn biến của β-carotene và lycopene trong lớp vỏ ngoài của hạt gấc. Nó đã được chứng minh rằng nhiệt độ sấy đã có một ảnh hưởng đáng kể đến các khoản lỗ của β-carotene và lycopene trong gấc áo hạt. Không có sự khác biệt đáng kể trong đỏ và độ vàng giá trị của gấc áo hạt tươi và khô đã được quan sát. Nhìn chung, sấy khô ở 60 ° C là một quá trình được đề nghị cho sản xuất các chất tạo màu thực phẩm tự nhiên vì nó cung cấp việc lưu giữ cao nhất của β- carotene và lycopene.

5. Lời cảm ơn

Các tác giả bày tỏ sự đánh giá chân thành của họ cho Hội đồng nghiên cứu quốc gia Thái Lan và Văn phòng Nghiên cứu Nông nghiệp và Đại học Maejo Extension hỗ trợ nghiên cứu về tài chính.

6. Tài liệu tham khảo

[1] T.T., Hoàng. Sản xuất bột carotenoid giàu từ gấc. Đại học Western Sydney. Trường Cao đẳng Y tế

và Khoa học: Trung tâm cây trồng và Khoa học thực phẩm. Năm 2007.

[2] T.H. Trần, M.H. Nguyễn, D. Zabaras, L.T.T. Vũ. Quá trình phát triển của gấc bột bằng enzyme khác nhau

và kỹ thuật sấy khô. J. Thực Eng. 2008, 85 (3): 359-365.

[3] H. Aoki, M.T.N. Kiều, N. Kuze, K.Tomisaka, V.N. Chuyen. Sắc tố Corotenoid trong gấc (Momordica

cochinchinenensis Spreng). Biosci. Công nghệ sinh học. Biochem. 2002, 66 (11): 2479-2482.

[4] J. Kubola, và S. Siriamornpun. Các chất phytochemical và chất chống oxy hóa hoạt động của các phân số trái cây khác nhau (vỏ, bột giấy, lớp vỏ ngoài của hạt

và hạt giống) của gấc Thái (Momordica cochinchinensis Spreng). Thực phẩm Chem. 2011, 127 (3): 1138-1145.

8

[5] J. Kubola, N. Meeso, S. Siriamornpun. Lycopene và nồng độ beta carotene trong dầu gấc của lớp vỏ ngoài của hạt (Momordica

cochinchinensis Spreng) do bị ảnh hưởng bởi quá trình lớp vỏ ngoài của hạt khô và dung môi chiết. Thực Res. Inter. 2013, 50 (2):

664-669.

[6] E. Demiray, Y. Tulek, Y. Yilmaz. Động học xuống cấp của lycopene, β-carotene và acid ascorbic trong cà chua

trong quá trình sấy không khí nóng. LWT - Thực phẩm Sci Technol. 2013, 50 (1): 172-176.

[7] T. Baysal, và A. Demirdöven. Lipoxygenase trong trái cây và rau quả: Một đánh giá. Enzyme Microb. Technol.2007,

40 (4): 491-496.

[8] P. Suvarnakuta, S. Devahastin, A.S. Mujumdar. Sấy Kinetics và β-Carotene suy thoái trong cà rốt trải qua

quá trình làm khô khác nhau. J. Food Sci. 2005, 70 (8): S520-S526.

[9] T. Anguelova, và J. Warthesen. Sự xuống cấp của lycopene, α-carotene, và β-carotene trong lipid peroxy, J.

Thực phẩm Sci. 2000, 65 (1): 71-75.

[10] R.P.F. Guinea, M.J. Barrocab. Ảnh hưởng của phương pháp điều trị khô trên kết cấu và màu sắc của các loại rau (bí đỏ và màu xanh lá cây

cây tiêu). Thực Bioprod. Qui trình. 2012, 90 (1): 58-63.

9