Ngày nay với sự phát triển của khoa học kĩ thuật , chúng ta đã một cơ sở lí thuyết đầy đủ về màu sắc và đã chế tạo ra được các loại phẩm màu phong phú, đẹp và bền màu phục vụ cho nhu cầu về màu sắc của con người. Bên cạnh đó, các loại hợp chất màu tự nhiên với những  ưu điểm riêng của nó vẫn luôn dành được sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học. So với phẩm màu nhân tạo thì phẩm màu thiên nhiên với ưu điểm nổi bật là không độc hại đã chiếm ưu thế vượt trội  trong nghành công nghệ thực phẩm. Màu đỏ tươi của hạt điều đã trở thành một loại thương phẩm quan trọng trong công nghệ màu sắc thực phẩm, màu xanh của lá gai, lá bồ ngót… được sử dụng rông rãi trong dân gian để làm bánh, mức, màu đen của đỗ đen, màu tím của khoai môn v v…được sử dụng rất đa dạng mang lại giá trị thẩm mĩ, giá trị kinh tế cao. Cùng với giá trị thẩm mĩ, một số hợp chất màu tự nhiên còn có giá trị to lớn hơn, đặc biệt là khả năng chống oxihoa,  bảo vệ sức khỏe con người. Đề tài này xin được giới thiêu hợp màu đỏ của quả cà chua, hợp chất thuộc loại Carôtenoic có tên khoa học là Licopene được xem lá loại dưỡng chất vô cùng giá trị trong việc chông lão hóa, năn ngừa và điều trị bệnh ung thư cũng như một sô loại bệnh nguy hiểm khác do sự tồn tại các gốc tự do trong cơ thể người.

 GiỚi thIỆu vỀ cây và quẢ cà chua

 Đặc điểm cây cà chua:

Cây cà chua có tên khoa học là Lycopesium esculentum, có nguồn gốc từ Nam Mỹ, là loại rau ăn quả, họ Cà (Solanaceae). Quả có chứa nhiều vitamin C nên có vị chua. Cây cà chua có 2 loại hình sinh trưởng: có hạn và vô hạn. Cà chua là cây dài ngày, tự thụ phấn. Quả cà chua mọng, khi chín có màu đỏ tươi rất bắt mắt, có nhiều hình dạng: tròn, dẹt, có cạnh, có múi…

          Cà chua được dùng trong chế biến thực phẩm, tạo vị ngon và màu sắc hấp dẫn. Ngoài ra cà chua còn có tác dụng khá tốt trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe. Lá cà chua có nơi dùng chữa bệnh về huyết áp và các bệnh ngoài da.

Giá trị dinh dưỡng của quả:

    Thịt quả:

- Hàm lượng sinh tố: Khi cà chua chín, màu đỏ tươi của cà chua tạo nên vẻ đẹp rất bắt mắt trong việc trình bày món ăn. Màu đỏ của cà chua cũng cho thấy hàm lượng vitamin A thiên nhiên trong cà chua cao, trung bình 100g cà chua chín tươi sẽ đáp ứng được 13% nhu cầu hàng ngày về vitamin A, vitamin B6, vitamin C. Ngoài ra, còn có vitamin B1, B2.

     - Chất bổ dưỡng: Đạm, đường, béo và cung cấp ít năng lượng rất thích hợp với người sợ mập.

     - Khoáng vi lượng: Can xi, sắt, kali, photpho, magnesium, lưu huỳnh, ni ken, co ban, iot, các axit hữu cơ dưới dạng muối citrat, malat và tuỳ môi trường trồng mà cà chua còn có đồng, molibden.

Chính nhờ các yếu tố trên, cà chua được xem là một thực phẩm giàu chất dinh dưỡng để tiêu hoá, tăng cường sức đề kháng của cơ thể. Mùa hè cà chua có tỉ lệ đường/ độ chua cao nhất, được kể là 10 so với mùa xuân là 7. Lượng vitamin C thấp nhất vào mùa xuân (12mg/100g) so với 15mg đầu hè và cao nhất vào cuối hè.

Vỏ quả: màu đỏ tươi tuyệt đẹp của quả cà chua thường được ưa chuộng sử dụng để trang tri bàn tiệc, ở vỏ tập trung lượng lớn hợp chất carotenoic tạo nên màu đỏ đặc trưng của quả cà chua đồng thời rất có lợi cho sức khỏe.

 

Thành phần tạo màu sắc ở quả cà chua:

Giới thiệu về hợp chất màu Carotenoids

          - Carotenoid: là  hợp chất đặc trưng của terpenoid với sắc tố (pigmenting) vàng, da cam hay màu đỏ), chức năng như tiền chất của các phân tử với các hoạt động sinh học can thiệp khác nhau.     

           Hầu hết các carotenoid thiên nhiên là tetraterpenoid gồm có 8 monoisopren.

Các carotenoid được coi như polien có tính base yếu do khả năng tích điện âm trong cơ cấu cộng hưởng của carbanion  (theo quan điểm acid- base) của Bronted. Chúng có phản ứng với các acid Lewis khác nhau,tạo nên những hợp chất màu đậm hơn carotenoid hợp chất ban đầu, phản ứng định tính carotenoid được dựa trên cơ sở này, như là sử dụng thuốc thử: dd H₂SO₄ hoặc dd SbCl₃ để nhận diện carotenoid

         -Phân loại Carotenoid: bao gồm 2 nhóm:

               - Hydrcacbon tan trong dung môi kém phân cực như eter dầu hỏa: caroten, lycopen,…

               - Xanthophyl: dẫn xuất oxy hoá của caroter. Những hợp chất đó là alcol, aidedid, ceton, epoxid và acid, chúng có tính phân cực hơn, tan trong etanol.

          - Những phương pháp dùng để làm sáng tỏ cấu trúc carotenoid :

hydrohóa, cộng hợp halogen, clorua, iod hoặc cộng oxy để xác định các nối đôi.

Oxy hóa với các acid cromic để các nhóm metyl mạch nhánh thành các nhóm carboxyl.Ozon giải hoặc oxy hóa với kalipermanganat để xác định cấu trúc nối đôi.

Sắc kí ( cột, trên giấy, trên bản mỏng) là phương pháp thiết yếu và khá mạnh để phân lập và xác định cấu trúc của carotenoid.q

 Carotenoid trong tự nhiên

         Hơn 600 carotenoids khác nhau đã được công nhận trong tự nhiên.

         Tổng số carotenoic hàng năm sản xuất trong tự nhiên được ước tính khoảng hơn 100 triệu tấn. Carotenoids can thiệp vào sinh lý học của tất cả các sinh vật sống. Chúng được sản xuất trong tự nhiên bởi ánh sáng và enzymaticreactions vận chuyển bằng vi sinh vật biển như microalgae, vi khuẩn, fungii và zooplancton; và trong thực vật sinh sống nhất trên đất liền xảy ra trong lá, hoa và trái cây.

        - Trong hoa và trái cây, carotenoids có màu sắc sinh động màu vàng, màu cam và màuđỏ.
          -Trong các loài chim, carotenoids đóng vai trò của các chức năng quan trọng cũng như mục đích thẩm mỹ, giúp phân biệt giới tính, và chỉ trong độ tuổi trưởng thànhvàthuhút.
         -Trong các sinh vật biển, carotenoids có nhiều phong phú hơn trong các sinh vật trên mặt đất và nó có trách nhiệm đối với một số chức năng quan trọng sinh học, sinh lý, chuyển hóa và sinh sản. Carotenoids cung cấp các màu sắc để andbacteria microalgae biển, sinh vật nhuyễn thể, cá hồi, cá hồi, bream biển đỏ, cá ngừ đuôi vàng, động vật giáp xác, vv

Lycopene

 Cấu trúc

      - Licopene là một carotenoid

 -  Lycopene là một hidrocacbon không no, mạch thẳng, chứa nhiều nối đôi liên hợp.

 -  Lycopene là một tetraterpene được lắp ráp từ 8 đơn vị isoprene theo đúng quy tắc đầu đuôi.

Màu sắc của Licopene

Thuyết điện tử về hợp chất có màu

Nhờ những thành tựu của ngành vật lý và hóa học người ta đã xác định rằng chỉ có những điện tử vòng ngoài (điện tử hóa trị) của chất màu mới tham gia vào quá trình hấp phụ ánh sáng kèm theo sự chuyển động của chúng. Khi hấp thụ ánh sáng thì hợp chất màu sẽ tiếp nhận năng lượng của các hạt photon, làm cho các điện tử vòng ngoài bị chuyển sang trạng thái kích động, sau đó phần năng lượng này có thể chuyển sang các dạng: quang năng, hóa năng, nhiệt năng.,…..và hợp chất màu trở lại trạng thái ban đầu. Như vậy sự hấp thụ ánh sáng là kết quả của sự tương tác của điện tử vòng ngoài của các nguyên tử và phân tử các hợp chất hữu cơ với photon ánh sáng.

Những hợp chất hữu cơ nào có liên kết các điện tử vòng ngoài với nhân yếu thì chỉ cần năng lượng của các tia có bước sóng lớn hơn trong miền thấy được trong miền quang phổ cũng đủ làm chuyển dịch và hấp thụ một phần của tia này làm cho nó có màu. Hợp chất nào có điện tử vòng ngoài liên kết với nhân càng yếu thì càng ít năng lượng để kích động chúng, càng dễ hấp thụ các tia có bước sóng dài hơn và màu sâu hơn. Bởi vậy cấu tạo phân tử của hợp chất màu hay phẩm màu phải như thế nào để năng lượng của các tia sáng trong miền thấy được của quang phổ cũng đủ để làm thay đổi chuyển động các điện tử vòng ngoài của chúng, làm cho chúng có màu. Nguyên nhân làm cho các điện tử vòng ngoài liên kết với nhân yếu là: Trong phân tử chứa hệ thống mối liên kết đôi cách dài; trong hệ thống này ngoài nguyên tử cacbon còn có các nguyên tử khác như oxi, nito, lưu huỳnh,… Do ảnh hưởng của các nhóm thế, do hiện tượng ion hóa phân tử và cấu tạo phẳng của phân tử.

 Ảnh hưởng của hệ thống liên kết nối đôi cách

Trong các hợp chất hữu cơ thường gặp hai loại liên kết cơ bản: liên kết đơn và liên kết đôi. Để kích động điện tử trong mối liên kết đơn cần có một năng lượng lớn, tương ứng với năng lượng các tia sóng ngắn, nên những hợp chất chỉ chứa một loại liên kết nối đơn thường không có màu. Ngược lại, các điện tử vòng ngoài của mối liên kết nối đôi do liên kết với nhân yếu, chúng linh động, nên chỉ cần một năng lượng nhỏ để kích động, nên chúng có khả năng hấp thụ các tia sáng có bước sóng lớn hơn trong miền thấy được của quang phổ và chúng có màu

Nếu như các mối liên kết nối đơn và nối đôi trong một hợp chất hữu cơ được xếp liên tục thành một hệ thống “một cách một” hay còn gọi là “nối đôi cách” “nối đôi liên hợp” thì các điện tử vòng ngoài sẽ linh động hơn. Độ linh động của các điện tử vòng ngoài trong hệ thống này phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:

• Độ dài của hệ thống
• Bản chất của hợp chất (mạch thẳng hay mạch vòng).

Hợp chất hữu cơ chứa trong hệ thống điện tử vòng ngoài càng linh động, nó càng dễ hấp thụ các tia sóng có bước sóng lớn hơn nên nó co màu càng sâu. Mặc khác dù có cấu tạo mạch vòng hay mạch phẳng, hợp chất hữu cơ phải chứa đựng các mối liên kết nối đôi cách lập thành một hệ thống liên tục thì mới có khả năng sâu màu

Nếu như tổng số liên kết nối đôi khá lớn, nhưng chúng không nằm thành một hệ thống nối đôi cách liên tục trong phân tử của hợp chất hữu cơ thì độ linh động của các điện tử vòng ngoài cũng không tăng lên và hợp chất cũng không có màu hoặc màu không sâu. Cao su là một ví dụ điển hình, phân tử của nó chứa trên 100 mối liên kết nối đôi nhưng chỉ hấp thụ được các tia sáng có bước sóng trong khoảng 200 nm nên nó không có màu

 Màu sắc của lycopene:

          Cấu tạo phân tử lycopene có nhiều nguyên tử cacbon  chứa liên kết đôi. Mỗi liên kết đôi làm giảm năng lượng cần thiết cho các điện tử để chuyển sang trạng thái năng lượng cao hơn, cho phép các phân tử hấp thụ ánh sáng nhìn thấy của các bước sóng ngắn dần. Lycopene hấp thụ tốt nhất của phổ nhìn thấy được, do đó, nó xuất hiện màu đỏ.

Ứng dụng

         1. Lycopene với sức khỏe.

       - Các màu đỏ  có trong cà chua, bưởi hồng, ổi và dưa hấu cũng do lycopene, một chất carotenoi. Carotenoids khác bao gồm beta-carotene và alpha-carotene, cho cà rốt màu da cam. Carotenoids được hòa tan trong chất béo và do đó trong cơ thể con người được tìm thấy trong các mô béo và vận chuyển bằng lipoprotein.. Chúng hoạt động như tiền chất  của vitamin A và hỗ trợ hệ thống miễn dịch.

         -Tuy nhiên lycopene có một giá trị rất lớn hơn cả giá trị về  màu thực phẩm. Nó là một chất chống oxy hoá mạnh mẽ, mà có thể giúp đỡ để chống lại các bệnh thoái hóa như bệnh tim. Người ta nghiên cứu được rằng tăng nồng độ lycopene cho một hiệu ứng tăng bảo vệ, do đó, các nguồn thực phẩm tập trung nhiều nhất, giống như puree cà chua và sốt cà chua, được xem là nguồn thực phâm rất tốt  với các bệnh này. Tuy nhiên cơ thể con người không thể sản xuất phân tử này  và nhu cầu để có được nó là từ cà chua trong chế độ ăn uống của chúng ta. Thức ăn như súp lycopene cao là hiệu quả nhất chống lại bệnh thoái hóa.

       - Nó giúp ngăn ngừa các bệnh thoái hóa bằng cách tặng điện tử của mình cho ôxy gốc tự do và vì thế phá hủy chúng trước khi chúng có thể phá hủy các tế bào. Gốc tự do là các phân tử có ít nhất một electron độc thân. Bằng cách tặng một điện tử lycopene có thể ổn định phân tử. Đã có nhiều nghiên cứu gần đây về lycopene chỉ ra rằng lycopene có thể được sử dụng rộng rãi để phát huy tối đa tiềm năng của nó trong cuộc chiến chống các bệnh này. Lycopene là chất giúp giảm sự phát triển của các tế bào ung thư ở khoang miệng, phổi, dạ dày, gan, tuyến vú, dạ con, ruột kết và trực tràng. Bên cạnh đó, lycopene còn có tác dụng bảo vệ tim khỏi ảnh hưởng của các free radical, giảm nguy cơ các bệnh tim mạch.Một nghiên cứu tim đo lycopene trong mô mỡ của 1.374 người đàn ông đã chỉ ra rằng nó có thể làm giảm 50% nguy cơ đau tim. lycopene có thể được sử dụng như một chất chống chất gây ung thư, giảm đáng kể nguy cơ mắc một số bệnh ung thư. Trong sáu năm học tập của 47.000 chuyên gia y tế tại  Harvard Medical School cho  thấy rằng ăn nhiều hơn hai lần một tuần các sản phẩm cà chua có khả năng giảm 21-34%  nguy cơ ung thư tuyến tiền liệt. Năm 1995 Harvard School of Public Health đi sâu vào nghiên cứu này và thấy rằng những nam giới ăn nhiều hơn 10 phần ăn các thức ăn cà chua một tuần được 45% ít có nguy cơ bị ung thư tuyến tiền liệt; những người có chỉ 4-7 phần ăn được 20% ít có nguy cơ Đại học Illinois so sánh cho thấy phụ nữ với mức độ ăn của lycopene cao nhất và những người thấp nhất cho thấy ở mức độ cao nhất ít có khả năng bị ung thư cổ tử cung hơn năm lần so với mức thấp

           - Một số nghiên cứu khoa học cũng đã chứng minh, cà chua có tác dụng giảm huyết áp, giảm lượng cholesterol trong máu, từ đó sẽ ngăn chặn được tình trạng xơ vữa động mạch và các nguy cơ dẫn tới đột quỵ. Cà chua có tác dụng kích thích tiết ra nước bọt, để trợ giúp cho quá trình tiêu hóa của cơ thể được dễ dàng. Khi thời tiết nóng bức, trong người thấy khô háo, nếu sử dụng cà chua nấu canh sẽ giúp cho người khoan khoái, dễ chịu, giúp ăn ngon miệng hơn.

          - Ngoài ra, các sắc tố hồng trong cà chua có tác dụng làm hòa tan mỡ và đường giống như carotene. Khi cà chua đã chín mọng, nếu phơi nắng cà chua từ 12 giờ trở lên, sắc hồng tố trong cà chua sẽ bị hao hụt. Cũng giống như hồng tố trong cà rốt, hồng tố trong cà chua khó hấp thu, vì vậy khi chế biến cần cho ít dầu, mỡ vào xào nóng để cơ thể dễ dàng hấp thu dưỡng chất này.

          - Theo y học cổ truyền, ăn cà chua còn có tác dụng mát máu, ổn định gan, giải nhiệt, giải độc, rất thích hợp cho những người bị chảy máu chân răng, người bị cao huyết áp, người cơ thể nóng nhiệt. Bởi thế, ăn cà chua không còn là một sở thích mà còn có tác dụng nâng cao sức khỏe, phòng ngừa bệnh tật.

 Cà chua do đó nên là một phần rất quan trọng của chế độ ăn uống của chúng ta .
         -Vì vậy, trong chế độ ăn uống hàng ngày bạn nên sử dụng đều đặn cà chua để chế biến nhiều dạng món ăn.

        - Tuy nhiên có một số không tin rằng lycopene có thể cải thiện bảo vệ ung thư. Trong Tháng 1 năm 1996 của Viện Ung thư quốc gia Hoa Kì đã ban hành một thông cáo báo chí tuyên bố phiên bản beta-caroten là vô ích và có hại. Họ cho rằng nó có thể làm tăng nguy cơ ung thư phổi ở những người hút thuốc lâu dài.. Điều này ngụ ý rằng các trường hợp sẽ là tương tự cho lycopene.. Lycopene và beta-caroten rất giống nhau và vì vậy họ có ngụ ý rằng lycopene là có hại. Các nghiên cứu mặc dù không được công bố và do đó các nhà nghiên cứu chất chống oxy hoá khác là không thuyết phục bởi những luận cứ

     2. Thực phẩm chức năng NUGA: thương phẩm giàu Lycopene

          Sự kết hợp giữa Lycopen, beta-caroten, acid béo và các vi chất dinh dưỡng trong thực phẩm chức năng NUGA có công dụng sau :

1. Giúp cho làn da trở nên khoẻ mạnh, sáng và tươi trẻ, mịn màng, tóc mượt, chống lại sự lão hoá.

2. Tăng cường sức khoẻ cho người bệnh, ốm yếu, làm việc quá sức, trẻ em còi cọc, suy dinh dưỡng, phụ nữ có thai và cho con bú. Đặc biệt, giúp trẻ em chống lại các bệnh viêm nhiễm, tránh lại sự tấn công của các chất độc hại như dioxin, chất tăng trọng, thuốc bảo vệ thực vật, chất bảo quản còn dư thừa trong rau củ, thực phẩm.

3. Đặc biệt tốt đối với mắt, các bệnh về mắt như mắt mỏi và nhức do thức khuya, tiếp xúc thường xuyên với máy tính, tivi.., khô mắt, mờ mắt, thoái hoá võng mạc, đục thuỷ tinh thể, cận thị tiến triển, bệnh mỡ mắt, các trường hợp sau phẫu thuật mắt.

4. Phòng chống hữu hiệu các bệnh về tim mạch, giải độc gan do bia rượu, hạ cholesterol máu, hỗ trợ trong việc điều trị cho bệnh nhân đái tháo đường.

5. Hỗ trợ điều trị những tổn thương cấu trúc Gen do nhiễm xạ, hỗ trợ điều trị chống ung thư gan, tiền liệt tuyến, ung thư vú, da, dạ dày.