Quy trính tách chiết chlorophyll và anthocyanin từ nguyên liệu thực vật và ứng dụng trong Công Nghệ Thực Phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM











BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
o0o







ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT CHLOROPHYLL VÀ
ANTHOCYANIN TỪ NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT
VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC
PHẨM

GVHD: Th.S Trần Quốc Tuấn
SVTH : Hồ Thị Ngọc Anh
MSSV : 106110002










Tp. HCM, tháng 8 năm 2010



LỜI CÁM ƠN
Em xin chân thành cám ơn thầy Ths. Trần Quốc
Tuấn đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện tốt
nhất giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp.

Em xin chân thành cám ơn các thầy cô trong bộ
môn Công Nghệ Thực Phẩm – trường Đại Học Kỹ
Thuật Công Nghệ đã dạy dỗ và truyền đạt cho em những
kiến thức quý báu trong suốt thời gian thực hiện luận
văn.

Cám ơn tất cả các bạn cùng khóa và các bạn sinh
viên trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên đã nhiệt tình

giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn này.

Tp. HCM,15/08/2010
HỒ THỊ NGỌC ANH







ii
iii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Hiện nay, xu hướng thế giới đang quan tâm nghiên cứu để khai thác các chất màu có nguồn
gốc tự nhiên từ rau, hoa quả, củ, lá… để dùng trong công nghệ thực phẩm, vì những chất màu tự
nhiên thường không độc, an toàn cho người sử dụng.
Trong bài luận văn này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu quá trình thu nhận chất màu
chlorophyll và anthocyanin từ nguyên liệu là chồi dứa và hoa hồng.
- Với chồi dứa, là phế phụ liệu không được dùng đến của nguyên liệu trái dứ
a, nên có thể tận
thu nguồn phế phụ liệu này làm nguyên liệu chiết tách chất màu chlorophyll. Với điều kiện ly
trích chlorophyll là: 10g chồi dứa cần 0,4g NaOH pha trong 50ml nước đun cách thủy ở 90
o
C
trong 90 phút cho hàm hượng chlorophyll thu được là cao nhất. Chế phẩm có thể bổ sung thêm
CuSO
4
0,1 % (với 0,2 ml cho10g chồi dứa) để giữ màu xanh của sản phẩm. Chế phẩm

Chlorophyll thu được khá bền nhiệt ở nhiệt độ, tan tốt trong nước. Hiệu suất thu nhận chế phẩm
chlorophyll đạt 13,17% so với nguyên liệu tươi
- Với hoa hồng, có thể dùng hoa hồng tươi ở các vườn hoa hoặc hoa đã trở thành phế liệu ở
các chợ hoa làm nguyên liệu chiết tách chất màu anthocyanin. Dung môi thích hợp chất cho quá
trình chiết xuấ
t anthocyanin: C
2
H
5
OH : HCl 1% với tỉ lệ thể tích tương ứng 35 : 15. Chế phẩm
anthocyanin thu được hiệu quả tốt nhất với diều kiện tách chiết ở 60
o
C trong 90 phút.
- Chế phẩm màu thu được đã được ứng dụng trong nhuộm màu một số thực phẩm như: rau
câu, kẹo dẻo, cho màu đẹp. Kết quả nhận được là đáng khả quan trong việc sử dụng nhuộm màu
thực phẩm. Hơn nữa việc sử dụng màu tự nhiên là nhu cầu cấp thiết trong việc nhuộm màu thực
phẩm hiện nay.
- Với nguồn nguyên liệu dồi dào, chi phí thu mua nguyên liệu không quá cao là đ
iều kiện
thuận lợi để thu nhận chất màu, hạ giá thành sản phẩm. Mặt khác sản phẩm chất màu chúng tôi
thu được đáp ứng các yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm, có màu sắc tự nhiên, điều này chứng tỏ
việc ứng dụng các chất màu tự nhiên trên được trong việc nhuộm màu thực phẩm là hết sức khả
quan.
iv
MỤC LỤC
Đề mục Trang
Trang bìa i
Nhiệm vụ đồ án
Lời cám ơn ii
Tóm tắt i ii

Mục lục iv
Danh sách hình v
Danh sách bảng biểu vi
Danh sách biểu đồ, đồ thị vii

GIỚI THIỆU . 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU
1.1.1. Ý nghĩa của chất màu thực phẩm trong sản xuất 3
1.1.2. Phân loại chất màu 3
1.1.3. Một số chất màu tự nhiên và tổng hợp dùng trong thực phẩm 8
1.1.4. Cơ sở lý thuyết cơ bản về màu sắc 9
1.1.5. Danh pháp các chất màu 10
1.1.6. Sắc tố thực vật 12
1.1.7. Vài công dụng sắc tố thực vật trong các lĩnh vực 14
1.2. TỔNG QUAN VỀ DỨA (THƠM) VÀ CHẤT MÀU CHLOROPHYLL
iv
1.2.1. Dứa (thơm) 16
1.2.2. Chất màu Chlorophyll 16
1.2.2.1. Giới thiệu 17
1.2.2.2. Thành phần hóa học của lục lạp 17
1.2.2.3. Cấu trúc hóa học của Chlorophyll 18
1.2.2.4. Tính chất vật lý của Chlorophyll 19
1.2.2.5. Tính chất hóa học của Chlorophyll 20
a. Tác dụng với acid 20
b. Tác dụng với base 20
c. Tác dụng với kim loại 21
d. Quá trình oxy hóa chlorophyll 21
1.2.2.6. Tính chất quang hóa của chlorophyll 21
1.2.2.7. Vai trò của chlorophyll 24

1.3. TỔNG QUAN VỀ HOA HỒNG VÀ CHẤT MÀU ANTHOCYANIN
1.3.1. Hoa hồng 25
1.3.2. Chất màu Anthocyanin 26
1.3.2.1. Tình hình sử dụng 26
1.3.2.2. Cấu trúc Anthocyanin 27
1.3.2.3. Các yếu tố
ảnh hưởng đến độ bền của Anthocyanin 28
a. Cấu trúc hóa học của anthocyanin 28
b. pH 28
c. Nhiệt độ 29
d. Oxyae, hydrogenperoxide và acid ascorbic 29
iv
e. Ánh sáng 29
f. Enzyme 29
g. Kim loại 30
h. Sự ngưng tụ 30
1.3.2.4. Vai trò của anthocyanin 30
a. Đối với thực vật 30
b. Đối với con người 31

CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33
2.1. VẬT LIỆU
2.1.1. Nguyên liệu để thu nhận Chlorophyll 33
2.1.2. Nguyên liệu để thu nhận Anthocyanin. 33
2.2. PHƯƠNG PHÁP
2.2.1. PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT CHLOROPHYLL TỪ CHỒI DỨA
2.2.1.1. Xác định phổ hấp thu ánh sáng của chlorophyll 33
2.2.1.2. Xác định hàm lượng chlorophyll trong nguyên liệu 34
2.2.1.3. Phương pháp chiết tách chlorophyll từ nguyên liệu 34

2.2.2. THU NHẬN CHẾ PHẨM CHLOROPHYLL TỪ CHỒI DỨA
2.2.2.1. Khảo sát lượng NaOH tối ưu cho quá trình tách chiết chlorophyll 35
2.2.2.2. Khảo sát thời gian tối ưu cho quá trình tách chiết chlorophyll 35
2.2.2.3. Khảo sát tỉ lệ thể
tích nước với nguyên liệu tối ưu cho quá trình tách chiết
chlorophyll 35
2.2.2.4. Thu nhận chế phẩm chlorophyll từ nguyên liệu . 36
2.2.1.5. Xác định hiệu suất thu chế phẩm chlorophyll so với lượng nguyên liệu tươi 36
iv
2.2.2.6. Xác định một số chỉ tiêu của chế phẩm chlorophyll 36
a. Xác định độ ẩm chế phẩm chlorophyll 36
b. Xác định hàm lượng chlorophyll trong chế phẩm. 37
c. Xác định hiệu suất thu nhận chlorophyll trong chế phẩm so với hàm lượng
chlorophyll trong nguyên liệu. 37
d. Xác định độ bền nhiệt của chế phẩm chlorophyll. 38
2.2.2.7. Khảo sát sự thay thế Cu vào nhân Mg của chlorophyll 38
2.2.3. THU NHẬN CHẾ PHẨM ANTHOCYANIN TỪ HOA HỒNG
2.2.3.1. Xác định hệ dung môi thích hợp để chiế
t xuất Anthocyanin 39
2.2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến khả năng chiết xuất
anthocyanin của dung môi 40
2.2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến cường độ màu
chiết xuất 41
2.2.3.4. Xác định hàm lượng anthocyanin 41
2.2.3.5. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến dịch chiết xuất 42
2.2.3.6. Khảo sát sự biến đổi màu theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau của
d
ịch màu thô 42
2.2.3.7. Phương pháp tạo dạng bột màu 42
2.2.4. Ứng dụng nhuộm màu một số sản phẩm 42

2.2.4.1. Nhuộm màu sản phẩm rau cau 43
2.2.4.2. Nhuộm màu sản phẩm kẹo dẻo 44

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45
3.1. THU NHẬN CHLOROPHYLL
iv
3.1.1. Khảo sát phổ hấp thu ánh sáng của chlorophyll 45
3.1.2. Xác định hàm lượng chlorophyll trong nguyên liệu 46
3.1.3. Khảo sát lượng NaOH phù hợp cho quá trình tách chiết chlorophyll 46
3.1.4. Khảo sát thời gian chiết đến quá trình tách chiết chlorophyll 48
3.1.5. Khảo sát tỉ lệ thể tích nước với trọng lượng nguyên liệu cho quá trình tách chiết
chlorophyll 49
3.1.6. Hiệu suất thu nhận chế phẩm chlorophyll từ nguyên liệu tươi . 50
3.1.7. Một số chỉ tiêu của chế phẩm bột chlorophyll 51
3.1.8. Khảo sát sự thay thế Cu vào nhân Mg của chlorophyll 51
3.1.9. Khảo sát độ bền màu theo nhiệt độ của chế phẩm chlorophyll có nhân Cu 53
3.1.10. Quy trình thu nhận chế phẩm bột chlorophyll 55
3.1.11. Thu nhận chế phẩm bột Chlorophyll 56
a. Chế phẩm cao chlorophyll 56
b. Chế phẩm bột chlorophyll (không nhân Cu) 56
c. Chế phẩm bột chlorophyll nhân Cu 56
3.1.12. Sản phẩm rau cau và kẹo dẻo được nhuộm từ chế phẩm chlorophyll nhân đồng 57
3.2. THU NHẬN ANTHOCYANIN
3.2.1. Xác định hệ dung môi thích hợp để chiết xuất chất màu Anthocyanin 58
3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng củ
a nhiệt độ và thời gian đến khả năng chiết xuất anthocyanin
của dung môi 59
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến cường độ màu chiết xuất 61
3.2.4. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến dịch chiết xuất 62
3.2.5. Khảo sát sự biến đổi màu theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau của dịch màu thô 65

3.2.6. Xác định hàm lượng Anthocyanin trong dịch trích thô 66
iv
3.2.7. Quy trình thu nhận chế phẩm bột từ dịch trích hoa hồng 69
3.2.8. Thu nhận chế phẩm bột Anthocyanin 70
3.2.7. Sản phẩm rau cau và kẹo dẻo được nhuộm từ chế phẩm bột hoa hồng 70

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72
4.1. Kết luận 72
4.2. Đề nghị 73
Tài liệu tham khảo I




v
DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.1: Cấu trúc của chlorophyll a và b
Hình 1.2: Cấu trúc của chlorophyll c
Hình 1.3: Cấu trúc của chlorophyll d
Hình 1.4: Phổ hấp thu của chlorophyll a và b
Hình 1.5: Cấu trúc của Anthocyanin
Hình 3.1: Cao chlorophyll
Hình 3.2: Chế phẩm bột từ dịch chiết chlorophyll (không nhân đồng)
Hình 3.3: Chế phẩm bột từ dịch chiết chlorophyll nhân đồng
Hình 3.4: Sản phẩm rau cau được nhuộm màu bằng chế phẩm bột màu Chlorophyll
Hình 3.5: Sản phẩm kẹo dẻo được nhuộm màu bằng chế phẩm bột màu Chlorophyll
Hình 3.6: Dịch màu được chiết xuất từ 3 hệ dung môi
Hình 3.7: Sự ảnh hưởng của pH đến dịch chiết xuất
Hình 3.8: Chế phẩm bột từ dịch chiết hoa hồng

Hình 3.9: Sản phẩm rau cau được nhuộm màu bằng chế phẩm bột màu Anthocyanin
Hình 3.10: Sản phẩm kẹo dẻo được nhuộm màu bằng chế phẩm bột màu Anthocyanin

vi
DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Màu sắc sắc tố hấp thụ và màu sắc cảm nhận được
Báng 1.2: Tên hóa học biểu thị màu sắc
Bảng 1.3: Các sắc tố tự nhiên hiện diện trong thực vật và tảo
Bảng 1.4: Hàm lượng diệp lục trong lá của một số thực vật (% chất tươi)
Bảng 3.1: Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ chồi Dứa ở các bước
sóng khác nhau
Bảng 3.2: Hàm lượng chlorophyll trong nguyên liệu
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của lượng NaOH đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ
chồi Dứa
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết
từ chồi dứa
Bảng 3.5: Tỉ lệ thể tích nước / trọng lượng nguyên liệu ảnh hưởng đến giá trị OD của dung
dịch chlorophyll tách chiết từ chồi dứa
Bảng 3.6: Hiệu suất thu nhận chế phẩm chlorophyll từ nguyên liệu tươi
Bảng 3.7: Độ ẩm, hàm lượng chlorophyll trong chế phẩm
Bảng 3.8: Lượng CuSO4 0,1% thêm vào dịch chiết chlorophyll thích hợp
Bảng 3.9: Độ bền nhiệt của chế phẩm chlorophyll trong thời gian 30 phút
Bảng 3.10: Độ hấp thu của dịch chiết bằng các hệ dung môi khác nhau
vi
Bảng 3.11: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến khả năng chiết xuất anthocyanin của
dung môi
Bảng 3.12: Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến cường độ màu chiết xuất
Bảng 3.13: Ảnh hưởng của pH đến dịch chiết xuất
Bảng 3.14: Sự biến đổi màu theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau của dịch màu thô

Bảng 3.15: Nồng độ dung dịch chuẩn và giá trị OD tương ứng



vii
DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ

Đồ thị 3.1: Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ chồi Dứa ở các bước
sóng khác nhau
Đồ thị 3.2: Ảnh hưởng của lượng NaOH đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết
từ chồi Dứa
Đồ thị 3.3: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết
từ chồi dứa
Đồ thị 3.4: Tỉ lệ thể tích nước / trọng lượng nguyên liệu ảnh hưởng đến giá trị OD của dung
dịch chlorophyll tách chiết từ chồi Dứa
Đồ thị 3.5: Đồ thị khảo sát sự thế nhân Cu vào nhân Mg của chlorophyll
Biểu đồ 3.6: Biểu đồ khảo sát độ bền nhiệt của chế phẩm chlorophyll trong thời gian 30 phút
Đồ thị 3.7: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến khả năng chiết xuất
anthocyanin của dung môi
Đồ thị 3.8: Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến cường độ màu chiết xuất
Đồ thị 3.9: Đồ thị khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến dịch chiết xuất
Đồ thị 3.10: Đồ thị khảo sát sự biến đổi màu theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau của dịch
màu thô
Đồ thị 3.11: Đồ thị biểu diễn sự tương ứng giữa nồng độ chất màu chuẩn CoSO4.7H2O và giá
trị OD tương ứng với λ=515nm

GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 1 Giới thiệu
GIỚI THIỆU

Thay thế các chất màu tổng hợp bằng các chất màu có sẵn từ thực phẩm tự nhiên trong chế
biến thực phẩm không những giúp chúng ta có được màu sắc hấp dẫn cho thực phẩm mà còn
có thể làm tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.
Sở dĩ có thể nói như vậy vì trong các chất màu thực phẩm, ngoài các thành phần chất màu
riêng biệt cho từng loại màu sắc, chúng còn chứa các thành phần có hoạt tính sinh học khác
như
vitamin, axit hữu cơ, glycoside, các chất thơm và các nguyên tố vi lượng
Các chất màu tự nhiên phổ biến thường gặp như màu vàng cam của gấc, màu vàng của
nghệ, màu tím của lá cẩm, màu nâu của cà phê, ca cao, màu xanh của lá dứa hay màu đen của
lá gai… Về thực chất, chúng đều là những thành phần dễ trích ly, tạo được màu sắc và mùi
thơm cho thực phẩm theo yêu cầu của người chế biến…
Các chất màu vàng cam hoặc màu đỏ lấy từ quả
gấc là các hợp chất carotenoid như β-
carotene, lutein và lycopene… là những phân tử mà cơ thể chuyển thành vitamin A. Đây là
chất kích thích mạnh mẽ tế bào miễn dịch, giúp bảo vệ cơ thể chống nhiễm khuẩn và ung thư;
Lutein có thể làm giảm nguy cơ thoái hóa võng mạc, lycopene có thể giúp ngăn ngừa ung thư
tuyến tiền liệt. Carotenoid còn làm giảm nguy cơ bệnh tim mạch, giảm nồng độ Cholesterol
máu và tác hại của ánh nắng mặt trời trên da…
Màu vàng của nghệ là chất màu thiên nhiên được dược điển công nhận với mã số E.100 để
nhuộm màu dược phẩm thay thế chất màu tổng hợp như Tartrazine E.102. Nghệ có tác dụng
chống viêm loét dạ dày, thông mật, kích thích tế bào gan và co bóp túi mật, làm giảm hàm
lượng Cholesterol trong máu. Nghệ còn có vai trò trong việc làm giảm tỉ lệ ung thư vú, tuyến
tiền liệt, phổi và ruột kết nhờ đặc tính chống oxy hóa của Curcumin trong nghệ.
Bên cạnh màu cam hấp dẫn của gấc, màu vàng tươi của nghệ, các chất có màu tím có thể
lấy từ củ dền, lá cẩm… để làm bánh hoặc nấu xôi. Lá cẩm có vị ngọt nhạt, màu thực phẩm đẹp
và không độc, tính mát, có tác dụng giảm ho và cầm máu. Các chất màu tím Anthocyanin
(E163) có được từ các nguyên liệu trên sẽ giữ màu tốt nhất ở pH 3,5-4.
Ngoài ra còn nước lá dứa màu xanh vừa tạo màu, vừa tạo mùi thơm cho thực phẩm chế
biến.
Sử dụng những chất màu thiên nhiên không độc, đáp ứng tiêu chuẩn y tế trong việc nhuộm

màu thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Vì vậy
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 2 Giới thiệu
lựa chọn nguyên liệu thực phẩm để lấy màu tự nhiên cho điều kiện chế biến gia đình vừa đảm
bảo được an toàn thực phẩm mà còn giúp tăng cường sức khỏe.
Trong bài luận văn tốt nghiệp này, chúng tôi trích ly hợp chất màu chlorophyll từ chồi dứa
(chồi thơm) và chất màu Anthocyanin từ hoa hồng. Có thể nói, hai nguyên liệu này chiếm sản
lượng rất lớn và là phế phụ liệu không được dùng đến. Lựa chọn nguyên liệu theo hướng này
nhằm giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm và tận thu các phế phụ liệu thực vật có ích.
Mục đích nghiên cứu của bài luận văn này là:
- Khảo sát các điều kiện tối ưu để tiến hành thu nhận hợp chất màu Chlorophyll từ chồi
dứa.
- Khảo sát các điều kiện tối ưu để tiến hành thu nhận hợp chất màu Anthocyanin từ hoa
hồng.
- Ứng dụng các chất màu thu được trong công nghệ thực phẩm như: nhuộm rau cau, thạch
dừa, siro, bánh, mứt, kẹo dẻo, kem và các sản phẩm công nghiệp khác. Trong giới hạn thời
gian thực hiện đồ án tôi chỉ ứng dụng nhuộm hai sản phẩm thực phẩm là Rau Cau và Kẹo
Dẻo.

GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 3 Chương 1: Tổng quan
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU
1.1.1. Ý nghĩa của chất màu thực phẩm trong sản xuất
Chất lượng của các sản phẩm thực phẩm không những bao hàm giá trị dinh dưỡng mà còn
bao hàm cả giá trị cảm quan của chúng nữa. Màu sắc là một chỉ số quan trọng về giá trị cảm
quan. Màu sắc của sản phẩm không chỉ có giá trị về mặt hình thức mà còn có tác dụng sinh lý
rõ rệt. Màu sắc thích hợp sẽ làm cho cơ thể đồng hóa thực phẩm đó dễ dàng hơn.
Màu sắc bên ngoài còn là một yếu tố ảnh hưởng đến việc đánh giá chất lượng thực phẩm
của người tiêu dùng, có thể kể đến những ảnh hưởng đó như sau:
• Về cảm quan: việc lựa chọn và đánh giá chất lượng thực phẩm sẽ vô cùng khó
khăn nếu không có màu sắc.
• Màu sắc giúp cho thực phẩm trở nên hấp dẫn hơn.
• Màu sắc của thực phẩm có thể kích thích, giúp ngon miệng.
Theo kinh nghiệm, người ta có thể dựa vào màu sắc để đoán biết chất lượng thực phẩm.
Mặc dù màu chỉ được dùng một lượng rất nhỏ, nhưng nó lại có vai trò quan trọng cho việc
đánh giá chất lượng thực phẩm của khách hàng. Chính vì vậy, phẩm màu được xem là một
thành phần thực phẩm then chốt.
Vì vậy, trong kỹ thuật sản xuất thực phẩm người ta không những chỉ bảo vệ màu sắc tự
nhiên mà còn thêm chất màu mới. Tạo ra những màu sắc thích hợp với tính chất và trạng thái
của sản phẩm. [6]

1.1.2. Phân loại chất màu: [6]
Dựa vào quá trình hình thành có thể chia chất màu thành 3 loại:
• Các chất màu tự nhiên
• Các chất màu hình thành trong quá trình gia công kỹ thuật
• Các chất màu kỹ thuật

GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 4 Chương 1: Tổng quan
 Chất màu tự nhiên: thường gặp chủ yếu ở trong các nguyên liệu thực vật, có thể chia
làm 3 nhóm chính:
• Chlorophyll: làm hoa quả có màu xanh lá cây
• Các Carotenoid: làm hoa quả có và rau có màu da cam, màu vàng và đôi khi có
màu đỏ
• Các chất màu Flavonoid (anthocyanin) có trong không bào, xanh lam và đỏ.
Rau quả chứa nhiều sắc tố khác nhau nên có nhiều màu sắc khác nhau, do đó mà từng loại
thực phẩm có màu tự nhiên đặc trưng riêng biệt do sắc tố gây ra.
Chlorophyll làm cho rau quả có màu xanh lá cây. Trong thực vật, chlorophyll chiếm 1%
chất khô và còn kèm theo các chất màu khác. Trong quả xanh có 90-200 mg% Chlorophyll.
Anthocyanin là nhóm sắc tố làm cho rau quả có nhiều màu khác, từ đỏ đến tím. Về bản
chất hóa học, Anthocyanin là glucoside khi bị thủy phân cho đường và Anthocyanin.
Anthocyanin hòa tan dễ dàng trong nước. Khi đun nóng lâu nó bị phá hủy và mất màu khi tác
dụng với kim loại, Anthocyanin có thể bị đổi màu. Anthocyanin có tính sát trùng, vì thế để chế
biến từ các nguyên liệu có màu mạnh từ đỏ đến tím (trừ xanh) có thể rút ngắn thời gian thanh
trùng.
Carotenoid làm cho quả có nhiều màu khác nhau từ vàng đến đỏ. Phổ biến nhất là
Carotene, Licopene và Xanthophyll. Carotene có màu da cam, có nhiều trong cà rốt (6-14
mg%), trong gấc (500 mg%). Licopen có màu đỏ đặc biệt là ở cà chua và một số quả khác.
Xanthophyll có màu vàng.
Tỷ lệ giữa các Carotenoid trong quả tùy thuộc loài nguyên liệu và điều kiện khí hậu nuôi
trồng.
Carotene có 8 đồng phân α, β, γ và Licopene là một đồng phân.
Carotenoid không tan trong nước nhưng tan nhiều trong chất béo, dễ bị oxy hóa, bền với
kiềm nhưng không bền với acid. Trong cơ thể con người, Carotene biến thành vitamin A nên
Carotene được gọi là tiền vitamin A.
Tất cả các sắc tố này là những hợp chất hóa học phức tạp và được tạo nên trong quá trình

sống thích ứng của các loài thực vật. Mức độ bền của chúng rất khác nhau và trong quá trình
bảo quản, chế biến nhiệt và các gia công khác sẽ bị biến đổi đi theo những cách khác nhau. Vì
vậy, nguyên nhân của các thực phẩm lúc ở dạng tươi có màu sắc đẹp, sau khi chế biến màu
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 5 Chương 1: Tổng quan
sắc thường bị kém đi một phần hoặc có khi mất hẳn. Điều đó làm cho giá trị mặt hàng và giá
trị sử dụng giảm đi và cuối cùng là giảm giá trị sinh lý bởi vì vẻ đẹp hấp dẫn bên ngoài của
thức ăn đã bị kém sút và tiêu hóa sẽ khó khăn hơn do màu sắc không đẹp ảnh hưởng đến hệ
thần kinh ức chế khả năng tiết dịch vị.
Trong công nghiệp thực phẩm đang tiến hành nhiều công trình lớn để tìm ra các biện pháp
giữ cho các sản phẩm có màu sắc đẹp. Điều này có thể đạt được theo những cách sau đây:
• Xây dựng một quy trình gia công nguyên liệu bán thành phẩm để bảo toàn được tối
đa các chất màu có sẵn trong nguyên liệu.
• Tách ra, cô đặc và bảo quản các chất màu từ chính nguyên liệu thực vật đó hoặc từ
các nguyên liệu khác giàu màu sắc ấy. Sau đó từ các chất màu tự nhiên đã cô đặc
này có thể nhuộm màu cho chính nguyên liệu đó mà từ đó chúng ta thu lượm được
các chất màu hoặc do những dạng nguyên liệu hoàn toàn khác.
• Tổng hợp nhân tạo các chất màu giống như các màu tự nhiên của sản phẩm thực
phẩm rồi dùng chúng để nhuộm màu cho các sản phẩm khác mà ở dạng tự nhiên
không đủ mạnh hoặc bị mất màu ban đầu do quá trình chế biến.
• Dùng các biện pháp kỹ thuật thích hợp để điều chỉnh các phản ứng theo chiều tạo
ra những chất màu mới từ những hợp phần có trong nguyên liệu.
• Đối với mỗi nhóm chất màu, yêu cầu phải có những biện pháp khác nhau để bảo vệ
màu tự nhiên của sản phẩm.
Chẳng hạn như màu xanh của Chlorophyll trong thực vật trong quá trình đun trong môi
trường acid sẽ chuyể
n thành một hợp chất hóa học mới -feofitin- có màu sẫm oliu.
Do vậy, trong sản xuất thực phẩm, đặc biệt trong sản xuất đồ hộp rau, người ta thường
dùng những biện pháp sau đây để bảo vệ màu xanh diệp lục:

- Gia nhiệt rau xanh trong nước cứng, carbonat kiềm thổ sẽ trung hòa một phần acid của
dịch bào.
- Gia nhiệt nhanh trong một lượng nước sôi lớn (3-4 lít/1kg) để giảm hàm lượng acid, acid
lúc này sẽ bay đi cùng v
ới hơi nước.
- Hay theo một nguyên tắc khác mà trong đó rau vẫn giữ được màu xanh có thể bằng hai
cách: cần phải áp dụng các biện pháp để có thể bảo vệ thật tốt lượng Chlorophyll có trong đó,
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 6 Chương 1: Tổng quan
hoặc nếu không làm được như vậy thì phải bổ sung màu từ bên ngoài vào sao cho không khác
gì so với màu xanh tự nhiên về cả màu sắc lẫn cường độ màu.
Trong công nghiệp từ lâu đã tiến hành các nghiên cứu theo cả hai hướng đó (một trong các
phương pháp được áp dụng rộng rãi để bảo vệ màu sắc tự nhiên) thực chất của phương pháp là
dẫn đến việc nâng cao pH của môi trường, tức là làm giảm lượng acid tự do, như vậy là ngăn
cản khả năng oxy hóa của Chlorophyll. Còn một số nghiên cứu khác cũng tiến hành theo chiều
hướng đó bằng cách cho thêm vào trong hộp một ít Dinatriglutamat là chất đệm kiềm, hoặc
cho thêm vào nước chần Ca(OH)
2
và Canxiglutamat nâng cao pH lên đến 8.4 ÷ 8.8.
Tất cả các phương pháp tương tự dựa trên cơ sở làm giảm hàm lượng acid và loại trừ tác
dụng có hại của phản ứng aicd với Chlorophyll. Tuy nhiên, phương pháp trên sẽ làm cho
vitamin trong sản phẩm bị phá hoại và làm giảm giá trị thực phẩm của sản phẩm vì vitamin C
chỉ được bảo vệ tốt hơn trong môi trường acid và nó là một chỉ số quan trọng trong thực phẩm.
Phương hướng khác là thay thế Chlorophyll sẵn có bị mất đi bằng các chất màu lấy từ
ngoài vào. (Một trong các phương pháp cổ điển là sử dụng CuSO
4
trong quá trình chần rau
quả xanh dựa trên sự tạo thành muối đồng cũng có màu xanh).
Sự khó khăn trong việc bảo vệ màu tự nhiên của sự chế biến sản phẩm thực phẩm và khả

năng hạn chế trong việc sử dụng các phẩm màu tổng hợp, làm cho các nhà chuyên môn phải
tìm ra các biện pháp điều chế được các chất màu cô đặc từ các nguyên liệu thực vật và để sử
dụng chúng nhuộ
m màu ngay cho sản phẩm đó hoặc các sản phẩm khác.
Một ưu việt lớn cho việc sử dụng các chất màu này là chúng không độc đối với cơ thể,
điều này thường không đòi hỏi phải chứng minh, bởi vì như đã biết các chất màu này thu được
từ các nguyên liệu thực vật. Tuy nhiên, điều đó không hoàn toàn đúng. Vấn đề không là các
chất màu này thu được từ nguyên liệu nào đó và cấu tạ
o hóa học của nó ra sao, mà còn chính
các chất màu được trích ra từ nguyên liệu ban đầu, qua các quá trình nào đó và có tồn tại các
vết của các hỗn hợp nào đó có gây hại cho con người trong chất màu thực phẩm hay không.
Mặc dù có những vấn đề quan trọng như thế, nhưng nói chung các chất màu thực vật tự nhiên
thường ít độc hơn các chất màu tổng hợp, và việc sử dụng chúng trong các đồ hộp rau quả,
thực phẩm đặc là hoàn toàn thích hợp.
 Chất màu nhân tạo hay tổng hợp
Ngoài các chất màu có nguồn gốc thực vật, người ta còn dung một số chất màu được tổng
hợp từ nguồn gốc hữu cơ trong thực phẩm. Tuy nhiên, các chất màu tổng hợp hóa học vẫn còn
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 7 Chương 1: Tổng quan
bị hạn chế trong việc sử dụng trong công nghiệp thực phẩm vì chưa biết hết được các tác dụng
phức tạp của nó đối với cơ thể. Khi chờ giải quyết vấn đề này thì phải ưu tiên dùng các chất
màu có thành phần của các nguyên liệu thực vật, tuy nhiên chính các chất này lại ít bền trong
quá trình sản xuất và bảo quản. Do đó về lâu dài trong công nghiệp cần phải tìm các chất
không độc và ít tác hại càng nhiều càng tốt. Tạm thời khi chờ giải quyết các vấn đề kỹ thuật
này một cách dứt khoát, việc sử dụng chất màu tổng hợp chỉ trong giới hạn cho phép mà thôi.
Và theo quy định thì chất màu chứa trong thành phẩm không quá 0.03%. [4]
Trong công nghiệp thực phẩm Liên Xô cũ thì các chất màu nhân tạo được sử dụng trong
phạm vi tương đối hẹp, thường chỉ thấy sử dụng trong sản xuất bánh kẹo và sản xuất các thứ
nước uống không có rượu. Và ở đây việc nhuộm màu các sản phẩm thực phẩm, các chất gia vị

và đồ uống theo các điều luật ban hành ngày 8/3/1950 và hiện đang còn hiệu lực, cho phép
nhuộm màu các sản phẩm sau đây của công nghệ thực phẩm:
Các sản phẩm bánh kẹo, trong số đó như mứt khô kẹo mềm, có thể nhuộm bằng chất màu
tự nhiên - đỏ son, vàng nghệ, màu chàm và saflo hay là Araman.
Đồ uống khô và chè ngọt khô nhuộm bằng Carmin saflo hay là Araman.
Araman (chất màu đỏ) là một muối natri của acid azo-β-naftodisulfo
Indigocarmin (chất màu xanh lá cây) là muối natri của acid Indigodisulfo.
Tactrazin (nafto vàng) là muối sulfonatri của acid Dinitro-naftosulfo.
Ngoài ra còn có Carotene màu vàng Carotene màu vàng, Annatto (olean), Chlorophyll và
đường khan thường chiết từ màu xanh thực vật.
Ở Mỹ, cơ quan bảo vệ sức khỏe cho phép sử dụng trong các ngành thực phẩm 15 chất màu
hóa học nhân tạo mà nguốn gốc từ nhựa than đá và được coi như không có hại với sức kh
ỏe
con người, cũng như đủ bền khi sử dụng chúng. Trong 15 chất màu nhân tạo đó được chia làm
2 nhóm:
- Các chất hòa tan trong nước có 13 loại màu.
- Các chất hòa tan trong chất béo (dầu thực vật và dầu béo khác) gồm hai loại màu.
Ở nước ta, đối với nghề làm đồ hộp như rau đậu đóng hộp, sau khi nấu chín thì rau đậu
mất màu xanh tươi đẹp nên người ta phải dùng màu mà tẩm cho màu xanh trở lại. Thường họ
dùng phèn xanh (sulfat de cuivre). Theo quy định cứ
1kg rau hay đậu không nên dùng quá
100mg phèn xanh.
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 8 Chương 1: Tổng quan
Nói chung, màu nhân tạo hay màu hóa học đều có những ưu việt và khuyết điểm như sau:
- Ưu: cường độ màu rất mạnh nên chỉ cần dùng một lượng rất ít.
- Khuyết: một số phẩm màu có thể gây độc cho con người.
Do đó phẩm màu sử dụng trong thực phẩm phải đáp ứng các yêu cầu sau đây:
• Bền với tác động của nhiệt độ.

• Hoàn toàn không độc.
• Khả năng nhuộm màu tốt.
• Không có mùi vị lạ.
• Có khả năng dùng ở dạng lỏng, cô đặc, bột khô.
• Màu phải bền không biên đổi hay biến đổi rất chậm trong quá trình bảo quản trong
thời gian nhất định.[5]

1.1.3. Một số chất màu tự nhiên và tổng hợp dùng trong thực phẩm
Trong thực tế người ta có thể dùng chất màu tự nhiên hay tổng hợp để tạo màu cho các sản
phẩm thực phẩm nhằm làm tăng giá trị cảm quan của chúng. Các chất màu đỏ và vàng thường
được sử dụng nhiều hơn. Carotenoid là chất màu tự nhiên được sử dụng nhiều nhất.
Tartrazin - vàng chanh - tạo màu cho mứt và kẹo, kem, đá, đồ uống có ga.
Riboflavin - vàng - tạo màu cho soup, sản phẩm kẹo mứt.
Zeaxanthin - vàng - tạo màu cho mỡ, đồ uống nóng và lạnh.
Curcumin - vàng đỏ - tạo màu cho mù tạt.
Sunset yellow - da cam - tạo màu cho đồ uống, cho sản phẩm đồ chua, mứt kẹo.
β-caroten - da cam - tạo màu cho mỡ, soup, đồ uống, kẹo, sữa chua.
Astaxantin - da cam - tạo màu cho đồ uống, sản phẩm cà chua, mứt , kẹo.
Carmoisin - đỏ ánh xanh - tạo màu cho đồ uống, mứt kẹo, kem mứt quả.
Araman - đỏ ánh xanh - tạo màu cho đồ uống, mứt quả, mứt kẹo, mứt nhừ.
Ponceace 4R - đỏ tươi - tạo màu cho đồ uống, kẹo, cá hồi biển.
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 9 Chương 1: Tổng quan
Carmin - đỏ sáng - tạo màu cho đồ uống có rượu.
Antoxianidin - đỏ tím (phụ thuộc pH) - tạo màu cho mứt nhừ, nước uống có ga.
Erytrosin - đỏ anh đào - tạo màu cho quả, mứt nhừ và kẹo.
Đỏ 2G - đỏ ánh xanh - tạo màu cho mứt kẹo.
Indigocarmin - xanh đậm - phối hợp với màu vàng để tạo màu cho đồ uống, các sản phẩm
mứt kẹo.

Patent blue - xanh xám - chủ yếu là phối hợp với màu vàng để tạo màu cho bánh mứt, kẹo
và đồ uống.
Brillant blue - xanh xám - cũng có tác dụng như màu Patet blue V.
Greens - xanh lá cây - tạo màu cho dầu ăn.
Rutin - chất glucoside màu vàng.
Đen BN - tím xanh - tạo màu cho trứng cá, sản phẩm mứt kẹo.
Gacdenin – màu vàng – tạo màu vàng sẫm cho sản phẩm. [6]

1.1.4. Cơ sở lý thuyết cơ bản về màu sắc
Màu sắc có được là dựa vào sự cảm nhận ánh sáng của con người và dựa theo một dải hẹp
quang phổ điện tử gọi là quang phổ ánh sáng nhìn thấy đượ
c. Dải băng này trùng với một
phần của bức xạ mặt trời, rộng từ biên ánh sáng cực tím đến hồng ngoại. Chính xác hơn, màu
sắc được mô tả bắng bước sóng (λ) hấp thụ tối đa (A
max
) của quang phổ nhìn thấy được, biểu
thị bằng nanomet (nm) (10
-9
m).
Ánh sáng trắng (bước sóng khoảng từ 380 đến 730nm) nhìn thấy được là khi sóng tới là
toàn bộ quang phổ nhìn thấy được ở cùng một cường độ tương đối bằng nhau.
Bất kì kính lọc nào hấp thụ một phần quang phổ ánh sáng trắng sẽ tạo ra cảm nhận màu.
Như vậy, vật chất rắn hay lỏng nào hấp thụ một phần quang phổ ánh sáng trắng và phản xạ lại
hay truyền suốt phần ánh sáng còn lại thì chính vật chất đó sẽ có màu. Một cái lá hấp thụ ánh
sáng đỏ hay xanh dương sẽ làm cho chúng được nhìn thấy, lá có màu lục hay vàng - lục. Nếu
tất cả quang phổ ánh sáng đều bị hấp thụ thì vật đó sẽ có màu đen.
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 10 Chương 1: Tổng
quan

Trên lý thuyết mô tả sắc tố theo bước sóng hấp thu, trong khi mắt người lại cảm nhận ánh
sáng không được hấp thu.
Bảng 1.1: Màu sắc sắc tố hấp thụ và màu sắc cảm nhận được
Màu cảm nhận Lam Xanh
dương
Tím Đỏ
cà
Đỏ Cam Vàng Lục
Bước sóng hấp
thu (A
max
) (nm)
675 600

585 570 540 525 495 460 410
Màu bị hấp thu Đỏ Cam Vàng Lục Xanh
lá
Lam Xanh
dương
Tím

Ví dụ, bảng 2.1 chỉ ra rằng, β-carotene màu vàng hấp thụ vùng quang phổ ở khoảng
460nm, nghĩa là, nó hấp thụ ánh sáng ở vùng xanh dương đến vùng xanh dương ngả lục của
quang phổ.

1.1.5. Danh pháp các chất màu
Người ta đã dùng tên hóa học vốn được các nhà hóa học người Đức thế kỷ 19 sử dụng,
dựa trên các ngôn từ cổ điển để gọi tên các sắc tố. Ví dụ, từ “chlorophyll” xuất phát từ tiếng
Hy Lạp chloros, nghĩa là màu lục vàng, hay riboflavin, một sắc tố vàng, xuất phát từ tiếng
Latin flavus nghĩa là màu vàng…

Báng 1.2: Tên hóa học biểu thị màu sắc [2]
Tiếp đầu ngữ hay tiếp vị ngữ Màu chỉ thị Ví dụ
anil-
arg-
aur-
-azur
carmin-
chloro-
Xanh dương đậm
Trắng bạc
Vàng ánh kim
Xanh da trời
Đỏ cam
Xanh lá cây
Aniline
Arginine
Aureomycin
Aplysioazurin
Carminic acid
Chlorophyll
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 11 Chương 1: Tổng
quan
chrom- hoặc –chrome
chryso-
citr-
-cyanin
erythro-
-flavin

fulv-
haem- hoặc heme-
indigo-
leuco-
lute-
mela-
haeo-
porph(o)-
purpur-
-pyrrole
rhodo-
rub-
ruf-
sepia-
stilb-
verd- hoặc virid-
viol-
xanth-
nhuộm màu
Vàng ánh kim
Màu chanh
Xanh dương
Đỏ
Vàng nhạt
Vàng nâu
Đỏ máu
Xanh dương đậm
Trắng (không màu)
Vàng
Đen

Xám (màu tối)
Tía
Tía
Đỏ chói
Màu hoa hồng
Đỏ
Đỏ
Hồng nâu
Lấp lánh
Xanh sáng
Xanh tía
Vàng
Chromatin
Chrysophyta
Citrus
Cyanin
Erythrocyte
Riboflavin
Fulvine
Heamoglobin
Indigo
Leucocyte
Lutein
Melanin
Phaeophytin
Porphyrin
Purpurin
Pyrrole
Rhodophyta
Rubella

Rufigallol
Sepiapterin
Stibene
Biliverdin
Aplysioviolin
Xanthophyll

GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 12 Chương 1: Tổng
quan
1.1.6. Sắc tố thực vật
1.1.6.1. Sắc tố ở các bộ phận cây
Trong tế bào chất của tế bào thực vật, tồn tại những thể sống cần thiết cho hoạt động của tế
bào gọi là lạp bộ. Lạp bộ là hệ thống các lạp thể, gồm có: lục lạp, bột lạp (tạo tinh bột), sắc
lạp, đạm lạp…Sắc tố được tạo ra thường chứa trong lục lạp và sắc lạp.
- Diệp lạp (chloroplasts) hay lục lạp
Chứa các sắc tố cần thiết cho sự quang tổng hợp ở thực vật như diệp lục tố Chlorophyll
9%, Carotenoid 4,5%.
Trong lục lạp, ban đầu có chất chlorophyllogen, tiền chất của diệp lục, sẽ tạo ra
protochlorophyll chưa có màu xanh. Chất protochlorophyll cần có ánh sáng để trở thành diệp
lục. Do đó khi cây mọc trong tối sẽ không có màu xanh mà có màu vàng, khi gặp ánh sáng sẽ
hóa lục rất nhanh.
- Sắc lạp (chloroplastes)
Sắc lạp có thể xuất hiện từ các lạp nhỏ giống như ty thể, tạo ra các sắc tố trừ diệp lục.
Ở hoa Tulipa và nhiều hoa khác ta thấy các lạp tròn hay dài bắt đầu hình thành tạo lạp bột,
sau đó sắc tố xuất hiện đồng thời bột lạp biến mất. Ở củ cà rốt, Carotene cũng xuất hiện trong
các bột lạp.
Ở hoa Iris, ban đầu ta thấy lạp tạo lipid, rồi sau đó lipid biến mất, các hạt nhỏ xantophyl
hình thành chứa trong các lạp này. Ở quả cà đỏ, Licopene xuất hiện trong các lục lạp già và

dần thay thế diệp lục nên quả từ lục trở nên đỏ.
1.1.6.2. Sự biến động của sắc tố ở quả
Màu sắc của quả là do nhiều hợp chất màu khác nhau về bản chất và tác dụng sinh lý tạo
nên. Trong quá trình chín, thành phần của chất màu bị biến đổi nhiều. Ở đa số quả, dấu hiệu
chín đầu tiên là do sự biến đổi về màu sắc, thường từ màu xanh sang màu vàng, da cam, đỏ
(đu đủ, ớt, cà chua, chuối, dưa, cam, quýt…) do lượng chlorophyll giảm xuống và lượng
Carotenoid cũng như Anthocyanin và các Flavonoid tăng lên.
Giữa chlorophyll và carotenoid không có sự chuyển hóa tương hỗ nào cả mà chỉ xảy ra sự
phân hủy chlorophyll và sự tổng hợp carotenoid. Cả hai quá trình trên đều do enzyme xúc tát
tiến hành đồng bộ; đây là các dạng biến động của các sắc tố thường gặp. Tuy vậy, không phải