nghiên cứu chiết xuất chất màu anthocyanin từ cây lá cẩm

1



L
L
Ờ
Ờ
I
I


C
C
Ả
Ả
M
M


Ơ
Ơ
N
N


T
T
r
r

ư
ư
ớ
ớ
c
c


t
t
i
i
ê
ê
n
n


e
e
m
m


x
x
i
i
n
n

c
c
h
h
â
â
n
n


t
t
h
h
à
à
n
n
h
h


c
c
ả
ả
m
m

ơ
ơ
n
n


B
B
a
a
n
n


l
l
ã
ã
n
n
h
h


đ
đ
ạ
ạ

o
o


n
n
h
h
à
à


t
t
r
r
ư
ư
ờ
ờ
n
n
g
g
,
,


B
B

a
a
n
n


c
c
h
h
ủ
ủ


n
n
h
h
i
i
ệ
ệ
m
m


K
K
h
h

o
o
a
a


C
C
h
h
ế
ế


b
b
i
i
ế
ế
n
n


c
c
ù
ù
n
n

g
g


c
c
á
á
c
c


t
t
h
h
ầ
ầ
y
y


c
c
ô
ô


t
t

r
r
o
o
n
n
g
g


K
K
h
h
o
o
a
a


C
C
h
h
ế
ế


b
b

i
i
ế
ế
n
n
-
-


T
T
r
r
ư
ư
ờ
ờ
n
n
g
g


Đ
Đ
ạ
ạ
i
i

h
h
ọ
ọ
c
c


N
N
h
h
a
a


T
T
r
r
a
a
n
n
g
g

đ
đ
ã
ã


t
t
ạ
ạ
o
o


đ
đ
i
i
ề
ề
u
u


k
k
i
i
ệ
ệ

n
n


t
t
h
h
u
u
ậ
ậ
n
n


l
l
ợ
ợ
i
i


c
c
h
h
o
o

e
e
m
m


h
h
o
o
à
à
n
n


t
t
h
h
à
à
n
n
h
h

c
c
h
h
ư
ư
ơ
ơ
n
n
g
g


t
t
r
r
ì
ì
n
n
h
h


đ
đ
à
à

o
o


t
t
ạ
ạ
o
o


v
v
à
à


t
t
h
h
ự
ự
c
c


h
h

i
i
ệ
ệ
n
n


c
c
ô
ô
n
n
g
g


t
t
á
á
c
c


t
t
ố
ố

t
t


n
n
g
g
h
h
i
i
ệ
ệ
p
p
.
.


E
E
m
m


x
x
i
i

n
n


b
b
à
à
y
y


t
t
ỏ
ỏ


l
l
ò
ò
n
n
g
g


b
b

i
i
ế
ế
t
t


ơ
ơ
n
n


s
s
â
â
u
u


s
s
ắ
ắ
c
c

đ
đ
ế
ế
n
n


t
t
h
h
ầ
ầ
y
y


g
g
i
i
á
á
o
o


h
h

ư
ư
ớ
ớ
n
n
g
g


d
d
ẫ
ẫ
n
n


đ
đ
ồ
ồ


á
á
n
n
:
:

T
T
h
h
.
.
S
S


Đ
Đ
Ặ
Ặ
N
N
G
G


T
T
R
R
U
U
N
N

G
G


T
T
H
H
À
À
N
N
H
H




đ
đ
ã
ã


t
t
ậ
ậ
n
n

t
t
ì
ì
n
n
h
h


h
h
ư
ư
ớ
ớ
n
n
g
g


d
d
ẫ
ẫ
n
n

e
e
m
m


t
t
r
r
o
o
n
n
g
g


s
s
u
u
ố
ố
t
t

q
q
u
u
á
á


t
t
r
r
ì
ì
n
n
h
h


t
t
h
h
ự
ự
c
c

h
h
i
i
ệ
ệ
n
n


đ
đ
ồ
ồ


á
á
n
n
.
.


C
C
u
u
ố
ố

i
i


c
c
ù
ù
n
n
g
g


e
e
m
m


x
x
i
i
n
n


b
b

à
à
y
y


t
t
ỏ
ỏ


l
l
ò
ò
n
n
g
g


b
b
i
i
ế
ế
t
t

ơ
ơ
n
n


c
c
h
h
â
â
n
n


t
t
h
h
à
à
n
n
h
h

n
n
h
h
ấ
ấ
t
t


đ
đ
ế
ế
n
n


n
n
h
h
ữ
ữ
n
n
g
g

n
n
g
g
ư
ư
ờ
ờ
i
i


t
t
h
h
â
â
n
n


t
t
r
r
o
o
n
n

g
g


g
g
i
i
a
a


đ
đ
ì
ì
n
n
h
h
,
,


b
b
ạ
ạ
n
n

b
b
è
è


đ
đ
ã
ã


h
h
ế
ế
t
t


l
l
ò
ò
n
n
g
g

đ
đ
ộ
ộ
n
n
g
g


v
v
i
i
ê
ê
n
n
,
,


g
g
i
i
ú
ú

p
p


đ
đ
ỡ
ỡ


e
e
m
m


t
t
r
r
o
o
n
n
g
g


q
q

u
u
á
á


t
t
r
r
ì
ì
n
n
h
h


h
h
ọ
ọ
c
c


t
t
ậ
ậ

p
p


c
c
ũ
ũ
n
n
g
g


n
n
h
h
ư
ư


h
h
o
o
à
à
n
n

t
t
h
h
à
à
n
n
h
h


đ
đ
ồ
ồ


á
á
n
n


n
n
à
à

y
y
.
.

N
N
h
h
a
a


T
T
r
r
a
a
n
n
g
g

,
,


t
t
h
h
á
á
n
n
g
g


6
6


n
n
ă
ă
m
m


2
2

0
0
1
1
1
1


S
S
i
i
n
n
h
h


v
v
i
i
ê
ê
n
n


t
t

h
h
ự
ự
c
c


h
h
i
i
ệ
ệ
n
n


N
N
G
G
U
U
Y
Y
Ễ
Ễ
N
N

T
T
H
H
Ị
Ị


N
N
H
H
U
U
N
N
G
G

2


MỤC LỤC
L
L
Ờ
Ờ
I
I


C
C
Ả
Ả
M
M

Ơ
Ơ
N
N 1
MỤC LỤC 2
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 4
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ 5
LỜI NÓI ĐẦU 7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 9
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU THỰC PHẨM 9
1.1.1. KHÁI QUÁT VỀ CHẤT MÀU 9
1.1.3. Nguyên tắc sử dụng chất màu thực phẩm 13
1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÁ CẨM 14
1.3. Khái quát về Anthocyanin 17
1.4. LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH CHIẾT 20
1.5. Lý thuyết chung về phương pháp so màu 24
1.6. Tình hình nghiên cứu sử dụng chất màu 26
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 28
2.2. THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN 29
2.2.2. Thiết bị sử dụng chủ yếu trong luận văn. 29
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu 29
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30
2.3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 30
2.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn dung môi chiết chất màu
Anthocyanin từ cây lá Cẩm 30

3

2.3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn nhiệt độ chiết chất màu
Anthocyanin từ cây lá Cẩm 31
2.3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn thời gian chiết chất màu
Anthocyanin từ cây lá Cẩm 32
2.3.5.Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn tỷ lệ dung môi /nguyên liệu để chiết
chất màu anthocyanin từ cây lá Cẩm 33
2.3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn số lần chiết thích hợp chất màu
anthocyanin từ cây lá Cẩm 34
2.4. Sơ đồ bố trí chọn phương pháp bảo quản chất màu anthocyanin
thích hợp 35
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36
3.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH
CHIẾT RÚT CHẤT MÀU TỪ CÂY LÁ CẨM 36
3.1.1. Kết quả xác định dung môi chiết chất màu Anthocyanin từ cây
lá Cẩm. 36
3.1.2. Kết quả xác định nhiệt độ chiết chất màu Anthocyanin từ cây lá
Cẩm. 39
3.1.3 Kết quả xác định thời gian chiết chất màu anthocyanin từ cây lá
Cẩm. 40
3.1.4 Kết quả xác định tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 42
3.1.5. Kết quả xác định số lần chiết chất màu 43
3.2. Phương pháp bảo quản thích hợp cho chất màu sau khi thu nhận.
45
3.3. Đề xuất quy trình chiết rút chất màu anthocyanin từ cây lá Cẩm
47
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 48
1.KẾT LUẬN 48
2. Đề xuất ý kiến 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50
PHẦN PHỤC LỤC 53

4



DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
NL: Nguyên liệu OD: Mật độ quang
TL: Tỷ lệ ph: Phút
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

TT

Tên bảng Trang
1 Bảng 1.1. Danh mục các chất màu thực phẩm được phép sử dụng
ở Việt Nam
13
2 Bảng 1.2: Liều lượng sử dụng một số chất màu tự nhiên 16
3

Bảng 1.3: Liều lượng sử dụng một số chất màu nhân tạo 17
4 Bảng 1.4: Liều lượng sử dụng một số chất màu vô cơ 18
5 Bảng 1.5: Đặc điểm hình thaiscuar 4 dạng cẩm( Peristrophe
Bivalis)
23
6 Bảng 1.6: Thông số vật lý của anthocyanin 59
7 Bảng 3.1 Kết quả xác định chọn dung môi chiết chất màu từ cây
lá Cẩm
60

8 Bảng 3.2 Kết quả xác định nhiệt độ chiết chất màu anthocyanin
từ cây lá Cẩm
60
9 Bảng 3.3 Kết quả xác đinh thời gian chiết chất màu anthocyanin
từ cây lá Cẩm
61


5


10 Bảng 3.4 Kết quả xác định tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu chiết
chất màu anthocyanin
61
11

Bảng 3.5 Kết quả xác định số lần chiết chất màu từ cây lá Cẩm 62
12

Bảng 3.6 kết quả khảo sát phương pháp BQ 63



DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
TT Tên hình Trang
1 Hình 1.1 Hình ảnh cây lá Cẩm 15
2 Hình 1.2 Các chất màu từ cây lá Cẩm 16
3 Hình 1.3 Hình ảnh xôi ngũ sắc 17
4 Hình 1.4 Hình ảnh bánh Tét lá Cẩm 17
5 Hình 1.5 Cấu trúc cơ bản của Aglucon của anthocyanin 18

6 Đồ thị 1.6. Đồ thị mẫu 28
7 Hình 1.7. Hình ảnh quang phổ kế DR2000 30
8 Hình 1.8. Hình ảnh thiết bị cô quay chân không 30
9 Hình 3.1. Ảnh hưởng của dung môi chiết tới khối lượng chất
màu anthocyanin
37
10 Hình 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết tới hàm lượng chất
màu anthocyanin
39

6


11 Hình 3.3 Ảnh hưởng của thời gian chiết tới hàm lương chất
màu chiết từ cây lá Cẩm
41
12 Hình 3.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu tới
hàm lượng anthocyanin
43
13 Hình 3.5 Ảnh hưởng của số lần chiết đến hiệu suất thu hồi
chất màu anthocyanin
44
14 Hình 3.6 khảo sát sự biến đổi chất màu theo 3 phương pháp
bảo quản chất màu anthocyanin
46

7



LỜI NÓI ĐẦU
Màu sắc là một trong những chỉ tiêu cảm quan quan trọng đối với mỗi
sản phẩm thực phẩm. Sử dụng chất màu t rong thực phẩm mặc dù không
có ý nghĩa nhiều về mặt dinh dưỡng, nhưng có vai trò quan trọng như:
Đảm bảo sự đồng nhất về màu sắc thực phẩm từ lô sản phẩm này đến
lô sản phẩm khác.
Tăng cường màu sắc tự nhiên vốn có của thực phẩm để thu hút người
tiêu dùng.
Làm cho người tiêu dùng chú ý đến mùi vị tự nhiên của thực phẩm do
giữa màu sắc và mùi vị thường có quan hệ với nhau.
Tạo màu cho một số thực phẩm vốn không màu hay có màu nhạt (như
các loại kẹo, snack, nước giải khát, ) nhằm làm gia tăng giá trị cảm quan của
chúng.
Phục hồi lại vẻ bên ngoài của thực phẩm do chất màu bị biến đổi trong
quá trình chế biến (Delgado-Vargas et al., 2000).Chính vì thế chất màu ngày
càng sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày để đạt điều này nhiều nhà sản
xuất đã lạm dụng chất màu nhân tạo vào trong thực phẩm vượt quá mức cho

phép có khi sử dụng cả các chất màu công nghiệp vào trong thực phẩm gây ra
các vụ ngộ độc thức ăn nghiêm trọng có khi còn để lại các bệnh ung thư nếu
như cơ thể tích trữ quá mức cho phép. Xuất phát từ thực tế trên, em đã định
hướng nghiên cứu về chất màu với nội dung đề tài: “ Nghiên cứu chiết xuất
chất màu Anthocyanin từ cây lá Cẩm”
Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm:
- Nghiên cứu điều kiện thích hợp sử dụng cho chiết anthocyanin từ cây lá
Cẩm
- Khảo sát độ bền của dịch chiết thu được trong những điều kiện khác nhau

8


Từ đó, đề xuất ra phương pháp bảo quản và khả năng ứng dụng của chất
màu anthocyanin trong công nghiệp thực phẩm. Do kiến thức và kinh nghiệm
nghiên cứu của em còn hạn chế cũng như khó khăn về điều kiện thực nghiệm
nên mặc dù rất cố gắng đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót.

Rất mong được sự chỉ bảo cũng như sự góp ý của quý thầy cô và các bạn sinh
viên để đề tài này có thể được hoàn thiện hơn.

X
X
i
i
n
n


c

c
h
h
â
â
n
n


t
t
h
h
à
à
n
n
h
h


c
c
ả
ả
m
m


ơ

ơ
n
n
!
!





9


. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU THỰC PHẨM [12]
1.1.1. KHÁI QUÁT VỀ CHẤT MÀU
Thực phẩm thường có màu sắc đặc trưng nhưng trong quá trình chế biến
và bảo quản, dưới tác động của các yếu tố môi trường, nó dễ bị biến đổi màu,
không đạt được màu mong muốn hoặc mất màu.
Một số biện pháp giữ cho màu thực phẩm
* Xây dựng một quy trình công nghệ để bảo quản được tối đa màu sắc
tự nhiên của thực phẩm.
* Tách ra, cô đặc và bảo quản các chất màu từ chính thực vật hoặc các
nguyên liệu giàu chất màu.
* Tạo thành chất màu tổng hợp nhân tạo giống như màu tự nhiên và
dùng nó cho các sản phẩm đã bị biến đổi màu hoặc màu tự nhiên không đủ
mạnh.
* Phối hợp sử dụng các phương pháp kể trên theo những biện pháp khác
nhau.
1.1.2. Phân loại chất màu thực phẩm

Chất màu thực phẩm được chia ra làm 3 loại: chất màu tự nhiên, chất màu
nhân tạo và chất màu vô cơ.
 Chất màu tự nhiên:
Chất màu tự nhiên chia làm 3 nhóm chính:
- Antoxian có màu đỏ và màu xanh lam.
- Carotinoit có màu vàng.
- Clorofin sắc tố xanh lá cây.
Tất cả các sắc tố này là những hợp chất hoá học phức tạp và được tạo nên
trong quá trình sống thích ứng với các loại thực vật.

10


Mức độ bền của chúng rất khác nhau và trong quá trình bảo quản, chế
biến nhiệt và các gia công khác sẽ bị thay đổi đi theo những cách khác nhau.
Vì vậy lúc ở đang tươi sản phẩm thường có màu sắc đẹp, sau khi chế biến
màu sắc sẽ bị kém đi một phần hoặc có khi mất màu hẳn. Điều đó làm cho giá
trị mặt hàng và giá trị sử dụng giảm đi và vẻ hấp dẫn bên ngoài của thức ăn sẽ
bị kém.
Tính độc hại: các chất màu tự nhiên chiết rút từ rau, quả và cây thuốc
không có tính độc hại.
TT

Chất màu Màu Liều dùng mg/kg khối
lượng cơ thể
1 Clorofil Xanh lá cây 15
2 Antoxian Đỏ và xanh lam 0.1
3 Curcumin Vàng da cam 0.1
4 Riboflavin Vàng da cam 0.5
5 Axitcacminic Đỏ tươi 2.5

6 Caramel Nâu đen 100
7 Poliphenol đã bị oxy hoá Nâu đậm Không hạn chế
Bảng 1. 1: Bảng một số chất màu tự nhiên
 Chất màu nhân tạo
Chất màu nhân tạo là chất màu được tổng hợp hữu cơ từ các nguyên liệu tự
nhiên.
Ưu điểm:
- Bền màu.

11


- Đa dạng về màu sắc: màu vàng, màu đỏ, màu xanh, màu đen
- Có thể phối màu để tạo màu thích hợp với thị hiếu, có 3 phương pháp
phối màu.
 Phương pháp cơ học:
 Phương pháp kinh nghiệm:
 Phương pháp điện tử:
 Nhược điểm: Phần lớn các chất màu tổng hợp đều có thể gây ung thư
và có tác động không tốt đối với con người nên khi sử dụng phải tuân theo sự
chỉ dẫn trong tài liệu kỹ thuật. Điều này đã được các nhà khoa học chứng minh
từ năm 1979.
Ứng dụng:
 Chất màu nhân tạo được sử dụng trong phạm vi tương đối hẹp,
thường được sử dụng trong sản xuất bánh kẹo và sản xuất nước uống không có
cồn và trong sản xuất đồ hộp chủ yếu là đồ hộp rau quả
 Cho phép nhuộm màu thực phẩm bằng các chất màu tổng hợp.
TT

Chất màu Màu Liều dùng mg/kg khối lượng

cơ thể
1 Tatrazin Vàng chanh 7.5
2 Quinolein vàng Vàng 2.5
3 Vàng da cam S Vàng da cam 0.5
4 Azorubin Đỏ 0.5
5 Amaran Đỏ Bordeaux 0.75
6 Đỏ rệp Đỏ giống axit cacminic

0.75

12


7 Erytrozin Đỏ 2.5
8 Mầu xanh lơ V Xanh nhạt 2.5
9 Indigocacmin Xanh lam 5
10
Xanh lơ sáng FCF
Xanh lơ sáng Chưa có
11 Xanh l
ục sáng BS
Xanh lục sáng 5
12 Mầu đen sáng BN

Đen sáng 1
Bảng 1. 2: Bảng một số chất màu nhân tạo
 Chất màu vô cơ.
STT

Chất màu Sử dụng Liều dùng

mg/kg khối lượng cơ thể
1 Cacbonat Canxi Ít dùng Không hạn chế
2 Bioxyt Titan Ít dùng Chưa có
3 Oxyt Sắt Mứt và bánh kẹo 0,5
4 Oxyt Nhôm Mứt và bánh kẹo 0,5
5 Bạc Mứt và bánh kẹo 0,5
6 Vàng Mứt và bánh kẹo 0,5
7 Chất mầu rubi Vỏ phomát 0,5

Bảng 1. 3. Liều lượng sử dụng một số chất màu vô cơ


13


 Các chất màu có nguồn gốc vô cơ chủ yếu dùng để trang trí thực
phẩm.
 Sử dụng các loại bột để chống hiện tượng dính giữa loại thực phẩm
này với thực phẩm khác ở giữa 2 bề mặt thực phẩm.
 Fe
2
O
3
; FeO (màu đỏ): dùng để trang trí trên bề mặt thực phẩm như
mứt, bánh kẹo.
 Ag, Au được sử dụng trong các món ăn dành cho giới thượng lưu,
cán dát thành các lá cực mỏng, sau đó cắt thành sợi nhỏ  tạo ấn tượng màu
rất tốt.
 Đá quý được chế biến thành dạng bột để rắc lên bề mặt thực phẩm,
tạo ra độ phản quang tốt.

 Tính độc hại: Phần lớn các chất màu vô cơ có tính độc hại và một số
còn khó tiêu hoá sau khi sử dụng nên cần phải thận trọng khi dùng trong thực
phẩm.
1.1.3. Nguyên tắc sử dụng chất màu thực phẩm [12]
Về nguyên tắc: Bổ sung chất màu nhằm phục hồi màu vốn có của một số
thực phẩm bị tổn thất trong quá trình chế biến. Không được dùng chất màu để
che đậy khuyết điểm của thực phẩm, hoặc để người tiêu dùng nhầm lẫn về sự
có mặt không thực của một vài thành phần chất lượng trong thực phẩm.
Trước khi quyết định sử dụng chất màu thực phẩm bổ sung vào một sản
phẩm thực phẩm nào đó chúng ta cần quan tâm các yếu tố sau:
Trạng thái của chất màu: Người tiêu dùng vẫn ưa dùng chất màu ở dạ
.
ng
lỏng hơn là ở dạng bột.
Cách sử dụng: Thường phối trộn nhiều màu với nhau để tạo ra màu mong
muốn phù hợp với thực phẩm của mình.
Thành phần các chất chứa trong thực phẩm cần bổ sung chất màu: Sự có
mặt của protein, nước, tanin hay chất béo sẽ ảnh hưởng tới độ trong hay vẩn
đục của chất màu khi bổ sung vào trong thực phẩm đó.

14


pH: Sự ổn định cũng như sự chuyển màu của chất màu đều có thể bị ảnh
hưởng bởi độ pH của thực phẩm.
Điều kiện chế biến: Đặc biệt là thời gian và nhiệt độ ảnh hưởng tới chất
lượng chất màu bổ sung vào.
Điều kiện bao gói: Quyết định đến mức độ xâm nhập của không khí và
ánh sáng vào thực phẩm, do đó có thể làm biến đổi chất màu.
Điều kiện bảo quản và thời gian sử dụng: Chất màu sử dụng chỉ bền dưới

những điều kiện bảo quản thích hợp và trong một thời hạn nhất định.
1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÁ CẨM [20]
Cẩm là cây có nhiều công dụng như làm thuốc, làm phẩm màu Ở Việt
Nam, cành lá của cây này được biết đến như một vị thuốc nam. Trong y học cổ
truyền, Cẩm được dùng trị nhiều loại bệnh như: Lao phổi, khái huyết, ho nôn ra
máu, viêm phế quản cấp tính, ỉa chảy, lỵ, ổ tụ máu, bong gân.
Tại Trung Quốc, Cẩm là dược liệu có vị đắng, tính bình, có tác dụng
thanh nhiệt, giải độc, tiêu thũng, chỉ huyết, chữa viêm họng, thấp khớp, nhiễm
trùng đường tiết niệu, kinh phong ở trẻ em, lao hạch, mụn nhọt. Theo “Danh
lục các loài thực vật Việt Nam”- 2005, thì chi Peristrophe Nees có 4 loài, trong
đó chỉ có loài Cẩm (P. bivalvis (L.) Merr.) ở Bắc Bộ và loài Kim loung nhuộm
(P. montana Nees) ở Nam Bộ được coi là cây nhuộm màu. Ngoài ra, Cẩm còn
được các dân tộc thiểu số phía Bắc dùng để nhuộm xôi nhiều màu trong những
ngày lễ tết [20]
1.2.1. Đặc điểm sinh học cây lá Cẩm
Cây lá Cẩm hay còn gọi là cây nhuộm màu là cách gọi của người Việt
Nam để chỉ loài cây ưa ẩm và ưa bóng có tên tiếng anh là Peristrophe bivalvis
(L.) Merr, syn. P. roxburghiana chúng thuộc họ Ô rô (Acanthaceae) - cây cỏ lâu
năm.[20]
1.2.2. Mô tả cây lá Cẩm.
Cây Cẩm có chiều cao khoảng 30 - 60cm, cành non có lông về sau nhẵn,
thân thường 4 cạnh, có rãnh dọc sâu

15



Hình 1.1. Hình ảnh cây lá Cẩm
hoặc thuôn mũi giáo, thường có bớt màu trắng ở dọc gân ,kích thước 2 - 10cm
x 1.2 - 3.6cm, hai mặt có lông hay không, gốc lá thuôn nhọn, chóp lá nhọn hay

có khi có mũi hay hơi tù tròn. Cụm hoa chùm ở ngọn hay nách lá, chùm ngắn,
lá bắc cụm hoa thường hình trứng. Đài 5 răng đều dính nhau ở nửa dưới, kích
thước ngắn hơn lá bắc hoa. Tràng màu tím hay hồng, phân 2 môi, môi dưới có
3 thuỳ cạn, ống hẹp kéo dài. Nhị 2, thò ra khỏi ống tràng. Bầu 2 ô, mỗi ô 2–
nhiều noãn. Hàng năm, Cẩm ra hoa vào tháng 10 –11.
1.2.3. Phân bố của cây lá Cẩm
Cẩm thuộc loại cây ưa ẩm và ưa bóng, nhưng không chịu úng, thường
mọc ở ven rừng núi đá vôi ẩm, gần bờ suối và được trồng dưới tán các cây ăn
quả, bên cạnh các nguồn nước. Cây Cẩm có vùng phân bố tương đối rộng, phân
bố rải rác ở hầu hết các tỉnh miền núi phía Bắc nước ta như: Lạng Sơn, Tuyên
Quang, Hà Giang, Yên Bái, Lào Cai, Lai Châu, Hoà Bình…
1.2.4. Sự đa dạng của loài Cẩm
Cẩm có 4 loại khác nhau (Cẩm đỏ, 2 dạng Cẩm tím và Cẩm vàng). Hiện nay,
Cẩm đỏ và tím được trồng. Cẩm vàng còn mọc hoang ngoài tự nhiên nên nó
còn được gọi là Cẩm dại. Cây Cẩm chủ yếu được nhân giống bằng cành, hiện
tại chưa phát hiện cây con từ hạt [20]



16


Cả 4 dạng Cẩm này đều thuộc loài Peristrophe ivalves (L) Merr, nhưng
chúng có một số đặc điểm hình thái khác nhau và cho màu dịch chiết cũng khác
nhau. Các đặc điểm này được trình bày tại bảng 1.4
Tên phổ
thông
Tên dân
tộc
(Nùng)

Phân
biệt theo
Hình thái của lá
Màu của
dịch
chiết
Nhuộm
Cẩm đỏ Chằm thủ
Lá hình bầu dục, gốc
lá thon, xanh đậm, có
nhiều lông, mặt trên
không có bớt trắng
Đỏ Đũa, xôi

Cẩm tím Chằm lai
Lá hình trứng
rộng, gốc tròn, xanh
nhạt, mỏng, ít lông,
diện tích mang đốm
trắng ở dọc gân lá lớn
Tím Xôi
Cẩm tím
Chằm
khâu
Lá hình bầu dục,
gốc tròn hay thon,
xanh đậm, dầy, ít lông,
ít gặp đốm trắng ở dọc
gân lá
Tím Xôi

Cẩm
vàng
Chằm
hiên
Lá hình trứng,
gốc lá thon, đầu lá
thon nhọn, 2 mặt có
lông rải rác, phiến lá
thường nhăn nheo, đặc
biệt là mép lá
Vàng
xanh


17


Bảng 1.4. Đặc điểm hình thái của 4 dạng Cẩm (Peristrophe bivalvis (L.)
Merr.)


Hình 1.3 Hình ảnh xôi ngũ sắc Hình 1.4 Hình ảnh bánh tét lá Cẩm
1.3. Khái quát về Anthocyanin[22]
1.3.1. Nguồn gốc
Chất Anthocyanin màu đỏ có nhiều trong thực vật như các loại rau quả
có màu từ đỏ đến tím như: Quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, đậu đen, quả
cà tím, gạo nếp than, gạo đỏ
Tuỳ vào số lượng và tỷ lệ khác nhau trong rau, quả, hoa và các bộ phận
khác nhau của thực vật làm cho chúng cho nhiều màu sắc khác nhau.
Anthocyanin là những glucozit do gốc đường glucose, glactose kết hợp với

gốc aglucon có màu (anthocyanidin). Aglucon của chúng có cấu trúc cơ bản
được mô tả trong hình 1.4. Các gốc đường có thể được gắn vào vị trí 3, 5, 7;
thường được gắn vào vị trí 3 và 5 còn vị trí 7 rất ít. Phân tử anthocyanin gắn
đường vào vị trí 3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit.

18




R
1

OH


OH
O
+

3
R
2





OH

OH




A

3
5
7
B



Hình 1.4: Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin [19]
Một số thông số vật lý của anthocyanin [1], [18], [ 20]
Bước sóng hấp thụ: λ = 520-617 nm.
Trọng lượng phân tử (molecular weight): 595 (g.mol
-1
).
Hệ số hấp thụ phân tử: ε = 13900 (L.mol
-1
.cm
-1
)
1.3.2. Tính chất
Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến độ ổn định của Anthocyanin là nhiệt
độ, độ pH, oxy, các ion kim loại, axit ascobic và những chất khác. Tuy nhiên,
màu sắc của anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH môi trường.
Gam màu của anthocyanin

• Thông thường, pH<7 có màu đỏ; pH > 7 có màu xanh.
• pH = 1-3,5 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ.
• pH = 4 - 5 chuyển về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu.
• pH = 6 dung dịch có màu tím
• pH = 7 - 8 lại về dạng bazơ quinoidal anhydro màu xanh.
• pH =10-11 dung dịch có màu xanh lá cây
1.3.3. Phân loại Anthocyanin.
- Có 4 loại anthocyanin là pelacgonidin, xianidin, denfinidin và apigenidin.

19


- Các chất màu đỏ tự nhiên khác là Anthoxyanin E163, Betain E162, chất
nhuộm màu eno E163 ii và Carmin E120.
Anthoxyanin E163 từ các nguyên liệu khác nhau như: quả phúc bồn
tử đen, quả nho, quả cơm cháy, quả thanh lương trà , sử dụng tốt nhất ở pH <
4.
 Betanin E 162 hay là nước ép củ cải đỏ cô đặc có khả năng nhuộm
màu tốt nhất tại pH 3,5 - 5,0 ứng dụng chủ yếu trong chế biến các sản phẩm
sữa và sản xuất đường.
 Chất nhuộm màu eno từ nước ép quả nho đỏ và quả cơm cháy, trong
môi trường axit tạo ra màu đỏ, còn trong môi trường trung tính và kiềm tạo ra
màu xanh.
 Carnin E120 được chiết suất từ một loại côn trùng đặc biệt có tên gọi
là Coccus Sactic sống trên cây xương rồng mọc nhiều ở Nam Mỹ và châu Phi,
E120 sử dụng rất tốt cho các sản phẩm sữa và thịt, nồng độ tốt nhất là từ 0,005
đến 0,025%.
1.3.4. Công nghệ sản xuất Anthocyanin:
Bao gồm 2 giai đoạn:
 Chiết chất màu bằng dung môi thích hợp.

 Chế biến chất màu thực phẩm để thu được sản phẩm có nồng độ cao,
bền khi bảo quản và đạt tiêu chuẩn dùng cho thực phẩm.
Tách anthocyanin từ thực vật bằng cách chiết nhờ các dung môi như
nước hay hỗn hợp rượu - nước, các axit hữu cơ hoặc các alcol (metanol,
etanol). Hiệu quả của quá trình chiết phần lớn phụ thuộc vào phương pháp sơ
chế nguyên liệu.
1.3.5. Ứng dụng của chất màu Anthocyanin.
 Liều dùng: 0.1 mg/kg khối lượng cơ thể
 Sử dụng khá an toàn trong thực phẩm và tạo nhiều mầu sắc hấp dẫn.

20


 Anthocyanin là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quý như: khả năng
chống oxy hóa cao nên được sử dụng để chống lão hóa, hoặc chống oxy hóa
các sản phẩm thực phẩm, hạn chế sự suy giảm sức đề kháng; có tác dụng làm
bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển của các tế bào ung thư; tác
dụng chống các tia phóng xạ.
 "Chất Anthocyanin tập trung nhiều trong quả Quýt có khả năng ngăn
ngừa bệnh tim. Ngoài ra, nó cũng chứa chất Lutein và chất xơ giảm nguy cơ
mắc bệnh đái đường và những vấn đề về lưu thông máu", Joanne Shearer,
chuyên gia dinh dưỡng tại bệnh viện Tim của miền Nam Dakota ở Sioux Falls.
1.4. LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH CHIẾT. [1], [2], [3], [4], [6]
Khuếch tán được chia thành 2 dạng là khuếch tán phân tử và khuếch tán
đối lưu.
Khuếch tán phân tử là quá trình khuếch tán tự nhiên tuân theo định luật
Fick.
Khuếch tán đối lưu thực chất là quá trình khuếch tán cưỡng bức được thực
hiện nhờ sự chuyển động tương đối giữa vật liệu và dung môi.
Do hệ số khuếch tán đối lưu lớn hơn nhiều so với hệ số khuếch tán phân

tử nên trong quá trình chiết muốn tăng hiệu quả chiết thì phải tăng cường
khuếch tán đối lưu (ví dụ: tăng cường quá trình khuấy đảo).
* Khuếch tán phân tử
Khuếch tán phân tử là sự chuyển lẫn nhau giữa các phân tử khác nhau.
Sự chênh lệch nồng độ càng lớn thì lực khuếch tán của phân tử chất cần
chiết từ vùng nồng độ cao tới vùng nồng độ thấp càng lớn. Bề mặt khuếch tán
càng lớn lượng vật chất khuếch tán theo hướng này trong một đơn vị thời gian
càng nhiều.
Do đó phương trình khuếch tán cơ bản như sau:

d
dm
= -D.F.
dx
dc


21


Trong đó:


d
dm
: Tốc độ hòa tan chất cần thiết.
D: Hệ số khuếch tán.
F: Diện tích tiếp xúc với chất cần chiết và dung môi
dx
dc

: Gradien nồng độ.
Hệ số khuếch tán D là lượng vật chất đi qua một đơn vị diện tích trong
một đơn vị thời gian khi Gradien nồng độ bằng 1. Hệ số khuếch tán thay đổi
theo nhiệt độ, độ nhớt của dung môi và độ lớn của phân tử, có thể dùng công
thức của Anhxtanh để biểu thị:
D= -
M
r
KT
.
.
6


Trong đó:
K: Hằng số khuếch tán
M: Độ dính của chất môi giới (dung môi)
T: Nhiệt độ tuyệt đối
r: Bán kính phân tử khuếch tán
Khuếch tán đối lưu
Khuếch tán đối lưu là hình thái di chuyển vật chất trong dung dịch ở phạm
vi nhỏ. Sự chênh lệch về nồng độ rất quan trọng với khuếch tán đối lưu và
khuếch tán phân tử: nồng độ chênh lệch càng lớn thì hiệu suất chuyển di từ
vùng nồng độ cao tới vùng nồng độ thấp càng cao.
Phương trình cơ bản về khuếch tán đối lưu:

d
dm
=- dcF


dm, dc, d , F cũng có ý nghĩa giống như trong công thức khuếch tán phân
tử ở trên, β là biểu thị hằng số tốc độ khuếch tán đối lưu.

22


1.4.1. Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả chiết:
- Sự chênh lệch nồng độ chất cần chiết ở trong nguyên liệu và dung môi
phải lớn
Muốn tạo điều kiện cho sự chênh lệch nồng độ lớn phải tạo ra những yếu
tố sau đây:
 Nguyên liệu chiết phải có lực hút nhỏ nhất đối với dung môi để tạo ra nồng độ
chất cần chiết trong dung môi phía trong nguyên liệu càng cao để quá trình
khuếch tán các phân tử chất cần chiết đi ra càng mạnh.
 Lợi dụng nguyên lý ngược dòng của dung môi và nguyên liệu để nâng cao
độ chênh lệch về nồng độ (trong chiết liên tục). Tỷ lệ dung môi nguyên liệu
phải lớn. Tuy vậy cũng chỉ lớn ở mức độ nhất định hợp lý vì nếu tỷ lệ lớn quá
sẽ làm nồng độ chất cần chiết thấp, gây khó khăn cồng kềnh trong sản xuất.
- Hình thái, tính chất và cấu tạo của tổ chức nguyên liệu:
 Mức độ phá vỡ cấu trúc tế bào càng nhiều thì sự tiếp xúc giữa chất cần
chiết và dung môi càng tăng nên rút ngắn thời gian chiết và chiết triệt để hơn.
 Kích thước càng nhỏ thì diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi
càng tăng, hiệu suất chiết tăng. Tuy nhiên cũng không nên nhỏ quá vì nó sẽ gây
khó khăn cho quá trình phân ly tiếp theo.
- Ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ chiết
- Thời gian càng dài thì lượng chất khuếch tán tăng, nhưng thời gian phải
có giới hạn. Khi đạt được mức độ trích ly cao nhất nếu kéo dài thời gian thì sẽ
không mang lại hiệu quả kinh tế.
- Nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, do đó

phân tử chất hòa tan chuyển động dễ dàng khi khuếch tán giữa các phân tử
dung môi. Tuy nhiên, nhiệt độ tăng có giới hạn, vì nhiệt độ quá cao sẽ có thể
phân hủy chất màu cần chiết và gây khó khăn cho quá trình công nghệ.
- Dung môi chiết
Dung môi chiết cần thỏa mãn các điều kiện sau:

23


 Dung môi hòa tan tốt các chất cần chiết mà không hòa tan các chất khác.
 Dung môi phải có thành phần hóa học ổn định không gây ra phản ứng phụ
với nguyên liệu.
 Dung môi không biến đổi thành phần của sản phẩm khi bảo quản
 Dung môi có nhiệt độ sôi thấp để dễ dàng tách dung môi ra khỏi chất cần
chiết sau khi chiết. Sau khi tách chiết không để lại mùi vị lạ.
 Dung môi không ảnh hưởng tới sức khỏe con người, chất lượng sản phẩm.
 Dung môi khó cháy nổ, an toàn trong sản xuất.
 Dung môi không ăn mòn thiết bị chiết.
 Dung môi rẻ tiền, dễ kiếm, có khả năng sử dụng trong sản xuất.
Hiện nay chưa có dung môi nào đáp ứng được tất cả các điều kiện trên
nhưng tùy theo điều kiện sản xuất mà ta chọn dung môi chiết tốt nhất.
1.4.2. Các phương pháp Chiết
Dựa vào cách tiến hành, có thể chia thành các phương pháp chiết sau:
1.4.2.1. Chiết gián đoạn:
Theo phương pháp này ta ngâm nguyên liệu vào dung môi. Sau một thời
gian nhất định, khi có sự cân bằng về nồng độ chất chiết trong nguyên liệu và
trong dịch chiết, tiến hành đổ dung môi cũ ra, thay dung môi mới vào. Cứ như
thế cho đến khi chiết hết chất cần chiết.
- Ưu điểm : đơn giản dễ thực hiện.
- Nhược điểm: tốn công, tốn thời gian, cũng như tốn dung môi nên không kinh

tế nên không phù hợp với quy mô sản xuất lớn.
1.4.2.2. Chiết liên tục
Nguyên lý: Nguyên liệu và dung môi được đưa vào chiết và lấy ra
một cách liên tục. Áp dụng nguyên lý ngược chiều để tăng cường hiệu
quả chiết.

24


Ưu điểm của phương pháp này là cho hiệu quả kinh tế cao, thích hợp
cho sản xuất công suất lớn, áp dụng cho quy mô công nghiệp. Tuy nhiên,
nhược điểm là thiết bị khá phức tạp, chi phí đầu tư lớn.
1.5. Lý thuyết chung về phương pháp so màu [1], [2], [3], [4]
Một trong những phương pháp phân tích hữu hiệu nhất trong sinh học là
phương pháp phân tích so màu. Trong phương pháp này, nồng độ của hợp chất
màu được xác định bằng cách đo cường độ màu của dung dịch chứa hợp chất
màu đó. Trong hóa sinh các phương pháp đo quang phổ thường được đo trong
dải bước sóng 220nm đến 800nm. Dải quang phổ này lại được chia thành vùng
tử ngoại (≤ 380nm) và vùng hồng ngoại (≥800nm). Vùng hồng ngoại rất ít ứng
dụng trong thí nghiệm hóa sinh. Còn vùng khả kiến (ánh sáng trắng) lại được
dùng trong phương pháp phân tích so màu.
Để biết so màu được đo như thế nào, trước hết ta phải hiểu được màu là
gì? Khi dòng ánh sáng trắng xuyên qua một dung dịch màu, các bước sóng nhất
định sẽ bị hấp thụ trong khi những bước sóng khác hầu như không bị ảnh
hưởng. Màu của dung dịch sẽ là màu của bước sóng không hấp thụ. Những
điều đó được tổng kết một cách đơn giản trong bảng 1.5
Ánh sáng trắng
tới
Ánh sáng hấp thụ Ánh sáng không hấp
thụ

Màu của dung
dịch
Vàng và xanh da trời Đỏ Đỏ
Xanh da trời Đỏ và vàng Da cam
Xanh da trời và đỏ vàng Vàng
Đỏ Vàng và xanh trời Xanh lá cây
Đỏ và vàng Xanh da trời Xanh da trời



Đỏ, vàng và
xanh trời
Vàng Xanh da trời và đỏ Tím
Bảng 1.5. Tính chất màu của dung dịch trong vùng ánh sáng trắng

25


Cường độ màu của dung dịch có thể được xác định cách đo cường độ ánh
sáng hấp thụ bởi hợp chất màu có trong dung dịch. Vì dùng ánh sáng trắng để
đo cường độ màu, nên ánh sáng hấp thụ cách càng xa càng tốt những bước
sóng không hấp thụ bởi dung dịch màu tốt nhất là dung ánh sáng của một bước
sóng riêng (ánh sáng đơn sắc). Ánh sáng đơn sắc này có thể được tạo ra từ giấy
lọc, lăng kính hoặc là cách tử nhiễu xạ trong máy so màu và máy quang phổ.
Định luật Lambert-Beer
Log
10
Ie
Io
= Kcl

Trong đó:
I
0
: Cường độ của tia tới
I
e
: Cường độ của tia đi ra.
K: Hệ số tắt hoặc chỉ số hấp thụ phân tử.
c: Nồng độ của dung dịch.
l: Chiều dài của ánh sáng qua dung dịch (thường là một dung dịch).
Log
10
Ie
Io
:
Được gọi là mật độ quang (OD - optical density) hay khả năng
hấp thụ (A- absorbency). Trong thực hành, giá trị này không phải tính mà thu
được trực tiếp từ máy đo.
Từ công thức ta dễ dàng nhận thấy rằng độ dài l được giữ không đổi thì
mật độ quang sẽ tỷ lệ thuận trực tiếp với nồng độ chất màu. Vì vậy, đường
chuẩn có thể được vẽ từ dãy các dung dịch chuẩn với những nồng độ khác nhau
(hình 1.5)
OD