Nghiên cứu phương pháp chiết tách phẩm màu annatto từ hạt điều nhuộm bằng dung môi vô cơ

1
I HNG
I HM
KHOA HÓA






PHAN TH KIU NGUYÊN





NGHIÊN CT TÁCH
PHM MÀU ANNATTO T HU NHUM



KHÓA LUN TT NGHIP C M





ng  

2
I HNG
I HM
KHOA HÓA









NGHIÊN CT TÁCH
PHM MÀU ANNATTO T HU NHUM
 






KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƢ PHẠM

Sinh viên thc hin : Phan Th Kiu Nguyên
Lp : 08SHH
ng dn ng


ng  




3
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐHSP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA HOÁ
NHIM V KHÓA LUN TT NGHIP
Họ và tên sinh viên: Phan Thị Kiều Nguyên Lớp: 08SHH
1. Tên đề tài: Nghiên chit tách phm màu annatto t hu
nhum b
2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị: Bộ dụng cụ chƣng ninh, máy đo quang UV-Vis,
máy đo pH, tủ sấy, lò nung, cân phân tích, cốc thủy tinh, bình tam giác, ống nghiệm,
bếp đun bình cầu, bếp cách thủy, cốc sứ, các loại pipet,
3. Nội dung nghiên cứu:
− Xác định độ ẩm, hàm lƣợng tro, hàm lƣợng kim loại trong hạt điều.
− Chiết tách phẩm màu annatto bởi các dung môi vô cơ: NaOH, nƣớc
− Dùng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis để khảo sát bƣớc sóng
hấp thụ, dựa vào độ hấp thụ để nghiên cứu khảo sát tối ƣu các điều kiện chiết.

− Nhận định, chọn lựa giá trị tối ƣu về phƣơng pháp.
− Định tính, định lƣợng dịch chiết của quy trình đã chọn.
− Kiểm tra, đánh giá lại quy trình đã chọn.
4. Giáo viên hƣớng dẫn: GS.TS. Đào Hùng Cƣờng
5. Ngày giao đề tài: 06/04/2011
6. Ngày hoàn thành: 20/05/2012
Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hƣớng dẫn


Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày 25 tháng 5 năm 2012
Kết quả điểm đánh giá:
Ngày…tháng…năm 2012
CH TCH HNG




4
LI C
Sau những năm tháng học tập dƣới mái trƣờng Đại Học Sƣ Phạm - Đại Học
Đà Nẵng, hành trang mà em có đƣợc chính là những kiến thức về ngành sƣ phạm
hóa học mà thầy cô đã truyền thụ, những kỹ năng cơ bản của một nhà kĩ sƣ tâm hồn.
Những kiến thức này sẽ là hành trang giúp em bƣớc vào cuộc sống và công việc của
mình sau này.
Lời đầu tiên, em xin gởi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô
Khoa Hóa học đã tận tâm dạy dỗ em trong suốt những năm tháng học tập dƣới mái
trƣờng. Các thầy cô không những truyền đạt cho em những kiến thức sách vở mà
còn chỉ bảo cho em những kinh nghiệm cuộc sống, tất cả những điều đó sẽ giúp cho
em vững tin bƣớc vào cuộc đời sắp tới.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo GS.TS Đào Hùng Cƣờng, ngƣời đã luôn

tạo mọi điều kiện tốt nhất để em nghiên cứu khoa học. Thầy tận tình giúp đỡ, dìu
dắt em trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này, cũng nhƣ hoàn thành
luận văn này. Em đã học đƣợc từ thầy rất nhiều điều thật quý giá, giúp em vững
vàng hơn trƣớc khi bƣớc vào cuộc sống tự lập. Tình cảm và kiến thức của thầy đã
dạy bảo cho em mãi mãi là một kỷ niệm không bao giờ quên của những năm tháng
học tập dƣới mái trƣờng này. Em kính chúc thầy thật nhiều sức khỏe để tiếp tục sự
nghiệp trồng ngƣời của mình và gặt hái nhiều thành công trong công việc cũng nhƣ
trong cuộc sống.
Em cũng xin gởi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô công tác tại phòng thí
nghiệm khoa Hóa - trƣờng Đại Học Sƣ Phạm, Trƣờng Đại Học Bách Khoa đã giúp
đỡ em rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này. Em cũng
cảm ơn sự động viên, giúp đỡ và chia sẻ những khó khăn của các bạn cùng lớp
trong quá trình thực hiện luận văn.
Sinh viên
Phan Thị Kiều Nguyên





5
MC LC
Trang
Trang bìa
Trang phụ bìa
Nhiệm vụ khóa luận tốt nghiệp
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng

Danh mục các hình ảnh
LỜI MỞ ĐẦU ·················································································· 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. Tổng quan về phẩm màu ································································ 4
1.1.1. Khái niệm phẩm màu ···························································· 4
1.1.2. Phân loại phẩm màu ······························································ 4
1.1.3. Phân loại phẩm màu tự nhiên 5
1.2. Giới thiệu về cây điều nhuộm ························································· 11
1.2.1. Thực vật học về cây điều nhuộm ·············································· 11
1.2.2. Thành phần hóa học của cây điều nhuộm ···································· 13
1.2.3. Phẩm màu annatto ······························································· 14
1.2.4. Tính chất hóa học của phẩm màu annatto ···································· 14
1.2.5. Ứng dụng của phẩm màu annatto ············································· 16
1.2.5.1. Tác dụng dƣợc học ······················································· 16
1.2.5.2. Phẩm màu trong thực phẩm ·············································· 16
1.2.5.3. Thuốc nhuộm màu tự nhiên ·············································· 17
1.2.6. Tình hình nghiên cứu sử dụng chất màu ở Việt Nam và trên thế giới ···· 18
1.3. Phƣơng pháp chiết tách 20
1.3.1. Phƣơng pháp chiết 20
1.3.2. Phƣơng pháp tách 24



6
1.4. Phƣơng pháp trọng lƣợng 26
1.5. Phƣơng pháp đo quang phổ hấp thụ AAS ············································ 28
1.5.1. Giới thiệu phƣơng pháp ························································· 28
1.5.2. Nguyên tắc phép đo ····························································· 28
1.5.3. Quy trình phép đo AAS ························································· 29
1.6. Phƣơng pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis ······························ 30

1.6.1. Giới thiệu phƣơng pháp ························································· 30
1.6.2. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp ············································· 31
1.6.3. Các điều kiện tối ƣu của phƣơng pháp phân tích ···························· 31
1.6.4. Máy đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis ································· 33
Chƣơng 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36
2.1. Nguyên liệu, dụng cụ, hoá chất ························································ 36
2.1.1. Thu gom nguyên liệu ···························································· 36
2.1.2. Xử lí nguyên liệu ································································ 36
2.1.3. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất ·················································· 36
2.2. Sơ đồ quy trình nghiên cứu 37
2.3. Các phƣơng pháp xác định chỉ tiêu hóa lý 38
2.3.1. Xác định độ ẩm ·································································· 38
2.3.2. Xác định hàm lƣợng tro bằng phƣơng pháp tro hóa mẫu ·················· 38
2.3.3. Xác định hàm lƣợng một số kim loại ········································· 39
2.4. Phƣơng pháp chiết và khảo sát các điều kiện chiết annatto từ hạt điều nhuộm.40
2.4.1. Phƣơng pháp chƣng ninh ······················································· 40
2.4.2. Khảo sát điều kiện chƣng ninh 40
2.5. Kiểm tra, đánh giá chất lƣợng phẩm màu annatto ·································· 41
2.6. Phƣơng pháp định lƣợng tổng phẩm màu ············································ 42
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44
3.1. Kết quả xác định một số chỉ tiêu hóa lý của hạt điều nhuộm 44
3.1.1. Độ ẩm 44
3.1.2. Hàm lƣợng tro 44



7
3.1.3. Hàm lƣợng một số kim loại 45
3.2. Xây dựng quy trình chiết tách phẩm màu annatto trong dung môi NaOH ······ 46
3.2.1. Khảo sát nồng độ dung dịch NaOH chiết tối ƣu ···························· 46

3.2.1.1. Kết quả khảo sát theo mật độ quang ···································· 46
3.2.1.2. Kết quả khảo sát theo phƣơng pháp trọng lƣợng ····················· 47
3.2.2. Khảo sát tỷ lệ rắn – lỏng tối ƣu. ··············································· 48
3.2.2.1. Kết quả khảo sát theo mật độ quang 48
3.2.2.2. Kết quả khảo sát theo phƣơng pháp trọng lƣợng ····················· 49
3.2.3. Khảo sát thời gian chiết tối ƣu. ················································ 50
3.2.3.1. Kết quả khảo sát theo mật độ quang ··································· 50
3.2.3.2. Kết quả khảo sát theo phƣơng pháp trọng lƣợng ····················· 52
3.3. Xây dựng quy trình chiết annatto từ hạt điều nhuộm trong dung môi nƣớc ····· 52
3.3.1. Khảo sát thời gian chiết tối ƣu ················································· 52
3.3.1.1. Kết quả khảo sát theo mật độ quang 52
3.3.1.2. Kết quả khảo sát theo phƣơng pháp trọng lƣợng 54
3.3.2. Khảo sát tỷ lệ rắn – lỏng ························································ 54
3.3.2.1. Kết quả khảo sát theo mật độ quang 54
3.3.2.2. Kết quả khảo sát theo phƣơng pháp trọng lƣợng 55
3.4. Điều kiện tối ƣu về phƣơng pháp ····················································· 56
3.5. Kết quả kiểm tra, đánh giá chất lƣợng phẩm màu annatto ························· 58
3.5.1. Kiểm tra định tính ······························································· 58
3.5.2. Kết quả đánh giá cảm quan và hàm lƣợng kim loại nặng của phẩm màu 60
3.5.3. Định lƣợng tổng chất màu
61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ······························································ 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO 65



8
DANH MC CÁC KÍ HIU, CÁC CH VIT TT

AAS : Quang phổ hấp thụ phân tử

CTPT : Công thức phân tử
CTCT : Công thức cấu tạo
D : Mật độ quang
M : Mẫu
R/L : Tỉ lệ nguyên liệu rắn/ dung môi lỏng
UV-Vis: Phổ tử ngoại khả kiến
JECFA : Ủy ban hợp tác chuyên gia của tổ chức lƣơng thực thế giới và tổ
chức y tế thế giới về các chất phụ gia thực phẩm
QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
BYT : Bộ y tế
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam




9
DANH MC CÁC BNG

Số hiệu bảng
Tên bảng
Trang
Bảng 3.1
Kết quả khảo sát độ ẩm
44
Bảng 3.2
Kết quả khảo sát hàm lƣợng tro
44
Bảng 3.3
Bảng hàm lƣợng một số kim loại trong hạt điều nhuộm
45

Bảng 3.4
Mật độ quang của dịch chiết ở các nồng độ dung dịch
NaOH khác nhau
47
Bảng 3.5
Ảnh hƣởng nồng độ dung dịch NaOH đến hàm lƣợng
phẩm màu
48
Bảng 3.6
Mật độ quang của dịch chiết trong dung dịch NaOH ở
các tỷ lệ R/L khác nhau
49
Bảng 3.7
Ảnh hƣởng của tỷ lệ R/L đến hàm lƣợng phẩm màu
trong dung dịch NaOH
50
Bảng 3.8
Mật độ quang của dịch chiết trong dung dịch NaOH ở
các thời gian chiết khác nhau
51
Bảng 3.9
Ảnh hƣởng của thời gian đến hàm lƣợng phẩm màu
trong dung dịch NaOH
52
Bảng 3.10
Mật độ quang của dịch chiết trong dung môi nƣớc ở các
thời gian chiết khác nhau
53
Bảng 3.11
Ảnh hƣởng của thời gian đến hàm lƣợng phẩm màu

trong dung môi nƣớc
54
Bảng 3.12
Mật độ quang của dịch chiết trong dung môi nƣớc ở các
tỷ lệ R/L khác nhau
55
Bảng 3.13
Ảnh hƣởng của tỉ lệ R/L đến hàm lƣợng phẩm màu
trong dung môi nƣớc
56
Bảng 3.14
Kết quả phầm trăm hàm lƣợng phẩm màu của 2 quy
trình
56
Bảng 3.15
Bảng hàm lƣợng một số kim loại trong cao annatto
61



10
DANH MC CÁC HÌNH

Số hiệu hình
Tên hình
Trang
Hình 1.1
Công thức cấu tạo của Chlorophyll
5
Hình 1.2

Công thức cấu tạo của một số Carotenoid
8
Hình 1.3
Công thức cấu tạo của Flavonoid
10
Hình 1.4
Cây điều nhuộm
12
Hình 1.5
Hoa và quả điều nhuộm
12
Hình 1.6
Hạt điều nhuộm
13
Hình 1.7
Phẩm màu annatto
14
Hình 1.8
Ứng dụng của annatto trong thực phẩm
17
Hình 1.9
Nhuộm sợi bởi phẩm màu annatto
18
Hình 1.10
Phễu chiết
23
Hình 1.11
Dụng cụ chƣng ninh
24
Hình 1.12

Sơ đồ máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
29
Hình 1.13
Sự phụ thuộc của D vào nồng độ chất phân tích
32
Hình 1.14
Sơ đồ máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis
34
Hình 2.1
Hạt điều nhuộm khô
36
Hình 2.2
Bộ dụng cụ chƣng ninh
40
Hình 2.3
Dịch chiết trong dung môi nƣớc (1), dịch chiết trong
dung dịch kiềm NaOH (2)
41
Hình 3.1
Phổ UV- Vis của dịch chiết với dung dịch NaOH ở các
nồng độ khác nhau
46
Hình 3.2
Phổ UV - Vis của dịch chiết trong NaOH với tỷ lệ R/L
thay đổi
49
Hình 3.3
Phổ UV-Vis của dịch chiết trong dung dịch NaOH với
thời gian chiết thay đổi
51

Hình 3.4
Phổ UV- Vis của dịch chiết trong dung môi nƣớc với
thời gian thay đổi
53



11
Hình 3.5
Phổ UV- Vis của dịch chiết trong dung môi nƣớc với
tỷ lệ R/L thay đổi
55
Hình 3.6
Kiểm tra độ tan của cao annatto trong dung dịch kiềm
59
Hình 3.7
Kiểm tra độ tan của cao annatto trong ethanol
59
Hình 3.8
Phổ hấp thụ UV –Vis của cao màu annatto
60
Hình 3.9
Cao màu chiết trong dung môi NaOH
60
Hình 3.10
Phổ hấp thụ UV –Vis của mẫu cao màu annatto
cần định lƣợng
61

12
LI M U
1. Lý do ch tài
Trong cuộc sống, con ngƣời luôn luôn mong muốn thỏa mãn và tự đáp ứng
những nhu cầu cần thiết. Cuộc sống càng hiện đại thì những nhu cầu ấy càng đa
dạng, phong phú và đòi hỏi chất lƣợng càng cao hơn. Một trong những đó, nhu cầu
hàng đầu là nhu cầu ăn uống.
Chúng ta rất dễ bị hấp dẫn bởi những món ăn lạ với màu sắc hấp dẫn và độ dai
dẽo hay vị chua ngọt,…những món ăn càng hấp dẫn thì càng mang lại cảm giác
khoái khẩu cho chúng ta. Các bạn rất dễ tìm đƣợc những lát thịt trông tƣơi ngon,
thích nếm thử những món ăn đầy màu sắc… Các bạn có từng quan tâm: để làm điều
đó, chúng ta cần sự hỗ trợ hay kiến thức khoa học nào? Vâng, ngày nay con ngƣời
đã biết ứng dụng những thành tựu vƣợt bậc của hóa học vào các lĩnh vực đời sống
nhƣ việc sử dụng các phẩm màu, chất bảo quản thực phẩm, Tuy nhiên, cảm giác
ấy không mang lại cho con ngƣời đƣợc nhiều chất dinh dƣỡng mà còn ảnh hƣởng
đến sức khỏe. Phẩm màu chỉ là chất làm tăng cảm quan và hoàn toàn không có giá
trị dinh dƣỡng gì khi ăn vào. Khác hoàn toàn với thực phẩm mang màu tự nhiên, tất
cả những loại thực phẩm có màu do con ngƣời chủ động bỏ vào đều luôn luôn
không tốt cho sức khỏe. Do đó việc lựa chọn phẩm màu thiên nhiên vốn không có
độc tính, sinh thái thân thiện và có khả năng phân hủy sinh học hiện đang là xu
hƣớng thích hợp cho công nghiệp thực phẩm.
Một trong những loại phẩm màu đƣợc sử dụng phổ biến là phẩm màu annatto
đƣợc lấy từ hạt điều nhuộm, là một loại phẩm màu tự nhiên có màu đỏ và màu vàng
rất đẹp, đƣợc CODEX đƣa vào danh mục sử dụng an toàn trong thực phẩm, dƣợc
phẩm, đem lại tính hấp dẫn cho thực phẩm. Ngoài ra, phẩm màu này còn có hoạt
tính sinh học cao lại rất bền màu nên đã sớm đƣợc nhà hóa học trên thế giới quan

tâm nghiên cứu và ứng dụng. Mỗi năm trên thế giới sản xuất trên 10.000 tấn phẩm
màu annatto, theo ƣớc tính về màu đỏ điều cary một nƣớc nhƣ Nhật Bản tiêu thụ
khoảng 1500 tấn mỗi năm, ở châu Âu và Mỹ cũng có nhu cầu về mặt hàng này [18],
điều đó chứng tỏ sự phổ biến và cần thiết của loại phẩm màu này. Ở Việt Nam,



13
chúng ta chƣa có một quy trình chế biến và ứng dụng loại phẩm màu này với quy
mô công nghiệp, hầu hết còn lẻ tẻ và sử dụng tại gia. Ngoài ra, nguồn nguyên liệu
của các màu này chỉ mọc ở vùng nhiệt đới, do đó ta rất có ƣu thế. Với nhu cầu cấp
bách của thị trƣờng thực phẩm nhƣ đã nói ở trên, nếu chúng ta chú ý trồng và chế
biến cây có màu tự nhiên có nhiều triển vọng và tiềm năng sẽ giải quyết nhiều công
ăn việc làm, phát huy đƣợc lực lƣợng khoa học kỹ thuật trong nƣớc và tiềm năng
đất đai khí hậu nhiệt đới ở Việt Nam đồng thời xóa tan mọi nghi ngờ về phẩm màu
thực phẩm đối với sức khỏe ngƣời sử dụng, vì vậy chúng tôi lựa chọn đề tài:
Nghiên c   t tách phm màu annatto t h u nhu
vô c
2. Mc tiêu nghiên cu
Nghiên cứu khảo sát các quy trình chiết tách phẩm màu tự nhiên annatto từ hạt
điều nhuộm bằng dung môi vô cơ, lựa chọn quy trình chiết tách hiệu quả nhất và
kiểm tra lại quy trình đã lựa chọn.
ng và phm vi nghiên cu
- Đối tƣợng: hạt điều nhuộm
- Phạm vi nghiên cứu: Quá trình thực nghiệm đƣợc tiến hành ở phòng thí
nghiệm Hóa học, trƣờng Đại học Sƣ Phạm Đà Nẵng.
u
Phƣơng pháp chiết chƣng ninh.
Phƣơng pháp trọng lƣợng, phƣơng pháp đo quang UV – Vis, AAS.
5. Ni dung nghiên cu

 Nghiên cu lý thuyt
− Cây điều nhuộm: Mô tả, đặc điểm sinh thái
− Phẩm màu annatto: Nguồn gốc, thành phần hóa học, ứng dụng
− Các phƣơng pháp chiết tách: Chƣng ninh, hòa tan bằng dung môi, kết tinh.
− Phƣơng pháp hấp thụ phân tử UV – Vis
− Phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu hóa lý: Xác định độ ẩm toàn phần, hàm



14
lƣợng chất hữu cơ, vô cơ…
 Nghiên cu thc nghim
− Xử lý mẫu: Thu thập, phân loại, rửa, sấy…
− Xác định độ ẩm toàn phần, hàm lƣợng tro của mẫu điều nhuộm nghiên cứu.
− Xác định hàm lƣợng kim loại nặng trong hạt điều nhuộm bằng phƣơng pháp
quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS.
− Chiết tách phẩm màu annatto bởi các dung môi vô cơ: NaOH, nƣớc
− Dùng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis để khảo sát bƣớc
sóng hấp thụ, dựa vào độ hấp thụ để nghiên cứu khảo sát tối ƣu các điều kiện chiết.
− Nhận định, chọn lựa giá trị tối ƣu về phƣơng pháp.
− Định tính, định lƣợng dịch chiết của quy trình đã chọn.
− Kiểm tra, đánh giá lại quy trình đã chọn.
c và thc tin c tài
− Cung cấp thông tin khoa học về các quy trình tách chiết phẩm màu annatto
trong hạt điều nhuộm, nghiên cứu lựa chọn quy trình hiệu quả nhất.
− Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế sản xuất phẩm màu annatto từ hạt
điều nhuộm.
7. B cc lu
Luận văn chia làm 3 chƣơng:
Chƣơng 1- Tổng quan tài liệu

Chƣơng 2- Nguyên liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
Chƣơng 3- Kết quả và thảo luận



15
. TNG QUAN TÀI LIU
1.1. Tng quan v phm màu
1.1.1. Khái nim phm màu
Phẩm màu là phụ gia thực phẩm đƣợc sử dụng với mục đích tăng cƣờng hoặc
khôi phục màu cho sản phẩm thực phẩm [1].
Phẩm màu đƣợc sử dụng trong thực phẩm đa số đều có nguồn gốc tự nhiên (do
tính độc của chúng không đáng kể), phẩm màu hữu cơ tổng hợp thƣờng độc nên khi
sử dụng nó trong thực phẩm ngƣời ta phải đƣa ra một số chỉ tiêu an toàn và kiểm
soát tính độc của chúng.
Tính độc của phẩm màu đƣợc nghiên cứu dựa vào phân tích cấu trúc cấu tạo
của chúng và thử ảnh hƣởng của chúng đến con ngƣời thông qua các phản ứng hóa
học do các nhóm định chức trong phẩm màu gây nên.
1.1.2. Phân loi phm màu
Tùy theo nguồn gốc và phƣơng pháp điều chế ngƣời ta phân loại phẩm màu ra
làm hai loại chính:

Phm màu tng hp:
Phẩm màu tổng hợp là phẩm màu đƣợc tạo ra bằng các phản ứng tổng hợp hóa
học.
Ví dụ: Amaranth (đỏ), Brilliant blue (xanh), Sunset yellow (vàng cam),
Tartazine (vàng chanh). Các phẩm màu tổng hợp thƣờng đạt độ bền màu cao, với
một lƣợng nhỏ đã cho màu đạt với yêu cầu đặt ra, nhƣng chúng có thể gây ngộ độc
nếu dùng loại không nguyên chất, không đƣợc phép dùng trong thực phẩm.


Phẩm màu tự nhiên:
Phẩm màu tự nhiên là các chất màu đƣợc chiết suất ra hoặc đƣợc chế biến từ
các nguyên liệu hữu cơ (thực vật, động vật) sẵn có trong tự nhiên, những chất vốn
có và tồn tại trong các thành phần của nguyên liệu, mỗi loại nguyên liệu khác nhau
thì sẽ có màu sắc khác nhau mang đặc thù của chính nó [4].
Ví dụ: Caroten tự nhiên đƣợc chiết suất từ các loại quả có màu vàng, curcumin
đƣợc chiết suất từ củ nghệ, màu caramen đƣợc chế biến từ đƣờng Nhóm phẩm



16
màu có nguồn gốc tự nhiên có nhƣợc điểm là độ bền kém, sử dụng với lƣợng lớn
nên giá thành sản phẩm cao.
1.1.3. Phân loi phm màu t nhiên
1.1.3.1. Chlorophyll
- Khái niệm:
Chlorophyll là chất màu xanh lá cây của thực vật hay còn gọi là hạt diệp lục.
Chlorophyll phân tán ở trong chất nguyên sinh gọi là hạt diệp lục hay lục lạp. Hàm
lƣợng chlorophyll trong cây xanh chiếm 1% chất khô.
- Vai trò:
Chlorophyll có vai trò cực kì quan trọng trong quá trình quang hợp - quá trình
chủ yếu tạo ra các chất hữu cơ và tạo ra nguồn oxy duy nhất trên quả đất.
Chlorophyll không những cho màu xanh mà còn có khả năng che mờ các chất màu
khác.
- Phân loại:
Chlorophyll có 2 loại
Chlorophyll a: có công thức C
55
H

72
O
4
N
4
Mg
Chlorophyll b : có công thức C
55
H
70
O
6
N
4
Mg










Hình 1.1. Công thc cu to ca Chlorophyll
- Tính chất của Chlorophyll

17
Lý tính:
+ Là một chất kết tinh.
+ Không tan trong nƣớc, tan trong rƣợu, ete, benzen.
Hoá tính:
+ Dƣới tác dụng của nhiệt độ, axit của dịch bào thì màu xanh bị mất đi vì Mg
bị axit lấy mất và chlorophyll biến thành pheophytin màu sẫm oliu.
Chlorophyll + 2HX → MgX
2
+ Pheophytin (màu sẫm oliu)
Vì vậy những sản phẩm thực phẩm chua nhƣ lá me bị mất màu xanh và có
màu oliu ngay trong quá trình chần.
+ Khi cho tác dụng với kiềm nhẹ (cacbonat kiềm và kiềm thổ) thì chúng sẽ
trung hoà axit và muối axit của dịch bào và tạo nên môi trƣờng kiềm làm clorophyll
bị xà phòng hoá cho sản phẩm có màu xanh đậm, đó là các muối phức tạp có Mg
gọi là chlorophyllin hay chlorophylit.
Chlorophyll a + kiềm → (C
32
H
30
ON
4
Mg)(COOH)
2
+ CH
3
OH + rƣợu phytol
Chlorophyll b + kiềm → (C
32
H

28
O
2
N
4
Mg)(COOH)
2
+ CH
3
OH + rƣợu phytol
+ Dƣới tác dụng của Fe, Sn, Al, Cu, thì Mg trong chlorophyll sẽ bị thay thế và
cho màu khác nhƣ:
 Với Fe: cho màu nâu
 Với Sn, Al: cho màu xám
 Với Cu: cho màu xanh sáng bền
+ Những biến đổi của chlorophyll trong quá trình gia công chế biến thực
phẩm:
Các loại rau quả có màu xanh trong quá trình đun nấu thƣờng màu xanh tự
nhiên của chúng dễ bị biến đổi.
Nguyên nhân của hiện tƣợng này là:
 Do sự tác động tƣơng hỗ giữa chlorophyll với các axit chứa trong dung
dịch của tế bào của rau quả.
 Thời gian đun nóng càng lâu thì chlorophyll chuyển thành pheophytin càng
nhiều.



18
 Các loại rau quả có hàm lƣợng axit càng cao thì càng dễ bị biến đổi mạnh
và nhanh khi đun nấu.

Cách bảo vệ màu chlorophyll trong sản xuất thực phẩm, đặc biệt là đồ hộp rau
quả:
- Làm giảm hàm lƣợng axit tự do (tức là tăng pH trong nguyên liệu).
- Gia nhiệt nhanh trong một lƣợng nƣớc sôi lớn 3-4 lít nƣớc/1kg thực phẩm
(để làm giảm lƣợng axit, axit sẽ bay hơi cùng với nƣớc).
- Gia nhiệt rau xanh trong nƣớc cứng; cacbonat kiềm sẽ trung hoà một phần
axit dịch bào.
- Cho vào đồ hộp rau quả một ít chất đệm kiềm nhƣ đinatri glutamat (để tăng
pH).
- Nhuộm màu xanh cho rau quả hộp bằng chlorophyll.
1.1.3.2. Carotenoid
- Khái niệm:
Carotenoid là những chất màu vàng hay đỏ có nguồn gốc thực vật hay động vật.
Chúng tạo nên màu đỏ hay vàng của cà rốt, cà chua, lòng đỏ trứng, lá vàng mùa thu.
Từ công thức phân tử C40, carotenoid có cấu trúc tetratecpen và thƣờng chứa
các nối đôi liên hợp mà số lƣợng các nối đôi đã quyết định màu của carotenoid
[4].
Nhóm này gồm 65-70 sắc tố tự nhiên, tiêu biểu là carotenoid, xanthophyll,
capxanthin…
- Phân loại: chia làm hai nhóm chính:
+ Xanthophylls: gồm các dẫn xuất có chứa oxy nhƣ keto, epoxy, methoxy,
acid của carotenoid.
+ Carotenes: gồm các hidrocarbon carotenoid.
Tất cả các carotenoid tự nhiên, đều có thể xem nhƣ dẫn xuất của lycopen:
+ Lycopene: màu đỏ, có nhiều trong cà chua.
+ Carotene: màu da cam, có nhiều trong cà rốt, mơ.
+ Xanthophyll: màu vàng lòng đỏ trứng gà (C
40
H
56

O), có nhiều trong lá xanh,
rau xanh cùng với clorophyl và caroten, đồng thời nó cũng có trong cà chua cùng
với lycopen.



19
+ Capxanthin: C
40
H
58
O
3
, là dẫn xuất của caroten, nhƣng có màu nhạt hơn các
carotenoid khác 10 lần. Chiếm 7/8 tổng số chất màu của ớt.
+ Criptoxanthin: Là một dẫn xuất monohidroxy của α-caroten, chất màu chính
của cam quít (C
40
H
56
O) [4].
+ Astacxanthin: là dẫn xuất của caroten có màu vàng đỏ, có ở các loài giáp xác.
Trong thành phần của mai tôm cua, astacxanthin cũng tham gia vào thành của
lipoprotein gọi là xianin. Trong quá trình gia nhiệt, protein bị biến tính, astacxanthin
bị tách ra dƣới dạng sắc tố màu vàng đỏ.

Hình 1.2. Công thc cu to ca mt s Carotenoid



20
- Tính chất của carotenoid:
Lý tính:
+ Kết tinh ở dạng tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dạng lá hình
thoi.
+ Nhiệt độ nóng chảy cao: 130 - 220
0
C
+ Hòa tan trong chất béo, các dung môi chứa clor và các dung môi không phân
cực khác làm cho hoa quả có màu da cam, màu vàng và màu đỏ.
+ Tính hấp thụ ánh sáng: chuỗi polyene đặc trƣng cho màu thấy đƣợc của

carotenoid.
Hóa tính:
+ Không hòa tan trong nƣớc, rất nhạy đối với axit và các chất oxi hóa, bền
vững với kiềm. Do có hệ thống nối đôi liên hợp nên nó dễ bị oxi hóa mất màu hoặc
đồng phân hóa, hydro hóa tạo màu khác.
+ Các tác nhân ảnh hƣởng đến độ bền màu: nhiệt độ, ánh sáng, phản ứng oxi
hóa trực tiếp, tác dụng của ion kim loại, enzym.
+ Dễ bị oxi hóa tạo hợp chất có mùi thơm nhƣ các aldehide không no hoặc
antone đóng vai trò tạo hƣơng thơm cho trà.
- Những biến đổi của carotenoid trong quá trình gia công chế biến thực phẩm
So với clorophyl, carotenoid bền vững hơn nhiều đối với tác động của nhiệt độ
và môi trƣờng chế biến nhƣng ở nhiệt độ cao nó lại bị phân hủy gián tiếp thông qua
sự oxy hóa các acid béo chƣa no. Carotenoid lại không tan trong nƣớc nên hầu nhƣ
không bị tổn thất khi ngâm rửa rau quả.
Tuy nhiên, do tính chất hoà tan trong chất béo của các carotenoid, nên khi xào
rán những loại rau quả có chứa nhiều carotenoid nhƣ cà rốt, cà chua, ớt… thì một
phần carotenoid trong thực phẩm sẽ hòa tan trong chất béo và làm cho chất béo có
màu vàng da cam.
Đối với một số món ăn để carotenoid hoà tan trong chất béo vừa làm món ăn
màu sắc hấp dẫn vừa làm tăng khả năng hấp thu của cơ thể đối với carotenoid.
Trong quá trình chế biến nhiệt các loại tôm cua… thành phần protein của chất



21
xianin có ở vỏ tôm cua bị biến tính. Do đó, astacxanthin đƣợc tách ra dƣới dạng sắc
tố màu vàng đỏ. Khi luộc cua, rang tôm tép… đều thấy hiện tƣợng của sản phẩm
này xuất hiện màu đỏ.
- Cách bảo vệ màu vàng carotenoid:
+ Sự oxy hóa càng giảm đi tối thiểu khi có sự kết hợp sắc tố trong dầu. Dầu

tạo thành hàng rào bảo vệ khỏi sự tấn công của oxy. Ngoài ra ngƣời ta cũng dùng
các chất chống oxy hóa nhƣ vitamin C, vitamin E, hydroquinone, thêm vào để sản
phẩm đƣợc bảo vệ. Vitamin C nhƣờng hydro trực tiếp cho các peroxide. Trong quá
trình này vitamin E là chất trung gian.
+ Tránh ánh sáng mặt trời trực tiếp và nhiệt độ cao.
1.1.3.3. Flavonoid
- Khái niệm:
Flavonoid là những dẫn xuất của cromman và crommon, thuộc nhóm
phenilpropan vì chúng có chứa khung cacbon từ C
6
– C
3
– C
6
. Khi cromman và
crommon bị ngƣng tụ với một vòng phenol đƣợc dẫn xuất có tên flavan .

O
O
A C
B

Hình 1.3. Công thc cu to ca Flavonoid
Flavonoid có trong các không bào, có màu đỏ, xanh và vàng .
Tỉ lệ các flavonoid trong rau quả và hoa khác nhau, do đó làm cho chúng có
màu sắc khác nhau.
- Tính chất:
Nhóm màu này hòa tan trong nƣớc.
Trong rau quả và hoa, số lƣợng cũng nhƣ tỷ lệ các flavonoid khác nhau, do đó
làm cho chúng có nhiều màu sắc khác nhau:

Antoxian là mono hay diglucozit do gốc đƣờng glucoza, galactoza hoặc
ramnoza kết hợp với gốc aglucon có màu gọi là antoxianidin. Khi thủy phân



22
antoxian thì thu đƣợc đƣờng và antoxianidin (antoxianidol).
Antoxian và antoxianidol là những chất tạo nên màu sắc cho hoa quả, antoxian
tan trong nƣớc còn antoxianidol thì không.
Tính chất chung của antoxian :
- Hòa tan trong nƣớc và trong dung dịch bão hòa. Khi kết hợp với đƣờng thì
làm cho phân tử này càng hòa tan hơn.
- Màu sắc thì luôn luôn thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ, các chất màu có mặt
và nhiều yếu tố khác.
+ Khi tăng số lƣợng OH trong vòng benzen thì màu xanh càng đậm.
+ Khi metyl hóa nhóm OH ở trong vòng benzen càng cao thì màu càng đỏ.
+ Màu sắc của antoxian còn phụ thuộc rất mạnh vào pH của môi trƣờng:
Khi pH > 7 các antoxian cho màu xanh.
Khi pH < 7 các antoxian cho màu đỏ.
+ Màu sắc của antoxian có thể bị thay đổi do hấp thụ ở trên polysacarit.
+ Các antoxian dễ bị phá huỷ và mất màu khi đun nóng lâu.
+ Các màu sắc của hoa có đƣợc là do tổ hợp của các andoxianidin và các este
metylic của chúng với axit và bazơ.
1.2. Gii thiu v u nhum
1.2.1. Thc vt hc v cây u nhum
Cây điều nhộm còn đƣợc gọi là điều màu, sâm phụng, chầm phù, cây cà ri.
Tên Khoa học: Bixa orellana L.
Ngành : Magnoliophyta
Lớp : Magnoliopsida
Bộ : Violales

Họ : Bixaceae
Chi : Bixa
Tên tiếng anh : Annatto, anatto, lip stick tree, annatto tree
H u nhum (danh pháp khoa học: Bixaceae), là một họ thực vật hai lá
mầm. Mặc dù chỉ là một họ nhỏ, nhƣng họ này lại có sự đa dạng về kích thƣớc các



23
loài cây, bao gồm cả các cây thân gỗ, cây thân thảo và cây bụi. Về mặt sinh sản, các
loài này là lƣỡng tính, và tất cả đều có 5 cánh hoa. Tất cả các loài trong họ Bixaceae
đều sinh ra nhựa mủ màu đỏ, da cam hay vàng.
Cây, hoa và quả điều nhuộm đƣợc thể hiện ở hình 1.4. và hình 1.5.









Hình 1.4u nhum Hình 1.5. Hoa và qu u nhum
:
Cây gỗ nhỏ, cao 3 - 6m. Vỏ màu xám tro. Cành non có lông tơ màu xám sẫm,
sau khi nhẵn bóng, có những lỗ bì thƣa, không rõ. Lá đơn mọc cách, phiến lá dài 15
- 24cm, rộng 10 - 17cm, hình tim hoặc tim trứng, đầu nhọn dần gốc hình tim, mép
nguyên, mặt trên màu lục, nhẵn, mặt có những tuyến nhỏ màu đỏ. Gân chân vịt có 5
gân gốc. Cuống lá mảnh, tròn dài 5 - 9cm đầu hơi phình to, hơi có lông tơ màu gỉ
sắt. Lá kèm sớm rụng, khi rụng để lại vết trên cành.

Hoa lƣỡng tính, màu đỏ tím hay trắng, lớn (đƣờng kính 4 - 5cm) họp thành
chùy ở đầu cành, có lông tơ. Cánh đài 5 (có khi 4), xếp lợp, sớm rụng. Cành tràng 5,
xếp lợp. Nhị nhiều, xếp xoắn gốc thành nhiều vòng, chỉ nhị mảnh không có lông,
bao phấn dính gốc, mở bằng khe ở đỉnh. Quả mọc chùm, hình tim, đƣờng kính 2 -
4cm, đỏ tƣơi đến nâu khô khi chín, trên mặt có gai mềm, dài 1,5cm, mở bằng hai
van, mỗi mảnh mang chứa nhiều hạt. Hạt hơi có dạng lập phƣơng trên một cuống
ngắn, xung quanh tẽ nở thành áo hạt ngắn màu đỏ. Khi chín, quả khô và cứng thành
dạng quả nang màu nâu. Quả không ăn đƣợc nhƣng đƣợc thu hoạch để lấy hạt,



24
trong đó có chứa chất bixin, thành phần chính của annatto. Nó là nguồn cung cấp
chính cho một loại chất màu tự nhiên, gọi là annatto có màu vàng đỏ, sản xuất từ
quả. Chất màu lấy đƣợc từ hạt điều nhuộm có màu đỏ và vàng [11].
Phân b:
Điều nhuộm là một loài cây bụi có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới của châu
Mỹ. Nó đƣợc trồng tại khu vực này và tại khu vực Đông Nam Á do ngƣời Tây Ban
Nha đƣa tới đây trong thế kỷ 17. Cây điều nhộm độ tuổi có thể lên tới 50 năm, là
cây ƣa nắng nên phân bố nhiều ở những vùng nhiệt đới.
Ở Việt Nam, cây điều nhuộm đƣợc trồng chủ yếu ở Nam bộ và Tây Nguyên
[18].
Thi gian thu hoch
Cây này bắt đầu thu hoạch hạt giống từ 2 năm nếu trồng rừng đã đƣợc chăm
sóc đúng cách, nhƣng thu hái quanh năm khi cây đƣợc 4 năm [18].
Thời gian thu hoạch quả điều nhuộm để chiết tách bixin với hàm lƣợng cao
nhất là vào khoảng tháng 1, 2 và tháng 8, 9 hằng năm (Khoảng 4 tháng sau khi cây
điều nhuộm cho quả non)
1.2.2. Thành phn hóa hc cu nhum [18]
Quả chứa nhiều vitamin A (khoảng

3,2 g cho mỗi 100 g quả), cụ thể hạt
giống điều nhuộm chứa 40% đến 45%
xenlulo, 3,5% đến 5,5% đƣờng sucrose,
0,3% đến 0,9% tinh dầu, 3% dầu, 4,5%
đến 5,5% chất màu, và 13% đến 16%
protein và các thành phần (selenium,
magiê, canxi… ). Tinh dầu Annatto đƣợc
chiết xuất từ hạt và là nguồn chính của chất nhộm màu có tên là bixin và norbixin,
trong đó bixin là chất tạo màu đỏ chiếm tỉ lệ hơn 80% và norbixin là chất tạo màu
vàng. Theo nghiên cứu lâm sàng bixin còn có tác dụng chống lại các tia cực tím, có
tính chất chống oxy hóa và có tác dụng bảo vệ gan. Hạt điều nhuộm trên hình 1.6.
Hình 1.6. Hu nhum



25
Ngoài bixin và norbixin, Annatto chứa bixein, bixaghanene, bixol, crocetin,
acid ellagic, ishwarane, isobixin, salicylic acid, phenylalanine, threonine, acid
tomentosic và tryptophan.
1.2.3. Phm màu annatto
Annatto là chất màu tự nhiên chiết từ hạt điều nhuộm không gây độc hại,
không ảnh hƣởng đến sức khoẻ con ngƣời nên đã đƣợc CODEX đƣa vào danh mục
các loại phẩm màu tự nhiên đƣợc sử dụng an toàn cho thực phẩm và dƣợc phẩm.
Phẩm màu annatto thƣờng đƣợc sử dụng ở dạng bột tan trong nƣớc và dạng chiết
trong dầu [18]. Hình ảnh về phẩm màu annatto thể hiện trên hình 1.7.


Hình 1.7. Phm màu annatto
Annatto bị biến đổi khi tiếp xúc với ánh sáng ở nhiệt độ cao, trong thời gian
kéo dài. Trong môi trƣờg pH thấp, Norbixin bị kết tủa, nó có thể liên kết với protein,

tinh bột và thành phần khác để tạo sự đồng đều màu trong sản phẩm. Annatto rất
bền trong môi trƣờng kiềm và rất nhạy cảm đối với sự oxi hóa [12].
1.2.4. Tính cht hóa hc ca phm màu annatto
Chất nhuộm màu chủ yếu trong phần cơm hạt điều nhuộm là bixin và norbixin.
Hạt màu điều nhuộm chứa khoảng 5% các sắc tố, trong đó bao gồm bixin 70-80%,
tùy theo độ chín của hạt mà tỷ lệ bixin và norbixin thay đổi.
1.2.4.1. Bixin
CTPT: C
25
H
30
O
4