Màu sắc trong cảm quan thực phẩm ...

Chất màu từ phế liệu rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
I. Giới thiệu chung:
Màu sắc luôn mang lại những nét đẹp cho đời sống tinh thần của con người. Thiên
nhiên đã tự tạo cho mình muôn sắc màu rực rỡ và việc thưởng thức những sắc màu ấy luôn
đem lại những nguồn cảm hứng vô tận. Từ rất lâu, con người đã quan tâm đến việc đem
những sắc màu thiên nhiên vào nguồn thực phẩm của mình để làm cho chúng thêm hấp dẫn.
Ngày nay, màu sắc là một trong những chỉ tiêu quan trọng quyết định chất lượng sản
phẩm thực phẩm. Trong 5 chỉ tiêu để đánh giá chất lượng cảm quan thực phẩm, màu sắc
chiếm một vai trò rất quan trọng. Tuy nó không có giá trị về mặt dinh dưỡng nhưng lại góp
phần làm tăng cảm giác ngon miệng.
Từ năm 1956, khi màu tổng hợp ra đời, chúng đã chiếm ưu thế nhờ có thể chủ động sản
xuất với số lượng lớn, màu sắc đa dạng, tươi đẹp, bền và rẻ. Tuy nhiên, trong vòng 20 năm
trở lại đây, y học đã ghi nhận không có một loại chất màu tổng hợp nào là an toàn tuyệt đối
cho sức khỏe con người. Chúng có thể tác động lên hệ miễn dịch, hệ thần kinh gây dị ứng,
tiêu chảy nhất là nhất là với trẻ em. Ngoài ra, các chất màu còn có khả năng tích tụ lại trong
cơ thể gây ung thư, suy thận và có thể ảnh hưởng lên cả bào thai. Chính vì thế ở mỗi quốc
gia đều hạn chế việc dùng màu tổng hợp và đưa ra một danh mục các chất màu tổng hợp
được phép sử dụng.
Do vậy, người ta đã quan tâm nghiên cứu các chất màu thiên nhiên để đưa vào thực
phẩm, trong đó chủ yếu là các chất màu được trích từ thực vật vì chúng không ảnh hưởng
xấu cho sức khỏe.
Nước ta nằm ở vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên các loại thực phẩm phát triển rất
phong phú và đa dạng, trong đó có những loại thực vật có nhiều màu sắc rất đẹp, có thể trích
ly để đưa vào các sản phẩm thực phẩm. Đây là một thuận lợi lớn cho các nhà nghiên cứu
trong nước. Thế nhưng thực tế hiện nay ở nước ta đa số chất màu dùng trong ngành thực
phẩm phải nhập từ nước ngoài do luợng màu sản xuất được trong nước rất ít, không đủ cung
cấp cho nhu cầu sử dụng. Vài năm gần đây, việc nghiên cứu sản xuất các chất màu tự nhiên
từ nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước như quả sim, củ nghệ, củ dền, lá cẩm…được quan
tâm nghiên cứu nhiều hơn và đã đạt được một số kết quả bước đầu đáng ghi nhận. Tuy
nhiên, việc tiêu thụ vẫn còn gặp khó khăn, hạn chế do giá thành còn cao so với chất màu
tổng hợp. Trong tình hình như vậy, việc đầu tư nghiên cứu để giúp tối ưu và đa dạng hóa

quá trình sản xuất màu thực phẩm từ nguồn nguyên liệu tự nhiên sẵn có trong nước là một
điều hết sức cấp thiết.
Màu tự nhiên : Trong tự nhiên có những nguyên liệu cho nhiều sắc màu rất phong phú
đa dạng như màu diệp lục tố chlorophyll trong lá dứa, lá bồ ngót , lá gừng, màu vàng của
curcumin trong nghệ, màu hồng tím của lá cẩm , màu đỏ cam của gấc… Ưu điểm của màu tự
nhiên là an toàn cho người sử dụng vì chúng có nguồn gốc sinh học. Ở một khía cạnh nào đó
điều này không phải đúng hoàn toàn. Thật vậy, người ta đã phải tiến hành nghiên cứu liều
lượng sử dụng an toàn của màu tự nhiên cho người tiêu dùng. Chẳng hạn liều dùng tối đa
của nghệ là 0,5 mg/kg thể trọng người/ngày. Phức hợp chlorophyll - đồng là 0,15mg/kg thể
trọng người/ngày. Ngoài ra vấn đề không chỉ là các chất màu thu được từ một nguồn gốc
nào, có cấu trúc hóa học ra sao mà còn những hóa chất sử dụng để tách những chất màu đó
là những chất gì , có hại đối với con người hay không? Các quá trình thu nhận tinh chế các
chất màu có tồn tại và xuất hiện những lượng chất gây hại nào hay không. Đây là vấn đề cần
hết sức lưu ý khi tiến hành các phương pháp thu nhận các chất màu tự nhiên.
1
Chất màu từ phế liệu rau trái GVHD: Tơn Nữ Minh Nguyệt
Màu của rau quả phụ thuộc vào các hợp chất chứa màu. Các chất màu đó có thể chia ra
bốn nhóm chính là
 Chlorophylls: diệp lục hay chất màu xanh lá.
 Carotenoids: có trong lục lạp, cho quả và rau màu vàng, cam và màu đỏ
 Flavonoids: có trong khơng bào, có màu đỏ , xanh, vàng.
 Betalains: có trong khơng bào, tạo sắc tố vàng và đỏ.
Các sắc tố tạo màu chiếm ưu thế trong rau trái
CÁC SẮC TỐ CHÍNH TRONG RAU TRÁI
MÀU SẮC TỐ RAU TRÁI
ĐỎ
Anthocyanins
Dâu, Raspberry, Cherry, Cranberry, Lựu,
Táo, Nho đỏ
Lycopene Cà chua, Bưởi đỏ, Dưa hấu

Betacyanins Củ cải đường
CAM
Beta-carotene
Cà rốt, Xồi, Mơ, Cantelope, Bí đỏ, Khoai
tây ngọt
Beta-
cryptoxanthin
Cam, Qt
XANH/TÍM Anthocyanins Blueberry, Mận, Cà, Nho xanh
VÀNG
Lutein, Zeaxantin Bắp, Bơ
Curcumin Củ nghệ
XANH LÁ
CÂY
Chlorophyll
Bơng cải xanh, Cải xoăn, Rau bina, Cải bắp,
Măng tây, Trà xanh
ĐEN
Thearubigens Trà đen
Anthocyanins Blackberry
Ngày nay, các chất màu tự nhiên đang được sử dụng rộng rãi trong các q trình chế
biến thực phẩm và nước giải khát bên cạnh các chất màu tổng hợp. Năm chất màu tự nhiên
được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm thực phẩm là: Annatto, Anthocyanin, Beetroot,
Turmeric, Carmine. Trong đó màu Anthocyanin được biết đến nhiều nhất.
II. Nguồn ngun liệu:
1. Nhóm thực phẩm giàu Carotenoid:
a) Dưa hấu:
2
Chất màu từ phế liệu rau trái GVHD: Tơn Nữ Minh Nguyệt
Dưa hấu là một loại trái cây có hàm lượng lycopene nhiều hơn các loại rau quả và

trái cây khác. Nó là một sắc tố chỉ có trong quả của các loại cây có màu đỏ như cà
chua, dưa hấu và bưởi tía. Lycopene là một chất có khả năng chống oxi hoá mạnh và
ngăn ngừa bệnh. Nó có tác dụng loại bỏ các gốc tự do gây hại cho tế bào lành. Trước
đây cà chua được sử dụng trong việc nghiên cứu lycopene nhưng gần đây người ta đã
khám phá ra trong dưa hấu có nhiều lycopene hơn. Nguồn nguyên liệu giàu lycopene là
dưa hấu, cà chua, cây bưởi đỏ và quả ổi.
Hình 1: Các loại dưa hấu
Dưa hấu có thòt đỏ chứa khoảng 6300-6800 µg lycopene/100g thòt quả.
Dưa hấu có ruột vàng thì chứa 370-420 µg lycopene/100g thòt quả.
Hàm lượng lycopene tập trung cao vào thời điểm 7 ngày trước khi chín và 7 ngày
sau khi chín. Trong sản xuất nhỏ, dưa hấu đã cắt ra thì hàm lượng lycopen giảm 10%
sau 7-10 ngày trữ ở 2
o
C.
b) Cà chua:
Trong
cà chua
thường có
sắc tố
thuộc
nhóm
carotenoid
như
carotene,
lycopene,
xantophyll. Ở quả xanh còn có chlorophyll. Tùy theo mức độ chín mà các sắc tố kia
tăng dần nên màu của quả trở nên đậm hơn:
Thành phần các sắc tố trong cà chua
3
Chất màu từ phế liệu rau trái GVHD: Tơn Nữ Minh Nguyệt

Sắc tố cà
chua
Còn xanh Nửa chín Chín
Lycopene 0.11 0.84 7.85
Carotene 0.16 0.43 0.73
Xantophyll 0.02 0.05 0.06
c) Ổi:
Trong một số ổi ruột hồng, màu hồng là do sự có mặt của lycopene (

C
40
H
50
), sắc
tố thuộc nhóm carotenoid.
d) Xoài:
Thành phần tạo màu chính cho xoài chín là carotenoid:
 carotenoid : 50,6%
 phytofluence : 11,7%
 phytoene : 6,3%
 auroxanthin : 11,4%
 cis – violanthin : 7,1%
4
Chất màu từ phế liệu rau trái GVHD: Tơn Nữ Minh Nguyệt
 các carotenoid khác.
Một số loại xoài có màu đỏ là do có anthocyanin, peonidin – 3 – galactoside.
Xoài chứa một tiền vitamin A đáng kể: 12.5mg carotenoid/100g thòt quả
Cis -β-carotene chỉ có trong xoài chín, γ - carotene có trong cả tất cả các giai đoạn
chín của xoài.
Thành phần chính của xanthophyll có trong xoài chưa chín là mutatoxanthin

(9.44%).
Thành phần cryptoxanthin giảm dần trong quá trình chín, lượng zeaxanthin cũng
có đáng kể trong xoài chín 1 phần và chín hoàn toàn.
Epoxy carotenoid : 5,6 – monoepoxy - β-caroten, mutatochrome, cis –
violaxanthin, luteoxanthin, auroxanthin có trong tất cả các giai đoạn quả chín.
Trong quá trình chín, carotenoid tăng lên rất nhiều. Tăng đến cực đại khi xoài
được bảo quản ở nhiệt độ thường, khoảng 16mg/100g thòt quả. Nếu được giữ ở 7
÷
20
0
C
trong 16
÷
23 ngày và sau đó để chín ở nhiệt độ thường thì carotenoid còn ít hơn 22
÷
53%.
Sự tạo thành carotenoid trong quá trình chín sẽ bò ức chế nhiều nhất khi bảo quản
liên tục ở nhiệt độ thấp, thường là ở 7; 15 và 20
0
C thì lượng carotenoid chỉ bằng 30; 34
và 51% so với quả chín ở nhiệt độ thường. Bảo quản dưới 25
0
C còn ảnh hưởng đến sự
tạo hương cho quả.
e) Cà rốt:
Cà rốt không nhất thiết phải có màu cam, cà rốt có thể có nhiều màu khác nhau do
có nhiều nhóm màu khác nhau.
 Phía trên bên trái: cà rốt có màu cam truyền thống.
Màu này là do hàm lượng β-carotene là chủ yếu và
một phần α-carotene.

5
Chất màu từ phế liệu rau trái GVHD: Tơn Nữ Minh Nguyệt
 Phía giữa bên trái: là cà rốt màu vàng, do chứa nhiều xanthophyll.
 Phía cuối bên trái: là cà rốt đỏ, chủ yếu là do hàm lượng lycopene, một ít α&β-
carotene.
 Phía trên bên phải: cà rốt tím là do màu anthocyanins.
 Phía dưới bên phải: là cà rốt trắng, không có chất tạo màu.
2. Nhóm nguyên liệu giàu Flavonoid:
a) Dâu tây:
Chất màu chủ yếu có trong dâu tây là anthocyannin:
 Cyanindin.
 Pelargonidin.
6
Chất màu từ phế liệu rau trái GVHD: Tơn Nữ Minh Nguyệt
b) Nho:
Quả nho gồm vỏ mọng 5-12%, thòt quả 80-95%, hạt chiếm 0-4% khối lượng quả.
Vỏ nho có chất chát, chất màu, một ít chất thơm. Ngoài ra còn có protein, chất
khoáng, canxi oxalat, chất sáp, tartrat. Chất màu ít hoà tan trong nước nho ép. Hạt nho
có acid, nhựa và dầu hoà tan.

c) Việt quất:
Đến nay, bã ép việt quất, một sản phẩm phế thải của q trình trích ly nước ép trái
việt quất, được xem như nguồn cung cấp màu đỏ, nhưng vị đắng và chát làm khả năng sử
dụng nó bị hạn chế đến mức thấp. Do đó, người ta đã dùng phương pháp trao đổi ion để tách
hợp chất màu từ dịch ép việt quất, bằng nhựa trao đổi ion. Những đề tài khác đưa ra dùng
methanol được acid hóa và ethanol như dung mơi tách thì tốt hơn là nước.
Chất màu chủ yếu trong việt quất là:
 Delphinidin
 Malvidin
 Petunidin

7
Cht mu t ph liu rau trỏi GVHD: Tụn N Minh Nguyt
3. Nhoựm nguyeõn lieọu giaứu Chlorophyll:
Ch yu l t cỏc loi rau xanh nh: bụng ci xanh, ci xon, rau bina, ci bp,
mng tõy, tr xanh

4. Nhúm nguyờn liu khỏc:
a) C ngh:
Cht mu ch yu trong c ngh l curcumin.
b) C ci (Beetroot):
Cht mu ch yu trong c ci l betanin v vulgaxanthin.
8
Chất màu từ phế liệu rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
III. Quy trình sản xuất:
1. Từ nguyên liệu giàu Carotenoid:
a) Từ bã cà chua:
 Sơ đồ quy trình công nghệ:
9
Dầu thực vật
90-98
0
,2h
Tách hạt
Trích ly
Lọc
Cô đặc chân không
Lọc
Trích ly
Trích ly
Màu

licopen
e
Trộn duy trì
Bã cà chua
30-40 phút
550-560mmHg
Dung môi Dung môi
Bã Bã
Chất màu từ phế liệu rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
 Cách thực hiện:
Một phần thịt cà chua được phân ly có chứa chất màu licopene (đồng phân của
β- carotene), có công thức C
40
H
56
, chính là chất tạo màu đỏ của cà chua. Ở dạng tinh khiết,
licopene là chất màu đỏ, có cấu trúc tinh thể lăng trụ và hình kim dài. Hàm lượng licopene
trong cà chua dao động từ 1,3-13,2 mg%.
Ở nhà máy liên hợp sản xuất vitamin vùng Cratnođa (Voronen và cộng sự) đã sản
xuất được thịt cà chua thu được sau khi ép hoặc ly tâm một chất màu thực phẩm lý hiệu là
KMT, dùng vào sản xuất magarine thay cho carotene. Người ta chiết sắc tố này từ thịt quả
bằng cách hòa tan nó trong dầu thực vật.
Để khai thác chất màu thực phẩm, người ta cho thịt quả vào những chai thủy tinh
dung tích khoảng 3 lit và đem thanh trùng trong nồi hấp hoặc cho vào thùng gỗ có cho thêm
10% NaCl và 0,5% natri benzoat.
Mitxen phần lỏng có hòa tan chất màu đi từ thiết bị trích ly 2 vào thùng chứa rồi quay
về thiết bị trích ly 1 để được gia nhiệt đến 90-95
0
C. Người ta cho thêm thịt quả vào thiết bị
trích ly này và làm bốc hơi nó ở nhiệt độ tăng dần đến 95-98

0
C và độ chân không 550-
560 mmHg. Quá trình chuẩn bị, tức là giai đoạn đầu tiên của việc hòa tan sắc tố, thường kéo
dài 25-30 phút, còn giai đoạn thứ hai xảy ra với các điều kiện giống như trên nhưng kéo dài
85-90 phút. Sau khi kết thúc trích ly, dung dịch dầu được chuyển bằng bơm ly tâm và lọc
bằng máy ép lọc khung bản đến khi thu được thành phẩm. Bã còn lại trong máy ép lọc được
thổi bằng không khí nén đến khi không thấy mitxen chảy ra. Người ta cho bã này vào thiết bị
trích ly 2 để trích ly sắc tố bằng dung môi ở dạng mitxen loãng lấy từ thiết bị trích ly 3 sang.
Việc trích ly lần hai tiến hành tương tự như trên trong vài giờ. Huyền phù tạo ra, được
lọc lần hai ở trên máy lọc ép.
Bã còn lại trên máy lọc ép sau khi thổi không khí cho chảy về thiết bị trích ly 3, còn
mitxen lần hai cho chảy về các thùng chứa và làm dung môi để tiến hành trích ly lần đầu.
Sau khi trích ly lần thứ ba thu được mitxen thứ ba dùng để trích ly lần hai. Cặn còn
trên máy ép lọc được đem tách hết dầu và chuyển thành phế liệu. Chất màu thành phẩm chứa
licopene ( mitxen sau lần trích ly đầu) được lọc nguội lần thứ hai trên máy lọc ép và chuyển
về thùng trộn, tại đây nó được trộn trong 30-40 phút để thu sản phẩm màu đồng đều, tức là
màu da cam thẫm, sau đó được đóng gói vào thùng kín.
 Mục đích công nghệ:
 Tách hạt:
10
Chất màu từ phế liệu rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
- Loại bỏ các hợp chất polyphenol dễ bị oxy hóa, ảnh hưởng đến quá trình trích ly
và bảo quản.
- Tăng hiệu suất quá trình lọc.
 Trích ly:
- Tách carotenoid trong phế liệu cà chua vào dung môi hòa tan (dầu thực vật).
 Lọc:
- Tách các bã rắn không tan ra khỏi dung môi hòa tan.
 Cô đặc chân không:
- Tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm.

- Thực hiện ở áp suất chân không để giảm nhiệt độ cô đặc, tránh làm biến đổi chất
màu.
 Trộn duy trì:
- Đồng đều màu sản phẩm, tăng giá trị sử dụng.
b) Bã cà rốt:
 Sơ đồ quy trình công nghệ:
11
Dầu thực vật
90-98
0
,2h
Bã cà rốt
Sấy phun
Màu
carotenoi
d
Trích ly
Lọc
Cô đặc chân không
Lọc
Trích ly
Trích ly
Trộn duy trì
30-40 phút
550-560mmHg
Dung môi Dung môi
Bã Bã
Chất màu từ phế liệu rau trái GVHD: Tôn Nữ Minh Nguyệt
 Cách thực hiện:
Bã cà rốt sẽ được trích ly lần thứ nhất nhờ dung môi là dầu thực vật. Sau đó, hỗn hợp

sẽ được lọc, tách ra thành 2 phần: phần bã sẽ qua trích ly lần 2, hoặc lần 3 cũng bằng dung
môi trên; phần lỏng sẽ được cô đặc chân không ở áp suất 550 – 560 mmHg. Dịch cô đặc
được đưa qua thiết bị lọc tinh trong khoảng 30 – 40 phút. Tiếp đó, tiến hành trộn duy trì
nhằm đồng đều sản phẩm và có thể thêm vào chất phụ gia để kéo dài thời gian bảo quản hay
cố định màu. Cuối cùng, ta tiến hành sấy phun để tạo thành phẩm.
 Mục đích công nghệ:
 Trích ly:
- Tách carotenoid trong phế liệu cà chua vào dung môi hòa tan (dầu thực vật).
 Lọc:
- Tách các bã rắn không tan ra khỏi dung môi hòa tan.
 Cô đặc chân không:
- Tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm.
- Thực hiện ở áp suất chân không để giảm nhiệt độ cô đặc, tránh làm biến đổi chất
màu.
 Trộn duy trì:
- Đồng đều màu sản phẩm, tăng giá trị sử dụng
 Sấy phun:
- Tạo hình cho sản phẩm.
- Giảm hàm lượng ẩm, tăng thời gian bảo quản.
c) Bã xoài:
 Sơ đồ quy trình công nghệ:
12
Bã xoài
Xà phòng hóa
Carotenoid
Rửa
Lọc
Cô đặc
Trích ly
Cô đặc chân không

NaOH – ethanol
2h, 50
0
C
Ether dầu hỏa
1. MeOH 85% + KOH
2. H
2
O
3. MeOH 80%