Ứng dụng kiến thức bản địa về cây nhuộm màu vàng trong tách chiết chất màu sử dụng vào nhuộm màu thực phẩm

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM



NGUYỄN MẠNH CƯỜNG


Tên đề tài:
“
ỨNG DỤNG KIẾN THỨC BẢN ĐỊA VỀ CÂY NHUỘM
MÀU VÀNG TRONG TÁCH CHIẾT CHẤT MÀU SỬ DỤNG
VÀO NHUỘM MÀU THỰC PHẨM
”


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC




Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm
Khoa : CNSH & CNTP
Lớp : 42 - CNTP
Khoá học : 2010 – 2014
Giáo viên hướng dẫn : ThS. Lương Hùng Tiến
ThS. Nguyễn Văn Bình
Khoa CNTP – CNSH - Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên

Thái Nguyên, 2014

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực hiện đề tài và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp,
cùng với sự nỗ lực, cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ và
tạo điều kiện thuận lợi của các thầy cô giáo và nhà trường.
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS. Lương Hùng
Tiến, Trưởng bộ môn Công nghệ Thực phẩm, khoa CNSH - CNTP,
trường Đại học Nông Lâm và ThS. Nguyễn Văn Bình, giảng viên bộ
môn Công nghệ Thực phẩm, khoa CNSH - CNTP, trường Đại học Nông
Lâm đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi
trong suốt thời gian thực tập. Đồng thời, tôi xin chân thành cảm ơn các
thầy cô trong khoa, cán bộ làm việc tại phòng thí nghiệm khoa CNSH -
CNTP, trường Đại học Nông Lâm đã giúp đỡ tôi trong suốt khóa học
cũng như trong thời gian tôi thực hiện đề tài tốt nghiệp.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các ông bà người dân tộc thiểu số tại một
số tỉnh miền núi phía Bắc đã cung cấp những thông tin, tri thức và kinh
nghiệm sử dụng cây nhuộm màu truyền thống trong quá trình điều tra
thực địa và xin chân thành cảm ơn gia đình bà Hoàng Thị Thập - xã Tân
Lang - Huyện Văn Lãng -Tỉnh Lạng Sơn, bà Nông Thị Nuôi - xã Văn
Trình - Huyện Thạch An - Tỉnh Cao Bằng đã cung cấp nguyên liệu cho
tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới gia đình, bạn bè thân
thiết đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực tập, rèn luyện và thực
hiện đề tài.
Trong quá trình thực hiện đề tài do có nhiều hạn chế nên không thể

tránh được những thiếu sót. Rất mong các thầy cô, anh chị và bạn bè quan
tâm đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014
Sinh viên thực tập


Nguyễn Mạnh Cường


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang

Bảng 2.1. Danh mục các chất màu thực phẩm được phép sử dụng ở Việt Nam 8

Bảng 2.2: Màu sắc tố hấp thụ và màu sắc cảm nhận được 22

Bảng 2.3: Mối liên quan giữa bước sóng và màu sắc 23

Bảng 3.1. Thiết bị thí nghiệm 24

Bảng 3.2. Dụng cụ thí nghiệm 25

Bảng 3.3. Lựa chọn nguyên liệu và dung môi chiết phục vụ chiết tách
chất màu vàng 26

Bảng 3.4. Ảnh hưởng của loại nguyên liệu đến khả năng chiết chất màu 27

Bảng 3.5. Bảng mã hóa các điều kiện tối ưu chiết tách chất màu vàng 28

Bảng 3.6. Bảng thiết kế thí nghiệm tối ưu chiết tách chất màu vàng 29

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của số lần tách chiết đến quá trình tận thu chất
màu vàng 30

Bảng 3.8. Kiểm tra tính ổn định của dịch chiết trong các môi trường 30

Bảng 3.9. Bảng cho điểm thị hiếu theo thang Hedonic 33

Bảng 4.1. Kết quả điều tra kiến thức bản địa về cây nhuộm màu 36

Bảng 4.2. Kết quả đánh giá cảm quan màu sắc của gạo sau khi nhuộm
màu vàng từ nguyên liệu khác nhau 38

Bảng 4.3. Kết quả đánh giá cảm quan màu vàng của xôi nhuộm bằng
dịch chiết từ nguyên liệu dành dành tươi và khô 40

Bảng 4.4. Kết quả OD đối với nguyên liệu dành dành 42

Bảng 4.5. Kết quả phân tích ANOVA cho mô hình chiết tách chất màu vàng 43

Bảng 4.6. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của số lần tách chiết đến quá
trình tận thu chất màu vàng 47

Bảng 4.7. Biến đổi sắc màu của dich chiết ở pH môi trường khác nhau 48

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang

Hình 2.1. Cấu tạo hóa học của Chlorophyll 10

Hình 2.2. Sơ đồ chuyển hóa của chlorophyll 11

Hình 2.3. Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin 12

Hình 2.4. Công thức cấu tạo của một số carotenoid 14

Hình 4.1. Mật độ quang của dịch chiết hạt dành dành 39

Hình 4.2. Phổ hấp thụ ánh sáng của dịch chiết từ nguyên liệu dành dành 40

Hình 4.3. Bề mặt đáp ứng của nhiệt độ đến quá trình chiết tách chất màu
từ nguyên liệu dành dành 44

Hình 4.4. Bề mặt đáp ứng của tỷ lệ dung môi đến quá trình chiết tách
chất màu từ nguyên liệu dành dành 45

Hình 4.5. Bề mặt đáp ứng của thời gian đến quá trình chiết tách chất màu
từ nguyên liệu dành dành 46

Hình 4.6. Giá trị OD thu được của dịch chiết sau mỗi lần chiết 48

Hình 4.7. Công thức cấu tạo của của gacdenin và α-croxetin 49

MỤC LỤC
Trang


Phần 1
:

MỞ ĐẦU
1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục đích của đề tài 3
1.3. Yêu cầu của đề tài 3
Phần 2:
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1. Tổng quan về nguyên liệu 4
2.1.1. Dành dành
4
2.1.2. Mật mông
5
2.1.3. Nghệ
5
2.2. Tổng quan về chất màu 6
2.2.1 Định nghĩa
6
2.2.2. Phân loại
6
2.2.3. Các nhóm chất màu chính
9
2.2.4. Vai trò của chất màu thực phẩm
15
2.3. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về cây nhuộm màu thực phẩm 15
2.3.1. Tình hình nghiên cứu cây có chất màu ở Việt Nam
15
2.3.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng chất màu thực phẩm trên thế giới
17
2.4. Nguyên tắc trích ly hợp chất từ thực vật 20
2.4.1. Dung môi trích ly

20
2.4.2. Phương pháp trích ly
21
2.5. Cơ sở lý thuyết về màu sắc và phương pháp so màu 21
Phần 3:
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
3.1. Nguyên vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 24
3.1.1. Nguyên liệu nghiên cứu
24
3.1.2 Địa điểm nghiên cứu
24
3.1.3. Thời gian nghiên cứu
24
3.1.4 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị nghiên cứu
24
3.2. Nội dung nghiên cứu 25
3.3. Phương pháp nghiên cứu 25
3.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
25
3.3.2. Phương pháp điều tra thu thập thông tin
31
3.3.3. Phương pháp vật lí
31
3.3.4 Phương pháp đánh giá cảm quan
32
3.3.5. Quy trình chiết tách chất màu thực phẩm dự kiến
33
3.3.6. Phương pháp xử lí số liệu
34
Phần 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

35
4.1. Kết quả sưu tập kiến thức bản địa ở một số tỉnh miền núi phía Bắc về
cây nhuộm màu thực phẩm 35
4.2. Kết quả nghiên cứu lựa chọn nguyên liệu và dung môi chiết phục vụ
chiết tách chất màu vàng 37
4.3. Kết quả ảnh hưởng của loại nguyên liệu đến khả năng chiết chất màu
thực vật 39
4.4. Nghiên cứu tối ưu thời gian, nhiệt độ, tỷ lệ nguyên liệu đến khả năng
chiết tách chất màu 41
4.4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chiết tách chất màu từ nguyên
liệu dành dành
44
4.4.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến quá trình chiết tách chất màu từ
nguyên liệu dành dành
45
4.4.3. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình chiết tách chất màu từ
nguyên liệu dành dành
46
4.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của số lần tách chiết đến quá trình tận thu chất
màu vàng 47
4.6. Nghiên cứu ổn định sắc màu 48
4.6.1. Với pH môi trường
48
4.6.2. Với nhiệt độ cao
48
4.7. Dự đoán nhóm chất màu vàng có trong nguyên liệu hạt dành dành 49
4.8. Kỹ thuật chiết tách màu vàng từ thực vật 50
Phần 5
:
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

53
5.1. Kết luận 53
5.2. Kiến nghị 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO
55


1

Phần 1
MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề
Phẩm màu là chất phụ gia thực phẩm được sử dụng rất nhiều trong chế biến
thực phẩm. Là một trong 5 chỉ tiêu đánh giá chất lượng cảm quan thực phẩm và
góp phần làm tăng cảm giác ngon miệng, kích thích sự thèm ăn, mặc dù các chất
này không hoàn toàn là các thành phần thực phẩm chứa dinh dưỡng. Với các sản
phẩm thực phẩm truyền thống, hay món ăn hàng ngày, con người đã biết sử
dụng những phẩm màu tự nhiên từ thực vật như quả gấc, lá cẩm, củ nghệ… để
chế biến món ăn thêm phần thu hút. Chính do tính chất cảm quan, thu hút thị
hiếu người tiêu dùng, nên nhu cầu sử dụng chất màu để làm tăng giá trị cảm
quan của thực phẩm đang ngày càng gia tăng. Chất màu thực phẩm được chia
thành hai loại, chất màu tự nhiên và chất màu tổng hợp. Chất màu tổng hợp được
sử dụng tương đối phổ biến bởi giá thành thấp, màu sắc phong phú, tuy nhiên,
tiềm ẩn nhiều nguy cơ gây hại đến sức khỏe con người. Khác với chất màu tổng
hợp, chất màu tự nhiên là các chất màu có sẵn trong thực vật tự nhiên, không
độc, sử dụng chất màu tự nhiên cho thực phẩm có tính ưu việt so với phẩm màu
tổng hợp. Chính vì vậy, xu thế nghiên cứu chiết tách chất màu từ thiên nhiên là
mối quan tâm của các nhà hóa học thực phẩm, hứa hẹn sẽ mang lại lợi ích kinh
tế xã hội của đất nước nói chung và của ngành thực phẩm nói riêng.

Ở Việt Nam, hiện nay, hầu hết các loại chất màu thực phẩm chưa tự sản
xuất được, phải nhập khẩu từ nước ngoài. Khi chưa chủ động được về kỹ
thuật sản xuất, chất lượng sản phẩm sẽ phải phụ thuộc vào nguồn cung cấp
sản phẩm. Theo thống kê của Chi cục quản lý thị trường một số tỉnh như
thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Hà Nội, thành phố Thái Nguyên, hiện trên
thị trường có nhiều các sản phẩm phẩm màu trôi nổi, không rõ nguồn gốc,
xuất xứ, giá thành dao động từ 1000 đồng đến 2000 đồng/kg. Theo kết quả

2

kiểm tra của Sở y tế các tỉnh, trong đó, tại Hà Nội, trên địa bàn thành phố thì
15% số ca ngộ độc do phẩm màu gây ra, trong đó, chỉ có 50% các loại phẩm
màu thực phẩm ngoại nhập nằm trong danh mục cho phép của Bộ y tế. Đa
phần các nhóm phẩm màu trôi nổi trên thị trường là các phẩm màu được tổng
hợp hóa học như amaranth (đỏ), brilliant blue (xanh), sunset yellow (vàng
cam), tartazine (vàng chanh) Các loại màu tổng hợp này thường có độ bền
màu cao, với một lượng nhỏ chất màu đã đạt theo yêu cầu mong muốn. Tuy
nhiên, các phẩm màu này có thể gây ngộ độc nếu không nguyên chất, hoặc có
khả năng bị biến chất trong quá trình chế biến, khó đào thải ra khỏi cơ thể con
người nên không được phép dung trong thực phẩm. Nếu lạm dụng các loại
phẩm màu này, khi tích lũy lâu dài trong cơ thể, sẽ có hại cho sức khỏe, có thể
là một trong các nguyên nhân gây ung thư hoặc có khả năng gây ra các ca ngộ
độc cấp tính. Vì vậy, nghiên cứu cây nhuộm màu thực phẩm và các chất màu
từ chúng có ý nghĩa quan trọng đối với sức khỏe cộng đồng và sự phát triển
bền vững kinh tế xã hội của đất nước.
Nhuộm màu thực phẩm bằng thực vật là tri thức và kinh nghiệm truyền
thống lâu đời của các dân tộc Việt Nam, nhất là đồng bào các dân tộc thiểu số.
Hơn thế, với phong tục tập quán khác nhau, cư trú trên các vùng lãnh thổ có
điều kiện tự nhiên riêng biệt, mỗi dân tộc có kinh nghiệm và tri thức độc đáo
mang tính bản địa và văn hóa truyền thống. Màu sắc sử dụng rất phong phú

và không thể không kể đến màu từ các loại lá như lá dứa, lá riềng, lá gừng, lá
mây, cẩm tím, hoa mật mông, lá sau sau… đã tạo cho các sản phẩm thực
phẩm thêm bắt mắt và tăng giá trị cảm quan. Trên cơ sở nắm vững nhu cầu
của thị trường, dựa trên nền tảng văn hóa dân tộc và thực hiện mục đích tạo ra
chất màu tự nhiên theo quy mô công nghiệp, nhóm nghiên cứu tiến hành
nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng kiến thức bản địa về cây nhuộm màu vàng
trong tách chiết chất màu sử dụng vào nhuộm màu thực phẩm”.

3

1.2. Mục đích của đề tài
- Sưu tầm và sử dụng kiến thức bản địa về nhuộm màu vàng thực phẩm
của đồng bào dân tộc ở một số tỉnh miền núi phía Bắc ứng dụng vào lựa chọn,
đánh giá nguyên liệu cho nghiên cứu chất màu vàng thực phẩm.
- Nghiên cứu tối ưu các điều kiện chiết tách để nâng cao tỷ lệ thu hồi
chất màu vàng thực phẩm.
- Bước đầu xây dựng quy trình chiết tách màu vàng thực phẩm từ
thực vật bản địa, làm tiền đề nghiên cứu sản xuất chất màu vàng quy mô
công nghiệp.
- Bảo tồn và phát triển kiến thức bản địa góp phần bảo tồn tập quán, bản
sắc dân tộc và phát triển kinh tế - xã hội.
1.3. Yêu cầu của đề tài
- Sưu tập được kiến thức bản địa ở một số tỉnh miền núi phía Bắc về cây
nhuộm màu vàng thực phẩm.
- Lựa chọn được nguyên liệu và dung môi chiết phục vụ chiết tách chất màu
vàng thực phẩm.
- Hoàn thiện được các điều kiện kỹ thuật chiết tách chất màu vàng từ
thực vật phục vụ xây dựng quy trình tách chiết chất màu vàng từ thực vật.
- Đề xuất được quy trình chiết tách chất màu vàng thực phẩm từ thực vật.

4

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU


2.1. Tổng quan về nguyên liệu
Cho tới nay, đã điều tra phát hiện và ghi nhận 46 loài thực vật bậc cao
thuộc 27 họ thực vật được đồng bào các dân tộc thiểu số ở các tỉnh miền Bắc
Việt Nam sử dụng để nhuộm màu thực phẩm [7].
Trong số các loài thực vật đã tìm hiểu, một số loài chỉ được sử dụng trong
cộng đồng rất hẹp. Các loài cây nhuộm màu phổ biến trong hầu hết các dân tộc
thiểu số gồm có:
- Các cây dùng để nhuộm màu vàng: nghệ vàng, mật mông, dành dành…
- Các cây để nhuộm màu đỏ: cẩm, gấc, gỗ vang…
- Các cây để nhuộm màu xanh: bồng bồng, lá mây, lá dứa, mơ dây…
- Các loại cây dùng để nhuộm màu tím: cẩm tím, mồng tơi…
- Các loài cây dùng để nhuộm màu đen: sau sau, núc nác, trám đen…
Mặc dù loài cây nhuộm màu được phát hiện không lớn nhưng với kinh
nghiệm truyền thống người ta có thể nhuộm thực phẩm thành hầu hết các màu
trong tự nhiên. Trong số đó, hiện nay người ta thường sử dụng một số loài
thực vật như: nghệ, dành dành, mật mông,… để nhuộm màu vàng thực phẩm.
2.1.1. Dành dành
Dành dành, có tên khoa học là Gardenia jasminoides thuộc họ Cà phê
(Rubiaceae). Cây thuộc loại nhỡ cao hơn 1m, phân cành nhiều. Lá mọc đối
hay mọc vòng 3, lá có hình trái xoan hay bầu dục dài, nhẵn bóng, lá kèm mềm
ôm lấy cả cành như bẹ lá. Hoa mọc đơn độc ở đầu cành, màu trắng, rất thơm.
Cuống có 6 cạnh hình như cánh. Quả mọng, hình thoi, dài khoảng 1,8cm;
đường kính khoảng 0,6cm; màu vàng cam, có 6 sóng dọc màu vàng xanh.
Đỉnh quả có 6 lá đài tồn tại. Cuống ngắn 0,3cm; cũng có 6 sóng dọc màu

xanh. Hạt dẹt, màu đỏ, kích thước 3 x 2mm, dính nhau thành một khối [31].
Dành dành là cây của vùng lục địa Đông nam châu Á, mọc hoang ở
nhiều nước. Dân gian hay làm cảnh trước sân nhà hoặc hai bên lối đi, hoa
dành dành có mùi thơm nhẹ nhàng dễ chịu.

5

Quả dành dành chưa các iridoid glycoside: gardosid, shanzhisid,
geniposid, acid geniposidid, geniposid, genipingentiobiosid, scandosid
methylester, gardenosid [31].
Lá chứa một chất iridoid là cerbinal [31].
Hoa chứa steroid: acid gardenoic B; 2 cycloartan triterpenoid, acid
gardenic và acid gardenolic B. Tinh dầu: benzyl acetat, hydroxycentronenlal
và eugenol [31].
2.1.2. Mật mông
Mật mông tên khoa học là Buddleia officinalis Maxim, thuộc họ Bọ chó
Buddleiaceae.

Cây nhỡ, có nhánh non phủ lông đơn, sít nhau, màu hung hay
trăng trắng và những lông tuyến. Lá xoan hay thuôn ngọn giáo, dài 5 ÷ 15cm,
rộng 1 ÷ 3cm, nhọn hay có mũi ở đầu, nguyên hay có răng, dài 5 ÷ 11cm,
rộng 2 ÷ 4cm, nhẵn ở trên, có lông bột ở dưới, dạng màng hay hơi dai. Hoa
trắng, vàng vàng, thành chuỳ ở ngọn thường hẹp, dài 15cm, gồm những xim
có cuống, nhiều hoa. Quả nang hoá sừng, thuôn bầu dục, hai lần dài hơn đài.
Hoa nở vào tháng 2 ÷ 4, quả vào tháng 5 ÷ 8 [32].
Cây mọc ở Cao Bằng, Lạng Sơn,… trên các núi đá vôi. Thu hái hoa vào
mùa xuân, lúc hoa chưa nở hết mang về phơi khô và được sử dụng dần.
Hoa chứa chủ yếu 8 hợp chất flavonoid: acacetin, apigenin, luteolin,
neobudofficide, linarin, luteolin-7-O-rutinoside, luteolin-7-O-glucoside và
cosmosiin [32].

2.1.3. Nghệ
Nghệ còn có tên là uất kim, khương hoàng, safran des Indes.
- Tên khoa học Curcuma longa L. (Curcuma domestica Lour).
- Thuộc họ Gừng Zingiberaceae.
- Ta dùng thân rễ gọi là khương hoàng (Rhizoma Curcumae longae) và
rể củ gọi là uất kim (Radix Curcumae longae).
Nghệ là một loài cây cao 0,60m đến 1m. Thân rễ thành củ hình tròn hơi
dẹt, khi bẻ hoặc cắt ngang có màu vàng cam sậm. Lá hình trái xoan thon nhọn
hai đầu, hai mặt đều nhẵn dài khoảng 45cm, rộng khoảng 18cm. Cuốn lá có
bẹ, cụm hoa mọc từ giữa các lá lên, thành hình nón thưa, lá bắc hữu thụ khum

6

hình máng rộng, đầu tròn màu xanh lục nhạt, lá bắc bất thụ hẹp hơn, màu hơi
tím nhạt. Tràng có phiến, cánh hoa ngoài màu xanh lục vàng nhạt, chia thành
ba thùy, thùy trên to hơn, phiến cánh hoa trong cũng chia thành ba thùy, hai
thùy hai bên đứng và phẳng, thùy dưới hõm thành máng sâu [13].
Thành phần hóa học của củ nghệ vàng gồm có: Chất màu curcumin, tinh
dầu nghệ dễ bay hơi, chất xơ, chất khoáng, protein, chất béo, nước… [25].
2.2. Tổng quan về chất màu
2.2.1 Định nghĩa
Chất màu thực phẩm là loại hợp chất được sử dụng trong lương thực
thực phẩm, được tổng hợp, phân loại thông qua nguồn gốc hoặc phương pháp
điều chế [8].
2.2.2. Phân loại
Tuỳ theo nguồn gốc và phương pháp điều chế người ta phân ra phẩm
màu làm các loại sau:
2.2.2.1.Chất màu tổng hợp
Các chất màu nhân tạo được tổng hợp từ các hợp chất hóa học khác
nhau. Chúng có ưu điểm là màu sắc đa dạng, bền màu trong quá trình chế

biến. Sử dụng trong phạm vi tương đối hẹp, thường sử dụng trong sản xuất
các thứ nước uống (trừ rượu), sản xuất kẹo, đồ hộp. Tuy nhiên cần thận trọng
khi sử dụng và tuân thủ nghiêm ngặt những quy định về chủng loại sử dụng
và liều lượng cho phép [18].
Nhóm chất màu vàng: nhóm chất màu này thường được dùng nhiều
trong sản xuất bánh kẹo, mứt, đồ uống, rượu, vỏ ngoài phomat, vỏ ngoài thịt
chín [18].
Nhóm chất màu đỏ: chất màu đỏ tổng hợp amaranth có kí hiệu quốc tế là
E123 dùng trong chế biến tôm đóng hộp với mức quy định 30 mg/kg trong
sản phẩm cuối cùng [8].
Nhóm chất màu xanh: brillantblue FCF dùng trong dưa chuột dầm
với mức quy định là 300 mg/kg, có thể dùng một mình hay kết hợp với
màu khác [18].
Nhóm chất màu đen: màu đen sáng BN được kí hiệu E151 được dùng để
trang trí thực phẩm [8].

7

2.2.2.2.Chất màu vô cơ
Các chất màu vô cơ chủ yếu dùng để trang trí thực phẩm, sử dụng các
loại bột nhẹ để chống dính ở bền mặt. FeO, F
2
O
3
có màu đỏ dùng để trang trí
bề mặt thực phẩm như mứt, bánh kẹo Phần lớn các chất màu vô cơ đều có
tính độc vì vậy cần thận trọng khi sử dụng [18].
Các chất màu được chiết xuất từ tự nhiên, không gây độc cho con người
vì vậy được coi là nguồn phụ gia thực phẩm an toàn nhất [18].
2.2.2.3. Chất màu tự nhiên

Chất màu tự nhiên là các loại màu được chiết tách từ động vật, thực vật
hay từ chất khoáng. Hợp chất màu này dễ bị phân hủy và mất đi trong quá
trình chế biến thực phẩm. Vì thế, cần phải có biện pháp kỹ thuật cần thiết để
giữ màu sắc tự nhiên của sản phẩm [3].
Các chất màu được chiết xuất từ tự nhiên, không gây độc cho con người
vì vậy được coi là nguồn phụ gia thực phẩm an toàn nhất [18].
Phần lớn các chất màu thực phẩm đều có nguồn gốc từ tự nhiên không
bền như các chất màu tổng hợp và chúng có mùi, vị gần giống với mùi tự
nhiên của chúng. Mặt khác, tuy xuất phát từ các nguồn tự nhiên như nhau
nhưng thành phần của chúng cũng khác nhau. Sự khác nhau phụ thuộc vào vị
trí địa lí, khí hậu và điều kiện canh tác.
Các chất màu tự nhiên thường gặp chủ yếu ở trong các nguyên liệu thực
vật, có thể chia làm 3 nhóm chính: Chlorophyll (diệp lục hay chất màu xanh lá
cây), các carotenoid (có trong lục lạp, cho quả và rau màu da cam, màu vàng và
đôi khi có màu đỏ), các chất màu flavonoid (có trong các không bào, có màu
đỏ, xanh và vàng) [3].
Màu tự nhiên được phép sử dụng trên toàn thế giới. Tuy vậy, việc cho
phép sử dụng ở từng quốc gia cũng có sự khác nhau. Các yếu tố ảnh hưởng
đến việc lựa chọn màu phù hợp cho sản phẩm thực phẩm cần chú ý: màu sắc
yêu cầu của sản phẩm, phù hợp với luật thực phẩm, dạng vật lí sử dụng (màu
nước hay màu bột), thành phần của thực phẩm, điều kiện chế biến (nhiệt độ,
thời gian chế biến), bao gói, các điều kiện bao gói (ánh sáng, nồng độ oxy…),
yêu cầu bảo quản và các điều kiện bảo quản.

8

Bảng 2.1. Danh mục các chất màu thực phẩm được phép sử dụng ở Việt
Nam [7]
TT

Tên chất Màu và nhóm chất Nguồn gốc
1 Beta- apro- Carotenal Da cam, họ caroten Tổng hợp
2 Beta-Carotene (Synthetic) Da cam, họ caroten Tổng hợp
3 Canthaxanthine Đỏ, họ caroten Tự nhiên
4 Caranel I – Plain Nâu, xử lí nhiệt từ đường Tổng hợp
5
Caramel III – Ammonia
process
Nâu, xử lí nhiệt từ đường Tổng hợp
6
Caramel IV – Ammonia
sulfit process
Nâu, xử lí nhiệt từ đường Tổng hợp
7 Carmines Đỏ, nhóm anthraquinon Tự nhiên
8 Azorubine (Carmoisine) Đỏ, nhóm monoazo Tổng hợp
9 Carotenes (Natural extract) Da cam, họ caroten Tự nhiên
10 Annatto Extract Đỏ, chiết xuất từ điều nhuộm Tự nhiên
11 Grapeskin extract Tím, chiết xuất từ vỏ quả nho
Tự nhiên (từ
vỏ quả nho)
12 Chlorophyll Xanh, nhóm porphirin Tự nhiên
13
Chlorophyll Copper
Complex
Xanh, nhóm porphirin Tự nhiên
14
Chlorophyll Copper
Complex, Sodium and
Potassium salts
Xanh, nhóm porphirin Tự nhiên

15 Brilliant Black PN Đen, nhóm bisazo Tổng hợp
16 Red 2 G Đen, nhóm bisazo Tổng hợp
17 Allura AC Đen, nhóm bisazo Tổng hợp
18 Amaranth Đen, nhóm bisazo Tổng hợp
19 Ponceau 4R Đen, nhóm bisazo Tổng hợp

9

TT

Tên chất Màu và nhóm chất Nguồn gốc
20
Beta-apro-8-carotenic acid,
Methyl or Ethyl Ester
Da cam, họ caroten Tổng hợp
21 Indigotin Xanh chàm, họ indigo Tự nhiên
22 Titan dioxide Trắng, TiO
2
Tổng hợp
23 Nâu HT Nâu, nhóm bisazo Tổng hợp
24 Iron oxide, red Đỏ, FeO(OH).xH
2
O Tổng hợp
25 Iron oxide, black Đen, FeO.Fe
2
O
3
Tổng hợp
26 Iron oxide, yellow Vàng, FeO(OH) .xH
2

O Tổng hợp
27 Curcumin Vàng, nhóm cumarin Tự nhiên
28 Erythosin Đỏ, nhóm Xanthense Tổng hợp
29 Quinoline yellow Vàng, nhóm quinophtalone Tổng hợp
30 Riboflavin (lactoflavin) Vàng, nhóm iso-alloxazine Tự nhiên
31 Sunset Yellow FCF Vàng, nhóm monoazo Tổng hợp
32 Tartrazine Vàng, nhóm Mmonoazo Tổng hợp
33 Brilliant FCF Xanh, nhóm triarylmethane Tổng hợp
34 Fast Green FCF Xanh, nhóm triarylmethane Tổng hợp
35 Green S Xanh, nhóm triarylmethane Tổng hợp
2.2.3. Các nhóm chất màu chính
2.2.3.1. Chlorophyll
Chlorophyll là một sắc tố chlorin. Các sắc tố chlorin được tạo thành
thông qua con đường trao đổi chất và có cấu trúc khá giống như các sắc tố
porphyrin khác (ví dụ như heme). Tại trung tâm của vòng chlorin là một ion
Mg
2+
(Duble, 2010) [24].
Chlorophyll chiếm khoảng 1% hàm lượng chất khô của cây xanh. Các
chlorophyll tìm thấy trong thực vật ở các dạng chlorophyll a và chlorophyll b theo tỉ
lệ chlorophyll a : chlorophyll b = 3:1 [21].
Sự khác nhau giữa chlorophyll a và chlorophyll b là tại vị trí C7 ở
chlorophyll a là nhóm -CH3, còn ở chlorophyll b là nhóm -CHO (Woodward

10
RB, 1960) [28]. Chlorophyll a có màu xanh đậm sáng, công thức hóa học
C
55
H
72

O
5
N
4
Mg. Chlorophyll b có màu xanh vàng, công thức hóa học
C
55
H
70
O
6
N
4
Mg.













Hình 2.1. Cấu tạo hóa học của Chlorophyll [20]
Chlorophyll a: X= CH
3

Chlorophyll b: X= CHO
Chlorophyl a (C
55
H
72
O
5
N
4
Mg) và chlorophyll b (C
55
H
70
O
6
N
4
Mg) không
tan trong nước, tan ít trong ether dầu hỏa, tan trong ethanol, acetone,
benzene…[21].
Chlorophyll có thể bị oxy hóa do oxy và ánh sáng, do xúc tác với các
lipid bị oxy hóa hoặc do tác dụng của enzyme lipoxydase. Các quá trình oxy
hóa này có thể xảy ra trong rau bảo quản ở độ ẩm tương đối của không khí
dưới 30%, còn khi độ ẩm tương đối cao hơn thì chlorophyll lại bị biến đổi
thành pheophytin [21].
Ngoài ra, Chlorophyll có thể tác dụng với acid hay base. Tác dụng với
acid: khi gia nhiệt trong môi trường acid, màu xanh của chlorophyll bị mất đi
tạo màu sẫm, một mặt là do protein bị đông tụ làm vỏ tế bào bị phá hủy, mặt
M

g
N

N

N

N

O
C

OOC

H
2
C

H
2
C

H
2
C

H
2
OOC

20
H
39

C

H
2
CH

=CH
2

X

CH=C

H
2
H
2
C

H
2

C


11

khác do chlorophyl bị H
2
thay thế tại vị trí Mg chuyển thành pheophytin có
màu xanh olive [21].
Tác dụng với base: khi cho tác dụng với kiềm nhẹ như carbonat kiềm,
kiềm thổ chúng sẽ trung hòa acid và muối của dịch tế bào và tạo nên môi
trường kiềm làm chlorophyll bị xà phòng hóa cho rượu phytol, methanol và
acid chlorophilic. Khi xà phòng hóa ta có sản phẩm có màu xanh đậm hơn,
bền hơn [21].
Tác dụng với kim loại: sự tiếp xúc với kim loại như Fe, Cu, Al, Sn thì
chlorophyll sẽ bị sẫm màu do các kim loại này sẽ thay thế Mg trong
chlorophyll và sẽ cho ra các màu khác nhau (với Fe cho màu nâu, với Sn và
Al cho màu xám, với Cu cho màu xanh sáng) [21].











Hình 2.2. Sơ đồ chuyển hóa của chlorophyll [21]
Giá trị pH đóng vai trò khá quan trọng trong phản ứng giữ màu, gia tăng
pH giữ màu tốt hơn (có màu xanh đậm hơn) nhưng sản phẩm có màu sắc
không ổn định. Các muối anonium thường dùng trong phản ứng để làm chậm
sự hình thành pheophytin trong các loại rau quả lạnh đông có qua chần [21].
2.2.3.2. Anthocyanin

Các anthocyanin hiện thuộc nhóm chất màu tự nhiên tan trong nước lớn
nhất trong thế giới thực vật. Thuật ngữ anthocyanin bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp,

12
trong đó anthocyanin là sự kết hợp giữa anthos - nghĩa là hoa và kysanesos -
nghĩa là màu xanh [23].
Anthocyanin là chất màu thiên nhiên được sử dụng an toàn trong
thực phẩm và dược phẩm với giá thành cao (khoảng 1000USD/100mg).
Chúng tồn tại trong hầu hết các thực vật bậc cao và có nhiều trong rau,
hoa, quả, hạt có màu từ đỏ đến tím như: quả nho, quả dâu, lá tía tô, gạo đỏ,
hạt ngô đen… [16].
Theo Nguyễn Duy Thịnh (2008) [18], có 4 loại anthocyanin là
pelacgonidin, xianidin, denfinidin và apigenidin.
Anthocyanin là những glucozid do gốc đường glucose, galactose kết
hợp với gốc aglucon có màu.









Hình 2.3. Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin [21]

Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá
phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực.
Màu sắc của anthocyanin thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ (khi đun nóng
lâu trong nước, anthocyanin bị phá hủy một phần), các chất màu và nhiều yếu

tố khác… Khi tăng nhóm OH trong vòng benzene thì màu càng xanh đậm.
Khi tác dụng với Sn có màu lam, với Al có màu tím, với Fe, Cu thì bị biến
màu [21].
Mức độ methyl hóa các nhóm OH ở vòng benzene càng cao thì màu
càng đỏ. Nếu nhóm OH ở vị trí thứ 3 kết hợp với các gốc đường thì màu

13
sắc cũng sẽ thay đổi theo số lượng các gốc đường được đính vào nhiều
hay ít [21].
Màu sắc của anthocyanin cũng thay đổi phụ thuộc rất mạnh vào pH môi
trường. Thông thường khi pH < 7 các anthocyanin có màu đỏ, khi pH > 7 thì
có màu xanh. Ở pH = 1 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu
cam đến đỏ, ở pH = 4 ÷ 5 chúng có thể chuyển về dạng base cacbinol hay
base chalcon không màu, ở pH = 7 ÷ 8 lại về dạng base quinoidal anhydro
màu xanh. Màu sắc của anthocyanin còn có thể thay đổi do độ hấp thụ ở trên
polysaccarit [20].
Tóm lại, trong môi trường acid, các anthocyanin là các base mạnh và có
thể tạo muối bền vững với acid. Anthocyanin cũng có khả năng cho muối với
base. Muối với acid thì có màu đỏ, còn muối với base thì cho màu xanh [21].
2.2.3.3. Carotenoid
Carotenoid có công thức cấu tạo C
40
H
56
là một loại hidratcarbon chưa
bão hòa gồm 18 nguyên tử carbon hình thành 1 hệ thống các liên kết đơn, đôi
xen kẽ, có 4 nhóm CH
3
mạch nhánh. Các loại carotene quan trọng là α-
carotene, β-carotene, γ-carotene [10].

Carotenoid là nhóm chất hòa tan trong chất béo làm cho quả và rau có
màu da cam, màu vàng và màu đỏ. Nhóm này gồm từ 65 ÷ 70 chất màu tự
nhiên, tiêu biểu là carotene, licopen, xantofil, capxantin và xitroxantin.
Carotenoid có trong đa số cây (trừ một số nấm) và hầu như có trong tất cả các
cơ thể động vật. Hàm lượng carotenoid trong lá xanh chiếm khoảng 0,07 ÷
0,2% chất khô. Tất cả các carotenoid đều không hòa tan trong nước, rất nhạy
đối với acid và chất oxy hóa nhưng lại bền vững với kiềm. Một trong những
đặc điểm của carotenoid là có nhiều nối đôi luân hợp tạo nên những nhóm
mang màu của chúng. Màu của chúng phụ thuộc vào những nhóm này. Tất cả
các carotenoid tự nhiên có thể xem như dẫn xuất của licopen [18].
Thiên nhiên có đến khoảng 700 loại carotenoid khác nhau, trong đó có
50 loại carotenoid hiện diện trong thực phẩm. Trong máu của người có

14
khoảng 15 loại được tìm thấy và chúng đang được chứng minh là đóng vai trò
quan trọng đối với đời sống con người [30].













Hình 2.4. Công thức cấu tạo của một số carotenoid [10]

Kết tinh ở dạng tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dạng lá
hình thoi. Có độ hòa tan cao. Hòa tan trong chất béo, các dung môi chứa clo
và các dung môi không phân cực khác làm cho hoa quả có màu da cam, màu
vàng, màu đỏ.
Màu sắc của carotenoid được tạo ra nhờ sự có mặt của hệ các nối đôi liên
hợp trong phân tử .
Phần lớn các nối đôi này có cấu hình dạng trans. Khả năng hấp thụ sóng
mạnh nhất ở những bước sóng khác nhau của hệ nối đôi liên hợp được
sử dụng để phân tích cấu trúc, định tính cũng như định lượng carotenoid [10].
Tính hấp thụ ánh sáng: Chuỗi polyne liên hợp đặc trưng cho màu thấy được
của carotenoid. Dựa vào quang phổ hấp thu của nó, người ta thấy khả năng
hấp thụ ánh sáng phụ thuộc vào nối đôi liên hợp, phụ thuộc vào nhóm C9
mạch thẳng hay mạch vòng, cũng như các nhóm chức gắn trên vòng.

15
2.2.4. Vai trò của chất màu thực phẩm
Chất màu không có ý nghĩa nhiều về mặt dinh dưỡng nhưng chất màu có
vai trò rất lớn trong các mặt sau:
Gia tăng màu sắc đặc hiệu của thực phẩm có cường độ màu kém.
Làm đồng nhất màu sắc của thực phẩm [21].
Tạo thực phẩm có màu sắc hấp dẫn hơn nhằm tăng tính thẩm mỹ.
Tôn vinh văn hóa ẩm thực, tăng thêm giá trị tinh thần cuộc sống.
Giúp phục hồi lại chất màu tự nhiên ban đầu của sản phẩm bị mất đi
trong quá trình chế biến hay trong quá trình bảo quản [21].
Xác định rõ hay nhấn mạnh cho người tiêu dùng chú ý đến màu tự nhiên
ở rất nhiều thực phẩm [21].
Giúp người tiêu dùng xác định rõ được những thực phẩm đã được xác
định theo thói quen tiêu dùng [21].
2.3. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về cây nhuộm màu thực phẩm
2.3.1. Tình hình nghiên cứu cây có chất màu ở Việt Nam

Kinh nghiệm sử dụng tài nguyên thực vật của nhân dân ta rất phong phú
và đa dạng dưới nhiều hình thức vào các mục đích khác nhau như: làm lương
thực, thực phẩm, xây dựng, chăm sóc sức khỏe, thẩm mỹ, làm cảnh. Đặc biệt
phải kể đến nhuộm màu thực phẩm, các cây dùng để nhuộm màu thực phẩm
gồm tất cả các loài thực vật có thể dụng trực tiếp hoặc được chế biến thành
các sản phẩm dùng để nhuộm màu cho các loại thực phẩm.
Từ lâu, các nhà khoa học đã tiến hành chiết tách các chất nhuộm màu
thực phẩm từ thực vật. Tuy nhiên hiện vẫn còn phải sử dụng nhiều chất màu
được tổng hợp bằng con đường hóa học. Khi chất màu nhuộm công nghiệp
được đem vào sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt của người dân thì người ta đã
phát hiện ra các nhược điểm của sản phẩm chất màu công nghiệp vì chúng có
thể gây nên các tác dụng phụ (tác nhân gây ung thư, rối loạn thần kinh, tiêu
hóa, ngộ độc ). Vì vậy trong những năm gần đây con người càng thấy được
tính ưu việt của các sản phẩm tự nhiên và đã quan tâm nghiên cứu các chất

16
nhuộm màu có nguồn gốc thực vật để sử dụng chúng nhất là trong ngành
công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm [7].
Chất nhuộm màu có nguồn gốc thực vật thuộc nhiều nhóm cấu trúc hóa
học khác nhau, một số có thể hình nhìn thấy bằng trực giác, một số khác chỉ
biểu hiện màu qua quá trình xử lý. Do vậy, nghiên cứu các loài cây cho màu
nhuộm trong hệ thực vật Việt Nam là vấn đề được nghiên cứu cả hiện tại và
lâu dài.
Về điều tra cơ bản mang tính liệt kê các loài thực vật cho màu nhuộm có
công trình: Lưu Đàm Cư, Trần Minh Hợi (1995) [5] đã sơ lược đánh giá các
cây nhuộm màu nói chung thường gặp ở nước ta, và ghi nhận ở Việt Nam có
trên 200 loài cây cho chất nhuộm màu thuộc 57 chi, thuộc 28 họ. Gần đây,
Lưu Đàm Cư và cs (2002) [6] đã điều tra phát hiện 114 loài cây được hoặc có
thể sử dụng để nhuộm màu thực phẩm ở Việt Nam. Với hệ thực vật ở Việt
Nam đa dạng và phong phú (ước tính có khoảng 11.000 đến 12.000 loài) chắc

chắn đây sẽ là nguồn nguyên liệu cho chất nhuộm màu đa dạng và phong phú
về chủng loài. Vì vậy, đây mới chỉ là bước nghiên cứu khởi đầu. Công trình
nghiên cứu “Bảo tồn và lưu trữ nguồn gen cây nhuộm màu thực phẩm của
đồng bào vùng núi phía bắc” của Luân Thị Đẹp và cộng sự cho thấy tại 6 tình
vùng núi phía bắc có 31 loài cây nhuộm màu thực phẩm thường xuyên được
bà con sử dụng. Công trình nghiên cứa “Cây nhuộm màu truyền thống của
người thái đen tại huyện Thuận Châu, Sơn La” của Lưu Đàm Ngọc Anh và
công sự cho thấy có 30 loài thực vật dùng nhuộm màu thuộc 22 họ.
Các nghiên cứu về kỹ thuật và công nghệ chiết tách chất màu từ thực
vật, đáng lưu ý là công trình “Nghiên cứu sản xuất chất màu tự nhiên” (Ngô
Thị Thuận, 1994) [19], “Xây dựng quy trình công nghệ chiết tách và tổng hợp
chất màu thực phẩm” (Ngô Thị Thuận, 1995), “Khả chiết tách chất màu thực
phẩm từ cây Mật mông” (Nguyễn Thị Phương Thảo, Lưu Đàm Cư, 2003).
Ngoài ra, đã có một số công bố về thành phần hóa học của dịch chiết từ cây
Lá diễn và hạt Dành dành (Giang Thị Sơn và cs, 2001). “Nghiên cứu xây
dựng quy trình công nghệ chiết tách phẩm màu annatto quy mô 10 kg/ mẻ

17
bằng dung dịch KOH” (Nguyễn Đắc Đạt,và cs, 2013), công trình “Nghiên
cứu quy trình chiết tách chất màu tự nhiên từ cây cẩm (Peristrophe
bilvalvis(l.)Merr)” của Nguyễn Thị Thanh Hương và công sự trên tạp chí
Khoa học và công nghệ. “Khảo sát ảnh hưởng của hệ dung môi, phương pháp
và nhiệt độ trích ly đến mật độ và độ bền màu của anthocyanin từ bắp cải tím”
(Trịnh Kim Vẹn và cs, 2008), “ Xác định hàm lượng anthocyanin trong một
số nguyên liệu rau quả bằng phương pháp pH vi sai” (Huỳnh thị Kim Cúc và
cs, 2013).
Các công trình nghiên cứu nói trên đã thu được những kết quả rất khả
quan, chứng minh một cách khoa học về khả năng thực tế có thể sản xuất chất
nhuộm màu thực phẩm từ nguyên liệu thực vật của nước ta. Các công trình
mới chỉ dừng lại ở nghiên cứu về một số đối tượng cụ thể, thường gắn với các

nghiên cứu làm thuốc chữa bệnh, do vậy chưa thấy hết tiềm năng các chất
nhuộm màu thực phẩm trong cả hệ thực vật.
2.3.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng chất màu thực phẩm trên thế giới
Hàng năm có khoảng 7000 tấn chất màu dùng trong thực phẩm, sản
lượng chất màu tự nhiên chỉ đáp ứng được 1/3 nhu cầu sử dụng và chất
màu nhân tạo vẫn là sự lựa chọn của không ít các doanh nghiệp thực
phẩm. Chất màu nhân tạo sẽ mất an toàn nếu không tuân thủ các quy định
về chủng loại cũng như liều lượng cho phép. An toàn là yêu cầu hàng đầu
của sản phẩm thực phẩm. Bởi vậy nhu cầu sử dụng chất màu tự nhiên
ngày càng trở nên cần thiết.
Xu hướng sản xuất chất màu thực phẩm là chiết tách chất màu từ thực
vật cho chất lượng rất tốt. Đây là hướng nghiên cứu được đặc biệt quan tâm,
bởi chất màu thu được thường có tính an toàn cao, giá thành hạ. Nhiều chất
màu đã được sản xuất và đưa vào ứng dụng (chất nhuộm màu tím thu từ vỏ
quả nho, chất nhuộm màu đỏ thu từ hoa của cây điều nhuộm, chất indigotine
nhuộm màu xanh thu từ lá cây chàm )
Hiện nay, nghiên cứu các chất nhuộm màu cho thực phẩm trên thế giới
được tập trung vào các hướng sau:

18
- Điều tra, phát hiện và nghiên cứu chiết tách các chất nhuộm màu thực
phẩm từ nguyên liệu tự nhiên nhưng chủ yếu từ thực vật. Đây là hướng
nghiên cứu được đặc biệt quan tâm bởi chất màu thu được thường có tính an
toàn cao, giá thành hạ.
- Nghiên cứu bán tổng hợp chất nhuộm màu từ các hợp chất thu nhận từ
thực vật. Đây là hướng nghiên cứu có nhiều triển vọng, có thể sản xuất nhiều
chất màu khác nhau. Tuy nhiên giá thành sản phẩm cao và đòi hỏi công nghệ
phức tạp.
- Nghiên cứu sản xuất chất nhuộm màu thực phẩm bằng công nghệ sinh
học. Đây là hướng nghiên cứu đang được triển khai ở một số nước có trình độ

kỹ thuật cao.
- Tổng hợp các chất vô cơ không có độc tính để nhuộm màu cho thực
phẩm. Đây là hướng nghiên cứu được tiến hành từ lâu nhưng các chất vô cơ
có thể sử dụng cho thực phẩm còn rất hạn chế. Hiện nay các chất vô cơ được
phép dùng trong thực phẩm mới chỉ có một số chất: FeO,Fe
2
O
3
… Xu hướng
hiện nay của thế giới là hạn chế sử dụng các chất nhuộm màu có nguồn gốc
vô cơ trong công nghiệp thực phẩm [7].
Do những tiêu chuẩn chặt chẽ về mức độ an toàn, cho tới nay thế giới
mới chỉ thừa nhận 73 hợp chất (hoặc dịch chiết, phức chất) là chất nhuộm
màu thực phẩm. Trong số này một số hợp chất chỉ được phép sử dụng trong
một số quốc gia nhất định.
Hiện nay có một số loại cây cho chất nhuộm màu thực phẩm được
trồng và khai thác ở một số nước với số lượng lớn. Ví dụ: Cutch là nước
chiết sấy khô của cây acacia catechu. Nước sản xuất chính là Ấn Độ, các
nước khác cũng sản xuất :Pakistan, Bangladesh, Myanmar và Thái Lan.
Chất màu annatto được lấy từ cây điều nhuộm - bixa orellana. Nước xuất
khẩu chính là Peru và Kenya, nước nhập khẩu chính: Mỹ, Nhật và một số
nước Đông Âu [7].

19
Một số cây khác được trồng với mục đích làm nguyên liệu sản xuất chất
màu thực phẩm: indigofera tinctoria, tagetes erecta, lawsonia inermis,
curcuma longa, crocus sativus…
Trên thế giới trong những năm gần đây nhiều nghiên cứu mới đã áp
dụng công nghệ sinh học trong việc nâng cao sản lượng tổng hợp các chất
màu tự nhiên. Các phương pháp mới chủ yếu dựa vào việc nuôi cấy tế bào các

loài thực vật, vi sinh vật đã xác định là có thành phần sắc tố được sử dụng
trong công nghệ thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm. Năm 1995, Ajinomoto đã
cho ra phương pháp điều chế màu đỏ tự nhiên bằng cách nuôi cấy mô sần của
các cây thuộc chi Aralia. Cùng năm 1995, Kondo T đưa ra phương pháp sản
xuất anthraquinone từ một số cây thuộc họ cà phê (Rubiaceae). Phương pháp
sản xuất màu đỏ rum bằng nuôi trồng mô sần hồng hoa (Carthamus
tinctorius), Mitsui-Eng.Shipbdg được đề xuất vào năm 1990. I.Narisu-
Keshohin, 1991 đưa ra phương pháp sản xuất chất màu bằng cách nuôi cấy
mô của lá cây oải hương (Lavandula angustifolia) [7].
Các nghiên cứu về chất màu thực phẩm tự nhiên không chỉ được tiến
hành đối với các loài động vật mà còn nghiên cứu đối với các tế bào vi sinh
vật. Một số chi được quan tâm nhiều là: Aspergillus, Pseudomonas… Năm
1996, Kasenkov O.I. đưa ra một phương pháp điều chế chất nhuộm thực
phẩm màu đỏ từ các nguyên liệu thực vật được lên men bởi Aspergillus. Sử
dụng nguyên liệu thực vật là thành phần môi trường để nuôi cấy các loài
thuộc chi Trichoderma thì môi trường được đơn giản hóa và thu được hiệu
suất chất màu được tăng lên đáng kể. Cùng sử dụng Pseudomonas để sản xuất
ra các sản phẩm màu, House-Food (1991) đã chỉ ra một số dòng có thể cho ra
sản phẩm với hiệu suất cao. Các dòng đó là: FERM BP-2933, FERM BP-
2932. Trong dịch nuôi cấy Linsmaier- Skoog nếu có thêm một loại thực vật
nhất định và muối sắt thì chúng có thể cho tới trên 400 µg sản phẩm/ml. Chất
màu ferropyrimine có thể thu trực tiếp từ môi trường nuôi cấy. Loài thực vật
được chọn có thể thuộc các họ như: Liliaceae, Crucifarae, Polygonaceae,
Leguninosae, Solanaceae và Gesneriaceae [7].