Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón đến khả năng sinh trưởng và năng suất của cây cẩm nhuộm màu tím tại thái nguyên

i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐẶNG THỊ TRỤ
NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA PHÂN BÓN ĐẾN KHẢ NĂNG
SINH TRƢỞNG VÀ NĂNG SUẤT CỦA CÂY CẨM NHUỘM MÀU TÍM
TẠI THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Trồng trọt

Khoa

: Nông học

Khoá học

: 2011 - 2015

Thái Nguyên, năm 2015

ii

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐẶNG THỊ TRỤ
NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA PHÂN BÓN ĐẾN KHẢ NĂNG
SINH TRƢỞNG VÀ NĂNG SUẤT CỦA CÂY CẨM NHUỘM MÀU TÍM
TẠI THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Trồng trọt

Khoa

: Nông học

Lớp

: K42 - Trồng trọt - N02

Khoá học

: 2011 - 2015

Giáo viên hƣớng dẫn

: PGS.TS. Luân Thị Đẹp

Thái Nguyên, năm 2015


i

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt 4 năm học tập tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên với
sự quan tâm, giúp đỡ của các quý thầy cô, gia đình và bạn bè em đã hoàn thành
chương trình học của mình và tham gia vào thực tập tốt nghiệp, đó là một trong
những giai đoạn quan trọng để em được vận dụng những kiến thức đã được học
vào thực tiễn sản xuất, giúp em có cơ hội được học tập kinh nghiệm trong nghiên
cứu ngoài thực tiễn, từ đó rút ra những kinh nghiệm của riêng mình, nâng cao
kiến thức chuyên môn, rèn luyện tay nghề.
Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa
Nông học - trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên và toàn thể các thầy cô giáo
đã giảng dạy cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường.
Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc tới cô giáo PGS.TS. Luân Thị Đẹp đã tận tình
chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình thực tập để hoàn thành đề tài tốt nghiệp:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón đến khả năng sinh trưởng và năng suất
của cây Cẩm nhuộm màu tím tại Thái Nguyên”, đến nay em đã hoàn thành khóa
luận tốt nghiệp của mình.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến toàn thể bạn bè, người thân, gia
đình những người đã luôn bên cạnh em, cổ vũ tinh thần lớn lao và đã ủng hộ em
trong suốt thời gian qua.

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian có hạn, trình độ, kỹ năng của
bản thân còn nhiều hạn chế nên đề tài khóa luận tốt nghiệp này của em không tránh
khỏi những hạn chế thiếu sót, rất mong được sự đóng góp quý báu, chỉ bảo, bổ sung
thêm của thầy cô và các bạn để khóa luận của em được đầy đủ hơn, và hoàn thiện hơn.
Tạo hành trang tri thức vững vàng cho em trong quá trình công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2015
Sinh Viên
Đặng Thị Trụ


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi, các số
liệu được điều tra thu thập khách quan và trung thực. Kết quả nghiên cứu chưa
được sử dụng công bố trên tài liệu nào khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách
nhiệm!
Thái Nguyên, ngày 26 tháng 5 năm 2015
XÁC NHẬN CỦA GVHD

Ngƣời viết cam đoan

PGS. TS. Luân Thị Đẹp

Đặng Thị Trụ

XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN
Xác nhận sinh viên đã sửa theo yêu cầu
của Hội đồng chấm Khóa luận tốt nghiệp!

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Đặc điểm hình thái của cây Cẩm tím ............................................... 4
Bảng 2.2: Danh mục các chất màu thực phẩm được phép sử dụng tại Việt Nam .. 18
Bảng 4.1: Ảnh hưởng của phân bón đến động thái tăng trưởng chiều cao của
cây Cẩm nhuộm màu tím. ....................................................................... 30
Bảng 4.2: Ảnh hưởng của phân bón đến động thái ra lá của cây Cẩm tím..... 32
Bảng 4.3: Ảnh hưởng của phân bón đến một số đặc điểm hình thái thời điểm
thu hoạch của cây Cẩm tím ..................................................................... 34
Bảng 4.4: Ảnh hưởng của phân bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và
năng suất của cây Cẩm tím. .................................................................... 36
Bảng 4.5: Hiệu quả kinh tế .............................................................................. 38
Bảng 4.6: Khả năng tái sinh của cây Cẩm tím sau thu hoạch ......................... 38


iv

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 4.1: Đồ thị biễu diễn động thái tăng trưởng chiều cao của cây Cẩm nhuộm
màu tím ........................................................................................................31
Hình 4.2: Đồ thị biễu diễn động thái ra lá của cây Cẩm tím ................................33
Hình 4.3: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của phân bón đến một số đặc điểm hình
thái cây Cẩm tím thời kì thu hoạch ..............................................................35
Hình 4.4: Biểu đồ thể hiện năng suất của cây Cẩm tím .......................................37

v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CMTP

: Chất màu thực phẩm

CS

: Cộng sự

CT

: Công thức

ĐC

: Đối chứng

KH - CN

: Khoa học - Công nghệ

NSLT

: Năng suất lý thuyết

NSTT

: Năng suất thực thu

PGTP

: Phụ gia thực phẩm

PMT

: Phẩm màu tím

VSATTP

: Vệ sinh an toàn thực phẩm


vi

MỤC LỤC
Phần 1: MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 1
1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài ....................................................................... 2
1.2.1. Mục đích ................................................................................................... 2
1.2.2. Yêu cầu ..................................................................................................... 3
1.3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài ........................................ 3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học ...................................................................................... 3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................... 3
Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 4
2.1. Khái quát về cây Cẩm và chất nhuộm màu thực phẩm ............................... 4
2.1.1. Đặc điểm thực vật học .............................................................................. 4
2.1.2. Phân bố của cây Cẩm................................................................................ 5

2.1.3. Công dụng của cây Cẩm ........................................................................... 6
2.1.4. Sơ lược về chất nhuộm màu thực phẩm ................................................... 7
2.1.5. Kỹ thuật trồng, chăm sóc và thu hoạch .................................................... 9
2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất cây nhuộm màu thực phẩm trên thế giới
và ở Việt Nam ...................................................................................................10
2.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất trên thế giới ......................................10
2.2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất cây có chất màu ở Việt Nam ............17
Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......25
3.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................25
3.1.1. Đối tượng ................................................................................................25
3.1.2. Địa điểm nghiên cứu...............................................................................25
3.1.3. Thời gian nghiên cứu ..............................................................................25
3.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................25
3.3. Phương pháp nghiên cứu ...........................................................................25
3.3.1. Bố trí thí nghiệm .....................................................................................25


vii

3.3.2. Phương pháp trồng cây Cẩm ..................................................................26
3.3.3. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi .................................28
3.4. Phương pháp xử lý số liệu .........................................................................29
Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................30
4.1. Ảnh hưởng của phân bón đến khả năng sinh trưởng của cây Cẩm nhuộm
màu tím. ............................................................................................................30
4.1.1. Ảnh hưởng của phân bón đến động thái tăng trưởng chiều cao cây Cẩm
nhuộm màu tím .................................................................................................30
4.1.2. Ảnh hưởng của phân bón đến động thái ra lá của cây Cẩm tím .............32
4.1.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón đến đặc điểm hình thái của
cây Cẩm nhuộm màu tím thời kỳ thu hoạch .....................................................33

4.2. Ảnh hưởng của phân bón đến năng suất thân lá của cây Cẩm nhuộm màu
tím .....................................................................................................................36
4.3. Ảnh hưởng của phân bón đến khả năng tái sinh sau thu hoạch ................38
Phần 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................40
5.1. Kết luận ......................................................................................................40
5.2. Đề nghị.......................................................................................................40


1

Phần 1

MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trước sự phát triển của đất nước, đời sống của người dân ngày càng
được nâng cao, các loại thực phẩm ngày càng đa dạng và phong phú. Tuy
nhiên, các loại thực phẩm nói chung đặc biệt là các loại thực phẩm nhuộm
màu không an toàn vẫn tồn tại trên thị trường, do đó việc lựa chọn loại thực
phẩm an toàn là vấn đề khó khăn. Chính vì vậy, việc sử dụng các loại chất
nhuộm màu thực phẩm sạch có nguồn gốc từ thực vật là rất cần thiết.
Chất màu thực phẩm là một phụ gia thực phẩm (PGTP) quan trọng, được
sử dụng không chỉ trong chế biến thực phẩm, mà cả trong công nghiệp mỹ phẩm
(kem trang điểm, thuốc nhuộm tóc…), dược phẩm và nhiều ngành công nghiệp
khác. Nhu cầu về chất màu thực phẩm rất lớn và không ngừng tăng lên trong
những năm gần đây. Các cây dùng để nhuộm màu thực phẩm gồm tất cả các loài
thực vật có thể dùng trực tiếp hoặc được chế biến thành các sản phẩm dùng để
nhuộm màu cho các loại thực phẩm (Lưu Đàm Cư, 2005) [4].
Trong tình hình hiện nay số vụ bị ngộ độc thực phẩm do lạm dụng chất
màu tổng hợp ngày càng gia tăng, làm ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ của con
người. Vì vậy mà xu hướng chung của thế giới là tìm kiếm và chiết tách các

chất màu tự nhiên có thể sử dụng trong công nghiệp thực phẩm từ nguyên liệu
thực vật hoặc bán tổng hợp.
Theo Lưu Đàm Cư và Trần Minh Hợi (1995) [2], Viện Sinh thái và Tài
nguyên sinh vật (Viện KH - CN Việt Nam) và Tổ chức bảo tồn Thiên nhiên thế
giới (IUCN) cho thấy, hệ thực vật Việt Nam có trên 12.000 loài, trong đó nhóm
cây nhuộm màu có khoảng 200 loài. Hiện nay, ở Việt Nam, có tới 112 loài cây
được người dân sử dụng trực tiếp làm chất nhuộm màu thực phẩm. Trong đó có


2

18 loài cho màu nhuộm xanh, 57 loài cho màu nhuộm đỏ, 6 loài cho màu nhuộm
tím, 28 loài cho màu nhuộm vàng và 2 loài cho màu nhuộm đen.
ThS Nguyễn Thị Thanh Hương (2010) [7] cho biết, thực phẩm được
nhuộm từ lá cẩm có ánh đẹp tinh tế, tự nhiên, bền màu, cường độ rất mạnh
nên chỉ cần lượng nhỏ cũng đủ làm tăng màu sắc, chưa thấy có hiện tượng
gây mùi vị lạ và đặc biệt là chưa có hiện tượng độc.
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. Cây cẩm đỏ và cây cẩm tím là 2
trong số những loài thực vật được sử dụng để nhuộm màu thực phẩm phổ biến
tại vùng núi phía Bắc, tuy nhiên loài cây này chỉ được trồng theo kinh nghiệm
ở cấp hộ gia đình hoặc khai thác tự nhiên. Cho đến nay chưa có một nghiên
cứu nào về các biện pháp kỹ thuật như mật độ, thời vụ, phân bón… đối với
cây cẩm nhuộm màu thực phẩm của Việt Nam.
Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng
của phân bón đến khả năng sinh trưởng và năng suất của cây Cẩm nhuộm
màu tím tại Thái Nguyên”

1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài
1.2.1. Mục đích
Xác định được tổ hợp phân bón thích hợp có hiệu quả đối với cây
Cẩm tím tại Thái Nguyên làm cơ sở cho các nghiên cứu phát triển sản xuất
chất nhuộm màu thực phẩm an toàn có nguồn gốc thực vật với quy mô
công nghiệp.


3

1.2.2. Yêu cầu
- Theo dõi ảnh hưởng của phân bón đến khả năng sinh trưởng của cây Cẩm
nhuộm màu tím
- Theo dõi ảnh hưởng của phân bón đến năng suất cây Cẩm tím
- Theo dõi ảnh hưởng của phân bón đến khả năng tái sinh sau thu
hoạch của cây Cẩm tím
1.3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
- Biết triển khai 1 đề tài nghiên cứu và viết báo cáo khoa học.
- Giúp sinh viên tiếp cận và học tập các phương pháp nghiên cứu khoa
học đối với một cây trồng mới.
- Bổ sung nguồn tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu, giảng dạy và
chỉ đạo sản xuất cây nhuộm màu thực phẩm nói chung và cây cẩm nói riêng.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Xác định được tổ hợp phân bón thích hợp, hiệu quả đối với cây cẩm
nhuộm màu tím.
- Góp phần đẩy mạnh và phát triển sản xuất cây nhuộm màu thực
phẩm, lưu giữ, bảo tồn và tăng hiệu quả của việc sản xuất trong thực tiễn.
- Đa dạng hóa các sản phẩm hàng hóa từ cây trồng bản địa, góp phần
xóa đói giảm nghèo và phát triển kinh tế xã hội các tỉnh miền núi phía Bắc nói

riêng, toàn quốc nói chung


4

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Khái quát về cây Cẩm và chất nhuộm màu thực phẩm
2.1.1. Đặc điểm thực vật học
Loài Cẩm (Peristrophe bivalvis (L.) Merr., syn. P. roxburghiana) thuộc
họ Ô rô (Acanthaceae) - mọc hoang ở những nơi ẩm ướt, là cây cỏ thân thảo,
lâu năm, cao khoảng 30 - 60cm, cành non có lông về sau nhẵn, thân thường 4
cạnh, có rãnh dọc sâu. Lá đơn, mọc đối; hình bầu dục hay trứng 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 (Nguyễn Thị Phương
Thảo, Hà Tuấn Anh, Lý Xuân Trung, 2010)[8].
Bảng 2.1: Đặc điểm hình thái của cây Cẩm tím
Hình thái
Thân

Đặc điểm
Thân thảo, lâu năm, cao khoảng 30 - 60cm, cành non có
lông về sau nhẵn, thân thường 4 - 6 cạnh, có rãnh dọc sâu.

Lá

Lá đơn, mọc đối; lá hình trứng, gốc lá tròn, chóp lá hơi

tù tròn, màu xanh nhạt, thường có bớt màu trắng ở dọc
gân; kích thước lá 2 - 10cm x 1,2 - 3,6cm; hai mặt
không có lông.


5

Hoa

Cụm hoa chùm ở ngọn hay nách lá, chùm ngắn; bao chung
của cụm hoa có lá bắc không đều, lá bắc cụm hoa thường
hình trứng, có khoảng 10 hoa nằm lẫn giữa những lá bắc
con hình tam giác nhọn, nhỏ hơn lá đài. 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 hơi khía,
có 3 thuỳ, ống hẹp kéo dài. Nhị 2, bao phấn tù
thò ra khỏi ống tràng. Bầu 2 ô, mỗi ô 2 noãn. Hàng năm,
hoa nở vào mùa Thu, Đông.

Đặc điểm sinh thái của cây Cẩm
Cẩm thuộc loại cây ưa ẩm và ưa bóng, nhưng không chịu được úng, cây
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 sinh trưởng mạnh vào Xuân Hè, có
hoa vào mùa Thu, Đông. Vào cuối mùa thu khi nhiệt độ xuống thấp và ít mưa
cây bắt đầu bị rụng lá và vào mùa đông thì cây hầu như không còn lá.
2.1.2. Phân bố của cây Cẩm
Ở Việt Nam 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, Thái Nguyên, Bắc Kạn, Yên Bái, Lào Cai, Lai Châu, Hoà Bình…
Hiện nay hiếm khi gặp cây Cẩm mọc hoang dại, để thuận tiện cho việc sử

dụng, mỗi hộ dân ở các địa phương nói trên chỉ trồng 1 - 2 m2 ngay trong
vườn nhà hoặc trên nương rẫy ( Nguyễn Thị Phương Thảo, Hà Tuấn Anh, Lý
Xuân Trung, 2010) [8].


6

2.1.3. Công dụng của cây Cẩm
Trong y học cổ truyền, Cẩm được dùng chữa ho, ho nhiều đờm, ho ra
máu, nôn ra máu, chữa vết thương sưng bầm tím. Ở 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. Trong dịp lễ tết đồng bào các dân tộc
thiểu số ở các tỉnh phía Bắc thường sử dụng cành lá Cẩm để nhuộm xôi nhiều
màu, để có được các màu tím, tím hồng, tím đen v.v… người dân thường sử
dụng nước tro để điều tiết màu sắc.
Hiện nay vào những ngày lễ tết, đa số các dân tộc thiểu số ở huyện
Mường Khương thường sử dụng các cây cỏ khác nhau để nhuộm xôi nhiều
màu. Vào buổi sáng ở chợ Mường Khương, chúng ta có thể gặp một vài
người bán xôi có màu tím hồng, tím thẫm (nhuộm bằng Cẩm tím), xôi màu đỏ
nhuộm bằng quả Gấc hay Cẩm đỏ. Vào ngày mồng 1 hay ngày rằm lượng xôi
bán ra tăng hơn với nhiều màu sắc khác nhau. Chỉ có người Nùng và người
Giáy ở Mường Khương nhuộm đũa mới bằng Cẩm đỏ vào dịp Tết nguyên đán
và ngày rằm tháng 7. Đũa nhuộm đỏ trước tiên được đặt vào mâm để cúng,
sau đó mới được đem ra dùng quanh năm (Nguyễn Thị Phương Thảo, Hà
Tuấn Anh, Lý Xuân Trung, 2010) [8].
Sử dụng lá cẩm nhuộm màu cho thực phẩm không có độc tính, tan tốt
trong nước và có độ bền màu đảm bảo an toàn cho sức khỏe người sử dụng, đa
dạng màu sắc cho các bữa ăn, tạo ra được nhiều màu sắc khác nhau từ mỗi loại
cây nhờ các cách chế biến khác nhau, an toàn mà tiết kiệm, bảo vệ môi trường

(Nguyễn Thị Phương Thảo, Hà Tuấn Anh, Lý Xuân Trung, 2010) [8].


7

2.1.4. Sơ lược về chất nhuộm màu thực phẩm
Phẩm màu là chất phụ gia thực phẩm được sử dụng rất nhiều trong chế
biến thực phẩm, dùng để nhuộm màu cho các loại thực phẩm làm thay đổi
màu sắc vốn có của thực phẩm phù hợp với nhu cầu của người sử dụng. Là
một trong những chỉ tiêu đánh giá chất lượng cảm quan thực phẩm và góp
phần làm tăng cảm giác ngon miệng, kích thích sự thèm ăn.
Phẩm nhuộm (thường gọi: thuốc nhuộm), những hợp chất hữu cơ có màu,
có khả năng nhuộm màu các vật liệu như vải, giấy, nhựa, da,… Những thức ăn có
chứa phẩm màu trong danh mục được phép sử dụng làm phụ gia thực phẩm của
Bộ Y tế, dưới mức giới hạn dư lượng cho phép thì không gây ảnh hưởng độc hại
cho sức khoẻ người tiêu dùng. Tuy nhiên nếu quá lạm dụng phẩm màu, hoặc chạy
theo lợi nhuận, sử dụng các phẩm màu ngoài danh mục cho phép sử dụng để chế
biến thực phẩm (đặc biệt là các phẩm màu tổng hợp) sẽ rất có hại đến sức khoẻ, có
thể gây ngộ độc cấp tính và sử dụng lâu dài tích luỹ cao có thể gây hại cho sức
khỏe con người.
Khi chất màu nhuộm công nghiệp được đem vào sử dụng rộng rãi trong
sinh hoạt của nhân 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 (chúng
có thể là tác nhân gây ung thư, rối loạn thần kinh, tiêu hoá hoặc ngộ độc gây
tử vong...). 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 nhuộm
màu có nguồn gốc thực vật để sử dụng chúng nhất là trong ngành công nghiệp
thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm.
Khác với chất màu tổng hợp, chất màu tự nhiên là những chất màu
sẵn có trong thực vật tự nhiên và không gây độc. Chất màu tự nhiên dễ

kiếm, giá thành rẻ, cách sử dụng không phức tạp và không gây ra những


8

mùi vị lạ cho sản phẩm, các chất màu thực phẩm tự nhiên còn chứa các
thành phần hoạt tính sinh học khác như: các vitamin, các axit hữu cơ,
glycozit, các chất thơm, các nguyên tố vi lượng. Do vậy, khi sử dụng chất
màu tự nhiên để nhuộm màu không chỉ cải thiện được hình thức bên ngoài
mà còn làm tăng giá trị đinh dưỡng của thực phẩm.
Nhờ những ưu điểm của các chất nhuộm màu tự nhiên, hiện nay, đã có
nhiều nước trên thế giới đã chiết tách và sử dụng các chế phẩm tự nhiên trong
nhuộm màu thực phẩm. Trong đó cây cẩm nhuộm màu là cây đang được sử
dụng phổ biến và cho màu tự nhiên đẹp. Chất màu trong cây Cẩm chủ yếu
phân bố ở trong lá.
Theo kinh nghiệm lâu đời của nhân dân thì cách đơn giản nhất để sử dụng
cây nhuộm màu cho thực phẩm là đun nóng với một lượng nước để chiết ra chất
màu ngâm cho thực phẩm hoặc dã nát vắt lấy dịch màu. Những cách này áp dụng
cho quy mô nhỏ, hộ gia đình. Ngoài ra qua công trình “nghiên cứu về cây cẩm”
Nguyễn Thị Phương Thảo (2010) [10] đã khảo sát về 2 cách chiết màu từ cây cẩm
tím như sau:
Cách lấy mẫu: Cành lá Cẩm tươi thu về đem loại bỏ phần cành và các
lá vàng, trộn đều trước khi cân mẫu. Cân 500g lá tươi và chiết bằng nước ở
các chế độ nhiệt khác nhau (chiết nóng và chiết lạnh). Mặt khác đem chính
mẫu Cẩm này đi phơi hoặc sấy khô để nghiên cứu khả năng chiết chất màu từ
nguyên liệu Cẩm khô.
+ Quy trình chiết tách phẩm màu tím từ nguyên liệu Cẩm tươi:
Chiết nóng: Cân 500g lá Cẩm tươi, rửa sạch, đổ 1 lít nước sạch (pH =
7), đun sôi trong khoảng 20 phút, chắt dịch chiết lần 1, vắt kiệt phần nước còn
lại trong lá, đổ tiếp 1 lít nước vào phần bã và đun sôi 20 phút, chắt dịch chiết

lần 2 và vắt kiệt phần nước còn lại trong lá. Tất cả phần dịch chiết đem lọc


9

qua vải phin thô. Dịch lọc được đem cô trên bếp cách thuỷ tới dạng cao mềm.
Chú ý giữ nhiệt độ của dịch chiết khi cô trong khoảng 60 - 650C. Sấy cao
mềm trong tủ sấy chân không, nghiền cao khô thành bột thu phẩm màu tím
(PMT). Bảo quản PMT trong 2 - 3 lần túi nilon + silicagel
Chiết lạnh: Cân 500g lá Cẩm tươi, rửa sạch, giã sống, đổ 1 lít nước
sạch (pH = 7), khuấy đều, chắt dịch chiết lần 1, vắt kiệt phần nước còn lại
trong lá, đổ 1 lít nước vào phần bã và khuấy đều, chắt dịch chiết lần 2, vắt kiệt
phần nước còn lại trong lá. Tất cả phần dịch chiết đem lọc qua vải phin thô.
Dịch lọc được đem cô trên bếp cách thuỷ tới dạng cao mềm. Chú ý giữ nhiệt
độ của dịch chiết khi cô trong khoảng 60 - 650C. Sấy cao mềm trong tủ sấy
chân không, nghiền cao khô thành bột thu phẩm màu tím (PMT). Bảo quản
PMT trong 2 - 3 lần túi nilon + silicagel.
2.1.5. Kỹ thuật trồng, chăm sóc và thu hoạch
Cây Cẩm sẽ sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao trên loại đất
đáp ứng đủ các điều kiện sau:
- Đất có hàm lượng mùn cao, tơi xốp, thành phần cơ giới từ nhẹ đến
trung bình, giàu dinh dưỡng.
- Đất có độ ẩm cao, dễ thoát nước.
- Đất có độ che bóng (chú ý là cây Cẩm sẽ tổng hợp rất ít chất màu
trong điều kiện nhiệt độ cao và chiếu sáng mạnh).
Đất được cầy bừa kỹ, dọn sạch cỏ và lên luống cao 20cm, rộng 1,0 1,2m. Vào mùa xuân, tháng 2 - 3 chọn các cành Cẩm bánh tẻ khoẻ mạnh, cắt
bỏ bớt lá để giảm bớt sự bay hơi nước, cắt phần thân thành những đoạn hom
dài khoảng 15 - 20cm, mỗi hom có 2 - 3 mắt, sau đó đem đi trồng với khoảng
cách hố cách hố 30 - 40cm, hàng cách hàng 30 - 40cm.

10

Để cây sinh trưởng tốt ta nên bón lót 8 - 10 tấn phân chuồng đã ủ hoai
cho 1 ha, đối với các khu vực nương rẫy, đất dốc có thể bón thêm 100 - 150
kg lân và 50 kg kali. Sau khi bón lót phân chuồng, phân lân và phân kali, lấp
một lớp đất mỏng rồi đặt từ 3 - 5 hom giống/hố, lấp đất, chỉ để 1 - 2 mắt ló
trên mặt đất, nén chặt gốc. Sau đó tưới nước và duy trì độ ẩm của đất trong
vòng 7 - 10 ngày đầu để hom ra rễ và đâm chồi mới. Trong thời gian đầu, cần
chú ý giữ sạch cỏ dại và thường xuyên duy trì độ ẩm. Cây Cẩm có thể trồng
dưới tán cây ăn quả, trồng xen với ngô, đỗ tương hay các cây rau khác.
Sau khi trồng khoảng 3 - 4 tháng, có thể thu lứa 1 (vào tháng 6 - 7 hàng
năm). Khi cây cao khoảng 40 - 50cm có thể cắt phần cành mang lá dài 30 40cm để làm nguyên liệu chiết chất màu. Nếu gặp thời tiết thuận lợi và chăm
sóc tốt, thì có thể thu hái 2 - 3 lứa Cẩm/năm. Sau mỗi lứa thu hoạch cần làm
cỏ, xới xáo mặt luống, bón phân và vun gốc để cây tiếp tục sinh trưởng tốt.
Để lứa cắt sau có năng suất cao, lứa thu trước nên cắt cây ở độ cao cách mặt
đất khoảng 10 - 15cm. Nếu chăm sóc tốt, trồng một lần cây Cẩm có thể cho
thu hoạch liên tục trong 3 - 4 năm.
2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất cây nhuộm màu thực phẩm trên
thế giới và ở Việt Nam
2.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất trên thế giới
Chất nhuộm màu nói chung và chất nhuộm màu thực phẩm nói riêng
đã được người dân các nước trên thế giới sử dụng trong cuộc sống từ thời xa
xưa. Một chất màu được sử dụng cho thực phẩm nhất thiết phải hội đủ ba
tiêu chuẩn về mặt y tế của chất phụ gia thực phẩm:
+ Nhuộm thực phẩm thành màu theo mục đích, phù hợp với công nghiệp
chế biến thực phẩm.
+ Không có độc tính (gồm cả độc tính cấp, bán cấp và trường diễn)

11

+ Không là nguyên nhân hoặc tác nhân gây bệnh.
Ngoài ra, do yêu cầu riêng của thực phẩm, các chất nhuộm màu dùng
trong lĩnh vực này không gây mùi lạ và làm thay đổi chất lượng thực phẩm.
Hiện nay, nghiên cứu các chất nhuộm màu cho thực phẩm trên thế giới
được tập trung vào các hướng chủ yếu sau đây:
- 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. Theo hướng nghiên cứu này 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...).
- 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. Mặc dù vậy, hiện nay nhiều chất màu đang sử dụng được sản xuất theo
hướng này (Beta Carotenal, Beta - apro - carotenal...). Các chất nhuộm màu thực
phẩm bán tổng hợp thường thuộc họ Carotene, hoặc nhóm monoazo.
- 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. Theo hướng nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đang thử
nghiệm thu nhận chất nhuộm màu từ nuôi cấy mô một số loài thực vật (Aralia
armata...), hoặc sử dụng một số hệ men, một số loài vi khuẩn để chuyển hoá
hợp chất hữu cơ thành chất màu. Tuy nhiên, hướng nghiên cứu này cho tới
nay chưa đạt được kết quả thực tế.


12

- 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. Mặc dù vậy, các chất
vô cơ có thể sử dụng cho thực phẩm còn rất hạn chế. Hiện nay các chất vô cơ
được phép dùng cho thực phẩm mới chỉ có một số oxít sắt: FeO(OH)xH 2O
(màu đỏ), FeO.Fe2O3 (màu đen), FeO(OH).xH2O (màu vàng),… Xu hướng
hiện nay của thế giới là hạn chế dùng các chất nhuộm màu có nguồn gốc vô
cơ trong công nghiệp thực phẩm.
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 cho
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 với số lượng lớn ở một số nước. Một vài sản phẩm trong số
đó như "Cutch", là nước chiết sấy khô của cây Acacia catechu. Lượng sản
xuất hàng năm trên thế giới của Cutch khoảng 6.000 - 9.000 tấn/năm trong đó
lượng được xuất - nhập khẩu giữa các nước khoảng 1.500 tấn/ năm. Nước sản
xuất chính là Ấn Độ (các nước cũng sản xuất nhưng với số lượng ít hơn là
Pakistan, Bangladesh, Myanmar và Thái lan), nước nhập khẩu chính là
Pakistan. Trước đây, vào những năm giữa của thập kỷ 70, hàng năm các nhà
máy công nghiệp của Ấn Độ đã sử dụng tới 63.000 tấn gỗ nguyên liệu. Trong
thời gian từ 1988 - 1993, Ấn Độ đã xuất sang Pakistan 1.000 - 1.300 tấn/ năm.
Ngoài Cutch ra, còn có một sản phẩm tự nhiên khác cũng được sản xuất
và sử dụng với số lượng lớn, đó là Annatto (được lấy từ cây Điều nhuộm Bixa orellana). Lượng sản phẩm trên thế giới hàng năm khoảng 10.000 tấn,
lượng sản phẩm tham gia mậu dịch khoảng 7.000 tấn. Nước xuất khẩu chính


13

các sản phẩm Annatto là Peru và Kenya, các nước nhập khẩu chính là Mỹ,

Nhật và một số nước Đông Âu.
Một số cây khác được trồng để làm nguyên liệu sản xuất các chất màu
thực phẩm là: Indigofera tinctoria, Tagetes erecta, Lawsonia inermis,
Curcuma longa, Crocus sativus, Gardenia jasminoides, Medicago sativa...
Riêng ở vùng Andhra Pradesh của Ấn Độ các cây sau được trồng với số
lượng tương đối nhiều: Bixa orellana (1.200 ha), Indigofera tinctoria (800 ha),
Tagetes erecta (120 ha) và Lawsonia inermis (20 ha).
Bên cạnh việc sử dụng các chất màu thu được bằng các cách truyền
thống thì ngày nay người ta còn áp dụng các kỹ thuật hiện đại để tăng nhanh
quá trình tổng hợp tự nhiên. 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 các thành phần
sắc tố được dùng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm.
Năm 1995, Ajinomoto [13] đã cho ra một phương pháp điều chế màu
đỏ tự nhiên bằng cách nuôi cây mô sần của các cây thuộc chi Aralia (loài cho
kết quả tốt nhất là Aralia cordata). Chất màu này được tổng hợp trong bóng
tối, chất màu được tiết ra môi trường nuôi cấy.
Năm 1995, Kondo T đưa ra phương pháp sản xuất anthraquinone từ
một số cây thuộc họ cà phê (Rubiaceae). Tế bào được nuôi trong môi trường
có nguồn Cacbon (C), muối vô cơ và muối Canxi (Canxi chloride hoặc Canxi
nitrate) với nồng độ 5 - 90 mM/l. Lá Rubia akane được cắt thành những mảnh
nhỏ và đưa vào một môi trường nuôi cấy có pH 5,8, các muối vô cơ (3mM/l
CaCL2), vitamin, 2,4 - D, kinetin, đường mía và thạch... Sản lượng lớn
anthraquinone được sản xuất ra ở các nồng độ CaCL2 từ 5 - 90 mM/l.


14

Narisu - Keshohin, 1991 đưa ra phương pháp sản xuất chất màu bằng

cách nuôi cấy mô của lá cây Oải hương (Lavandula angustifolia). Nuôi tế bào
trong điều kiện có ánh sáng thì cho hiệu suất cao hơn. Với phương pháp này
sản phẩm được tạo ra ở dạng vảy lớn với hiệu suất cao.
Phương pháp sản xuất màu đỏ hoa rum bằng nuôi trồng mô sần Hồng
hoa (Carthamus tinctorius), Mitsui - Eng. Shipbldg được đề xuất vào năm
1990. Màu đỏ hoa rum được điều chế bằng cách nuôi mô sần hoa rum trong
môi trường kiềm, chất màu được tiết vào môi trường nuôi cấy. Chất màu này
là màu tự nhiên, có màu sắc đẹp và ổn định.
Các nghiên cứu về chất màu thực phẩm tự nhiên không chỉ được tiến
hành đối với các loài thực vật mà còn được nghiên cứu đối với các tế bào vi
sinh vật. Một số chi được quan tâm nhiều là Aspergillus, Pseudomonas...
Năm 1997, Kasenkov O. I [15]. Đưa ra một phương pháp điều chế chất
nhuộm thực phẩm màu đỏ từ các nguyên liệu thực vật. Theo phương pháp này các
nguyên liệu thực vật phải được nghiền nát và tẩy trùng, sau đó ngâm trong môi
trường lên men bởi Aspergillus, cuối cùng chúng được chọn lọc và cô đặc. Nguyên
liệu thực vật là thành phần môi trường để nuôi cấy các loài thuộc chi Trichoderma
(tốt nhất là Trichoderma koningi và Trichoderma longibrachiatum). Sử dụng
phương pháp này, môi trường được đơn giản hoá và 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 dung 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 ug 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,
Cruciferae, Polygonaceae, Leguminosae, Solanaceae và Gesneriaceae. Sử dụng các


15

chất màu thực phẩm do có quan hệ trực tiếp đến sức khoẻ và tính mạng con người.
Vì vậy ở nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ đã ban hành luật về sử dụng chất màu

trong thực phẩm. Trong các Bộ luật về chất màu thực phẩm, các chất màu có nguồn
gốc là sắc tố thực vật (chất mầu tự nhiên) được quy định ưu tiên. Ví dụ, Điều 26
trong Luật sử dụng chất màu của Ấn Độ.
Điều 26: Các chất màu tự nhiên được sử dụng. Trừ những trường hợp
được quy định cụ thể trong bộ luật này, các yếu tố màu tự nhiên cơ bản sau
đây được sử dụng trong các loại thực phẩm.
1. Beta-carotene
2. Beta-apo-8-carotenal
3. Axit Methylester of Beta-apo-8’ carotenoic
4. Axit Ethylester of Beta-apo-8’ carotenoic
5. Canthaxanthin
6. Chlorophyll
7. Riboflavin (Lactoflavin)
8. Caramel
9. Annatto
10. Saffron
11. Curcumin (or turmeric).
Danh mục các chất nhuộm màu thực phẩm trên thế giới được quy đinh
chặt chẽ về mã số và giới hạn sử dụng. Theo quy định của Liên minh Châu
Âu (EU), các chất màu thực phẩm (CMTP) có mã số từ E100 đến E172. Đây
là quy chế được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Tuy nhiên, Australia và một
vài nước thuộc khu vực Thái Bình Dương sử dụng hệ thống mã số với chữ
đầu là A, nhưng ít được sử dụng.


16

Luật sử dụng chất màu thực phẩm ở châu Âu cũng quy định rõ các sản
phẩm màu được sử dụng trong chế biến thực phẩm. Tuy vậy, mỗi quốc gia có
thể có quy định riêng cho từng chất cụ thể. Vì thế, có một số chất màu ở đây

không được sử dụng trên tất cả các nước trong cộng đồng châu Âu (E 128 red
2F, E129 allura red, E133 brilliant blue FCF, E154 brown FK, E155 brown
HT). Theo báo chuyên san Proceedings of the National Academy of Sciences,
Giới khoa học đã khám phá được cách tự nhiên tạo ra màu sắc chẳng bao giờ
bị phai mờ, từ đó rút ra kỹ thuật mới dùng trong màu thực phẩm và ứng dụng
nhằm tránh tiền giả từ một loại quả đặc thù ở châu Phi có màu đậm đặc và
óng ánh hơn bất cứ loại vật chất sinh học nào từng được biết trước đó. Cấu
tạo màu ấn tượng như vậy là do cấu trúc đặc biệt bên trong mỗi tế bào của cây
chứ không chỉ dựa trên sắc tố bình thường, gọi là màu cấu trúc. Các nhà
nghiên cứu của Đại học Cambridge (Anh) phát hiện các tế bào trong quả
Pollia condensata có thành phần làm từ sợi cellulose phản xạ ánh sáng. Những
khoảng cách khác nhau giữa các sợi trong mỗi tế bào phản xạ những bước
sóng khác nhau của ánh sáng, tạo nên màu sắc xanh biếc. Màu cấu trúc từng
được phát hiện ở động vật, như lông công, vỏ bọ hung và cánh bướm, nhưng
chúng sử dụng những cấu trúc và vật liệu khác nhau để đạt được hiệu ứng
riêng biệt. Và quả Pollia condensata là trường hợp đầu tiên được phát hiện ở
thực vật.
Không giống như sắc tố, màu cấu trúc chẳng phai mờ theo thời gian, do
cấu trúc không thể bị phá hủy dù hấp thu ánh sáng. Phạm vi ứng dụng của
màu cấu trúc rất rộng, từ in tiền, nhuộm màu thực phẩm, mỹ phẩm đến ứng
dụng trong nhãn dán an ninh. Kỹ thuật nhuộm màu của tự nhiên bằng chiết
xuất từ thực vật có thể thay thế những phẩm màu dùng trong công nghiệp.