Luận văn thạc sĩ nghiên cứu công nghệ sản xuất bột màu vàng thực phẩm từ lá chè

....

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------------

 ----------

ðỖ THỊ KIM NGỌC

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
BỘT MÀU VÀNG THỰC PHẨM TỪ LÁ CHÈ

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành

: CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH

Mã số

: 60.54.10

Người hướng dẫn: 1. TS NGÔ XUÂN CƯỜNG
2. PGS.TS TRẦN NHƯ KHUYÊN

HÀ NỘI - 2012


LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là

trung thực và chưa được bảo vệ một học vị nào.
Tơi xin cam ñoan, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn đã được
cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2012
Tác giả luận văn

ðỗ Thị Kim Ngọc

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

i


LỜI CẢM ƠN
ðể hồn thành bản luận văn này, tơi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ của nhiều
cá nhân và tập thể.
Trước hết, tơi xin được bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc đến
TS.Ngơ Xn Cường, PGS.TS.Trần Như Khun đã tận tình hướng dẫn, giúp
đỡ tơi trong suốt q trình học tập, nghiên cứu để hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn tồn thể các thầy giáo, cô giáo, các cán bộ
công nhân viên chức Khoa Cơng nghệ thực phẩm, Viện đào tạo sau đại học,
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội đã giúp đỡ tơi trong q trình học tập,
nghiên cứu khoa học và hồn chỉnh luận văn tốt nghiệp.
Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh ñạo, các cán bộ, ñồng nghiệp
Bộ môn Công nghệ sau thu hoạch - Viện Khoa học kỹ thuật nơng lâm nghiệp
miền núi phía Bắc đã giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này.
Nhân dịp này, tơi cũng xin bày tỏ lịng cảm ơn tới những người thân
trong gia đình, bạn bè đã giúp đỡ động viên và khuyến khích tơi trong suốt
thời gian học tập và hoàn thành luận văn.
Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2012

Tác giả luận văn

ðỗ Thị Kim Ngọc

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

ii


MỤC LỤC
Lời cam ñoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục các chữ viết tắt

vi

Danh mục các bảng

viii

Danh mục các hình

x

1

MỞ ðẦU

1

1.1

Tính cấp thiết của đề tài

1

1.2

Mục đích, u cầu

3

1.3

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3

2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

4

2.1

Tình hình nghiên cứu và sử dụng chất màu thực phẩm trong nước
và thế giới

4

2.1.1

Tình hình nghiên cứu và sử dụng chất màu thực phẩm trên thế giới

4

2.1.2

Tình hình nghiên cứu và sử dụng chất màu thực phẩm trong nước

8

2.2

Giới thiệu về màu vàng thực phẩm

14

2.2.1

Màu vàng thực phẩm nhân tạo

14

2.2.2

Màu vàng thực phẩm tự nhiên

16

2.2.3

Một số ứng dụng của chất màu vàng trong sản xuất thực phẩm

18

2.3

Cơ sở khoa học của công nghệ tạo màu vàng thực phẩm từ chè

18

2.1.2

Cơ sở khoa học sản xuất chất màu vàng từ chè

18

3

VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

24

3.1

Vật liệu nghiên cứu

24

3.2

Nội dung nghiên cứu

24

3.3

Phương pháp nghiên cứu

25

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

iii


3.3.1

Phương pháp thí nghiệm sản xuất màu vàng từ chè

25

3.3.2

Phương pháp thí nghiệm bảo quản chất màu vàng dạng bột

28

3.3.3

Phương pháp thí nghiệm phối trộn chất màu trong sản xuất bánh,
kẹo, rượu

29

3.3.4

Phương pháp phân tích thành phần hóa học trong dịch chiết từ chè

29

3.3.5

Phương pháp ñánh giá chất lượng

30

3.3.6

Kiểm nghiệm các chỉ tiêu vệ sinh an toàn thực phẩm

30

3.3.7

Xử lý số liệu thống kê sử dụng phần mềm MS. Excel 2007.

30

4

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

31

4.1

ðặc tính sinh hóa nguyên liệu

31

4.1.1

Hàm lượng một số thành phần hóa học trong ñọt chè của một số
giống chè shan

31

4.1.2

Hàm lượng một số thành phần hóa học trong lá chè già PH1

32

4.2

Nghiên cứu công nghệ sản xuất chất màu vàng từ chè

34

4.2.1

Nghiên cứu sản xuất chất màu vàng từ ñọt chè tươi

34

4.2.2

Nghiên cứu sản xuất chất màu vàng từ lá chè già

38

4.3

Phân tích một số chỉ tiêu sinh hóa và an tồn vệ sinh thực phẩm
của chất màu vàng dạng bột từ chè

4.3.1

44

Hàm lượng một số thành phần sinh hóa trong chất màu vàng
dạng bột từ chè

44

4.3.2

Kiểm nghiệm các chỉ tiêu an toàn thực phẩm

45

4.4

Bảo quản chất màu vàng dạng bột

47

4.5

Nghiên cứu ứng dụng chất màu vàng trong sản xuất bánh, kẹo, rượu

49

4.5.1

Ứng dụng chất màu vàng thực phẩm từ chè trong sản xuất bánh
cracker

49

4.5.2

Ứng dụng chất màu vàng từ chè trong sản xuất kẹo xốp chuối

52

4.5.3

Ứng dụng chất màu vàng thực phẩm từ chè trong sản xuất rượu màu

56

4.6

Chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm màu vàng từ chè

60

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

iv


4.6.1

Tính chi phí ngun liệu, vật tư, hóa chất

60

4.6.2

Chi phí nhiên liệu

60

4.6.3

Chi phí điện năng

61

4.6.4

Chi phí lao động

62

4.6.5

Hạch tốn giá thành sản xuất 1 kg sản phẩm chất màu vàng dạng
bột khô

63

5

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ

66

5.1

Kết luận

66

5.2

ðề nghị

67

TÀI LIỆU THAM KHẢO

68

PHỤ LỤC

72

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ATTP

An toàn thực phẩm

BYT

Bộ Y tế

E102

Chất màu nhân tạo Tartrazine có màu vàng chanh

KPH

Khơng phát hiện

L

Lít

MV2.1

Ký hiệu màu vàng thí nghiệm lá chè già, bánh tẻ chần chè
trong nước tinh khiết.

MV2.2

Ký hiệu màu vàng thí nghiệm lá chè già, bánh tẻ chần chè
trong trong nước có pha Na2CO3 theo tỷ lệ 0,5% so với
lượng chè tươi.

MV2.3

Ký hiệu màu vàng thí nghiệm lá chè già, bánh tẻ chần chè
trong trong nước có pha Na2CO3 theo tỷ lệ 1% so với
lượng chè tươi.

MV2.4

Ký hiệu màu vàng thí nghiệm lá chè già, bánh tẻ chần chè
trong trong nước có pha Na2CO3 theo tỷ lệ 1,5% so với
lượng chè tươi.

MV2.5

Ký hiệu màu vàng thí nghiệm lá chè già, bánh tẻ chần chè
trong trong nước có pha NaOH theo tỷ lệ 1% so với lượng
chè tươi.

MV2.6

Ký hiệu màu vàng thí nghiệm lá chè già, bánh tẻ chần chè
trong trong nước có pha NaOH theo tỷ lệ 2% so với lượng
chè tươi.

MV2.7

Ký hiệu màu vàng thí nghiệm lá chè già, bánh tẻ chần chè
trong trong nước có pha NaOH theo tỷ lệ 3% so với lượng
chè tươi.

PH1

Giống chè chọn lọc tại Phú Hộ

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

vi


SCT

Giống chè Shan Chất tiền.

STV

Giống chè Shan Tham vè.

SP1, SP2, SP3,… Các chế độ sấy phun thí nghiệm sản xuất chất màu vàng
TB

Trung bình

TCN

Tiêu chuẩn ngành

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

VSATTP

Vệ sinh an tồn thực phẩm

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

2.1

Danh mục các chất màu thực phẩm ñược phép sử dụng ở Việt Nam

3.1

Chế ñộ sấy phun chất màu màu vàng từ chè

27

4.1

Thành phần chất tan, tanin và catechin trong ñọt chè tươi

31

4.2

Hàm lượng một số thành phần hóa học trong lá chè già

32

4.3

Màu sắc nước pha chè khơ với thời gian ủ nóng khác nhau

34

4.4

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian cơ đặc và màu nước pha
dịch cơ đặc (tính cho 30 lít dịch cơ đặc từ 2,50brix đến 150brix)

4.5

36

Ảnh hưởng của các chế ñộ sấy phun ñến thời gian sấy phun, tỷ lệ
thu hồi và màu nước pha sản phẩm màu vàng

4.6

9

37

Xác ñịnh hóa chất và tỷ lệ hóa chất thích hợp để chiết xuất chất
màu vàng từ lá chè già

39

4.7

Một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật trong q trình cơ đặc

43

4.8

Ảnh hưởng của các chế ñộ sấy phun ñến thời gian sấy phun, tỷ lệ
thu hồi và màu nước pha sản phẩm màu vàng

43

4.9

Hàm lượng một số thành phần hóa học trong bột màu vàng từ chè

45

4.10

Kết quả phân tích các chỉ tiêu ATTP của phẩm màu vàng từ chè

46

4.11

Biến ñổi chất lượng của sản phẩm màu vàng từ chè trong quá
trình bảo quản

4.12

Kết quả cảm quan và so sánh màu sản phẩm bánh cracker thí nghiệm
sử dụng chất màu vàng thực phẩm từ chè so với ñối chứng

4.13

48
49

Biến ñổi chất lượng cảm quan của bánh cracker sử dụng chất
màu vàng chiết xuất từ chè trong quá trình bảo quản

50

4.14

Kết quả phân tích các chỉ tiêu ATTP của sản phẩm bánh cracker

51

4.15

Kết quả đánh giá màu sản phẩm kẹo thí nghiệm sử dụng chất
MV2.3 so với đối chứng

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

52
viii


4.16

Biến ñổi chất lượng cảm quan của kẹo xốp chuối sử dụng chất
màu vàng từ chè trong quá trình bảo quản

54

4.17

Kết quả phân tích các chỉ tiêu ATTP của sản phẩm kẹo xốp chuối

55

4.18

Kết quả cảm quan và so sánh màu sản phẩm rượu chanh thí
nghiệm sử dụng chất màu vàng từ chè so với ñối chứng

4.19

57

Biến ñổi chất lượng cảm quan của rượu chanh sử dụng chất màu
vàng thực phẩm từ chè trong quá trình bảo quản

58

4.20

Kết quả phân tích các chỉ tiêu ATTP của sản phẩm rượu chanh

59

4.21

Giá thành sản xuất 1 kg chất màu vàng dạng bột khô

64

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

ix


DANH MỤC CÁC HÌNH
STT

Tên hình

Trang

3.1

Quy trình sơ chế ngun liệu sản xuất chất màu vàng từ chè búp tươi

25

3.2

Quy trình sản xuất màu vàng dạng bột từ chè

26

4.1

Sơ ñồ quy trình kỹ thuật sản xuất chất màu vàng từ chè ở quy
mơ pilot

5.1

41

Quy trình kỹ thuật sản xuất chất màu vàng dạng bột từ chè qui
mô pilot

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

66

x

1. MỞ ðẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
ðể tạo sản phẩm có màu sắc đẹp, hấp dẫn thị hiếu người tiêu dùng,
trong chế biến thực phẩm như bánh, mứt, kẹo, rượu, nước giải khát… người
ta thường bổ sung chất màu vào thực phẩm.
Hiện nay chất màu thực phẩm chủ yếu có hai loại: chất màu tổng hợp
và chất màu tự nhiên. Chất màu thực phẩm tự nhiên là một trong các thành
phần của thực phẩm tự nhiên và hầu như khơng độc hại. Màu tự nhiên có giá
thành cao hơn rất nhiều so với màu tổng hợp và chỉ ñáp ứng ñược 30% nhu
cầu trong chế biến thực phẩm. Do đó, trong chế biến thực phẩm vẫn phải sử
dụng màu tổng hợp. Nhiều doanh nghiệp sử dùng màu tổng hợp ñể giảm giá
thành sản phẩm. Màu tổng hợp là các hợp chất hữu cơ, ña số là dẫn xuất của
các hợp chất thơm, mà các hợp chất thơm thường là các tác nhân gây ung thư
và có tác động khác khơng tốt đối với cơ thể [45].
E102 (Tatrazine) là dẫn xuất của axit pyrazol cacboxylic, có màu vàng
chanh. Hiện nay, màu vàng E102 ñược sử dụng nhiều trong các loại thực
phẩm khác nhau, ngồi mì ăn liền cịn có thể sử dụng trong ñồ uống, rượu,
nước giải khát, snack ñược chế biến từ ngũ cốc, kẹo, mứt, quả khô, thức ăn
tráng miệng có sữa hoặc nước rau ép thanh trùng, nước chấm và các sản phẩm
tương tự...
Chỉ sau khi nghiên cứu của các nhà khoa học tại ñại học Southampton
(Anh) được cơng bố rộng rãi và được xác nhận là có độ chính xác cao thì
nhiều nước mới quy ñịnh chặt chẽ hơn về việc sử dụng E102. Theo Quy ñịnh
(EC) số 1333/2008 của Nghị viện Châu Âu của Hội ñồng Châu Âu ngày 1612-2008 về các chất phụ gia thực phẩm, trong danh sách các màu thực phẩm
phải ghi rõ thơng tin bổ sung trên nhãn, có phẩm màu vàng Tatrazine (E102).

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

1

Phẩm màu này buộc phải ghi những dòng chữ như “có thể ảnh hưởng xấu đến
hoạt động và sự chú ý của trẻ”. Tại Mỹ cũng có các khuyến cáo tương tự.
Theo Qui ñịnh&Tiêu chuẩn và Phụ gia thực phẩm của Tổ chức Thương
mại Hải ngoại ban hành tháng 4-2011, phẩm màu vàng tatrazine bị cấm dùng
trong nhiều loại thực phẩm, trong đó có mỳ gói. Theo tiêu chuẩn JAS của
Nhật Bản, chất tatrazine cũng không nằm trong danh mục các chất phẩm màu
ñược sử dụng trong mỳ.
Việt Nam hiện nay chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu về chất màu
thực phẩm. ðối với những sản phẩm, món ăn dân tộc, ñể tạo màu sắc ñẹp cho
sản phẩm, người Việt Nam trước ñây thường sử dụng trực tiếp chất màu từ tự
nhiên như nghệ, lá diễn, cà chua, gấc… Hầu hết các sản phẩm thực phẩm sản
xuất, kinh doanh trong nước thường sử dụng chất màu thực phẩm ñược nhập
từ nước ngồi hoặc mua ở thị trường tự do khơng rõ nguồn gốc, xuất xứ.
Do vậy, các nghiên cứu hiện nay đang nỗ lực tìm kiếm những cơng
nghệ mới sản xuất những sản phẩm màu sạch, an tồn đối với sức khỏe con
người thay thế những sản phẩm màu tổng hợp. Sản xuất những chất màu thực
phẩm từ thực vật là một hướng ñi ñúng ñắn phù hợp với xu thế hiện ñại.
Ở nước ta, cây chè là một trong những cây trồng mũi nhọn của các
vùng Trung du, miền núi có diện tích chiếm tới 2/3 của cả nước. ðó là nguồn
ngun liệu rất dồi dào để sản xuất ra nhiều loại chất màu thực phẩm tự nhiên.
Từ nguyên liệu lá chè có thể tạo ra nhiều loại chất màu như: màu xanh,
màu vàng, màu nâu. Màu vàng là một trong những chất màu ñược sử dụng
phổ biến ñể phối chế và tạo màu cho thực phẩm.
Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tơi tiến hành nghiên cứu ñề tài:
“Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột màu vàng thực phẩm từ lá chè” nhằm
góp phần đưa những tiến bộ khoa học mới vào sản xuất, cải thiện ñời sống
người lao ñộng, bảo vệ sức khỏe cộng ñồng.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

2


1.2. Mục đích, u cầu
1.2.1. Mục đích
Tạo ra bột màu vàng từ chè ñảm bảo các tiêu chuẩn ATVSTP làm phụ
gia cho các ngành chế biến thực phẩm khác.
1.2.2. Yêu cầu
- Chọn được ngun liệu thích hợp cho sản xuất chất màu vàng từ chè
- Hồn thiện được kỹ thuật tạo chất màu vàng từ chè dưới dạng bột.
- Xác ñịnh ñược một số chỉ tiêu sinh học, an toàn thực phẩm của màu
vàng thực phẩm từ chè.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu này đóng góp một số kết quả nghiên cứu khoa học về công
nghệ sản xuất chất màu tự nhiên, an toàn, từ các hợp chất tự nhiên có trong lá
chè. Từ đó góp phần đưa những tiến bộ khoa học mới vào sản xuất ñể tạo ra
các sản phẩm thực phẩm đảm bảo vệ sinh an tồn cho sức khỏe.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn trong việc ứng dụng để sản
xuất các sản phẩm an toàn từ các nguồn nguyên liệu có nguồn gốc thiên
nhiên, làm phụ gia tạo màu trong sản xuất thực phẩm, thay thế cho các chất
màu nhân tạo.
Từ đó góp phần phát triển sản xuất những cây trồng có lợi thế khơng
chỉ ở các vùng trung du, miền núi mà cả ở vùng ñồng bằng, tạo thêm công ăn
việc làm, tăng thu nhập cho người lao ñộng trong cả nước, ñồng thời nâng cao
ñược sức khỏe cộng đồng.

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

3


2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng chất màu thực phẩm trong nước và
thế giới
2.1.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng chất màu thực phẩm trên thế giới
Chất màu nói chung và chất màu thực phẩm nói riêng đã được người
dân các nước trên thế giới sử dụng vào ñời sống từ thời xa xưa. Một chất màu
ñược dùng cho thực phẩm nhất thiết phải hội ñủ 3 tiêu chuẩn về mặt y tế của
chất phụ gia thực phẩm:
+ Nhuộm thực phẩm thành màu theo mục đích, phù hợp với cơng nghệ
chế biến thực phẩm.
+ Khơng có độc tính (gồm cả độc tính cấp, bán cấp và trường diễn).
+ 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 khơng 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
ñược tập trung vào các yêu cầu sau ñây:
- ðiều 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. ðây là hướng
nghiên cứu ñược ñặc biệt quan tâm, bởi chất màu thu được thường có tính an
tồn cao, giá thành hạ.
- Nghiên cứu bán tổng hợp chất màu từ các hợp chất thu nhận từ thực
vật. ðây là hướng nghiên cứu có triển vọng, có thể sản xuất nhiều chất màu
khác nhau. Tuy nhiên giá thành sản phẩm cao và địi hỏi công nghệ phức tạp.
Mặc dù vậy, hiện nay nhiều chất màu ñang ñược sử dụng ñược sản xuất theo
hướng này (Beta Carotenal, Beta- apro-carotenal...).

- Nghiên cứu sản xuất chất nhuộm màu thực phẩm bằng công nghệ sinh

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

4


học: ñây là hướng nghiên cứu ñang ñược triển khai ở một số nước có trình độ
kỹ thuật cao. Theo hướng nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu ñang thử
nghiệm thu nhận chất nhuộm mà từ nuôi cấy mô một số loài thực vật (Aralia
armata,...), hoặc sử dụng một số hệ men, một số lồi vi khuẩn để chuyển hóa
hợp chất hữu cơ thành chất màu. Tuy nhiên, hướng nghiên cứu cho tới nay
chưa ñạt ñược kết quả thực tế.
- Tổng hợp các chất vơ cơ khơng có độc tính ñể nhuộm màu cho thực
phẩm. ðây là hướng nghiên cứu ñược tiến hành từ lâu. Mặc dù vậy, các chất
vô cơ có thể sử dụng cho thực phẩm cịn rất hạn chế. Hiện nay các chất vơ cơ
được phép dùng cho thực phẩm mới chỉ có một số oxít sắt: FeO(OH)xH2O
(màu ñỏ), FeO.Fe2O3 (màu ñen), FeO(OH).xH2O (màu vàng),… Xu hướng
hiện nay của thế giới là hạn chế dùng các chất nhuộm màu có nguồn gốc vơ
cơ trong cơng nghiệp thực phẩm.
Bên cạnh việc sử dụng các chất màu thu ñược bằng các cách truyền
thống thì ngày nay người ta cịn áp dụng các kỹ thuật hiện ñại ñể tăng nhanh
quá trình tổng hợp tự nhiên. Trên thế giới trong những năm gần đây, nhiều
nghiên cứu mới đã áp dụng cơng 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 thực vật, vi sinh vật đã xác định là có thành phần sắc tố
được dùng trong cơng nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm.
Ajinomoto, năm 1995 ñã ñưa ra một phương pháp điều chế màu đỏ tự
nhiên bằng cách ni cấy mơ sần của các cây thuộc chi Aralia (lồi cho kết
quả tốt nhất là Aralia cordata). Chất này ñược tổng hợp trong bóng tối, chất

màu được tiết ra mơi trường ni cấy [21].
Năm 1998-1999, Cai YZ et al., đã nghiên cứu và sản xuất chất màu ñỏ
từ rau dền ñỏ Amaranthus. Kết quả ñã tạo ra ñược sản phẩm bột màu ñỏ từ
rau dền ñỏ bằng phương pháp sấy phun [24], [25].

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

5


Năm 2002, Wybraniec, S. and Mizrahi, Y. ñã nghiên cứu và xác định
chất màu đỏ có trong các loại trái cây xương rồng [33].
RU Zong-ling et al., ñã nghiên cứu chiết tách chất màu vàng từ Rosa
Chinensis bằng phương pháp siêu âm. Kết quả chỉ ra rằng các ñiều kiện tối ưu
là dung môi ethanol 80%, giá trị pH 2,0, tỷ lệ nguyên liệu 1:20, thời gian chiết
30 phút, tiến hành 3 lần. Năng suất chiết là 30,4% và giá trị của màu vàng là
7,31 [32].
Trong công nghiệp của Liên Xơ trong những năm trước chiến tranh đã
nghiên cứu thành cơng việc sử dụng biện pháp khác để nhuộm màu xanh cho
ñậu xanh và ñậu hạt vàng bằng cách sử dụng “màu rau dền”. Màu này thu
được khơng phải chỉ từ rau dền mà còn từ lá gai và các loại rau xanh khác
bằng cơ đặc nước chần của lá rau dền hay lá gai với nồng ñộ dung dịch kiềm
ñậm ñặc (3 kg NaOH cho 100 kg lá tươi) trong thời gian 2-3 giờ. Trong thời
gian nấu chlorophyll chuyển thành chlorophyllin. Sau khi nấu ñem ép hỗn
hợp. Dung dịch chứa chlorophyllin và ñược gọi là dung dịch “màu rau dền”.
Các chlorophyllin bền hơn và không dễ tham gia các phản ứng như các
chlorophyll ban ñầu [13].
Các nghiên cứu về chất màu thực phẩm tự nhiên khơng chỉ được tiến
hành đối với các lồi thực vật mà cịn được nghiên cứu ñối với các tế bào vi
sinh vật. Một số chi ñược quan tâm nhiều là Aspergillus, Pseudomonas... Tuy

nhiên các chất màu thực phẩm ñược sản xuất từ vi sinh vật chỉ mang tính chất
nghiên cứu và chưa đưa rộng rãi ra thị trường [30].
Sử dụng các chất màu thực phẩm do có quan hệ trực tiếp đến sức khỏe
và tính mạng con người. Vì vậy, nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ ñã 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 màu tự nhiên) ñược
quy ñịnh ưu tiên. Ví dụ: ðiều 26 trong Luật sử dụng chất màu của Ấn ðộ [36]:

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

6


ðiều 26: Các chất màu tự nhiên ñược sử dụng.
Trong những trường hợp ñược quy ñịnh cụ thể trong Bộ luật này, các
yếu tố màu tự nhiên cơ bản sau ñây ñược 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 ñược quy ñịnh
chặt chẽ về Mã số và giới hạn sử dụng. Theo quy ñịnh của Liên minh Châu Âu
(EU), các chất màu thực phẩm có mã số từ E100 ñến E172. ðây là quy chế

ñược 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. Luật sử dụng chất màu thực phẩm ở châu Âu cũng quy ñịnh rõ
các các sản phẩm màu ñược 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 khơng được sử dụng trên tất cả các nước trong cộng ñồng châu Âu
(E128 red 2F, E129 allura red, E133 brilliant blue FCF, E154 brown FK, E155
brown HT), hoặc ñược sử dụng nhưng hạn chế (ở ðức các chất sau bị hạn chế
sử dụng: E102 tartrazine, E110 sunset yellow, E123 amarnath, E127
erythrosine). Ở ðức cũng như một số nước khác có đưa ra danh sách các thực

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

7


phẩm ñược sử dụng chất màu. Trong luật sử dụng chất màu thực phẩm ở châu
Âu, các phụ lục từ II- V có đưa ra chi tiết về các thực phẩm đó.
Tóm lại, hiện nay nghiên cứu chất màu thực phẩm trên thế giới ñược
quan tâm rất lớn ở nhiều quốc gia với nhiều hướng nghiên cứu mới. Trong
các hướng nghiên cứu đó, tìm kiếm và chiết tách chất màu từ thực vật vẫn
ñược ưu tiên hàng ñầu trong các nghiên cứu.
2.1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng chất màu thực phẩm trong nước
Chất màu thực phẩm khơng có nhiều ý nghĩa trong giá trị dinh dưỡng
nhưng nó là một trong những phụ gia không thể thiếu trong chế biến thực
phẩm. Trong dân gian thường dùng gấc nhuộm màu vàng cho sản phẩm, dùng
lá gai ñể nhuộm màu ñen cho bánh lá gai... Xu thế sử dụng chất màu tự nhiên
từ thực vật ngày càng phát triển.
Hầu hết các chất màu thực phẩm ở Việt Nam ñều phải nhập khẩu từ
nước ngoài. Do yêu cầu về ATVSTP, Bộ Y tế nước ta chỉ cho phép nhập và

sử dụng chất màu thực phẩm với số lượng hạn chế (bảng 2.1).

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

8


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

ðỏ, họ caroten

Tự nhiên

4

Caramel I - Plain

Nâu, Xử lý nhiệt từ ñường

Tổng hợp

5

Caramel III – Ammonia

Nâu, xử lý nhiệt từ ñường

Tổng hợp

Nâu, xử lý nhiệt từ ñường

Tổng hợp

process
6

Caramel IV – Ammonia
sulfit process

7

Carmines

ðỏ, nhóm Anthraquinon

Tự nhiên

8

Azorubine (Carmoisine)

ðỏ, nhóm Monoazo

Tổng hợp

9

Carotenes (Natural extract) Dacam, Họ Caroten

Tự nhiên

10 Annatto Extract

11 Grape skin extract
12 Chlorophyll

ðỏ, chiết xuất từ ðiều nhuộm Tự nhiên
Tím, chiết xuất từ vỏ quả nho

Tự nhiên (từ
vỏ quả nho)

Xanh, nhóm Porphirin

Tự nhiên

Xanh, nhóm Porphirin

Tự nhiên

Xanh, nhóm Porphirin

Tự nhiên

15 Brilliant Black PN

ðen, nhóm Bisazo

Tổng hợp

16 Red 2 G

ðỏ, nhóm Monoazo

Tổng hợp

17 Allura AC

ðỏ, nhóm Monoazo

Tổng hợp

18 Amaranth

ðỏ, nhóm Monoazo

Tổng hợp

13 Chlorophyll Copper
Complex
14 Chlorophyll Copper
Complex, Sodium and
Potassium salts

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

9


TT

Tên chất

19 Ponceau 4R

Màu và nhóm chất

Nguồn gốc

ðỏ, nhóm Monoazo

Tổng hợp

Da cam, họ caroten

Tổng hợp

21 Indigotin

Xanh chàm, họ indigo

Tự nhiên

22 Titan dioxide

Trắng, TiO2

Tổng hợp

23 Nâu HT

Nâu, nhóm Bisazo

Tổng hợp

24 Iron oxide, red

ðỏ, FeO(OH).xH2O

Tổng hợp

25 Iron oxide, black

ðen, FeO.Fe2O3

Tổng hợp

26 Iron oxide, yellow

Vàng, FeO(OH).xH2O

Tổng hợp

27 Curcumin

Vàng, nhóm cumarin

Tự nhiên

28 Erythosin

ðỏ, 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 Monoazo

Tổng hợp

33 Brilliant FCF

Xanh, nhóm triarilmethane

Tổng hợp

34 Fast Green FCF

Xanh, nhóm triarilmethane

Tổng hợp

35 Green S

Xanh, nhóm triarilmethane

Tổng hợp

20 Beta-apro-8-carotenic acid,
Methyl or Ethyl Ester

(Nguồn: Trích trong “Danh mục các chất phụ gia ñược phép sử dụng trong thực phẩm”.
Cục Quản lý chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, Bộ Y tế, 2001).

Như vậy, trong số 35 chất ñược phép sử dụng cho thực phẩm ở Việt
Nam mới chỉ có 10 chất ñược chiết xuất từ thực vật (nguyên thủy hoặc phức
chất) và hoàn toàn nhập từ nước ngoài.
Từ lâu, các nhà khoa học ñã tiến hành chiết tách các chất nhuộm màu
thực phẩm từ thực vật. Tuy nhiên hiện vẫn cịn phải sử dụng nhiều chất màu
được tổng hợp bằng con đường hóa học. Khi chất màu cơng nghiệp được ñem
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

10

vào và 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 cơng 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 hóa hoặc ngộ độc gây tử vong…). Vì vậy trong những năm gần đây
con người càng thấy được tính ưu việc của các sản phẩm tự nhiên và ñã quan
tâm nghiên cứu các chất nhuộm có nguồn gốc thực vật ñể sử dụng chúng nhất
là trong ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm.
Ở nước ta trong những năm trước đây, do khó khăn về điều kiện và
phương tiện nên vấn ñề này chưa ñược nghiên cứu nhiều.
Hiện nay ở trong nước các nhà khoa học cũng đang tìm kiếm các giải
pháp tốt ñể nghiên cứu sản xuất chất màu thực phẩm từ thực vật khơng gây
độc hại cho sức khỏe con người, thay thế cho sản phẩm ngoại nhập, tiết kiệm
ñược ngoại tệ, giá thành hạ.
ðáng lưu ý là các cơng trình nghiên cứu sau:
Giai đoạn 2004-2005, tác giả Lưu ðàm Cư – Viện Sinh thái và Tài
nguyên Sinh vật Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam và cộng sự ñã tiến
hành ñề tài: “Nghiên cứu chiết tách chất nhuộm màu thực phẩm theo kinh
nghiệm sử dụng thực vật của ñồng bào dân tộc thiếu số”. Kết quả nghiên cứu
của ñề tài ñã lựa chọn ñược 3 loại cây có triển vọng để chiết tách chất màu gồm
Mật mông (Buddleja officinalis), ðậu biếc (Clitoria ternatea) và Cẩm
(Peristrophe bivalvis). Xây dựng kỹ thuật chiết tách chất màu và thu nhận được
chất màu từ 3 lồi cây trên. ðề xuất quy trình chiết chất màu gồm 2 giai đoạn
chính: Chiết chất màu thô từ nguyên liệu bằng dung môi nước và loại các chất
không màu bằng dung môi cồn/nước (4/6). Các chất màu thu ñược ñã ñược ứng
dụng chế biến thử nghiệm một vài loại thực phẩm (nhuộm xôi nhiều màu, cải
thiện màu cho rượu nếp cẩm và tạo màu vàng cho nước ép lõi dứa) [6].
Năm 2006, Huỳnh Thị Kim Cúc - Trường Cao ñẳng Lương thực Thực

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

11


phẩm và Lê Văn Hoàng, Lê Thị Lệ Hường - Trường ðại học Bách khoa, ðại
học ðà Nẵng ñã nghiên cứu "chiết betacyanin từ quả dâu bằng nước sulfured
và một số đặc tính của chúng". Kết quả đã nghiên cứu được ở quả dâu q
chín có màu đậm nhất, cho hàm lượng màu betacyanin cao nhất; Với nước
SO2 ở nồng ñộ 1100ppm và nhiệt ñộ 600C cho hàm lượng betacyanin tương
đối cao; Khi chiết trong nước SO2 thì hàm lượng betacyanin, mật độ màu, độ
màu polyme ít hơn, nhưng phần trăm màu polyme lại nhiều hơn so với mẫu
chiết trong dung môi etanol/nước; ðộ bền màu của betacyanin chiết trong
nước SO2 cao hơn khi chiết trong ethanol/nước; Ở pH=3,0 betacyanin bền
hơn so với pH=4; 5 và 6 [5].
PGS.TS Nguyễn Kim Vũ cùng các đồng nghiệp Viện Cơ điện nơng
nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nơng thơn)
đã tìm cách chiết xuất màu đỏ tự nhiên từ vỏ quả thanh long. Các nhà khoa học
ñã sử dụng phương pháp sấy phun ñể thu nhận sản phẩm màu thích hợp. Sản
phẩm thu được có hai dạng: bột màu dạng khơ có màu hồng và dạng keo có
màu đỏ thắm. Qua thực nghiệm, các nhà khoa học nhận thấy, dung mơi thích
hợp nhất để chiết xuất chất màu ñỏ từ vỏ quả thanh long là ethanol 400, trong
ñiều kiện nhiệt ñộ thấp hơn 400C. Tuy nhiên cần lưu ý, màu ñỏ của dung dịch
chất màu từ vỏ quả thanh long bị biến ñổi rõ rệt nhất trong mơi trường kiềm.
Sản phẩm bột màu có tính hút ẩm mạnh nên cần chú ý tránh ẩm ướt.
Viện công nghiệp thực phẩm Hà Nội đã nghiên cứu thành cơng cơng
nghệ sản xuất chất màu thực phẩm β-carotene từ nấm sợi blakeslea trispora
quy mơ xưởng thực nghiệm. Tóm tắt quy trình sản xuất như sau:
Giống nấm sợi blakeslea trispora → nhân giống các cấp → lên men →
ly tâm thu sửa khối khối nấm sợi chứa chất màu β-carotene → tách chiết chất
màu bằng dung môi → làm sạch → cô ñặc → vi nang hóa → sản phẩm bột

màu β-carotene tan trong nước, đạt tiêu chuẩn nước ngồi.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

12


Năm 2008, Viện Hoá học - Viện Khoa học và Cơng nghệ Việt Nam
cũng đã cơng bố kết quả thực hiện ðề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu sản
xuất chất màu xanh nguồn gốc thiên nhiên (từ các loại lá cây) dùng làm chất
màu thực phẩm”.
Quy trình cơng nghệ được mô tả như sau:
Lá cây (tre, nứa, trúc, mai...) → sơ chế → tách màu xanh (diệp lục tố)
→ ổn ñịnh chất diệp lục tố → loại dung môi → loại bỏ sắc tố vàng → tinh
chế → sấy loại nước → phẩm màu xanh dùng trong thực phẩm.
Nguyên liệu dùng ñể chiết tách chất màu xanh là lá các loại cây thuộc
họ tre, nứa gồm tre, nứa trúc mai, vầu…Chất màu tạo ra có xanh lá cây tươi,
bền màu, khơng độc, có loại tan trong rượu, cồn, dầu, có loại tan trong nước,
ứng dụng trong công nghiệp bánh kẹo, cơng nghiệp đồ hộp, rau quả và thực
phẩm cơ đặc [17].
Theo kinh nghiệm dân gian, dùng hoa dành dành, nghệ ñể tạo màu
vàng cho thực phẩm.
ðào Hùng Cường và Nguyễn ðình Anh – ðại học ðà Nẵng đã nghiên
cứu xác định các chất màu có trong curcumin thơ chiết từ củ nghệ vàng ở
miền trung Việt Nam. Nhóm nghiên cứu ñã chỉ ra rằng thành phần hợp chất
mang màu có trong curcumin thơ thay đổi theo phương pháp chiết [7].
Các cơng 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
màu thực phẩm từ nguyên liệu thực vật của nước ta. Tuy nhiên các cơng trình
mới chỉ nghiên cứu ở một số ñối 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. Hơn nữa, do tính chất đề tài các cơng trình
nghiên cứu tập trung nghiên cứu một số chất nhuộm màu ñặc biệt (curcumin
từ nghệ chủ yếu cung cấp cho ngành Y-Dược) nên giá thành rất cao, chưa thể
ñưa vào phục vụ ñời sống hàng ngày của nhân dân.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

13


2.2. Giới thiệu về màu vàng thực phẩm
2.2.1. Màu vàng thực phẩm nhân tạo
Màu vàng thực phẩm nhân tạo gồm: Tatrazine (E102), Quinolein
Yellow (E104), Orange yellow S (E110),…
Quinolein Yellow (E104): Là muối Natri của axit Monosulphoric và
Disulphoric của Quinophtalin và quinolyindanedion, có màu vàng, được
dùng trong sản xuất phomat, vỏ ngồi thịt chín. Liều dùng 2,5 mg/kg khối
lượng cơ thể.
Orange yellow S (E110): Là muối Na của axit Naphtol-sulphoric, có
màu vàng da cam, ñược dùng trong sản xuất bánh kẹo, thực phẩm tráng
miệng, mứt, rượu, trứng cá muối, tôm, vỏ ngồi phomat, vỏ ngồi thịt chín
Tatrazine (E102): Là dẫn xuất của axit pyrazol cacboxylic, có màu
vàng chanh, được dùng trong sản xuất bánh kẹo, thực phẩm tráng miệng, mứt,
rượu, trứng cá muối, tơm, vỏ ngồi phomat, vỏ ngồi thịt chín. Liều dùng 7,5
mg/kg khối lượng cơ thể [13].
Năm 2011, sau những tin tức rầm rộ về sự nguy hại của E102 trong một
số sản phẩm thực phẩm như mì ăn liền, thạch… Cục An toàn vệ sinh thực
phẩm dẫn tư vấn của các chuyên gia về phụ gia thực phẩm tại ðại hội ñồng
Codex (Thụy Sĩ) cho rằng mức ăn chất E102 hằng ngày chấp nhận ñược là 0 7,5mg/kg [14].
Việc sản xuất, kinh doanh, sử dụng chất màu hiện nay chưa được quản

lý, kiểm sốt chặt chẽ. ðiều đó ñã dẫn ñến khá nhiều vụ ngộ ñộc thực phẩm
do các chất màu gây ra, gần ñây sau những sự cố về hàng loạt chất hóa học có
hại cho sức khỏe vừa ñược phát hiện trong thực phẩm chế biến, như
Melamine trong sữa, 3-MCDP trong nước tương, chất tạo ñục DEHP trong
thạch rau câu thì khả năng gây hại của chất tạo màu E102 trong thực phẩm
vẫn là câu hỏi bức thiết cần có lời giải đáp kịp thời, hợp lý và minh bạch.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

14