Phan tich cac he mau va ung dung mau sac đe đo chat luong thuc pham

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH
PHỐ HỒ CHÍ MINH

TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VẬT LIỆU THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH CÁC HỆ MÀU VÀ ỨNG
DỤNG MÀU SẮC ĐỂ ĐO CHẤT LƯỢNG THỰC
PHẨM

GVHD: Nguyễn Thị Thu Hiền

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM
2020


TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VẬT LIỆU THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH CÁC HỆ MÀU VÀ ỨNG
DỤNG MÀU SẮC ĐỂ ĐO CHẤT LƯỢNG THỰC
PHẨM

GVHD: Nguyễn Thị Thu Hiền


Mục Lục
1. MÀU SẮC................................................................................................................. 2
2. CÁC HỆ MÀU.......................................................................................................... 2
2.1. Hệ màu Munsell (Munsell Color System)......................................................... 2
2.2. Hệ màu CIE (CIE Color System)...................................................................... 3
2.3. Không gian màu CIE L*a*b (CIELAB)........................................................... 6

2.4. Hệ màu không gian Hunter Lab (Hunter Lab Color Space)..........................7
2.5. Hệ màu Lovibond............................................................................................... 8
3. ỨNG DỤNG MÀU SẮC ĐỂ ĐO CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM........................9


Mở Đầu
Trong cuộc sống ngày nay, chất lượng cuộc sống ngày càng được cải thiện. Các nhu
cầu của con người ngày càng cao hơn không chỉ “ăn no, mặc ấm” mà còn là “ăn ngon,
mặc đẹp”. Đáp ứng nhu cầu, thị hiếu của người tiêu dùng, hiện nay sản phẩm (thực
phẩm) trên thị trường vô cùng đa dạng, phong phú. Để thu hút sự chú ý, thiện cảm đầu
tiên của người tiêu dùng sản phẩm phải bắt mắt.
Có rất nhiều cách thức để đánh giá chất lượng của một sản phẩm nhưng cách đơn giản
hơn hết là dựa vào màu sắc của sản phẩm, với những sản phẩm có mối tương quan giữa
các hợp chất màu với thành phần hóa học. Mặc dù màu sắc chưa phản ánh hết các giá
trị dinh dưỡng, mùi vị và chức năng nhưng nó là thông số quan trọng quyết định chất
lượng của thực phẩm.
Màu sắc trong tự nhiên rất đa dạng, phong phú, một màu có nhiều cấp độ màu khác
nhau như: hồng, hồng tím, hồng cánh sen,…Các nhà nghiên cứu, giáo viên, nghệ sĩ, đã
tìm ra các hệ màu dùng để giúp việc xác định màu được thuận tiện hơn và ứng dụng
vào thực tiễn. Vào năm 1898 Albert munsell lập ra hệ màu Munsell tạo tiền đề, cơ sở
cho các hệ màu khác phát triển, tiếp đó là hệ màu CIE là hệ màu nổi tiếng được phát
triển bởi Ủy Ban Liên Quốc Gia về chiếu sáng năm 1931. Vào năm 1976 khơng gian
màu CIELAB được hình thành có nhiều lợi thế hơn so với khơng gian màu CIE, tiếp
đó là khơng gian màu Hunter Lab, sau đó đến hệ màu Lovibond.
Với momg muốn tìm hiểu về các hệ màu và không gian màu trên, cũng như ứng dụng
của màu sắc để đo chất lượng của thực phẩm, nhóm chúng em chọn đề tài phân tích các
hệ màu và ứng dụng của màu sắc để đo chất lượng của thực phẩm.

4

1. MÀU SẮC.
Cảm giác màu nhận được là do tác động của chùm tia sáng lên mắt. Mắt người nhận
chùm tia sáng trong khoảng 380nm – 740nm.
Tử ngoại mạnh

Nhìn thấy

Hồng ngoại (năng lượng yếu)

380nm (đỏ)
740nm (tím)
- Các yếu ảnh hưởng đến việc hình thành màu sắc.
+ Nguồn sáng.
+ Hướng nhìn.
+ Kích thước của vật.
+ Nền.
+ Độ tuổi.
+ Trí nhớ về màu.
2. CÁC HỆ MÀU.
Các hệ màu được dùng để mã hóa các giá trị màu sắc. Các hệ màu khác nhau được
hình thành để mơ tả màu sắc. Hệ thống màu là không gian màu ba chiều. Mỗi màu
tương ứng với một vị trí trong bảng màu.
Một loạt các hệ màu đã được phát triển để mô tả màu sắc. Hệ thống trật tự màu được
sắp xếp ba chiều của màu sắc theo xuất hiện. Mỗi màu sắc có một kí hiệu liên quan đến
vị trí của nó trong sự sắp xếp.
2.1. Hệ màu Munsell (Munsell Color System).
Hệ màu Munsell là một không gian màu chỉ định màu dựa trên ba kích thước
màu: sắc màu, giá trị (độ sáng) và Chroma (độ bão hòa). Được tạo ra bởi hai nghệ sĩ và
giáo viên người Mỹ Albert Munsell trong thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 20 (1898) và

được USDA áp dụng làm hệ màu chính thức cho nghiên cứu đất vào những năm
1930. Một số hệ thống trật tự màu trước đó đã đặt màu sắc thành một khối màu ba
chiều ở dạng này hay dạng khác, nhưng Munsell là người đầu tiên tách màu sắc, giá trị
và sắc độ thành các chiều độc lập và đồng nhất về mặt nhận thức, và đây là hệ màu đầu
tiên minh họa một cách có hệ thống màu sắc trong khơng gian ba chiều. Hệ thống của
Munsell, đặc biệt là các lần đổi mới sau này, dựa trên các phép đo nghiêm ngặt về phản
ứng thị giác của chủ thể con người đối với màu sắc, đưa nó vào một cơ sở khoa học
thực nghiệm vững chắc. Do cơ sở này trong nhận thức thị giác của con người, hệ thống
của Munsell đã tồn tại lâu hơn các mơ hình màu hiện đại của nó, và mặc dù nó đã được
thay thế cho một số ứng dụng của các mơ hình như CIELAB ( L * a * b * ), ngày nay
nó vẫn được sử dụng rộng rãi.


Sắc màu là sự phân biệt giữa các màu khác nhau. Đó là thuộc tính tương ứng
với những màu đỏ, da cam, vàng, xanh dương, tím. Cảm nhận màu là do sự khác nhau
về khả năng hấp thụ các năng lượng bức xạ có bước sóng khác nhau. Vùng có bước
sóng ngắn từ 425 đến 490 nm phản xạ màu nhiều hơn so với các bước sóng và vùng
này có màu xanh dương. Vùng có bước sóng năng lượng bức xạ ở phạm vi giữa có
màu xanh lá cây và màu vàng. Vùng bước sóng bức xạ dài nhất từ 640 đến 740 nm là
màu đỏ.

Hình 1: Hệ màu Munsell
Hệ màu Munsell được tạo thành bao gồm một đĩa màu tạo bởi năm màu cơ bản
R (Red-đỏ), Y (Yellow-vàng), G (Green-xanh lá cây), B (Blue-xanh dương), P (Puppletím) và năm màu phối trộn YR (vàng-đỏ), GY (xanh lá cây- vàng), BG (xanh dươngxanh lá cây), PB (tím-xanh dương), RP (đỏ-tím) .
Cột trung tâm là cột màu trung tính có thang đo từ 0 màu tối nhất (màu đen), 10
màu sáng nhất (màu trắng ).
Ví dụ màu sắc của một sản phẩm thịt được so theo hệ màu Munsell có giá trị là
6.5R 2.6/2.2 có nghĩa là sản phẩm thịt đó có giá trị màu đỏ là 6.5, cường độ màu là 2.6
và độ bão hòa là 2.2.
2.2. Hệ màu CIE (CIE Color System).

- Mơ hình màu CIE là mơ hình khơng gian màu được tạo bởi Ủy ban Chiếu sáng Quốc
tế được gọi là Ủy ban Quốc tế Quốc tế (CIE). Nó cịn được gọi là khơng gian màu CIE
XYZ hoặc khơng gian màu CIE 1931 XYZ.
- Mơ hình màu CIE là một hệ thống ánh xạ sử dụng tristimulus (sự kết hợp của 3 giá trị
màu gần với giá trị đỏ / lục / lam), được vẽ trên không gian 3D. Khi các giá trị này
được kết hợp, chúng có thể tái tạo bất kỳ màu nào mà mắt người có thể cảm nhận
được. Đặc điểm kỹ thuật của CIE được cho là có thể thể hiện chính xác từng màu mà
mắt người có thể cảm nhận được.
- Khơng gian màu CIE được tạo lại vào năm 1931 để vạch ra tất cả các màu sắc có thể
cảm nhận được bằng mắt người. Nó được làm độc lập với bất kỳ cơng nghệ nào có
thể thể hiện màu sắc, đó là lý do tại sao nó được coi là mơ hình màu chính xác nhất.
Mơ hình màu CIE là mơ hình ba chiều có tính đến phản ứng màu sắc của
mắt; một phản ứng thay đổi khi các hình nón trên võng mạc khác nhau về phản ứng của
chúng đối với ánh sáng và màu sắc ở các khu vực khác nhau của võng mạc.
- Không gian màu CIE là kết quả của một loạt các thí nghiệm được thực hiện vào những
năm 1920 bởi John Guild và W. David Wright, dẫn đến sự phát triển của một mơ hình
hồn tồn độc lập với bất kỳ phương tiện tái tạo nào bởi bất kỳ thiết bị nào vì nó dựa
trên gần gũi với cách con người nhận thức màu sắc. Do đó, mơ hình màu CIE khơng
phù hợp để sử dụng với nhiều cơng nghệ, bao gồm cả màn hình và máy in, mặc dù nó
được coi là mơ hình màu chính xác nhất.
- Một trong những hệ màu nổi tiếng nhất phát triển bởi Ủy Ban Liên Quốc Gia về
chiếu sáng năm 1931
- X, Y, Z đại diện cho 3 màu: Red( đỏ), Green( xanh lá cây), Blue( xanh dương).
- Độ phản xạ và hệ số truyền ánh sáng tại các bước sóng khác nhau được định lượng
dựa trên 3 màu chuẩn.


Hình 2: Hệ màu CIE

-Cơng thức tính tốn các tọa độ màu:
+ X=
+ Y=
+ Z=

�

++
�

++
�

++

-Mỗi điểm trên đồ thị màu sẽ cố định sắc tố màu( bước sóng màu tương thích)
và độ tinh khiết( phần trăm độ bão hịa).


2.3. Không gian màu CIE L*a*b (CIELAB).
Phương pháp đo màu CIELAB được phát triển vào năm 1976 và cung cấp nhiều
lợi thế so với các hệ màu CIE được phát triển vào năm 1931. Nó được hình thành dựa
trên sự phát triển của không gian màu Hunter Lab.
Không gian màu CIELAB đồng bộ và thống nhất hơn các hệ màu khác nhờ dựa
trên màu sắc hữu ích hơn và cảm nhận được mơ tả qua thuyết đối lập màu.
Nó được sử dụng nhiều nhất cho việc đo màu vật thể (mực in), thí dụ để pha một
cơng thức mực hay kiểm tra chất lượng in.
Vị trí bất kỳ màu sắc trong không gian màu CIELAB được xác định bởi ba trục
tọa độ màu: L* , a* và b*
Trong đó:

Trục L: là giá trị L* đại diện cho sự khác biệt giữa độ sáng (L* = 100)
và độ tối (L* = 0).
Trục a – a*: là giá trị a* đại diện cho sự thay đổi từ màu xanh lá cây
(- a*) sang màu đỏ (+ a*).
Trục b - b*: là giá trị b* đại diện cho sự thay đổi từ màu xanh dương (b*) sang vàng (+ b*).

Hình 3: Khơng gian màu CIELAB


Nếu tọa độ L*, a* và b* được biết đến thì màu sắc khơng chỉ được mơ tả, mà
cịn nằm trong không gian.
Các tọa độ CIELAB L*, a* và b* được tính từ các giá trị tristimulus theo
phương trình (Marcus, 1998) sau:
L* = 116 f( � ) – 16
��

a* = 500[f( � ) – (
��

�

��

)]

b* = 200[f ( � ) – ( � )]
��

��

Trong đó chỉ số n được đề cập đến các giá trị tristimulus của bộ khuếch tán hoàn
hảo cho chất chiếu sáng đã cho và người quan sát tiêu chuẩn:
f( � ) = ( � )1/3 khi ( � ) > 0.008856
��

��

f( � ) = 7.787 (
��

�

��

)+

��

16

11
6

�ℎ� (

�

��

) ≤ 0.008856

Các phương trình màu giống nhau có thể được sử dụng cho Y và Z được thay
thế bằng cách X.
2.4. Hệ màu không gian Hunter Lab (Hunter Lab Color Space).
Hệ thống này được dựa trên giá trị đo L,a và b. Giá trị L đại diện cho ánh sáng và thay
đổi từ 0 ( màu đen) đến 100(màu trắng). Giá trị a thay đổi từ -a( màu xanh lá cây đậm)
đến a+ ( màu đỏ đậm) trong khi các giá trị b là từ -b ( xanh dương đậm) đến +b ( màu
vàng đậm ). Giống như hệ thống CIE, hệ màu Hunter cũng dẫn xuất từ các giá trị
X,Y,Z.
Trong mắt người, có một giai đoạn chuyển tín hiệu trung gian giữa nơi tiếp nhận ánh
sáng trong võng mạc và các thần kinh thị giác chuyển tính hiệu phân biệt màu sắc đến
não. Ở giai đoạn chuyển tính hiệu này, tiếp nhận màu đỏ được so sánh với các màu
xanh lá cây để hình thành màu phối trộn xanh đỏ.
L=10,0√�
a=

17,5(1,02�−�)
√�

a=

7,0(−0,8
�
4
4� )
√�

Ứng dụng đo màu máy so màu quang phổ Hunterlab:
• Chất rắn: Quả cà chua, hạt giống, pho mát, cá, thức ăn nhanh...
• Nước sốt: Nước sốt, chất bán rắn, salad,gia vị...

• Chất lỏng: Giấm, nước ép trái cây, nước mắm, sữa...
• Dạng bột: Đường, bột mì, sữa, bốt ớt…


2.5. Hệ màu Lovibond.
Thang màu Lovibond dựa trên nguyên tắc đối lập màu. Sau sử dụng lọc màu
gồm: đỏ, vàng, xanh dương, màu bị trừ từ màu trắng ban đầu nhận gái trị màu mẫu.
Đo màu hệ màu Lovibond là phương pháp đo màu bia và các dung dịch màu trong.
Phương pháp đo màu Lovibond là phương pháp đo màu trực quan dùng nhiều trong
ngành công nghiệp chế biến dầu ăn, mật ong,...
Phương pháp đo:
Hệ màu Lovibond gồm kính màu: đỏ, vàng, xanh dương, gán chữ số phù hợp để
phân kính loại cách đánh dấu số lượng kính loại, cho ánh sáng chiếu qua ta thu được
màu đặc trưng.
Chiếu ánh sáng nguồn B (ánh sáng buổi trưa nắng) C (ánh sáng ban ngày trung
bình). Hiện chứng minh kết quả tính toan cho ra nguồn A (đại diện cho bóng đèn sợi
đốt)
 Được sử dụng để phân loại màu sắc vật liệu: dầu thực vật, sản phẩm dầu khí, màu
bia,...
Các mẫu được đặt trong các cuvet thuỷ tinh , và bộ lọc quang sẽ bắt màu tỏng
các điều kiện đặc biệt của cường độ ánh sáng và góc nhìn. Màu của mẫu được đo bằng
ánh sáng truyền qua.
Màu
Vàng nhath
Vàng trung bình
Vàng rơm
Vàng sẫm
Màu hổ phách nhạt
Xanh đồng
Đỏ nâu

Nâu nhạt
Nâu vừa
Đen nhạt
Đen

Giá trị màu
2.0 – 3.0
3.0 – 4.5
4.5 – 6.0
6.0 – 7.5
7.6 – 9.0
9.0 – 11.0
11 – 14
14 – 17
17 – 20
20 – 25
>25
Bảng 1: Bảng giá trị màu theo hệ Lovibond

- Cuvet thủy tinh: Các cuvet này phải được làm bằng thủy tinh quang học chất lượng tốt
và được hoàn thiện đúng tiêu chuẩn, có chiều dài đường quang như sau: 1,6 mm (1/16
inch); 3,2 mm (1/8 inch); 6,4 mm (1/4 inch); 12,7 mm (1/2 inch); 25,4 mm (1 inch);
76,2 mm (3 inch); 133,4 mm (5 ¼ inch).
- Lấy mẫu: Mẫu phòng thử nghiệm nhận được phải đúng là mẫu đại diện. Mẫu không bị
hư hỏng hoặc thay đổi trong suốt quá trình vận chuyển hoặc bảo quản.
- Cách tiến hành:


+ Tiến hành xác định trong điều kiện ánh sáng xung quanh nhẹ. Đặc biệt, máy so
màu không được đặt hướng về phía cửa sổ, tránh ánh sáng trực tiếp. Nếu mẫu đã chuẩn

bị khơng lỏng hồn tồn ở nhiệt độ phịng thì làm nóng mẫu ở nhiệt độ trên nhiệt độ
nóng chảy của mẫu khoảng 10 °C. Cuvet thủy tinh phải sạch và khơ, nếu cần, làm nóng
trước sao cho khơng có chất rắn tách ra khỏi mẫu trong suốt phép xác định độ màu.
+ Rót mẫu dạng lỏng vào cuvet thủy tinh có chiều dài đường quang thích hợp.
+ Đặt cuvet có chứa mẫu vào tủ so màu, để mẫu gần ống quan sát.
+ Đóng nắp tủ so màu và xác định ngay độ màu của mẫu bằng cách sử dụng giá
so màu.
3. ỨNG DỤNG MÀU SẮC ĐỂ ĐO CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM.
Màu sắc là một trong những thông số quan trọng quyết định chất lượng của thực
phẩm. Mặc dù màu sắc chưa phản ánh hết các giá trị dinh dưỡng, mùi vị và chức năng
của sản phẩm nhưng nó lại quyết định sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản
phẩm.
Đơi khi, thay vì phân tích hóa học, các phương pháp so màu lại nhanh hơn và có ích
hơn đối với các sản phẩm có mối tương quan giữa các hợp chất màu với thành phần
hóa học. Ví dụ tổng hàm lượng màu carotenoid trong quả bí ngơ có thể xác định bằng
đo màu mà khơng cần phân tích hóa học bởi vì mối tương quan giữa tổng hàm lượng
carotenoid với màu vàng của quả bí ngô.
Màu sắc cũng được dùng để theo dõi sự biến đổi màu của sản phẩm trong quá trình
lưu trữ, phát triển, chế biến,… Màu sắc thường dùng để đánh giá độ chín của trái cây
trong q trình thu hoạch. Màu sắc của khoai tây chiên cũng được kiểm soát đáng kể
do hàm lượng đường khử trong quá trình lưu trữ và chế biến. Màu của bột mỳ phản ánh
hàm lượng cám. Ngồi ra, bột mỳ mới nghiền có màu vàng là do màu của xanthophyll.



Tài liệu tham khảo.
Giáo trình vật lí thực phẩm (trang 63-70).