Sử dụng chất màu trong thực phẩm mặc dù không có nhiều ý nghĩa vềdinh dưỡng nhưng có vai trò quan trọng như: đảm bảo sự đồng nhất về màu sắc,tăng cường màu sắc tự nhiên vốn có của thực p
TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU
Màu sắc sản phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao giá trị cảm quan của thực phẩm như kẹo và nước giải khát, giúp khách hàng dễ dàng nhận biết và đánh giá chất lượng Việc sử dụng chất màu trong sản xuất thực phẩm không chỉ thu hút sự chú ý của người tiêu dùng mà còn giúp duy trì màu sắc tự nhiên hoặc bổ sung màu cần thiết để đáp ứng yêu cầu thẩm mỹ và chất lượng Đánh giá màu sắc là một tiêu chí cảm quan quan trọng trong việc xác định chất lượng sản phẩm thực phẩm, đòi hỏi các biện pháp kỹ thuật hợp lý trong chế biến để đảm bảo sự hấp dẫn và phù hợp với tiêu chuẩn.
Phụ gia tạo màu là các chất màu hoặc thuốc nhuộm có nguồn gốc từ động vật, thực vật, khoáng chất hoặc các nguồn khác, được sử dụng để tạo màu cho thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm Khi được bổ sung vào các sản phẩm này, phụ gia tạo màu có khả năng thay đổi hoặc nâng cao màu sắc, giúp sản phẩm hấp dẫn hơn với người tiêu dùng Việc sử dụng phụ gia tạo màu cần tuân thủ các quy định an toàn thực phẩm để đảm bảo sức khỏe người tiêu dùng và duy trì chất lượng sản phẩm.
1.2 Vai trò của chất màu trong thực phẩm
Chất màu không có ý nghĩa nhiều về mặt dinh dưỡng nhưng chất màu có ý nghĩa rất lớn ở 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 (với nguyên liệu khác nhau màu sắc sản phẩm sau khi chế biến có thể khác nhau).
Khôi phục sự mất và biến màu của các sản phẩm do tác động của các quá trình chế biến.
- Tạo thực phẩm có màu sắc hấp dẫn hơn.
Thực phẩm càng hấp dẫn đối với người tiêu dùng nếu có các biện pháp giữ màu cũng như nhuộm màu thích hợp [1], [2].
Màu sắc có nguồn gốc đa dạng và việc phân loại màu sắc đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Các hợp chất màu thường được chia thành các nhóm chính, giúp kiểm soát và sử dụng màu sắc hiệu quả trong quá trình sản xuất Những phân loại này không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn đáp ứng yêu cầu về thẩm mỹ và an toàn của thực phẩm.
Bảng 1.1 Liều lượng các chất màu trong thực phẩm [2].
Liều lượng sử dụng Loại thực phẩm
Khoảng (ppm) Trung bình (ppm)
Chất màu tự nhiên là những chất màu có sẵn trong thực vật hoặc động vật.
Màu sắc tự nhiên như đỏ của gấc, cà chua chín, ớt chín, và rệp đỏ mang lại vẻ đẹp bắt mắt cho các sản phẩm Màu xanh lục của tre non, lá gừng, cùng với màu vàng từ củ nghệ và hoa hòe tạo nên các sắc thái tự nhiên đa dạng, trong khi màu nâu đen của kẹo đắng làm từ đường cháy giúp tăng tính thẩm mỹ và hấp dẫn Những màu sắc này không chỉ thể hiện vẻ đẹp tự nhiên mà còn có nhiều ưu điểm trong việc tạo ra các sản phẩm bắt mắt, an toàn và phù hợp với xu hướng sử dụng màu tự nhiên trong cuộc sống hàng ngày.
Hầu hết các chất màu tự nhiên đều không độc hại nhờ vào kinh nghiệm lịch sử của loài người trong việc loại trừ các nguồn nguyên liệu độc hại Người ta chỉ chọn lọc và khai thác các chất màu từ các nguyên liệu an toàn, đảm bảo an toàn cho sức khỏe và môi trường.
Chất màu tự nhiên thường không bền dưới tác động của môi trường như ánh sáng và oxy, khiến sản phẩm nhuộm màu tự nhiên dễ bị biến màu sau thời gian ngắn, làm giảm chất lượng Ngoài ra, nguồn chất màu tự nhiên từ tự nhiên thường hạn chế về số lượng, không đủ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về sản lượng thực phẩm và đa dạng màu sắc của các sản phẩm.
Bảng 1.2 Một số chất màu tự nhiên [3].
Lượng dùng (mg/kg thể trọng) Chất màu
Củ cải đỏ, quả xương
Betalain rồng đỏ, vỏ quả xương Không hạn chế rồng
Caramel Đường Không hạn chế
Hạt điều Nấm rơn, cá Cam, rau xanh
Chất màu tự nhiên phổ biến được sử dụng trong chế biến thực phẩm là các nhóm hợp chất sau: Antoxian, Carotenoids, Chlorophylle. a) Chlorophylle [1], [2], [5].
Chlorophyll là chất có màu xanh trong thực vật, giúp che mờ các màu sắc khác và đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp Nó được phân tán trong nguyên sinh chất của tế bào thực vật, tồn tại dưới dạng hạt diệp lục hoặc lục lạp Chlorophyll chiếm khoảng 1% hàm lượng chất khô của cây xanh, góp phần cung cấp năng lượng thiết yếu cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật.
- Cấu tạo: Chlorophylle tồn tại trong thực vật ở 2 dạng (Chlorophylle a và Chlorophylle b), theo tỷ lệ 3:1.
+ Chlorophylle a: có màu xanh đậm sáng, công thức hóa học
+ Chlorophylle b: có màu xanh vàng, công thức hóa học C H O N Mg.
Hình 1.1 Cấu tạo của Chlorophylle a và b (a: X là CH 3 , b: X là CHO) [5]. Đặc tính:
Chlorophylle là chất ở dạng sáp rắn, có màu xanh ô liu đến xanh lục
+ sẫm, không tan trong nước những dễ tan trong một số dung môi hữu cơ như: Etanon, dietylete, cloroankan, hydrocacbon và tan trong dầu.
Dưới tác dụng của nhiệt độ và axit, màu xanh của chlorophyll bị mất đi, tạo điều kiện cho chlorophyll trở thành pheophytin có màu xanh oliu Quá trình này ảnh hưởng đến quá trình quang hợp và phản ánh sự biến đổi của hợp chất diệp lục trong điều kiện môi trường khác nhau Pheophytin, một chất chuyển đổi từ chlorophyll, đóng vai trò quan trọng trong cơ chế quang hợp của thực vật.
Khi tác dụng với kiềm nhẹ thì trung hòa axit và muối axit của dịch bào tạo nên môi trường kiềm.
Dưới tác dụng của các kim loại như Fe, Sn, Cu, Al, nguyên tố Mg trong chlorophyll sẽ bị thay thế bằng các nguyên tố khác, tạo ra các màu sắc khác nhau Cụ thể, khi Fe thay thế, chlorophyll sẽ có màu nâu, còn khi Cu thay thế, màu sắc sẽ chuyển thành xanh sáng, giúp tạo ra các biến thể màu sắc đa dạng trong quá trình nghiên cứu và ứng dụng màu thực vật.
Al với Sn là màu xám. b) Antoxian
Antoxian là hợp chất phong phú trong thực vật, đặc biệt có nhiều trong các loại rau quả màu từ đỏ đến tím như nho, dâu, bắp cải tím, lá tía tô, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp than và gạo đỏ Hàm lượng và tỷ lệ antoxian trong các bộ phận khác nhau của thực vật ảnh hưởng đến màu sắc của chúng, tạo nên các gam màu đa dạng từ đỏ đến xanh lam Do đó, antoxian đóng vai trò quan trọng trong việc tạo màu tự nhiên cho thực phẩm và có thể mang lại lợi ích sức khỏe khi tiêu thụ.
Antoxian là một hợp chất thuộc nhóm mono hoặc diglucoside của gốc đường glucose hoặc galactose kết hợp với gốc aglycon chứa màu, gọi là antoxianidin, tạo ra các màu xanh, đỏ, tím và các màu trung gian Các gốc đường thường gắn vào các vị trí 3, 5 và ít khi vào vị trí 7, trong đó, gắn vào vị trí 3 gọi là monoglycoside, và khi gắn vào cả vị trí 3 và 5 thì gọi là diglycoside.
Hình 1.2 Cấu trúc cơ bản của aglucon của Antoxian
Hầu hết các loại antoxian hòa tan tốt trong nước.
Màu sắc của anthocyanin thay đổi tùy thuộc vào loại hợp chất và hàm lượng, với mức độ tăng của nhóm OH trong vòng benzene làm màu đậm hơn xanh, trong khi tăng methyl hóa các nhóm OH khiến màu chuyển sang đỏ Ngoài ra, số lượng các gốc đường liên kết cũng ảnh hưởng đến màu sắc của hợp chất Các hợp chất carotenoid cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo màu tự nhiên cho thực phẩm và có giá trị dinh dưỡng cao.
Carotenoids là nhóm chất màu hòa tan trong chất béo, tạo nên màu vàng, da cam và đỏ đặc trưng của rau quả Ngoài đặc điểm màu sắc, một số carotenoids còn mang lại giá trị dinh dưỡng quan trọng nhờ hoạt tính tiền vitamin A, giúp cải thiện thị lực và tăng cường hệ miễn dịch Do đó, bổ sung carotenoids từ thực phẩm tự nhiên là cách hiệu quả để nâng cao sức khỏe toàn diện.
Nhóm các chất màu tự nhiên từ 65 đến 70 gồm có các hợp chất chính như carotene (màu cam của cà rốt và mơ), lycopene (màu đỏ của cà chua), capsanthin (màu đỏ của ớt), cryptoxanthin (màu cam của vỏ quýt), cùng với astaxanthin và tunaxanthin có trong tôm và cá Các hợp chất này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo màu tự nhiên cho thực phẩm và có lợi ích sức khỏe Sử dụng các chất màu tự nhiên này không chỉ giúp nâng cao giá trị thẩm mỹ của sản phẩm mà còn đáp ứng xu hướng tiêu dùng chú trọng đến an toàn và tự nhiên.
Các carotenoids được cấu tạo bằng 8 đơn vị isoprene liên tiếp nhau ở trung tâm của phân tử tạo nên cấu trúc đối xứng.
Có vài carotenoids mạch thẳng (lycopen), nhưng đa số là những hợp chất có vòng 6 cạnh hoặc vòng 5 cạnh ở một đầu hay hai đầu phân tử.
Hình 1.3 Một số cấu trúc của Carotenoids [5].
Carotenoids kết tinh ở dạng tinh thể Tinh thể carotenoids có nhiều hình
+ dạng và kích thước rất khác nhau như hình kim dài (lycopene, β - Caroten), hình khối lăng trụ đa diện ( α - Caroten),…
Các hợp chất này không tan trong nước nhưng lại tan trong dung môi hữu cơ, giúp đảm bảo tính chất chống oxi hóa mạnh mẽ Chúng bền vững trước sự thay đổi pH và các tác nhân khử, nhưng dễ bị phá hủy bởi nhiệt, ánh sáng, ion kim loại, oxy, và enzyme oxy hóa như peroxidase, lipoxidase, lipoperoxidase Vì đặc tính này, không phù hợp để sử dụng trong các sản phẩm từ thịt, bởi vì quá trình sản xuất thường yêu cầu xử lý nhiệt, làm giảm hiệu quả của các hợp chất này.