nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng sinh trưởng, phát triển của cây cẩm nhuộm màu thực phẩm tại huyện bạch thông - bắc kạn

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Thái Nguyên, năm 2014

Ngành : Khoa học cây trồng

Mã số : 60 62 01 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Luân Thị Đẹp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Thái Nguyên, năm 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, đây là công trình nghiên cứu khoa học do tôi trực tiếp thực hiện từ tháng 3 năm 2013 đến tháng 5 năm 2014, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Luân Thị Đẹp Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, chưa từng được sử dụng trong một luận văn nào

ở trong và ngoài nước

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Lường Văn Dy

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Luân Thị Đẹp, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài cũng như trong quá trình hoàn thành luận văn này

Tôi xin cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa sau Đại học, đặc biệt là các thầy, cô giáo Khoa nông học trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên

Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Sở Nông nghiệp & Phát triển nông thôn tỉnh Bắc Kạn, Chi cục Trồng trọt & BVTV tỉnh Bắc Kạn, Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn tỉnh Bắc Kạn, Trạm Trồng trọt & BVTV Bạch Thông, UBND xã Hà Vị - huyện Bạch Thông, các bạn bè, đồng nghiệp và người thân đã tạo điều kiện, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Một lần nữa cho phép tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả các thành viên với sự giúp đỡ này

Tác giả luận văn

Lường Văn Dy

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH ix

MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài .1

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài .2

1.2.1 Mục đích .2

1.2.2 Yêu cầu .2

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

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Khái quát về cây cẩm .4

1.1.1 Đặc điểm hình thái .4

1.1.2 Phân bố, đặc điểm sinh thái .4

1.1.3 Sự đa dạng di truyền của loài cẩm .5

1.1.4 Công dụng .7

1.1.5 Kỹ thuật trồng .8

1.1.6 Thu hoạch .9

1.1.7 Quy trình biến một số sản phẩm có sử dụng cây cẩm 9

1.1.8 Kinh nghiệm chế biến cây nhuộm màu của

đồng bào dân tộc thiểu số ……… ……….11

1.1.9 Phương pháp chiết phẩm màu tím từ nguyên liệu

cẩm tươi và cẩm khô .13

1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cây nhuộm màu

thực phẩm trên thế giới và ở Việt Nam .15

1.2.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cây có chất màu trên thế giới 15

1.2.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cây có chất màu ở Việt Nam .22

Chương 2:VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1 Vật liệu, địa điểm, thời gian nghiên cứu .27

2.1.1 Vật liệu .27

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu .27

2.1.3 Thời gian nghiên cứu .27

2.1.4 Phạm vi nghiên cứu .27

2.2 Nội dung nghiên cứu .27

2.3 Phương pháp nghiên cứu .27

2.3.1 Bố trí thí nghiệm .27

2.3.2 Phương pháp trồng cây cẩm .29

2.3.3 Các chỉ tiêu nghiên cứu .31

2.4 Xử lý số liệu .32

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33

3.1 Kết quả nghiên cứu khả năng sinh trưởng của cây cẩm

qua các thời vụ trồng .33

3.1.1 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến tỷ lệ sống

của cây cẩm nhuộm màu đỏ và màu tím .33

3.1.2 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến động thái

tăng trưởng chiều cao của cây cẩm .35

3.1.3 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến động thái ra lá của cây cẩm .38

3.2 Ảnh hưởng của thời vụ đến hình thái cây cẩm thời kỳ

thu hoạch ở các công thức thí nghiệm .41

3.3 Ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng chống chịu

và năng suất của cây cẩm .46

3.4 Khả năng tái sinh của cây cẩm sau thu hoạch .51

3.4.1 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến thời gian bật mầm

của cây cẩm đỏ và cẩm tím .51

3.4.2 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến số lượng mầm

trên thân chính của cây cẩm .54

3.4.3 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất thu hoạch

lần 2 của cây cẩm .56

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ATVSTP : An toàn vệ sinh thực phẩm

BNNPTNT : Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

KLCMTS : Khối lượng chất màu tổng số

STTNSV : Sinh thái và tài nguyên sinh vật

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Đặc điểm hình thái của 4 dạng Cẩm (Peristrophe bivalvis (L.)

Merr.) ở Mường Khương, Lào Cai ……….……… ….6

Bảng 1.2: Kết quả khảo sát phương pháp chiết phẩm màu tím từ cây

cẩm 14

Bảng 3.1: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến tỷ lệ sống của cây cẩm

nhuộm màu đỏ và màu tím 33

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến động thái tăng trưởng chiều

cao của cây cẩm nhuộm màu đỏ .35

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến động thái tăng trưởng chiều

cao của cây cẩm nhuộm màu tím .37

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến động thái ra lá của cây cẩm

nhuộm màu đỏ .39

Bảng 3.5: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến động thái ra lá của cây cẩm

nhuộm màu tím .40

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến một số đặc điểm hình thái

thời điểm thu hoạch của cây cẩm nhuộm màu đỏ .42

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến một số đặc điểm hình thái

thời điểm thu hoạch của cây cẩm nhuộm màu tím .44

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất cá thể và năng

suất của cây cẩm nhuộm màu đỏ và nhuộm màu tím .47

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến thời gian bật mầm sau thu

hoạch của cây cẩm đỏ và cẩm tím .52

Bảng 3.10: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến số lượng mầm mọc sau

thu hoạch của cây cẩm nhuộm màu đỏ .54

Bảng 3.11: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến số lượng mầm sau thu

hoạch của cây cẩm nhuộm màu tím .55

Bảng 3.12: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất thu hoạch lần 2

của cây cẩm nhuộm màu đỏ và cây cây cẩm nhuộm màu tím .56

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến tỷ lệ sống của cây cẩm

nhuộm màu đỏ và màu tím .34

Hình 3.2 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng phân cành của cây

cẩm nhuộm màu đỏ .43

Hình 3.3 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng phân cành của cây

cẩm nhuộm màu tím .45

Hình 3.4: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất cá thể của cây

cẩm nhuộm màu đỏ và nhuộm màu tím .48

Hình 3.5: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất lý thuyết của cây

cẩm nhuộm màu đỏ và nhuộm màu tím .49

Hình 3.6: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất thực thu của cây

cẩm nhuộm màu đỏ và nhuộm màu tím .50

Hình 3.7 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến thời gian bật mầm sau thu

hoạch của cây cẩm đỏ và cẩm tím .53

Hình 3.8: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất thu hoạch lần 2

của cây cẩm nhuộm màu đỏ và cây cẩm nhuộm màu tím .57

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Chất màu thực phẩm là một phụ gia quan trọng, được sử dụng không chỉ trong chế biến thực phẩm, mà cả trong công nghiệp mỹ phẩm, 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 [5]

Trong tình hình hiện nay số người 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 Theo thống kê, mỗi năm Việt Nam có từ 250 - 500 vụ ngộ độc thực phẩm với 7.000 - 10.000 nạn nhân và 100 - 200 ca tử vong [17]

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 mùi vị lạ cho sản phẩm.

Ngoài ra, 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 dinh dưỡng của thực phẩm [4]

Hiện nay, việc điều tra, phát hiện và nghiên cứu chiết tách các chất nhuộm màu thực phẩm từ nguyên liệu tự nhiên, chủ yếu từ thực vật đang được quan tâm đặc biệt, 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 ) [3], [4].

Việt Nam là nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa có hệ động thực vật vô cùng phong phú trong đó có rất nhiều loài cây có tác dụng làm chất nhuộm màu đã được con người sử dụng Đặc biệt đồng bào các dân tộc vùng núi phía Bắc đã sử dụng các cây nhuộm màu thực phẩm từ lâu đời

để làm xôi nhiều màu trong các díp lễ hội, trong đó có nhiều cây được sử dụng thường xuyên trong nhuộm màu như cây cẩm, nghệ, sau sau…[6].

Tuy nhiên, việc nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật canh tác cho cây nhuộm màu ở nước ta nói chung và cây cẩm nói riêng chỉ là việc làm tự phát hoặc theo kinh nghiệm truyền miệng từ người này sang người khác, từ vùng này sang vùng khác, chưa có một nghiên cứu nào tập trung vào quy trình trồng trọt và chăm sóc cụ thể, do vậy năng suất và hiệu quả kinh tế mang lại không cao Vì cẩm là cây ưa ẩm, ưa bóng, sinh trưởng, phát triển kém nên trong các biện pháp kỹ thuật trồng và chăm sóc cây cẩm, việc xác định thời

vụ thích hợp để cây cẩm sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao là việc làm hết sức cần thiết

Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng

của thời vụ trồng đến khả năng sinh trưởng, phát triển của cây cẩm nhuộm màu thực phẩm tại huyện Bạch Thông - Bắc Kạn”

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích

Xác định thời vụ trồng thích hợp đối với cây cẩm đỏ và cẩm tím tại Bắc Kạn 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.

- Theo dõi ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng tái sinh sau thu hoạch của cây cẩm đỏ và cẩm tím.

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa khoa học

- Xác định các biện pháp kỹ thuật thích hợp cho cây cẩm, nhất là thời

vụ trồng trong điều kiện khí hậu đất đai của huyện Bạch Thông - Bắc Kạn.

- 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

- 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 hoàn thiện xây dựng quy trình sản xuất cây cẩm nhuộm màu tại huyện Bạch Thông - Bắc Kạn và các địa bàn có điều kiện tương tự; phục vụ cho công tác mở rộng sản xuất, bổ sung nguồn tư liệu phục vụ cho quá trình trồng và chế biến chất nhuộm màu

- Góp phần xóa đói giảm nghèo cho bà con các dân tộc miền núi phía Bắc và phát triển kinh tế xã hội các tỉnh miền núi phía Bắc nói riêng, toàn quốc nói chung

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Khái quát về cây cẩm

1.1.1 Đặc điểm hình thái

Loài Cẩm (Peristrophe bivalvis (L.) Merr., syn P roxburghiana)

thuộc họ Ô rô (Acanthaceae) - cây cỏ, 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 hình 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 hoặc không, gốc lá thuôn nhọn; chóp lá nhọn 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 thành 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 hoặc nhiều noãn Hàng năm, Cẩm ra hoa vào tháng 10 đến tháng 11 [14]

1.1.2 Phân bố, đặc điểm sinh thái

Cẩm thuộc loại cây ưa ẩm và ưa bóng, nhưng không chịu úng, 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 Nếu đủ ẩm thì Cẩm có khả năng sinh chồi khoẻ sau khi bị cắt 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 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, Yên Bái, Lào Cai, Lai Châu, Hoà Bình v.v…, tuy nhiên một số đồng bào dân tộc ở các địa phương trên chỉ trồng 1 - 2m2

ngay trong vườn nhà hoặc trên nương rẫy để tiện sử dụng [6], [12], [14]

1.1.3 Sự đa dạng di truyền của loài cẩm

Kết quả điều tra cho thấy, tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai có gặp 4 giống Cẩm khác nhau (Cẩm đỏ, 2 giống Cẩm tím và Cẩm vàng) Các giống Cẩm này đều được trồng Cây Cẩm chủ yếu được nhân giống bằng cành, hiện tại chưa phát hiện cây con từ hạt Chúng tôi cho rằng sự đa dạng ở mức độ dưới loài của cây Cẩm về mặt khoa học là một vấn đề rất lý thú và đáng được quan tâm nghiên cứu [14], [16].

Tên của 4 giống Cẩm khác nhau được các dân tộc thiểu số tại Mường Khương đặt theo màu sắc của dịch chiết, theo hoa văn trên mặt lá, theo hình dạng hay màu sắc của lá hoa:

* Cẩm đỏ (Chằm thủ)

Cẩm đỏ gọi là “Chằm thủ” theo tiếng Nùng, Chằm là nhuộm, thủ là đũa, có nghĩa là cây nhuộm đũa Ngoài việc nhuộm xôi cho màu đỏ tươi, người Nùng còn dùng dịch chiết từ cây này để nhuộm đũa cho đẹp và không

bị mốc Trên phần thân non hoặc lá của cây Cẩm này có rất nhiều lông, đặc biệt là lá non, trên mặt lá không có đốm trắng [14].

* Cẩm tím (Chằm lai)

Cẩm tím gọi là “Chằm lai” theo tiếng Nùng, Lai có nghĩa là hoa Cây Cẩm này có hoa văn, vân trắng ở mặt trên của lá Lá hình trứng rộng, gốc lá tròn, xanh nhạt và mỏng Xôi nhuộm bằng dịch chiết nước từ cành lá của cây này cho màu tím huế rất đẹp Theo kinh nghiệm của người dân địa phương thì Chằm lai có màu đậm đặc và đẹp hơn Chằm khâu [14]

* Cẩm tím (Chằm khâu)

Một giống Cẩm tím khác được gọi là “Chằm khâu” theo tiếng Nùng, Chằm là nhuộm, khâu là gạo Giống Cẩm này có lá hình bầu dục, gốc lá tròn hay thon, xanh đậm, dầy, rất giống lá ớt Chính vì vậy mà người Tu dí gọi cây này là “Là chư dè” (là chư là ớt, dè là lá, có nghĩa là cây lá ớt) Cũng theo người Tu dí Cẩm tím còn gọi là “Gú hoá”, gú là tím, hoá là hoa, có nghĩa là cây hoa tím Dịch chiết từ thân và lá cho chất nhuộm màu tím [14].

* Cẩm vàng

Cẩm vàng có lá hình trứng, gốc lá thon, đầu lá thon nhọn, cả 2 mặt có lông rải rác, phiến lá thường nhăn nheo, đặc biệt là mép lá Dịch chiết từ thân

và lá cho chất nhuộm màu vàng xanh [14]

Bảng 1.1: Đặc điểm hình thái của 4 dạng Cẩm (Peristrophe bivalvis (L.)

Merr.) ở Mường Khương, Lào Cai STT

Tên

phổ

thông

Tên dân tộc (Nùng)

Phân biệt theo hình thái của lá

Màu của dịch chiết Nhuộm

1 Cẩm đỏ Chằm thủ

Lá hình bầu dục, gốc lá thon, xanh đậm, có nhiều lông, mặt trên không có bớt trắng

Đỏ Đũa, xôi

2 Cẩm tím Chằm lai

Lá hình trứng rộng, gốc tròn, xanh nhạt, mỏng, ít lông, diện tích mang đốm trắng ở dọc gân

lá lớn

3 Cẩm tím Chằm khâu

Lá hình bầu dục, gốc tròn hay thon, xanh đậm, dầy, ít lông, ít gặp đốm trắng ở dọc gân lá

Vàng xanh Xôi

(Nguồn: Nguyễn Thị Phương Thảo, 2009) [11].

1.1.4 Công dụng của cây cẩm

Bộ phận dùng: Thân, cành, lá cây cẩm, có thể dùng tươi hay khô

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 [1], [11], [14].

Ở các tỉnh miền núi phía Bắc, lá cẩm thường được dùng để nhuộm màu xôi trong các dịp lễ tết (xôi ngũ sắc), ăn hỏi, cưới xin Lá cẩm còn được người dân tộc làm nước để tắm cho trẻ con khỏi rôm sảy [14]

Hiện nay, vào những ngày lễ tết, đa số các dân tộc thiểu số ở huyện Mường Khương - Lào Cai 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 [10], [12]

Trong công nghệ thực phẩm: Cây cẩm là nguồn nguyên liệu cung cấp chất màu tím tự nhiên đầy triển vọng Ngoài ra, phẩm màu được chiết từ cành

lá cẩm hoàn toàn không có độc tính, tan tốt trong nước và có độ bền màu ở nhiệt độ dưới 650C Vì vậy, chúng ta có thể dùng nó để tạo màu cho một số

loại thực phẩm như: Kem, kẹo, nước giải khát, rượu màu, thạch rau câu, sữa chua hoặc dùng để chế biến các món ăn [3]

Ngoài ra, lá cẩm còn có tác dụng làm đẹp, giúp da mặt trở nên mịn màng và nhất là làm giảm độ bóng dầu trên da mặt Đặc biệt những bạn gái

bị mụn trứng cá khi sử dụng nước lá cẩm để rửa mặt sẽ thấy da mặt sáng lên

- 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 phải 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 vào những nơi có bóng mát Mỗi hố trồng 2 - 3 hom giống, với khoảng cách hố cách hố

20 - 30cm, Sau khi trồng, trong tuần đầu thường xuyên tưới nước giữ đất ẩm,

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 [14].

1.1.6 Thu hoạch

Nếu chăm sóc tốt, sau khi trồng khoảng 3 - 4 tháng, có thể thu lứa 1 khi cây cao khoảng 40 - 50 cm có thể cắt phần cành mang lá dài 30 - 40 cm để nhuộm xôi màu, 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, khi thu hoạch nên để lại phần gốc khoảng 10 - 15 cm để cây có thể tái sinh bình thường [14]

1.1.7 Quy trình chế biến một số sản phẩm có sử dụng cây cẩm

* Chế biến xôi nhiều màu:

- Nguyên liệu: Gạo nếp, lá cây cẩm đỏ, cẩm tím, lá cây sau sau, củ cây nghệ, củ cây rừng để tạo màu cho xôi.

- Sơ chế: Đun riêng từng loại lá cây, củ cây để lấy nước màu ngâm gạo (riêng để tạo màu xanh thì dùng lá cẩm tím giã tười rồi thêm ít nước tro) Vo sạch gạo nếp sau đó ngâm gạo với nước vắt từ các loại lá, củ cây có màu sắc

tự nhiên: Xanh, đỏ, tím, vàng, đen Thời gian ngâm bình thường như ngâm gạo nấu xôi (từ 5 - 10 giờ)

- Chế biến: Gạo sau khi được ngâm với nước lá, củ cây đem đồ trên bếp lửa hồng cho đến khi xôi chín Nếu làm lễ ở quy mô lớn thì mỗi loại xôi màu

có thể đồ bằng một chõ riêng Nếu làm quy mô nhỏ mà đồ 5 loại chung một chõ thì phải làm thật cẩn thận Khi bỏ gạo vào chõ phải bỏ theo từng lớp màu riêng và loại nào dễ ngấm màu sang các loại khác thì để lớp gạo ấy ở đáy chõ.

Người cẩn thận có thể đan những tấm vỉ bằng tre để ngăn cách các loại gạo màu trong một chõ xôi [24].

- Cách sử dụng và bảo quản: Cách bày xôi ngũ sắc cũng phải rất khéo léo, có ba cách bày như: Dùng khuôn tròn bằng ống tre, nứa để đóng xôi theo từng màu như đóng oản rồi bày cả 5 màu chung một đĩa Cách hai là, dùng khuôn gỗ để nén xôi thành từng khuôn màu rồi chồng từng loại lên nhau theo hình trụ Cách ba là dùng khuôn tròn và những thanh tre mỏng, to bản, chia đáy khuôn thành 5 phần bằng nhau theo hình cánh hoa rồi nén xôi và khi nén xong thì rút bỏ thanh tre Xôi ngũ sắc được sử dụng thay cơm tẻ, thường ăn với thịt gà, thịt treo [24].

* Cách nấu xôi lá cẩm:

- Lá cẩm rửa sạch cho vào nồi, đổ ngập nước và đun sôi Đun cả thân

cả lá, một số tài liệu trên mạng hướng dẫn nhặt nguyên lá ra là không chính xác, có thể người viết chưa có kinh nghiệm làm nên mới hướng dẫn như vậy Không cần chọn phần non, cây càng già cho màu càng đẹp

- Vo sạch gạo nếp để ráo nước.

- Lọc lấy nước lá cẩm vừa đun sôi để nguội hẳn hoặc ấm đổ vào vừa ngập gạo và ngâm cho đến khi nào hạt gạo nở ra là được, thời gian ngâm bình thường như ngâm nước trắng (khoảng 5 - 10 giờ) Màu sắc đậm nhạt tùy thuộc vào thời gian ngâm và nước cẩm đặc hay loãng.

- Sau khi hạt gạo nở ra, vớt gạo cho ráo nước và đun cách thủy (đồ) Lưu ý: Gạo sau khi ngâm nước lá cẩm không nên rửa qua nước trắng để giữ được màu sắc & hương vị đậm đà.

Cùng 1 loại gạo nếp nhưng xôi lá cẩm sẽ dẻo, dai và có mùi vị đậm đà hơn xôi trắng.

* Quy trình chế biến nước lá cẩm để rửa mặt làm đẹp da và trị mụn.

- Nguyên liệu: 01 bó lá cẩm, 1,5 lít nước.

- Cách làm: Rửa sạch bó lá cẩm bằng nước sạch, sau đó cho vào ấm đun nước hay nồi sạch Rồi đổ 1,5 lít nước sạch đun sôi rồi vặn nhỏ lửa cho

âm ỉ khoảng 10 phút sau tắt bếp Khi đun lá cẩm xong thì nước có màu tím sẫm nếu bạn nấu đặc (cho ít nước khi đun), còn khi bạn cho nhiều nước sẽ có màu đỏ tím Nhưng theo kinh nghiệm nên nấu đặc sẽ có tác dụng hơn Lá cẩm khô nấu lấy nước có màu đỏ tía [24].

Đợi nước ấm gạn lấy 1 lượng nước vừa đủ để rửa mặt như bình thường

mà không cần phải rửa lại bằng nước sạch, số nước còn lại có thể để vào tủ lạnh và dùng dần trong 3, 4 ngày

1.1.8 Kinh nghiệm chế biến cây nhuộm màu của đồng bào dân tộc thiểu số

Tất cả các dân tộc Việt Nam đều biết sử dụng thực vật để nhuộm màu trong quá trình chế biến thực phẩm Tuy nhiên, qua thực tế điều tra cho thấy dân tộc Dao, Tày, Nùng và Giáy là các cộng đồng thiểu số có nhiều kinh nghiệm đặc sắc trong lĩnh vực nhuộm màu thực phẩm Bởi lẽ nhuộm màu thực phẩm đối với các dân tộc nói trên không chỉ là vấn đề ẩm thực mà còn gắn liền với truyền thống văn hóa và tâm linh (xôi trai - gái của người Giáy, xôi cũng mừng thọ của người Dao, xôi cũng năm mới của người Nùng…) [4].

Để tách chiết hết chất màu ra khỏi nguyên liệu, hiện nay đồng bào các dân tộc thiểu số chủ yếu sử dụng phương pháp chiết bằng dung môi nước Với

kỹ thuật này có thể chia ra 2 nhóm chính:

- Chiết bằng dung dịch nước nóng: Thường sử dụng với các loại nguyên liệu mà chất màu ở dạng liên kết chỉ hiện màu sau khi đun (ví dụ Cẩm, Sau sau), hoặc chất màu không bị biến đổi ở nhiệt độ cao (hoa Lõi thọ,

gỗ Vang…) Phương thức phổ biến được sử dụng thường là đun nguyên liệu trong nước tới sôi trong khoảng thời gian thích hợp với từng loại

- Phương pháp chiết lạnh: Thường giã nát nguyên liệu trong nước lạnh sau đó lọc để thu dịch chiết có chất màu Một số loại nguyên liệu chứa chất màu dễ bị biến đổi ở nhiệt cao (màu tím trong quả Mồng tơi, màu hồng trong cánh hoa Sim) thường được chiết theo phương thức này Với các màu thuộc nhóm này chỉ sử dụng vào giai đoạn cuối cùng của quá trình chế biến thực phẩm (ví dụ cho dịch màu vào xôi khi đã đun chín gạo và đảo đều) [4]

Ngoài ra, một số loại cây được sử dụng như một loại thực phẩm màu để nhuộm màu (không chiết tách chất màu) Trong trường hợp này, nguyên liệu

có màu được trộn lẫn với thực phẩm để tạo màu cho thực phẩm (giã Mơ leo,

lá Bánh khúc với bột làm bánh màu xanh…)

Đồng bào dân tộc thiểu số có khả năng phối chế các cây nhuộm màu để tạo ra các màu theo ý muốn Nhìn chung, kỹ thuật phối chế màu theo 3 nguyên tắc sau:

- Tạo màu bằng điều chỉnh pH môi trường:

Phương pháp thường dùng nhất là sử dụng nước măng chua để làm thay đổi pH của dịch chiết chất màu và qua đó làm thay đổi màu sắc của màu nhuộm Phương pháp này thường được sử dụng để tạo các màu vàng đậm, vàng cam từ các dịch nhuộm có màu vàng tươi từ củ Nghệ (Curcuma longa)

và hoa Mật mông (Buddleja officinalis) khi đun với tro bếp Thí nghiệm với dịch chiết từ củ nghệ cho thấy với thang pH từ cao xuống thấp (pH từ kiềm sang axít) màu sắc chuyển từ màu vàng tươi sang vàng đậm [4]

Cùng một loại nguyên liệu với các pH môi trường khác nhau có thể thu nhận được các màu sắc khác nhau Kinh nghiệm này phù hợp với các quy định sử dụng chất màu trong các sản phẩm thực phẩm được chế biến trong các quy trình công nghiệp [4]

- Tạo màu bằng kỹ thuật phối chế nguyên liệu:

Đây là kinh nghiệm độc đáo của các dân tộc thiểu số lần đầu tiên được ghi nhận trong các cuộc điều tra tri thức bản địa ở Việt Nam Với kỹ thuật truyền thống người dân tộc thiểu số phối chế một số loài cây khác nhau để tạo

ra các màu không có sẵn trong nguyên liệu, thậm trí không có mặt trong cơ thể thực vật Ví dụ:

+ Để tạo màu xanh cổ vịt cho thực phẩm, dùng dịch tiết từ cây Mật mông để nhuộm gạo thành màu vàng, sau đó gạo đã nhuộm màu vàng được ngâm tiếp vào dung dịch thu được từ việc giã tươi lá cây cẩm với tro bếp

+ Để nhuộm xôi có màu xanh da trời, gạo được ngâm trong dịch chiết của cành lá cây Cẩm giã tươi với tro bếp

- Tạo màu bằng chế biến nguyên liệu:

Theo cách này, từ một loại nguyên liệu cho các sắc màu khác nhau khi chế biến khác nhau Ví dụ: Lá cây Cẩm nhuộm màu tím đun tươi cho màu tím tươi, nếu phơi tái hoặc sao cho tái đun sẽ cho màu tím đậm Sự thay đổi màu sắc ở đây liên quan tới quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thôngnqua hoạt hóa các hệ men [4]

1.1.9 Phương pháp chiết phẩm màu tím từ nguyên liệu cẩm tươi

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 [15].

Quy trình chiết tách phẩm màu tím từ nguyên liệu cẩm tươi:

Chiết nóng: Cân 500g lá cây cẩm tím tươi rồi đem 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 thu được 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 [15].

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 Các bước tiếp theo làm như cách “chiết nóng”.

Các kết quả về hiệu suất chiết chất màu và khối lượng chất màu tổng số được trình bày tại bảng dưới đây

Bảng 1.2: Kết quả khảo sát phương pháp chiết phẩm màu tím từ cây cẩm

STT Tình

trạng mẫu

Phương pháp chiết

HSCCM (%)/TL mẫu tươi(1)

HSCCM (%)/TL mẫu KTĐ(2)

KL chất màu

TS (g)(3)

(Nguồn: Nguyễn Thị Phương Thảo, 2009) [15].

(1) Hiệu suất chiết chất màu (% so với trọng lượng mẫu tươi).

(2) Hiệu suất chiết chất màu (% so với trọng lượng mẫu khô tuyệt đối) (3) Khối lượng chất màu tổng số trong 100g mẫu khô tuyệt đối (so với chuẩn tự chọn)

Mẫu N0-1 được chọn làm chuẩn để so sánh (chỉ số hấp thụ của PMT được đo ở bước sóng 583 nm)

Các số liệu ở bảng trên cho thấy, nếu đem so sánh giữa 2 phương pháp chiết PMT từ lá cẩm tươi thì phương pháp chiết nóng cho lượng chất màu tổng số cao nhất, trong khi đó nếu dùng phương pháp chiết lạnh thì KLCMTS chỉ bằng 40,96% so với chiết nóng Mặt khác, khi chiết nóng dịch chiết có màu tím tươi hơn và có pH=8, còn khi chiết lạnh dịch chiết có màu tím đen và có pH=10 Như vậy dùng phương pháp chiết nóng để thu PMT từ nguyên liệu cẩm tươi vẫn là phương pháp tối ưu nhất [15].

Sự phân bố chất màu trong cây cẩm: Nguyên liệu cẩm khi thu hoạch có

tỷ lệ thân dao động từ 42 - 44% và lá từ 56 - 58% Với mục đích nghiên cứu

sự phân bố chất màu trong cây, chúng tôi đã xác định HSCCM và KLCMTS trong thân và lá cẩm Kết quả trong bảng 2 cho biết HSCCM (%) so với trọng lượng lá cẩm khô tuyệt đối đạt 24,90% gấp 4,7 lần HSCCM (%) so với trọng lượng thân cẩm khô tuyệt đối (5,27%) Nếu so sánh lượng chất màu tổng số

có trong lá và thân thì con số này còn lớn hơn nhiều, cụ thể là gấp gần 44 lần Như vậy, chất màu tím trong cây cẩm chủ yếu phân bố ở trong lá [15]

1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cây nhuộm màu thực phẩm trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cây có chất màu trên 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

- 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 ) [7], [15]

- 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, họăc nhóm monoazo [15]

- Nghiên cứu sản xuất chất nhuộm màu thực phẩm bằng công nghệ sinh học: Là hướng nghiên cứu đang được triển khai ở một số nước có trình độ kỹ thuật cao, 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

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 sử dụng cho thực phẩm mới chỉ có một số oxít sắt: FeO(OH)xH2O (màu đỏ), FeO.Fe2O3 (màu đen), FeO(OH)xH2O (màu vàng),… Xu hướng hiện nay của thế giới là hạn chế các chất nhuộm màu có nguồn gốc vô cơ trong công nghiệp thực phẩm [6]

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 Ðộ (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 Ðộ đã sử dụng tới 63.000 tấn gỗ nguyên liệu Trong thời gian từ 1988 - 1993, Ấn Ðộ đã xuất sang Pakistan 1.000 - 1.300 tấn/năm [6], [15]

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 Ðiều 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 các sản phẩm Annatto là Peru và Kenya, các nước nhập khẩu chính là Mỹ, Nhật và một số nước Đông Âu [6]

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 Ðộ 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) [8], [15], [23]

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

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

Năm 1991, Narisu - Keshohin đã 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 [10].

Năm 1995, Ajinomoto 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 [19]

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 Cac bon I, muối vô cơ và muối Can xi (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 (3 mM/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 [22]

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 1996, Kasenkov O I 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 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 [10], [21]

Sử dụng các 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 màu tự nhiên) được quy định ưu tiên Ví dụ: Điều 26 trong Luật sử dụng chất màu của Ấn Độ [8]

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

11 Curcumin (or turmeric).

Danh mục các chất nhuộm màu thực phẩm trên thế giới được quy định 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 [8]

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), hoặc được sử dụng nhưng hạn chế (ở Đức, các chất sau bị hạn chế sử dụng: E102 tartrazine, E110 sunset yellow, E123 amarnath, E127 erythrosine).

Ở Đức cũng như ở một số nước khác có đưa ra danh sách các thực phẩm được

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 [8]

Theo báo cáo trên 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 [6]

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

Tóm lại, hiện nay nghiên cứu chất màu thực phẩm trên thế giới được 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 được ưu tiên hàng đầu trong các nghiên cứu

1.2.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất 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 khoẻ, thẩm mỹ, làm cảnh Đặc biệt phải kể đến mục đích nhuộm màu thực phẩm, các cây dùng để nhuộm màu 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 [6]

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 hoá học 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 những hạn chế 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 [9], [18], [20]

Chất nhuộm màu có nguồn gốc thực vật thuộc nhiều nhóm cấu trúc hoá học khác nhau, một số có thể nhìn thấy bằng trực giác, một số khác chỉ biểu hiện màu qua quá trình xử lý (thuỷ phân, ) Do vậy, nghiên cứu các loài cây cho màu nhuộm trong hệ thực vật Việt Nam là vấn đề cần được nghiên cứu có

hệ thống cả hiện tại và lâu dài

Ở nước ta trong những năm trước đây, do khó khăn về điều kiện và phương tiện nên vấn đề này chưa được nghiên cứu nhiều Một số công trình còn sơ sài với quy mô hẹp, hầu hết các số liệu, thông tin về cây nhuộm màu thực phẩm đều trích dẫn từ tài liệu nước ngoài, nên ít có khả năng ứng dụng

Về điều tra cơ bản mang tính liệt kê các loài thực vật cho màu nhuộm mới chỉ có 2 công trình được tiến hành 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 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) Trong đó có 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 [2], [3]

Người dân Việt Nam ở một số vùng đã có kinh nghiệm lâu đời trong việc sử dụng các loại cây nhuộm màu thực phẩm với các nhóm màu như: Màu xanh lá cây (gồm lá dứa, lá bồ ngót, lá tre, mây, lá khúc,…); màu nâu (cà phê,

ca cao, ); màu vàng, cam, đỏ (hạt điều, gấc, củ dền, củ nghệ, quả dành dành); màu tím (lá cẩm, củ mỡ tím); và màu đen (lá gai) [5] Đặc biệt, có 48 loài thuộc 27 họ được bà con dân tộc miền núi phía Bắc thường dùng để nhuộm màu quần áo, thực phẩm bằng những kinh nghiệm độc đáo mang đậm bản sắc dân tộc như cây mật mông cho màu vàng; cây chàm mèo cho màu xanh lam;

cây cẩm cho màu tím, màu đỏ; lá dứa và rau khúc cho màu xanh lá cây; củ nâu cho màu nâu; mơ leo cho màu xanh rêu…

Đến nay các nhà chế biến mới chỉ sử dụng chủ yếu các chất màu tổng hợp mà ít quan tâm, tận dụng các chất màu sẵn có trong tự nhiên Một số nghiên cứu đã được triển khai về chiết tách màu trên một số cây như cây

Cẩm, cây dứa thơm (Pandanus amaryllia Roxb) và cây điều nhuộm (Bixa

orellana L.) [8], [11]

Tuy nhiên, so với số lượng 112 loài đã được xác định, phân bố rải rác ở các vùng trong cả nước, những nghiên cứu này chưa khai thác hết được tiềm năng sẵn có trong tự nhiên ở Việt Nam Đặc biệt ở các tỉnh miền núi phía Bắc, hiện nay đa số các loài cây này chỉ được trồng theo kinh nghiệm ở cấp hộ gia đình hoặc mọc trong tự nhiên Sơ bộ đánh giá của các nhà khoa học thuộc Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật Việt Nam cho biết, có 15 loài dễ chế biến và cho màu sắc đẹp, có độ an toàn cao Đây là tiềm năng lớn cho công nghiệp sản xuất màu nhuộm thực phẩm ở nước ta Chắc chắn đây sẽ là nguồn nguyên liệu cho chất nhuộm màu đa dạng và phong phú về chủng loài, vì đây mới chỉ là bước nghiên cứu khởi đầu

Việc thu thập, nghiên cứu và sử dụng các cây nhuộm màu bản địa ở vùng miền núi phía Bắc là cần thiết nhằm góp phần bảo tồn, phát triển nhân rộng và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm, đảm bảo an toàn thực phẩm cho người sử dụng cũng như hiệu quả kinh tế cao cho người dân thiểu số ở vùng núi phía Bắc

Năm 2012 - 2015, Trường đại học Nông lâm Thái Nguyên đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Bảo tồn và lưu giữ nguồn gen cây nhuộm màu thực phẩm của đồng bào dân tộc vùng núi phía Bắc Việt Nam”, nhằm bảo tồn và lưu giữ nguồn gen cây nhuộm màu thực phẩm của đồng bào các dân tộc miền núi phía Bắc Kết quả đã phát hiện được 31 loài cây được sử dụng

trong nhuộm màu thực phẩm, trong đó cẩm là cây được sử dụng rộng rãi nhất Do bộ phận cho màu của cây cẩm là thân, lá, vì vậy có thể sử dụng quanh năm và cho ra các màu cơ bản là xanh, đỏ, tím, vàng tùy theo cách nhuộm Bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng của các loại hom trong nhân giống cây cẩm nhuộm màu đỏ và màu tím cho thấy có thể sử dụng các loại hom khác nhau (đoạn gốc, đoạn ngọn hoặc cành) để nhân giống đều cho tỷ lệ sống cao (77,3% - 97,3%) và năng suất thân lá không có sự chênh lệch giữa các loại hom (cẩm đỏ: 8,18 - 10,15 tấn/ha, cẩm tím: 6,27 - 6,93 tấn/ha) Trong đó cây cẩm nhuộm màu đỏ sinh trưởng mạnh hơn cấy cẩm nhuộm màu tím [6], [26]

Về nghiên cứu kỹ thuật và công nghệ chiết tách chất màu từ thực vật, đáng lưu ý là công trình “Xây dựng quy trình công nghệ chiết tách và tổng hợp chất màu thực phẩm”, “Xây dựng quy trình công nghệ chiết tách cumarin

từ củ nghệ”, “Khả chiết tách chất màu thực phẩm từ cây Mật mông”.

“Nghiên cứu chiết tách một số chất màu thực phẩm từ kinh nghiệm sử dụng thực vật của đồng bào dân tộc thiểu số”, kết quả đã điều tra và xác định được thành phần của 46 loài cây nhuộm màu thực phẩm, trong đó có một số loài lần đầu tiên ghi nhận, chiết tách thành công chất màu của 3 loài cây gồm: Mật mông (Buddleja officinalis), Đậu biếc (Clitoria ternatea) và Cẩm (Peristrophe bivalvis) Ngoài ra, đã có một số công bố về thành phần hóa học của dịch chiết từ cây Lá diễn và hạt Dành dành [3], [5], [6], [13]

Các công trình 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 Tuy nhiên các công trình mới chỉ nghiên cứu ở 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 Hơn nữa, do tính chất đề tài các công trình tập

trung nghiên cứu một số chất nhuộm màu đặc biệt (ví dụ như: Curcumin từ cây nghệ chủ yếu cung cấp cho ngành Y- Dược) nên giá thành rất cao, chưa thể đưa vào phục vụ đời sống hàng ngày của nhân dân [6]

Theo Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường, Chất lượng, hiện nay tất cả các chất nhuộm màu cho thực phẩm ở Việt Nam đều 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 Trong số 35 chất màu được phép sử dụng cho thực phẩm ở Việt Nam mới chỉ có 10 chất được chiết xuất

từ thực vật (nguyên thủy hoặc phức chất) và hoàn toàn phải nhập từ nước ngoài [18], [25]

Có thể nói rằng, các nghiên cứu về cây nhuộm màu thực phẩm chỉ tập trung vào việc sử dụng cây nhuộm màu thực phẩm, chưa chú ý đến nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật canh tác, bảo tồn và phát triển Do vậy, năng suất, chất lượng của cây nhuộm màu thực phẩm còn thấp, nguồn gen cây nhuộm màu thực phẩm đang bị đe dọa do khai thác quá mức bởi các cá nhân, doanh nghiệp Vì vậy, việc nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật trồng, chăm sóc, bảo tồn và sử dụng bền vững nguồn gen cây nhuộm màu thực phẩm là cần thiết

Hiện nay, trên thế giới và ở Việt Nam chưa có nghiên cứu nào về biện pháp kỹ thuật cũng như thời vụ trồng cây cẩm Chính vì vậy, nghiên cứu này

sẽ góp phần hoàn thiện xây dựng quy trình sản xuất cây cẩm nhuộm màu, phục vụ cho công tác mở rộng sản xuất, bổ sung nguồn tư liệu phục vụ cho quá trình trồng và chế biến chất nhuộm màu từ cây cẩm

Chương 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu, địa điểm, thời gian và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Vật liệu

Cây cẩm đỏ và cây cẩm tím (chằm lai) được lấy từ vườn cây cẩm của các hộ nông dân xã Hà Vỵ, huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu

Tại xã Hà Vỵ, huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn.

2.1.3 Thời gian nghiên cứu

Từ tháng 3/ 2013 đến tháng 5/ 2014

2.1.4 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu các chỉ tiêu về sinh trưởng, hình thái cây, năng suất

và khả năng tái sinh của cây cẩm nhuộm màu

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ đến sinh trưởng của cây cẩm

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ trồng đến hình thái cây cẩm ở thời

kỳ thu hoạch

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ đến năng suất cây cẩm

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng tái sinh của cây cẩm.

2.3 Phương pháp nghiên cứu