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

DANH MỤC CÁC BẢNG 2.1 Danh mục các chất màu thực phẩm ñược phép sử dụngở Việt Nam 93.1 Chế ñộ sấy phun chất màu màu vàng từ chè 274.1 Thành phần chất tan, tanin và catechin trong ñọt 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

Người hướng dẫn: 1 TS NGÔ XUÂN CƯỜNG

2 PGS.TS TRẦN NHƯ KHUYÊN

HÀ NỘI - 2012

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa ñược bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam ñoan, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2012

Tác giả luận văn

ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu ñể hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy giáo, cô giáo, các cán bộ công nhân viên chức Khoa Công nghệ thực phẩm, Viện ñào tạo sau ñại học, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và hoàn chỉnh luận văn tốt nghiệp

Tôi 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 nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc ñã giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn này

Nhân dịp này, tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn tới những người thân trong gia ñình, bạn bè ñã giúp ñỡ ñộng viên và khuyến khích tôi 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

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3

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

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

2.2.3 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

3.3.1 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,

3.3.4 Phương pháp phân tích thành phần hóa học trong dịch chiết từ chè 29

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

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

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 toàn vệ sinh thực phẩm

4.3.1 Hàm lượng một số thành phần sinh hóa trong chất màu vàng

4.3.2 Kiểm nghiệm các chỉ tiêu an toàn thực phẩm 45

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

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

4.6.1 Tính chi phí nguyên liệu, vật tư, hóa chất 60

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

SCT Giống chè Shan Chất tiền

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

DANH MỤC CÁC BẢNG

2.1 Danh mục các chất màu thực phẩm ñược phép sử dụngở Việt Nam 93.1 Chế ñộ sấy phun chất màu màu vàng từ chè 274.1 Thành phần chất tan, tanin và catechin trong ñọt chè tươi 314.2 Hàm lượng một số thành phần hóa học trong lá chè già 324.3 Màu sắc nước pha chè khô với thời gian ủ nóng khác nhau 344.4 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến thời gian cô ñặc và màu nước pha

dịch cô ñặc (tính cho 30 lít dịch cô ñặc từ 2,50brix ñến 150brix) 364.5 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 374.6 Xác ñịnh hóa chất và tỷ lệ hóa chất thích hợp ñể chiết xuất chất

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 494.13 Biến ñổi chất lượng cảm quan của bánh cracker sử dụng chất

màu vàng chiết xuất từ chè trong quá trình bảo quản 504.14 Kết quả phân tích các chỉ tiêu ATTP của sản phẩm bánh cracker 514.15 Kết quả ñánh giá màu sản phẩm kẹo thí nghiệm sử dụng chất

4.16 Biến ñổi chất lượng cảm quan của kẹo xốp chuối sử dụng chất

màu vàng từ chè trong quá trình bảo quản 544.17 Kết quả phân tích các chỉ tiêu ATTP của sản phẩm kẹo xốp chuối 554.18 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 574.19 Biến ñổi chất lượng cảm quan của rượu chanh sử dụng chất màu

vàng thực phẩm từ chè trong quá trình bảo quản 584.20 Kết quả phân tích các chỉ tiêu ATTP của sản phẩm rượu chanh 594.21 Giá thành sản xuất 1 kg chất màu vàng dạng bột khô 64

DANH MỤC CÁC HÌNH

3.1 Quy trình sơ chế nguyên liệu sản xuất chất màu vàng từ chè búp tươi 253.2 Quy trình sản xuất màu vàng dạng bột từ chè 264.1 Sơ ñồ quy trình kỹ thuật sản xuất chất màu vàng từ chè ở quy

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

1 MỞ ðẦU

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài

ðể tạo sản phẩm có màu sắc ñẹp, 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 không ñộc 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 ñó, 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 ñộng khác không tốt ñối 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, ngoài mì ăn liền còn 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) ñược công bố rộng rãi và ñược xác nhận là có ñộ 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 16-12-2008 về các chất phụ gia thực phẩm, trong danh sách các màu thực phẩm phải ghi rõ thông tin bổ sung trên nhãn, có phẩm màu vàng Tatrazine (E102)

Phẩm màu này buộc phải ghi những dòng chữ như Ộcó thể ảnh hưởng xấu ựến hoạt ựộng và sự chú ý của trẻỢ Tại Mỹ cũng có các khuyến cáo tương tự Theo Qui ựịnh&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 ựó có mỳ gói Theo tiêu chuẩn JAS của Nhật Bản, chất tatrazine cũng không nằm trong danh mục các chất phẩm màu ựược sử dụng trong mỳ

Việt Nam hiện nay chưa có nhiều công trình nghiên cứu về chất màu thực phẩm đối với những sản phẩm, món ăn dân tộc, ựể tạo màu sắc ựẹp cho sản phẩm, người Việt Nam trước ựây thường sử dụng trực tiếp chất màu từ tự nhiên như nghệ, lá diễn, cà chua, gấcẦ Hầu hết các sản phẩm thực phẩm sản xuất, kinh doanh trong nước thường sử dụng chất màu thực phẩm ựược nhập

từ nước ngoài hoặc mua ở thị trường tự do không rõ nguồn gốc, xuất xứ

Do vậy, các nghiên cứu hiện nay ựang nỗ lực tìm kiếm những công nghệ mới sản xuất những sản phẩm màu sạch, an toàn ựối 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 ựi ựúng ựắn phù hợp với xu thế hiện ựại

Ở nước ta, cây chè là một trong những cây trồng mũi nhọn của các vùng Trung du, miền núi có diện tắch chiếm tới 2/3 của cả nước đó là nguồn nguyên liệu rất dồi dào ựể 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 ựược sử dụng phổ biến ựể phối chế và tạo màu cho thực phẩm

Xuất phát từ những vấn ựề trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ựề tài:

ỘNghiên cứu công nghệ sản xuất bột màu vàng thực phẩm từ lá chèỢ nhằm

góp phần ựưa những tiến bộ khoa học mới vào sản xuất, cải thiện ựời sống

người lao ựộng, bảo vệ sức khỏe cộng ựồng

- Chọn ñược nguyên liệu thích hợp cho sản xuất chất màu vàng từ chè

- Hoàn thiện ñược 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 ñóng 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 ñó góp phần ñưa những tiến bộ khoa học mới vào sản xuất ñể tạo ra các sản phẩm thực phẩm ñảm bảo vệ sinh an toàn cho sức khỏe

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn trong việc ứng dụng ñể 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 ñó góp phần phát triển sản xuất những cây trồng có lợi thế không 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 ñồng

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 ñã ñược 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 ñích, phù hợp với công nghệ chế biến thực phẩm

+ Không có ñộc tính (gồm cả ñộc 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 không gây mùi lạ và làm thay ñổi 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 ñược thường có tính an toàn 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 ñòi 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

học: ñây là hướng nghiên cứu ñang ñược triển khai ở một số nước có trình ñộ

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 loài vi khuẩn ñể 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 vô cơ không có ñộc 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 còn rất hạn chế Hiện nay các chất vô cơ ñược 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 vô

cơ trong công nghiệp thực phẩm

Bên cạnh việc sử dụng các chất màu thu ñược bằng các cách truyền thống thì ngày nay người ta còn áp dụng các kỹ thuật hiện ñại ñể tăng nhanh quá trình tổng hợp tự nhiên Trên thế giới trong những năm gần ñây, nhiều nghiên cứu mới ñã 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 thực vật, vi sinh vật ñã xác ñịnh là có thành phần sắc tố ñược dùng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm

Ajinomoto, năm 1995 ñã ñưa ra một phương pháp ñiều chế màu ñỏ tự nhiên bằng cách nuôi cấy mô sần của các cây thuộc chi Aralia (loài cho kết quả tốt nhất là Aralia cordata) Chất này ñược tổng hợp trong bóng tối, chất màu ñược tiết ra môi trường nuôi cấy [21]

Năm 1998-1999, Cai YZ et al., ñã 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]

Năm 2002, Wybraniec, S and Mizrahi, Y ñã nghiên cứu và xác ñịnh chất màu ñỏ 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 Xô trong những năm trước chiến tranh ñã nghiên cứu thành công việc sử dụng biện pháp khác ñể nhuộm màu xanh cho ñậu xanh và ñậu hạt vàng bằng cách sử dụng “màu rau dền” Màu này thu ñược không phải chỉ từ rau dền mà còn từ lá gai và các loại rau xanh khác bằng cô ñặc 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 không chỉ ñược tiến hành ñối với các loài thực vật mà còn ñược 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 ñưa rộng rãi ra thị trường [30]

Sử dụng các chất màu thực phẩm do có quan hệ trực tiếp ñến 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]:

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

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 ñầu là A, nhưng ít ñược 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 ñịnh riêng cho từng chất cụ thể Vì thế, có một số chất màu ở ñây không ñược 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 ñưa ra danh sách các thực

phẩm ñược sử dụng chất màu Trong luật sử dụng chất màu thực phẩm ở châu

Âu, các phụ lục từ II- V có ñưa ra chi tiết về các thực phẩm ñó

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 ñó, 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 không 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

Bảng 2.1 Danh mục các chất màu thực phẩm ñược phép sử dụng

ở Việt Nam

2 Beta-Carotene (Synthetic) Da cam, họ caroten Tổng hợp

5 Caramel III – Ammonia

6 Caramel IV – Ammonia

9 Carotenes (Natural extract) Dacam, Họ Caroten Tự nhiên

10 Annatto Extract ðỏ, chiết xuất từ ðiều nhuộm Tự nhiên

11 Grape skin extract

Tím, chiết xuất từ vỏ quả nho Tự nhiên (từ

TT Tên chất Màu và nhóm chất Nguồn gốc

20 Beta-apro-8-carotenic acid,

30 Riboflavin (lactoflavin) Vàng, nhóm iso-alloxazine Tự nhiên

(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 còn phải sử dụng nhiều chất màu ñược tổng hợp bằng con ñường hóa học Khi chất màu công nghiệp ñược ñem

vào và sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt của nhân dân thì người ta ựã phát hiện

ra các nhược ựiểm 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 hóa hoặc ngộ ựộc gây tử vongẦ) Vì vậy trong những năm gần ựây con người càng thấy ựược tắnh ưu việc của các sản phẩm tự nhiên và ựã quan tâm nghiên cứu các chất nhuộm có nguồn gốc thực vật ựể sử dụng chúng nhất

là trong ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm

Ở nước ta trong những năm trước ựây, do khó khăn về ựiều kiện và phương tiện nên vấn ựề này chưa ựược nghiên cứu nhiều

Hiện nay ở trong nước các nhà khoa học cũng ựang tìm kiếm các giải pháp tốt ựể nghiên cứu sản xuất chất màu thực phẩm từ thực vật không gây ựộc hại cho sức khỏe con người, thay thế cho sản phẩm ngoại nhập, tiết kiệm ựược ngoại tệ, giá thành hạ

đáng lưu ý là các công trình nghiên cứu sau:

Giai ựoạn 2004-2005, tác giả Lưu đàm Cư Ờ Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam và cộng sự ựã tiến hành ựề tài: ỘNghiên cứu chiết tách chất nhuộm màu thực phẩm theo kinh nghiệm sử dụng thực vật của ựồng bào dân tộc thiếu sốỢ Kết quả nghiên cứu của ựề tài ựã lựa chọn ựược 3 loại cây có triển vọng ựể chiết tách chất màu gồm

Mật mông (Buddleja officinalis), đậu biếc (Clitoria ternatea) và Cẩm (Peristrophe bivalvis) Xây dựng kỹ thuật chiết tách chất màu và thu nhận ựược

chất màu từ 3 loài cây trên đề xuất quy trình chiết chất màu gồm 2 giai ựoạn chắnh: 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 ựược ựã ựược 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 ựẳng Lương thực Thực

phẩm và Lê Văn Hoàng, Lê Thị Lệ Hường - Trường đại học Bách khoa, đại học đà Nẵng ựã nghiên cứu "chiết betacyanin từ quả dâu bằng nước sulfured

và một số ựặc tắnh của chúng" Kết quả ựã nghiên cứu ựược ở quả dâu quá chắn có màu ựậm nhất, cho hàm lượng màu betacyanin cao nhất; Với nước

SO2 ở nồng ựộ 1100ppm và nhiệt ựộ 600C cho hàm lượng betacyanin tương ựối cao; Khi chiết trong nước SO2 thì hàm lượng betacyanin, mật ựộ màu, ựộ màu polyme ắt hơn, nhưng phần trăm màu polyme lại nhiều hơn so với mẫu chiết trong dung môi etanol/nước; độ 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 ựồng nghiệp Viện Cơ ựiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)

ựã tìm cách chiết xuất màu ựỏ tự nhiên từ vỏ quả thanh long Các nhà khoa học

ựã sử dụng phương pháp sấy phun ựể thu nhận sản phẩm màu thắch hợp Sản phẩm thu ựược có hai dạng: bột màu dạng khô có màu hồng và dạng keo có màu ựỏ thắm Qua thực nghiệm, các nhà khoa học nhận thấy, dung môi thắch hợp nhất ựể chiết xuất chất màu ựỏ từ vỏ quả thanh long là ethanol 400, trong ựiều kiện nhiệt ựộ thấp hơn 400C Tuy nhiên cần lưu ý, màu ựỏ của dung dịch chất màu từ vỏ quả thanh long bị biến ựổi rõ rệt nhất trong môi trường kiềm Sản phẩm bột màu có tắnh hút ẩm mạnh nên cần chú ý tránh ẩm ướt

Viện công nghiệp thực phẩm Hà Nội ựã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất chất màu thực phẩm β-carotene từ nấm sợi blakeslea trispora quy mô 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 ựặc → vi nang hóa → sản phẩm bột màu β-carotene tan trong nước, ựạt tiêu chuẩn nước ngoài

Năm 2008, Viện Hoá học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam cũng ựã công bố kết quả thực hiện đề tài cấp Nhà nước: ỘNghiên cứu sản xuất chất màu xanh nguồn gốc thiên nhiên (từ các loại lá cây) dùng làm chất màu thực phẩmỢ

Quy trình công nghệ ựược mô tả như sau:

Lá cây (tre, nứa, trúc, mai ) → sơ chế → tách màu xanh (diệp lục tố)

→ ổn ựịnh 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 ựể chiết tách chất màu xanh là lá các loại cây thuộc

họ tre, nứa gồm tre, nứa trúc mai, vầuẦChất màu tạo ra có xanh lá cây tươi, bền màu, không ựộc, có loại tan trong rượu, cồn, dầu, có loại tan trong nước, ứng dụng trong công nghiệp bánh kẹo, công nghiệp ựồ hộp, rau quả và thực phẩm cô ựặc [17]

Theo kinh nghiệm dân gian, dùng hoa dành dành, nghệ ựể tạo màu vàng cho thực phẩm

đào Hùng Cường và Nguyễn đình Anh Ờ đại học đà Nẵng ựã nghiên cứu xác ựịnh các chất màu có trong curcumin thô chiết từ củ nghệ vàng ở miền trung Việt Nam Nhóm nghiên cứu ựã chỉ ra rằng thành phần hợp chất mang màu có trong curcumin thô thay ựổi theo phương pháp chiết [7]

Các công trình nghiên cứu nói trên ựã thu ựược 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 công trình mới chỉ nghiên cứu ở một số ựối 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 tắnh chất ựề tài các công trình nghiên cứu tập trung nghiên cứu một số chất nhuộm màu ựặc biệt (curcumin

từ nghệ chủ yếu cung cấp cho ngành Y-Dược) nên giá thành rất cao, chưa thể ựưa vào phục vụ ựời sống hàng ngày của nhân dân

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, ñược dùng trong sản xuất phomat, vỏ ngoài 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 ngoài phomat, vỏ ngoài thịt chín Tatrazine (E102): Là dẫn xuất của axit pyrazol cacboxylic, có màu vàng chanh, ñược dùng trong sản xuất bánh kẹo, thực phẩm tráng miệng, mứt, rượu, trứng cá muối, tôm, vỏ ngoài phomat, vỏ ngoài 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 ñược quản

lý, kiểm soát chặt chẽ ðiều ñó 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 ñáp kịp thời, hợp lý và minh bạch

Ngày 5 tháng 7 năm 2011 báo VietNamNet tổ chức Giao lưu trực tuyến: Mối nguy hại của E102: dưới góc nhìn của Luật VSATTP và Luật Bảo

vệ Quyền lợi người tiêu dùng Theo PGS.TS Lê ðức Mạnh, Viện trưởng Viện Công nghiệp Thực phẩm (Bộ Công Thương) E102 là chất màu tổng hợp có tên khoa học là Tatrazine Trong quy ñịnh Danh mục các chất phụ gia ñược phép sử dụng trong thực phẩm của Cục quản lý chất lượng vệ sinh ATTP - Bộ

Y tế ban hành kèm theo Quyết ñịnh số 3742/2001/QðBYT ngày 31/8/2001 của bộ trưởng Bộ Y tế thì Tatrazine ñược phép sử dụng trong rất nhiều loại thực phẩm Tuy nhiên quy ñịnh này ñã ban hành khá lâu (10 năm) do ñó mà chưa cập nhật ñược các thông tin khoa học liên quan ñến E102 trong những năm gần ñây, các nghiên cứu về E102 gần ñây ñều khẳng ñịnh E102 ảnh hưởng không tốt ñến sức khoẻ người tiêu dùng, ñặc biệt là trẻ em 3 tuổi và 8-

9 tuổi và làm yếu năng lực của ñàn ông

Trong khi ñó, E102 không còn là câu chuyện mới về an toàn thực phẩm tại Việt Nam Tại hội thảo "Phẩm màu trong thực phẩm" do Trung tâm Truyền thông giáo dục sức khỏe (Sở Y tế TP Hồ Chí Minh) tổ chức vào ngày 15-3-2011, Ths.BS Huỳnh Văn Tú, Trưởng khoa Dinh dưỡng ATVSTP (Viện

Y tế vệ sinh công cộng) cho biết: "Phẩm màu tổng hợp có khả năng gây ung thư, ñộc tính trên gen, ñộc tính thần kinh - gây ra chứng hiếu ñộng thái quá ở trẻ em" ðặc biệt, thực phẩm sử dụng màu nhuộm có thể gây tác dụng không mong muốn trên hoạt ñộng và chú ý của trẻ em Trong cuộc trao ñổi với PGS.TS Phan Thị Sửu, Giám ñốc Trung tâm Kỹ thuật ATVSTP (thuộc Hội Khoa học kỹ thuật ATTP Việt Nam) vào ngày 24-6-2011 về phẩm màu vàng E102 trong mỳ ăn liền, bà Sửu cho biết: "Lâu nay trong tiêu chuẩn Việt Nam chưa cập nhật thêm các chất gây tác hại cũng chưa loại bỏ những chất ñược chứng minh là ñộc hại hay có hại cho sức khỏe cộng ñồng" Bà Phan Thị Sửu cũng nói rằng bà biết thông tin EU khuyến cáo người tiêu dùng khi sử dụng

thực phẩm có chất này Như vậy, cơ quan quản lý nhà nước trong lĩnh vực ATVSTP hẳn không thể không biết ñến sự nguy hại của phẩm màu vàng E102 Phải chăng họ ñã "phớt lờ" những kiến nghị của nhiều nhà khoa học tại các cuộc hội thảo về chất nhuộm màu

Theo Ông Nguyễn Mạnh Hùng - Phó Chủ tịch, kiêm Tổng Thư ký Hội

Tiêu chuẩn và Bảo vệ Người Tiêu Dùng Việt Nam: Trước vấn ñề an toàn sức khỏe, tính mạng người tiêu dùng, Hội Tiêu chuẩn và Bảo vệ người tiêu dùng Việt Nam ñã và ñang có những hành ñộng cụ thể Trong vụ việc chất phẩm màu E102 chúng tôi cũng ñang theo dõi rất chặt chẽ việc xử lý của các cơ quan chức năng Chúng tôi sẽ có công văn chính thức kiến nghị Bộ Y tế ñưa chất E102 ra khỏi danh mục các chất phụ gia thực phẩm ñược phép sử dụng trong thực phẩm theo Quyết ñịnh 3742/Qð BYT ngày 31/8/2001 của Bộ Y tế [38], [40], [42], [44], [45]

Bên cạnh hạn chế sản xuất các chất màu nhân tạo, các nhà chuyên môn

ñã tìm kiếm các giải pháp mới, nghiên cứu sản xuất các chất màu tự nhiên từ thực vật không gây ñộc hại mà còn có tác dụng tốt cho sức khỏe

2.2.2 Màu vàng thực phẩm tự nhiên

Các chất nhuộm màu vàng là annato E 160(B), chiết xuất từ hạt quả mận châu Mỹ và ELOO từ củ nghệ Dạng hòa tan trong nước của E160(B) ñược sử dụng ñể nhuộm vỏ ngoài tự nhiên cho giò chả, các loại thực phẩm quý, các bán thành phẩm từ thịt gà, sữa chua ñặc làm từ hoa quả Giới hạn sử dụng của

E 160(B) là 2,5 mg/kg Còn giới hạn sử dụng của E100 là 0,1 mg/kg Dạng tan trong nước và tan trong mỡ của E100 trong propylen glycol có thể sử dụng ñể nhuộm màu cho các sản phẩm sữa và thịt

- Curcumin: Có màu da cam Thu ñược chất này từ củ nghệ và có thể ñạt ñược nồng ñộ 99% Curcumin ñược dùng trong sản xuất bột cary, mù tạt,

nước dùng, bột canh rau, các sản phẩm sữa với liều dùng 0,1 mg/kg khối lượng cơ thể

- Riboflavin (lactoflavin) hoặc vitamin B2: Có màu vàng da cam Người

ta thu ñược chất này từ nấm men, mầm lúa mì, trứng và gan ñộng vật

Riboflavin ñược dùng trong sản xuất các sản phẩm sữa, kem, làm bánh ngọt, mứt kẹo với liều dùng 0,5 mg/kg khối lượng cơ thể

Tính ñộc hại: Tất cả các chất màu tự nhiên ñều không ñộc

Các chất màu tự nhiên thường gặp như màu vàng cam của gấc, màu vàng của nghệ, màu tím của lá cẩm, màu nâu của cà phê ca cao, màu xanh của

lá dứa, hay màu ñen của lá gai Về thực chất chúng ñều là những thành phần

dễ trích ly, dễ hòa tan trong nước, tạo ñược màu sắc và mùi thơm cho thực phẩm theo yêu cầu của người chế biến Trong các chất màu tự nhiên, ngoài các chất màu riêng biệt cho từng loại màu sắc, chúng còn chứa các thành phần

có hoạt tính sinh học cao như vitamin, axít hữu cơ, glucozil các chất thơm và các yếu tố vi lượng

Các chất màu vàng cam hoặc màu ñỏ lấy từ quả gấc là các hợp chất carrotenoid như β-carotene, lutein và lycopene là những phân tử mà cơ thể chuyển hóa thành vitamin A ðây là các chất kích thích mạnh mẽ tế bào miễn dịch, giúp bảo vệ cơ thể chống nhiễm khuẩn và ung thư, lutein có thể làm giảm nguy cơ thái hóa võng mạc, lycopene có thể giúp ngăn ngừa ung thư tuyến tiền liệt

Màu vàng của nghệ là chất màu thiên nhiên ñược ngành dược công nhận với mã số E100 ñể nhuộm màu dược phẩm, thay thế chất màu tổng hợp như tartrazine E102 Nghệ có tác dụng chống viêm loét dạ dày, thông mật, kích thích tế bào gan và co bóp túi mật, làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu Sử dụng những chất màu thiên nhiên không ñộc, ñáp ứng ñược tiêu chuẩn y tế trong việc nhuộm màu thực phẩm ñóng vai trò quan trọng trong

việc bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng

Các chất màu trên ñây có thể pha trộn với nhau theo tỷ lệ khác nhau sẽ thu ñược những màu khác nhau Theo quy ñịnh chất màu chứa trong sản phẩm không ñược vượt quá 0,03% [13]

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

Màu vàng thực phẩm ñược ứng dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm thực phẩm như: Bánh, mứt, kẹo, rượu, nước giải khát, mì ăn liền,… ñể làm tăng tính hấp dẫn cho sản phẩm

Trong công nghiệp sản xuất nước giải khát màu vàng ñược sử dụng ñối với các sản phẩm có màu vàng từ vàng sáng tới vàng sậm

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

2.1.2 Cơ sở khoa học sản xuất chất màu vàng từ chè

2.1.2.1 Giới thiệu về polyphenol trong chè

Polyphenol là một nhóm, hợp chất hóa học trong ñó có chứa hơn một nhóm phenolic Có nhiều phụ nhóm của polyphenol ñược biết như: Các polyphenol ñơn giản, các flavanols, các polyphenol khác và tanin

Polyphenol ñơn giản là chất trong giai ñoạn ñầu của polyphenol tổng hợp sinh hoá của các ñọt chè ñâm chồi Nó gồm Gallic acid, theogallin, chlorogenic, p-coumaryl-quinine acids, theogallin (khoảng 1%), ellagic acid, corilagin, chebulagic acid và một số ít hợp chất acid chưa xác ñịnh có trong các chồi non [27]

ðặc tính của polyphenol là: không màu và có ñặc tính se thắt khứu giác Nó không cho mùi vị, nhưng nó lại là chất chống sự oxy hóa cực mạnh

và mang nhiều lợi ích vô số cho sức khỏe [28] Có một ñiều là không phải tất

cả polyphenol ñều tan trong nước nóng, bởi vì sự ñồng phân của nó, nên một

số polyphenol vẫn không tan ñược Hàm lượng của polyphenol tan trong nước tùy vào nhiệt ñộ của nước pha chè, thời gian chè ngâm trong nước sôi trong

bình và hàm lượng của chè có trong ấm chè Nhiệt ñộ nước pha càng nóng, thì màu nước càng nâu ñen Nhiệt ñộ nước pha thấp, màu càng xanh hơn

Hàm lượng polyphenol có trong chè sấy khô tính theo phần trăm (%) như sau: Về polyphenol ñơn giản chiếm khoảng 3-4% Còn về flavanols gồm

có (-) epi-gallocatechin gallate có từ 8-12%, (-) Epicatechin gallate có từ 6%, (-) epigallo catechin có từ 3-6%, (+) Gallocatechin có từ 3-4%, (+) catechin có từ 1-2% và (-) epicatechin có từ 1-3% Còn flavanols và flavanol glycosides có từ 3-4%, flavones và những glycosides có những vết nhỏ, tanin cũng chỉ hiện diện bằng những vết nhỏ [43] Theo Hara, (2005), hàm lượng EGCG chiếm tối ña trong những chất kể trên, chiếm tới 50%, trong khi EGC chỉ có 20%, EC là 13%, và EC 6% [28]

3-Tác dụng sinh học của các polyphenol chè hay của dịch chiết lá chè xanh ñược giải thích là do chúng có tác dụng khử các gốc tự do, giống như tác dụng của các chất antioxidant [27] Các gốc tự do ñược sinh ra và tích lũy trong quá trình sống, chính là nguyên nhân dẫn ñến bệnh tật và làm tăng tốc

ñộ quá trình lão hoá cơ thể con người

Ngày nay, ñã tìm thấy tác dụng của polyphenol chè ở mức ñộ khác nhau ñối với bệnh ung thư, bệnh tim mạch, bệnh cao huyết áp, bệnh ñường ruột, bệnh răng và có tác dụng làm chậm quá trình lão hoá, tăng tuổi thọ Polyphenol chè còn ñược sử dụng có hiệu quả và an toàn trong công nghiệp thực phẩm ñể thay thế các chất antioxidant tổng hợp, như bệnh huyết áp,… dễ gây tác dụng phụ có hại [28] Nhờ những tác dụng quý giá như nói trên của các polyphenol chè, nên chúng có giá trị cao trên thị trường hiện nay

2.1.2.2 Cơ chế phản ứng tạo màu của các sản phẩm chè

Các sản phẩm chè như: chè ñen, chè ñỏ, chè vàng, chè xanh… với màu nước, hương thơm và vị ñặc trưng rất khác nhau, phụ thuộc vào mức ñộ và chiều hướng của phản ứng oxy hóa bằng enzyme (và phi enzyme) các

polyphenol có trong lá chè Nếu như ở chè xanh phản ứng oxy hóa ñược

“ñình chỉ” ngay từ ñầu thì chè ñen lại ñược tiến triển ñến mức tối ña

Trong tế bào lá chè, các hợp chất polyphenol chiếm khoảng 30-35% chất khô Các hợp chất polyphenol là những chất không màu, nhưng rất dễ bị oxyhóa dưới tác dụng xúc tác của enzim có trong dịch tế bào lá ñể tạo thành các hợp chất có màu vàng (teaflavin) và màu ñỏ (tearubigin) Nhiều nghiên cứu cho thấy thành phần các polyphenol của lá chè rất ña dạng nhưng các chất thuộc nhóm catechin chiếm tỷ trọng nhiều nhất (chiếm 15-20% chất khô và trên 70% tổng lượng polyphenol của lá chè)

Theo Robert, chỉ có L – epigallocatechin (L – EGC) và L –

epigallocatechingallate (L – EGCG) mới có khả năng tạo thành sản phẩm có màu ñỏ tươi ñặc trưng cho chè ñen Nhưng nếu thuần túy chỉ có hai chất này thì mới tạo ra ñược màu vàng Muốn có màu ñỏ, trong hỗn hợp phản ứng phải

có mặt các chất vận chuyển hydro, tức là chất catechin chưa bị oxy hóa Các phản ứng tạo màu do sự oxy hóa các polyphenol như sau:

- Oxy hóa: Dưới tác dụng của polyphenoloxydaza

- Ngưng tụ tạo thành dime

- Khi tương tác của phân tử diphenolquinon với diphenolquinon với một polyphenol thì phân tử diphenolquinol sẽ bị khử ñể tạo thành bisflavanol

Vì tearubigin là sản phẩm oxy hóa của teaflavin và các bisflavanol, cho nên chúng không phải là một ñơn chất mà là hỗn hợp của nhiều chất

Màu sắc của nước chè chủ yếu phụ thuộc vào tearubigin Còn vị ñậm

ñà của nước chè là do tỉ lệ giữa teaflavin và tearubigin quyết ñịnh Roberts phân tích tearubigin thấy chứa 0,55% nitơ Còn khi thủy phân tearubigin bằng acid thì ñược alanine, arginine, glicocol, leucine, isoleucine, lysine, phenylalanine Proline, serine, threonine, tysosine, valine, acid aspartic và acid glutamic Như vậy tearubigin là một hỗn hợp các chất khác nhau do ngưng tụ octoquinon của catechin (hoặc dicatechin) với aminoacid [9], [10] Teaflavin và tearubigin là 2 chất màu ñặc trưng có trong chè vàng và chè ñen Teaflavin có màu vàng ánh kim, còn tearubigin ở trạng thái tự do có màu hồng nhạt, khi ñính với Na có màu nâu gạch, với K và Ca có màu ñỏ tươi Chúng ñược hình thành do hàng loạt phản ứng kế tiếp nhau, ôxy hoá các hợp chất polyphenol trong quá trình lên men lá chè, nhờ ñó, ñã tạo ra những tính chất ñặc trưng về mùi, vị, màu sắc của chè Quá trình oxyhóa polyphenol nhờ xúc tác của enzim thường kèm theo sự phá hủy chlorophyll làm mất dần màu xanh của chè

2.1.2.3 Nghiên cứu chất màu vàng từ chè

a Nguyên lý cơ bản

Từ cơ chế tạo màu do sự oxyhóa các hợp chất polyphenol cho thấy: màu vàng từ chè có thể tạo ra bằng cách oxyhóa các hợp chất polyphenol thành sản phẩm trung gian là teaflavin Tuy nhiên, quá trình ôxy hóa pholyphenol thường kèm theo sự hình thành tearubigin Nếu không có mặt teaflavin và tearubigin, màu của chè ñược quyết ñịnh bởi màu xanh lục của chlorophyll Khi xuất hiện teaflavin sẽ tạo thêm màu vàng và xuất hiện tearubigin sẽ tạo thêm màu hồng, nếu teaflavin kết hợp với Na sẽ tạo ra màu nâu [9], [10]

Mặt khác, trong lá chè còn có carotenoid là sắc tố màu vàng trong lá chè với số lượng nhỏ Carotenoid có khả năng hấp thụ ánh sáng màu xanh tím, hấp thụ ánh sáng cực ñại vào khoảng 450-452µm Trong quá trình chế biến lá chè, carotenoid cũng bị biến ñổi giảm số lượng ñến 50% so với hàm lượng ban ñầu Carotenoid (sắc tố vàng) cũng tham gia hình thành chất lượng chè thành phẩm

Như vậy, màu của chè ñược quyết ñịnh bởi sự phối hợp của 3 chất màu

là chlorophyll, teaflavin và tearubigin Nếu hàm lượng chlorophyll và teaflavin cao, hàm lượng tearubigin thấp sẽ tạo cho chè có màu xanh vàng hoặc vàng xanh tùy theo tỷ lệ giữa chúng Màu vàng chanh là sự phối hợp giữa màu xanh lục và màu vàng ðể tạo ra màu vàng chanh giống màu chất E102, cần phải oxyhóa polyphenol trong chè ñể tạo thành teaflavin song song với việc chuyển hóa chlorophyll thành hợp chất bền màu (chlorophyllin hoặc muối của chúng), ñồng thời phải kìm hãm ñược sự hình thành chất tearubigin Ngoài ra trong lá chè còn có carotenoid có màu vàng, flavonoid có màu xanh và vàng Nếu các chất này ñược bảo toàn trong quá trình chuyển hóa polyphenol thành teaflavin cũng sẽ góp phần tạo ra màu vàng chanh trong chè

Trong môi trường kiềm, các anthocyanin thuộc nhóm flanonoid có màu xanh, chlorophyll bị xà phòng hóa thành chlorophyllin hoặc chlorophyllit có màu xanh lục bền Các chất này kết hợp với các chất màu vàng nhóm carotenoid, teaflavin tạo thành màu vàng chanh Các chất flavonol bị oxyhóa thành chất màu ñỏ và ngưng tụ tạo kết tủa

b Khảo sát màu trên các giống chè

* Những giống chè có lá màu xanh vàng sáng, biểu hiện có hàm lượng diệp lục tố thấp, hàm lượng tanin vừa phải hoặc thấp ñể không ảnh hưởng ñến vị của chất màu là các giống chè Shan chất tiền, Shan tham vè tại vườn chè của Trung tâm nghiên cứu và phát triển chè ở Phú Hộ

* Giống chè phổ biến có hàm lượng chlorophyll cao, là nguyên liệu rẻ tiền, tận thu giúp tăng thêm thu nhập cho người trồng chè ñó là lá chè già của các giống PH1 và Trung du

3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Vật liệu nghiên cứu

- ðọt chè non và lá bánh tẻ từ 2 giống chè Shan chất tiền và Shan tham vè

- Lá chè già 2 giống PH1 và trung du

- ðịa ñiểm nghiên cứu: Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc, xã Phú Hộ, thị xã Phú Thọ, tỉnh Phú Thọ

3.2 Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Xác ñịnh và lựa chọn nguyên liệu chè thích hợp ñể sản xuất

chất màu vàng

- Xác ñịnh 1 số thành phần hóa học chủ yếu có trong nguyên liệu

- Lựa chọn kỹ thuật diệt men và phá vỡ cấu trúc tế bào lá chè thích hợp

Nội dung 2: Hoàn thiện ñược kỹ thuật tạo chất màu vàng từ chè dưới dạng bột

- Nghiên cứu kỹ thuật chiết xuất, cô ñặc, làm khô dịch màu tạo màu vàng dạng bột

- Xác ñịnh một số yếu tố ảnh hưởng ñến màu sắc, cường ñộ màu và hiệu suất thu hồi sản phẩm

- Ứng dụng sản xuất thử chất màu vàng thực phẩm ở quy mô pilot

Nội dung 3: Xác ñịnh ñược một số chỉ tiêu sinh học, an toàn thực phẩm

của màu vàng thực phẩm từ chè

- Phân tích một số chỉ tiêu an toàn của màu vàng thực phẩm từ chè

- Thí nghiệm bảo quản chất màu vàng thực phẩm từ chè

- Nghiên cứu ứng dụng chất màu vàng thực phẩm từ chè trong sản xuất bánh, kẹo, rượu

Nội dung 4: Hạch toán giá thành sản xuất chất màu vàng thực phẩm từ chè

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Phương pháp thí nghiệm sản xuất màu vàng từ chè

3.3.1.1 Phương pháp thí nghiệm sản xuất màu vàng từ chè búp tươi

a Phương pháp thí nghiệm sơ chế nguyên liệu sản xuất chất màu vàng

Nguyên liệu làm chất màu vàng từ chè tươi ñược chế biến theo quy trình sau:

Hình 3.1 Quy trình sơ chế nguyên liệu sản xuất

Chần, thời gian 50 giây

- Thí nghiệm thời gian ủ: 2 giờ,

4 giờ, 6 giờ, 8 giờ, 10 giờ, 12 giờ và 14 giờ

- Nhiệt ñộ: 1000C

- W = 3-5%

Chè ñọt tươi

Nguyên liệu làm chất màu vàng

b Quy trình sản xuất màu vàng dạng bột từ chè

Hình 3.2 Quy trình sản xuất màu vàng dạng bột từ chè

Thuyết minh quy trình:

- Chiết xuất: Chiết xuất bằng cách cho chè vào nước sôi ở nhiệt ñộ

99-1000C, tỷ lệ giữa chè và nước bằng 1/10 ñến 1/13 Khuấy ñều và ngâm trong thời gian 15 phút

- Vắt lọc: Lọc và vắt sơ bộ dịch chiết máy vắt ly tâm, sau ñó lọc lại

bằng máy lọc nước RO membranes qua 3 ống lọc có ñường kính lỗ lọc 1 µm, 0,45 µm và 0,2 µm

- Cô ñặc: Cô ñặc bằng thiết bị cô ñặc GN-100 của Trung Quốc ñến

12-150brix ðể xác ñịnh nhiệt ñộ cô ñặc thích hợp, ñề tài tiến hành các mẫu thí nghiệm ở 4 khoảng nhiệt ñộ sôi cách ñều là 500C, 600C, 700C và 800C Áp suất chân không 0,08MPa

- Sấy phun: Sấy phun bằng máy Mobile Minor™ -Model ðan Mạch,

công suất 0,5-6kg dịch/giờ, áp suất khí vào atomizer P = 4,0 bar Chế ñộ sấy phun chất màu vàng từ chè áp dụng theo bảng 3.1

Chiết xuất

Vắt lọc

Cô ñặc chân không

Sấy phunNguyên liệu sơ chế

Màu vàng dạng bột

Bảng 3.1 Chế ñộ sấy phun chất màu màu vàng từ chè

Nhiệt ñộ sấy ( 0 C)

Ký hiệu

Tốc ñộ bơm mẫu (ml/phút)

Tiêu hao ñiện (kw/h)

- Bảo quản: Bảo quản sản phẩm bột màu vàng chiết xuất từ chè bằng

cách cho vào túi PE tráng thiếc dán mép kín, ñựng trong lọ thủy tinh nút nhám, ñể nơi khô ráo, mát, tránh ánh sáng trực tiếp

3.3.1.2 Phương pháp thí nghiệm sản xuất chất màu vàng từ lá chè già

Thí nghiệm chất màu vàng trực tiếp từ lá chè già theo phương pháp chiết xuất trực tiếp chất tan trong chè bằng nước ðể tạo ñược chất có màu vàng chanh, ñề tài tiến hành kiềm hóa môi trường chiết xuất bằng một trong 2 loại hợp chất là NaOH và muối Na2CO3 nhằm chuyển hóa chlorophyll trong

lá chè thành dạng tan ñược vào nước, ñồng thời xúc tiến quá trình chuyển hóa chất polyphenol tan trong nước thành hợp chất có màu vàng

Các thí nghiệm ñược tiến hành như sau:

Nghiền lá chè già bằng máy nghiền trục vít cùng với cồn ethanol theo

tỷ lệ 1 kg lá nghiền với 0,5 lít cồn Lá chè sau khi nghiền ñược cho vào chần trong nước ñun sôi có hòa tan Na2CO3 và NaOH Tỷ lệ sử dụng Na2CO3 và NaOH tính theo lượng chè tươi trước khi nghiền của các thí nghiệm như sau:

- Thí nghiệm V2.1 (ñối chứng): chần chè trong nước tinh khiết

- Thí nghiệm V2.2, V2.3, V2.4: chần chè trong nước có pha Na2CO3theo tỷ lệ 0,5%; 1%; 1,5% so với lượng chè tươi

- Thắ nghiệm V2.5, V2.6, V2.7: chần chè trong nước NaOH, tỷ lệ 1%, 2%, 3% so với lượng chè tươi

Khuấy ựều hỗn hợp 30 phút sau ựó ựem vắt lọc sơ bộ dịch chiết qua vải lọc, sau ựó lọc lại bằng máy hút chân không, sử dụng giấy lọc có kắch thước

lỗ 0,2ộm

Cô ựặc bằng máy cô quay chân không ựến nồng ựộ từ 12-150brix với nhiệt ựộ cô quay áp dụng kết quả thắ nghiệm cô ựặc ở mục 3.3.1.1 phần b Làm khô: Dịch cô ựặc ựược cho vào khay mỏng và sấy khô bằng máy sấy ựối lưu ở nhiệt ựộ 95-1000C ựến khi ựộ ẩm ựạt 8-10%, chuyển sang khay sấy bằng tia hồng ngoại ựến khi chất chiết trong khay ựạt ựộ ẩm 2-2,5% Cân lượng mẫu thu ựược và lấy mẫu pha vào nước theo tỷ lệ sao cho ựạt cường ựộ màu tương ựương với màu nước pha chất E102 theo tỷ lệ 0,02%

ựể ựánh giá màu

Sau khi có kết quả thắ nghiệm, tiến hành với mẫu lớn ở qui mô pilot theo các bước thắ nghiệm và lọc, cô ựặc, sấy phun theo trình bày ở mục

3.3.1.1 phần b

3.3.2 Phương pháp thắ nghiệm bảo quản chất màu vàng dạng bột

Qui trình bảo quản thắ nghiệm:

Bột màu → đóng gói → Bảo quản → Kiểm tra, ựánh giá sự biến ựổi cường ựộ màu

- Bột màu: ựược sấy ựến ựộ ẩm 2-2,5%

- đóng gói: Bột màu ựược ựóng gói trong 3 loại dụng cụ gồm:

+ Lọ thủy tinh có nút nhám

+ Túi PE dán kắn

+ Túi PE tráng thiếc dán kắn

- Bảo quản: Bảo quản ở ựiều kiện tự nhiên, trong phòng thoáng khắ

Nhiệt ựộ môi trường biến thiên trong khoảng 24-320C

- Kiểm tra cường ñộ màu:

+ Sau mỗi khoảng thời gian 3 tháng, lấy mẫu 1 lần ñể kiểm tra, ñánh giá sự biến ñổi cường ñộ màu

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

3.3.3.1 Phương pháp thí nghiệm phối trộn chất màu trong sản xuất bánh cracker

Tỷ lệ phối trộn chất màu vàng từ chè vào bánh theo 5 mức gồm: 0,04 g/kg, 0,06 g/kg, 0,08g/kg, 0,10g/kg, 0,12 g/kg

Quy trình sản xuất, nguyên liệu và các phụ gia khác ñược áp dụng theo quy trình sản xuất bánh cracker của Công ty Cổ phần bánh kẹo Hải Hà ðối chứng là sản phẩm bánh cracker của Công ty

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

Tiến hành thí nghiệm phối trộn chất màu vàng ñược chiết xuất từ lá chè vào kẹo sau nấu trong sản xuất kẹo xốp chuối theo 5 mức gồm: 0,1 g/kg, 0,15 g/kg kẹo, 0,2 g/kg, 0,25 g/kg, 0,3g/kg

Quy trình nấu kẹo, nguyên liệu và các phụ gia khác ñược tuân thủ theo ñúng quy trình sản xuất kẹo xốp chuối của Công ty Cổ phần bánh kẹo Hải Hà

3.3.3.3 Ứng dụng chất màu vàng từ chè trong sản xuất rượu chanh

Ứng dụng chất màu vàng từ lá chè ñể sản xuất thử rượu chanh theo các

tỷ lệ: 0,1g/lít, 0,2g/lít, 0,3g/lít, 0,4g/lít, 0,5g/lít

Quy trình công nghệ, nguyên liệu và các phụ gia khác ñược tuân thủ theo ñúng quy trình sản xuất rượu mùi của Công ty Cổ phần Bia Rượu Sài Gòn ðồng Xuân

ðối chứng là sản phẩm rượu chanh của Công ty

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

- Xác ñịnh hàm lượng chất hòa tan theo Voronxop [10]