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

Các hệ màu được sử dụng trong thực phẩm bào gồm munsell, CIE, CIE Lab, Hunter Lab là một trong những hệ màu được sử dung và có những ứng dụng để đo lường chất lượng thực phẩm. Hệ màu Munsell là một không gian màu chỉ định màu dựa trên ba kích thước: màu sắc, giá trị và độ bão hòa. Được tạo bởi giáo viên người Mỹ Albert Munsell trong thập kỷ đâu của thế kỉ 20 (1898) và được USDA áp dụng làm hệ màu chính thức cho nghiên cứu vào những năm 1930. Một số trật tự màu đã được tạo thành một khối màu ba chiều ở dạng khác nhau.

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH

PHỐ HỒ CHÍ MINH

TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VẬT LIỆU THỰC PHẨM

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

PHẨM

GVHD: Nguyễn Thị Thu Hiền

TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VẬT LIỆU THỰC PHẨM

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

PHẨM

GVHD: Nguyễn Thị Thu Hiền

Mục Lục

1 MÀU SẮC 2

2 CÁC HỆ MÀU 2

2.1 Hệ màu Munsell (Munsell Color System) 2

2.2 Hệ màu CIE (CIE Color System) 3

2.3 Không gian màu CIE L*a*b (CIELAB) 6

2.4 Hệ màu không gian Hunter Lab (Hunter Lab Color Space) 7

2.5 Hệ màu Lovibond 8

3 ỨNG DỤNG MÀU SẮC ĐỂ ĐO CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM 9

Mở Đầu

Trong cuộc sống ngày nay, chất lượng cuộc sống ngày càng được cải thiện Các nhu cầu của con người ngày càng cao hơn không chỉ “ăn no, mặc ấm” mà còn là “ăn ngon, mặc đẹp” Đáp ứng nhu cầu, thị hiếu của người tiêu dùng, hiện nay sản phẩm (thực phẩm) trên thị trường vô cùng đa dạng, phong phú Để thu hút sự chú ý, thiện cảm đầu tiên của người tiêu dùng sản phẩm phải bắt mắt

Có rất nhiều cách thức để đánh giá chất lượng của một sản phẩm nhưng cách đơn giản hơn hết là dựa vào màu sắc của sản phẩm, với những sản phẩm có mối tương quan giữa các hợp chất màu với thành phần hóa học Mặc dù màu sắc chưa phản ánh hết các giá trị dinh dưỡng, mùi vị và chức năng nhưng nó là thông số quan trọng quyết định chất lượng của thực phẩm

Màu sắc trong tự nhiên rất đa dạng, phong phú, một màu có nhiều cấp độ màu khác nhau như: hồng, hồng tím, hồng cánh sen,…Các nhà nghiên cứu, giáo viên, nghệ sĩ, đã tìm ra các hệ màu dùng để giúp việc xác định màu được thuận tiện hơn và ứng dụng vào thực tiễn Vào năm 1898 Albert munsell lập ra hệ màu Munsell tạo tiền đề, cơ sở cho các hệ màu khác phát triển, tiếp đó là hệ màu CIE là hệ màu nổi tiếng được phát triển bởi Ủy Ban Liên Quốc Gia về chiếu sáng năm 1931 Vào năm 1976 không gian màu CIELAB được hình thành có nhiều lợi thế hơn so với không gian màu CIE, tiếp

đó là không gian màu Hunter Lab, sau đó đến hệ màu Lovibond

Với momg muốn tìm hiểu về các hệ màu và không gian màu trên, cũng như ứng dụng của màu sắc để đo chất lượng của thực phẩm, nhóm chúng em chọn đề tài phân tích các

hệ màu và ứng dụng của màu sắc để đo chất lượng của thực phẩm

1 MÀU SẮC.

Cảm giác màu nhận được là do tác động của chùm tia sáng lên mắt Mắt người nhận chùm tia sáng trong khoảng 380nm – 740nm

Tử ngoại mạnh Nhìn thấy Hồng ngoại (năng lượng yếu)

380nm (đỏ) 740nm (tím)

- Các yếu ảnh hưởng đến việc hình thành màu sắc

+ Nguồn sáng

+ Hướng nhìn

+ Kích thước của vật

+ Nền

+ Độ tuổi

+ Trí nhớ về màu

2 CÁC HỆ MÀU.

Các hệ màu được dùng để mã hóa các giá trị màu sắc Các hệ màu khác nhau được hình thành để mô tả màu sắc Hệ thống màu là không gian màu ba chiều Mỗi màu tương ứng với một vị trí trong bảng màu

Một loạt các hệ màu đã được phát triển để mô tả màu sắc Hệ thống trật tự màu được sắp xếp ba chiều của màu sắc theo xuất hiện Mỗi màu sắc có một kí hiệu liên quan đến

vị trí của nó trong sự sắp xếp

2.1 Hệ màu Munsell (Munsell Color System).

Hệ màu Munsell là một không gian màu chỉ định màu dựa trên ba kích thước màu: sắc màu, giá trị (độ sáng) và Chroma (độ bão hòa) Được tạo ra bởi hai nghệ sĩ và giáo viên người Mỹ Albert Munsell trong thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 20 (1898) và được USDA áp dụng làm hệ màu chính thức cho nghiên cứu đất vào những năm

1930 Một số hệ thống trật tự màu trước đó đã đặt màu sắc thành một khối màu ba chiều

ở dạng này hay dạng khác, nhưng Munsell là người đầu tiên tách màu sắc, giá trị và sắc

độ thành các chiều độc lập và đồng nhất về mặt nhận thức, và đây là hệ màu đầu tiên minh họa một cách có hệ thống màu sắc trong không gian ba chiều Hệ thống của Munsell, đặc biệt là các lần đổi mới sau này, dựa trên các phép đo nghiêm ngặt về phản ứng thị giác của chủ thể con người đối với màu sắc, đưa nó vào một cơ sở khoa học thực nghiệm vững chắc Do cơ sở này trong nhận thức thị giác của con người, hệ thống của Munsell đã tồn tại lâu hơn các mô hình màu hiện đại của nó, và mặc dù nó đã được

thay thế cho một số ứng dụng của các mô hình như CIELAB ( L * a * b * ), ngày nay

nó vẫn được sử dụng rộng rãi

Sắc màu là sự phân biệt giữa các màu khác nhau Đó là thuộc tính tương ứng với những màu đỏ, da cam, vàng, xanh dương, tím Cảm nhận màu là do sự khác nhau

về khả năng hấp thụ các năng lượng bức xạ có bước sóng khác nhau Vùng có bước sóng ngắn từ 425 đến 490 nm phản xạ màu nhiều hơn so với các bước sóng và vùng này có màu xanh dương Vùng có bước sóng năng lượng bức xạ ở phạm vi giữa có màu xanh lá cây và màu vàng Vùng bước sóng bức xạ dài nhất từ 640 đến 740 nm là màu đỏ

Hình 1: Hệ màu Munsell

Hệ màu Munsell được tạo thành bao gồm một đĩa màu tạo bởi năm màu cơ bản

R (Red-đỏ), Y (Yellow-vàng), G (Green-xanh lá cây), B (Blue-xanh dương), P (Pupple- tím) và năm màu phối trộn YR (vàng-đỏ), GY (xanh lá cây- vàng), BG (xanh dương- xanh lá cây), PB (tím-xanh dương), RP (đỏ-tím)

Cột trung tâm là cột màu trung tính có thang đo từ 0 màu tối nhất (màu đen), 10 màu sáng nhất (màu trắng )

Ví dụ màu sắc của một sản phẩm thịt được so theo hệ màu Munsell có giá trị là 6.5R 2.6/2.2 có nghĩa là sản phẩm thịt đó có giá trị màu đỏ là 6.5, cường độ màu là 2.6

và độ bão hòa là 2.2

2.2 Hệ màu CIE (CIE Color System).

- Mô hình màu CIE là mô hình không gian màu được tạo bởi Ủy ban Chiếu sáng Quốc tế được gọi là Ủy ban Quốc tế Quốc tế (CIE) Nó còn được gọi là không gian màu CIE XYZ hoặc không gian màu CIE 1931 XYZ

- Mô hình màu CIE là một hệ thống ánh xạ sử dụng tristimulus (sự kết hợp của

3 giá trị màu gần với giá trị đỏ / lục / lam), được vẽ trên không gian 3D Khi các giá trị này được kết hợp, chúng có thể tái tạo bất kỳ màu nào mà mắt người có thể cảm nhận được Đặc điểm kỹ thuật của CIE được cho là có thể thể hiện chính xác từng màu mà mắt người có thể cảm nhận được

- Không gian màu CIE được tạo lại vào năm 1931 để vạch ra tất cả các màu sắc có thể cảm nhận được bằng mắt người Nó được làm độc lập với bất kỳ công nghệ nào có thể thể hiện màu sắc, đó là lý do tại sao nó được coi là mô hình màu chính xác nhất Mô hình màu CIE là mô hình ba chiều có tính đến phản ứng màu sắc của

mắt; một phản ứng thay đổi khi các hình nón trên võng mạc khác nhau về phản ứng của chúng đối với ánh sáng và màu sắc ở các khu vực khác nhau của võng mạc

- Không gian màu CIE là kết quả của một loạt các thí nghiệm được thực hiện vào những năm 1920 bởi John Guild và W David Wright, dẫn đến sự phát triển của một mô hình hoàn toàn độc lập với bất kỳ phương tiện tái tạo nào bởi bất kỳ thiết bị nào vì nó dựa trên gần gũi với cách con người nhận thức màu sắc Do đó, mô hình màu CIE không phù hợp để sử dụng với nhiều công nghệ, bao gồm cả màn hình và máy in, mặc dù nó được coi là mô hình màu chính xác nhất

- Một trong những hệ màu nổi tiếng nhất phát triển bởi Ủy Ban Liên Quốc Gia về chiếu sáng năm 1931

- X, Y, Z đại diện cho 3 màu: Red( đỏ), Green( xanh lá cây), Blue( xanh dương)

- Độ phản xạ và hệ số truyền ánh sáng tại các bước sóng khác nhau được

định lượng dựa trên 3 màu chuẩn

Hình 2: Hệ màu CIE -Công thức tính toán các tọa độ màu:

+ X= 𝑋

𝑋+𝑌+𝑍

+ Y= 𝑌

𝑋+𝑌+𝑍

+ Z= 𝑍

𝑋+𝑌+𝑍

-Mỗi điểm trên đồ thị màu sẽ cố định sắc tố màu( bước sóng màu tương thích)

2.3 Không gian màu CIE L*a*b (CIELAB).

Phương pháp đo màu CIELAB được phát triển vào năm 1976 và cung cấp nhiều lợi thế so với các hệ màu CIE được phát triển vào năm 1931 Nó được hình thành dựa trên sự phát triển của không gian màu Hunter Lab

Không gian màu CIELAB đồng bộ và thống nhất hơn các hệ màu khác nhờ dựa trên màu sắc hữu ích hơn và cảm nhận được mô tả qua thuyết đối lập màu

Nó được sử dụng nhiều nhất cho việc đo màu vật thể (mực in), thí dụ để pha một công thức mực hay kiểm tra chất lượng in

Vị trí bất kỳ màu sắc trong không gian màu CIELAB được xác định bởi ba trục tọa độ màu: L* , a* và b*

Trong đó:

Trục L: là giá trị L* đại diện cho sự khác biệt giữa độ sáng (L* = 100)

và độ tối (L* = 0)

Trục a – a*: là giá trị a* đại diện cho sự thay đổi từ màu xanh lá cây (- a*) sang màu đỏ (+ a*)

Trục b - b*: là giá trị b* đại diện cho sự thay đổi từ màu xanh dương (-b*) sang vàng (+ (-b*)

Hình 3: Không gian màu CIELAB

Nếu tọa độ L*, a* và b* được biết đến thì màu sắc không chỉ được mô tả, mà còn nằm trong không gian

Các tọa độ CIELAB L*, a* và b* được tính từ các giá trị tristimulus theo

phương trình (Marcus, 1998) sau:

L* = 116 f( 𝑌

) – 16

𝑌𝑛

a* = 500[f( 𝑋 ) – ( 𝑌

)]

b* = 200[f ( ) – (𝑋 𝑌 )]

Trong đó chỉ số n được đề cập đến các giá trị tristimulus của bộ khuếch tán hoàn hảo cho chất chiếu sáng đã cho và người quan sát tiêu chuẩn:

f( 𝑋 ) = ( 𝑋 )1/3 khi ( 𝑋 ) > 0.008856

f( 𝑋 ) = 7.787 ( 𝑋 ) + 16 𝑘ℎ𝑖 ( 𝑋 ) ≤ 0.008856

Các phương trình màu giống nhau có thể được sử dụng cho Y và Z được thay thế bằng cách X

2.4 Hệ màu không gian Hunter Lab (Hunter Lab Color Space).

Hệ thống này được dựa trên giá trị đo L,a và b Giá trị L đại diện cho ánh sáng và thay đổi từ 0 ( màu đen) đến 100(màu trắng) Giá trị a thay đổi từ -a( màu xanh lá cây đậm) đến a+ ( màu đỏ đậm) trong khi các giá trị b là từ -b ( xanh dương đậm) đến +b ( màu vàng đậm ) Giống như hệ thống CIE, hệ màu Hunter cũng dẫn xuất từ các giá trị X,Y,Z

Trong mắt người, có một giai đoạn chuyển tín hiệu trung gian giữa nơi tiếp nhận ánh sáng trong võng mạc và các thần kinh thị giác chuyển tính hiệu phân biệt màu sắc đến não Ở giai đoạn chuyển tính hiệu này, tiếp nhận màu đỏ được so sánh với các màu xanh lá cây để hình thành màu phối trộn xanh đỏ

L=10,0√𝑌 a= 17,5(1,02𝑋−𝑌)√𝑌 a= 7,0(𝑌−0,84𝑍)√𝑌

Ứng dụng đo màu máy so màu quang phổ Hunterlab:

 Chất rắn: Quả cà chua, hạt giống, pho mát, cá, thức ăn nhanh

 Nước sốt: Nước sốt, chất bán rắn, salad,gia vị

 Chất lỏng: Giấm, nước ép trái cây, nước mắm, sữa

 Dạng bột: Đường, bột mì, sữa, bốt ớt…

2.5 Hệ màu Lovibond.

Thang màu Lovibond dựa trên nguyên tắc đối lập màu Sau sử dụng lọc màu gồm: đỏ, vàng, xanh dương, màu bị trừ từ màu trắng ban đầu nhận gái trị màu mẫu

Đo màu hệ màu Lovibond là phương pháp đo màu bia và các dung dịch màu trong Phương pháp đo màu Lovibond là phương pháp đo màu trực quan dùng nhiều trong ngành công nghiệp chế biến dầu ăn, mật ong,

Phương pháp đo:

Hệ màu Lovibond gồm kính màu: đỏ, vàng, xanh dương, gán chữ số phù hợp để phân kính loại cách đánh dấu số lượng kính loại, cho ánh sáng chiếu qua ta thu được màu đặc trưng

Chiếu ánh sáng nguồn B (ánh sáng buổi trưa nắng) C (ánh sáng ban ngày trung bình) Hiện chứng minh kết quả tính toan cho ra nguồn A (đại diện cho bóng đèn sợi đốt)

 Được sử dụng để phân loại màu sắc vật liệu: dầu thực vật, sản phẩm dầu khí, màu bia,

Các mẫu được đặt trong các cuvet thuỷ tinh , và bộ lọc quang sẽ bắt màu tỏng các điều kiện đặc biệt của cường độ ánh sáng và góc nhìn Màu của mẫu được đo bằng ánh sáng truyền qua

Vàng nhath 2.0 – 3.0

Vàng trung bình 3.0 – 4.5

Màu hổ phách nhạt 7.6 – 9.0

Bảng 1: Bảng giá trị màu theo hệ Lovibond

- Cuvet thủy tinh: Các cuvet này phải được làm bằng thủy tinh quang học chất lượng tốt và được hoàn thiện đúng tiêu chuẩn, có chiều dài đường quang như sau: 1,6

mm (1/16 inch); 3,2 mm (1/8 inch); 6,4 mm (1/4 inch); 12,7 mm (1/2 inch); 25,4 mm (1 inch); 76,2 mm (3 inch); 133,4 mm (5 ¼ inch)

- Lấy mẫu: Mẫu phòng thử nghiệm nhận được phải đúng là mẫu đại diện Mẫu không bị hư hỏng hoặc thay đổi trong suốt quá trình vận chuyển hoặc bảo quản

- Cách tiến hành:

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

bị không lỏng hoàn toàn ở nhiệt độ phòng thì làm nóng mẫu ở nhiệt độ trên nhiệt độ nóng chảy của mẫu khoảng 10 °C Cuvet thủy tinh phải sạch và khô, nếu cần, làm nóng trước sao cho không có chất rắn tách ra khỏi mẫu trong suốt phép xác định độ màu

+ Rót mẫu dạng lỏng vào cuvet thủy tinh có chiều dài đường quang thích hợp + Đặt cuvet có chứa mẫu vào tủ so màu, để mẫu gần ống quan sát

+ Đóng nắp tủ so màu và xác định ngay độ màu của mẫu bằng cách sử dụng giá

so màu

3 ỨNG DỤNG MÀU SẮC ĐỂ ĐO CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM.

Màu sắc là một trong những thông số quan trọng quyết định chất lượng của thực phẩm Mặc dù màu sắc chưa phản ánh hết các giá trị dinh dưỡng, mùi vị và chức năng của sản phẩm nhưng nó lại quyết định sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm

Đôi khi, thay vì phân tích hóa học, các phương pháp so màu lại nhanh hơn và có ích hơn đối với các sản phẩm có mối tương quan giữa các hợp chất màu với thành phần hóa học Ví dụ tổng hàm lượng màu carotenoid trong quả bí ngô có thể xác định bằng

đo màu mà không cần phân tích hóa học bởi vì mối tương quan giữa tổng hàm lượng carotenoid với màu vàng của quả bí ngô

Màu sắc cũng được dùng để theo dõi sự biến đổi màu của sản phẩm trong quá trình lưu trữ, phát triển, chế biến,… Màu sắc thường dùng để đánh giá độ chín của trái cây trong quá trình thu hoạch Màu sắc của khoai tây chiên cũng được kiểm soát đáng kể

do hàm lượng đường khử trong quá trình lưu trữ và chế biến Màu của bột mỳ phản ánh hàm lượng cám Ngoài ra, bột mỳ mới nghiền có màu vàng là do màu của xanthophyll

Tài liệu tham khảo.

Giáo trình vật lí thực phẩm (trang 63-70)