Công nghiệp sản xuất màu thực ra là công nghiệp tổng hợp các hợp chất hữu cơ.
Dưới đây là một vài ví dụ
“Tổng hợp thuốc nhuộm đen lưu huỳnh.
Nguyên tắc sản xuất
Người ta thực hiện một dãy các phản ứng sau đây:
al 0H
NO; , Nao 90-100°C “. NO. T= 100+ 100 1)+Nas, |HẠN Ss Ss HN :
1=45 phút Ss Ss
6, N0; 2) oxy hoá §
Chat dau 1a 2,4-dinitro clobenzen. Đó là một chất rắn, dễ dàng bảo quản. Người
ta thay clo trong phân tử này bảng nhóm OH nhờ phản ứng S„ ở nhiệt độ 90 + 100%.
Phản ứng này xảy ra dễ dàng. Sản phẩm thu được cho tác dụng, đầu tiên với polysunfua ở nhiệt độ từ 100 + 110C trong 45 phút, rồi oxy hoá bằng tác nhân oxy hoá như không, khí, được phẩm màu. Sản phẩm được trung hoà vẻ pH ~ 7 và được thêm H,S để hoà tan hết màu. Sản phẩm dạng bột nhão được làm khô và nghiền nhỏ thành bột, đóng bao và
xuất xưởng.
Hiện nay trên thế giới người ta đã sản xuất được hàng ngàn thuốc nhuộm khác nhau, nên việc gọi tên và phân loại chúng là cẩn thiết để sử dụng trong thực tế. Căn cứ
vào cấu trúc của phần sinh ra màu trên các phân tử thuốc nhuộm, người ta chia chúng thành 26 họ khác nhau. Mỗi thuốc nhuộm được đánh số theo một quy ước nhất định (color index) và bên cạnh đó là tên hóa học của nó.
Trong 26 họ màu thì họ các phẩm nhuộm azoic rất đông đảo và được ứng dụng rất nhiều. Trong phương pháp phân loại các thuốc nhuộm theo phương pháp ứng dụng gần như phương pháp nào cũng có màu azoic tham gia vào. Tổng hợp màu azoic bao giờ cũng trải qua hai giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất là tổng hợp các muối điazoni ở các điều
kiện nhất định. Giai đoạn thứ hai là thực hiện phản ứng ghép đôi giữa muối azoni với tác nhân ghép. Tuỳ theo bản chất của tác nhân ghép (copulant) người ta thực hiện phản ứng trong các môi trường khác nhau. Nếu trên tác nhân ghép có chứa đồng thời cả hai nhóm.
OH và NH, thì khi thực hiện phản ứng ghép đôi trong môi trường bazơ nhóm OH sé định hướng nhóm thế, còn trong môi trường axit nhóm NH, sẽ định hướng nhóm thế.
Dưới đây giới thiệu những tác nhân thế quan trọng trong việc sản xuất các phẩm màu
NO/ƒ
lao
azoic,
NO; Na Thai H;S
Nóng chả I
Thùng
phản ứng =90:110* H,0
trung hoà TS
Ngưng tụ
Bộ phận dùng để điều chỉnh
Thùng phản ứng
tản ứn/ = p
Chất oxy hoá be Z7 UUHỆWG
Dẫn xuất lơcô.
Na,CO,
2 pach
“Thùng oxy hoá re
Máy trộn| ae
phim
Bội nhao Lõm kh [ơ[Nghiờn bột
Hình 22.1. Sơ đó tổng hợp chất màu.
3
354 Chương 22. Phẩm màu
$O3H ⁄ Ị OH NH?
CƯ = ee
HO3S HO3S ‘SO3H HOS ‘SO3H
AxitG AxitR AxitH
2-hydroxy naphtalen- 2-hyđroxy naphtalen- _ I-amino-8-hydroxy naphtalen
6,8-disunfonic axit 3,6-đisunfonic axit 3.6-đisunfonic axit
HO;S OH
⁄ HOSS NH)
HOS ° : SoH ⁄ ; a HO;S es h
OH
Axit T Axit J Axity
1-hyđroxy naphtalen- 2-amino-4-hydroxi- 1-amino-8-hyđroxy naphtalen
3,6,8-trisunfonic axit naphtalen-7-sunfonic axit 6-sunfonic axit
Các mũi tên >, >> chi vi tri dich chuyển của các nhóm thế OH và NH; tương ứng trong phản ứng ghép đôi tạo nên phẩm màu azoic.
Dưới đây giới thiệu một quá trình chuyển hoá giữa các axit.
S HÀ, H,sO,so,30w HOằŠ S5 NH Thợ nàn
jo
~H;SO,
HOS, "OO" 22 "00" NH nóng chảy Ait
SO.H OH
2) axit hod
22.3. CÁC CHẤT TAO MAU TRONG THUC VAT
Trong các sản phẩm hoá học từ nguồn nóng nghiệp và lâm nghiệp phải kể đến
một vai trò khá quan trong của loại sản phẩm này là sự tao nên màu cho các sản phẩm
thực phẩm.
Màu của các sản phẩm thực phẩm từ nguyên liệu thực vật phụ thuộc vào tính chất của các chất màu có trong đó, tức là các sắc 16.
Sắc tố thường gặp được chia làm ba nhóm chính: antoxian làm hoa quả có màu arotenoit có màu vàng và clorophyl có màu xanh lá cây.
đỏ và xanh lai
Các sắc tố này là những hợp chất hoá học phức tạp và được tạo nên trong quá trình sống thích ứng với các loài thực vat. Độ bền của chúng rất khác nhau. Trong quá trình chế biến nhiệt và bảo quản lâu chúng sẽ bị thay đổi.
Rau và thực phẩm ở dạng tươi có màu trắng là không chứa sắc tố, khi bị tác dụng khác màu có thể bị thay đổi (khoai tây, táo gọt vỏ). Công nghiệp thực phẩm đã tìm biện pháp để giữ cho sản phẩm có màu sắc đẹp bao gồm:
~ Xây dựng quy trình kỹ thuật bảo đảm tối da màu tự nhiên có sẵn của nguyên liệu.
~ Tách ra, cô đặc và bảo quản các chất màu từ chính thực vật đó hoặc từ các nguyên liệu giàu vẻ màu. Sau đó dùng để nhuộm màu chính ngay nguyên liệu mà từ đó ta thu được chất màu hoặc cho những nguyên liệu khác.
~ Tạo chất màu tổng hợp giống màu tự nhiên của sản phẩm thực phẩm và dùng, nó để nhuộm các sản phẩm mà ở dạng tự nhiên nó không có màu đủ mạnh hoặc bị mất màu ban đầu do chế biến.
~ Phối hợp sử dụng các phương pháp trên theo những biện pháp khác nhau.
Các biện pháp giữ màu tự nhiền
Sự biến đổi màu là do các quá trình hoá học xảy ra. Như vậy đối với mỗi nhóm màu có các biện pháp bảo vệ khác nhau.
Bảo
ệ màu xanh lá cây
Mau xanh lá cây của thực vật là do sự có mặt của clorophyl. Clorophyl có hai dang: clorophyl (a): C„H„O,N,Mg và clorophyl (b): C„H„O,N,Mg, tỷ lệ của chúng
trong thực vật vào khoảng 3/1:
356 Chương 22. Phẩm màu
Clorophyl (a)
Clorophyl đun trong môi trường axit sẽ chuyển thành pheophitin có mầu sim
oliu. Do vay các sản phẩm thực vật chua như lá chua me bị mất màu xanh và chuyển sang mau sm oliu ngay trong quá trình chẩn. Các rau khác (đậu vỏ xanh, đậu xanh)
không bị mất màu đột ngột nhưng ở nhiệt độ cao và lâu cũng trở thành mau oliu. Dé hop muốn giữ được màu tự nhiên thì cần bảo vệ lượng clorophyl hoặc dùng màu tổng hợp.
Hướng bảo vệ clorophyl theo Blei và Airet là nâng cao pH của môi trường, là giảm lượng axit tự do, ngăn cản khả năng oxy hóa clorophyl. Ví dụ đậu xanh được nhúng vào dung dịch natricacbonat 2% ở nhiệt độ thường trong thời gian một giờ. Sau đó chẩn trong dung dịch Ca(OH); nồng độ 0,037% ( ~ 0,005M). Rửa bằng nước lạnh, đóng vào hộp và đưa dung dịch nước rót vào. Thành phần nước rót có thêm 0,116 - 0,145% (0,02 - 0,025M) Mg(OH), . Như vậy màu xanh của hạt đậu được bảo quản tối.
Nếu đồ hộp thanh trùng ở nhiệt độ cao hơn thì thời gian thanh trùng ngắn hơn.
Hướng bảo vệ clorophyl theo Dz. Malenki là nâng pH bằng cách dùng đinatri glutamat là chất đệm kiểm (trong trường hợp với đậu xanh). Với các loại rau quả khác thì cho thêm vào nước chẩn Ca(OH); và canxi glutamat để nâng pH lên 8,4 + 8,8.
Tuy nhiên các phương pháp này bị sự phản đối của nhà sản xuất bởi vì vitamin C trong thực phẩm được bảo vệ tốt hơn trong môi trường axit. Nếu làm tăng pH trong thời gian chẩn và trong khi thanh trùng sẽ tạo điều kiện phá hủy vitamin C và giảm giá trị thực phẩm của sản phẩm.
Phương hướng khác là thay thế clorophyl sẵn có bị mất đi bằng các chất màu lấy
từ ngoài vào.
Phương pháp cổ điển là dùng sunfat đồng trong quy trình chẩn rau quả xanh dựa
trên sự tạo thành muối đồng có màu xanh song phương pháp này đã bị cấm vì độc.
Phương pháp khác là sử dụng màu xanh thu được từ rau đền và lá gai bằng cách
cô đặc nước chẩn của lá rau dẻn hay lá gai với nồng độ dung dịch kiểm đậm đặc (3 kg
NaOH cho 100 kg lá tươi) trong thời gian 2 đến 3 giờ. Trong thời gian nấu clorophyl
chuyển thành clorophylin (theo hai dạng của clorophyl là clorophylin (a) và clorophylin (b)), Sau khi nấu đem ép hỗn hợp. Các clorophylin bẻn hơn và không dễ tham gia các phản ứng như clorophyl ban đầu.
Clorophyl + kiểm -> Clorophylin + MeOH + rượu không no fitol
Clorophylin để bị hấp phụ trên bẻ mặt các hạt đậu và giữ bền vững trên bể mặt nó, ngay cả sau khi thanh trùng và không bị chuyển sang dung dịch nước rót.
Bảo vệ màu đỏ và màu xanh lam:
Các sắc tố antoxin hay antoxyanin thuộc nhóm glucozit. Có bốn loại antoxin
pelacgonidin (C,,H,,O,,); xyanidin; denfinidin va apigenidin
ch
ye
ae ba a
Hy,C5-N C-C C;H¡¡ 8
Xyanidin denfinidin
OH cP ty
Các màu đỏ và xanh lam là các metyl este của các antoxyaniđin này. Ví dụ màu của bắp cải đỏ là rubrobraxin clorua, khi pH bằng 2,4 + 4 có màu đỏ thẫm, khi pH bằng,
4+ 6 có màu tím và khi pH bằng 6 có màu xanh lam, còn trong môi trường kiềm có màu
xanh lá cây. Sự biến đổi màu này sang màu khác là một quá trình thuận nghịch, nếu
thấy màu nhạt trong đồ hộp bắp cải đỏ thì có thể cho thêm lượng nhỏ axit axetic.
Bảo vệ màu của củ cải đường đỏ trong khi chế biến và đóng hộp rất khó khân.
Antoxin của củ cải đỏ là betamin, là một monogluxit, khi thủy phân chuyển thành agluconbetamiđin: C„H,;;„O;N,CI.3H,O. Trong môi trường axit chất màu bền vững hơn nên khi chế biến củ cải đường người ta phải nhúng nó vào dung dịch axit xitric 10
đến 15%.
Bảo vệ màu đỏ khi sản xuất đỏ hộp quả dâu đất, anh đào ngọt và mận, là cho thêm chất chống oxy hóa vào nước đường rót hộp. Nếu cho rutin thì anh dao va man sé
giữ được màu tốt. Tananh chỉ có khả năng bảo vệ màu của mận. Hỗn hợp màu axit
ascobic có thêm một ít SO, (liều lượng 0,001 - 0,0001%) sẽ có tác dụng bảo vệ màu tốt cho quả dâu và anh đào.
358 Chương 22. Phẩm màu
Dùng men glucooxydaza để bảo vệ màu của nước quả đục, đồng thời gluco oxyđaza liên kết với oxy tự do có tác dụng bảo quản tốt hơn các vitamin trong đỏ hộp nước quả đục (10 ~ 50 mại)
Bảo vệ màu vàng
Bảo vệ màu vàng tức là bảo vệ các sắc tố carotenoit (carotin) và copin (hai đồng phân có công thức Cạ,H„„ ) có màu vàng và da cam.
Ha Cis
HC ~CH-CH=CH-C=CH-CH=CH-C=CH-CH=
HC Gon - Ch th
Cc
Đã HC Hs
=CH-CH=C-CH=CH-CH=C-CH=CH=CH `CH r 1 ;
CH; CHy HỆ eects
Hạ Carotenoit
Các carotenoit rất bẻn với tác dụng của nhiệt độ cao và các biến đổi phản ứng
của môi trường. Các carotenoit không tan trong nước nên không sợ chúng mất đi khi rửa, chẩn và các quy trình tương tự khác.
Carotenoit hòa tan trong chất béo nên khí rán hoặc khi đóng hộp, các loại rau
chứa nhiều carotenoit như cà rốt, ớt đỏ, cà chua sẽ có carotenoit chuyển vào dầu rán
song không đáng kể.
Bảo vệ carotenoit là bảo vệ chúng chủ yếu khỏi những thay đổi không mong muốn do các thành phần không màu của rau quả gây ra.
Bảo vệ màu trắng
Các loại rau quả có phần thịt màu trắng như khoai tây, củ cải, hành, bầu, bắp
cải và súp lơ có chứa flavon là một glucozit không màu.
“Trong chế biến rau quả flavon bị thủy phân ở những mức độ khác nhau, tao nên aglucon có màu vàng (aglucon là thành phần không đường, ví dụ như xyanin, Xyanidin), khi tác dụng với kim loại flavon làm cho sản phẩm có màu tối (xanh lá cây nhạt, đôi khi màu gụ). Đó là nguyên nhân xuất hiện màu tối của những sản phẩm rau
trắng.
Để bảo vệ màu trắng của rau thì thiết bị dùng để chẩn, nấu không được dùng loại bằng sắt tráng thiếc (do rau tiếp xúc với bẻ mặt kim loại).
Nguyên nhân khác làm màu bị sẫm là phản ứng giữa axit amin với đường tạo các melanoidin màu sâm, hoặc còn do quá trình oxy hóa thuần túy hóa học hoặc còn do hoạt động của men. Ví dụ phản ứng oxy hoá tananh trong rau quả là do oxy không khí. dưới tác dụng của men nhóm oxyđazz
Biện pháp chung để ngăn ngừa nguyên liệu bị sẫm màu là:
a) chế biến sơ bộ nguyên liệu thật nhanh trước khi đóng hộp để giảm các phản ứng oxy hóa;
b) không sử dụng thiết bị bằng kim loại gỉ trong trường hợp tiếp xúc với sản
phẩm;
©) loại trừ tác dụng của oxy lên sản phẩm (phun hơi nước, khí trơ, dùng các thiết bị và thùng chứa kín để bảo quản bán sản phẩm và nguyên liệu tỉnh khiết;
4) dùng lạnh để bảo quản bán sản phẩm;
e) dùng các chất chống oxy hóa (ví dụ như axit ascobic trong sản xuất các quả lạnh đông). Dùng hóa chất “làm trắng” như anhydrit sunfurơ SO;, axit sunfurơ H,SO, và
các muối như natribisunfit.
Các biện pháp này cũng có tác dụng với các loại rau có màu vàng như cà rốt, bí
cũng như các loại quả bởi vì ngoài carotenoit chúng còn chứa flavon nên có thể trở thành
mau sdm.
360