Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012
1

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH PHẨM MÀU ANNATTO CỦA HẠT ĐIỀU
NHUỘM BẰNG MỘT SỐ DUNG MÔI KHÁC NHAU ĐỂ ỨNG DỤNG
NHUỘM MÀU THỰC PHẨM
A STUDY OF ANNATTO COLOUR EXTRACTION IN BIXA ORELLANA WITH
DIFFERENT SOLVENTS FOR DYEING THE FOOD
SVTH: Đinh Thị Thủy Tiên, Trương Thị Vương Cang, Lê Thị Ánh,
Phan Thị Kiều Nguyên, Phan Thục Uyên, Võ Thị Ngọc Thanh
Lớp 08SHH; 08CHD, Khoa Hóa, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng
GVHD: GS.TS. Đào Hùng Cường, ThS. Trần Thị Ngọc Bích
Khoa Hóa, Trường Đại học Sư Phạm, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT
Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu chiết tách phẩm màu annatto trong hạt điều
nhuộm bằng dung môi hữu cơ, dung dịch kiềm, dầu shortening, quy trình nhuộm màu hạt dưa và
tạo màu bò khô. Điều kiện chiết tách phẩm màu từ hạt điều nhuộm bằng dung môi etanol 80
0
8 giờ, ở 86
0
; với dung môi etyl axetat đạt hiệu suất tối ưu khi chiết với tỷ lệ rắn/lỏng
1/18 trong thời gian 6 giờ, ở nhiệt độ chiết là 86
0
;
với dung dịch kiềm đạt hiệu suất tối ưu khi sử dụng NaOH 0,5M trong thời gian 5h, tỷ lệ rắn/lỏng
1/16, ở nhiệt độ 80
0
C sẽ chiết được 14,575% phẩm màu về khối lượng; với dung môi dầu
shortening đạt hiệu suất tối ưu khi chiết với tỉ lệ rắn/lỏng là 1/ 7, thời gian chiết 6h, nhiệt độ 70
0

before dyeing. The dyed melon seeds and the dyed dried beef with beautiful colour do not affect
the health of users.
Key words: annatto colour extraction; organic solvents; alkaline solution; shoterning;
process of colouring melon seeds and dried beef
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012
2
1. Đặt vấn đề
Cách bày trí hấp dẫn và màu sắt đẹp mắt là một trong những yếu tố hàng đầu làm
nên sự thành công của ngành Ẩm thực nói chung trên toàn thế giới. Bởi thế từ xa xưa, các
bà nội trợ đã biết sử dụng những phẩm màu tự nhiên như quả gấc, lá cẩm, củ nghệ… để
chế biến món ăn thêm phần thu hút. Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp thực
phẩm, phẩm màu tổng hợp dần được ưa chuộng bởi đặc tính rẻ, màu sắc đẹp và phong phú,
độ bền màu cao… Tuy nhiên nỗi ám ảnh của người tiêu dùng về những phẩm màu tổng
hợp độc hại ẩn chứa nhiều nguy cơ gây hại đến sức khỏe con người tăng đột biến trong rất
nhiều loại thực phẩm hiện nay. Do đó việc lựa chọn phẩm màu thiên nhiên không có độc
tính để tạo màu cho thực phẩm đang là xu hướng được ưa chuộng. Vì vậy, việc tìm ra một
loại phẩm màu tự nhiên vừa đẹp, vừa có lợi cho sức khỏe, lại có độ bền màu cao đáp ứng
được những yêu cầu của người sử dụng đang được các nhà khoa học quan tâm.
Nhu cầu sử dụng chất màu thực phẩm của con người đang ngày càng gia tăng. Một
trong những loại phẩm màu được sử dụng phổ biến là chất màu annatto được lấy từ hạt
điều nhuộm có màu đỏ và vàng. Phẩm màu annatto được chiết từ hạt điều nhuộm là một
loại phẩm màu tự nhiên được CODEX đưa vào danh mục sử dụng an toàn trong thực
phẩm, dược phẩm, đem lại tính hấp dẫn cho thực phẩm. Ngoài ra, loại phẩm màu này còn
có hoạt tính sinh học cao, do đó giá trị sử dụng của nó càng được nâng cao.
Ở Việt Nam, cây điều nhuộm được trồng chủ yếu ở Nam bộ và Tây Nguyên. Nó đã
và đang được viện Hóa học xây dựng mô hình cộng đồng nhằm góp phần bảo tồn và phát
triển nguồn gene. Việc nghiên cứu các quy trình tách chiết chất màu của hạt điều nhuộm có
ý nghĩa rất lớn nhằm đưa chất màu tự nhiên annatto vào ứng dụng rộng rãi, góp phần tích
cực vào công cuộc phát triển cây công nghiệp nước ta. Trên thế giới mỗi năm sản xuất trên
10.000 tấn phẩm màu annatto, điều đó cho thấy sự phổ biến của loại phẩm màu này. Tuy

2+

15,58

Cu
2+

13,02
30,000
Ca
2+

0,05

Zn
2+

11,21
20,000
Căn cứ vào tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) cho vệ sinh thực phẩm về hàm lượng kim
loại nặng tối đa cho phép trong rau quả sấy khô (theo quyết định củ -
.
3.2. Quy trình chiết tách phẩm màu annatto bằng dung môi hữu cơ
3.2.1.
.
a. Khảo sát độ cồn chiết tối ưu
 Theo mật độ quang
86
0
50

M1
M2
M3
M4
M5
456
2,361
2,381
2,512
2,856
2,715
485
1,708
1,734
1,854
3,025
2,812

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012
4
b. Khảo sát thời gian chiết tối ưu
 Theo mật độ quang
86
0
80
0
3. 


1/20; ở 86
0
.
3.2.2. Chiết tách phẩm màu annatto trong dung môi etyl axetat
.
a. Khảo sát thời gian chiết tối ưu
 Theo mật độ quang
86
0
Bảng 3.

nm

Mẫu
Mật độ quang D
M1
M2
M3
M4
457
2,613
2,665
2,762
2,774
487
2,268
2,332
2,653
2,722

M3
M4
M5
487
2,621
2,688
2,675
2,712
2,643 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012
5
4 giờ (M1), 6 giờ (M2),

5.


.
 T
80
0
: đạt 4,46 %.


T 2 ph , thời gian chiết tối ưu là 6h
.
b. Khảo sát tỷ lệ rắn – lỏng chiết tối ưu
 Theo mật độ quang
86

C. Kết quả thực nghiệm khi xử lý 200 ml dung dịch NaOH và KOH có nồng độ (M)
khác nhau được trình bày ở hình 1 và hình 2.
Bảng 6. nm

Mẫu
Mật độ quang (D)
M1
M2
M3
M4
M5
482
2,778
2,821
2,863
2,834
2,829

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012
6 Bảng 7. Sự phụ thuộc A vào dung dịch kiềm với các nồng độ khác nhau


1,1673
0,8468
0,7257
1,1557
1,2571
1,1214
0,9691
Axit hóa phần dịch chiết thu được bằng 200ml dung dịch HCl 3M, lọc, rửa lấy kết
tủa. Sấy kết tủa trong tủ sấy ở 70
0
C, khi đã khô, đem ra, cân, tính hàm lượng chất màu theo
khối lượng nguyên liệu ban đầu.
Bảng 8. Hàm lượng % chất màu khi chiết với các nồng độ dung môi khác nhau
Dung
môi
NaOH (M)
KOH (M)
0,05
0,1
0,5
1
1,5
0,05
0,1
0,5
1
1,5
m
0


2,594
2,524
2,763
2,958
2,704
2,579
%
chất
màu
7,617
9,974
11,656
9,778
6,785
5,736
9,102
10,920
8,001
7,164
m
0
: Khối lượng hạt điều nhuộm; m
1
: khối lượng giấy lọc; m
2
: khối lượng giấy lọc sau khi
lọc và sấy
Vậy dung dịch NaOH 0,5M chiết được nhiều chất màu nhất với hàm lượng là 10g
trong thời gian 4h ở nhiệt độ 90
0


1,5
1,5
Hình 1. Phổ UV-VIS chiết bằng NaOH
ở các nồng độ khác nhau
Hình 2. Phổ UV-VIS chiết bằng
KOH ở các nồng độ khác nhau
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012
7
Bảng 9. Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn lỏng đến quá trình chiết
V
NaOH
(ml)
120
140
160
180
200
m
0
(g)
10,012
10,010
10,010
10,013
10,008
m
1
(g)
1,869

4
5
6
7
8
9
m
0
(g)
10,007
10,006
10,001
10,006
10,004
10,003
10,000
m
1
(g)
1,851
1,810
1,935
1,790
1,822
1,765
1,823
m
2
(g)
3,058

80
0
C
90
0
C
100
0
C
m
0
(g)
10,008
10,002
10,010
10,011
10,009
m
1
(g)
1,875
1,803
1,889
1,792
1,859
m
2
(g)
3,03
3,106

2,3256
2,8755
2,9776
2,8981
482÷485
1,9601
2,7970
2,9391
2,8655

Từ kết quả trên bảng, ta thấy thời gian chưng ninh tối ưu là 6h.

3.4.2. Khảo sát tỷ lệ rắn lỏng tối ưu của quá trình chưng ninh
Tiến hành chưng ninh khoảng 10g hạt điều nhuộm trên bếp cách thủy ở 70
0
C với các
khối lượng dung môi khác nhau: 50g, 70g, 90g, 110g trong thời gian 6h. Lấy dịch chiết đo
phổ UV -Vis. Mật độ quang của các mẫu được thể hiện trong bảng 13.
Bảng 13. Mật độ quang của các dịch chiết với tỉ lệ rắn lỏng khác nhau
λ (nm)
Mật độ quang A
M1 (110g)
M2 (90g)
M3 (70g)
M4 (50g)
452÷454
1,0109
1,3526
2,5382
1,8061

Nhận xét: Sản phẩm hạt dưa có màu đỏ nâu sẫm,
mịn. Theo đánh giá cảm quan thì hạt dưa nhuộm
HẠT DƯA
Xử lý nguyên liệu
HẠT DƯA SAU
XỬ LÝ
Rang với cát
HẠT DƯA CHÍN
NHUỘM HẠT
DƯA
Cho màu annatto
trong kiềm vào
Sấy khô
HẠT DƯA THÀNH
PHẨM
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012
9
màu annatto có màu sắc tự nhiên rất đều màu,
không quá đậm, sáng bóng. Khi để ẩm sẽ lấm
màu vào vải bông, vải lụa. Màu khá bền với ánh sáng
và nhiệt độ thường.
3.5.2. Kiểm tra phẩm màu trước và sau khi nhuộm hạt dưa
Phẩm màu sau khi chiết tách được và mẫu hạt dưa sau khi nhuộm xong mang đi chạy
sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC. Kết quả sắc ký đồ tại bước sóng 482nm được trình bày
trên hình 4. Tại bước sóng 453nm được trình bày trên hình 5. Hình 6. Bò khô nhuộm màu annatto

Nhận xét: Sản phẩm bò khô có màu đỏ vàng tự nhiên, mùi thơm của các gia vị.
Khi xé miếng bò ra thì thấy từng thớ thịt thấm đều màu annatto, chứng tỏ màu annatto có
khả năng hấp thụ tốt trong thịt bò.
3.6.2. Kết quả kiểm tra hàm lượng phẩm màu trước và sau khi tạo màu bò khô
Kết quả trên hình 7 cho thấy diện tích pic của dịch chiết trong dầu shortening thấp
hơn nhiều so với dịch chiết sau khi nhuộm.

Hình 7. Sắc ký đồ HPLC mẫu dịch chiết trong hòa tan trong ete dầu hỏa và mẫu tạo màu bò khô tại bước
sóng 487 nm
Mẫu dịch chiết trong dầu shortening – ete dầu hỏa tại bước sóng 487 nm
Mẫu tạo màu bò khô - ete dầu hỏa tại bước sóng 487 nm
Kết quả trên hình 8 cho thấy diện tích pic của dịch chiết trong dầu shortening thấp
hơn rất nhiều so với dịch chiết sau khi nhuộm. Hình 8. Sắc ký đồ HPLC mẫu dịch chiết trong hòa tan trong ete dầu hỏa và mẫu tạo màu bò khô tại bước
sóng 457 nm
Mẫu dịch chiết trong dầu shortening – ete dầu hỏa tại bước sóng 457 nm
Mẫu tạo màu bò khô - ete dầu hỏa tại bước sóng 457 nm
Nhận xét: Phẩm màu annatto chiết trong dầu shortening hàm lượng bixin là chủ yếu.
Theo các nghiên cứu trước đây và kết quả đo phổ hấp thụ UV – Vis ở trên thì hai bước
sóng λ = 457 nm và λ = 487 nm là hai bước sóng hấp thụ cực đại của bixin trong dầu
shortening. Kết quả sắc ký đồ cho thấy có thể khẳng định hàm lượng phẩm màu annatto
sau khi tạo màu bò khô lớn hơn so với trước khi tạo màu.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
A. Kết luận
 Đã xác định một số thông số vật lý của hạt điều nhộm khô: Độ ẩm chiếm 11,413 % khối
lượng hạt, hàm lượng tro chiếm 8,135 % khối lượng hạt, hàm lượng một số kim loại trong
hạt điều nhuộm là Fe: 15,58 mg/kg, Cu: 13,02 mg/kg, Ca: 0,05 mg/kg, Zn: 11,21mg/kg.
 Nghiên cứu được quy trình chiết tách chất màu annatto bằng
80
0
;

1/20; ở 86
0
.
+ Etyl axetat: 6 giờ, tỷ lệ rắn/lỏng 1/18, ở 86
o
.
+ Dầu shortening: nhiệt độ: 70

[9] Ngô Thị Thuận (2001), Thực tập hóa học hữu cơ, Nhà xuất bản Đại học quốc gia, Hà
Nội.
[10] Nguyễn Đình Triệu (2007), Các phương pháp phổ trong hóa học hữu cơ và hóa sinh, Nhà
xuất bản Đại học quốc gia, Hà Nội.