TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
o0o

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT CHLOROPHYLL VÀ
ANTHOCYANIN TỪ NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT
VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC
PHẨM

giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn này.

Tp. HCM,15/08/2010
HỒ THỊ NGỌC ANH

ii
iii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Hiện nay, xu hướng thế giới đang quan tâm nghiên cứu để khai thác các chất màu có nguồn
gốc tự nhiên từ rau, hoa quả, củ, lá… để dùng trong công nghệ thực phẩm, vì những chất màu tự
nhiên thường không độc, an toàn cho người sử dụng.
Trong bài luận văn này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu quá trình thu nhận chất màu
chlorophyll và anthocyanin từ nguyên liệu là chồi dứa và hoa hồng.
- Với chồi dứa, là phế phụ liệu không được dùng đến của nguyên liệu trái dứ
a, nên có thể tận
thu nguồn phế phụ liệu này làm nguyên liệu chiết tách chất màu chlorophyll. Với điều kiện ly
trích chlorophyll là: 10g chồi dứa cần 0,4g NaOH pha trong 50ml nước đun cách thủy ở 90
o
C
trong 90 phút cho hàm hượng chlorophyll thu được là cao nhất. Chế phẩm có thể bổ sung thêm
CuSO
4
0,1 % (với 0,2 ml cho10g chồi dứa) để giữ màu xanh của sản phẩm. Chế phẩm

Mục lục iv
Danh sách hình v
Danh sách bảng biểu vi
Danh sách biểu đồ, đồ thị vii

GIỚI THIỆU . 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU
1.1.1. Ý nghĩa của chất màu thực phẩm trong sản xuất 3
1.1.2. Phân loại chất màu 3
1.1.3. Một số chất màu tự nhiên và tổng hợp dùng trong thực phẩm 8
1.1.4. Cơ sở lý thuyết cơ bản về màu sắc 9
1.1.5. Danh pháp các chất màu 10
1.1.6. Sắc tố thực vật 12
1.1.7. Vài công dụng sắc tố thực vật trong các lĩnh vực 14
1.2. TỔNG QUAN VỀ DỨA (THƠM) VÀ CHẤT MÀU CHLOROPHYLL
iv
1.2.1. Dứa (thơm) 16
1.2.2. Chất màu Chlorophyll 16
1.2.2.1. Giới thiệu 17
1.2.2.2. Thành phần hóa học của lục lạp 17
1.2.2.3. Cấu trúc hóa học của Chlorophyll 18
1.2.2.4. Tính chất vật lý của Chlorophyll 19
1.2.2.5. Tính chất hóa học của Chlorophyll 20
a. Tác dụng với acid 20
b. Tác dụng với base 20
c. Tác dụng với kim loại 21
d. Quá trình oxy hóa chlorophyll 21
1.2.2.6. Tính chất quang hóa của chlorophyll 21
1.2.2.7. Vai trò của chlorophyll 24

2.2.2. THU NHẬN CHẾ PHẨM CHLOROPHYLL TỪ CHỒI DỨA
2.2.2.1. Khảo sát lượng NaOH tối ưu cho quá trình tách chiết chlorophyll 35
2.2.2.2. Khảo sát thời gian tối ưu cho quá trình tách chiết chlorophyll 35
2.2.2.3. Khảo sát tỉ lệ thể
tích nước với nguyên liệu tối ưu cho quá trình tách chiết
chlorophyll 35
2.2.2.4. Thu nhận chế phẩm chlorophyll từ nguyên liệu . 36
2.2.1.5. Xác định hiệu suất thu chế phẩm chlorophyll so với lượng nguyên liệu tươi 36
iv
2.2.2.6. Xác định một số chỉ tiêu của chế phẩm chlorophyll 36
a. Xác định độ ẩm chế phẩm chlorophyll 36
b. Xác định hàm lượng chlorophyll trong chế phẩm. 37
c. Xác định hiệu suất thu nhận chlorophyll trong chế phẩm so với hàm lượng
chlorophyll trong nguyên liệu. 37
d. Xác định độ bền nhiệt của chế phẩm chlorophyll. 38
2.2.2.7. Khảo sát sự thay thế Cu vào nhân Mg của chlorophyll 38
2.2.3. THU NHẬN CHẾ PHẨM ANTHOCYANIN TỪ HOA HỒNG
2.2.3.1. Xác định hệ dung môi thích hợp để chiế
t xuất Anthocyanin 39
2.2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến khả năng chiết xuất
anthocyanin của dung môi 40
2.2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến cường độ màu
chiết xuất 41
2.2.3.4. Xác định hàm lượng anthocyanin 41
2.2.3.5. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến dịch chiết xuất 42
2.2.3.6. Khảo sát sự biến đổi màu theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau của
d
ịch màu thô 42
2.2.3.7. Phương pháp tạo dạng bột màu 42
2.2.4. Ứng dụng nhuộm màu một số sản phẩm 42

3.2.6. Xác định hàm lượng Anthocyanin trong dịch trích thô 66
iv
3.2.7. Quy trình thu nhận chế phẩm bột từ dịch trích hoa hồng 69
3.2.8. Thu nhận chế phẩm bột Anthocyanin 70
3.2.7. Sản phẩm rau cau và kẹo dẻo được nhuộm từ chế phẩm bột hoa hồng 70

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72
4.1. Kết luận 72
4.2. Đề nghị 73
Tài liệu tham khảo I

v
DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.1: Cấu trúc của chlorophyll a và b
Hình 1.2: Cấu trúc của chlorophyll c
Hình 1.3: Cấu trúc của chlorophyll d
Hình 1.4: Phổ hấp thu của chlorophyll a và b
Hình 1.5: Cấu trúc của Anthocyanin
Hình 3.1: Cao chlorophyll
Hình 3.2: Chế phẩm bột từ dịch chiết chlorophyll (không nhân đồng)
Hình 3.3: Chế phẩm bột từ dịch chiết chlorophyll nhân đồng
Hình 3.4: Sản phẩm rau cau được nhuộm màu bằng chế phẩm bột màu Chlorophyll
Hình 3.5: Sản phẩm kẹo dẻo được nhuộm màu bằng chế phẩm bột màu Chlorophyll
Hình 3.6: Dịch màu được chiết xuất từ 3 hệ dung môi
Hình 3.7: Sự ảnh hưởng của pH đến dịch chiết xuất
Hình 3.8: Chế phẩm bột từ dịch chiết hoa hồng

Bảng 3.15: Nồng độ dung dịch chuẩn và giá trị OD tương ứng
vii
DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ

Đồ thị 3.1: Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ chồi Dứa ở các bước
sóng khác nhau
Đồ thị 3.2: Ảnh hưởng của lượng NaOH đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết
từ chồi Dứa
Đồ thị 3.3: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết
từ chồi dứa
Đồ thị 3.4: Tỉ lệ thể tích nước / trọng lượng nguyên liệu ảnh hưởng đến giá trị OD của dung
dịch chlorophyll tách chiết từ chồi Dứa
Đồ thị 3.5: Đồ thị khảo sát sự thế nhân Cu vào nhân Mg của chlorophyll
Biểu đồ 3.6: Biểu đồ khảo sát độ bền nhiệt của chế phẩm chlorophyll trong thời gian 30 phút
Đồ thị 3.7: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến khả năng chiết xuất
anthocyanin của dung môi
Đồ thị 3.8: Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến cường độ màu chiết xuất
Đồ thị 3.9: Đồ thị khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến dịch chiết xuất
Đồ thị 3.10: Đồ thị khảo sát sự biến đổi màu theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau của dịch
màu thô
Đồ thị 3.11: Đồ thị biểu diễn sự tương ứng giữa nồng độ chất màu chuẩn CoSO4.7H2O và giá
trị OD tương ứng với λ=515nm

GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 1 Giới thiệu
GIỚI THIỆU

màu thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Vì vậy
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 2 Giới thiệu
lựa chọn nguyên liệu thực phẩm để lấy màu tự nhiên cho điều kiện chế biến gia đình vừa đảm
bảo được an toàn thực phẩm mà còn giúp tăng cường sức khỏe.
Trong bài luận văn tốt nghiệp này, chúng tôi trích ly hợp chất màu chlorophyll từ chồi dứa
(chồi thơm) và chất màu Anthocyanin từ hoa hồng. Có thể nói, hai nguyên liệu này chiếm sản
lượng rất lớn và là phế phụ liệu không được dùng đến. Lựa chọn nguyên liệu theo hướng này
nhằm giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm và tận thu các phế phụ liệu thực vật có ích.
Mục đích nghiên cứu của bài luận văn này là:
- Khảo sát các điều kiện tối ưu để tiến hành thu nhận hợp chất màu Chlorophyll từ chồi
dứa.
- Khảo sát các điều kiện tối ưu để tiến hành thu nhận hợp chất màu Anthocyanin từ hoa
hồng.
- Ứng dụng các chất màu thu được trong công nghệ thực phẩm như: nhuộm rau cau, thạch
dừa, siro, bánh, mứt, kẹo dẻo, kem và các sản phẩm công nghiệp khác. Trong giới hạn thời
gian thực hiện đồ án tôi chỉ ứng dụng nhuộm hai sản phẩm thực phẩm là Rau Cau và Kẹo
Dẻo.
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 4 Chương 1: Tổng quan
 Chất màu tự nhiên: thường gặp chủ yếu ở trong các nguyên liệu thực vật, có thể chia
làm 3 nhóm chính:
• Chlorophyll: làm hoa quả có màu xanh lá cây
• Các Carotenoid: làm hoa quả có và rau có màu da cam, màu vàng và đôi khi có
màu đỏ
• Các chất màu Flavonoid (anthocyanin) có trong không bào, xanh lam và đỏ.
Rau quả chứa nhiều sắc tố khác nhau nên có nhiều màu sắc khác nhau, do đó mà từng loại
thực phẩm có màu tự nhiên đặc trưng riêng biệt do sắc tố gây ra.
Chlorophyll làm cho rau quả có màu xanh lá cây. Trong thực vật, chlorophyll chiếm 1%
chất khô và còn kèm theo các chất màu khác. Trong quả xanh có 90-200 mg% Chlorophyll.
Anthocyanin là nhóm sắc tố làm cho rau quả có nhiều màu khác, từ đỏ đến tím. Về bản
chất hóa học, Anthocyanin là glucoside khi bị thủy phân cho đường và Anthocyanin.
Anthocyanin hòa tan dễ dàng trong nước. Khi đun nóng lâu nó bị phá hủy và mất màu khi tác
dụng với kim loại, Anthocyanin có thể bị đổi màu. Anthocyanin có tính sát trùng, vì thế để chế
biến từ các nguyên liệu có màu mạnh từ đỏ đến tím (trừ xanh) có thể rút ngắn thời gian thanh
trùng.
Carotenoid làm cho quả có nhiều màu khác nhau từ vàng đến đỏ. Phổ biến nhất là
Carotene, Licopene và Xanthophyll. Carotene có màu da cam, có nhiều trong cà rốt (6-14
mg%), trong gấc (500 mg%). Licopen có màu đỏ đặc biệt là ở cà chua và một số quả khác.
Xanthophyll có màu vàng.
Tỷ lệ giữa các Carotenoid trong quả tùy thuộc loài nguyên liệu và điều kiện khí hậu nuôi
trồng.
Carotene có 8 đồng phân α, β, γ và Licopene là một đồng phân.
Carotenoid không tan trong nước nhưng tan nhiều trong chất béo, dễ bị oxy hóa, bền với
kiềm nhưng không bền với acid. Trong cơ thể con người, Carotene biến thành vitamin A nên
Carotene được gọi là tiền vitamin A.
Tất cả các sắc tố này là những hợp chất hóa học phức tạp và được tạo nên trong quá trình

- Gia nhiệt rau xanh trong nước cứng, carbonat kiềm thổ sẽ trung hòa một phần acid của
dịch bào.
- Gia nhiệt nhanh trong một lượng nước sôi lớn (3-4 lít/1kg) để giảm hàm lượng acid, acid
lúc này sẽ bay đi cùng v
ới hơi nước.
- Hay theo một nguyên tắc khác mà trong đó rau vẫn giữ được màu xanh có thể bằng hai
cách: cần phải áp dụng các biện pháp để có thể bảo vệ thật tốt lượng Chlorophyll có trong đó,
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 6 Chương 1: Tổng quan
hoặc nếu không làm được như vậy thì phải bổ sung màu từ bên ngoài vào sao cho không khác
gì so với màu xanh tự nhiên về cả màu sắc lẫn cường độ màu.
Trong công nghiệp từ lâu đã tiến hành các nghiên cứu theo cả hai hướng đó (một trong các
phương pháp được áp dụng rộng rãi để bảo vệ màu sắc tự nhiên) thực chất của phương pháp là
dẫn đến việc nâng cao pH của môi trường, tức là làm giảm lượng acid tự do, như vậy là ngăn
cản khả năng oxy hóa của Chlorophyll. Còn một số nghiên cứu khác cũng tiến hành theo chiều
hướng đó bằng cách cho thêm vào trong hộp một ít Dinatriglutamat là chất đệm kiềm, hoặc
cho thêm vào nước chần Ca(OH)
2
và Canxiglutamat nâng cao pH lên đến 8.4 ÷ 8.8.
Tất cả các phương pháp tương tự dựa trên cơ sở làm giảm hàm lượng acid và loại trừ tác
dụng có hại của phản ứng aicd với Chlorophyll. Tuy nhiên, phương pháp trên sẽ làm cho
vitamin trong sản phẩm bị phá hoại và làm giảm giá trị thực phẩm của sản phẩm vì vitamin C
chỉ được bảo vệ tốt hơn trong môi trường acid và nó là một chỉ số quan trọng trong thực phẩm.
Phương hướng khác là thay thế Chlorophyll sẵn có bị mất đi bằng các chất màu lấy từ
ngoài vào. (Một trong các phương pháp cổ điển là sử dụng CuSO
4
trong quá trình chần rau
quả xanh dựa trên sự tạo thành muối đồng cũng có màu xanh).
Sự khó khăn trong việc bảo vệ màu tự nhiên của sự chế biến sản phẩm thực phẩm và khả

và đồ uống theo các điều luật ban hành ngày 8/3/1950 và hiện đang còn hiệu lực, cho phép
nhuộm màu các sản phẩm sau đây của công nghệ thực phẩm:
Các sản phẩm bánh kẹo, trong số đó như mứt khô kẹo mềm, có thể nhuộm bằng chất màu
tự nhiên - đỏ son, vàng nghệ, màu chàm và saflo hay là Araman.
Đồ uống khô và chè ngọt khô nhuộm bằng Carmin saflo hay là Araman.
Araman (chất màu đỏ) là một muối natri của acid azo-β-naftodisulfo
Indigocarmin (chất màu xanh lá cây) là muối natri của acid Indigodisulfo.
Tactrazin (nafto vàng) là muối sulfonatri của acid Dinitro-naftosulfo.
Ngoài ra còn có Carotene màu vàng Carotene màu vàng, Annatto (olean), Chlorophyll và
đường khan thường chiết từ màu xanh thực vật.
Ở Mỹ, cơ quan bảo vệ sức khỏe cho phép sử dụng trong các ngành thực phẩm 15 chất màu
hóa học nhân tạo mà nguốn gốc từ nhựa than đá và được coi như không có hại với sức kh
ỏe
con người, cũng như đủ bền khi sử dụng chúng. Trong 15 chất màu nhân tạo đó được chia làm
2 nhóm:
- Các chất hòa tan trong nước có 13 loại màu.
- Các chất hòa tan trong chất béo (dầu thực vật và dầu béo khác) gồm hai loại màu.
Ở nước ta, đối với nghề làm đồ hộp như rau đậu đóng hộp, sau khi nấu chín thì rau đậu
mất màu xanh tươi đẹp nên người ta phải dùng màu mà tẩm cho màu xanh trở lại. Thường họ
dùng phèn xanh (sulfat de cuivre). Theo quy định cứ
1kg rau hay đậu không nên dùng quá
100mg phèn xanh.
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 8 Chương 1: Tổng quan
Nói chung, màu nhân tạo hay màu hóa học đều có những ưu việt và khuyết điểm như sau:
- Ưu: cường độ màu rất mạnh nên chỉ cần dùng một lượng rất ít.
- Khuyết: một số phẩm màu có thể gây độc cho con người.
Do đó phẩm màu sử dụng trong thực phẩm phải đáp ứng các yêu cầu sau đây:
• Bền với tác động của nhiệt độ.

Patent blue - xanh xám - chủ yếu là phối hợp với màu vàng để tạo màu cho bánh mứt, kẹo
và đồ uống.
Brillant blue - xanh xám - cũng có tác dụng như màu Patet blue V.
Greens - xanh lá cây - tạo màu cho dầu ăn.
Rutin - chất glucoside màu vàng.
Đen BN - tím xanh - tạo màu cho trứng cá, sản phẩm mứt kẹo.
Gacdenin – màu vàng – tạo màu vàng sẫm cho sản phẩm. [6]

1.1.4. Cơ sở lý thuyết cơ bản về màu sắc
Màu sắc có được là dựa vào sự cảm nhận ánh sáng của con người và dựa theo một dải hẹp
quang phổ điện tử gọi là quang phổ ánh sáng nhìn thấy đượ
c. Dải băng này trùng với một
phần của bức xạ mặt trời, rộng từ biên ánh sáng cực tím đến hồng ngoại. Chính xác hơn, màu
sắc được mô tả bắng bước sóng (λ) hấp thụ tối đa (A
max
) của quang phổ nhìn thấy được, biểu
thị bằng nanomet (nm) (10
-9
m).
Ánh sáng trắng (bước sóng khoảng từ 380 đến 730nm) nhìn thấy được là khi sóng tới là
toàn bộ quang phổ nhìn thấy được ở cùng một cường độ tương đối bằng nhau.
Bất kì kính lọc nào hấp thụ một phần quang phổ ánh sáng trắng sẽ tạo ra cảm nhận màu.
Như vậy, vật chất rắn hay lỏng nào hấp thụ một phần quang phổ ánh sáng trắng và phản xạ lại
hay truyền suốt phần ánh sáng còn lại thì chính vật chất đó sẽ có màu. Một cái lá hấp thụ ánh
sáng đỏ hay xanh dương sẽ làm cho chúng được nhìn thấy, lá có màu lục hay vàng - lục. Nếu
tất cả quang phổ ánh sáng đều bị hấp thụ thì vật đó sẽ có màu đen.
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 10 Chương 1: Tổng
quan

Báng 1.2: Tên hóa học biểu thị màu sắc [2]
Tiếp đầu ngữ hay tiếp vị ngữ Màu chỉ thị Ví dụ
anil-
arg-
aur-
-azur
carmin-
chloro-
Xanh dương đậm
Trắng bạc
Vàng ánh kim
Xanh da trời
Đỏ cam
Xanh lá cây
Aniline
Arginine
Aureomycin
Aplysioazurin
Carminic acid
Chlorophyll
GVHD: ThS TRẦN QUỐC TUẤN

SVTH: HỒ THỊ NGỌC ANH 11 Chương 1: Tổng
quan
chrom- hoặc –chrome
chryso-
citr-
-cyanin
erythro-
-flavin

Xám (màu tối)
Tía
Tía
Đỏ chói
Màu hoa hồng
Đỏ
Đỏ
Hồng nâu
Lấp lánh
Xanh sáng
Xanh tía
Vàng
Chromatin
Chrysophyta
Citrus
Cyanin
Erythrocyte
Riboflavin
Fulvine
Heamoglobin
Indigo
Leucocyte
Lutein
Melanin
Phaeophytin
Porphyrin
Purpurin
Pyrrole
Rhodophyta
Rubella

dần thay thế diệp lục nên quả từ lục trở nên đỏ.
1.1.6.2. Sự biến động của sắc tố ở quả
Màu sắc của quả là do nhiều hợp chất màu khác nhau về bản chất và tác dụng sinh lý tạo
nên. Trong quá trình chín, thành phần của chất màu bị biến đổi nhiều. Ở đa số quả, dấu hiệu
chín đầu tiên là do sự biến đổi về màu sắc, thường từ màu xanh sang màu vàng, da cam, đỏ
(đu đủ, ớt, cà chua, chuối, dưa, cam, quýt…) do lượng chlorophyll giảm xuống và lượng
Carotenoid cũng như Anthocyanin và các Flavonoid tăng lên.
Giữa chlorophyll và carotenoid không có sự chuyển hóa tương hỗ nào cả mà chỉ xảy ra sự
phân hủy chlorophyll và sự tổng hợp carotenoid. Cả hai quá trình trên đều do enzyme xúc tát
tiến hành đồng bộ; đây là các dạng biến động của các sắc tố thường gặp. Tuy vậy, không phải