1
L
L
Ờ
Ờ
I
IC
C
Ả
Ả
M
MƠ
Ơ
N
NT
T
r
r
c
c
h
h
â
â
n
nt
t
h
h
à
à
n
n
h
hc
c
ả
ả
m
m

o
on
n
h
h
à
àt
t
r
r
ư
ư
ờ
ờ
n
n
g
g
,
,B
B

o
o
a
aC
C
h
h
ế
ếb
b
i
i
ế
ế
n
nc
c
ù
ù
n
n

r
r
o
o
n
n
g
gK
K
h
h
o
o
a
aC
C
h
h
ế
ếb
b
h
h
ọ
ọ
c
cN
N
h
h
a
aT
T
r
r
a
a
n
n
g
g
n
nt
t
h
h
u
u
ậ
ậ
n
nl
l
ợ
ợ
i
ic
c
h
h
o
o

c
c
h
h
ư
ư
ơ
ơ
n
n
g
gt
t
r
r
ì
ì
n
n
h
hđ
đ
à
à

i
i
ệ
ệ
n
nc
c
ô
ô
n
n
g
gt
t
á
á
c
ct
t
ố
ố

n
nb
b
à
à
y
yt
t
ỏ
ỏl
l
ò
ò
n
n
g
gb
b

đ
đ
ế
ế
n
nt
t
h
h
ầ
ầ
y
yg
g
i
i
á
á
o
oh
h
T
T
h
h
.
.
S
SĐ
Đ
Ặ
Ặ
N
N
G
GT
T
R
R
U
U
N
N
t
t
ì
ì
n
n
h
hh
h
ư
ư
ớ
ớ
n
n
g
gd
d
ẫ
ẫ
n
n

q
q
u
u
á
át
t
r
r
ì
ì
n
n
h
ht
t
h
h
ự
ự
c
c
i
ic
c
ù
ù
n
n
g
ge
e
m
mx
x
i
i
n
nb
b
ơ
ơ
n
nc
c
h
h
â
â
n
nt
t
h
h
à
à
n
n
h
h
n
n
g
g
ư
ư
ờ
ờ
i
it
t
h
h
â
â
n
nt
t
r
r
o
o
n
n
b
b
è
èđ
đ
ã
ãh
h
ế
ế
t
tl
l
ò
ò
n
n
g
g

p
pđ
đ
ỡ
ỡe
e
m
mt
t
r
r
o
o
n
n
g
gq
q

p
pc
c
ũ
ũ
n
n
g
gn
n
h
h
ư
ưh
h
o
o
à
à
n
n

y
y
.
.

N
N
h
h
a
aT
T
r
r
a
a
n
n
g
g

0
0
1
1
1
1S
S
i
i
n
n
h
hv
v
i
i
ê
ê
n
nt
t
T
T
H
H
Ị
ỊN
N
H
H
U
U
N
N
G
G



Ơ
Ơ
N
N 1
MỤC LỤC 2
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 4
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ 5
LỜI NÓI ĐẦU 7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 9
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU THỰC PHẨM 9
1.1.1. KHÁI QUÁT VỀ CHẤT MÀU 9
1.1.3. Nguyên tắc sử dụng chất màu thực phẩm 13
1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÁ CẨM 14
1.3. Khái quát về Anthocyanin 17
1.4. LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH CHIẾT 20
1.5. Lý thuyết chung về phương pháp so màu 24
1.6. Tình hình nghiên cứu sử dụng chất màu 26
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 28
2.2. THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN 29
2.2.2. Thiết bị sử dụng chủ yếu trong luận văn. 29
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu 29
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30
2.3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 30
2.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn dung môi chiết chất màu
Anthocyanin từ cây lá Cẩm 30

3

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50
PHẦN PHỤC LỤC 53

4
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
NL: Nguyên liệu OD: Mật độ quang
TL: Tỷ lệ ph: Phút
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

TT

Tên bảng Trang
1 Bảng 1.1. Danh mục các chất màu thực phẩm được phép sử dụng
ở Việt Nam
13
2 Bảng 1.2: Liều lượng sử dụng một số chất màu tự nhiên 16
3

Bảng 1.3: Liều lượng sử dụng một số chất màu nhân tạo 17
4 Bảng 1.4: Liều lượng sử dụng một số chất màu vô cơ 18
5 Bảng 1.5: Đặc điểm hình thaiscuar 4 dạng cẩm( Peristrophe
Bivalis)
23
6 Bảng 1.6: Thông số vật lý của anthocyanin 59
7 Bảng 3.1 Kết quả xác định chọn dung môi chiết chất màu từ cây
lá Cẩm
60

6 Đồ thị 1.6. Đồ thị mẫu 28
7 Hình 1.7. Hình ảnh quang phổ kế DR2000 30
8 Hình 1.8. Hình ảnh thiết bị cô quay chân không 30
9 Hình 3.1. Ảnh hưởng của dung môi chiết tới khối lượng chất
màu anthocyanin
37
10 Hình 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết tới hàm lượng chất
màu anthocyanin
39

611 Hình 3.3 Ảnh hưởng của thời gian chiết tới hàm lương chất
màu chiết từ cây lá Cẩm
41
12 Hình 3.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu tới
hàm lượng anthocyanin
43
13 Hình 3.5 Ảnh hưởng của số lần chiết đến hiệu suất thu hồi
chất màu anthocyanin
44
14 Hình 3.6 khảo sát sự biến đổi chất màu theo 3 phương pháp
bảo quản chất màu anthocyanin
46
phép có khi sử dụng cả các chất màu công nghiệp vào trong thực phẩm gây ra
các vụ ngộ độc thức ăn nghiêm trọng có khi còn để lại các bệnh ung thư nếu
như cơ thể tích trữ quá mức cho phép. Xuất phát từ thực tế trên, em đã định
hướng nghiên cứu về chất màu với nội dung đề tài: “ Nghiên cứu chiết xuất
chất màu Anthocyanin từ cây lá Cẩm”
Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm:
- Nghiên cứu điều kiện thích hợp sử dụng cho chiết anthocyanin từ cây lá
Cẩm
- Khảo sát độ bền của dịch chiết thu được trong những điều kiện khác nhau

8Từ đó, đề xuất ra phương pháp bảo quản và khả năng ứng dụng của chất
màu anthocyanin trong công nghiệp thực phẩm. Do kiến thức và kinh nghiệm
nghiên cứu của em còn hạn chế cũng như khó khăn về điều kiện thực nghiệm
nên mặc dù rất cố gắng đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót.

Rất mong được sự chỉ bảo cũng như sự góp ý của quý thầy cô và các bạn sinh
viên để đề tài này có thể được hoàn thiện hơn.

X
X
i
i
n
nc

ơ
n
n
!
! 9. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU THỰC PHẨM [12]
1.1.1. KHÁI QUÁT VỀ CHẤT MÀU
Thực phẩm thường có màu sắc đặc trưng nhưng trong quá trình chế biến
và bảo quản, dưới tác động của các yếu tố môi trường, nó dễ bị biến đổi màu,
không đạt được màu mong muốn hoặc mất màu.
Một số biện pháp giữ cho màu thực phẩm
* Xây dựng một quy trình công nghệ để bảo quản được tối đa màu sắc
tự nhiên của thực phẩm.
* Tách ra, cô đặc và bảo quản các chất màu từ chính thực vật hoặc các
nguyên liệu giàu chất màu.
* Tạo thành chất màu tổng hợp nhân tạo giống như màu tự nhiên và
dùng nó cho các sản phẩm đã bị biến đổi màu hoặc màu tự nhiên không đủ
mạnh.
* Phối hợp sử dụng các phương pháp kể trên theo những biện pháp khác
nhau.
1.1.2. Phân loại chất màu thực phẩm

6 Caramel Nâu đen 100
7 Poliphenol đã bị oxy hoá Nâu đậm Không hạn chế
Bảng 1. 1: Bảng một số chất màu tự nhiên
 Chất màu nhân tạo
Chất màu nhân tạo là chất màu được tổng hợp hữu cơ từ các nguyên liệu tự
nhiên.
Ưu điểm:
- Bền màu.

11 - Đa dạng về màu sắc: màu vàng, màu đỏ, màu xanh, màu đen
- Có thể phối màu để tạo màu thích hợp với thị hiếu, có 3 phương pháp
phối màu.
 Phương pháp cơ học:
 Phương pháp kinh nghiệm:
 Phương pháp điện tử:
 Nhược điểm: Phần lớn các chất màu tổng hợp đều có thể gây ung thư
và có tác động không tốt đối với con người nên khi sử dụng phải tuân theo sự
chỉ dẫn trong tài liệu kỹ thuật. Điều này đã được các nhà khoa học chứng minh
từ năm 1979.
Ứng dụng:
 Chất màu nhân tạo được sử dụng trong phạm vi tương đối hẹp,
thường được sử dụng trong sản xuất bánh kẹo và sản xuất nước uống không có
cồn và trong sản xuất đồ hộp chủ yếu là đồ hộp rau quả
 Cho phép nhuộm màu thực phẩm bằng các chất màu tổng hợp.
TT

Chất màu Màu Liều dùng mg/kg khối lượng

mg/kg khối lượng cơ thể
1 Cacbonat Canxi Ít dùng Không hạn chế
2 Bioxyt Titan Ít dùng Chưa có
3 Oxyt Sắt Mứt và bánh kẹo 0,5
4 Oxyt Nhôm Mứt và bánh kẹo 0,5
5 Bạc Mứt và bánh kẹo 0,5
6 Vàng Mứt và bánh kẹo 0,5
7 Chất mầu rubi Vỏ phomát 0,5

Bảng 1. 3. Liều lượng sử dụng một số chất màu vô cơ


13 Các chất màu có nguồn gốc vô cơ chủ yếu dùng để trang trí thực
phẩm.
 Sử dụng các loại bột để chống hiện tượng dính giữa loại thực phẩm
này với thực phẩm khác ở giữa 2 bề mặt thực phẩm.
 Fe
2
O
3
; FeO (màu đỏ): dùng để trang trí trên bề mặt thực phẩm như
mứt, bánh kẹo.
 Ag, Au được sử dụng trong các món ăn dành cho giới thượng lưu,
cán dát thành các lá cực mỏng, sau đó cắt thành sợi nhỏ  tạo ấn tượng màu
rất tốt.
 Đá quý được chế biến thành dạng bột để rắc lên bề mặt thực phẩm,
tạo ra độ phản quang tốt.

những điều kiện bảo quản thích hợp và trong một thời hạn nhất định.
1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÁ CẨM [20]
Cẩm là cây có nhiều công dụng như làm thuốc, làm phẩm màu Ở Việt
Nam, cành lá của cây này được biết đến như một vị thuốc nam. Trong y học cổ
truyền, Cẩm được dùng trị nhiều loại bệnh như: Lao phổi, khái huyết, ho nôn ra
máu, viêm phế quản cấp tính, ỉa chảy, lỵ, ổ tụ máu, bong gân.
Tại Trung Quốc, Cẩm là dược liệu có vị đắng, tính bình, có tác dụng
thanh nhiệt, giải độc, tiêu thũng, chỉ huyết, chữa viêm họng, thấp khớp, nhiễm
trùng đường tiết niệu, kinh phong ở trẻ em, lao hạch, mụn nhọt. Theo “Danh
lục các loài thực vật Việt Nam”- 2005, thì chi Peristrophe Nees có 4 loài, trong
đó chỉ có loài Cẩm (P. bivalvis (L.) Merr.) ở Bắc Bộ và loài Kim loung nhuộm
(P. montana Nees) ở Nam Bộ được coi là cây nhuộm màu. Ngoài ra, Cẩm còn
được các dân tộc thiểu số phía Bắc dùng để nhuộm xôi nhiều màu trong những
ngày lễ tết [20]
1.2.1. Đặc điểm sinh học cây lá Cẩm
Cây lá Cẩm hay còn gọi là cây nhuộm màu là cách gọi của người Việt
Nam để chỉ loài cây ưa ẩm và ưa bóng có tên tiếng anh là Peristrophe bivalvis
(L.) Merr, syn. P. roxburghiana chúng thuộc họ Ô rô (Acanthaceae) - cây cỏ lâu
năm.[20]
1.2.2. Mô tả cây lá Cẩm.
Cây Cẩm có chiều cao khoảng 30 - 60cm, cành non có lông về sau nhẵn,
thân thường 4 cạnh, có rãnh dọc sâu

15
Hình 1.1. Hình ảnh cây lá Cẩm
hoặc thuôn mũi giáo, thường có bớt màu trắng ở dọc gân ,kích thước 2 - 10cm
x 1.2 - 3.6cm, hai mặt có lông hay không, gốc lá thuôn nhọn, chóp lá nhọn hay

Phân
biệt theo
Hình thái của lá
Màu của
dịch
chiết
Nhuộm
Cẩm đỏ Chằm thủ
Lá hình bầu dục, gốc
lá thon, xanh đậm, có
nhiều lông, mặt trên
không có bớt trắng
Đỏ Đũa, xôi

Cẩm tím Chằm lai
Lá hình trứng
rộng, gốc tròn, xanh
nhạt, mỏng, ít lông,
diện tích mang đốm
trắng ở dọc gân lá lớn
Tím Xôi
Cẩm tím
Chằm
khâu
Lá hình bầu dục,
gốc tròn hay thon,
xanh đậm, dầy, ít lông,
ít gặp đốm trắng ở dọc
gân lá
Tím Xôi

gốc aglucon có màu (anthocyanidin). Aglucon của chúng có cấu trúc cơ bản
được mô tả trong hình 1.4. Các gốc đường có thể được gắn vào vị trí 3, 5, 7;
thường được gắn vào vị trí 3 và 5 còn vị trí 7 rất ít. Phân tử anthocyanin gắn
đường vào vị trí 3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit.

18

R
1

OH OH
O
+

3
R
2 OH


• Thông thường, pH<7 có màu đỏ; pH > 7 có màu xanh.
• pH = 1-3,5 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ.
• pH = 4 - 5 chuyển về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu.
• pH = 6 dung dịch có màu tím
• pH = 7 - 8 lại về dạng bazơ quinoidal anhydro màu xanh.
• pH =10-11 dung dịch có màu xanh lá cây
1.3.3. Phân loại Anthocyanin.
- Có 4 loại anthocyanin là pelacgonidin, xianidin, denfinidin và apigenidin.

19- Các chất màu đỏ tự nhiên khác là Anthoxyanin E163, Betain E162, chất
nhuộm màu eno E163 ii và Carmin E120.
Anthoxyanin E163 từ các nguyên liệu khác nhau như: quả phúc bồn
tử đen, quả nho, quả cơm cháy, quả thanh lương trà , sử dụng tốt nhất ở pH <
4.
 Betanin E 162 hay là nước ép củ cải đỏ cô đặc có khả năng nhuộm
màu tốt nhất tại pH 3,5 - 5,0 ứng dụng chủ yếu trong chế biến các sản phẩm
sữa và sản xuất đường.
 Chất nhuộm màu eno từ nước ép quả nho đỏ và quả cơm cháy, trong
môi trường axit tạo ra màu đỏ, còn trong môi trường trung tính và kiềm tạo ra
màu xanh.
 Carnin E120 được chiết suất từ một loại côn trùng đặc biệt có tên gọi
là Coccus Sactic sống trên cây xương rồng mọc nhiều ở Nam Mỹ và châu Phi,
E120 sử dụng rất tốt cho các sản phẩm sữa và thịt, nồng độ tốt nhất là từ 0,005
đến 0,025%.
1.3.4. Công nghệ sản xuất Anthocyanin:
Bao gồm 2 giai đoạn:
 Chiết chất màu bằng dung môi thích hợp.

tử nên trong quá trình chiết muốn tăng hiệu quả chiết thì phải tăng cường
khuếch tán đối lưu (ví dụ: tăng cường quá trình khuấy đảo).
* Khuếch tán phân tử
Khuếch tán phân tử là sự chuyển lẫn nhau giữa các phân tử khác nhau.
Sự chênh lệch nồng độ càng lớn thì lực khuếch tán của phân tử chất cần
chiết từ vùng nồng độ cao tới vùng nồng độ thấp càng lớn. Bề mặt khuếch tán
càng lớn lượng vật chất khuếch tán theo hướng này trong một đơn vị thời gian
càng nhiều.
Do đó phương trình khuếch tán cơ bản như sau:

d
dm
= -D.F.
dx
dc21Trong đó:


d
dm
: Tốc độ hòa tan chất cần thiết.
D: Hệ số khuếch tán.
F: Diện tích tiếp xúc với chất cần chiết và dung môi
dx
dc


dm, dc, d , F cũng có ý nghĩa giống như trong công thức khuếch tán phân
tử ở trên, β là biểu thị hằng số tốc độ khuếch tán đối lưu.

221.4.1. Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả chiết:
- Sự chênh lệch nồng độ chất cần chiết ở trong nguyên liệu và dung môi
phải lớn
Muốn tạo điều kiện cho sự chênh lệch nồng độ lớn phải tạo ra những yếu
tố sau đây:
 Nguyên liệu chiết phải có lực hút nhỏ nhất đối với dung môi để tạo ra nồng độ
chất cần chiết trong dung môi phía trong nguyên liệu càng cao để quá trình
khuếch tán các phân tử chất cần chiết đi ra càng mạnh.
 Lợi dụng nguyên lý ngược dòng của dung môi và nguyên liệu để nâng cao
độ chênh lệch về nồng độ (trong chiết liên tục). Tỷ lệ dung môi nguyên liệu
phải lớn. Tuy vậy cũng chỉ lớn ở mức độ nhất định hợp lý vì nếu tỷ lệ lớn quá
sẽ làm nồng độ chất cần chiết thấp, gây khó khăn cồng kềnh trong sản xuất.
- Hình thái, tính chất và cấu tạo của tổ chức nguyên liệu:
 Mức độ phá vỡ cấu trúc tế bào càng nhiều thì sự tiếp xúc giữa chất cần
chiết và dung môi càng tăng nên rút ngắn thời gian chiết và chiết triệt để hơn.
 Kích thước càng nhỏ thì diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi
càng tăng, hiệu suất chiết tăng. Tuy nhiên cũng không nên nhỏ quá vì nó sẽ gây
khó khăn cho quá trình phân ly tiếp theo.
- Ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ chiết
- Thời gian càng dài thì lượng chất khuếch tán tăng, nhưng thời gian phải
có giới hạn. Khi đạt được mức độ trích ly cao nhất nếu kéo dài thời gian thì sẽ
không mang lại hiệu quả kinh tế.
- Nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, do đó

tế nên không phù hợp với quy mô sản xuất lớn.
1.4.2.2. Chiết liên tục
Nguyên lý: Nguyên liệu và dung môi được đưa vào chiết và lấy ra
một cách liên tục. Áp dụng nguyên lý ngược chiều để tăng cường hiệu
quả chiết.

24 Ưu điểm của phương pháp này là cho hiệu quả kinh tế cao, thích hợp
cho sản xuất công suất lớn, áp dụng cho quy mô công nghiệp. Tuy nhiên,
nhược điểm là thiết bị khá phức tạp, chi phí đầu tư lớn.
1.5. Lý thuyết chung về phương pháp so màu [1], [2], [3], [4]
Một trong những phương pháp phân tích hữu hiệu nhất trong sinh học là
phương pháp phân tích so màu. Trong phương pháp này, nồng độ của hợp chất
màu được xác định bằng cách đo cường độ màu của dung dịch chứa hợp chất
màu đó. Trong hóa sinh các phương pháp đo quang phổ thường được đo trong
dải bước sóng 220nm đến 800nm. Dải quang phổ này lại được chia thành vùng
tử ngoại (≤ 380nm) và vùng hồng ngoại (≥800nm). Vùng hồng ngoại rất ít ứng
dụng trong thí nghiệm hóa sinh. Còn vùng khả kiến (ánh sáng trắng) lại được
dùng trong phương pháp phân tích so màu.
Để biết so màu được đo như thế nào, trước hết ta phải hiểu được màu là
gì? Khi dòng ánh sáng trắng xuyên qua một dung dịch màu, các bước sóng nhất
định sẽ bị hấp thụ trong khi những bước sóng khác hầu như không bị ảnh
hưởng. Màu của dung dịch sẽ là màu của bước sóng không hấp thụ. Những
điều đó được tổng kết một cách đơn giản trong bảng 1.5
Ánh sáng trắng
tới
Ánh sáng hấp thụ Ánh sáng không hấp
thụ

Trong đó:
I
0
: Cường độ của tia tới
I
e
: Cường độ của tia đi ra.
K: Hệ số tắt hoặc chỉ số hấp thụ phân tử.
c: Nồng độ của dung dịch.
l: Chiều dài của ánh sáng qua dung dịch (thường là một dung dịch).
Log
10
Ie
Io
:
Được gọi là mật độ quang (OD - optical density) hay khả năng
hấp thụ (A- absorbency). Trong thực hành, giá trị này không phải tính mà thu
được trực tiếp từ máy đo.
Từ công thức ta dễ dàng nhận thấy rằng độ dài l được giữ không đổi thì
mật độ quang sẽ tỷ lệ thuận trực tiếp với nồng độ chất màu. Vì vậy, đường
chuẩn có thể được vẽ từ dãy các dung dịch chuẩn với những nồng độ khác nhau
(hình 1.5)
OD