Báo cáo những chất phụ gia tạo màu thực phẩm

Chất lượng của các sản phẩm thực phẩm không những bao hàm giá trị dinh dưỡng mà còn bao hàm cả giá trị cảm quan của chúng nữa. Màu sắc là một chỉ số quan trọng của giá trị cảm quan. Màu sắc của các sản phẩm thực phẩm không chỉ có giá trị về mặt hình thức mà còn có tác dụng sinh lý rất rõ rệt. Màu sắc thích hợp sẽ giúp cho cơ thể đồng hoá thực phẩm đó dễ dàng. Vì vậy trong kỹ thuật sản xuất thực phẩm người ta không những chỉ bảo vệ màu sắc tự nhiên mà còn cho thêm chất màu mới, tạo ra những màu sắc thích hợp với tính chất và trạng thái của sản phẩm

Khoa Công nghệ sinh học công nghệ thực phẩm

Bộ môn Kỹ thuật thực phẩm nhiệt đới -o0o -

Báo cáo Môn Phụ gia thực phẩm

NHỮNG CHẤT PHỤ GIA TẠO MÀU

THỰC PHẨM

CHƯƠNG 2: NHỮNG CHẤT MÀU DÙNG TRONG THỰC PHẨM 2.1 Chất mầu

2.1.1 Khái quát về chất mầu

Chất lượng của các sản phẩm thực phẩm không những bao hàm giá trị dinh dưỡng mà còn bao hàm cả giá trị cảm quan của chúng nữa Màu sắc là một chỉ số quan trọng của giá trị cảm quan Màu sắc của các sản phẩm thực phẩm không chỉ có giá trị

về mặt hình thức mà còn có tác dụng sinh lý rất rõ rệt Màu sắc thích hợp sẽ giúp cho

cơ thể đồng hoá thực phẩm đó dễ dàng Vì vậy trong kỹ thuật sản xuất thực phẩm người ta không những chỉ bảo vệ màu sắc tự nhiên mà còn cho thêm chất màu mới, tạo

ra những màu sắc thích hợp với tính chất và trạng thái của sản phẩm

Những biến đổi mầu sản phẩm là do hàng loạt quá trình hoá học xảy ra trong quá trình chế biến gây nên Đối với mỗi nhóm chất mầu, phải có những biện pháp khác nhau để bảo vệ mầu đặc biệt là mầu tự nhiên

- Bảo quản màu sắc tự nhiên khi có khả năng

VD: Luộc rau tìm cách nào để bảo tồn màu sắc tự nhiên của nó Đun nóng có thể làm cho màu sắc giữ được màu tự nhiên như trong quá trình chần rau quả(nhiệt độ làm mất hoạt tính của các enzym phân hủy hoặc chất tạo màu như polyphenoloxidaza)

Nhưng nếu đun nóng ở nhiệt độ cao hoặc trong thời gian dài vẫn bị làm mất mầu tự nhiên của rau, do đó người ta đã nghiên cứu thấy rằng thực phẩm bị mất mầu trong môi trường axit(pH thấp) và giữ được mầu khi pH cao, do đó có thể kiềm hoá nước luộc rau nhưng phải chú ý sau khi luộc xong phải nhúng vào nước lạnh để mất môi trường kiềm nếu không sẽ co mùi nồng

VD: Người Nhật thích uống nước chè và vẫn còn mùi của clorofil(trước đây họ thường uống chè tươi còn mùi hăng của clorofil, và vẫn còn màu xanh của cây) Nhưng hiện nay khi chế biến thường làm mất mầu hoặc biến đổi mầu không mong muốn đó là do clorofil chuyển feofitin(mầu tro xám)

Lớp: Cao hoc CNTP 06-082

- Khai thác chất mầu tự nhiên sau đó sử dụng chúng vào mục đích công nghệ.

VD: Khai thác clorofil từ vỏ chanh để làm rượu chanh bằng phương pháp lấy

- Tổng hợp:Tạo nên chất mầu tổng hợp nhân tạo giống như mầu tự nhiên và dùng nó

cho các sản phẩm đã bị biến đổi mầu hoặc màu tự nhiên không đủ mạnh

Sự tổng hợp này là một yêu cầu tất yếu tạo nên sự đa dạng của màu sắc là sự tổng hợp mầu song chất mấu tổng hợp thường có khả năng gây độc

Thực phẩm chủ yếu có dung môi là nước nên chất mầu thực phẩm phải có khả năng hoà tan trong nước, ngoài ra còn có dung môi là rượu, chất béo thì cũng chất mầu cùng phải hoà tan trong dung môi tương ứng

Nguyên tắc sử dụng:

• Hoà tan những chất mầu này vào trong dung môi thích hợp, sau

đó mới đưa vào thực phẩm

• Tính toán lượng dung môi chất mầu đưa vào thực phẩm phải phù hợp với thành phần dung môi dung môi có sẵn trong thực phẩm.(VD độ ẩm thực phẩm là 5% thì cho chất mầu đã hoà tan trong nước vào = 5% là phù hợp)

• Trộn: để tạo sự phân phối đều chất mầu thực phẩm

 Tạo mầu toàn khối

 Tạo mầu cục bộ

 Tạo vết trên thực phẩm

-Phối hợp sử dụng các phương pháp kể trên theo những biện pháp khác nhau.

VD: Khi quay gà, thịt lợn nướng thì yêu cầu sản phẩm phải có mầu vàng đặc trưng và pha lẫn một số mầu đen Nhưng để đạt độ mầu đen thì tốn thời gian và có thể làm ảnh hưởng chất lượng thực phẩm do đó người ta quay gà cho đến khi đủ độ chín và quết mầu đen vào

- Clorofin sắc tố xanh lá cây.

Tất cả các sắc tố này là những hợp chất hoá học phức tạp và được tạo nên trong quá trình sống thích ứng với các loại thực vật Mức độ bền của chúng rất khác nhau và trong quá trình bảo quản, chế biến nhiệt và các gia công khác sẽ bị thay đổi đi theo những cách khác nhau Vì vậy lúc ở dang tươi sản phẩm thường có mầu sắc đẹp, sau khi chế biến mầu sắc sẽ bị kém đi một phần hoặc có khi mất mầu hẳn Đìêu đó làm cho giá trị mặt hàng và giá trị sử dụng giảm đi và vẻ hấp dẫn bên ngoài của thứ ăn sẽ

bị kém

Tính độc hại: tất cả các chất mầu tự nhiên đều không độc

2.1.2.1 Antoxian: (antoxianin) có mầu đỏ và mầu xanh lam

Chất antoxyan màu đỏ có nhiều trong thực vật như các loại rau quả với Trong các chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên thì anthocyanin là họ màu phổ biến nhất tồn tại trong hầu hết các thực vật bậc cao và tìm thấy được trong một số loại rau, hoa, quả, hạt có màu từ đỏ đến tím như: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, hoa hibicut, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp than, gạo đỏ , tuỳ vào số lượng và tỷ lệ khác nhau trong rau quả, hoa và các bộ phận khác nhau của thực vật làm cho chúng cho nhiều mầu sắc khác nhau

b Tính chất

Lớp: Cao hoc CNTP 06-084

Anthocyanin là những glucozit do gốc đường glucose, glactose kết hợp với gốc aglucon có màu (anthocyanidin) Aglucon của chúng có cấu trúc cơ bản được mô

tả trong hình 1 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

Hình 1: Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyaninCác aglucon của anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí R1

và R2, thường là H, OH hoặc OCH3

Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực

Anthocyanin có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụ cực đại tại bước sóng 510-540nm Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắc của các anthocyanin chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch, nồng độ anthocyanin: thường pH thuộc vùng acid mạnh có độ hấp thụ lớn, nồng độ anthocyanin càng lớn độ hấp thụ càng mạnh

Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến độ ổn định của antoxyan là nhiệt độ, độ pH, oxy, các ion kim loại, axit ascobic và những chất khác Tuy nhiên màu sắc của anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH môi trường

Gam màu của antoxyan

• Thông thường, pH<7 các anthocyanin có màu đỏ; pH > 7 thì có màu xanh.VD: rubrobraxianin clorua là antoxian của bắp cải đỏ, là một triglucozit của xianidin

• pH = 1-3,5 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến

đỏ, nếu pH càng tăng thì độ đỏ càng giảm

• pH = 4 - 5 chúng có thể 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

Như vậy muốn sản phẩm có màu đỏ thì antoxyan phải ở môi trường axit, hoặc phải axit hóa chúng trong quá trình nhuộm màu

c Phân loại

Có 4 loại antoxian là pelacgonidin, xianidin, denfinidin và apigenidin Các mầu

đỏ, xanh lam và các mầu khác tương tự của rau quả là các este metyl của các này Các yếu tố của antoxian này rất nhậy cảm với phản ứng của môi trường Các chất màu đỏ

tự nhiên khác là antoxyanin E 163, betain E 162, chất nhuộm màu eno E163 ii và carmin E120

Antoxyanin E163 được sản xuất từ các nguyên liệu khác nhau như: quả phúc bồn tử đen, quả nho, quả cơm cháy, quả thanh lương trà E 163 sử dụng tốt nhất ở pH

< 4 do đó không có ứng dụng trong công nghiệp chế biến thịt 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 do đó được ứng dụng chủ yếu trong chế biến các sản phẩm sữa và sản xuất đường Chất nhuộm màu eno được sản xuất từ nước ép quả nho đỏ và quả cơm cháy, không được sử dụng cho chế biến các sản phẩm sữa vì trong môi trường axit nó tạo ra màu đỏ, còn trong môi trường trung tính và kiềm thì nó lại 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%

Lớp: Cao hoc CNTP 06-086

Bảng 1 Một số antoxian phổ biếnAntoxianozit Antoxianidol Đường Có ở cây

Pelargonin Pelargonidol Hai glucoza Cúc tây (aster)

Ceraxianin Ceraxianidol Glucoza, ramnoza quả anh đào

Prunixianin Prunixianidol Galactoza quả mận

Idain Idainidol Ramnoza, glucoza quả việt quất

Delfin Delfinidol Hai glucoza

Malvin Malvinidol Hai glucoza Hoa cẩm quỳ

d Công nghệ sản xuất CMTP antoxyan: gồm hai giai đoạn

1) Chiết chất màu bằng dung môi thích hợp

2) Chế biến CMTP để thu được sản phẩm có nồng độ cao, bền khi bảo quản và đạt tiêu chuẩn dùng cho thực phẩm

Người ta tách antoxyan từ thực vật bằng cách chiết nhờ các dung môi như nước hay dung dịch rượu - nước của các axit hữu cơ hoặc các alcol (metanol, etanol)

Dung môi là dung dịch nước của các axit hữu cơ dễ bị vi khuẩn làm hỏng Nếu bảo quản chúng quá 15 ngày, dung dịch cần được sulfit hóa

Hiệu quả của quá trình, chiết phần lớn phụ thuộc vào phương pháp sơ chế nguyên liệu Ngoài các biện pháp nghiền, tạo hạt để sản phẩm có kích thước thích hợp, nguyên liệu còn được chiếu xạ, tác động bằng dòng điện, bằng nhiệt độ và cuối cùng là sàng để phân loại Nghiền nguyên liệu là công đoạn đầu tiên của quá trình sơ chế, có ảnh hưởng lớn đến antoxyan vì quá trình đó phá vỡ sự cân bằng sinh học trong các tế bào sống

Người ta tách antoxyan từ củ cải đỏ bằng xử lý nhiệt, xử lý bằng vi sóng và dùng nước làm dung môi chiết Hỗn hợp chiết xnất được giữ ở 70 - 80oC

Để CMTP chiết từ củ cải đỏ có độ ổn định cao người ta thêm một lượng nhất định muối của các kim loại kiềm vào khối dung dịch sau đó chưng cất hết dung môi

Cùng có thể dùng axit ascobic kết hợp với axit chanh và natri bisunfat để giữ màu của CMTP được ổn định

Liều dùng: 0.1 mg/kg khối lượng cơ thể

e Ứng dụng:

Các polyphenol thuộc nhóm antoxyan không những làm cho rau quả có màu sắc hấp dẫn mà còn là nguyên nhân làm vitamin P có hoạt tính Vì vậy sử dụng antoxyan làm CMTP màu đỏ, ngoài việc làm cho thực phẩm hấp dẫn còn nâng cao giá trị dinh dưỡng của món ăn.

Ngoài tác dụng là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm, anthocyanin còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí như: khả năng chống oxy hóa cao nên được sử dụng để chống lão hóa, hoặc chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, hạn chế sự suy giảm sức

đề kháng; có tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển của các

tế bào ung thư; tác dụng chống các tia phóng xạ

"Chất Antoxian tập trung nhiều trong quả quýt có khả năng ngăn ngừa bệnh tim Ngoài ra, nó cũng chứa chất Lutein và chất xơ giảm nguy cơ mắc bệnh đái đường

và những vấn đề về lưu thông máu", Joanne Shearer, chuyên gia dinh dưỡng tại bệnh viện Tim của miền Nam Dakota ở Sioux Falls cho biết

2.1.2.2 Carotinoit: có mầu vàng và da cam

Các carotinoit là các hợp chất hữu cơ nằm trong nhóm các hyđrocabon không

no mạnh Các hợp chất này không tan trong nước nhưng lại tan trong dung môi hữu

cơ Nhóm carotinoit gồm khoảng 65 - 70 các chất màu thực vật Các carotinoit bền với sự thay đối pH của môi trường và các chất khử, nhưng không bền với tác dụng của nhiệt và ánh sáng vì vậy không nên sử dụng cho các sản phẩm làm từ thịt vì trong quá trình sản xuất phải qua giai đoạn xử lý nhiệt

Các chất nhuộm màu vàng là annato E 160(B), chiết xuất từ hạt quả mận châu

Mỹ và ELOO từ củ nghệ Dạng hòa tan trong nước của E 160(B) được sử dụng để

Lớp: Cao hoc CNTP 06-088

Mg N N

N N

O COOCH 3

2.1.2.3 Clorofin : có mầu xanh lá cây

Hình 3: Cấu tạo của clorofil A và B

A : X là CH3 ; B : X là CHOClorofil có hai dạng :

- Clorofil A có công thức là : C55H72O5N4Mg

- Clorofil B có công thức là : C55H70O6N4Mg có màu nhạt hơn clorofil A

Tỷ lệ clorofil A và clorofil B trong thực vật khoảng 3:1

Tính chất

a) Dưới tác dụng của nhiệt độ và axit của dịch bào màu xanh bị mất đi, một mặt là do protein bị đông tụ làm vỏ tế bào bị phá huỷ, mặt khác là do liên kết giữa clorofil và protein bị đứt làm cho clorofil dễ dàng tham gia phản ứng để tạo ra feofitin

có màu xanh oliu

b) Khi cho tác dụng với kiềm nhẹ như cacbonat kiềm, kiềm thổ thì chúng

sẽ trung hoà axit và muối axit của dịch tế bào và tạo nên môi trường kiềm làm cho clorofil bị xà phòng hoá để cho rượu phitol, menanol và axit clorofilinic

Các axit ( C32H30ON4Mg )(COOH)2 và (C32H28O2N4Mg )(COOH)2 thu được do

xà phòng hoá clorofil a và b gọi là clorofilin hoặc clorofilit Các axit cũng như muối của chúng đều cho sản phẩm màu xanh đậm

H 3 CO

c) Clorofil cũng bị oxy hoá do oxy và ánh sáng do tiếp xúc với các lipid

bị oxy hoá hoặc do tác dụng của enzym lipoxydaza

d) Do tác dụng của Fe, Sn, Cu, Al thì Mg trong clorofil sẽ bị thay thế và

sẽ cho các màu khác nhau sau :

- Với Fe sẽ cho màu nâu

- Với Sn và Al sẽ cho màu xám

- Với Cu sẽ cho màu xanh sángTrong sản xuất thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất đồ hộp rau quả, người ta thường dùng các biện pháp sau đây để bảo vệ màu xanh diệp lục :

- Sử dụng dung dịch clorofilin: mầu này thu được từ lá rau dền, lá gai và các loại rau xanh khác, bằng cách cô đặc nước chần của lá rau dền hay lá gai với dung dịch kiềm đậm đặc(3kg NaOH cho 100kg lá tươi) trong thời gian 2-3h Trong thời gian nấu, clorofil chuyển thành clorofilin(theo hai dạng của clorofin là clorofin A clorofin B), sau khi nấu đem ép và lọc, dung dịch thu được chứa clorofilin Các clorofilin bền mầu hơn

- Gia nhiệt nhanh trong một lượng nước lớn ( 3-4 lit/kg ) để giảm hàm lượng axit Axit lúc này sẽ bị bay đi cùng với hơi nước

- Gia nhiệt rau xanh trong nước cứng, cacbonat kiềm thổ sẽ trung hoà một phần axit của dịch bào

Trong thực tế , để bảo vệ màu xanh của đậu đóng hộp, người ta cho vào hộp một ít dinatri glutamat Hoặc để nhuộm màu xanh cho đậu vàng, người ta dùng clorofilin ( clorofil + kiềm ) Clorofil dễ bị hấp thụ trên bề mặt của hạt đậu và giữ được bền màu trên bề mặt đó làm cho màu hạt rất đẹp

Liều dùng: 15 mg/kg khối lượng cơ thể

Curcumin: có mầu vàng da cam, có thể thu được chất này từ củ nghệ và có thể đạt được nồng độ 99% Curcumim được dùng trong sản xuất bột cary, mù tạt, nước dùng, bột canh rau và các sản phẩm sữa

Ký hiệu của chất màu này là 100i

Liều lượng dùng 0,1 mg/kg khối lượng cơ thể

Lớp: Cao hoc CNTP 06-0810

Liều dùng: 0.1 mg/kg khối lượng cơ thể

Riboflavin (lactoflavin) hoặc vitamin B2, có mầu vàng da cam Người ta thu được chất này từ nấm me, nấm lúa mì, trứng và gan động vật Riboflavin được dùng trong sản xuất các sản phẩm sữa, kem, làm bánh ngọt, mứt kẹo

Liều dùng: 0.5 mg/kg khối lượng cơ thể

Axit cacminic: có mầu đỏ tươi, chất này thu được từ trứng và con non của một loại côn trùng rệp đỏ đã sấy khô Chế phẩm có chứa 10 – 15% axit cacminic Axit cacminic được dùng cho các sản phẩm khai vị, thịt chín, các sản phẩm sữa

Liều dùng: 2.5 mg/kg khối lượng cơ thể

Caramel: có mầu nâu đen, chất này thu được bằng cách nấu đường sấy sacaroza

ở nhiệt độ cao

Phản ứng caramel hóa có ảnh hưởng lớn đến màu sắc của các sản phẩm giàu đường như bánh kẹo, mứt… Phản ứng xảy ra mạnh mẽ ở nhiệt độ nóng chảy của đường

Caramel được dùng cho các sản phẩm dấm, rượu vang, bia, rượu táo, thịt, cá, đậu phụ

Liều dùng: 100 mg/kg khối lượng cơ thể

Poliphenol đã bị oxy hoá: có mầu nâu đậm, chất này được tổng hợp từ chè đen,

nó là một hỗn hợp nhiều chất trong đó chủ yếu là teaflavil (TF) và tearubigin (TR), tỷ

lệ TF/TR < 1/12 Chất mầu này được dùng cho nhiều sản phẩm như nước uống, thịt,

cá, bánh, kẹo

Liều dùng không hạn chế tuỳ thuộc vào mầu sắc của sản phẩm mà người ta điều chỉnh hàm lượng cho phù hợp

Bảng 2 Một số chất mầu tự nhiên

mg/kg khối lượng cơ thể

7 Poliphenol đã bị oxy hoá Nâu đậm Không hạn chế

2.1.3 Các chất mầu nhân tạo(hay tổng hợp)

Chất mầu nhân tạo là chất mầu được tổng hợp hữu cơ từ các nguyên liệu tự nhiên

Ưu điểm:

- Bền mầu

- Đa dạng về mầu sắc: mầu vàng mầu đỏ, mầu xanh, mầu đen

- Có thể phối mầu để tạo mầu thích hợp với thị hiếu, có 3 phương pháp phối mầu

• Phương pháp cơ học

• Phương pháp kinh nghiêm

• Phương pháp điện tử

Lớp: Cao hoc CNTP 06-0812