CHAT MAU CHAT THOM

MỞ ĐẦUChất màu và chất thơm là những hợp chất hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên hoặc được tổng hợp nhân tạo, có vai trò quan trong trong việc tạo màu và mùi, tăng tính cảm quan cho sản ph

MỞ ĐẦU

Chất màu và chất thơm là những hợp chất hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên hoặc được tổng hợp nhân tạo, có vai trò quan trong trong việc tạo màu

và mùi, tăng tính cảm quan cho sản phẩm

Chất thơm được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau như công ghiệp mỹ phẫm dùng để sản xuất nước hoa, phấn, sáp, son, kem xoa…; công nghiệp thực phẩm sử dụng làm chất gia hương cho bánh kẹo, chè, thuốc lá, nước giải khát, rượu mùi…; công nghiệp tiêu dùng sử dụng

để sản xuất kem đánh răng răng, xà phòng thơm, dầu gội đầu…

Chất màu được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm nhất là sản xuất bánh kẹo, thực phẩm đóng hộp, sản xuất thức ăn nhanh, …

Do vậy, sản xuất chất màu và chất thơm là lĩnh vực không thể thiếu ở mỗi quốc gia Vậy bản chất của chất màu và chất thơm là gì? Nguồn gốc và ứng dụng cụ thể của chúng như thế nào?

Để tìm hiểu những điều này, em xin chọn đề tài “ Chất màu- chất thơm và

NỘI DUNG

I. Chất màu và ứng dụng

1. Ý nghĩa của chất màu trong sản xuất thực phẩm

Trong thực phẩm, chất màu là một chỉ số quan trọng trong giá trị cảm quan cũng như sinh lý Vì vậy, trong sản xuất thực phẩm, người ta không chỉ

cố gắng bảo vệ màu sắc tự nhiên của nguyên liệu mà còn cho thêm các chất màu mới, tạo ra những màu sắc thích hợp với tính chất và trạng thái của thực phẩm.

Có những phương pháp giữ và tạo màu được dùng trong công nghiệp:

- Xây dựng quy trình gia công nguyên liệu bán thành phẩm để bảo đảm tối đa các chất màu có sẵn trong nguyên liệu.

- Tách, cô đặc, bảo quản các chất màu từ chính nguyên liệu thực vật đó hoặc từ các nguyên liệu giàu màu sắc Sau đó dùng chúng để nhuộm cho chính nguyên liệu mà ta đã thu được hoặc các nguyên liệu khác.

- Tổng hợp nhân tạo các chất màu giống chất màu tự nhiên rồi nhuộm cho các sản phẩm tự nhiên màu nhạt hoặc dễ bị mất màu trong quá trình chế biến.

- Điều chỉnh các phản ứng tạo màu trong quá trình gia công kỹ thuật.

2 Phân loại chất màu

2.1 Chất màu tự nhiên

Chất màu tự nhiên là những chất màu có sẵn trong nguyên liệu thực vật, tạo màu sắc cho lá, hoa, quả Bản chất là các sắc tố có mặt trong lục lạp của

tế bào thực vật, được chia thành ba nhóm chính: chlorophyll, carotenoid, flavanone.

a. Chlorophyll

Chlorophyll hay gọi là diệp lục, là sắc tố có vai trò chính trong quá trình quang hợp, giúp tạo nên màu xanh cho lá cây Có nhiều loại chlorophyll, nhưng quan trọng là chl a (C 55 H 72 O 5 N 4 Mg) và chl b (C 55 H 70 O 6 N 4 Mg) có màu nhạt hơn Tỷ lệ chl b và chl b trong lục lạp là khoảng 3:1 Trong cấu tạo của phân tử Chl, nhân Mg nằm ở giữa có vai trò tạo nên màu xanh cho phân tử Chl Vì một lý do nào đó, tế bào bị tổn thương và màng lục lạp mất đi tính

thấm chọn lọc, acid bên ngoài tràn vào trong màng gây nên phản ứng oxy hóa làm nhân Mg bị thay thế bởi hydro tạo thành pheophytine có màu nâu Ví

dụ, các loại rau nấu canh chua như rau me, vốn chứa nhiều acid nên khi nấu lên, chlorophyll bị biến thành màu pheophytine cho màu nâu.

Ứng dụng đáng chú ý hiện nay của chlorophyll là tách chiết chúng ra để làm đồ uống – thực phẩm chức năng Các sản phẩm chlorophyll hiện nay chủ yếu được tách chiết từ cỏ linh lăng, là một loại thực vật có hàm lượng chlorophyll cao.

b. Các chất màu nhóm Carotenoid

Carotenoid là nhóm chất màu không hòa tan trong nước mà chỉ hòa tan trong chất béo Carotenoid làm cho quả mà rau có màu da cam, đỏ, vàng Thuộc chất này có khoảng 65-70 chất màu tư nhiên, ví dụ như: carotene, lycopene, xantophyll, zeaxanthin, violaxantin…

c. Các chất màu nhóm flavonoid

Nhóm flavonoid gồm các chất tạo màu tan trong nước, được chứa trong không bào Flavonoid tạo màu cho hoa và quả khi chín, khung màu thay đổi

từ đỏ tới tím.

2. Các phản ứng tạo màu trong quá trình gia công kĩ thuật

2.1. Phản ứng caramen

Bản chất của phản ứng là sự nóng chảy của đưởng ở nhiệt độ cao Ban đầu, đường bị biến đổi thành aldehid và cuối cùng tạo ra caramen có vị đắng Tùy vào nhiệt độ và sự mất nước mà thành phẩm có màu sắc và hương vị khác nhau

Khi bị đun chảy ở nhiệt độ trung bình, mất nước 10% thì saccarose biến đổi thành caramelan có màu vàng nhạt, có vị hơi đắng Khi tiếp tục đun nóng, mất đi 14% nước sẽ tạo nên caramelen có màu nâu và vị đắng Nếu tiếp tục cho mất nước đến 25% thì tạo thành caramelin có màu đen

Phản ứng này được ứng dụng trong sản xuất mứt, làm kem flang… để tạo màu cho sản phẩm, bắt mắt và tạo hương vị đặc trưng cho từng sản phẩm.

2.2. Phản ứng Maillard

Bản chất của phản ứng là sự đun nóng của đường và protein ở nhiệt độ cao, tạo nên melanoidin có màu đậm và không tan trong nước.

4

Phản ứng có thể được chia thành 3 giai đoạn:

- Giai đoạn đầu: diễn ra sự ngưng tụ đường và amin tạo nên base-schiff hoặc N-glycoside, sau đó bị đồng phân hóa tạo ra phức hợp gồm 1 amin- 1deoxy-2 cetosse.

- Giai đoạn trung gian: tùy vào nhiệt độ và chất tham gia phản ứng ban đầu sẽ tạo ra các sản phẩm khác nhau Hầu hết chúng đều chứa nhóm CHO.

- Giai đoạn cuối : bao gồm :Phản ứng ngưng tụ andol tạo polyme màu nâu không chứa nitrogen và phản ứng trùng hợp andehydeamine tạo nên các hợp chất nito dị vòng.

Phản ứng Maillard là một phản ứng quan trọng trong kĩ thuật gia công tạo màu cho sản phẩm, được ứng dụng trong sản xuất bánh mỳ (tạo nên màu sắc cho vỏ bánh mỳ), sản xuất bia,… trong sản xuất rượu, người ta cố gắng hạn chế phản ứng Maillard này do một lượng đường bị mất cho phản ứng maillard sẽ làm giảm hiệu quả của việc sinh ra cồn Để hạn chế phản ứng tạo melaoidin, người ta hòa chung cơm lên men rượu với nước trước khi nấu Trong sản xuất đường, khi cô đặc, đường bị sẫm màu cũng là do phản ứng maillard Trong sản xuất đồ hộp và rau quả, người ta cố gắng hạn chế phản ứng Maillard do muốn bảo vệ màu sắc tự nhiên của sản phẩm.

2.3. Phản ứng oxy hóa polyphenol

Polyphenol cùng với glucose dưới tác dụng của polyphenoloxydase sẽ bị oxy hóa thành octoquinon sau đó ngưng tụ thành flobafen có màu nâu đen, hoặc các màu trung gian như hồng, đỏ, xanh đen.

Phản ứng này gây ảnh hưởng đến quá trình sản xuất thực phẩm có nguồn gốc thực vật, làm mất màu tự nhiên của sản phẩm Do đó, để ngăn chặn, người ta đề ra các biện pháp như tránh làm dập gãy nguyên liệu, vô hoạt enzyme polyphenonoxydase, nhúng ngập nguyên liệu trong dung dịch nước muối nhạt khi sơ chế, giảm pH để làm chậm phản ứng hay hút chân không để lấy hết oxygen trong mô.

Tên Màu Đối tượng sử dụng Thuộc

nhóm chất màu

Tartrazin Vàng

chanh kẹo, kem, đồ uống, Tạo màu cho mứt,

snack

Tổng hợp

riboflavin Vàng Tạo màu cho súp,

bánh pudding, mứt, kẹo Tự nhiên Zeaxanthin Vàng Tạo mà cho mỡ, đồ

Curcumin Vàng đỏ Tạo màu cho mù tạt Tự nhiên Sunset

yellow Da cam uống, mứt quả, cua, cá Tạo màu cho đồ

hồi biển

Tổng hợp

β caroten Da cam Tạo màu cho mỡ, đồ

uống, mứt, kẹo pudding, sữa chua

Tự nhiên

Astaxantin Da cam Tạo màu cho đồ

uống, sản phẩm cà chua, mứt, kẹo

Tự nhiên

Carmoisin Đỏ ánh

xanh uống, mứt, kẹo, kem Tạo màu cho đồ Tổng hợp Amaran Đỏ ánh

xanh uống, mứt Tạo màu cho đồ Tổng hợp Ponceau Đỏ tươi Tạo màu cho đồ

uống, kẹo, cá hồi biển Tổng hợp Erythrocin Đỏ ánh

đào mứt, kẹo Tạo màu cho quả, Tổng hợp

xanh kẹo Tạo màu cho mứt Tổng hợp Carmin Đỏ sáng Tạo màu cho đồ

Autoxianidin Đỏ-tím

phụ thuộc pH uống có ga Tạo màu mứt, đồ Tự nhiêm Allura red

AC Đỏ thực phẩm Tạo màu kẹo, mứt, Tổng hợp

6

Brilliant blue FCF Xanh biển kẹo, siro, đồ hộp Tạo màu cho bánh Tổng hợp

Bảng 1: một số chất màu tự nhiên và tổng hợp dùng trong thực phẩm

II. Chất thơm và ứng dụng

1. Ý nghĩa của chất thơm trong sản xuất

Chất thơm là những chất không tan trong nước và rất dễ bay hơi, bản chất là các este hay aldehid có mùi.

Chất thơm tạo nên giá trị cảm quan cho sản phẩm Do đặc điểm dễ bay hơi nên người ta áp dụng các biện pháp để bảo quản tối đa hương thơm sẵn

có trong sản phẩm, chưng cất và cô đặc hương thơm của nguyên liệu, tổng hợp các chất thơm nhân tạo hay tạo nên các phản ứng tạo mùi.

Trong hơn hai triệu chất hữu cơ thì có khoảng 400.000 chất màng mùi nhiều hay ít Các chất mùi này có thể được tách chiết từ nguyên liệu hoặc tổng hợp nhân tạo, trong sử dụng cần lưu ý những tính chất của chúng.

- Có thể làm tăng mạnh hay làm yêu mùi bằng một mùi khác.

- Mùi cao su, iodine long não, gỗ bá hương khi phối hợp sẽ triệt tiêu mùi lẫn nhau.

- Các chất có cấu tạo và tính chất giống nhau có mùi khác nhau.

- Mùi phụ thuộc vào nồng độ chất trong không khí.

- Có 7 mùi cơ bản: băng phiến, xạ hương, hoa thơm, bạc hà, eter, cay- hăng, mùi thối.

3 Chất thơm tự nhiên

3.1 Giới thiệu về chất thơm

Chất thơm tự nhiên là tinh dầu hay nhựa, là hỗn hợp chất hữu cơ tan lẫn vào nhau, có mùi đặc trưng Ở nhiệt độ thường, hầu hết tinh dầu ở thể lỏng, không tan trong nước nhưng tan tốt trong dung môi hữu cơ như rượu, ete,

chất béo… Tinh dầu bay hơi với hơi nước, có vị cay ngọt, nóng và có tính sát trùng mạnh.

Thành phần hóa học của tinh dầu gồm các tecpen và những dẫn xuất của tecpen Tinh dầu chứa trong thực vật có thành phần luôn thay đổi theo thời gian sinh trưởng của cây, loại cây, tùy thuộc vào điều kiện khí hậu.

Một số tinh dầu quen thuộc như: tinh dầu nhài từ hoa nhài, tinh dầu hoa hồng, tinh dầu bạc hà từ cây bạc hà tươi hoặc héo, tinh dầu hương nhu từ lá

và cây hương nhu, tinh dầu hồi từ hoa và quả hồi, tinh dầu khuynh diệp từ lá

và chồi cây khuynh diệp, tinh dầu chanh từ vỏ quả chanh, tinh dầu xạ hương

từ bộ phận sinh dục của chồn hương.

3.2 Nguyên tắc sản xuất tinh dầu từ các nguyên liệu thiên nhiên.

Nguyên tắc chung để tách chiết tinh dầu là dùng hơi nước hoặc dung môi thích hợp

3.2.1 Sản xuất bằng phương pháp chưng cất

Tách chiết hơi nước là phương pháp đơn giản nhất, nhưng hiệu quả không cao Ưu điểm khác của phương pháp này là không đòi hỏi vật phụ lieeuh và thời gian chưng cất tương đối ngắn.

Thực chất của phương pháp này là lợi dụng nước bốc hơi để kéo theo mùi trong nguyên liệu ra ngoài.

3.2.2 Sản xuất bằng phương pháp trích ly

Trích ly tinh dầu bằng dung môi có ưu điểm là có khả năng tách triệt để lượng tinh dầu có trong nguyên liệu, quy trình đỡ phức tạp về thiết bị và có thể tiến hành với quy mô nhỏ và gia đình.

Thực chất quá trình trích ly là sự khuếch tán của các phân tử tinh dầu từ nguyên liệu vào dung môi, Yêu cầu dung môi được chọn phải có nhiệt độ sôi thấp, dễ tách, không gây ảnh hưởng mùi, không tác dụng hóa học với tinh dầu, phải hòa tan tốt tinh dầu nhưng tạp chất ít và nhất thiết là không độc hại Dung môi thông dụng nhất là cồn nồng độ cao.

Phương pháp này thường dùng với các tinh dầu khó tách chiết như tinh dầu các loài hoa, sử dụng trong công nghiệp sản xuất nước hoa.

4.Chất thơm hình thành trong quá trình gia công kỹ thuật

4.1 Phản ứng Maillard

Phản ứng maillard vừa có khả năng tạo màu vừa tạo mùi.

8

Phản ứng tạo mùi trong công nghiệp thường có sự tham gia của đường hexose và pentose vowiss acid amin dưới tác dụng của nhiệt độ

Hexose + petose + amino acid -> furfutol + oxymethylfurfutol + các aldehid + các reduction

Trong đó, furfutol có mùi táo, oxymethylfurfutol có mùi dễ chịu do hexose, aldehid có mùi do amino acid quyết định Ví dụ: luecin cho aldehid có mùi bánh mì, glycine cho aldehid có mùi mật và mùi thơm của bia, phenylalanine cho aldehid có mùi hoa hồng.

Phản ứng maillard được ứng dụng rộng rãi trong sản xuât bia, nước hoa, bánh mỳ và các thực phẩm khác.

4.2 Phản ứng quionamine

Các aldehid có mùi còn được tạo ra do phản ứng giữa amino acid và phenol của enzyme phenoloxydase Phản ứng này thường làm mất mùi tự nhiên của nguyên liệu, ứng dụng trong sản xuất chè

Quy trình sản xuất chè đen Ngoài ra các aldehid có thể tân tạo do tương tác giữa amino acid và ascorbic acid khi có mặt polyphenol, ion Cu hoặc gia nhiệt 80- 90 o C Đây là phản ứng oxy hóa deamine hóa các amino acid.

5 Các tổ hợp thơm

Các câu tử thơm tương tác hài hòa với nhau làm mùi bị biến đổi thành một mùi mới gọi là tổ hợp thơm Trong tổ hợp thơm, hàm lượng các cấu tử thơm không giống nhau, có những chất quyết định hương thơm chủ yêu gọi

là chất nền thơm Ngoài ra, có những cấu tử có vai trò định hướng và làm bền mùi của tôt hợp thơm Chất đinh hướng thường là nhựa hoặc bazam, các chất hữu cơ kết tủa như vani, xibet…

Các chất thơm có thể bị biến đổi mùi khi phản ứng với các aldehid, ester, cetol trong dung môi cồn; như mùi dạ hương có thể thành mùi hoa hồng, mùi hoa nhài có thể thành mùi hạnh nhân.

Các chất thơm cũng có thể bị oxy hóa dẫn đến mất mùi hay bị biến đổi mùi, ví dụ : mùi hanh nhân bị oxy hóa sẽ mất mùi, mùi dạ hương tác dụng với kiềm bị biến đổi thành mùi mật.

KẾT LUẬN

Chất thơm và chất màu là các hợp chất hữu cơ có vai trò tạo mùi và màu cho nguyên liệu, giúp tạo giá trị cảm quan cho sản phẩm.

Trong quá trình gia công kỹ thuật, người ta áp dụng các biện pháp để giữ lại màu hay mùi tự nhiên của nguyên liệu, tổng hợp các chất màu và thơm

10

mới hay hình thành chất màu và mùi theo các phản ứng định hướng màu và mùi.

Chất màu và thơm đều có hai nguồn: tự nhiên và nhân tạo Chất màu và chất thơm được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất thực phẩm, chè, nước hoa Trong sản xuất, phản ứng quan trọng nhất được ứng dụng để tạo màu và mùi là phản ứng Maillard, bản chất là phản ứng giữa đường với protein ở nhiệt độ cao, thường được ứng dụng trong sản xuất bánh mỳ, bia, …