Chất nhuộm màu nói chung và chất nhuộm màu thực phẩm nói riêng đã được người dân các nước trên thế giới sử dụng vào cuộc sống từ thời xa xưa. Mộtchất màu được ong cho thực phẩm nhất thiết phải hội đủ ba tiêu chuẩn về mặt y tế của chất phụ gia thực phẩm:+ Nhuộm thực phẩm thành màu theo mục đích, phù hợp với công nghệ chếbiến thực phẩm.+ Không có độc tính (gồm cả độc tính cấp, bán cấp và trường diễn)+ Không là nguyên nhân hoặc tác nhân gây bệnh.Ngoài ra, do yêu cầu riêng của thực phẩm, các chất nhuộm màu ong trong lĩnh vực này không gây mùi lạ và làm thay đổi chất lượng thực phẩm.Hiện nay, nghiên cứu các chất nhuộm màu cho thực phẩm trên thế giới được tập trung vào các hướng chủ yếu sau đây: Điều tra, phát hiện và nghiên cứu chiết tách các chất nhuộm màu thực phẩm từ nguyên liệu tự nhiên, nhưng chủ yếu từ thực vật. Đây là hướng nghiên cứu được đặc biệt quan tâm, bởi chất màu thu được thường có tính an toàn cao, giá thành hạ. Theo hướng nghiên cứu này nhiều chất màu đã được sản xuất và đưa vào ứng dụng (Chất nhuộm màu tím thu từ vỏ quả Nho, chất nhuộm màu đỏ thu từ hoa của cây Điều nhuộm, chất indigotine nhuộm màu xanh thu từ lá cây Chàm...) Nghiên cứu bán tổng hợp chất nhuộm màu từ các hợp chất thu nhận từ thực vật. Đây là hướng nghiên cứu có nhiều triển vọng, có thể sản xuất nhiều chất màu khác nhau. Tuy nhiên giá thành sản phẩm cao và đòi hỏi công nghệ phức tạp. Mặc dù vậy, hiện nay nhiều chất màu đang sử dụng được sản xuất theo hướng này (Beta Carotenal, Beta aprocarotenal...). Các chất nhuộm màu thực phẩm bán tổng hợp thường thuộc họ Carotene, họăc nhóm monoazo.
Nghiên cứu sử dụng số loại thực vật địa vùng miền núi phía Bắc ứng dụng nhuộm màu thực phẩm Tổng quan 10 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 10.1 Ngoài nước Chất nhuộm màu nói chung chất nhuộm màu thực phẩm nói riêng người dân nước giới sử dụng vào sống từ thời xa xưa Mộtchất màu ong cho thực phẩm thiết phải hội đủ ba tiêu chuẩn mặt y tế chất phụ gia thực phẩm: + Nhuộm thực phẩm thành màu theo mục đích, phù hợp với công nghệ chế biến thực phẩm + Không có độc tính (gồm độc tính cấp, bán cấp trường diễn) + Không nguyên nhân tác nhân gây bệnh Ngoài ra, yêu cầu riêng thực phẩm, chất nhuộm màu ong lĩnh vực không gây mùi lạ làm thay đổi chất lượng thực phẩm Hiện nay, nghiên cứu chất nhuộm màu cho thực phẩm giới tập trung vào hướng chủ yếu sau đây: - Điều tra, phát nghiên cứu chiết tách chất nhuộm màu thực phẩm từ nguyên liệu tự nhiên, chủ yếu từ thực vật Đây hướng nghiên cứu đặc biệt quan tâm, chất màu thu thường có tính an toàn cao, giá thành hạ Theo hướng nghiên cứu nhiều chất màu sản xuất đưa vào ứng dụng (Chất nhuộm màu tím thu từ vỏ Nho, chất nhuộm màu đỏ thu từ hoa Điều nhuộm, chất indigotine nhuộm màu xanh thu từ Chàm ) - Nghiên cứu bán tổng hợp chất nhuộm màu từ hợp chất thu nhận từ thực vật Đây hướng nghiên cứu có nhiều triển vọng, sản xuất nhiều chất màu khác Tuy nhiên giá thành sản phẩm cao đòi hỏi công nghệ phức tạp Mặc dù vậy, nhiều chất màu sử dụng sản xuất theo hướng (Beta Carotenal, Beta- apro-carotenal ) Các chất nhuộm màu thực phẩm bán tổng hợp thường thuộc họ Carotene, họăc nhóm monoazo - Nghiên cứu sản xuất chất nhuộm màu thực phẩm công nghệ sinh học: hướng nghiên cứu triển khai số nước có trình độ kỹ thuật cao Theo hướng nghiên cứu này, nhà nghiên cứu thử nghiệm thu nhận chất nhuộm màu từ nuôi cấy mô số loài thực vật (Aralia armata, ), sử dụng số hệ men, số loài vi khuẩn để chuyển hoá hợp chất hữu thành chất màu Tuy nhiên, hướng nghiên cứu chưa đạt kết thực tế - Tổng hợp chất vô độc tính để nhuộm màu cho thực phẩm Đây hướng nghiên cứu tiến hành từ lâu Mặc dù vậy, chất vô sử dụng cho thực phẩm hạn chế Hiện chất vô phép ong cho thực phẩm có số oxít sắt: FeO(OH)xH2O (màu đỏ), FeO.Fe2O3 (màu đen), FeO(OH).xH2O (màu vàng),… Xu hướng giới hạn chế ong chất nhuộm màu có nguồn gốc vô công nghiệp thực phẩm Do tiêu chuẩn chặt chẽ mức độ an toàn, giới thừa nhận 73 hợp chất (hoặc dịch chiết, phức chất) chất nhuộm màu cho thực phẩm Trong số số hợp chất phép sử dụng số quốc gia định Hiện có số loại cho chất nhuộm màu thực phẩm trồng khai thác với số lượng lớn số nước Một vài sản phẩm số “Cutch”, nước chiết sấy khô Acacia catechu Lượng sản xuất hàng năm giới Cutch khoảng 6.000 – 9.000 tấn/ năm lượng xuất- nhập nước khoảng 1.500 tấn/ năm Nước sản xuất Ấn Độ (các nước sản xuất với số lượng Pakistan, Bangladesh, Myanmar Thái lan), nước nhập Pakistan Trước đây, vào năm thập kỷ 70, hàng năm nhà máy công nghiệp Ấn Độ sử dụng tới 63.000 gỗ nguyên liệu Trong thời gian từ 1988- 1993, Ấn Độ xuất sang Pakistan 1.000- 1.300 tấn/ năm Ngoài Cutch ra, có sản phẩm tự nhiên khác sản xuất sử dụng với số lượng lớn, Annatto (được lấy từ Điều nhuộmBixa orellana) Lượng sản phẩm giới hàng năm khoảng 10.000 tấn, lượng sản phẩm tham gia mậu dịch khoảng 7.000 Nước xuất sản phẩm Annatto Peru Kenya, nước nhập Mỹ, Nhật số nước Đông Âu Một số khác trồng để làm nguyên liệu sản xuất chất màu thực phẩm là: Indigofera tinctoria, Tagetes erecta, Lawsonia inermis, Curcuma longa, Crocus sativus, Gardenia jasminoides, Medicago sativa, Riêng vùng Andhra Pradesh Ấn Độ sau trồng với số lượng tương đối nhiều: Bixa orellana (1.200 ha), Indigofera tinctoria (800 ha), Tagetes erecta (120 ha) Lawsonia inermis (20 ha) Bên cạnh việc sử dụng chất màu thu cách truyền thống ngày người ta áp dụng kỹ thuật tăng nhanh trình tổng hợp tự nhiên Trên giới năm gần đây, nhiều nghiên cứu áp dụng công nghệ sinh học việc nâng cao sản lượng tổng hợp chất màu tự nhiên Các phương pháp chủ yếu dựa vào việc nuôi cấy tế bào loài thực vật, vi sinh vật xác định có thành phần sắc tố ong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm mỹ phẩm Năm 1995, Ajinomoto cho phương pháp điều chế màu đỏ tự nhiên cách nuôi mô sần thuộc chi Aralia (loài cho kết tốt Aralia cordata) Chất màu tổng hợp ong tối, chất màu tiết môi trường nuôi cấy Năm 1995, Kondo T đưa phương pháp sản xuất anthraquinone từ số thuộc họ cà phê (Rubiaceae) Tế bào nuôi môi trường có nguồn Cac bon I, muối vô muối Can xi (Canxi chloride Canxi nitrate) với nồng độ 5- 90mM/l Lá Rubia akane cắt thành mảnh nhỏ đưa vào môi trường nuôi cấy có pH 5,8, muối vô (3 mM/l CaCL2), vitamin, 2,4- D, kinetin, đường mía thạch Sản lượng lớn anthraquinone sản xuất nồng độ CaCL2 từ 5- 90 mM/l Narisu- Keshohin, 1991 đưa phương pháp sản xuất chất màu cách nuôi cấy mô Oải hương (Lavandula angustifolia) Nuôi tế bào điều kiện có ánh sáng cho hiệu suất cao Với phương pháp sản phẩm tạo dạng vảy lớn với hiệu suất cao Phương pháp sản xuất màu đỏ hoa rum nuôi trồng mô sần Hồng hoa (Carthamus tinctorius), Mitsui- Eng Shipbldg đề xuất vào năm 1990 Màu đỏ hoa rum điều chế cách nuôi mô sần hoa rum môi trường kiềm, chất màu tiết vào môi trường nuôi cấy Chất màu màu tự nhiên, có màu sắc đẹp ổn định Các nghiên cứu chất màu thực phẩm tự nhiên không tiến hành loài thực vật mà nghiên cứu tế bào vi sinh vật Một số chi quan tâm nhiều Aspergillus, Pseudomonas Năm 1996, Kasenkov O I đưa phương pháp điều chế chất nhuộm thực phẩm màu đỏ từ nguyên liệu thực vật Theo phương pháp nguyên liệu thực vật phải nghiền nát tẩy trùng, sau ngâm môi trường lên men Aspergillus, cuối chúng chọn lọc cô đặc Nguyên liệu thực vật thành phần môi trường để nuôi cấy loài thuộc chi Trichoderma (tốt Trichoderma koningi Trichoderma longibrachiatum) Sử dụng phương pháp này, môi trường đơn giản hoá hiệu suất chất màu tăng lên đáng kể Cùng sử dụng Pseudomonas để sản xuất sản phẩm màu, House- Food (1991) số dòng cho sản phẩm với hiệu suất cao Các dòng FERM BP2933, FERM BP- 2932 Trong dung dịch nuôi cấy Linsmaier- Skoog có thêm loại thực vật định muối sắt chúng 400 ug sản phẩm/ ml Chất màu ferropyrimine thu trực tiếp từ môi trường nuôi cấy Loài thực vật chọn thuộc họ như: Liliaceae, Cruciferae, Polygonaceae, Leguminosae, Solanaceae Gesneriaceae Sử dụng chất màu thực phẩm có quan hệ trực tiếp đến sức khoẻ tính mạng người Vì nhiều quốc gia vùng lãnh thổ ban hành luật sử dụng chất màu thực phẩm Trong Bộ luật chất màu thực phẩm, chất màu có nguồn gốc sắc tố thực vật (chất mầu tự nhiên) quy định ưu tiên Ví dụ : điều Điều 26 Luật sử dụng chất màu Ấn Độ : Điều 26: Các chất màu tự nhiên sử dụng Trừ trường hợp quy định cụ thể luật này, yếu tố màu tựnhiên sau sử dụng loại thực phẩm Beta-carotene Beta-apo-8-carotenal Axit Methylester of Beta-apo-8’ carotenoic Axit Ethylester of Beta-apo-8’ carotenoic Canthaxanthin Chlorophyll Riboflavin (Lactoflavin) Caramel Annatto 10 Saffron 11 Curcumin (or turmeric) Danh mục chất nhuộm màu thực phẩm giới quy đinh chặt chẽ Mã số giới hạn sử dụng Theo quy định Liên minh Châu Âu (EU), CMTP có mã số từ E100 đến E172 Đây quy chế sử dụng rộng rãi giới Tuy nhiên, Australia vài nước thuộc khu vực Thái Bình Dương sử dụng hệ thống Mã số với chữ đầu A, sử dụng Luật sử dụng chất màu thực phẩm châu Âu quy định rõ sản phẩm màu sử dụng chế biến thực phẩm Tuy vậy, quốc gia có quy định riêng cho chất cụ thể Vì thế, có số chất màu không sử dụng tất nước cộng đồng châu Âu (E 128 red 2F, E129 allura red, E133 brilliant blue FCF, E154 brown FK, E155 brown HT), sử dụng hạn chế (ở Đức, chất sau bị hạn chế sử dụng: E102 tartrazine, E110 sunset yellow, E123 amarnath, E127 erythrosine) Ở Đức số nước khác có đưa danh sách thực phẩm sử dụng chất màu Trong luật sử dụng chất màu thực phẩm châu Âu, phụ lục từ II- V có đưa chi tiết thực phẩm Tóm lại, nghiên cứu chất màu thực phẩm giới quan tâm lớn nhiều quốc gia với nhiều hướng nghiên cứu Trong hướng nghiên cứu đó, tìm kiếm chiết tách chất màu từ thực vật ưu tiên hàng đầutrong nghiên cứu 10.2 Trong nước Kinh nghiệm sử dụng tài nguyên thực vật nhân dân ta phong phú đa dạng nhiều hình thức vào mục đích khác như: làm lương thực, thực phẩm, xây dựng, chăm sóc sức khoẻ, thẩm mỹ, làm cảnh Đặc biệt phải kể đến mục đích nhuộm màu thực phẩm, dùng để nhuộm màu gồm tất loài thực vật dùng trực tiếp chế biến thành sản phẩm dùng để nhuộm màu cho loại thực phẩm Từ lâu, nhà khoa học tiến hành chiết tách chất nhuộm màu thực phẩm từ thực vật Tuy nhiên phải sử dụng nhiều chất màu tổng hợp đường hoá học Khi chất màu nhuộm công nghiệp đem vào sử dụng rộng rãi sinh hoạt nhân dân người ta phát nhược điểm sản phẩm chất màu công nghiệp chúng gây nên tác dụng phụ (chúng tác nhân gây ung thư, rối loạn thần kinh, tiêu hoá ngộ độc gây tử vong ) Vì năm gần người thấy tính ưu việt sản phẩm tự nhiên quan tâm nghiên cứu chất nhuộm màu có nguồn gốc thực vật để sử dụng chúng ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm Chất nhuộm màu có nguồn gốc thực vật thuộc nhiều nhóm cấu trúc hoá học khác nhau, số nhìn thấy trực giác, số khác biểu màu qua trình xử lý (thuỷ phân, ) Do vậy, nghiên cứu loài cho màu nhuộm hệ thực vật Việt Nam vấn đề cần nghiên cứu có hệ thống lâu dài Ở nước ta năm trước đây, khó khăn điều kiện phương tiện nên vấn đề chưa nghiên cứu nhiều Một số công trình sơ sài với quy mô hẹp, hầu hết số liệu, thông tin nhuộm màu thực phẩm trích dẫn từ tài liệu nước ngoài, nên có khả ứng dụng Về điều tra mang tính liệt kê loài thực vật cho màu nhuộm có công trình tiến hành Lưu Đàm Cư, Trần Minh Hợi (1995) sơ lược đánh giá nhuộm màu nói chung thường gặp nước ta, ghi nhận Việt Nam có 200 loài cho chất nhuộm màu thuộc 57 chi, thuộc 28 họ Gần đây, Lưu Đàm Cư cs (2002) điều tra phát 114 loài sử dụng để nhuộm màu thực phẩm Việt Nam Với hệ thực vật Việt Nam đa dạng phong phú (ước tính có khoảng 11.000 đến 12.000 loài) chắn nguồn nguyên liệu cho chất nhuộm màu đa dạng phong phú chủng loài, bước nghiên cứu khởi đầu Về nghiên cứu kỹ thuật công nghệ chiết tách chất màu từ thực vật, đáng lưu ý công trình “Xây dựng quy trình công nghệ chiết tách tổng hợp chất màu thực phẩm” (Nguyễn Thị Thuận, 1995), “Xây dựng quy trình công nghệ chiết tách cumarin từ củ nghệ” (Phạm Đình Tỵ, 2001), “Khả chiết tách chất màu thực phẩm từ Mật mông” (Nguyễn Thị Phương Thảo, Lưu Đàm Cư, 2003) Ngoài ra, có số công bố thành phần hóa học dịch chiết từ Lá diễn hạt Dành dành (Giang Thị Sơn cs, 2001) Các công trình nói thu kết khả quan, chứng minh cách khoa học khả thực tế sản xuất chất nhuộm màu thực phẩm từ nguyên liệu thực vật nước ta Tuy nhiên công trình nghiên cứu số đối tượng cụ thể, thường gắn với nghiên cứu làm thuốc chữa bệnh, chưa thấy hết tiềm chất nhuộm màu thực phẩm hệ thực vật Hơn nữa, tính chất đề tài công trình tập trung nghiên cứu số chất nhuộm màu đặc biệt (curcumin từ nghệ chủ yếu cung cấp cho nghành Y- Dược) nên giá thành cao, chưa thể đưa vào phục vụ đời sống hàng ngày nhân dân Hiện nay, tất chất nhuộm màu cho thực phẩm Việt Nam phải nhập từ nước Do yêu cầu ATVSTP, Y tế nước ta cho phép nhập sử dụng chất màu thực phẩm với số lượng hạn chế Như vậy, số 35 chất phép sử dụng cho thực phẩm Việt Nam có 10 chất chiết xuất từ thực vật (nguyên thủy phức chất) hoàn toàn phải nhập từ nước 10.3 Danh mục công trình công bố thuộc lĩnh vực đề tài chủ nhiệm thành viên tham gia nghiên cứu: Production of probiotic preparation from Lactobacillus fermentum HA6, Luong Hung Tien, Ho Phu Ha, Le Thi Lan Chi, Ngo Xuan Binh; Tạp chí Khoa học kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp, Đại học Nông Lâm TP HCM, Số (Số đặc biệt), 2009 Nghiên cứu ứng dụng số chế phẩm Enzyme thủy phân dịch bột sắn để cung cấp cho giai đoạn đường hóa lên men đồng thời SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation) Trần Thế Hiển, Lương Hùng Tiến, Nguyễn Thế Hùng, Nguyễn Viết Hưng; Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Thái Nguyên, Số 13, 2009 Sản xuất chế phẩm probiotic từ L.Fermentum HA phương pháp sấy phun Luong Hung Tien, Ho Phu Ha, Le Thi Lan Chi, Ngo Xuan Binh; Kỷ yếu hội nghị chào mừng năm thành lập Viên nghiên cứu phát triển công nghệ cao kỹ thuật công nghiệp, ĐH Thái Nguyên 2010 Incorporation of probiotic Lactobacillus fermentum HA6 into food products: an exploratory study Hồ Phú Hà, Lương Hùng Tiến, Lê Thị Lan Chi; Journal of science & Technology ♣ No 2A – 2011, p 27-31 Ha Noi University of Science and Technology, 2011 Nghiên cứu công nghệ sản xuất Surimi từ cá mè trắng; Đinh Thị Kim Hoa, Lương Hùng Tiến.; Kỷ yếu hội nghị khoa học tuổi trẻ trường Đại học cao đẳng khối nông lâm ngư thủy toàn quốc lần thứ V, 2011 Phân lập nấm men từ sim phục vụ cho trình sản xuất rượu vang từ sim Nguyễn Duy Dũng, Dương Thị Lan, Nguyễn Thị Thu Hà, Lương Hùng Tiến; Tuyển tập báo cáo Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học, Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên năm 2011 Nghiên cứu điều kiện công nghệ thích hợp để tổng hợp Gamma – cyclodextrin (γ – CD) phương pháp enzyme Nguyễn Thị Đoàn Báo cáo khao học hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc 2009 Lactobacilli and Dairy Propionibacterium with Potential as Biopreservatives Against Food Fungi and Yeast Contamination Phu-Ha Ho, Jian Biao Luo, and Michelle Catherine Adams Applied Biochemistry and Microbiology, 2009, Vol 45, No 4, pp 414–418 Chromosome XII context is important for rDNA function in yeast Yeon-Hee Kim, Daisuke Ishikawa, Ho Phu Ha, Minetaka Sugiyama, Yoshinobu Kaneko and Satoshi Harashima Nucleic Acids Research 2006, 34(10):2914-2924 10 Inhibition of Escherichia coli by the lactic acid bacterium Lactobacillus plantarum B33 in mustard leaves fermentation P.-H Ho, S Chu-Ky, K.T.M Tran, T.M.H Pham, T.T.H Nguyen, and T.M Le 2nd MoniQA International Conference: “Emerging and persisting food hazards: Analytical challenges and socio-economic impact” Krakow, Poland 8-10 June 2010 11 The effect of spray drying on the probiotic efficacy of a Lactobacillus sp Phu-Ha Ho, Michelle Catherine Adams and Thanh-Mai Le Proceeding of the 4th Probiotic, Prebiotic and New Food, jointly with XXX International Congress on Microbial Ecology and Disease (SOMED), Rom, Italy September 2007 12 Selection and identification of a novel probiotic strain of Lactobacillus fermentum isolated from Vietnamese fermented food Phu-Ha Ho and Michelle Catherine Adams Proceeding of 20th Scientific Conference, Hanoi University of Technology, Hanoi 10/2006, 43-49 13 Vietnamese traditional fermented foods as a source of novel probiotic bacteria Phu-Ha Ho, Michell Catherine Adams Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition 2005, 14:S93 Tính cấp thiết 11 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Phẩm màu chất phụ gia thực phẩm sử dụng nhiều chế biến thực phẩm Là tiêu đánh giá chất lượng cảm quan thực phẩm góp phần làm tăng cảm giác ngon miệng, kích thích thèm ăn, chất màu thực phẩm có giá trị dinh dưỡng Dựa công trình nghiên cứu khoa học, khảo sát độc tính cấp, độc tính trường diễn, phân huỷ chất, độ tinh khiết mà nước giới đưa danh sách chất phép sử dụng làm phụ gia trình chế biến thực phẩm Tại Việt Nam, "Danh mục tiêu chuẩn vệ sinh lương thực, thực phẩm" ban hành kèm theo Quyết định số 867/QĐ - BYT, ngày 4/4/1998 Bộ trưởng Bộ Y tế, quy định: (21 chất: 11 phẩm màu tự nhiên, 10 phẩm màu tổng hợp) phép sử dụng làm phẩm màu thực phẩm Những thức ăn có chứa phẩm màu danh mục phép sử dụng làm phụ gia thực phẩm Bộ Y tế, mức giới hạn dư lượng cho phép không gây ảnh hưởng độc hại cho sức khoẻ người tiêu dùng Tuy nhiên lạm dụng phẩm màu, chạy theo lợi nhuận, sử dụng phẩm màu danh mục cho phép sử dụng để chế biến thực phẩm (đặc biệt phẩm màu tổng hợp) có hại đến sức khoẻ, gây ngộ độc cấp tính sử dụng lâu dài tích luỹ cao gây ung thư Khác với chất màu tổng hợp, chất màu tự nhiên chất màu sẵn có thực vật tự nhiên không gây độc Chất màu tự nhiên dễ kiếm, giá thành rẻ, cách sử dụng không phức tạp không gây mùi vị lạ cho sản phẩm (Trần Minh Tâm, 2010) Theo tác giả Nguyễn Văn Chinh (2002), chất màu, chất màu thực phẩm tự nhiên chứa thành phần hoạt tính sinh học khác như: vitamin, axit hữu cơ, glycozit, chất thơm, nguyên tố vi lượng Do vậy, sử dụng chất màu tự nhiên để nhuộm màu không cải thiện hình thức bên mà làm tăng giá trị đinh dưỡng thực phẩm Thêm nữa, số loại nhuộm màu có chức dược lý chữa bệnh cẩm (Peristrophe bilvavis) , dành dành (Gardenia Jasminoides Ellis) (Phạm Huyên Thảo, 2009), gai (Boehmeria nivea) Nhờ ưu điểm chất nhuộm màu tự nhiên, nay, có nhiều nước giới chiết tách sử dụng chế phẩm tự nhiên nhuộm màu thực phẩm Theo Nguyễn Trọng Quang (2010), thị trường giới có 73 chế phẩm nhuộm màu thực phẩm dạng dịch chiết, hợp chất phức chất Theo Thống kê Viện Sinh thái tài nguyên sinh vật (Viện KH - CN Việt Nam) Tổ chức bảo tồn Thiên nhiên giới (IUCN) cho thấy, hệ thực vật Việt Nam có 12.000 loài, nhóm nhuộm màu có khoảng 200 loài Hiện nay, Việt Nam, có tới 112 loài người dân sử dụng trực tiếp làm chất nhuộm màu thực phẩm Trong có 18 loài cho màu nhuộm xanh, 57 loài cho màu nhuộm đỏ, loài cho màu nhuộm tím, 28 loài cho màu nhuộm vàng loài cho màu nhuộm đen Người dân Việt Nam số vùng có kinh nghiệm lâu đời việc sử dụng loại nhuộm màu thực phẩm với nhóm màu như: màu xanh (gồm dứa, bồ ngót, tre, mây, khúc, ); màu nâu (cà phê, ca cao, ); màu vàng, cam, đỏ (hạt điều, gấc, củ dền, củ nghệ, dành dành); màu tím (lá cẩm, củ mỡ tím); màu đen (lá gai) (Trần Minh Tâm, 2010) Đặc biệt, có 48 loài thuộc 27 họ bà dân tộc miền núi phía Bắc thường dùng để nhuộm màu quần áo, thực phẩm kinh nghiệm độc đáo mang đậm sắc dân tộc mật mông cho màu vàng; chàm mèo cho màu xanh lam; cẩm cho màu tím, màu đỏ; dứa rau khúc cho màu xanh cây; củ nâu cho màu nâu; mơ leo cho màu xanh rêu… Theo tác giả Trần Minh Tâm (2010), đến nhà chế biến sử dụng chủ yếu chất màu tổng hợp mà quan tâm, tận dụng chất màu sẵn có tự nhiên Một số nghiên cứu triển khai chiết tách màu số cẩm (Nguyễn Phương Thảo cs., 2009), dứa thơm (Pandanus amaryllia Roxb) (Đào Hùng Cường & Nguyễn Thị Thanh Tú, 2010) điều nhuộm (Bixa orellana L.) (Đào Hùng Cường & Phạm Thảo Thơ, 2009), Tuy nhiên, so với số lượng 112 loài xác định, phân bố rải rác vùng nước, nghiên cứu chưa khai thác hết tiềm sẵn có tự nhiên Việt Nam Đặc biệt tỉnh miền núi phía Bắc, đa số loài trồng theo lối kinh nghiệm cấp hộ gia đình mọc tự nhiên Sơ đánh giá nhà khoa học thuộc Viện Sinh thái Tài nguyên Sinh vật Việt Nam cho biết, có 15 loài dễ chế biến cho màu sắc đẹp, có độ an toàn cao Đây tiền lớn cho công nghiệp sản xuất màu nhuộm thực phẩm nước ta (Nguyễn Trọng Quang, 2010) Việc thu thập, nghiên cứu sử dụng nhuộm màu địa vùng miền núi phía Bắc cần thiết nhằm góp phần bảo tồn, phát triển nhân rộng ứng dụng công nghệ thực phẩm, đảm bảo an toàn thực phẩm cho người sử dụng hiệu kinh tế cao cho người dân thiểu số vùng núi phía Bắc Mục tiêu 12 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Mục tiêu tổng thể: • Thu thập, nghiên cứu, bảo tồn vốn kiến thức địa nhuộm màu thực phẩm Làm tiền đề để xây dựng chương trình nghiên cứu sản xuất chất nhuộm màu có nguồn gốc thực vật qui mô công nghiệp Mục tiêu cụ thể: • Tìm chất nhuộm màu thực phẩm có nguồn gốc thực vật, bền mầu, an toàn Tăng cường lực nghiên cứu khoa học cán nghiên cứu trẻ nhóm sinh viên tham gia nghiên cứu tạo tiền đề thực nhiệm vụ khoa học công nghệ Nội dung 15 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN 15.1 Nội dung nghiên cứu Nôi dung 1: Thu thập kiến thức địa nhuộm màu thực phẩm tập đoàn nhuộm màu thực phẩm - Đánh giá kiến thức địa bà dân tộc miền núi phía Bắc nhuộm màu thực phẩm - Thu thập tài liệu (báo cáo, tài liệu nghiên cứu thực hiện) có liên quan đến việc sử dụng chất nhuộm màu từ thực vật miền núi phía bắc Việt Nam - Điều tra, đánh giá trạng, phân bố nhuộm màu thực phẩm - Thu thập tập đoàn nhuộm màu thực phẩm: thu thập nhóm nhuộm màu màu địa bàn địa phương lựa chọn Dựa kết điều tra, lựa chọn thu thập nhuộm màu thực phẩm sử dụng địa bàn: 10 nhuộm màu sử dụng để nhuộm màu: Đỏ, tím, vàng, xanh, đen Nội dung 2: Phân tích tách chiết thành phần chất nhuộm màu thực phẩm số loại có giá trị - Tách chiết hợp chất màu nhuộm màu thực phẩm có lượng chất màu cao, bền màu thu thập Sử dụng loại dung môi khác để tách chiết hợp chất màu thực phẩm nhằm xác định dung môi thích hợp với loại màu có nhuộm màu thực phẩm Tối ưu hóa điều kiện tách chiết hợp chất màu - Phân tích định tính chất nhuộm màu có nhuộm màu Nội dung 3: Thử nghiệm kỹ số kỹ thuật pha chế chất nhuộm mầu (từ nhuộm màu) số thực phẩm, đánh giá mực độ an toàn thực phẩm - Đánh giá mức độ an toàn thực phẩm sản phẩm nhuộm màu - Phối chế chất màu từ hợp chất màu tách chiết Sử dụng màu thực phẩm tách chiết để phối hợp tạo màu thực phẩm đẹp - Thử nghiệm nhuộm màu số đối tượng thực phẩm Sử dụng chất nhuộm màu tách chiết để nhuộm màu sản phẩm thực phẩm Đánh giá độ bền màu phẩm màu tách chiết từ thực vật phương pháp cảm quan Tải file Nghiên cứu sử dụng số loại thực vật địa vùng miền núi phía Bắc ứng dụng nhuộm màu thực phẩm PP nghiên cứu 14.2 Phương pháp nghiên cứu 14.2.1 Thu thập kiến thức địa nhuộm màu thực phẩm tập đoàn nhuộm màu thực phẩm - Phương pháp thu thập tổng hợp phân tích tư liệu: Đề tài sử dụng tài liệu thứ cấp báo cáo khoa học tài liệu hội thảo, báo cáo tình hình trạng nghiên cứu, sử dụng nhuộm màu thực phẩm địa, số liệu thống kê ban ngành quan; sách, báo, tạp chí, tác phẩm xuất có liên quan đến nội dung đề tài - Phương pháp điều tra xã hội học: Sử dụng phương pháp điều tra xã hội học nghiên cứu đề tài nhằm tìm hiểu kiến thức tổng quan kiến thức thực tế việc sử dụng tập đoàn nhuộm màu nhuộm màu thực phẩm dân tộc miền núi phía bắc Kỹ thuật điều tra: Xây dựng hệ thống câu hỏi theo nội dung nghiên cứu nhằm thu thập thông tin kinh nghiệm đồng bào dân tộc hoạt động sản xuất thực phẩm truyền thống; kinh nghiệm canh tác, quản lý sử dụng nhuộm màu thực phẩm… Đối tượng điều tra chọn theo phương pháp kết hợp chọn ngẫu nhiên phương pháp chọn có chủ định Đối với cán địa phương, tập trung điều tra cán làm công tác văn hoá thông tin, dân tộc, hội nông dân đại diện theo nhóm tuổi: người già, già làng, trưởng bản; Đối với hộ nông dân, tập trung điều tra chủ hộ gia đình thuộc diện trung niên - Xử lý thông tin Toàn việc quản lý, xử lý thông tin đề tài sử dụng phần mềm thống kê sử dụng để quản lý, phân tích số liệu 14.2.2 Phân tích tách chiết thành phần chất nhuộm màu thực phẩm - Chọn dung môi chiết (dầu thực vật, cồn, nước, …) để tiến hành chiết tách chất nhuộm màu Tiến hành ngâm mẫu dung môi thời gian từ 24-48 h có tiến hành khuấy đảo để thu dịch chiết Thu dịch chiết để đo UV-vis nhằm xác định dung môi chiết thích hợp - Xác định điều kiện tối ưu ảnh hưởng đến trình thu dịch chiết từ nhuộm màu thực phẩm: Tiến hành chưng mẫu nhuộm màu thực phẩm với dung môi thích hợp thu dịch chiết Để xác định điều kiện tối ưu nhằm thu sản phẩm có hiệu suất cao nhât, nhóm nghiên cứu khảo sát tỷ lệ khối lượng nhuộm màu dung môi (tỷ lệ rắn-lỏng) thời gian tách chiết - Phân tích xác định thành phần chất màu thực phẩm nhóm nhuộm màu: + Sử dụng phổ hồng ngoại với bước sóng thích hợp nhằm xác định kiểu liên kết đặc trưng chất màu chuẩn chất màu thô + Nghiên cứu phổ UV-vis xác định λmax để đánh giá có mặt chất màu chuẩn chất màu thô + Nghiên cứu phổ LC/MS để xác định thời gian lưu tương ứng chất màu chất màu thô với liệu chất màu chuẩn 14.2.3 Pha chế chất nhuộm màu, thử nghiệm đánh giá mức độ an toàn: - Xác định độc tính cấp LD50 chất nhuộm màu chuột nhắt trắng chủng Swiss phương pháp Litchfield – Wilcoxon: Chuột nhắt trắng nuôi đến đạt trọng lượng 22-25 g (với chuột cái), chia chuột ngẫu nhiên vào lô (mỗi lô 10 chuột 10 chuột nhốt riêng Cho chuột uống chất màu với liều thông thường tuần cho chuột uống liều chết trội ngày để xác định tiêu với mức xác định - Thử nghiệm công thức pha chế thuốc nhuộm màu thực phẩm tách chiết Nhuộm màu số sản phẩm thực phẩm Tiến hành đánh giá cảm quan thay đổi màu sắc sản phẩm theo thời gian để xác định khả bền màu thuốc nhuộm màu từ thực vật Hiệu KTXH 17 HIỆU QUẢ (giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội) Kết nghiên cứu đề tài sử dụng cho: Các công ty chế biến thực phẩm, trung tâm khuyến nông hộ nông dân Phẩm màu thực phẩm góp phần đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, nâng cao giá trị sản phẩm thực phẩm Tập đoàn nhuộm màu thực phẩm góp phần đa dạng hóa trồng, nâng cao giá trị hàng nông sản, xóa đói, giảm nghèo phát triển kinh tế xã hội tỉnh miền núi phía Bắc Ý nghĩa lĩnh vực khoa học công nghệ: - Tăng cường lực nghiên cứu, đào tạo Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên Đề tài góp phần tạo điều kiện cho cán trẻ, sinh viên tham nghiên cứu khoa học, tạo sản phẩm phục vụ phát triển kinh tế xã hội khu vực miền núi phía Bắc Góp phần sử dụng hiệu hệ thống thiết bị nghiên cứu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên - Kết nghiên cứu ứng dụng cho nghiên cứu sản xuất chất nhuộm màu thực phẩm có nguồn gốc thực vật qui mô công nghiệp - Nguồn gen nhuộm màu thực phẩm lưu giữ ngân hàng cho nghiên cứu đa dạng sinh học nghiên cứu khác công nghệ sinh học Ý nghĩa thực tiễn với hiệu kinh tế xã hội: - Góp phần đẩy mạnh phát triển sản xuất nhuộm màu thực phẩm,lưu giữ, bảo tồn phát huy vốn kiến thức địa người dân vùng núi phía Bắc Việt - Đa dạng hóa sản phẩm hàng hóa từ trồng địa - Bước đầu định hướng cho công nghiệp thực phẩm việc tạo nguồn cung cấp bền vững phẩm màu thực phẩm an toàn, gia tăng chất lượng sản phẩm thực phẩm công nghiệp chế biến thực phẩm - Góp xóa đói giảm nghèo cho bà dân tộc miền núi phía Bắc phát triển kinh tế xã hội tỉnh miền núi phía Bắc nói riêng, toàn quốc nói chung ĐV sử dụng Cơ sở Sản xuất kinh doanh thuốc thành phẩm y dược cổ truyền Thái Nguyên; Các sở chế biến thực phẩm khác Khoa CNSH&CNTP, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên [...]... sản phẩm hàng hóa từ cây trồng bản địa - Bước đầu định hướng cho công nghiệp thực phẩm trong việc tạo nguồn cung cấp bền vững về phẩm màu thực phẩm an toàn, gia tăng chất lượng các sản phẩm thực phẩm trong công nghiệp chế biến thực phẩm - Góp xóa đói giảm nghèo cho bà con các dân tộc miền núi phía Bắc và phát triển kinh tế xã hội các tỉnh miền núi phía Bắc nói riêng, toàn quốc nói chung ĐV sử dụng. .. con các dân tộc miền núi phía Bắc và phát triển kinh tế xã hội các tỉnh miền núi phía Bắc nói riêng, toàn quốc nói chung ĐV sử dụng Cơ sở Sản xuất kinh doanh thuốc thành phẩm và y dược cổ truyền Thái Nguyên; Các cơ sở chế biến thực phẩm khác Khoa CNSH&CNTP, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên