Đang tải... (xem toàn văn)
Các hệ màu được sử dụng trong thực phẩm bào gồm munsell, CIE, CIE Lab, Hunter Lab là một trong những hệ màu được sử dung và có những ứng dụng để đo lường chất lượng thực phẩm. Hệ màu Munsell là một không gian màu chỉ định màu dựa trên ba kích thước: màu sắc, giá trị và độ bão hòa. Được tạo bởi giáo viên người Mỹ Albert Munsell trong thập kỷ đâu của thế kỉ 20 (1898) và được USDA áp dụng làm hệ màu chính thức cho nghiên cứu vào những năm 1930. Một số trật tự màu đã được tạo thành một khối màu ba chiều ở dạng khác nhau.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VẬT LIỆU THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH CÁC HỆ MÀU VÀ ỨNG DỤNG MÀU SẮC ĐỂ ĐO CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM GVHD: Nguyễn Thị Thu Hiền THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VẬT LIỆU THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH CÁC HỆ MÀU VÀ ỨNG DỤNG MÀU SẮC ĐỂ ĐO CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM GVHD: Nguyễn Thị Thu Hiền Mục Lục MÀU SẮC 2 CÁC HỆ MÀU 2.1 Hệ màu Munsell (Munsell Color System) 2.2 Hệ màu CIE (CIE Color System) 2.3 Không gian màu CIE L*a*b (CIELAB) 2.4 Hệ màu không gian Hunter Lab (Hunter Lab Color Space) 2.5 Hệ màu Lovibond ỨNG DỤNG MÀU SẮC ĐỂ ĐO CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM Mở Đầu Trong sống ngày nay, chất lượng sống ngày cải thiện Các nhu cầu người ngày cao không “ăn no, mặc ấm” mà “ăn ngon, mặc đẹp” Đáp ứng nhu cầu, thị hiếu người tiêu dùng, sản phẩm (thực phẩm) thị trường vô đa dạng, phong phú Để thu hút ý, thiện cảm người tiêu dùng sản phẩm phải bắt mắt Có nhiều cách thức để đánh giá chất lượng sản phẩm cách đơn giản hết dựa vào màu sắc sản phẩm, với sản phẩm có mối tương quan hợp chất màu với thành phần hóa học Mặc dù màu sắc chưa phản ánh hết giá trị dinh dưỡng, mùi vị chức thơng số quan trọng định chất lượng thực phẩm Màu sắc tự nhiên đa dạng, phong phú, màu có nhiều cấp độ màu khác như: hồng, hồng tím, hồng cánh sen,…Các nhà nghiên cứu, giáo viên, nghệ sĩ, tìm hệ màu dùng để giúp việc xác định màu thuận tiện ứng dụng vào thực tiễn Vào năm 1898 Albert munsell lập hệ màu Munsell tạo tiền đề, sở cho hệ màu khác phát triển, tiếp hệ màu CIE hệ màu tiếng phát triển Ủy Ban Liên Quốc Gia chiếu sáng năm 1931 Vào năm 1976 khơng gian màu CIELAB hình thành có nhiều lợi so với khơng gian màu CIE, tiếp khơng gian màu Hunter Lab, sau đến hệ màu Lovibond Với momg muốn tìm hiểu hệ màu không gian màu trên, ứng dụng màu sắc để đo chất lượng thực phẩm, nhóm chúng em chọn đề tài phân tích hệ màu ứng dụng màu sắc để đo chất lượng thực phẩm MÀU SẮC Cảm giác màu nhận tác động chùm tia sáng lên mắt Mắt người nhận chùm tia sáng khoảng 380nm – 740nm Tử ngoại mạnh Nhìn thấy Hồng ngoại (năng lượng yếu) 380nm (đỏ) 740nm (tím) - Các yếu ảnh hưởng đến việc hình thành màu sắc + Nguồn sáng + Hướng nhìn + Kích thước vật + Nền + Độ tuổi + Trí nhớ màu CÁC HỆ MÀU Các hệ màu dùng để mã hóa giá trị màu sắc Các hệ màu khác hình thành để mô tả màu sắc Hệ thống màu không gian màu ba chiều Mỗi màu tương ứng với vị trí bảng màu Một loạt hệ màu phát triển để mô tả màu sắc Hệ thống trật tự màu xếp ba chiều màu sắc theo xuất Mỗi màu sắc có kí hiệu liên quan đến vị trí xếp 2.1 Hệ màu Munsell (Munsell Color System) Hệ màu Munsell không gian màu định màu dựa ba kích thước màu: sắc màu, giá trị (độ sáng) Chroma (độ bão hòa) Được tạo hai nghệ sĩ giáo viên người Mỹ Albert Munsell thập kỷ kỷ 20 (1898) USDA áp dụng làm hệ màu thức cho nghiên cứu đất vào năm 1930 Một số hệ thống trật tự màu trước đặt màu sắc thành khối màu ba chiều dạng hay dạng khác, Munsell người tách màu sắc, giá trị sắc độ thành chiều độc lập đồng mặt nhận thức, hệ màu minh họa cách có hệ thống màu sắc khơng gian ba chiều Hệ thống Munsell, đặc biệt lần đổi sau này, dựa phép đo nghiêm ngặt phản ứng thị giác chủ thể người màu sắc, đưa vào sở khoa học thực nghiệm vững Do sở nhận thức thị giác người, hệ thống Munsell tồn lâu mô hình màu đại nó, thay cho số ứng dụng mơ CIELAB ( L * a * b * ), ngày sử dụng rộng rãi Sắc màu phân biệt màu khác Đó thuộc tính tương ứng với màu đỏ, da cam, vàng, xanh dương, tím Cảm nhận màu khác khả hấp thụ lượng xạ có bước sóng khác Vùng có bước sóng ngắn từ 425 đến 490 nm phản xạ màu nhiều so với bước sóng vùng có màu xanh dương Vùng có bước sóng lượng xạ phạm vi có màu xanh màu vàng Vùng bước sóng xạ dài từ 640 đến 740 nm màu đỏ Hình 1: Hệ màu Munsell Hệ màu Munsell tạo thành bao gồm đĩa màu tạo năm màu R (Red-đỏ), Y (Yellow-vàng), G (Green-xanh cây), B (Blue-xanh dương), P (Puppletím) năm màu phối trộn YR (vàng-đỏ), GY (xanh cây- vàng), BG (xanh dươngxanh cây), PB (tím-xanh dương), RP (đỏ-tím) Cột trung tâm cột màu trung tính có thang đo từ màu tối (màu đen), 10 màu sáng (màu trắng ) Ví dụ màu sắc sản phẩm thịt so theo hệ màu Munsell có giá trị 6.5R 2.6/2.2 có nghĩa sản phẩm thịt có giá trị màu đỏ 6.5, cường độ màu 2.6 độ bão hòa 2.2 2.2 Hệ màu CIE (CIE Color System) - Mơ hình màu CIE mơ hình khơng gian màu tạo Ủy ban Chiếu sáng Quốc tế gọi Ủy ban Quốc tế Quốc tế (CIE) Nó cịn gọi khơng gian màu CIE XYZ khơng gian màu CIE 1931 XYZ - Mơ hình màu CIE hệ thống ánh xạ sử dụng tristimulus (sự kết hợp giá trị màu gần với giá trị đỏ / lục / lam), vẽ không gian 3D Khi giá trị kết hợp, chúng tái tạo màu mà mắt người cảm nhận Đặc điểm kỹ thuật CIE cho thể xác màu mà mắt người cảm nhận - Không gian màu CIE tạo lại vào năm 1931 để vạch tất màu sắc cảm nhận mắt người Nó làm độc lập với cơng nghệ thể màu sắc, lý coi mơ hình màu xác Mơ hình màu CIE mơ hình ba chiều có tính đến phản ứng màu sắc mắt; phản ứng thay đổi hình nón võng mạc khác phản ứng chúng ánh sáng màu sắc khu vực khác võng mạc - Không gian màu CIE kết loạt thí nghiệm thực vào năm 1920 John Guild W David Wright, dẫn đến phát triển mơ hình hồn tồn độc lập với phương tiện tái tạo thiết bị dựa gần gũi với cách người nhận thức màu sắc Do đó, mơ hình màu CIE không phù hợp để sử dụng với nhiều cơng nghệ, bao gồm hình máy in, coi mơ hình màu xác - Một hệ màu tiếng phát triển Ủy Ban Liên Quốc Gia chiếu sáng năm 1931 - X, Y, Z đại diện cho màu: Red( đỏ), Green( xanh cây), Blue( xanh dương) - Độ phản xạ hệ số truyền ánh sáng bước sóng khác định lượng dựa màu chuẩn Hình 2: Hệ màu CIE -Cơng thức tính tốn tọa độ màu: + X= + Y= + Z= � ++ � ++ � ++ -Mỗi điểm đồ thị màu cố định sắc tố màu( bước sóng màu tương thích) độ tinh khiết( phần trăm độ bão hịa) 2.3 Khơng gian màu CIE L*a*b (CIELAB) Phương pháp đo màu CIELAB phát triển vào năm 1976 cung cấp nhiều lợi so với hệ màu CIE phát triển vào năm 1931 Nó hình thành dựa phát triển không gian màu Hunter Lab Không gian màu CIELAB đồng thống hệ màu khác nhờ dựa màu sắc hữu ích cảm nhận mô tả qua thuyết đối lập màu Nó sử dụng nhiều cho việc đo màu vật thể (mực in), thí dụ để pha công thức mực hay kiểm tra chất lượng in Vị trí màu sắc khơng gian màu CIELAB xác định ba trục tọa độ màu: L* , a* b* Trong đó: Trục L: giá trị L* đại diện cho khác biệt độ sáng (L* = 100) độ tối (L* = 0) Trục a – a*: giá trị a* đại diện cho thay đổi từ màu xanh (- a*) sang màu đỏ (+ a*) Trục b - b*: giá trị b* đại diện cho thay đổi từ màu xanh dương (b*) sang vàng (+ b*) Hình 3: Không gian màu CIELAB Nếu tọa độ L*, a* b* biết đến màu sắc khơng mơ tả, mà cịn nằm khơng gian Các tọa độ CIELAB L*, a* b* tính từ giá trị tristimulus theo phương trình (Marcus, 1998) sau: L* = 116 f( � ) – 16 �� a* = 500[f( � ) – ( �� � �� )] b* = 200[f ( � ) – ( � )] �� �� Trong số n đề cập đến giá trị tristimulus khuếch tán hoàn hảo cho chất chiếu sáng cho người quan sát tiêu chuẩn: f( � ) = ( � )1/3 ( � ) > 0.008856 �� �� f( � ) = 7.787 ( �� � �� )+ �� 16 11 �ℎ� ( � �� ) ≤ 0.008856 Các phương trình màu giống sử dụng cho Y Z thay cách X 2.4 Hệ màu không gian Hunter Lab (Hunter Lab Color Space) Hệ thống dựa giá trị đo L,a b Giá trị L đại diện cho ánh sáng thay đổi từ ( màu đen) đến 100(màu trắng) Giá trị a thay đổi từ -a( màu xanh đậm) đến a+ ( màu đỏ đậm) giá trị b từ -b ( xanh dương đậm) đến +b ( màu vàng đậm ) Giống hệ thống CIE, hệ màu Hunter dẫn xuất từ giá trị X,Y,Z Trong mắt người, có giai đoạn chuyển tín hiệu trung gian nơi tiếp nhận ánh sáng võng mạc thần kinh thị giác chuyển tính hiệu phân biệt màu sắc đến não Ở giai đoạn chuyển tính hiệu này, tiếp nhận màu đỏ so sánh với màu xanh để hình thành màu phối trộn xanh đỏ L=10,0√� a= 17,5(1,02�−�) √� a= 7,0(−0,8 � 4� ) √� Ứng dụng đo màu máy so màu quang phổ Hunterlab: • Chất rắn: Quả cà chua, hạt giống, mát, cá, thức ăn nhanh • Nước sốt: Nước sốt, chất bán rắn, salad,gia vị • Chất lỏng: Giấm, nước ép trái cây, nước mắm, sữa • Dạng bột: Đường, bột mì, sữa, bốt ớt… 2.5 Hệ màu Lovibond Thang màu Lovibond dựa nguyên tắc đối lập màu Sau sử dụng lọc màu gồm: đỏ, vàng, xanh dương, màu bị trừ từ màu trắng ban đầu nhận gái trị màu mẫu Đo màu hệ màu Lovibond phương pháp đo màu bia dung dịch màu Phương pháp đo màu Lovibond phương pháp đo màu trực quan dùng nhiều ngành công nghiệp chế biến dầu ăn, mật ong, Phương pháp đo: Hệ màu Lovibond gồm kính màu: đỏ, vàng, xanh dương, gán chữ số phù hợp để phân kính loại cách đánh dấu số lượng kính loại, cho ánh sáng chiếu qua ta thu màu đặc trưng Chiếu ánh sáng nguồn B (ánh sáng buổi trưa nắng) C (ánh sáng ban ngày trung bình) Hiện chứng minh kết tính toan cho nguồn A (đại diện cho bóng đèn sợi đốt) Được sử dụng để phân loại màu sắc vật liệu: dầu thực vật, sản phẩm dầu khí, màu bia, Các mẫu đặt cuvet thuỷ tinh , lọc quang bắt màu tỏng điều kiện đặc biệt cường độ ánh sáng góc nhìn Màu mẫu đo ánh sáng truyền qua Màu Vàng nhath Vàng trung bình Vàng rơm Vàng sẫm Màu hổ phách nhạt Xanh đồng Đỏ nâu Nâu nhạt Nâu vừa Đen nhạt Đen Giá trị màu 2.0 – 3.0 3.0 – 4.5 4.5 – 6.0 6.0 – 7.5 7.6 – 9.0 9.0 – 11.0 11 – 14 14 – 17 17 – 20 20 – 25 >25 Bảng 1: Bảng giá trị màu theo hệ Lovibond - Cuvet thủy tinh: Các cuvet phải làm thủy tinh quang học chất lượng tốt hồn thiện tiêu chuẩn, có chiều dài đường quang sau: 1,6 mm (1/16 inch); 3,2 mm (1/8 inch); 6,4 mm (1/4 inch); 12,7 mm (1/2 inch); 25,4 mm (1 inch); 76,2 mm (3 inch); 133,4 mm (5 ¼ inch) - Lấy mẫu: Mẫu phịng thử nghiệm nhận phải mẫu đại diện Mẫu không bị hư hỏng thay đổi suốt trình vận chuyển bảo quản - Cách tiến hành: + Tiến hành xác định điều kiện ánh sáng xung quanh nhẹ Đặc biệt, máy so màu không đặt hướng phía cửa sổ, tránh ánh sáng trực tiếp Nếu mẫu chuẩn bị khơng lỏng hồn tồn nhiệt độ phịng làm nóng mẫu nhiệt độ nhiệt độ nóng chảy mẫu khoảng 10 °C Cuvet thủy tinh phải khô, cần, làm nóng trước cho khơng có chất rắn tách khỏi mẫu suốt phép xác định độ màu + Rót mẫu dạng lỏng vào cuvet thủy tinh có chiều dài đường quang thích hợp + Đặt cuvet có chứa mẫu vào tủ so màu, để mẫu gần ống quan sát + Đóng nắp tủ so màu xác định độ màu mẫu cách sử dụng giá so màu ỨNG DỤNG MÀU SẮC ĐỂ ĐO CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM Màu sắc thông số quan trọng định chất lượng thực phẩm Mặc dù màu sắc chưa phản ánh hết giá trị dinh dưỡng, mùi vị chức sản phẩm lại định chấp nhận người tiêu dùng sản phẩm Đôi khi, thay phân tích hóa học, phương pháp so màu lại nhanh có ích sản phẩm có mối tương quan hợp chất màu với thành phần hóa học Ví dụ tổng hàm lượng màu carotenoid bí ngơ xác định đo màu mà khơng cần phân tích hóa học mối tương quan tổng hàm lượng carotenoid với màu vàng bí ngơ Màu sắc dùng để theo dõi biến đổi màu sản phẩm trình lưu trữ, phát triển, chế biến,… Màu sắc thường dùng để đánh giá độ chín trái q trình thu hoạch Màu sắc khoai tây chiên kiểm soát đáng kể hàm lượng đường khử trình lưu trữ chế biến Màu bột mỳ phản ánh hàm lượng cám Ngồi ra, bột mỳ nghiền có màu vàng màu xanthophyll Tài liệu tham khảo Giáo trình vật lí thực phẩm (trang 63-70) ... mẫu Đo màu hệ màu Lovibond phương pháp đo màu bia dung dịch màu Phương pháp đo màu Lovibond phương pháp đo màu trực quan dùng nhiều ngành công nghiệp chế biến dầu ăn, mật ong, Phương pháp đo: ... (tím-xanh dương), RP (đỏ-tím) Cột trung tâm cột màu trung tính có thang đo từ màu tối (màu đen), 10 màu sáng (màu trắng ) Ví dụ màu sắc sản phẩm thịt so theo hệ màu Munsell có giá trị 6.5R 2.6/2.2... độ ánh sáng góc nhìn Màu mẫu đo ánh sáng truyền qua Màu Vàng nhath Vàng trung bình Vàng rơm Vàng sẫm Màu hổ phách nhạt Xanh đồng Đỏ nâu Nâu nhạt Nâu vừa Đen nhạt Đen Giá trị màu 2.0 – 3.0 3.0