Chất tạo màu nhân tạo đóng một vai trò quan trọng trong ngành thực phẩm, mang lại cho sản phẩm sự hấp dẫn về mặt màu sắc và thị giác. Những hợp chất này, thường thuộc các nhóm như azo và triphenylmethane, đem đến cho thực phẩm những gam màu đa dạng từ sắc đỏ rực rỡ đến xanh lạ mắt. Tuy nhiên, sự nổi bật của chúng cũng đi kèm với một số thách thức đặc biệt, nhất là trong môi trường tiếp xúc với các tác nhân khử. Cùng tìm hiểu về ưu điểm và nhược điểm của chất tạo màu nhân tạo, và những ảnh hưởng không ngờ khi chúng tương tác với các yếu tố khác trong quá trình sản xuất thực phẩm.
Chất tạo màu tổng hợp nhân tạo
Đây là các chất màu được tạo ra thông qua quá trình tổng hợp hóa học. Chúng thường được sử dụng rộng rãi vì tính ổn định cao và chi phí thấp. Một số chất tạo màu tổng hợp nhân tạo bao gồm: tartrazine (màu vàng), sunset yellow FCF, amaranth (đỏ), brilliant blue FCF (xanh lam), và nhiều loại khác.
Phân loại chất tạo màu
Chúng có thể được phân loại thành hai nhóm chính:
- Chất tạo màu hòa tan (dyes): Là những chất có khả năng hòa tan trong nước. Các ví dụ bao gồm tartrazine, sunset yellow FCF, và brilliant blue FCF.
- Chất tạo màu không hòa tan (lakes): Là những chất không hòa tan trong nước nhưng có thể hòa tan trong các dung môi khác như dầu. Lakes thường được sử dụng trong sơn và mỹ phẩm.
Chất tạo màu hòa tan
Chất tạo màu hòa tan được coi là chất tạo màu hòa tan trong nước. Bản chất hóa học của chúng bao gồm các nhóm hợp chất hữu cơ khác như au:
Hợp chất azo: Nhiều chất tạo màu hòa tan trong nước thuộc nhóm azo, có chứa nhóm chức R-N=N-R.
Các ví dụ bao gồm:
- Tartrazine: Màu vàng, thường được sử dụng trong thực phẩm và đồ uống.
- Sunset Yellow FCF: Màu vàng cam, thường được sử dụng trong nước giải khát và thực phẩm.
- Amaranth: Màu đỏ, được sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm như thạch và đồ uống.
- Orange B: Màu cam, thường sử dụng trong thực phẩm và đồ uống.
Hợp chất triphenylmethane: Các chất này cũng là một loại chất tạo màu hòa tan trong nước và thường được sử dụng trong thực phẩm. Các ví dụ bao gồm:
- Brilliant Blue FCF: Màu xanh lam, thường sử dụng trong thực phẩm và đồ uống.
- Fast Green FCF: Màu xanh lá cây, cũng thường được sử dụng trong thực phẩm.
Chất màu sơ cấp: Các chất màu hòa tan trong nước này thường được gọi là “chất màu sơ cấp” vì chúng là thành phần chủ yếu tạo nên màu sắc cơ bản và thường được sử dụng trực tiếp mà không cần phải kết hợp với các chất màu khác.
Độ hòa tan
Chúng có độ hòa tan cao trong nước, điều này làm cho chúng dễ dàng được sử dụng trong quá trình chế biến thực phẩm và đồ uống. Tuy nhiên, chúng thường không tan hoặc tan rất ít trong nhiều dung môi hữu cơ như alcohol.
Cấu tạo hóa học của một số hợp chất tạo màu hòa tan trong nước (màu dye)
|
Tên thông thường |
Tạo màu | Cấu tạo hóa học |
Mã INS |
| Tatrazine | Vàng chanh | 102 | |
| Sunset yellow FCF | Vàng cam | 110 | |
| Ponceur 4R (Cochineal red A) | Đỏ sáng | 124 | |
| Brilliant blue FCF | Xanh da trời | 133 | |
| Indigotine (Indigo carmin) | Xanh dương | 132 | |
| Erythosine | Đỏ | 127 | |
| Amaranth | Đỏ sậm | 123 | |
| Fast green FCF | Xanh lá cây | 143 | |
| Citrus red No.2 | Vàng cam (màu vỏ cam) | 121 |
Độ hòa tan của chất tạo màu sơ cấp trong các dung môi khác nhau
|
Tên màu |
Nước | Glycerine | Propylene glycol |
Alcohol (cồn) |
| Amaranth (Red No.2) | 18 | 21,5 | 1,5 | – |
| Erythosine | 16 | 30,75 | 29 | 2,5 |
| Fast green FCF | 23 | 14,5 | 14,5 | 0,5 |
| Allura Red (Red No.40) | 28 | 4 | 2 | – |
| Tatrazine (Yellow No.5) | 17,5 | 28 | 12 | – |
| Sunset yellow FCF | 23 | 14,5 | 2,5 | – |
| Brilliant blue FCF (Blue 1No.6) | 25 | 37,5 | 53 | 2 |
| Indigotine (Blue No.2) | 1,5 | 1,5 | Vết | – |
Ưu và nhược điểm của chất tạo màu hòa tan
Trên thị trường chất tạo màu hòa tan dạng thương phẩm có nhiều trạng thái vật lý khác nhau, mỗi loại có ưu nhược điểm khác nhau và tùy vào mục đích sử dụng, nhà sản xuất có thể lựa chọn loại thích hợp nhất cho nhu cầu của mình.
Ưu nhược điểm của các trạng thái vật lý khác nhau của chất tạo màu hòa tan
|
Trạng thái |
Hàm lượng chất màu (%) | Ưu điểm |
Nhược điểm |
| Bột | 88 – 93 | Hòa tan dễ dàng, thích hợp cho các sản phẩm dạng bột khô | Tạo bụi |
| Hạt | 88-93 | Không tạo bụi, có độ rời tốt | Hòa tan chậm, không thích hợp cho sản phẩm dạng bột khô |
| Dung dịch (trong nước) | 1-6 | Sử dụng ngay hoặc dễ dàng sử dụng, đo lường | Giá cao hơn loại màu bột, hạt |
| Lỏng (dung môi khác nước) | 1-8 | Dùng thích hợp cho các sản phẩm chất béo hoặc giàu chất béo | Giá cao hơn màu tan trong nước |
| Sệt | 4-10 | Dùng thích hợp cho các sản phẩm có độ ẩm thấp | Giá cao hơn màu tân trong nước |
Chất tạo màu không hòa tan
Chất tạo màu không hòa tan thường được sản xuất dưới dạng lake, có nghĩa là chúng được pha trộn với một chất mang màu khác có khả năng hòa tan trong nước để tạo ra một dạng không hòa tan.
Quá trình tạo chất tạo màu không hòa tan
Chất tạo màu không hòa tan thường được tạo ra bằng cách hấp thụ các phân tử chất tạo màu hòa tan trong nước vào các vật liệu không hòa tan, thường là hydroxide nhôm (Al(OH)3). Điều này tạo ra một dạng lake, là một loại muối nhôm của chất tạo màu. Hay nói cách khác đây chính là một kiểu muối nhôm của các hợp chất tạo màu hòa tan và do đó việc tạo màu của nhóm là nhờ sự phân tán mà không phải là sự hòa tan trong môi trường thực phẩm mà nó nhuộm màu. Tên của chất tạo màu không hòa tan thường được gắn thêm từ “lake” phía trước tên của chất tạo màu hòa tan tương ứng. Ví dụ, tartrazine là một chất tạo màu vàng hòa tan trong nước, trong khi Lake Tartrazine là dạng không hòa tan của nó.
Tính chất của chất tạo màu không hòa tan
Vì có nền làm nhôm hydroxide nên các hợp chất tạo màu này không hòa tan trong nước và gần như không tan trong tất cả các dung môi khác. Chất tạo màu không hòa tan thường bền trong khoảng pH 3,5 đến 9,5. Ngoài dải pH này, chất nền nhôm hydroxide bị phá hủy, và chất tạo màu hòa tan trong nước sẽ được giải phóng.
Do chất tạo màu hòa tan chỉ tan trong nước và không tan trong chất béo, chúng thích hợp cho các sản phẩm không chứa nước hoặc có lượng nước rất thấp. Đặc biệt, chất tạo màu không hòa tan thường được sử dụng trong các sản phẩm dầu, mỡ, và do đó thường được gọi là chất tạo màu tan trong dầu.
Trên thị trường tương tự như chất tạo màu hòa tan, dạng bột cùng là một trạng thái phổ biến nhất của chất tạo màu không hòa tan.
|
Tính chất |
Chất tạo màu không hòa tan |
Chất tạo màu hòa tan |
| Độ hòa tan | Không tan trong hầu hết các dung môi | Tan trong nước, glycerine, propylen glycol |
| Phương pháp tạo màu | Phân tán | Hòa tan |
| Hàm lượng tinh khiết | 10-40% | 90-93% |
| Liều lượng sử dụng | 0,1-0,3% | 0,01-0,03 |
| Cỡ hạt màu | Trung bình khoảng 5µg | 12 mesh đến 200 mesh |
| Độ bền với ánh sáng | Bền hơn màu hòa tan trong nước | Bền |
| Độ bền với nhiệt | Bền hơn màu hòa tan trong nước | Bền |
| Cường độ màu | Không tỷ lệ với hàm lượng màu nguyên chất | Tỷ lệ trực tiếp với hàm lượng màu nguyên chất |
Sự mất màu của chất tạo màu trong nước giải khác có gas
Nhóm màu azo thường được sử dụng trong thực phẩm để tạo ra các màu sắc rực rỡ. Tuy nhiên, chúng có thể không ổn định khi tiếp xúc với tác nhân khử như các kim loại như kẽm, thiếc, nhôm, dẫn đến việc mất màu.
Triphenylmethane cũng là một nhóm màu phổ biến và cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các tác nhân khử, dẫn đến sự mất màu hoặc thay đổi màu sắc.
Acid ascorbic (vitamin C) thường được sử dụng làm chất chống oxy hóa trong thực phẩm. Nó có khả năng khử các hợp chất màu và giữ cho chúng không bị biến đổi màu do tác nhân oxy hóa. Trong sản phẩm nước có gas, sự bạc màu có thể phát sinh do sự phản ứng của ascorbic với các chất khác trong sản phẩm.
Ảnh hưởng của hợp chất màu đến kim loại
Các hợp chất màu azo, ở nồng độ 50 – 150 ppm, có thể ăn mòn kim loại dùng để làm đồ hộp cho các sản phẩm nước có gas. Sự ăn mòn này thường tỷ lệ thuận với nồng độ màu sử dụng.
Quy định ghi nhãn
Hiện nay, các nhà sản xuất thực phẩm cần ghi rõ trên nhãn sản phẩm nếu chất tạo màu được sử dụng là tổng hợp nhân tạo, giúp người tiêu dùng có thể phân biệt chúng với chất tạo màu tự nhiên.
Mức độ an toàn
Mặc dù chất tạo màu tổng hợp thường được sử dụng phổ biến, có những quan ngại về an toàn. Một số người tiêu dùng quan tâm đến tác động của chúng đối với sức khỏe, và nhiều quốc gia đã đặt ra các quy định và giới hạn về việc sử dụng chúng trong thực phẩm.
Màu nhân tạo
Ổn định nhiệt độ: Màu nhân tạo thường ổn định khi đối mặt với nhiệt độ cao, điều này làm cho chúng lý tưởng cho các ứng dụng chịu nhiệt độ cao như làm bánh, nước giải khát nóng, và thực phẩm chế biến nhiệt độ.
Ổn định độ pH: Chúng có khả năng giữ màu sắc ổn định trong môi trường có độ pH biến đổi, giúp duy trì màu sắc khi sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm có tính chất acid hoặc kiềm.
Ổn định ánh sáng: Màu nhân tạo thường không bị ảnh hưởng nhiều bởi ánh sáng, giữ cho màu sắc của sản phẩm ổn định khi tiếp xúc với ánh sáng môi trường.
Hòa tan trong nước và không hòa tan: Chúng có sẵn dưới cả hai dạng này, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của sản phẩm. Sự linh hoạt này làm cho chúng dễ dàng tích hợp vào nhiều loại thực phẩm và đồ uống khác nhau.
Màu tự nhiên
Nhạy cảm với nhiệt độ: Màu tự nhiên thường nhạy cảm với nhiệt độ, nếu không được xử lý đúng, có thể dẫn đến mất màu hoặc biến đổi màu sắc.
Nhạy cảm với ánh sáng: Một số màu tự nhiên có thể bị phai màu khi tiếp xúc với ánh sáng, đặc biệt là ánh sáng UV.
Thay đổi pH: Một số màu tự nhiên có thể thay đổi màu sắc dựa trên giá trị pH của môi trường. Điều này có thể là một thách thức trong quá trình sản xuất.
Yêu cầu lựa chọn kỹ lưỡng: Màu tự nhiên cần được chọn lựa kỹ lưỡng để đảm bảo tính ổn định và đồng nhất trong sản phẩm cuối cùng.
Tạm kết
Mặc dù chất tạo màu nhân tạo mang lại vẻ đẹp và sự sáng tạo trong thực phẩm, nhưng sự phát triển của các phương pháp tạo màu tự nhiên đưa ra một triển vọng mới. Sự cân nhắc giữa vẻ đẹp và an toàn của thực phẩm đặt ra một thách thức thú vị, đồng thời tạo ra động lực để ngành công nghiệp thực phẩm không ngừng tìm kiếm các giải pháp sáng tạo và bền vững hơn.
>> Xem thêm: Các chất tạo màu tự nhiên và một số tính chất của chúng
Tài liệu tham khảo
Giáo trình “Phụ Gia Thực Phẩm”, Bộ Công Thương trường Đại Học Công Thương TPHCM, Nguyễn Phú Đức (chủ biên) – Lê Hồng Ánh, nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh
Cẩm Thu
