Đề tài Sản xuất chất màu từ phế liệu rau trái

n, löôïng zeaxanthin cuõng coù ñaùng keå trong xoaøi chín 1 phaàn vaø chín hoaøn toaøn. Epoxy carotenoid : 5,6 – monoepoxy - b-caroten, mutatochrome, cis – violaxanthin, luteoxanthin, auroxanthin coù trong taát caû caùc giai ñoaïn quaû chín. Trong quaù trình chín, carotenoid taêng leân raát nhieàu. Taêng ñeán cöïc ñaïi khi xoaøi ñöôïc baûo quaûn ôû nhieät ñoä thöôøng, khoaûng 16mg/100g thòt quaû. Neáu ñöôïc giöõ ôû 7200C trong 1623 ngaøy vaø sau ñoù ñeå chín ôû nhieät ñoä thöôøng thì carotenoid coøn ít hôn 2253%. Söï taïo thaønh carotenoid trong quaù trình chín seõ bò öùc cheá nhieàu nhaát khi baûo quaûn lieân tuïc ôû nhieät ñoä thaáp, thöôøng laø ôû 7; 15 vaø 200C thì löôïng carotenoid chæ baèng 30; 34 vaø 51% so vôùi quaû chín ôû nhieät ñoä thöôøng. Baûo quaûn döôùi 250C coøn aûnh höôûng ñeán söï taïo höông cho quaû. Caø roát: Caø roát khoâng nhaát thieát phaûi coù maøu cam, caø roát coù theå coù nhieàu maøu khaùc nhau do coù nhieàu nhoùm maøu khaùc nhau. Phía treân beân traùi: caø roát coù maøu cam truyeàn thoáng. Maøu naøy laø do haøm löôïng b-carotene laø chuû yeáu vaø moät phaàn a-carotene. Phía giöõa beân traùi: laø caø roát maøu vaøng, do chöùa nhieàu xanthophyll. Phía cuoái beân traùi: laø caø roát ñoû, chuû yeáu laø do haøm löôïng lycopene, moät ít a&b-carotene. Phía treân beân phaûi: caø roát tím laø do maøu anthocyanins. Phía döôùi beân phaûi: laø caø roát traéng, khoâng coù chaát taïo maøu. Nhoùm nguyeân lieäu giaøu Flavonoid: Daâu taây: Chaát maøu chuû yeáu coù trong daâu taây laø anthocyannin: Cyanindin. Pelargonidin. Nho: Quaû nho goàm voû moïng 5-12%, thòt quaû 80-95%, haït chieám 0-4% khoái löôïng quaû. Voû nho coù chaát chaùt, chaát maøu, moät ít chaát thôm. Ngoaøi ra coøn coù protein, chaát khoaùng, canxi oxalat, chaát saùp, tartrat. Chaát maøu ít hoaø tan trong nöôùc nho eùp. Haït nho coù acid, nhöïa vaø daàu hoaø tan. Vieät quaát: Đến nay, bã ép việt quất, một sản phẩm phế thải của quá trình trích ly nước ép trái việt quất, được xem như nguồn cung cấp màu đỏ, nhưng vị đắng và chát làm khả năng sử dụng nó bị hạn chế đến mức thấp. Do đó, người ta đã dùng phương pháp trao đổi ion để tách hợp chất màu từ dịch ép việt quất, bằng nhựa trao đổi ion. Những đề tài khác đưa ra dùng methanol được acid hóa và ethanol như dung môi tách thì tốt hơn là nước. Chất màu chủ yếu trong việt quất là: Delphinidin Malvidin Petunidin Nhoùm nguyeân lieäu giaøu Chlorophyll: Chủ yếu là từ các loại rau xanh như: bông cải xanh, cải xoăn, rau bina, cải bắp, măng tây, trà xanh… Nhóm nguyên liệu khác: Củ nghệ: Chất màu chủ yếu trong củ nghệ là curcumin. Củ cải đỏ (Beetroot): Chất màu chủ yếu trong củ cải đỏ là betanin và vulgaxanthin. Quy trình sản xuất: Từ nguyên liệu giàu Carotenoid: Từ bã cà chua: Sơ đồ quy trình công nghệ: Dầu thực vật 90-980,2h Tách hạt Trích ly Lọc Cô đặc chân không Lọc Trích ly Trích ly Màu licopene Trộn duy trì Bã cà chua 30-40 phút 550-560mmHg Dung môi Dung môi Bã Bã Cách thực hiện: Một phần thịt cà chua được phân ly có chứa chất màu licopene (đồng phân của β- carotene), có công thức C40H56, chính là chất tạo màu đỏ của cà chua. Ở dạng tinh khiết, licopene là chất màu đỏ, có cấu trúc tinh thể lăng trụ và hình kim dài. Hàm lượng licopene trong cà chua dao động từ 1,3-13,2 mg%. Ở nhà máy liên hợp sản xuất vitamin vùng Cratnođa (Voronen và cộng sự) đã sản xuất được thịt cà chua thu được sau khi ép hoặc ly tâm một chất màu thực phẩm lý hiệu là KMT, dùng vào sản xuất magarine thay cho carotene. Người ta chiết sắc tố này từ thịt quả bằng cách hòa tan nó trong dầu thực vật. Để khai thác chất màu thực phẩm, người ta cho thịt quả vào những chai thủy tinh dung tích khoảng 3 lit và đem thanh trùng trong nồi hấp hoặc cho vào thùng gỗ có cho thêm 10% NaCl và 0,5% natri benzoat. Mitxen phần lỏng có hòa tan chất màu đi từ thiết bị trích ly 2 vào thùng chứa rồi quay về thiết bị trích ly 1 để được gia nhiệt đến 90-950C. Người ta cho thêm thịt quả vào thiết bị trích ly này và làm bốc hơi nó ở nhiệt độ tăng dần đến 95-980C và độ chân không 550-560 mmHg. Quá trình chuẩn bị, tức là giai đoạn đầu tiên của việc hòa tan sắc tố, thường kéo dài 25-30 phút, còn giai đoạn thứ hai xảy ra với các điều kiện giống như trên nhưng kéo dài 85-90 phút. Sau khi kết thúc trích ly, dung dịch dầu được chuyển bằng bơm ly tâm và lọc bằng máy ép lọc khung bản đến khi thu được thành phẩm. Bã còn lại trong máy ép lọc được thổi bằng không khí nén đến khi không thấy mitxen chảy ra. Người ta cho bã này vào thiết bị trích ly 2 để trích ly sắc tố bằng dung môi ở dạng mitxen loãng lấy từ thiết bị trích ly 3 sang. Việc trích ly lần hai tiến hành tương tự như trên trong vài giờ. Huyền phù tạo ra, được lọc lần hai ở trên máy lọc ép. Bã còn lại trên máy lọc ép sau khi thổi không khí cho chảy về thiết bị trích ly 3, còn mitxen lần hai cho chảy về các thùng chứa và làm dung môi để tiến hành trích ly lần đầu. Sau khi trích ly lần thứ ba thu được mitxen thứ ba dùng để trích ly lần hai. Cặn còn trên máy ép lọc được đem tách hết dầu và chuyển thành phế liệu. Chất màu thành phẩm chứa licopene ( mitxen sau lần trích ly đầu) được lọc nguội lần thứ hai trên máy lọc ép và chuyển về thùng trộn, tại đây nó được trộn trong 30-40 phút để thu sản phẩm màu đồng đều, tức là màu da cam thẫm, sau đó được đóng gói vào thùng kín. Mục đích công nghệ: Tách hạt: Loại bỏ các hợp chất polyphenol dễ bị oxy hóa, ảnh hưởng đến quá trình trích ly và bảo quản. Tăng hiệu suất quá trình lọc. Trích ly: Tách carotenoid trong phế liệu cà chua vào dung môi hòa tan (dầu thực vật). Lọc: - Tách các bã rắn không tan ra khỏi dung môi hòa tan. Cô đặc chân không: Tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm. Thực hiện ở áp suất chân không để giảm nhiệt độ cô đặc, tránh làm biến đổi chất màu. Trộn duy trì: - Đồng đều màu sản phẩm, tăng giá trị sử dụng. Bã cà rốt: Sơ đồ quy trình công nghệ: Dầu thực vật 90-980,2h Bã cà rốt Sấy phun Màu carotenoid Trích ly Lọc Cô đặc chân không Lọc Trích ly Trích ly Trộn duy trì 30-40 phút 550-560mmHg Dung môi Dung môi Bã Bã Cách thực hiện: Bã cà rốt sẽ được trích ly lần thứ nhất nhờ dung môi là dầu thực vật. Sau đó, hỗn hợp sẽ được lọc, tách ra thành 2 phần: phần bã sẽ qua trích ly lần 2, hoặc lần 3 cũng bằng dung môi trên; phần lỏng sẽ được cô đặc chân không ở áp suất 550 – 560 mmHg. Dịch cô đặc được đưa qua thiết bị lọc tinh trong khoảng 30 – 40 phút. Tiếp đó, tiến hành trộn duy trì nhằm đồng đều sản phẩm và có thể thêm vào chất phụ gia để kéo dài thời gian bảo quản hay cố định màu. Cuối cùng, ta tiến hành sấy phun để tạo thành phẩm. Mục đích công nghệ: Trích ly: Tách carotenoid trong phế liệu cà chua vào dung môi hòa tan (dầu thực vật). Lọc: - Tách các bã rắn không tan ra khỏi dung môi hòa tan. Cô đặc chân không: Tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm. Thực hiện ở áp suất chân không để giảm nhiệt độ cô đặc, tránh làm biến đổi chất màu. Trộn duy trì: Đồng đều màu sản phẩm, tăng giá trị sử dụng Sấy phun: Tạo hình cho sản phẩm. Giảm hàm lượng ẩm, tăng thời gian bảo quản. Bã xoài: Sơ đồ quy trình công nghệ: Bã xoài Xà phòng hóa Carotenoid Rửa Lọc Cô đặc Trích ly Cô đặc chân không NaOH – ethanol 2h, 50 0C Ether dầu hỏa 1. MeOH 85% + KOH 2. H2O 3. MeOH 80% Cách thực hiện: Bã xoài đem xà phòng hóa trong NaOH/cồn (15g NaOH – 500 ml cồn/ 1kg phế liệu) trong 2 giờ ở 50 0C. Lọc hỗn hợp. Dịch cồn thu được đem cô cạn khoảng 50% thể tích dưới áp suất thấp. Tách chiết carotenoid với ether dầu hỏa khoảng 3 lần, có khuấy trộn khoảng 30’ ở nhiệt độ thường. Thêm nước vào hỗn hợp để thể hiện sự phân lớp rõ. Tách dịch ether, rửa sạch bằng kiềm. Rửa dịch ether tuần tự trong hỗn hợp MeOH 85% bão hòa KOH rồi rửa nước và rửa lần nữa với MeOH 80%. Các lần rửa cần khuấy trộn, để lắng tách lớp rõ. Dịch ether qua tinh chế được cô cạn trong chân không. Mục đích công nghệ: Xà phòng hóa: Nhằm làm giảm liên kết của carotenoid với sáp và chlorophyll, tăng hiệu quả trích ly. Cho thêm ethanol để tăng vận tốc phản ứng xà phòng hóa. Lọc: - Tách các bã rắn không tan ra khỏi dung môi hòa tan. Cô đặc: - Tăng hàm lượng chất khô, chuẩn bị cho quá trình trích ly. Trích ly: - Tách carotenoid trong bã xoài vào dung môi hòa tan (ether ethylic) Rửa: - Tách kiềm dư ra khỏi dịch chiết carotenoid. Cô đặc chân không: - Thực hiện ở áp suất chân không nhằm tạo nhiệt độ thấp, tránh làm biến đổi chất màu, tăng giá trị sử dụng. - Tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm. Phương pháp cải tiến: Nhược điểm của các phương pháp trích ly trên là hiệu suất trích ly thấp, cho nên gần đây người ta đã bắt đầu nghiên cứu phương pháp mới. Dựa trên những phát minh gần đây, quá trình trích ly carotenoid từ phế liệu rau trái bao gồm những bước sau đây : Phế liệu rau trái được băm nhỏ trước khi trộn. Việc này nhằm gia tăng khả năng trích ly của carotenoid. Phế liệu cần được thấm ướt trước khi trộn nhằm làm mềm phần phế liệu rắn, thường sử dụng nước cất để thấm ướt. Trộn phế liệu với dung môi hữu cơ phân cực và các chất có hoạt tính bề mặt để tạo ra dạng sệt, nhờ đó sức căng bề mặt trong các cấu trúc tế bào sẽ giảm. Gia tăng quá trình thâm nhập của chất hoạt động bề mặt vào cấu trúc tế bào để tạo thành dạng kết hợp với carotenoid nhằm tăng hiệu suất trích ly. Thời gian trộn và tốc độ trộn thích hợp sẽ làm gia tăng khả năng trích ly carotenoid. Trung bình, thời gian trộn từ 1 – 12 giờ. Thời gian trộn ưa thích để đảm bảo ảnh hưởng đến khả năng trích ly là 2h. Tốc độ trộn từ 20 – 100 vòng/ phút. Tốc độ tối ưu cho việc trộn nhằm tăng cường khả năng trích ly trong các thí nghiệm gần đây là khoảng 60 vòng/ phút. Quan sát việc trộn rất quan trọng nhằm đảm bảo phế liệu di chuyển tạo thành phần lỏng từ dịch dạng sệt bởi sự tương tác giữa dung môi hữu cơ thứ nhất và chất hoạt động bề mặt, phế liệu. Sau đó xử lý dung dịch dạng sệt với dung môi hữu cơ thứ 2 để hòa tan chất kết hợp. Dung dịch dạng sệt sẽ được phân lập thành 2 phần : phần lỏng và phần rắn. Sau đó sẽ tiếp tục tách riêng dung môi hữu cơ thứ 2 và chất kết hợp từ phần lỏng (chất hoạt động bề mặt liên kết với carotenoid) ra khỏi ethanol từ phần lỏng. Dung môi hữu cơ thứ nhất thường là alcohol, có thể được chọn từ ethanol, methanol, propanol, butanol …. Hàm lượng thích hợp nhất là 50 – 500 ml dung môi/ kg phế liệu Chất hoạt động bề mặt là chất hữu cơ gồm có 2 phần. 1 đầu ưa nước có khả năng tan trong dung môi phân cực. Đầu còn lại là đầu kỵ nước, là chuỗi hydrocacbon.. 2 đầu này, một ưa nước, một kị nước sẽ hoạt hóa bề mặt và làm tăng diện tích bề mặt của dung dịch chất hoạt động bề mặt với các pha khác như khí, cặn… Chất hoạt động bề mặt có khả năng xâm nhập mạnh mẽ vào chất rắn Chất hoạt động bề mặt có khả năng thâm nhập vào các đường nứt, khe hở nhỏ hơn 0.05 micron. Hàm lượng chất hoạt động bề mặt được trộn là 0.1 – 10 ml/ 1 kg phế liệu, trong các nghiên cứu gần đây, hàm lượng thích hợp là 2 ml / kg phế liệu. Dung môi hữu cơ thứ 2 thường sử dụng là carbondisulfite (CS2 ). Tối thiểu 200 g dung môi hữu cơ thứ 2 được sử dụng để xử lý 200 – 250 g dịch sệt. Carbon disulfite sẽ hòa tan chất kết hợp bởi vì carbon disulfite có khả năng hòa tan hàm lượng carotenoid cao trên mỗi đơn vị thể tích. Hàm lượng carotenoid tối thiểu có thể thu được khoảng 1.5 mg/ ml với phương pháp này mà không cần ứng dụng nhiệt hay áp lực cao. Từ nguyên liệu giàu Flavonoid: Bã nho: Sơ đồ quy trình công nghệ: Lọc tinh Màu tinh sạch Cô đặc chân không Màu cô đăc Bã nho Trích ly Tiệt trùng Sấy phun Màu dạng bột Lọc Cách thực hiện: Sau khi bã nho được ngâm trong dung môi (ethanol/nước tỉ lệ 1:1 có 1% HCl) trong 2 giờ, bã nho được tiệt trùng nhằm vô hoạt những enzyme có khả năng làm giảm chất lượng polyphenol và sau đó đem lọc để loại bỏ các bã rắn. Phần bã có thể được trích ly thêm nữa để tách kiệt chất màu. Sau đó, dịch trích ly sẽ được đem đi cô đặc, tạo màu anthocyanin dạng lỏng; hoặc tiếp tục lọc tinh để tạo thành màu tinh sạch; hay cũng có thể sấy phun để tạo thành dạng bột. Để tăng hiệu quả quá trình trích ly có thể sử dụng enzyme pectinase và cellulase theo tỷ lệ 2 :1, năng suất anthocyanin thu được sau 2h xử lý khoảng 1g/ kg tại 40oC và pH = 4. Ngoài ra, quá trình xử lý với nước trước khi trích ly rất quan trọng, nó có thể làm tăng hiệu suất của quá trình trích ly anthocyanin lên đến 63.6% . Việc trích ly anthocyanin từ bã nho (phế phẩm của ngành công nghiệp rượu) đã được dễ dàng hơn bởi việc áp dụng áp lực cao bằng các phương pháp thủy tĩnh, áp lực sử dụng từ 200 – 600 Mpa, hoặc có thể sử dụng sóng siêu âm. Dưới áp suất cao, dung môi trích ly rẻ tiền và thân thiện với môi trường như ethanol và nước được sử dụng với nồng độ khác nhau và nhiệt độ khác nhau (20 -70oC). Theo kết quả nghiên cứu hàm lượng anthocynin trích ly được nhiều nhất là khi sử dụng ethanol 100% tại 20oC. Mục đích công nghệ: Trích ly: - Tách anthocyanin từ bã nho vào dung môi hòa tan (ethanol/ nước) Tiệt trùng: - Vô hoạt enzyme oxy hóa có khả năng làm giảm chất lượng anthocyanin. - Tiêu diệt vi sinh vật. Lọc: - Tách phần dịch chiết lỏng ra khỏi bã rắn không tan. Cô đặc chân không: - Thực hiện ở áp suất chân không nhằm tạo nhiệt độ thấp, tránh làm biến đổi chất màu, tăng giá trị sử dụng. - Tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm. Lọc tinh: - Tăng độ tinh sạch của chất màu thành phẩm. - Tăng giá trị thương phẩm. Sấy phun: - Tăng thời gian bảo quản. - Tạo hình cho sản phẩm. - Hoàn thiện sản phẩm. - Giảm chi phí vận chuyển. Bã việt quất: Sơ đồ quy trình công nghệ: Bã việt quất Dạng bột Trộn Nghiền Trích ly Ly tâm Lọc tinh Thẩm thấu ngược Sấy phun Cô đặc chân không Dạng lỏng Cách thực hiện: Quy trình này nâng cao năng suất trích ly chất màu việt quất và hạn chế tối thiểu chất chát và vị đắng. Bã ép việt quất, tốt nhất là được trữ ở kho đông lạnh ở -180C, cho đến khi sẵn sàng để dùng. Bã ép đông lạnh là nguyên liệu lý tưởng cho quy trình này, tuy nhiên không nhất thiết phải sử dụng bã ép đông lạnh, mà nó cũng có thể được trữ lạnh, dưới 270C, trước khi sử dụng, để ức chế sự phát triển vi sinh vật. Bã ép việt quất tốt nhất chứa một phần nhỏ vỏ trấu gạo để hỗ trợ quá trình ép và lọc, vỏ bắp và vỏ lúa mì tẩy trắng, hay giấy sạch, và những vỏ không chứa tinh bột, hay mảnh vỏ sò có thể thay cho vỏ trấu. Thông thường những vỏ trấu và mảnh vỏ như vậy được sử dụng ở một lượng vừa đủ để gộp trong bã ép và được sử dụng ở một hàm lượng nhỏ (khối lượng khô) trong bã ép, tiêu biểu là khoảng 15% đến 45% , tốt nhất là 25% đến 35%. Quá trình nghiền đúng quy cách bã ép việt quất, nghiền không có lượng nước thêm vào đáng kể, phần rắn bã ép việt quất cũng như vỏ trấu và mảnh vỏ có thể hợp nhất và giảm kích thước để hỗ trợ quá trình trích ly lỏng của bã rắn việt quất, trong khi vỏ trấu và những thứ tương đương được để lại hầu như nguyên vẹn để hỗ trợ những quá trình tách xa hơn sau này và quá trình lọc của dịch chiết từ phần dư của bã ép thải. Phát minh hiện tại không đòi hỏi sử dụng chất hòa tan, acid hay bases trong quá trình trích ly, như thế sẽ làm giảm giá thành, có khả năng đưa quy trình trực tiếp trong thiết bị trích ly nước ép hiện thời. Sau khi nghiền bã ép, tốt nhất là phối trộn với chất trợ lọc, được trích ly trong nước, với khối lượng chất trợ lọc thêm vào trong bã ép là 4:1 đến 15:1 ở nhiệt độ 20oC– 70oC, và tốt hơn là trong khoảng 45 – 600C, tốt nhất là khoảng 550C, trong khoảng thời gian từ 5 – 60 phút tùy thuộc vào trạng thái của quá trình trích ly. Quá trình trích ly sử dụng nước nóng. Tuy nhiên cũng có thể dùng các dung môi khác như ethanol được acid hóa, acid, nước chứa SO2 .Sự trích ly được kiểm soát trong một máy trộn 30 gallon. Vì kích thước nồi, quá trình trích ly gồm 5 mẻ, chứa hỗn hợp 8:1 nước/ bã ép. Mỗi mẻ sẽ được khuấy trộn trong 10’ trước khi phân tách. Sau khi hòa trộn mẻ, dịch chiết sẽ được tách qua thiết bị ly tâm, dịch sệt của chất rắn được thêm vào cho đến khi bã ép được nén đầy vào túi lọc và tốc độ chảy của nước lọc chậm đáng kể. Tổng cộng khoảng 81 gallon (675 pound) dịch chiết màu được thu từ 5 mẻ và chứa trong 2 cái trống 50 gallon và được giữ qua đêm trong kho lạnh ở nhiệt độ khoảng 4 0C để tránh hư hỏng. Dịch chiết chứa 0.48% chất rắn. Màng siêu lọc được sử dụng tiếp theo để tách bã rắn và thành phần chất keo cao phân tử, như thành phần protopectin từ rượu liquor và sau đó sản phẩm siêu lọc được đưa trực tiếp vào bồn cung cấp cho giai đoạn chính cuối cùng của quy trình là quá trình thẩm thấu ngược. Các lỗ membrane của màng membrane siêu lọc có kích thước từ 0.5 đến 3.0 micron. Ở kích thước lỗ lớn hơn 3 micron, một vài pectin có thể đi qua màng membrane. Ở kích thước lỗ quá thấp, vị dụ như nhỏ hơn 0.5 micron, màu sẽ bị mất một phần. Nhiệt độ của dịch chiết đi qua màng siêu lọc sẽ trong khoảng 200C – 60 0C, tốt nhất là hơn 500C một ít. Áp lực đầu vào của dịch chiết khi đi qua màng membrane trong khoảng 3 – 8 bars, áp lực đầu ra từ 1 – 4 bars. Những phần thấm qua được màng siêu lọc sẽ chịu thẩm thấu ngược. Màng membrane để thẩm thấu ngược có thể bao gồm hỗn hợp polyamide, polyether, polyether urea, polyamide hay không ở dạng hỗn hợp như cellulose và cellulose tái sinh, poly sulfone, hỗn hợp membrane tốt nhất là Filmtech F.T 30 ( một kiểu polyamide hỗn hợp có sự loại nồng độ muối 99.2%). Trong quá trình thẩm thấu ngược, nhiệt độ của dịch chiết trong khoảng 25 đến 60 0C và tốt nhất là khoảng 50 0C, áp suất nạp liệu trong khoảng rộng từ 300 – 900 psig.Quá trình thẩm thấu ngược giữ lại 10% rắn, và có thể đến 25%. Phần được giữ lại chứa tổng cộng một lượng anthocyanin là 520 mg/ l. Sản phẩm cô đặc từ quá trình thẩm thấu ngược, còn có thể cô đặc hơn và sấy tùy thuộc điều kiện sử dụng mong muốn như trình bày trong mẫu dưới đây. Sản phẩm lỏng là một dịch chiết ít nhớt, chứa một lượng cô đặc nhỏ các cacbohydrate cao phân tử như pectin, protein và các polyphenolic. Sản phẩm được khử đắng một phần và có khả năng cung cấp một dung dịch màu đỏ, không sủi bọt. Tuy nhiên, dịch chiết sẽ căn bản chứa đựng tất cả các thành phần hữu cơ có lợi tìm thấy trong nước ép việt quất như acid tự nhiên, đường, amino acid, peptide có khối lượng phân tử thấp, muối và anthocyanin. Mục đích công nghệ: Trộn: - Hỗ trợ, làm tăng hiệu suất của quá trình nghiền. Nghiền: - Làm giảm kích thước các bã rắn, phá vỡ cấu trúc màng tế bào hỗ trợ cho quá trình trích ly. Trích ly: - Tách anthocyanin từ bã việt quất vào dung môi. Ly tâm: - Tách bã rắn còn sót lại trong dịch chiết sau quá trình trích ly. - Tăng hiệu suất quá trình lọc. Lọc tinh: - Tăng độ tinh sạch của chất màu thành phẩm. - Tăng giá trị thương phẩm. - Tách một số hợp chất không mong muốn (chất chát, chất đắng) Thẩm thấu ngược: - Tăng độ tinh sạch của chất màu thành phẩm. - Tăng giá trị thương phẩm - Tách một số hợp chất không mong muốn. Cô đặc chân không: - Thực hiện ở áp suất chân không nhằm tạo nhiệt độ thấp, tránh làm biến đổi chất màu, tăng giá trị sử dụng. - Tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm. Sấy phun: - Tăng thời gian bảo quản. - Tạo hình cho sản phẩm. - Hoàn thiện sản phẩm. - Giảm chi phí vận chuyển Từ nguyên liệu giàu Chlorophyll: Sơ đồ quy trình công nghệ: Lá xanh Xay Trích ly Lọc sơ bộ Ly tâm Lọc tinh Cô đặc chân không Sấy phun Bột màu Cách thực hiện: Lá sẽ được băm thái nhỏ (xay), ngâm ướt lá xanh với khoảng 500g nước cất/ kg lá xanh. Trong những cuộc nghiên cứu gần đây, phế liệu cần phải được thấm ướt trước khi trộn. Việc ngâm ướt cũng như các bước khác nên được thực hiện làm mềm phần phế liệu rắn cũng như làm gia tăng khả năng trích ly carotenoid. Thường nước cất được sử dụng. Ngoài ra, phế liệu rau trái cũng được băm nhỏ trước khi trộn. Việc này nhằm gia tăng khả năng trích ly của carotenoid. Ví dụ, phế liệu rắn có thể được cắt, nghiền hoặc trộn. Việc chuẩn bị này nhằm cung cấp (độ ổn định) cho phế liệu. Sau quá trình chuẩn bị đầu tiên này, phế liệu sẽ có đủ hàm lượng nước cho quá trình trích ly. Sau khi trích ly, dịch trích sẽ được lọc sơ bộ rồi đưa vào thiết bị ly tâm và tiến hành ly tâm trong 10’. Thiết bị ly tâm có tốc độ 5000 vòng/phút. Dịch chiết có thể được lọc tiếp tục với thiết bị lọc tinh (màng membrane…). Sau đó được đem cô đặc và sấy tùy điều kiện sử dụng mong muốn. Mục đích công nghệ: Xay : - Nghiền nhỏ nguyên liệu, chuẩn bị cho quá trình trích ly. Trích ly: - Hòa tan và trích ly chất màu chlorophyll trong dung môi là dầu. Lọc sơ bộ: - Tách phần dịch chiết lỏng ra khỏi bã rắn không tan. Ly tâm: - Do trong dịch trích còn rất nhiều bã mịn nên cần tiến hành ly tâm để các bã mịn này lắng xuống tạo điều kiện cho việc lọc tinh được thực hiện nhanh và dễ dàng hơn. Lọc tinh: - Để loại bỏ hoàn toàn các cặn bã còn sót lại trong dung dịch màu, tăng độ tinh sạch của chất màu thành phẩm. Cô đặc chân không: - Thực hiện ở áp suất chân không nhằm tạo nhiệt độ thấp, tránh làm biến đổi chất màu, tăng giá trị sử dụng. - Tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm. Sấy phun: - Làm cho phần lượng nước trong dịch màu bay hơi để thu được màu dưới dạng bột. - Tăng thời gian bảo quản. - Tạo hình cho sản phẩm. - Giảm chi phí vận chuyển. Từ nguyên liệu khác: Ngoài các nguyên liệu từ 3 nhóm màu chính kể trên, ta có thể ứng dụng quy trình trích ly chất màu đối với các hợp chất màu khác, ví dụ: betalain từ quả beetroot, curcumin từ củ nghệ…Tùy theo bản chất hòa tan của chất màu mà ta sử dụng các dung môi trích ly thích hợp. Dung môi cần đáp ứng những yêu cầu sau: Phải có tính hòa tan chọn lọc, tức là hòa tan tốt các chất cần tách mà không được hòa tan hoặc hòa tan rất ít các chất khác. Đây là tính chất cơ bản không thể thiếu được. Không có tác dụng hóa học với cấu tử của dung dịch. Nếu trích ly lỏng, yêu cầu khối lượng riêng của dung môi khác xa khối lượng riêng của dung dịch. Không phá hủy thiết bị. Không bị biến đổi thành phần khi bảo quản. Không độc khi thao tác. Không tạo hỗn hợp nổ với không khí và khó cháy. Rẻ và dễ kiếm. Dung môi phải được tách ra sau quá trình trích ly bằng phương pháp đun nóng, chưng cất hoặc sấy. Sau khi tách không để mùi vị lạ, không gây độc cho sản phẩm. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly: Quá trình trích ly là quá trình khuếch tán, vì vậy sự chênh lệch nồng độ giữa 2 pha, chính là động lực của quá trình. Khi chênh lệch nồng độ lớn, lượng chất trích ly tăng, thời gian trích ly giảm, ta thực hiện bằng cách tăng tỷ lệ dung môi so với nguyên liệu. Với các nguyên liệu rắn, cần tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng và dung môi. Điều này thực hiện bằng cách nghiền nhỏ, thái nhỏ và băm nhỏ vật liệu. Nó còn làm phá vỡ cấu trúc tế bào, thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để giữa dung môi và vật liệu. Tính chất vật liệu cũng ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly như khi trích ly dầu nếu độ ẩm nguyên liệu giảm, tốc độ trích ly tăng lên vì độ ẩm có tác dụng với protein và các chấg háo nước khác ngăn cản sự dịch chuyển của dung môi thấm sâu vào trong nguyên liệu, làm chậm quá trình khuếch tán. Nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, phần tử chất hòa tan chuyển động dễ dàng khi khuếch tán giửa các phân tử dung môi, tuy nhiên nhiệt độ là một yếu tố có giới hạn, vì khi nhiệt độ quá cao có thể xảy ra các phản ứng không cần thiết gây khó khăn cho quy trình công nghệ hay làm biến tính chất cần thiết. Yếu tố cuối cùng là thời gian trích ly. Khi thời gian tăng lên, chất khuếch tán tăng, nhưng thời gian phải có giới hạn, khi đã đạt được mức độ trích ly cao nhất, nếu kéo dài thời gian sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế. Thiết bị: Máy nghiền Thiết bị trích ly Thiết bị ly tâm Thiết bị lọc khung bản Thiết bị cô đặc Thiết bị sấy phun Sản phẩm và lĩnh vực ứng dụng: Phân loại: Theo màu sắc: Người ta phân loại màu thực phẩm dựa trên màu sắc và bản chất của chất màu: Colour Shade Product C. L. No. EEC Annatto Color 75120 E 160b Beet Root Extract 75470 E 162 Curcumin Turmeric Color 75300 E 100 Caramel Color --- E 150 a,b,c,d Chorophyll Green Color 75810 E 141 Safflower Extract / Carthamus Extract 75760 --- Anthocyanin Color --- E 163 Theo trạng thái: - Dạng bột. - Dạng lỏng. Chất lượng sản phẩm: Chỉ tiêu chất lượng đối với sản phẩm dạng bột Tổng hàm lượng chất màu trong sản phẩm 80% Tỷ trọng 0.7 Khả năng hòa tan 120 g/ l Chất phụ gia 2% Hàm lượng chất không tan 0.02% Chì 10 ppm/ kg Arsen 3 ppm/ kg Kim loại nặng 40 ppm/ kg Thủy ngân 0.1 ppm/ kg Cadimi 0.1 ppm/ kg Lĩnh vực ứng dụng: Từ rất xa xưa, người ta đã biết  sử dụng các chất màu thực vật tự nhiên để tạo màu cho thực phẩm. Ngoài chất màu, các chất màu thực phẩm tự nhiên còn chứa các thành phần hoạt tính sinh học khác như: các vitamin, các acid hữu cơ, glycoside, các chất thơm, các nguyên tố vi lượng. Chính vì vậy, khi sử dụng chất màu tự nhiên để nhuộm màu chẳng những cải thiện được hình thức bên ngoài mà lại còn làm tăng giá trị đinh dưỡng của thực phẩm.. Trong công nghiệp thực phẩm, các chất màu có nguồn gốc tự nhiên chỉ chiếm 6% trong tổng số các chất được sử dụng để tạo màu. Tuy nhiên, chất màu tổng hợp thì không an toàn đối với sức khỏe con người,