Đặt vấn đề Từ rất xa xưa, ông bà ta đã biết dùng nhiều loại cây có trong tự nhiên để chữa các bệnh hiểm nghèo, để nhuộm màu trong thực phẩm vừa làm đẹp món ăn, vừa tăng giá trị dinh dưỡng. 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. Một chất màu được sử dụng không độc hại, không là tác nhân gây bệnh và nhuộm thực phẩm thành màu theo mục đích, phù hợp với công nghệ chế biến thực phẩm. Ngoài ra, các chất nhuộm màu trong lĩnh vực này không gây mùi lạ và làm thay đổi chất lượng thực phẩm.
Ngày nay, khi đời sống của người dân phát triển thì giá trị của thực phẩm không chỉ dừng ở giá trị dinh dưỡng mà nó còn bao hàm cả giá trị thẩm mỹ và vấn đề an toàn cho người sử dụng. Để tạo cho thực phẩm có tính cảm quan cao về phương diện màu sắc, hiện nay ngành công nghệ thực phẩm chủ yếu sử dụng chất màu tổng hợp… Tuy nhiên, vấn đề an toàn đối với sức khỏe của con người vẫn bị đe dọa bởi sự hình thành các sản phẩm phụ bất lợi. Mặt khác, nước ta do chưa sản xuất được, nên tất cả chất màu thực phẩm đều phải nhập từ nước ngoài. Nên một số trường hợp, sử dụng chất màu không đủ tiêu chuẩn gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe của người tiêu dùng.
Vì thế, nghiên cứu cây nhuộm màu thực phẩm có ý nghĩa rất quan trọng đối với kinh tế xã hội của đất nước Nhuộm màu thực phẩm bằng thực vật là tri thức và kinh nghiệm truyền thống lâu đời của các dân tộc Việt Nam, nhất là đồng bào các dân tộc thiểu số. Hơn thế, với phong tục tập quán khác nhau, cư trú trên các n 2 vùng lãnh thổ có điều kiện tự nhiên riêng biệt, mỗi dân tộc có kinh nghiệm và tri thức độc đáo mang tính bản địa và truyền thống. Xuất phát từ nhu cầu sử dụng chất màu thực phẩm, được sự nhất trí của Ban chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp, Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Giáo viên hướng dẫn, tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu tri thức bản địa về sử dụng các loài cây làm phẩm màu thực phẩm tại huyện Phù Yên và Quỳnh Nhai tỉnh Sơn La” nhằm ứng dụng rộng rãi hơn nữa chất màu tự nhiên trong thực phẩm và góp phần phát triển loài cây này ở nước ta. Mục đích nghiên cứu - Bảo tồn, lưu giữ được tri thức bản địa về sử dụng các loài cây làm phẩm màu thực phẩm.
Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu được tri thức bản địa trong sử dụng các loài cây nhuộm màu thực phẩm. - Đề xuất được biện pháp bảo tồn và phát triển tri thức bản địa các loài cây nhuộm màu thực phẩm của tỉnh Sơn La nói riêng và các tỉnh miền núi phía Bắc nói chung. Ý nghĩa của đề tài 1. Trong học tập và nghiên cứu khoa học - Qua quá trình thực hiện đề tài giúp cho sinh viên hiểu biết hơn kiến thức thực tiễn sản xuất nhằm nâng cao kiến thức và kỹ năng cho bản thân để thực hiện tốt công việc sau này.
- Giúp cho sinh viên có điều kiện vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế. - Đề tài góp phần tạo điều kiện cho sinh viên tham gia nghiên cứu khoa học, tạo ra sản phẩm phục vụ phát triển kinh tế - xã hội. n 3 - Kết quả thực hiện đề tài có thể làm cơ sở cho giảng viên, sinh viên tiếp tục nghiên cứu sản xuất chất nhuộm màu thực phẩm có nguồn gốc thực vật ở quy mô công nghiệp. - Nguồn gen cây nhuộm màu thực phẩm lưu giữ sẽ là ngân hàng cho các nghiên cứu về đa dạng sinh học và các nghiên cứu khác trong công nghệ sinh học.
Trong thực tiễn sản xuất - Góp phần đẩy mạnh và phát triển sản xuất cây nhuộm màu thực phẩm, lưu giữ, bảo tồn và phát huy vốn kiến thức bản địa của người dân vùng núi phía Bắc nói chung và người dân huyện Phù Yên, Quỳnh Nhai tỉnh Sơn La nói riêng. - Đa dạng hóa các 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 phần xóa đói giảm nghèo và phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Sơn La nói riêng và các tỉnh miền núi phía Bắc nói chung. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Những nghiên cứu trong nước và ngoài nước 2.
Nghiên cứu trên thế giới Thực phẩm truyền thống có thể được xem là một nét văn hóa đặc trưng cho một đất nước, một dân tộc. Chúng được tạo ra nhờ vào sự tìm tòi, sáng tạo của mỗi một dân tộc trên con đường phát triển. Những món ăn truyền thống còn chứa đựng trong nó những thông điệp, tín ngưỡng và niềm tin của con người. 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.
Một chất màu được sử dụng 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 chế biến 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 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 n 5 được sản xuất theo hướng này (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 bằng công nghệ sinh học: là hướng nghiên cứu đang được triển khai ở một số nước có trình độ kỹ thuật cao, các nhà nghiên cứu đang thử nghiệm thu nhận chất nhuộm màu từ nuôi cấy mô một số loài thực vật (Aralia armata,.), hoặc sử dụng một số hệ men, một số loài vi khuẩn để chuyển hoá hợp chất hữu cơ thành chất màu. Tuy nhiên, hướng nghiên cứu này cho tới nay chưa đạt được kết quả thực tế.
- Tổng hợp các chất vô cơ không có độc tính để nhuộm màu cho thực phẩm. Đây là hướng nghiên cứu được tiến hành từ lâu. Mặc dù vậy, các chất vô cơ có thể sử dụng cho thực phẩm còn rất hạn chế. Hiện nay các chất vô cơ được phép sử dụng cho thực phẩm mới chỉ có một số oxít sắt: FeO(OH)xH2O (màu đỏ), FeO.
Xu hướng hiện nay của thế giới là hạn chế các chất nhuộm màu có nguồn gốc vô cơ trong công nghiệp thực phẩm. Do những tiêu chuẩn chặt chẽ về mức độ an toàn, cho tới nay thế giới mới chỉ thừa nhận 73 hợp chất (hoặc dịch chiết, phức chất) là chất nhuộm màu cho thực phẩm. Trong số này một số hợp chất chỉ được phép sử dụng trong một số quốc gia nhất định. Hiện nay có một số loại cây cho chất nhuộm màu thực phẩm được trồng và khai thác với số lượng lớn ở một số nước.
Một vài sản phẩm trong số đó như “Cutch”, là nước chiết sấy khô của cây Acacia catechu. Lượng sản xuất hàng năm trên thế giới của Cutch khoảng 6.000 tấn/năm, trong đó lượng được xuất - nhập khẩu giữa các nước khoảng 1. Nước sản xuất chính là Ấn Ðộ (các nước cũng sản xuất nhưng với số lượng ít hơn là Pakistan, Bangladesh, Myanmar và Thái lan), nước nhập khẩu chính là Pakistan. Trước đây, vào những năm giữa của thập kỷ 70, hàng năm các nhà máy công nghiệp của Ấn Ðộ đã sử dụng tới 63.000 tấn gỗ nguyên liệu.
Trong thời gian từ 1988- 1993, Ấn Ðộ đã xuất sang Pakistan 1. Ngoài Cutch ra, còn có một sản phẩm tự nhiên khác cũng được sản xuất và sử dụng với số lượng lớn, đó là Annatto (được lấy từ n 6 cây Ðiều nhuộm - Bixa orellana). Lượng sản phẩm trên thế giới hàng năm khoảng 10.000 tấn, lượng sản phẩm tham gia mậu dịch khoảng 7. Nước xuất khẩu chính các sản phẩm Annatto là Peru và Kenya, các nước nhập khẩu chính là Mỹ, Nhật và một số nước Đông Âu.
Một số cây khác được trồng để làm nguyên liệu sản xuất các chất màu thực phẩm là: Indigofera tinctoria, Tagetes erecta, Lawsonia inermis, Curcuma longa, Crocus sativus, Gardenia jasminoides, Medicago sativa,. Riêng ở vùng Andhra Pradesh của Ấn Ðộ các cây sau được trồng với số lượng tương đối nhiều: Bixa orellana (1.200 ha), Indigofera tinctoria (800 ha), Tagetes erecta (120 ha) và Lawsonia inermis (20 ha). Bên cạnh việc sử dụng các chất màu thu được bằng các cách truyền thống thì ngày nay người ta còn áp dụng các kỹ thuật hiện đại để tăng nhanh quá trình tổng hợp tự nhiên. Trên thế giới trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu mới đã áp dụng công nghệ sinh học trong việc nâng cao sản lượng tổng hợp các chất màu tự nhiên.
Các phương pháp mới chủ yếu dựa vào việc nuôi cấy tế bào các loài thực vật, vi sinh vật đã xác định là có các thành phần sắc tố được trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Năm 1995, Ajinomoto đã cho ra một phương pháp điều chế màu đỏ tự nhiên bằng cách nuôi cây mô sần của các cây thuộc chi Aralia (loài cho kết quả tốt nhất là Aralia cordata). Chất màu này được tổng hợp trong bóng tối, chất màu được tiết ra môi trường nuôi cấy.