Màu sắc
Màu sắc là một trong những thuộc tính chất lượng quan trọng
trong thực phẩm. Mặc dù nó không phản ánh giá trị dinh dưỡng, mùi vị, hoặc các
giá trị chức năng khác, tuy nhiên nó quyết định sự chấp nhận của một sản phẩm của
người tiêu dùng.
Đôi khi, thay vì phân tích hóa học, đo màu sắc có thể được sử
dụng nếu một sự tương quan tồn tại giữa các thành phần màu có trong đó và chất
hóa học trong trong thực phẩm, vì thế việc đo màu sắc đơn giản và nhanh hơn so
với phân tích hóa học. Ví dụ, tổng hàm lượng carotenoid của bí có thể được xác
định từ các phép đo màu sắc mà không cần thực hiện một phép phân tích hóa học
vì có một mối tương quan giữa tổng hàm lượng carotenoid và màu sắc của bí.
Phép đo màu còn giúp theo dõi những thay đổi màu sắc của sản
phẩm trong quá trình lưu trữ, chín dần, chế biến, và vv. Màu thường được sử dụng
để xác định độ chín của trái cây. Màu của khoai tây chiên được kiểm soát phần lớn
bởi hàm lượng đường khử, điều kiện bảo quản khoai tây, và chế biến tiếp theo.
Màu của bột mì phản ánh hàm lượng cám. Ngoài ra, bột vừa nghiền tươi có màu
vàng vì có sự hiện diện của xanthophyll.
Màu sắc là một hiện tượng nhận thức mà phụ thuộc vào người
quan sát và các điều kiện mà màu sắc được quan sát thấy. Đó là một đặc tính của
ánh sáng, có thể đo cường độ và bước sóng. Màu sắc của vật liệu có thể nhìn thấy
chỉ khi ánh sáng từ một vật thể phát sáng (vật sáng) hoặc nguồn chiếu sáng hoặc
nguồn chiếu sáng bề mặt vật thể.
Ánh sáng là năng lượng bức xạ có thể quan sát được có tần số từ
khoảng 3,9 × 1014 Hz đến 7,9 × 1014 Hz trong quang phổ điện
từ. Ánh sáng có bước sóng khác nhau được coi là có màu sắc khác nhau. Nhiều nguồn
ánh sáng phát ra bức xạ điện từ là tương đối cân đối trong tất cả các bước sóng
nằm trong vùng nhìn thấy được. Vì vậy, ánh sáng xuất hiện màu trắng với mắt người.
Tuy nhiên, khi ánh sáng tương tác với vật chất, chỉ có một số bước sóng trong
vùng nhìn thấy được có thể được truyền qua hoặc phản xạ. Kết quả của sự bức xạ
các bước sóng khác nhau được cảm nhận bằng mắt con người như là màu sắc khác
nhau, và một số bước sóng có cường độ cao hơn những bước sóng khác.
Sự hấp thu có chọn lọc một lượng khác nhau của các bước sóng
trong vùng nhìn thấy được xác định màu của vật. Các bước sóng không được hấp thụ
nhưng phản xạ hay truyền qua một vật thì người quan sát có thể nhìn thấy. Ví dụ,
một vật màu xanh lại phản xạ phổ ánh sáng màu xanh nhưng hấp thụ màu đỏ, cam,
vàng, xanh lá cây, và màu tím. Nếu tất cả các năng lượng bức xạ trong vùng nhìn
thấy được phản xạ từ một bề mặt cản sáng, các vật xuất hiện màu trắng. Nếu nó
được gần như hấp thu hoàn toàn, vật là màu đen.
Về mặt vật lý, màu sắc của một vật được đo và biểu diễn bởi đường
cong trắc quang, đó là đồ thị của các thành phần của tia sáng tới (phản xạ hoặc
truyền) như là một hàm số của bước sóng trong quang phổ nhìn thấy được (Hình 1.1).
Để phát hiện sự khác biệt về màu sắc dưới ánh sáng tán xạ, cả
ánh sáng tự nhiên và nhân tạo mô phỏng ánh sáng ban ngày được sử dụng phổ biến.
Một cửa sổ quay mặt về hướng bắc đó không nhận ánh sáng mặt trời trực tiếp được
coi là soi sáng tự nhiên thường được sử dụng để kiểm tra màu sắc. Tuy nhiên,
ánh sáng ban ngày tự nhiên khác nhau rất nhiều về chất lượng quang phổ với hướng
nhìn, thời gian trong ngày và năm, thời tiết, và vị trí địa lý. Do đó, mô phỏng
ánh sáng ban ngày thường được sử dụng trong thử nghiệm công nghiệp. Các nguồn
ánh sáng nhân tạo có thể được chuẩn hóa và duy trì ổn định về chất lượng. Ủy
ban Quốc tế về Chiếu sáng, viết tắt là CIE (tiếng Phápː Commission internationale de
l'éclairage, tiếng Anh: International Commission on Illumination)
nên ba nguồn ánh sáng trong phòng thí nghiệm vào năm 1931. Nguồn sáng A được định
nghĩa sáng điển hình mà từ một bóng đèn sợi đốt, nguồn sáng B đại diện cho ánh
sáng mặt trời trực tiếp, và nguồn sáng C đại diện cho ánh sáng ban ngày trung
bình. Dựa trên các phép đo ánh sáng ban ngày, CIE đề nghị một loạt các nguồn
sáng D năm 1966 để đại diện cho ánh sáng ban ngày. Những nguồn sáng đại diện
cho ánh sáng ban ngày hoàn toàn hơn và chính xác hơn nguồn sáng B và C. Ngoài
ra, họ định nghĩa cho loạt đầy đủ các nhiệt độ màu từ vàng đến xanh (blue). Các
nguồn sáng D thường được định danh bởi hai chữ số đầu tiên của nhiệt độ màu của
chúng.
Sự đốt cháy và phát quang là hai cách chính để tạo ra ánh
sáng. Sự cháy sáng là ánh sáng từ năng lượng nhiệt. Việc làm nóng nguồn của một
bóng đèn để một nhiệt độ đủ cao sẽ làm cho nó phát sáng. Sự phát sáng của các
ngôi sao và mặt trời là thông qua sự đốt cháy. Sự phát sáng (Luminescence) là
ánh sáng từ các nguồn sáng khác không phụ thuộc vào sự làm nóng. Do đó, nó còn
được gọi là ánh sáng lạnh. Nó có thể được tạo ra tại nhiệt độ phòng hoặc nhiệt
độ thấp hơn. Vật lý lượng tử giải thích hiện tượng phát quang như chuyển động của
các electron từ trạng thái cơ bản của chúng (mức năng lượng thấp nhất) đến một
trạng thái năng lượng cao hơn. Các electron trả lại năng lượng dưới dạng của một
photon ánh sáng khi trở về trạng thái cơ bản của nó. Nếu khoảng thời gian giữa
hai bước ngắn (một vài micro giây), quá trình này được gọi là huỳnh quang. Nếu
khoảng thời gian dài (giờ), quá trình này được gọi là lân quang.
Ánh sáng
Ánh sáng nhìn thấy là bức xạ điện
từ có bước sóng từ 380 nm đến 750 nm. Các bước sóng lớn hơn thuộc về hồng ngoại
(IR) và các bước sóng nhỏ hơn thuộc về tia cực tím (UV) và không nhìn thấy được
bằng mắt người. Hình 1.2 chỉ ra rằng ánh sáng nhìn thấy chỉ là một phần nhỏ của
tổng phổ sóng điện từ. Tốc độ của ánh sáng là tốc độ mà các sóng ánh sáng lan
truyền, và có thể được tính theo toán học như là sản phẩm của bước sóng và tần
số.
C=
ʎ*f
Trong đó:
C là Tốc độ truyền sáng (m. s-1)
ʎ là Bước sóng (m)
f là Tần số (s-1)
Dải bước sóng của ánh sáng nhìn thấy
có thể được chia nhỏ thành các màu sắc nhỏ hơn tương ứng với các màu khác nhau,
chẳng hạn như các màu nâu của cầu vồng. Các dải bước sóng đối với các màu cơ bản
của màu đỏ, vàng và xanh dương được liệt kê trong Bảng 1.1
Khi các bước sóng khác nhau (màu
khác nhau) được trộn lẫn, chúng ta có thể tạo ra được một số
màu khác. Nói cách khác, việc lọc có thể được sử dụng để loại bỏ các bước sóng
nhất định để tạo ra màu khác với những màu còn lại.Điều này được gọi là pha trộn
trừ.
Ví dụ: Màu rượu vang đỏ
Khi chúng ta
chiếu tia ánh sáng nhìn thấy lên một mẫu rượu vang đỏ, các anthocyanin trong lớp
vỏ nho sẽ hấp thụ chỉ một phần của bức xạ ánh sáng và chuyển thành tinh thể.
Các anthocyanin chỉ hút các bước sóng trong phạm vi 500 nm (xanh). Do đó, ánh
sáng còn lại-đó là hiện tượng thiếu các bước sóng màu xanh lá cây, và được nhìn
nhận là màu đỏ trong mắt của chúng ta.
Một số loại rượu vang đỏ cũng sẽ hấp
thụ các bước sóng ánh sáng ở dải màu vàng. Khi điều này xảy ra, ánh sáng còn lại
được phản xạ không chỉ màu đỏ, mà còn là màu xanh-đỏ.
Từ ví dụ này,
chúng ta đã biết được rằng màu sắc là sự chấp nhận của sự hấp thụ chọn lọc
trong phạm vi khả kiến của phổ điện từ bức xạ điện từ. Bao nhiêu năng lượng được
hấp thụ, chẳng hạn như trong ví dụ về rượu vang đỏ của chúng ta, phụ thuộc vào
nồng độ các thành phần hấp thụ trong mẫu và độ dày của mẫu. Sự phụ thuộc này được
mô tả trong định luật Lambert-Beer.
Trong đó:
K là khả năng hấp thụ mol hay hệ số tắt(l.m/mol)
C là nồng độ mẫu(mol/l)
D là bề dày mẫu(m)
Các nguyên tắc màu cơ bản- nền tảng để quan sát màu sắc
Ba thành phần cần thiết để quan sát màu sắc
là: (1) nguồn ánh sáng, (2) đối tượng, và (3) quan sát viên. Một quá trình quan
sát màu hiệu quả cần làm thế nào để ba thành phần này có thể được kiểm soát hoặc
theo dõi để chúng không ảnh hưởng xấu đến việc đánh giá màu sắc.
Nguồn sáng
Tất cả các màu sắc được tạo ra từ sự tương tác
của năng lượng ánh sáng với một đối tượng hoặc phản ánh hoặc hấp thụ ánh sáng,
sau đó được quan sát bởi một người quan sát.
Ánh sáng chuẩn hóa thường liên quan đến việc đánh
giá màu dưới ánh sáng ban ngày và ít nhất một nguồn ánh sáng khác, chẳng hạn
như đèn huỳnh quang trắng. Nhận thức màu của một người có thể thay đổi đáng kể
dựa trên điều kiện ánh sáng. Ánh sáng chuẩn hoá mô phỏng môi trường theo đó các
sản phẩm thực phẩm khác nhau sẽ được đánh giá, chẳng hạn như ánh sáng ban trưa
trên bầu trời hoặc môi trường bán lẻ thông thường có sử dụng đèn huỳnh quang. Một
số môi trường bán lẻ yêu cầu nguồn ánh sáng tăng cường màu sắc thực phẩm.Ví dụ,
các cửa hàng tạp hóa thường chiếu sáng bộ phận thịt với màu đậm hơn, nguồn ánh
sáng năng lượng màu đỏ cao hơn để tăng cường tông màu đỏ trong thịt tươi.
Người quan sát
Bên cạnh sự khác biệt về nhận thức trong cách
chúng ta giải thích màu sắc, người quan sát phải được kiểm tra các điều kiện
sinh lý như mù màu, điều này có thể ngăn cản người quan sát đánh giá chính xác
màu sắc. Ngoài ra, một số khác biệt sinh lý có thể không hoàn toàn làm suy yếu
khả năng của một người để đánh giá màu sắc, nhưng có thể cản trở khả năng của một
người phân biệt giữa màu sắc. Ví dụ, một người quan sát có thể ít có khả năng
phát hiện sự thay đổi màu sắc ảnh hưởng đến màu đỏ như với màu xanh lá cây.
Mẫu
Các tiêu chuẩn vật lý đã tạo ra màu lý tưởng
và sự khác biệt về màu sắc. Điều này rất quan trọng đối với ngành công nghiệp
thực phẩm, trong đó màu sắc của các thành phần khác nhau có thể thay đổi tùy
theo điều kiện môi trường.
Tài liệu tham khảo:
[1] S.
Sahin and S.G. Sumnu, Physical Properties
of Foods: Springer New York, 2007.
[2] I.
Arana, Physical Properties of Foods:
Novel Measurement Techniques and Applications: Taylor & Francis, 2012.
Posts
0 comments:
Post a Comment