1. Đặc điểm nguyên liệu

 

Loài Cẩm (Peristrophe bivalvis (L.) Merr., syn. P. roxburghiana) thuộc họ Ô rô (Acanthaceae) - cây cỏ, lâu năm, cao khoảng 30 - 60cm, cành non có lông về sau nhẵn, thân thường 4 cạnh, có rãnh dọc sâu. Lá đơn, mọc đối; hình bầu dục hay trứng hoặc thuôn mũi giáo, thường có bớt màu trắng ở dọc gân; kích thước 2 - 10cm x 1,2 - 3,6cm; hai mặt có lông hay không, gốc lá thuôn nhọn; chóp lá nhọn hay có khi có mũi hay hơi tù tròn. Cụm hoa chùm ở ngọn hay nách lá, chùm ngắn; lá bắc cụm hoa thường hình trứng. Đài 5 răng đều dính nhau ở nửa dưới, kích thước ngắn hơn lá bắc hoa. Tràng màu tím hay hồng, phân 2 môi, môi dưới có 3 thuỳ cạn, ống hẹp kéo dài. Nhị 2, thò ra khỏi ống tràng. Bầu 2 ô, mỗi ô 2 – nhiều noãn. Hàng năm, Cẩm ra hoa vào tháng 10 –11.

Cẩm thuộc loại cây ưa ẩm và ưa bóng, nhưng không chịu úng, thường mọc ở ven rừng núi đá vôi ẩm, gần bờ suối và được trồng dưới tán các cây ăn quả, bên cạnh các nguồn nước.

Đất được cầy bừa kỹ, dọn sạch cỏ và lên luống cao 20cm, rộng 1,0 - 1,2m. Vào mùa xuân, tháng 2 - 3 chọn các cành Cẩm bánh tẻ khoẻ mạnh, cắt bỏ bớt lá để giảm bớt sự bay hơi nước, cắt phần thân thành những đoạn hom dài khoảng 15 - 20cm, mỗi hom có 2 - 3 mắt, sau đó đem đi trồng với khoảng cách hố cách hố 30-40cm, hàng cách hàng 30 - 40cm. Để cây sinh trưởng tốt ta nên bón lót 8 - 10 tấn phân chuồng đã ủ hoai cho 1ha, đối với các khu vực nương rẫy, đất dốc có thể bón thêm 100 - 150kg lân và 50kg kali. Sau khi bón lót phân chuồng, phân lân và phân kali, rắc một ít đất và đặt từ 3 - 5 hom giống/hố, lấp đất, chỉ để 1 - 2 mắt ló trên mặt đất, nén chặt gốc. Sau đó tưới nước và duy trì độ ẩm của đất trong vòng 7 - 10 ngày đầu để hom ra rễ và đâm chồi mới. Trong thời gian đầu, cần chú ý giữ sạch cỏ dại và thường xuyên duy trì độ ẩm. Cẩm có thể trồng dưới tán cây ăn quả, trồng xen với Ngô, Đỗ tương hay các cây rau khác.

Sau mỗi lứa thu hoạch cần làm cỏ, xới xáo mặt luống để cây tiếp tục sinh trưởng tốt. Để lứa cắt sau có năng suất cao, lứa thu trước nên cắt cây ở độ cao cách mặt đất khoảng 10 - 15cm. Sau khi thu hoạch phải làm cỏ, vun gốc và bón phân. Nếu chăm sóc tốt, trồng một lần cây Cẩm có thể cho thu hoạch liên tục trong 3 - 4 năm. Sau khi trồng khoảng 3 - 4 tháng, có thể thu lứa 1 (tháng 6 - 7). Khi cây cao khoảng 40 - 50cm có thể cắt phần cành mang lá dài 30 - 40 cm để làm nguyên liệu chiết chất màu. Nếu gặp thời tiết thuận lợi và chăm sóc tốt, thì có thể thu hái 2 - 3 lứa Cẩm/năm.

Cây sinh trưởng mạnh vào xuân hè, có hoa vào mùa thu. Vào cuối mùa thu khi nhiệt độ xuống thấp và ít mưa cây bắt đầu bị rụng lá và vào mùa đông thì cây hầu như không còn lá. Cây Cẩm có vùng phân bố tương đối rộng, phân bố rải rác ở hầu hết các tỉnh miền núi phía Bắc nước ta như: Lạng Sơn, Tuyên Quang, Hà Giang, Yên Bái, Lào Cai, Lai Châu, Hoà Bình… Hiện nay hiếm khi gặp cây Cẩm mọc hoang dại, để thuận tiện cho việc sử dụng, người dân ở các địa phương trên chỉ trồng 1 - 2m² ngay trong vườn nhà hoặc trên nương rẫy.

Thường gặp 4 dạng Cẩm khác nhau như Cẩm đỏ, 2 dạng Cẩm tím và Cẩm vàng. Hiện nay, Cẩm đỏ và tím được trồng. Riêng Cẩm vàng còn mọc hoang nên được gọi là Cẩm dại, người dân địa phương không sử dụng dạng Cẩm này. Cây Cẩm chủ yếu được nhân giống bằng cành, hiện tại chưa phát hiện cây con từ hạt.

Cả 4 dạng Cẩm này đều thuộc loài Peristrophe bivalvis (L.) Merr., nhưng lại có một số đặc điểm hình thái khác nhau và cho màu dịch chiết cũng khác nhau.

Bảng 1. Đặc điểm hình thái của 4 dạng Cẩm (Peristrophe bivalvis (L.) Merr.)

TT	Tên phổ thông	Phân biệt theo hình thái của lá	Màu của dịch chiết	Nhuộm
1	Cẩm đỏ	Lá hình bầu dục, gốc lá thon, xanh đậm, có nhiều lông, mặt trên không có bớt trắng	Đỏ	Đũa, xôi
2	Cẩm tím	Lá hình trứng rộng, gốc tròn, xanh nhạt, mỏng, ít lông, diện tích mang đốm trắng ở dọc gân lá lớn	Tím	Xôi
3	Cẩm tím	Lá hình bầu dục, gốc tròn hay thon, xanh đậm, dầy, ít lông, ít gặp đốm trắng ở dọc gân lá	Tím	Xôi
4	Cẩm vàng	Lá hình trứng, gốc lá thon, đầu lá thon nhọn, 2 mặt có lông rải rác, phiến lá thường nhăn nheo, đặc biệt là mép lá	Vàng xanh

 

2. Thành phần hoá học phẩm màu tím chiết từ cây Cẩm 

Bảng 2. Thành phần hoá học phẩm màu tím chiết từ cây Cẩm 

TT	Chất	Khối lượng phân tử	Công thức phân tử	Công thức cấu tạo
1	Afzelechin (4-8)pelargonidyl glucozit Màu đỏ tím	705	C36H33O15
2	Pelargonidin-3-O-gentiobiozơ Màu đỏ tím	595	C27H31O15
3	Pelargonidin-3-O-sambabiozơ Màu đỏ tím	565	C26H29O14
4	4’-sucxinoyl-3-rhamnozyl-(4H, 5H)pyranocyanidin Màu đỏ tím	559	C27H27O13
5	4’-maloyl-3-rhamnozyl-(4H, 5H)pyranocyanidin Màu đỏ tím	575	C27H27O14
6	4’-oxaloyl-3-rhamnozyl-(4H, 5H)pyranopeonidin Màu đỏ tím	545	C26H25O13
7	4’-sinpoyl-3-glucozyl-(4H, 5H)pyranopeonidin Màu đỏ tím	695	C35H35O15

 

Như vậy, thành phần hoá học chính của phẩm màu tím chiết từ cây cẩm là các anthocyanin, bao gồm các chất có hai loại khung chính perlagonidin và pyranopeonidin. Thành phần chính bao gồm: Afzelechin(4-8)pelargonidyl glucozit, Pelargonidin-3-O-gentiobiozơ và Pelargonidin-3-O-sambabiozơ và 4’-sucxinoyl-3-rhamnozyl-(4H, 5H)-pyranocyanidin.

3. Phương pháp chiết tách phẩm màu tím từ cây Cẩm

a. Khảo sát phương pháp chiết phẩm màu tím từ nguyên liệu Cẩm tươi và Cẩm khô

Cách lấy mẫu: Cành lá Cẩm tươi thu về đem loại bỏ phần cành và các lá vàng, trộn đều trước khi cân mẫu. Cân 500g lá tươi và chiết bằng nước ở các chế độ nhiệt khác nhau (chiết nóng và chiết lạnh). Mặt khác đem chính mẫu Cẩm này đi phơi hoặc sấy khô để nghiên cứu khả năng chiết chất màu từ nguyên liệu Cẩm khô.

Các loại màu chiết từ Cẩm

+ Quy trình chiết tách phẩm màu tím từ nguyên liệu Cẩm tươi:

Chiết nóng: Cân 500g lá Cẩm tươi, rửa sạch, đổ 1 lít nước sạch (pH = 7), đun sôi trong khoảng 20 phút, chắt dịch chiết lần 1, vắt kiệt phần nước còn lại trong lá, đổ tiếp 1 lít nước vào phần bã và đun sôi 20 phút, chắt dịch chiết lần 2 và vắt kiệt phần nước còn lại trong lá. Tất cả phần dịch chiết đem lọc qua vải phin thô. Dịch lọc được đem cô trên bếp cách thuỷ tới dạng cao mềm. Chú ý giữ nhiệt độ của dịch chiết khi cô trong khoảng 60-650C. Sấy cao mềm trong tủ sấy chân không, nghiền cao khô thành bột thu phẩm màu tím (PMT). Bảo quản PMT trong 2-3 lần túi nilon + silicagel.

Chiết lạnh: Cân 500g lá Cẩm tươi, rửa sạch, giã sống, đổ 1 lít nước sạch (pH=7), khuấy đều, chắt dịch chiết lần 1, vắt kiệt phần nước còn lại trong lá, đổ 1 lít nước vào phần bã và khuấy đều, chắt dịch chiết lần 2, vắt kiệt phần nước còn lại trong lá. Tất cả phần dịch chiết đem lọc qua vải phin thô. Các bước tiếp theo làm như cách “chiết nóng”.

Các kết quả về hiệu suất chiết chất màu và khối lượng chất màu tổng số được trình bày tại bảng 2.

Bảng 3. Kết quả khảo sát phương pháp chiết phẩm màu tím từ cây Cẩm

TT	Tình trạng mẫu	Phương pháp chiết	HSCCM(%)/ TL mẫu tươi(1)	HSCCM(%)/ TL mẫu KTĐ(2)	KL chất màu TS (g)(3)	Tỷ lệ (%)
1*	Lá tươi	Chiết nóng	4,98	24,90	24,90	100
2	Lá tươi	Chiết lạnh	4,21	21,05	10,20	40,96
3	Thân tươi	Chiết nóng	1,58	5,27	0,57	2,29
4	Lá khô	Chiết nóng	5,61	28,05	18,38	73,82
5	Lá khô	Chiết bán lạnh	4,63	23,15	12,75	51,21

 

*Mẫu N0-1 được chọn làm chuẩn để so sánh (chỉ số hấp thụ của PMT được đo ở bước sóng 583nm).

Các số liệu ở bảng 3 cho thấy, nếu đem so sánh giữa 2 phương pháp chiết PMT từ lá Cẩm tươi thì phương pháp chiết nóng cho lượng chất màu tổng số cao nhất, trong khi đó nếu dùng phương pháp chiết lạnh thì KLCMTS chỉ bằng 40,96% so với chiết nóng. Mặt khác, khi chiết nóng dịch chiết có màu tím tươi hơn và có pH=8, còn khi chiết lạnh dịch chiết có màu tím đen và có pH=10. Như vậy dùng phương pháp chiết nóng để thu PMT từ nguyên liệu Cẩm tươi vẫn là phương pháp tối ưu nhất.

b. Sự phân bố chất màu trong cây Cẩm

Nguyên liệu Cẩm khi thu hoạch có tỷ lệ thân dao động từ 42 - 44% và lá từ 56 - 58%. Với mục đích nghiên cứu sự phân bố chất màu trong cây, chúng tôi đã xác định HSCCM và KLCMTS trong thân và lá Cẩm. Kết quả trong bảng 3 cho biết HSCCM (%) so với trọng lượng lá Cẩm khô tuyệt đối đạt 24,90% gấp 4,7 lần HSCCM (%) so với trọng lượng thân Cẩm khô tuyệt đối (5,27%). Nếu so sánh lượng chất màu tổng số có trong lá và thân thì con số này còn lớn hơn nhiều, cụ thể là gấp gần 44 lần. Như vậy, chất màu tím trong cây Cẩm chủ yếu phân bố ở trong lá.

4. Ứng dụng

Cẩm tím là nguồn nguyên liệu cung cấp chất màu tím tự nhiên đầy triển vọng. Ngoài ra, phẩm màu tím được chiết từ cành lá Cẩm hoàn toàn không có độc tính, tan tốt trong nước và có độ bền màu ở nhiệt độ dưới 65^oC. Vì vậy, chúng ta có thể dùng nó để tạo màu cho một số loại thực phẩm như: kem, kẹo, nước giải khát, rượu màu, thạch rau câu, cũng như tạo màu cho các viên thuốc.

Cẩm là cây có nhiều công dụng như làm thuốc, làm phẩm màu v.v... Ở Việt Nam, cành lá của cây này đã được biết đến như một vị thuốc nam. Trong y học cổ truyền, Cẩm được dùng trị lao phổi, khái huyết, ho nôn ra máu, viêm phế quản cấp tính, ỉa chảy, lỵ, ổ tụ máu, bong gân. Tại Trung Quốc, Cẩm là dược liệu có vị đắng, tính bình, có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, tiêu thũng, chỉ huyết, chữa viêm họng, thấp khớp, nhiễm trùng đường tiết niệu, kinh phong ở trẻ em, lao hạch, mụn nhọt.

Theo “Danh lục các loài thực vật Việt Nam”, 2005, thì chi Peristrophe Nees có 4 loài, trong đó chỉ có loài Cẩm (P. bivalvis (L.) Merr.) ở Bắc Bộ và loài Kim loung nhuộm (P. montana (Wall.) Nees) ở Nam Bộ được coi là cây nhuộm màu. Ngoài ra, Cẩm còn được các dân tộc thiểu số phía Bắc dùng để nhuộm xôi nhiều màu trong những ngày lễ tết. Trong tình hình hiện nay số người bị ngộ độc thực phẩm do lạm dụng chất màu tổng hợp ngày càng gia tăng, làm ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ của con người. Vì vậy mà xu hướng chung của thế giới là tìm kiếm và chiết tách các chất màu tự nhiên có thể sử dụng trong công nghiệp thực phẩm từ nguyên liệu thực vật hoặc bán tổng hợp. Trong quá trình điều tra tri thức và kinh nghiệm sử dụng các cây nhuộm màu thực phẩm ở nước ta, Lưu Đàm Cư và cộng sự cho biết, hệ thực vật Việt Nam có tiềm năng lớn về các loài cây dùng để nhuộm màu cho thực phẩm, hiện mới chỉ phát hiện 112 loài thuộc 48 họ. Nhiều loài cây có thể sử dụng tốt để nhuộm màu thực phẩm như: các loại bánh, xôi, nước giải khát, rượu...

Các sản phẩm ứng dụng từ cây Cẩm