MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................i
DANH MỤC HÌNH........................................................................................ii
DANH MỤC BẢNG......................................................................................iii
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU.............................................................................1
1.1
Đặt vấn đề.........................................................................................1
1.2
Mục tiêu của đồ án............................................................................1
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÂY CHÈ TẠI VIỆT NAM.......................2
2.1
Nguồn gốc ra đời của cây chè...........................................................2
2.2
Đặc điểm sinh vật học của cây chè...................................................3
2.2.1 Đặc điểm.......................................................................................3
2.2.2 Phân loại thực vật..........................................................................5
2.2.3 Phân loại cây chè [1].....................................................................5
2.3
Đặc điểm hóa sinh của lá chè............................................................7
2.3.1 Nước..............................................................................................9
2.3.2 Hợp chất phenol............................................................................9
2.3.3 Alkaloid.......................................................................................11
2.3.4 Protein và amino acid..................................................................12
2.3.5 Lipid và acid béo.........................................................................12
2.3.6 Carbonhydrate.............................................................................13
2.3.7 Sắc tố...........................................................................................14
2.3.8 Chất khoáng................................................................................15
2.3.9 Enzyme........................................................................................15
2.3.10 Vitamin........................................................................................16
2.3.11 Hàm lượng tro.............................................................................16
2.3.12 Hợp chất thơm.............................................................................16
2.4
Giới thiệu về cây chè tại Việt Nam.................................................17
2.4.1 Sự phát triển của cây chè ở Việt Nam.........................................17
2.4.2 Các vùng trồng chè ở Việt Nam..................................................18
2.4.3 Một số giống chè ở Việt Nam.....................................................20
2.4.4 Tình hình tiêu thụ, xuất khẩu chè ở Việt Nam............................20
CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHÈ.............................................22
3.1
Phân loại sản phẩm trà....................................................................22
3.1.1 Phân loại theo mức độ lên men...................................................22
3.1.2 Phân loại theo hình thái bên ngoài..............................................22
3.1.3 Phân loại trà theo hương ướp......................................................22
i
3.1.4 Các loại trà được uống trong dân gian Việt Nam........................22
3.2
Thu hoạch và bảo quản chè.............................................................24
3.3
Công nghệ chế biến một số loại trà.................................................25
3.3.1 Trà xanh.......................................................................................25
3.3.2 Trà đen.........................................................................................28
CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN TRÀ HÒA TAN...........................46
4.1
Nguồn gốc.......................................................................................46
4.1.1 Nguồn gốc chung........................................................................46
4.1.2 Tại Việt Nam...............................................................................46
4.2
Công nghệ sản xuất trà hòa tan.......................................................47
4.2.1 Trà hòa tan dạng bột....................................................................47
4.2.2 Quy trình sản xuất trà hòa tan.....................................................50
4.2.3 Sản phẩm.....................................................................................72
4.3
Các sản phẩm trà hòa tan trên thị trường Việt Nam........................75
4.4
Thành tựu công nghệ mới...............................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................81
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Cây chè..............................................................................................2
Hình 2.2 Sản lượng chè các quốc gia năm 2007............................................3
Hình 2.3 Búp chè..............................................................................................3
Hình 2.4 Hoa chè.............................................................................................4
Hình 2.5 Quả chè.............................................................................................4
Hình 2.6 Thành phần hóa học của lá chè tươi.................................................6
Hình 2.7 Tannin thủy phân...............................................................................8
Hình 2.8 Tannin ngưng tụ................................................................................8
Hình 2.9 Công thức cấu tạo của Caffeine......................................................10
Hình 2.10 Đồi chè..........................................................................................15
Hình 3.1 Màu sắc nước trà............................................................................18
Hình 3.2 Sơ đồ hoạt động máng kín khi dòng khí đi từ dưới lên...................25
Hình 3.3 Sơ đồ hoạt động của dòng khí khi đi từ trên xuống........................25
Hình 3.4 Bàn vò (rolling table)......................................................................27
Hình 3.5 Lá chè được ép xuống trong khi bàn vò quay.................................27
Hình 3.6 Lá chè được xoắn lại từ từ đồng thời quá trình lên men xảy ra.....28
Hình 3.7 Các phản ứng tạo các theaflavins trong lên men chè đen..............30
ii
Hình 3.8 Sự thay đổi của tổng hàm lượng các chất mùi và hàm lượng
catechin trong các giai đoạn sản xuất................................................................32
Hình 3.9 Cấu tạo thiết bị lên men liên tục dạng băng tải lưới.......................33
Hình 3.10 Thiết bị lên men liên tục................................................................33
Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý của máy sấy băng tải..........................................35
Hình 3.12 Máy sàng phân loại.......................................................................36
Hình 4.1 Thiết bị nghiền đĩa..........................................................................41
Hình 4.2 Cấu tạo cặp đĩa nghiền...................................................................41
Hình 4.3 Sơ đồ trích ly trà nhiều bậc.............................................................43
Hình 4.4 Khung và bản của máy lọc ép.........................................................45
Hình 4.5 Máy lọc ép khung bản.....................................................................45
Hình 4.6 Quá trình lọc khung bản.................................................................46
Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý thiết bị lọc ép khung bản......................................46
Hình 4.8 Thiết bị cô đặc dạng màng rơi........................................................48
Hình 4.9 Thiết bị bình khuấy trộn bằng cánh khuấy.................................- 49 Hình 4.10 Thiết bị sấy phun...........................................................................50
Hình 4.11 Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa..........................................................52
Hình 4.12 Thiết bị tạo hạt..............................................................................54
Hình 4.13 Thiết bị trộn vít tải nằm ngang......................................................55
Hình 4.14 Vít tải cánh xoắn liên tục liền trục................................................55
Hình 4.15 Sơ đồ nguyên tắc định lượng thực phẩm.......................................57
Hình 4.16 Thiết bị đóng gói...........................................................................57
Hình 4.17 Sản phẩm trà hòa tan dạng bột.....................................................58
Hình 4.18 Instant Green Tea Powder............................................................59
Hình 4.19 Instant Black Tea Powder............................................................59
Hình 4.20 Instant Oolong tea powder...........................................................60
Hình 4.21 Trà hòa tan hương chanh..............................................................60
Hình 4.22 Trà chanh lipton ice tea.................................................................61
Hình 4.23 Nestea chanh.................................................................................61
Hình 4.24 Trà hòa tan Harris........................................................................62
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần hóa học của chè............................................................7
Bảng 2.2 Hàm lượng lipid tổng và acid béo tổng ở các giai đoạn................11
Bảng 2.3 Hàm lượng pectin trong các bộ phận khác nhau của búp trà (tính
theo % chất khô).................................................................................................12
iii
Bảng 2.4 Hàm lượng vitamin C trong lá chè tươi..........................................13
Bảng 3.1 Đánh giá chất lượng chè nguyên liệu.............................................18
Bảng 4.1 Chỉ tiên cảm quan của trà đen bán thành phẩm.............................39
Bảng 4.2 Chỉ tiêu hoá lý của trà đen bán thành phẩm..................................39
iv
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
CHƯƠNG 1:
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Từ xưa đến nay, trà là một loại thức uống quen thuộc đối với mọi người, đặc
biệt là đối với người Á Đông. Trà là sản phẩm lá hay búp của cây chè (Camellia
sinensis) đã được làm khô. Dịch trích thu được khi ngâm trà trong nước nóng
gọi là nước trà (hay nước chè). Trà được sử dụng trên toàn thế giới, và được xem
là một loại thức uống mang tính toàn cầu. Do đó đây là loại thức uống phổ biến
thứ hai trên thế giới sau nước lọc. Nước trà có hương thơm đặc trưng, vị chát,
hơi đắng nhưng hậu vị ngọt. Uống nước trà giúp tăng cường hoạt động của hệ
thần kinh, gây hưng phấn, sảng khoái, xua tan mệt mỏi và sản phẩm có chứa các
chất có hoạt tính chống oxy hóa.
Cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật, nhiều công trình nghiên cứu đã
chứng minh lợi ích của trà. Bên cạnh chức năng giải khát, trà có tác dụng sinh lý
rất rõ rệt đối với sức khỏe con người. Thành phần caffeine và một số alkaloid
khác trong chè có tác dụng kích thích hệ thần kinh trung ương, vỏ đại não làm
cho tinh thần minh mẫn, giảm mệt nhọc sau khi lao động. Trà còn có tác dụng
phòng và trị được nhiều loại bệnh khác nhau, đặc biệt là các bệnh về tim mạch,
ung thư. Mặt khác, trà là nét truyền thống của nhiều dân tộc, nó mang một giá trị
vô cùng thiêng liêng, cao quí trong đời sống tinh thần của con người.
Tại nhiều nước phát triển như Nhật Bản, Singapore, Đài Loan, Malaysia,..
cuộc sống công nghiệp tất bật khiến người ta không thể chuẩn bị cho mình một
tách trà xanh theo cách truyền thống, đó là cơ hội kinh doanh lớn cho những nhà
sản xuất nghĩ ra cách chế biến các lọai trà có thể uống liền mà không cần qua
các công đoạn pha chế rườm rà. Có hai loại trà uống liền mang tính đột phá
trong phong cách dùng trà là trà túi lọc và trà hòa tan.
Trà hòa tan được xay thành bột, tinh chiết, lọai bỏ chất không tan rồi sấy khô,
tẩm ướp hương liệu, chất bảo quản, chất tạo vị…Mỗi gói trà có khối lượng từ 10
– 20 g. Trà hoà tan có dạng bột tơi xốp, rất mịn, gồm những hạt nhỏ, màu vàng
nhạt (chè xanh), nâu nhạt (chè đen).
Do triển vọng phát triển thị trường đối với mặt hàng trà hòa tan, em thực hiện
đồ án “Tìm hiểu công nghệ sản xuất trà hòa tan” để có những hiểu biết về công
nghệ sản xuất loại trà này.
1.2 Mục tiêu của đồ án
Tìm hiểu về một số loại trà phổ biến trên thị trường như trà xanh, trà đen và
đặc biệt là công nghệ sản xuất trà hòa tan đang có trên thị trường và những
hướng đi mới của sản phẩm trà hòa tan hiện nay.
1
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
CHƯƠNG 2:
GVHD: Phan Ngọc Hòa
TỔNG QUAN VỀ CÂY CHÈ TẠI VIỆT
NAM
Hình 2.1 Cây chè
2.1 Nguồn gốc ra đời của cây chè
Theo truyền thuyết thì Vua Thần Nông khi đi tuần thú phương nam, vô tình
uống được một thứ lá cây rơi trong nồi nước đang sôi, làm cho tinh thần phấn
chấn sảng khoái nên ông gọi đó là Trà. Một huyền thoại khác kể rằng Đức Đạt
Ma Sư Tổ của Thiền phái Thiếu Lâm Tự Trung Hoa, đã ngủ quên trong lúc tọa
thiền nên tức giận tự cắt mí mắt của mình quăng xuống đất và nơi ấy mọc lên
một thứ cây kỳ lạ, hái lá nấu nước uống khiến cho tâm hồn tỉnh táo, được gọi là
Trà.
Năm 1753, Cac Von Line (Carl Von Lenne), một nhà thực vật học người
Thụy Điển đã nghiên cứu thu thập, phân loại các mẫu chè Trung Quốc, và lần
đầu tiên đã đặt tên khoa học cây chè là Thea sinensis, phân thành hai giống chè:
Thea bohea (chè đen) và Thea viridis (chè xanh), như vậy đã xác nhận Trung
Quốc là nơi ra đời của cây chè.[6]
Năm 1951. Đào Thừa Trân (Trung Quốc) đưa ra thuyết chiết trung được
nhiều học giả thế giới công nhận. Theo thuyết này, cái nôi tự nhiên cây chè là
khu vực gió mùa Đông Nam Á, vì ở Lào, Mianma, Vân Nam và bắc Việt Nam
đều có những cây chè hoang dại. Các điều kiện về đất đai, khí hậu, lượng mưa
của cả khu vực này đều rất phù hợp với sự sinh trưởng của cây chè, hợp thành
một vườn chè nguyên thủy. Hơn nữa các cây chè mọc hoang dại tìm thấy rất
nhiều học hai bờ các con sông lớn: Kim Sa Giang, Phú Long Giang, Salouen,
Irravadi, Mê Kong, Bramapoutro... Các con sông này đều bắt nguồn từ dãy núi ở
cao nguyên Tây Tạng. Cây chè di thực về phía đông qua tỉnh Tứ Xuyên, bị ảnh
hưởng của khí hậu, nên biến thành giống chè lá nhỏ, di thực về phía nam và tây
nam Ấn Độ, Mianma, Annam (Việt Nam) biến thành giống lá to. [1]
2
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
Năm 1974, Veckoven (J.Werkhoven, Hà Lan) chuyên viên của tổ chức Lương
thực thế giới FAO, đã tổng kết trong cuốn Công nghệ chè (Tập san Nông nghiệp
26, Rooma, 1974): “Cây chè được Line xếp loại và đặt tên là Thea sinensis (L.)
có nguồn gốc ở vùng Đông Nam Trung Quốc gần nguồn sông Irrawadi
(Mianma)”.[1]
Hiện nay chè được phân bố khá rộng trong những điều kiện tự nhiên rất khác
nhau, từ 300 vĩ nam đến 450 vĩ bắc, là những nơi có điều kiện tự nhiên khí hậu
khác xa vùng nguyên sản. Những thành tựu khoa học của các nhà chọn giống
Liên Xô (cũ), Trung Quốc, Nhật Bản, Đài Loan...đã tạo ra rất nhiều giống chè
mới có khả năng thích ứng với các điều kiện khí hậu khác nhau, tạo nhiều triển
vọng cho nghề trồng chè trên thế giới.
Hình 2.2 Sản lượng chè các quốc gia năm 2007
2.2 Đặc điểm sinh vật học của cây chè
2.2.1
Đặc điểm
2.2.1.1 Thân và cành
Cây chè sinh trưởng trong điều kiện tự nhiên là đơn trục, nghĩa là chỉ có một
thân chính, trên đó phân ra các cấp cành. Do đặc điểm sinh trưởng và do hình
dạng phân cành khác nhau, người ta chia thân chè ra làm ba loại: thân gỗ, thân
nhỡ (thân bán gỗ) và thân bụi.
2.2.1.2 Mầm chè
Trên cây chè có những loại mầm: mầm dinh dưỡng và mầm sinh thực. Mầm
dinh dưỡng phát triển thành cành lá, mầm sinh thực phát triển thành nụ hoa và
quả.
3
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
2.2.1.3 Búp chè
Búp chè là đoạn non của một cành chè. Búp được hình thành từ các mầm
dinh dưỡng, gồm có tôm (phần lá non ở trên đỉnh của cành chưa xòe ra) và hai
hoặc ba lá non. Búp chè trong quá trình sinh trưởng chịu sự chi phối của nhiều
yếu tố bên ngoài và yếu tố bên trong của nó. Kích thước của búp thay đổi tùy
theo giống, loại và liều lượng phân bón, các khâu kỹ thuật canh tác khác như
đốn, hái và điều kiện địa lý nơi trồng trọt.
Búp chè là nguyên liệu để chế biến ra các loại chè, vì vậy nó quan hệ trực
tiếp đến năng suất và phẩm chất của chè.
Hình 2.3 Búp chè
Búp chè gồm có hai loại: búp bình thường và búp mù. Búp bình thường (gồm
có tôm và 2-3 lá non). Búp mù là búp phát triển không bình thường, trọng lượng
bình quân của một búp mù thường bằng khoảng 1/2 trọng lượng búp bình
thường và phẩm chất thì thua kém rõ rệt. Nguyên nhân xuất hiện búp mù rất
phức tạp. Một mặt do đặc điểm sinh vật học của cây trồng, mặt khác do ảnh
hưởng xấu của các điều kiện bên ngoài hoặc do biện pháp kỹ thuật không thích
hợp.
Búp chè hoạt động sinh trưởng theo một quy luật nhất định và hình thành nên
các đợt sinh trưởng theo thứ tự thời gian. Thời gian của mỗi đợt sinh trưởng phụ
thuộc vào giống, chế độ dinh dưỡng và điều kiện khí hậu. Trên một cành chè,
một năm có 4 – 5 đợt sinh trưởng của búp.
2.2.1.4 Lá chè
Lá chè mọc trên cành, mỗi đốt có một lá. Lá thường có nhiều thay đổi về
hình dạng tùy theo các loại giống khác nhau và trong các điều kiện ngoại cảnh
khác nhau. Lá chè có gân rất rõ. Những gân chính của lá chè thường không phát
triển ra đến tận rìa lá. Rìa lá chè thường có răng cưa, hình dạng răng cưa trên lá
chè khác nhau tùy theo giống. Số đôi gân lá là một trong những chỉ tiêu để phân
biệt các giống chè.
2.2.1.5 Rễ chè
Cây chè sống nhiều năm trên một mảnh đất cố định, do đó việc nghiên cứu
đặc điểm của bộ rễ có ý nghĩa rất quan trọng để đặt cơ sở cho các biện pháp kỹ
4
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
thuật trồng trọt. Rễ chè phát triển tốt tạo điều kiện cho các bộ phận trên mặt đất
phát triển.
Hệ rễ chè gồm có: rễ trụ (rễ cọc), rễ bên và rễ hấp thu.
Rễ chè kỵ vôi, do đó yêu cầu đất có phản ứng chua. Canxi cần cho cây chè,
nó có mặt ở những nơi phân bào và sinh trưởng như mút rễ, ngọn cây, là thành
phần của màng tế bào v.v...
2.2.1.6 Hoa chè
Hình 2.4 Hoa chè
Màu trắng với nhiều nhị vàng. Mỗi hoa gồm 7 cánh và hàng tá nhị dài.
2.2.1.7 Quả chè
Thường mọc thành từng chùm 3. Ban đầu có màu xanh của chồi, sau đó tăng
trưởng và cứng dần thành quả màu nâu chứa hạt bên trong. Khi quả chín, vết
rãnh mở ra. Hạt bên trong có thể được dùng để gieo trồng.
Hình 2.5 Quả chè
2.2.2
Phân loại thực vật
Ngành Ngọc lan Hạt kín
Bộ
chè Theales
Họ
chè Theaceae
Chi
chè Camellia (Thea)
Loài
C.sinensis
Tên khoa học: Camellia sinensis (L) (hay Thea sinensis L.)
(1935 – Hội nghị Quốc tế về thực vật)
5
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
Phân loại cây chè [1]
2.2.3.1 Chè Trung Quốc ( China tea plant): Camellia sinensis (L)
Dựa vào kích thước lá, Sealy (1958) phân biệt 2 loại của C.sinensis:
Chè Trung Quốc lá to (Camellia sinensis var. macrophylla):
Đặc điểm:
- Thân gỗ nhỏ cao tới 5 m trong điều kiện sinh trưởng tự nhiên.
- Lá to chiều dài trung bình 4 – 14 cm, chiều rộng 2 – 2.5 cm, màu xanh nhạt,
bóng, răng cưa sâu không đều, đầu lá nhọn.
- Có trung bình 8 – 9 đôi, gân lá rõ.
- Năng suất cao, phẩm chất tốt.
- Nguyên sản ở Vân Nam, Tứ Xuyên (Trung Quốc).
Chè Trung Quốc lá nhỏ (Camellia sinensis var. Bohea)
Đặc điểm:
- Cây bụi thấp phân cành nhiều.
- Lá nhỏ, dày nhiều gợn sóng, màu xanh đậm, lá dài 3,5 – 6,5 cm, rộng 1 –
1.2 cm.
- Có 6 – 7 đôi gân lá không rõ, răng cưa nhỏ, không đều.
- Búp nhỏ, hoa nhiều, năng suất thấp, phẩm chất bình thường.
- Khả năng chịu rét ở độ nhiệt -12oC đến -15oC.
- Phân bố chủ yếu ở miền đông, đông nam Trung Quốc, Nhật Bản và một số
vùng khác.
2.2.3.2 Chè Assam ( Assam tea plant): Camellia assamica
- Thân gỗ cao 10 – 15 m, phân cành thưa.
- Lá dài 8 – 20 và rộng 3,5 – 7,5 cm, mỏng và mềm, thường có màu xanh
đậm, lá hình bầu dục, phiến lá gợn sóng, đầu lá dài.
- Có trung bình 12 – 15 đôi gân lá.
- Hoa mọc đơn lẻ hay thành từng đôi, có 7 – 8 cánh màu trắng hay đôi khi có
đốm vàng.
- Số nhị hoa tương tự của C.sinensis.
- Phát triển nhanh.
- Không chịu được rét hạn, cần nhiệt độ cao.
- Năng suất, phẩm chất tốt.
- Trồng nhiều: Ấn Độ, Mianma, Vân Nam (Trung Quốc) và một số vùng
khác.
2.2.3
6
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
2.2.3.3 Chè Nam Indo (Indochina)
- Nhóm đặc biệt của Camellia assamica, gọi là Camellia assamica sub
sp.lasiocalys (Planch.MS)
- Camellia assamica sub sp.lasiocalys (Planch.MS) hay loại chè
ambodiensis/Southern là loại cây nhỏ hình chóp, cao 6 – 10m, ngoại trừ một số
cành nằm thẳng đứng, hầu hết nằm cân bằng nhau.
- Lá bóng và có màu lam vàng khi non, lam nhẹ ở giai đoạn trưởng thành và
chuyển sang màu lam hồng hay đỏ hồng vào cuối mùa.
- Lá có kích thước nằm giữa sinensis và assamica.
2.2.3.4 Chè Shan (Camellia sinensis var. Shan)
- Thân gỗ, cao từ 6 đến 10 m.
- Lá to và dài 15 – 18 cm màu xanh nhạt, đầu lá dài, răng cưa nhỏ và dày.
- Tôm chè có nhiều lông tơ, trắng và mịn trông như tuyết, nên còn gọi là chè
tuyết.
- Có khoảng 10 đôi gân lá.
- Có khả năng thích ứng trong điều kiện ấm ẩm, ở địa hình cao, năng suất
cao, phẩm chất thuộc loại tốt nhất.
- Nguyên sản ở Vân Nam - Trung Quốc, miền bắc của Miến Điện và Việt
Nam.
2.3 Đặc điểm hóa sinh của lá chè
Hình 2.6 Thành phần hóa học của lá chè tươi
Thành phần hóa học của chè tham gia trực tiếp vào sự hình thành chất lượng
trà sản phẩm.
7
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
Bảng 2.1 Thành phần hóa học của chè
Thành phần
Polyphenol
Epigallocatechin gallate
Epicatechin gallate
Epigallo catechin
Epicatechin
Catechin
Gallocatechin
Flavonols và flavonol
glucosides
Polyphenolic acids và
depsides
Leuco anthocyanins
Chlorophylls và các chất màu
khác
Khoáng
Caffeine
Theobromine
Theophylline
Amino acid
Acid hữu cơ
Monosaccharide
Polysaccharide
Cellulose và hemicellulose
Pectin
Lignin
8
% khối lượng chất
khô
25 – 30
8 – 12
3–6
3–6
1–3
1–2
3–4
3–4
3–4
2–3
0,5 – 0,6
5–6
3–4
0,2
0,5
4–5
0,5 – 0,6
4–5
14 – 22
4–7
5–6
5–6
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
Protein
Lipid
Các hợp chất bay hơi
14 – 17
3–5
0,01 – 0,02
2.3.1
Nước
Là thành phần chủ yếu trong búp chè.
Vai trò:
Trong lá trà, nước là môi trường xảy ra sự tác dụng tương hỗ giữa các chất
hòa tan chiếm từ 75 – 80%. Ngoài ra, nước còn là thành phần chính tham gia
vào các phản ứng thủy phân và oxy hóa – khử xảy ra không ngừng trong các tế
bào của lá. Hàm lượng nước trong lá chè giảm dần từ tôm đến các lá già. Trong
lá chè nước tồn tại ở 2 dạng, nước tự do và nước liên kết, nước chứa chủ yếu
trong các khí quản của lá và là môi trường hòa tan các chất trong dịch bào.
Hàm lượng nước có quan hệ mật thiết đối với quá trình chế biến chè. Nếu
nguyên liệu chè bị mất nước quá nhanh thì biến đổi sinh hóa diễn ra nhanh và
không triệt để, đôi khi enzyme bị ức chế nếu hàm lượng nước quá thấp (< 10%).
Nước trong nguyên liệu chè nhiều hoặc ít đều làm cho lá chè bị nát khi vò.
Trong quá trình chế biến chè cần kiểm soát chặt chẽ sự bay hơi nước (giai đoạn
làm héo, diệt men…).
2.3.2
Hợp chất phenol
Tannin
Tanin là hợp chất quan trọng trong lá chè, nó có tính chất quyết định đến màu
sắc nước pha, hương thơm và vị chát của chè. Tanin thường có 2 loại: tannin
ngưng tụ và thủy phân.
Tannin thủy phân: trung tâm của phân tử tannin có chứa 1 phân tử polyol
carbohydrate (thường là D-glucose). Nhóm hydroxy của carbohydrate được
ester hóa một phần hoặc hoàn toàn với nhóm phenolic như acid gallic (trong
gallotannin) hay acid ellagic (trong ellagitannin). Các tannin này sẽ bị thủy phân
khi tác dụng với acid yếu hay base yếu tạo thành carbohydrate và acid phenolic.
Acid gallic
Tannin thủy phân
9
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
Hình 2.7 Tannin thủy phân
Tannin ngưng tụ: hay còn gọi là proanthocyanidin, là polymer của 2 đến 50
các phân tử flavonoid. Các phân tử này kết hợp với nhau bằng các liên kết C –
C, và các liên kết này không bị thủy phân.
Hình 2.8 Tannin ngưng tụ
Tannin trong chè thường là tannin ngưng tụ. Chất tiêu biểu cho tannin ngưng
tụ là catechin bao gồm catechin và gallo-catechin (tannin thủy phân tác dụng với
FeCl3 cho màu xanh da trời còn tannin ngưng tụ cho màu xanh đen). Khi bị tác
dụng của acid loãng, tannin ngưng tụ không bị thủy phân thành các phân tử đơn
giản và ngược lại nó ngưng tụ với nhau thành tannin đỏ (hay flobafen).
Chè càng non thì hàm lượng tannin càng cao. Chất tanin trong trà càng nhiều
thì phẩm chất trà càng cao. Lượng tanin phân bố không đồng đều trên cùng một
búp trà, tập trung nhiều nhất ở tôm (39.9%), rồi đến lá non (lá một 36,8%; lá hai
36,1%; lá ba 29,25%; cuộng già 25%, lá bánh tẻ, lá già…
Chất tanin có khả năng kết hợp với Albumin để tạo thành chất không hòa tan.
Tính chất này quan trọng đối với quá trình chế biến trà. Tanin kết hợp với
caffeine thành chất không hoà tan đóng váng trên mặt nước khi nước chè để
nguội.
Tác dụng của tannin chè như sau:
+ Đối với cây chè, điều tiết các quá trình oxi hóa khử trong cây chè, nâng cao
tính đề kháng của cây chè đối với sâu bệnh hại chè.
10
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
+ Đối với công nghệ chè, nếu không bị oxi hóa thì sản phẩm là chè xanh, nếu
bị oxi hóa dưới tác dụng của enzyme thì sản phẩm là chè đen, chè vàng tùy mức
độ oxi hóa. Hàm lượng tannin cao thì chất lượng tốt, nhưng phải có tỉ lệ thích
đáng giữa các hoạt chất trong chè.
+ Đối với cơ thể con người, tannin có tác dụng cầm máu, tăng cường sức đề
kháng của các thành huyết quản trong cơ thể động vật, tăng cường sự đồng hóa
và sự tích lũy vitamin C…
Catechin
6 catechin trong chè bao gồm:
Catechin (C)
Epicatechin (EC)
Epicatechin gallate (ECG)
Gallocatechin (GC)
Epigallocatechin gallate (EGCG)
Epigallocatechin (EGC)
Các " epi" có cấu trúc giống như các catechin, nhưng khác nhau về sự định
hướng trong không gian, dẫn đến tính chất hóa học sẽ khác nhau.
Các catechin trên chính là thành phần chính của chất tannin trong trà.
Catechin gây nên vị đắng và chát nhẹ cho trà. Catechin là tác nhân chính tạo
màu cho nước trà khi đã qua chế biến. Các catechin bị oxy hóa bởi enzyme
11
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
polyphenol oxidase, đầu tiên sẽ hình thành hợp chất gọi là orthoquinones, các
orthoquinone không bền sẽ chuyển hóa thành theaflavin (TF), các TF này khi
phản ứng ngưng tụ tạo thành thearubigin (TR).
2.3.3
Alkaloid
Alkaloid chính của chè là Caffeine, có tác dụng dược lý, tạo cảm giác hưng
phấn cho người uống. Caffeine là một dẫn xuất của purine, có cấu trúc 1,3,7-trimethyl xanthine. Hàm lượng caffeine trong chè chiếm khoảng 2,5 – 5,5% trọng
lượng khô trong lá chè tươi.
Caffeine trong sản xuất do quá trình lên men phản ứng với các sản phẩm oxi
hóa của catechin tạo ra tanat-caffeine có mùi thơm và vị dễ chịu. Khi pha nước,
hợp chất tanat caffein bị kết tủa khi nước chè để nguội và tạo thành váng chè
(creamy).
Chè càng non, hàm lượng caffeine càng cao. Trong quá trình chế biến, hàm
lượng caffeine trong lá không bị biến đổi, chỉ thay đổi trong một giới hạn nhỏ.
Hình 2.9 Công thức cấu tạo của Caffeine
2.3.4
Protein và amino acid
Protein là một trong các nhóm chất chủ yếu và quan trọng trong thành phần
của lá chè. Protein trong búp chè phân bố không đồng đều, chiếm khoảng 15%
tổng lượng chất khô của lá chè tươi. Trong quá trình chế biến chè, protein là
nguồn cung cấp các acid amin tự do vì một phần protein bị phân giải bởi các
enzyme tương ứng tạo ra các acid amin kết hợp với tannin hoặc đường trở thành
các aldehyde bay hơi góp phần tăng cường hương thơm cho chè. Trong sản xuất
trà xanh, hàm lượng protein cao giúp làm đẹp bề mặt chè, nhưng trong sản xuất
trà đen, hàm lượng protein cao thì hàm lượng tannin thì có thể ảnh hưởng xấu
đến vị của sản phẩm vì trong quá trình chế biến chè, đặc biệt là trong quá trình
lên men, protein kết hợp với tannin và nó chuyển thành hợp chất không tan, làm
giảm lượng tannin hòa tan.
Lá chè càng non hàm lượng protein càng cao.
Các aminoacid trong chè không nhiều, thường khoảng từ 0,2 – 0,3% chất
khô, nó có tác dụng tốt đối với chất lượng của chè đen và chè xanh.
2.3.5
Lipid và acid béo
Chất béo là chất có tính hấp phụ và là chất giữ mùi.
12
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
Mặt khác, bản thân chất béo có một số cấu tử có sẵn mùi thơm dễ chịu hoặc
dưới tác dụng của nhiệt độ cao chuyển hóa thành các chất có mùi đặc trưng góp
phần tham gia trực tiếp vào sự hình thành hương thơm độc đáo của sản phẩm.
Ngoài ra, cũng do tính chất giữ mùi của chất béo mà làm cho trà dễ bị nhiễm
các mùi lạ và khó khử chúng khi vô ý để trà tiếp xúc với các vật có mùi khó chịu
như mùi mốc, mùi bao bì, mùi dầu hỏa, …
Hàm lượng phospholipid và thành phần các acid béo rất khác nhau ở các
chủng loại, ở các giai đoạn sản xuất.
Bảng 2.2 Hàm lượng lipid tổng và acid béo tổng ở các giai đoạn
Các giai đoạn
Hàm lượng lipid
Hàm lượng acid béo
tổng
tổng (g/g)
(%)
Chè tươi
6,5
9,8
Làm héo
5,7
8,4
Vò
4,5
6,6
Lên men
4,3
4,8
Chè đen thành phẩm
2,8
3,7
Thành phần acid béo chủ yếu trong chè là linolenic, linoleic, oleic và
palmitic.
2.3.6
Carbonhydrate
Lá chè chứa hầu hết các loại đường như: glucose, fructose, galactose,
maltose, citose, arabinose, ribose, … Hàm lượng monose trong lá chè chỉ chiếm
1 – 2% và saccharose chiếm từ 0,5 – 2,5%. Trong khi đó, hàm lượng các
polysaccharide trong lá chè lên đến 10 – 12% và cao hơn nữa.
Lượng tinh bột, cellulose và hemicellulose cũng tăng theo mức độ trưởng
thành của lá chè. Như vậy, nguyên liệu càng già, chất lượng của nó càng kém.
Do đó, hàm lượng hydratcarbon trong lá chè càng cao (chủ yếu chứa các
polysaccharide không tan) thì chất lượng trà càng thấp.
Tuy nhiên, các đường hòa tan trong lá chè dù hàm lượng rất thấp nhưng
chúng có ý nghĩa quan trọng đối với chất lượng của trà. Trước hết, chúng góp
phần điều hòa vị trà, nhưng quan trọng hơn cả là, các đường khử dưới tác dụng
của nhiệt độ cao hoặc trong khi tác dụng với tannin, acid amin có mặt trong lá
chè sẽ tạo cho trà có hương thơm đặc trưng và ảnh hưởng đến màu sắc của nước
trà. Chẳng hạn, trong sự tác dụng tương hỗ giữa glucose và fructose với acid
amin phenylalanin và tannin tạo thành các aldehyde bay hơi có mùi thơm của
hoa tươi, mùi mật ong. Ngoài ra, cần nhấn mạnh rằng, glucose và fructose dưới
13
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
tác dụng của nhiệt độ cao trong quá trình chế biến nhiệt cho trà sẽ tham gia vào
quá trình caramel hóa tạo cho trà có mùi cốm thơm dễ chịu.
Ta thấy, lá càng già thì lượng đường khử và sacharose cũng như tổng lượng
đường hòa tan càng lớn.
Thành tế bào của lá có cấu tạo cellulose được bao xung quanh bởi
hemicellulose và lignin, ngăn chặn sự xâm nhập của enzyme thủy phân. Ở búp
trưởng thành, tính chất mọng nước giảm đi là do sự liên kết cấu trúc giữa các
thành phần phenolic của lignin, polysacharide và cutin của thành tế bào.
Hợp chất pectin thuộc nhóm hydratcarbon và là hỗn hợp phức tạp của poly
saccharide và dẫn xuất của chúng. Phần lớn các chất pectin là những chất keo và
trong những điều kiện nhất định thì chúng đông tụ lại.
Hàm lượng pectin trong lá trà luôn luôn thay đổi, phụ thuộc vào nhiều yếu tố,
trong đó quan sát thấy lá trà non thì chứa nhiều pectin tan trong nước nhưng
tổng pectin thì ít so với lá trà già, đặc biệt trong cuộng trà rất giàu pectin.
Bảng 2.3 Hàm lượng pectin trong các bộ phận khác nhau của búp trà (tính theo % chất khô)
Nhóm chất pectin
Tôm và
lá thứ
nhất
2,85
5,10
5,42
Lá thứ hai
Lá thứ ba
Cuộng trà
Hòa tan trong nước
2,10
1,83
2,37
Hòa tan trong acid oxalic
6,31
6,51
7,11
Hòa tan trong amino
7,06
7,94
8,34
oxalat
Hàm lượng pectin có liên quan mật thiết đến tính chất của trà tươi và trà
thành phẩm, ví dụ: trong quá trình chế biến trà, pectin tạo ra tính bám dính giúp
cho trà cuộn chặt lại trong thời gian vò hoặc giúp cho khối trà dính chặt vào
nhau khi ép nóng trong sản xuất trà ép bánh theo hình dạng của khuôn. Pectin
cũng góp phần tạo nên vị ngọt dịu, hương thơm của trà thành phẩm. Trong quá
trình sấy, pectin có tác dụng cố định các thành phần chất tan trên bề mặt lá chè.
Tuy nhiên, pectin là chất keo háo nước, cùng với những chất khác có tính hút ẩm
làm cho độ ẩm trong trà khô tăng lên, gây khó khăn cho bảo quản trà, và do đó
dẫn đến làm giảm chất lượng trà.
Hàm lượng pectin khá cao, thường từ 11 – 17% so với lượng chất khô trong
lá chè tươi, và chè càng già thì hàm lượng pectin càng cao. Riêng đối với pectin
tan trong nước, chè càng non hàm lượng càng cao.
2.3.7
Sắc tố
Có 3 nhóm sắc tố chính được tìm thấy là chlorophylls, anthocyanidins,
carotenoids.
14
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
Chlorophylls:
Chất màu đầu tiên được xét tới là chlorophylls. Nhờ có chlorophys mà lá chè
có màu xanh lục. Chlorophylls cũng có các tính chất như những chất màu khác
là ít hòa tan trong nước nóng hơn so với khi hòa tan cùng với các nhóm chất
màu khác trong dung môi hữu cơ. Chlorophylls chính là hỗn hợp của hai chất
gần giống nhau về thành phần cấu trúc và cấu trúc là Chlorophylls aC55H72O5N4Mg (màu xanh lam) và Chlorophylls b- C 55H70O5N4Mg (màu xanh
vàng). Khi đun nóng, Mg sẽ tách khỏi phân tử Chlorophylls và hydro sẽ được
thay thế vào. Do đó, ta sẽ thu được chất khác gọi là feofitin – a và feofitin – b và
dung dịch lúc này sẽ có màu vàng xám.
Hàm lượng Chlorophylls trong lá chè ảnh hưởng xấu đến chất lượng của chè.
Hàm lượng Chlorophylls được tăng lên cùng với các loại chè thô. Chè càng
có phẩm chất thấp thì hàm lượng Chlorophylls càng cao, còn trong cuộng chè thì
hàm lượng này hầu như ít nhất. Vì vậy, cuộng chè có phẩm chất tương đối tốt.
Anthocyanidins:
Delphenidin và cyanidin là thành phần anthocyanidin chính được tìm thấy
trong lá chè.
Trong trà xanh: làm xấu màu nước trà, làm tăng vị đắng.
Vai trò của anthocyanidins trong chất lượng của trà đen là vẫn chưa được chỉ
rõ.
Carotenoids:
Có 14 loại được tìm thấy trong lá chè. Những thành phần chính:
Xanthophylls, β-carotene, violaxanthine và neoxanthine.
Hàm lượng của cả 4 carotenoid trên đã giảm đáng kể trong suốt quá trình sản
xuất trà đen. Ví dụ: neoxanthine phân hủy tạo β-darmascenone và cung cấp đáng
kể cho hương thơm của trà. Chè CTC tổn thất carotenoid nhiều hơn chè OTD.
2.3.8
Chất khoáng
Chè chứa khoảng 5% khoáng. Thành phần chính: kali (50%). Một vài lá chè
chứa fluorine với hàm lượng cao (0,015 – 0,03%).
2.3.9
Enzyme
Là nhân tố quan trọng trong quá trình sinh trưởng và chế biến chè, đặc biệt
trong chế biến chè đen. Enzyme có vai trò quyết định chiều hướng biến đổi các
phản ứng sinh hóa trong giai đoạn làm héo, vò, lên men. Trong búp chè có 2 loại
enzyme chủ yếu là:
- Nhóm enzyme thủy phân: amylase, protease, glucosidase, …
- Nhóm enzyme oxi hóa – khử: peroxydase (PO), polyphenoloxydase
(PPO)…
15
ĐAMH Công nghệ Thực phẩm
GVHD: Phan Ngọc Hòa
Ta sẽ tìm hiểu rõ về một số loại enzyme có trong chè:
Polyphenol oxydase: hiện diện trong tế bào biểu bì của lá
5 – Dehydroshikimate reductase: là enzyme chính trong quá trình sinh
tổng hợp các hợp chất phenol thông qua con đường phenylalanine.
Phenylalanine ammonia-lyase: xúc tác cho quá trình phân tách của
phenylalanine thành trans-cinnamate và NH3, đóng vai trò quan trọng cho quá
trình sinh tổng hợp phenols. Hoạt tính của chúng trong lá chè tương thích với
hàm lượng của catechins và epicatechins.
Proteinases: tạo quá trình thủy phân protein trong quá trình làm héo, làm
tăng hàm lượng peptides và acid amine tự do
Chlorophyllases tham gia vào quá trình phân hủy chlorophyll,
transaminases trong quá trình tạo các thành phần tạo mùi.
Pectin methylesterase: quá trình demethylation của pectin, tạo thành gel
acid pectic, ảnh hưởng lên độ thâm của màng membrane tế bào, làm giảm sự
khuếch tán oxy vào lá trong quá trình lên men.
2.3.10 Vitamin
Nhóm vitamin không hòa tan trong nước có trong lá chè là A, D, E, F, K…
Trong đó thì vitamin K (liều lượng 300 – 500 đơn vị sinh lý trong 1g chè) chiếm
tỉ lệ lớn, loại vitamin này có khả năng làm máu đông tụ.
Nhóm vitamin hòa tan trong nước là B, PP, C,…Trong nhóm vitamin B, cụ
thể là vitamin B1 (tiamin) và vitamin PP (acid nicotinic), vitamin B2 (riboflavin)
và acid pantotenic. Ngoài ra, trong lá chè, lượng vitamin C (acid ascorbic) cũng
có rất nhiều nhưng hàm lượng ở các phần khác nhau của búp chè cũng không
giống nhau. Trong thời gian chế biến chè đen, hàm lượng acid ascorbic giảm đi
đáng kể do quá trình oxy hóa trong quá trình vò chè và lên men chè và bị phân
hủy trong quá trình sấy khô chè. Còn trong quá trình chế biến chè xanh vitamin
C ít bị phá hủy hơn.
Bảng 2.4 Hàm lượng vitamin C trong lá chè tươi
Lá
Tôm Lá 1 Lá 2 Lá 3 Lá già
mg/kg chất khô 7,03 9,99 10,44 7,88 3,83
Hàm lượng tro
Thành phần tro của lá trà tươi dao động từ 4 – 7%.
2.3.12
Hợp chất thơm
Các chất thơm là một hỗn hợp các chất bay hơi tập trung trong các cơ quan
của cây chè. Chất thơm này được hình thành trong quá trình sinh trưởng phát
dục cây chè và cả trong quá trình chế biến chè.
2.3.11
16
- Xem thêm -