Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ trích ly thu nhận dầu hạt chè camellia sinensis nhằm ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

PHAN THỊ PHƯƠNG THẢO

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CƠNG
NGHỆ TRÍCH LY THU NHẬN DẦU HẠT CHÈ
(Camellia sinensis) NHẰM ỨNG DỤNG TRONG
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Hà Nội – 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

PHAN THỊ PHƯƠNG THẢO

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH

CƠNG NGHỆ

TRÍCH LY THU NHẬN DẦU HẠT CHÈ

(Camellia

sinensis) NHẰM ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC
PHẨM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Ngành

: Công nghệ thực phẩm

Mã số

: 9540101

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. VŨ HỒNG SƠN
2. GS.TS. HỒNG ĐÌNH HỒ

Hà Nội – 2021


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng
dẫn của TS. Vũ Hồng Sơn và GS.TS. Hồng Đình Hồ. Các số liệu, kết quả nêu
trong luận án là trung thực và chưa từng được các tác giả khác công
bố. TM. Tập thể giáo viên hướng dẫn Tác giả luận án

TS. Vũ Hồng Sơn

Phan Thị Phương Thảo

i


LỜI CẢM ƠN

Bốn năm được nghiên cứu, học tập tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội là
một khoảng thời gian đầy thử thách, khó khăn nhưng cũng thật nhiều trải nghiệm
đáng giá, thú vị, giúp tôi trưởng thành hơn rất nhiều cả về mặt học thuật lẫn những
kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa học. Tôi tin rằng nếu như khơng có sự
hỗ trợ của một số tổ chức và cá nhân, tơi sẽ khơng thể hồn thành nghiên cứu này.
Tôi biết ơn tất cả những người đã ln giúp đỡ tơi hồn thành luận án.
Tơi xin trân trọng cảm ơn tập thể Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo, các nhà
khoa học, cán bộ, chuyên viên của Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã rất nhiệt
tình hỗ trợ, hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt 4 năm thực hiện
luận án. Tôi xin đặc biệt cảm ơn tập thể Ban Lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học và
công nghệ thực phẩm, các thầy cô giáo đã giảng dạy, hướng dẫn, giúp đỡ, động viên
khuyến khích tơi trong từng bước của q trình học tập, nghiên cứu; đặc biệt cảm
ơn các anh chị trong Phòng Đào tạo đã hướng dẫn tận tình, chi tiết, hỗ trợ có hiệu
quả cho tơi trong các thủ tục trong tồn bộ q trình học tập, nghiên cứu tại trường.
Tơi xin được bày tỏ lịng biết ơn vơ cùng sâu sắc đến tập thế thầy hướng dẫn,
TS. Vũ Hồng Sơn, GS.TS. Hồng Đình Hồ, những người Thầy tâm huyết đã tận
tình hướng dẫn, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian trao đổi và định hướng cho
tơi trong q trình thực hiện luận án.
Xin được cảm ơn chị Đỗ Thị Kim Ngọc và các anh chị công tác tại Bộ môn
Công nghệ sau thu hoạch, Viện Khoa học kỹ thuật Nơng Lâm Nghiệp miền núi phía
Bắc, những người đã giúp tôi nhiều thông tin tổng quan đáng quý và hỗ trợ trong
việc thu thập nguyên liệu cho đề tài.
Tôi đã may mắn nhận được sự định hướng, được chia sẻ các ý tưởng đáng giá
trong nghiên cứu và được tạo điều kiện trong việc phân tích một số kết quả của đề
tài từ GS.TS. Yvan Larondell, Trưởng Khoa Kỹ thuật khoa học sinh học, Viện
Khoa học đời sống, Trường Đại học Louvain-la-Neuve, Vương quốc Bỉ; GS.TS.
Marie-Louis Scippo, Trưởng Phịng thí nghiệm phân tích thực phẩm, Trưởng khoa
Cơng nghệ thực phẩm, Trường Đại học Liege, Vương quốc Bỉ; PGS.TS. Utai
Klingkesorn, Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Kasetsart, Thái Lan...
Xin được tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS. Trần Thị Thu Hằng, TS. Giang

Trung Khoa, các thầy cô giáo và các em sinh viên của Khoa Công nghệ thực phẩm,
Học viện Nông nghiệp Việt Nam, những người đã hỗ trợ và tạo điều kiện cho tôi rất
nhiều trong việc xây dựng kế hoạch và triển khai nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong Hội đồng xét duyệt đề cương,
Hội đồng chuyên đề, Hội đồng Seminar bộ môn, Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp
cơ sở về những nhận xét và ý kiến đóng góp q báu, có giá trị để giúp tơi hồn
thiện luận án của mình.
ii


Cuối cùng, xin được gửi lời cảm ơn ấm áp đến Ba Mẹ, gia đình, người thân,
những người đã ln luôn ở bên cạnh, ủng hộ và hỗ trợ tôi cả về vật chất, tinh thần,
thời gian, sức khoẻ… để tơi có thể hồn thành được luận án này.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 10 tháng 03 năm 2021
Nghiên cứu sinh

Phan Thị Phương Thảo

iii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN...................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................ii
MỤC LỤC............................................................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................. vii
DANH MỤC BẢNG.............................................................................................................ix
DANH MỤC HÌNH..............................................................................................................xi
MỞ ĐẦU............................................................................................................................... 1

1. Lý do chọn đề tài...........................................................................................................1
2. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................................3
3. Mục tiêu của luận án..................................................................................................... 3
4. Nội dung của luận án.....................................................................................................3
5. Những đóng góp mới của luận án................................................................................. 4
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án................................................................... 4
6.1. Ý nghĩa khoa học...................................................................................................5
6.2. Ý nghĩa thực tiễn................................................................................................... 5
7. Cấu trúc của luận án......................................................................................................5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN................................................................................................6
1.1. Tổng quan về cây chè.................................................................................................6
1.1.1. Giới thiệu chung về cây chè............................................................................... 6
1.1.2. Một số vùng trồng chè ở Việt Nam..................................................................................6
1.1.3. Các giống chè ở nước ta..................................................................................... 7
1.2. Tổng quan về hạt chè............................................................................................... 10
1.2.1. Đặc điểm hình thái của hạt chè.........................................................................10
1.2.2. Thành phần hóa học hạt chè.............................................................................11
1.3. Giới thiệu về dầu hạt chè..........................................................................................11
1.3.1. Giới thiệu dầu hạt chè.......................................................................................11
1.3.2. Thành phần axít béo và chống oxy hóa của dầu hạt chè.................................. 12
1.4. Một số phương pháp thu nhận dầu từ hạt.................................................................16
1.4.1. Tách chiết dầu bằng phương pháp ép...............................................................16
1.4.2. Tách chiết dầu bằng phương pháp trích ly....................................................... 16
1.5. Q trình oxy hóa dầu.............................................................................................. 23
1.5.1. Cơ chế oxy hóa dầu.......................................................................................... 23
1.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới sự oxy hóa dầu....................................................... 25
1.5.3. Một số chỉ tiêu chất lượng dầu thực vật........................................................... 27

iv

1.6. Các chất chống oxy hoá sử dụng trong bảo quản dầu..............................................28
1.6.1. BHA..................................................................................................................28
1.6.2. BHT.................................................................................................................. 30
1.6.3. D-α-tocopherol (vitamin E)..............................................................................31
1.6.4. Hợp chất polyphenol.........................................................................................32
1.6.5. Hàm lượng quy định một số chất bảo quản......................................................33
1.7. Một số nghiên cứu trong và ngoài nước về dầu hạt chè...........................................33
1.7.1. Một số nghiên cứu về phương pháp tách chiết dầu hạt chè..............................33
1.7.2. Các nghiên cứu về thành phần của dầu hạt chè................................................35
1.7.3. Ứng dụng của dầu hạt chè................................................................................ 39
Tổng kết chương 1..............................................................................................................41
CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................42
2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị..............................................................................42
2.1.1. Ngun liệu.......................................................................................................42
2.1.2. Hóa chất............................................................................................................42
2.1.3. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm.........................................................................42
2.2. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................................43
2.2.1. Phương pháp công nghệ................................................................................... 43
2.2.2. Phương pháp bố trí thí ngiệm...........................................................................45
2.2.3. Phương pháp phân tích.....................................................................................52
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu................................................................................64
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................... 66
3.1. Khảo sát nguyên liệu hạt chè....................................................................................66
3.1.1. Đánh giá chất lượng hạt chè............................................................................. 66
3.1.2. Đánh giá chất lượng dầu hạt chè ở các giống, địa phương...............................71
3.2. Đánh giá ảnh hưởng của dung mơi trích ly đến chất lượng dầu.............................. 77
3.2.1. Ảnh hưởng của dung mơi trích ly tới hàm lượng dầu và một số chỉ tiêu
hóa học của dầu hạt chè

77

3.2.2. Ảnh hưởng của dung môi tới khả năng chống oxy hóa của dầu hạt chè..........79
3.2.3. Ảnh hưởng của dung mơi tới hàm lượng axít béo trong dầu hạt chè...............82
3.3. Nghiên cứu công nghệ khai thác dầu từ hạt chè.......................................................84
3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố cơng nghệ tới q trình trích ly
dầu hạt chè

84

3.3.2. Tối ưu hóa q trình thu nhận dầu hạt chè cho hiệu suất và hoạt tính
chống oxy hóa cao

101

3.3.3. Kiểm định chất lượng dầu hạt chè thu được ở điều kiện trích ly tối ưu.........117
Dầu hạt chè sản phẩm của đề tài...............................................................................117

v


3.4. Nghiên cứu khả năng ứng dụng dầu hạt chè trong công nghệ thực phẩm.............119
3.4.1. Nghiên cứu độ bền oxy hóa của dầu hạt chè.................................................. 119
3.4.2. Kết quả đánh giá tác dụng bảo quản của dầu hạt chè đối với một số dầu
có giá trị

122

3.4.3. Kết quả đánh giá khả năng bảo quản dầu hạt lanh khi phối trộn với dầu
hạt chè so sánh với một số chất bảo quản tự nhiên

137

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ..............................................................................................139
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN............................ 141
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................143

vi


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu, chữ
cái viết tắt
AOAC
AOCS
AV
BHA
BHT
ck
CFU
DCM
DPPH
DM/NL
EtOAC
EtOH
FAME
FID
GAE
GC
GTE

HCA
HDL
HPLC
Hx
IC50
IV

Chú giải

Tiếng Anh
Association

of

Tiếng Việt

Official Hiệp hội các nhà hố phân tích chính

Analytical Chemists
American
Oil Chemists'
Society
Acid value
Butylated Hydroxyanisole
Butylated Hydroxy Toluene
Colony Forming Unit
Diclometan
1,1-diphenyl-2picrylhydrazyl
Etyl acetat
Ethanol

Fatty Axít Methyl Ester
Flame Ioniation Detector
Gallic axit equivalents
Gas Chromatography
Green Tea Extract
Hierarchical cluser analysis
High density lipoprotein
High Performance Liquid
Chromatography
Hexan
Iod value

LSO
LDL
KPH

Linseed oil
Low density lipoprotein

Meq

Miliequivalent

MPN

Most probable number

MUFA

Mono Unsaturated Fatty Axit

PNO

Peanut oil
vii

thống
Hiệp hội hóa dầu Mỹ
Trị số axít
Butylated Hydroxyanisole
Butylated Hydroxy Toluene
Chất khơ
Đơn vị hình thành khuẩn lạc
Diclometan
1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
Trích ly có hỗ trợ của siêu
âm Etyl acetat
Metyl este của axít béo
Đầu dị ion hóa ngọn lửa
Tương đương axít Galic
Hệ thống sắc kí khí
Chất chiết từ chè xanh
Phân tích theo nhóm
Lipoprotein tỷ trọng cao
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Hexan
Nồng độ mẫu ức chế được 50% gốc tự
do DPPH
Trị số iốt
Dầu hạt lanh

Dung môi/nguyên liệu
Lipoprotein tỷ trọng thấp
Không phát hiện
Mili đương lượng
Chỉ số ước tính nồng độ vi sinh vật khả
thi
Axít béo khơng bão hịa đơn
Dầu lạc


ppm

PUFA
PV
RSO
SBO
SFA
SFO
SV
TBHQ
TCVN
TE
TPC
TSO
TSTBNM-M
UFA
PCA

SFE
UE

WNO

part per million

Poly Unsaturated Fatty Axit
Peroxit value
Rape seed oil
Soy Bean oil
Saturated Fatty Axit
Sunflower oil
Saponificaton value
Supercritical fluid extraction

Đơn vị đo phần triệu
Axít béo chưa bão hịa đa
Trị số peroxit
Dầu hạt cải
Dầu đậu nành
Axít béo bão hịa
Dầu hướng dương
Trị số xà phịng hoá

Tiêu chuẩn Việt Nam
Trolox equivalent
Tương đương Trolox
Total Polyphenol Content
Hàm lượng polyphenol tổng số
Tea Seed Oil
Dầu hạt chè
Tổng số bào tử nấm men, nấm mốc

Unsaturated Fatty Axit
Axít béo khơng bão hịa
Principal
Component Phân tích theo thành phần chính
Analysis
Tertiary butylhydroquinone
Ultrasonic extraction
Walnut oil

viii

Phân tích thành phần chính
Chiết xuất siêu tới hạn
Dầu óc chó


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1.

Thành phần hóa học của hạt chè......................................................................11

Bảng 1.2.

Một số thành phần axít béo của dầu hạt chè ở Lâm Đồng thu nhận bằng
phương pháp trích ly và ép nguội
12
Bảng 1.3. Hàm lượng các thành phần trong vitamin E của dầu hạt chè..........................14
Bảng 1.4. Hàm lượng các thành phần trong hợp chất phenolic của dầu hạt chè..............15
Bảng 1.5. Giới hạn trị số axit và peroxit của dầu thực vật...............................................27
Bảng 1.6. Chỉ tiêu hóa lý của một số dầu thực vật...........................................................28

Bảng 1.7. Hàm lượng quy định các chất bảo quản...........................................................33
Bảng 1.8. Thành phần axít béo của dầu hạt chè, dầu hướng dương và dầu ôliu..............35
Bảng 1.9. Các thành phần của dầu thu được từ một số phương pháp tách chiết..............36
Bảng 1.10. Thành phần axít béo khi trích ly bằng phương pháp soxhlet và siêu
tới hạn 36
Bảng 1.11. Một số chỉ tiêu của dầu hạt chè tại Kenya từ các giống chè khác nhau và
so với một số loại dầu khác 37
Bảng 1.12. Thành phần axít béo trong dầu từ hạt chè của một số giống chè tại
Kenya 38
Bảng 2.1. Địa điểm/giống thu thập nguyên liệu hạt chè.................................................. 47
Bảng 2.2. Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến
hiệu suất và chất lượng dầu hạt chè 48
Bảng 2.3. Bố trí thí nghiệm đánh giá khả khả năng ứng dụng dầu hạt chè làm chất
bảo quản tự nhiên trong bảo quản một số loại dầu chất lượng cao 51
Bảng 2.4. Bố trí thí nghiệm đánh giá khả khả năng bảo quản dầu hạt lanh (LSO)
khi phối trộn với dầu hạt chè và so sánh với một số chất bảo quản
tự nhiên
52
Bảng 2.5. Dãy điểm chuẩn axit gallic.............................................................................. 59
Bảng 3.1.
Bảng 3.2.

Thành phần cơ lý của hạt chè ở một số giống, địa phương............................. 67
Thành phần hóa học trong hạt chè ở một số giống, địa phương......................68

Bảng 3.3.
Bảng 3.4.

Chất lượng của dầu hạt chè ở một số giống, địa phương.................................72
Thành phần axít béo trong dầu hạt chè tại một số địa phương

(% tổng
hàm lượng axít béo) 74
Ảnh hưởng của các loại dung môi tới hàm lượng dầu và chất lượng hóa
lý của dầu hạt chè
78
Ảnh hưởng của dung mơi tới khả năng chống oxy hóa của dầu hạt chè.........80
Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hiệu suất trích ly và chất
lượng dầu hạt chè
85
Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hiệu suất trích ly và chất lượng dầu
hạt chè 88

Bảng 3.5.
Bảng 3.6.
Bảng 3.7.
Bảng 3.8.

ix


Bảng 3.9.

Bảng 3.13.
Bảng 3.14.
Bảng 3.15.
Bảng 3.16.
Bảng 3.17.
Bảng 3.18.

Ảnh hưởng của tỷ lệ dung mơi/ngun liệu đến hiệu suất trích ly và chất

lượng dầu hạt chè
91
Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hiệu suất trích ly và chất lượng dầu
hạt chè 94
Ảnh hưởng của tốc độ lắc đến hiệu suất trích ly và chất lượng dầu
hạt chè 97
Ảnh hưởng của số lần trích ly đến hiệu suất trích ly và chất lượng dầu
hạt chè 99
Nhân tố và các mức độ bố trí theo mơ hình Box Behken..............................101
Ma trận yếu tố mã hóa thí nghiệm Box-Behnken 3 yếu tố............................102
Mơ hình thí nghiệm q trình trích ly dầu hạt chè.........................................102
Kết quả phân tích hồi quy của hiệu suất trích ly dầu hạt chè.........................103
Kết quả phân tích hồi quy của chỉ số IC50.................................................... 105
Kết quả phân tích hồi quy của hàm lượng polyphenol tổng số......................108

Bảng 3.19.
Bảng 3.20.
Bảng 3.21.
Bảng 3.22.
Bảng 3.23.
Bảng 3.24.
Bảng 3.25.
Bảng 3.26.

Kết quả phân tích hồi quy của hàm lượng carotenoit.................................... 111
Kết quả các chỉ tiêu chống oxy hóa của dầu theo điều kiện tối ưu................115
Một số chỉ tiêu chất lượng của dầu hạt chè....................................................118
Thành phần axít béo của dầu hạt chè.............................................................119
Sự thay đổi các chỉ tiêu của TSO trong quá trình bảo quản.......................... 120
Sự thay đổi mùi, độ trong dầu qua quá trình bảo quản..................................125

Sự biến động PV qua các ngày bảo quản của một số dầu..............................127
Sự biến động p-AV của một số dầu qua các ngày bảo quản..........................133

Bảng 3.10.
Bảng 3.11.
Bảng 3.12.

x


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1.

Cơng thức cấu tạo của catechin......................................................................... 14

Hình 1.2.
Hình 1.3.
Hình 1.4.
Hình 2.1.
Hình 2.2.
Hình 2.3.
Hình 2.4.
Hình 2.5.
Hình 3.1.

Cơng thức cấu tạo BHA.....................................................................................29
Công thức cấu tạo của BHT.............................................................................. 30
Công thức cấu tạo của D-α-tocopherol..............................................................31
Hệ thống cô quay 20L....................................................................................... 43
Hệ thống cơ quay bình 2L................................................................................. 43

Sơ đồ chung quy trình trích ly dầu của luận án................................................. 44
Sơ đồ nghiên cứu...............................................................................................46
Đường chuẩn axit galic......................................................................................60
Hình chiếu các mẫu hạt chè và thành phần cơ lý trên mặt phẳng chiếu thứ
nhất 70
Phân nhóm hạt chè dựa trên thành phần cơ lý...................................................70
Kết quả đánh giá chất lượng dầu hạt chè ở các giống địa phương theo

Hình 3.2.
Hình 3.3.

phương pháp PCA trên mặt phẳng chiếu thứ nhất 75
Hình 3.4. Phân nhóm dầu hạt chè dựa trên các tính chất hố học.....................................76
Hình 3.5. Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các dung môi tới chất lượng TSO theo
phương pháp PCA
81
Hình 3.6. Phân nhóm TSO trích ly từ các dung mơi khác nhau theo tính chất hố lý......82
Hình 3.7. Ảnh hưởng của các dung môi tới hàm lượng axít béo trong dầu hạt chè..........83
Hình 3.8. Ảnh hưởng của các yếu tố nghiên cứu đến hiệu suất trích ly TSO.................104
Hình 3.9. Bề mặt đáp ứng của hàm mục tiêu hiệu suất trích ly TSO.............................. 104
Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của các yếu tố nghiên cứu đến chỉ số IC50 .. 106
Hình 3.11. Bề mặt đáp ứng của hàm mục tiêu chỉ số IC50...............................................107
Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của các yếu tố nghiên cứu đến hàm lượng
TPC 109
Hình 3.13. Bề mặt đáp ứng của hàm mục tiêu hàm lượng TPC........................................110
Hình 3.14. Ảnh hưởng của các yếu tố nghiên cứu đến hàm lượng carotenoit..................112
Hình 3.15. Bề mặt đáp ứng của hàm mục tiêu hàm lượng carotenoit............................... 113
Hình 3.16. Mức độ đáp ứng sự mong đợi của các thông số công nghệ và các hàm
mục tiêu
113

Hình 3.17. Kết quả tối ưu hóa của mơ hình.......................................................................114
Hình 3.18. Bề mặt đáp ứng của hàm mong đợi D.............................................................115
Hình 3.19. Sơ đồ quy trình tối ưu trích ly dầu hạt chè...................................................... 116
Hình 3.20. Một số hình ảnh dầu hạt chè sản phẩm của đề tài........................................... 117
Hình 3.21. Dầu hạt chè qua 3, 6, 9, 12 ngày bảo quản ở 60ºC..........................................120
Hình 3.22. Sự thay đổi màu sắc dầu hạt chè qua quá trình bảo quản................................123
Hình 3.23. Sự biến đổi của giá trị Dienes ở các dầu qua 12 ngày bảo quản..................... 130
Hình 3.24. Sự biến đổi của trị số Triens ở các dầu qua 12 ngày bảo quản........................131

xi


Hình 3.25. Sự biến đổi của giá trị totox ở các dầu qua 12 ngày bảo quản........................ 136
Hình 3.26. Biến đổi trị số PV của dầu hạt lanh khi phối trộn với một số chất chống
oxy hoá tự nhiên trong quá trình bảo quản 137
Hình 3.27. Biến đổi trị số p-AV của dầu hạt lanh khi phối trộn với một số chất chống
oxy hoá tự nhiên và dầu hạt chè trong quá trình bảo quản 138

xii


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ở nước ta, chè được trồng với diện tích và sản lượng lớn. Theo Tổng cục
thống kê, tính đến hết năm 2019, Việt Nam có diện tích và sản lượng chè đứng thứ
5 nhưng năng suất lại đứng hàng thứ 3 trong tổng số 50 quốc gia sản xuất chè trên
thế giới. Đến nay, nước ta có 34 tỉnh, thành phố trồng chè với tổng diện tích 123
nghìn ha chè, năng suất đạt gần 95 tạ/ha, cao hơn năm 2018 là 4,4 tạ/ha, sản lượng
đạt 1,02 triệu tấn chè búp tươi. Khối lượng xuất khẩu đạt 136 nghìn tấn, giá trị đạt
235 triệu USD. Những năm qua, chè là cây được sản xuất khá bền vững, góp phần

tích cực giảm nghèo cho nhân dân miền núi, đặc biệt ở một số vùng sản xuất chè
đặc sản, là cây làm giàu cho nhân dân [2]. Tuy nhiên, ngồi sản phẩm chính của cây
chè được chế biến từ lá chè và chồi, cịn một lượng khơng nhỏ hạt chè, phụ phẩm có
giá trị của cây chè chưa được quan tâm nghiên cứu khai thác và tận dụng. Hạt chè
chứa một lượng đáng kể dầu thực vật (khoảng 14 – 32%). Thành phần của dầu hạt
chè gồm các axít béo: oleic 71,82%; palmitic 11,85%; linoleic 9,58%; stearic
4,08%; linolenic 0,62%... [4]. Với thành phần chủ yếu là các axit không no omega
3, 6 và 9 nên dầu hạt chè có chất lượng tốt và được đánh giá tương đương với chất
lượng dầu ô liu.
Hiện tại, ở nước ta hạt chè mới được sử dụng với lượng nhỏ để sản xuất cây
giống, lượng lớn hạt còn lại hầu như chưa được sử dụng. Trong khi đó, hạt chè và
dầu hạt chè có nhiều cơng dụng vì có chứa các chất chống oxy hóa, chất chống
khuẩn, cho nên dầu hạt chè ngồi cơng dụng làm dầu ăn cịn dùng là nguyên liệu
trong chế biến dược phẩm và mỹ phẩm [5, 6, 7, 8]. Vì vậy, việc đánh giá chất lượng
cũng như hoạt tính sinh học trong hạt và trong dầu hạt chè sẽ làm cơ sở khai thác
ứng dụng loại hạt và dầu này trong y học và đời sống nhằm tận dụng nguồn phụ
phẩm của ngành sản xuất chè để tạo ra sản phẩm hữu ích, tạo thêm việc làm, tăng
thu nhập cho hộ nông dân trồng chè đồng thời nâng cao giá trị kinh tế của cây chè.
Đã có một số nghiên cứu về cơng nghệ tách chiết dầu hạt chè ở Việt Nam và
trên thế giới, sử dụng phương pháp ép, ép kết hợp với xử lý enzyme, trích ly với
dung mơi, trích ly sử dụng CO2 siêu tới hạn... Các nghiên cứu này đã chỉ ra rằng dầu
hạt chè khi tách chiết bằng các phương pháp khác nhau cho hiệu suất và thành phần
1


hoá lý, khả năng kháng oxy hoá khác nhau [9,10]. Bên cạnh đó cũng đã có nhiều
nghiên cứu tập trung khảo sát về khả năng chống oxy hoá trong dầu hạt chè ở các
giống chè. Những nghiên cứu này chỉ ra rằng, cũng giống như lá chè xanh
(Camellia sinensis), trong dầu hạt chè có chứa thành phần nhóm chất có hoạt tính
sinh học thuộc về nhóm phenolic, trong đó chủ yếu là các hợp chất catechine, βcaroten và vitamin E [9]. Dầu hạt chè có màu vàng, lỏng và trong suốt có thể là do

sự hiện diện của nhóm chất màu carotenoit [11]. β-Caroten được coi là một thành
phần dinh dưỡng quan trọng và sự có mặt của nó trong các thực phẩm khác nhau về
nguồn gốc thực vật, các mô sinh học và các loại thực phẩm là cần thiết, đặc biệt là
do vai trị của nó như một chất chống oxy hoá mạnh mẽ, chất bảo vệ chống lại bệnh
ung thư và là tiền thân của vitamin A [12]. Ngoài ra, một số nghiên cứu mới cho
thấy dầu hạt chè có độ bền oxy hố cao do có hàm lượng axít béo đa nối đơi
linolenic và linoleic thấp, đặc biệt nhờ sự có mặt của polyphenol và vitamin E (các
chất chống oxy hố) có tác dụng lớn trong việc giúp dầu hạt chè ít bị oxy hóa [10].
Ngày nay, dầu thực vật là thực phẩm không thể thiếu trong các bữa ăn hàng
ngày ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Dầu thực vật có thể được chiết xuất từ hạt
hay các bộ phận chứa dầu của thực vật, nhưng hạt là nguyên liệu chứa dầu nhiều
hơn cả. Từ tiềm năng phát triển đó, rất nhiều hạt chứa dầu được nghiên cứu trên thế
giới và sử dụng như: hạt hướng dương, hạt sacha inchi, đậu nành… Điểm chung của
các loại hạt này là đều có hàm lượng dầu, hàm lượng các axít béo khơng bão hồ
cao, tốt cho sức khoẻ người tiêu dùng [13]. Đặc biệt là hạt sacha inchi, hạt hướng
dương khơng chỉ có hàm lượng lipit cao trong đó chủ yếu là các axít béo khơng bão
hòa như omega 3, omega 6 và omega 9 mà cịn chứa một hàm lượng protein khơng
nhỏ với nhiều loại axít amin cần thiết cho cơ thể [14]. Tuy nhiên, độ bền của các
loại dầu này rất thấp, dễ bị oxy hóa. Để ổn định chất lượng dầu, người sản xuất cần
phải sử dụng các chất bảo quản tổng hợp như BHT, BHA…, có thể gây hại sức
khỏe người tiêu dùng nếu dùng liên tục trong thời gian dài [15]. Việc sử dụng chất
bảo quản khơng an tồn đã và đang là vấn đề mà cả nhân loại cần giải quyết vì trong
một số trường hợp có thể ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người và giá trị kinh tế
sản phẩm bị giảm đi đáng kể. Do vậy, những thực phẩm không sử sụng chất bảo
quản hoặc chất bảo quản có nguồn gốc tự nhiên ln là lựa chọn ưu tiên.

2


Từ đó, chúng tơi đã có ý tưởng nghiên cứu phối trộn thêm một lượng nhỏ dầu

hạt chè vào một số loại dầu thực vật có chất lượng tốt nhưng lại dễ bị oxy hoá nhằm
kéo dài thời gian bảo quản dầu và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Hiện nay, trên
thế giới đã có một số nghiên cứu về lĩnh vực này. Năm 2004, Sahari và cộng sự đã
tiến hành nghiên cứu thử nghiệm sử dụng dầu hạt chè để tăng thời gian bảo quản
dầu hướng dương và dầu ô liu bằng cách phối trộn 5% và 10% dầu hạt chè vào hai
loại dầu này rồi bảo quản ở điều kiện nhiệt độ cao (60°C) trong khoảng thời gian
10-15 ngày. Kết quả cho thấy việc bổ sung 5 - 10% dầu hạt chè đã có thể kéo dài
đáng kể thời gian bảo quản của dầu hướng dương.
Trên cơ sở đánh giá tổng quan các nghiên cứu về thành phần hóa học, giá trị
sinh học của dầu hạt chè và sản lượng hạt chè tại Việt Nam như nêu trên, chúng tôi
thấy việc nghiên cứu khai thác dầu từ hạt chè là có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Do đó, chúng tơi đề xuất đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng
nghệ trích ly thu nhận dầu hạt chè (Camellia sinensis) nhằm ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm”.

2. Đối tượng nghiên cứu
Hạt chè của các giống Trung du, Shan, PH1, LDP1 được thu hái từ các vùng
trồng: Phú Thọ, Tuyên Quang, Thái Nguyên, Yên Bái, Lào Cai, Nghệ An, Quảng
Trị từ tháng 10-12 năm 2017, 2018.

3. Mục tiêu của luận án
- Xác định được hàm lượng, thành phần và hoạt tính sinh học của dầu hạt chè
của một số giống chè tại một số địa phương khác nhau.
- Xây dựng được quy trình cơng nghệ thu nhận dầu từ hạt chè cho hiệu suất
thu nhận dầu cao, đảm bảo chất lượng dùng cho thực phẩm, đồng thời có hoạt tính
chống oxy hố cao.
- Đánh giá được khả năng ứng dụng dầu hạt chè trong công nghệ thực phẩm.

4. Nội dung của luận án
Nội dung 1. Khảo sát đặc tính nguyên liệu hạt và dầu hạt chè ở một số giống và

vùng trồng chè
- Thu thập hạt chè của 4 giống phổ biến: Trung du, Shan, PH1, LDP1 ở các địa
phương;
- Nghiên cứu đặc tính cơ lý và thành phần hóa học của hạt chè;
- Xác định hàm lượng và chất lượng hóa học của dầu hạt chè của một số giống
3


chè và vùng trồng chè;
- Đánh giá khả năng chống oxy hóa thơng qua một số chỉ tiêu: polyphenol
tổng số, tổng hàm lượng tocopherol, carotenoit và khả năng bắt gốc tự do DPPH có
trong các mẫu dầu hạt chè;
- Nghiên cứu thành phần axít béo có trong dầu hạt chè của một số mẫu dầu hạt chè.

Kết quả cần đạt được ở nội dung 1:
- Thông tin về sản lượng, khả năng thu hái và tính kinh tế của hạt chè nguyên liệu.

- Số liệu về hàm lượng, chất lượng (cảm quan, hóa lý) và khả năng chống oxy
hóa của các mẫu dầu hạt chè.
Nội dung 2. Nghiên cứu quy trình cơng nghệ trích ly thu nhận dầu hạt chè
- Nghiên cứu lựa chọn dung mơi trích ly;
- Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các tham số công nghệ quy trình trích ly
dầu hạt chè;
- Tối ưu hóa q trình thu nhận dầu hạt chè.
Kết quả cần đạt được ở nội dung 2: đề xuất được quy trình cơng nghệ tối ưu
thu nhận dầu từ hạt chè cho hiệu suất thu nhận và chất lượng dầu tốt.
Nội dung 3. Nghiên cứu khả năng ứng dụng dầu hạt chè trong công nghệ
thực phẩm
- Nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng dầu hạt chè như một chất bảo quản
dầu thực vật.

- Nghiên cứu phát triển sản phẩm dầu thực vật có giá trị dinh dưỡng và độ bền
oxy hóa cao trên nền dầu hạt chè.
Kết quả cần đạt được ở nội dung 3: Đánh giá tiềm năng sử dụng dầu hạt chè
như một chất bảo quản tự nhiên cho dầu thực vật.

5. Những đóng góp mới của luận án
Các đóng góp mới của luận án như sau:
- Luận án là cơng trình đầu tiên của Việt Nam nghiên cứu đầy đủ về hàm lượng
và thành phần các axít béo, các thành phần chống oxi hoá (catechine, tocopherol,
carotenoit…) trong dầu hạt chè của một số giống chè và vùng trồng chè ở Việt Nam.
- Luận án đã xây dựng được quy trình cơng nghệ trích ly dầu từ hạt chè cho
hiệu suất thu nhận dầu cao, sản phẩm dầu có chất lượng đảm bảo dùng trong thực
phẩm và có hàm lượng các chất chống oxy hoá cao.

4


- Luận án đã đánh giá được khả năng chống oxy hoá tự nhiên của dầu hạt chè
khi bổ sung dầu hạt chè vào một số loại dầu thực vật, nhằm hạn chế sự oxy hố dầu
trong q trình bảo quản, thay thế các sản phẩm chất bảo quản tổng hợp.

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
6.1. Ý nghĩa khoa học
- Các phân tích đánh giá góp phần xây dựng được bộ dữ liệu khoa học tương
đối toàn diện về hàm lượng chất béo và thành phần axít béo trong hạt chè của 4
giống chè (Shan, Trung du, PH1, LDP1) được trồng ở các vùng chè lớn ở Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu là nguồn tư liệu hữu ích cho cơng tác đào tạo, nghiên cứu và
khai thác hạt chè tại các vùng nguyên liệu.
- Quy trình cơng nghệ trích ly dầu hạt chè là cơ sở khoa học cho lĩnh vực khai
thác và phát triển cây chè ở Việt Nam.

- Các đánh giá về khả năng bổ sung dầu hạt chè để bảo quản dầu giá trị cao là
nguồn tư liệu hữu ích cho cơng tác đào tạo, nghiên cứu bảo quản dầu thực vật.
- Tổng quan tài liệu, phương pháp nghiên cứu và kết quả nghiên cứu của luận
án là nguồn tư liệu có giá trị cho các nhà khoa học và sinh viên tham khảo.

6.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Các kết quả của luận án về công nghệ thu nhận, chất lượng sản phẩm dầu và
khả năng chống oxy hoá tự nhiên của dầu hạt chè đã chứng minh được giá trị dinh
dưỡng và sinh học của dầu hạt chè. Đây là cơ sở cần thiết cho việc xây dựng kế
hoạch, chiến lược tận dụng nguồn phụ phẩm của ngành sản xuất chè để tạo ra sản
phẩm hữu ích nhằm tăng thêm nguồn thu nhập cho các hộ trồng chè, mang lại lợi
ích về kinh tế, xã hội cho đất nước nói chung và đặc biệt cho sự phát triển kinh tế ở
vùng núi phía Bắc nói riêng.
- Sản phẩm dầu hạt chè là một loại dầu ăn chất lượng cao, góp phần làm phong
phú thị trường dầu hạt và phát triển ngành dầu thực vật tại Việt Nam.

7. Cấu trúc của luận án
Luận án gồm 140 trang với 42 bảng số liệu, 37 hình sơ đồ với 112 tài liệu
tham khảo. Kết cấu của luận án gồm: mở đầu 5 trang, tổng quan 35 trang, nguyên
vật liệu và phương pháp nghiên cứu 23 trang, kết quả và thảo luận 70 trang, kết luận
2 trang, danh mục cơng trình cơng bố 1 trang, tài liệu tham khảo 8 trang, phụ lục 53
trang.

5


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cây chè
1.1.1. Giới thiệu chung về cây chè
Cây chè xanh nằm trong hệ thống phân loại thực vật như sau: Phân giới thực

vật - Tracheobionta; Liên ngành hạt - Spermatophyta; Ngành - Magnoliophyta; Lớp
song tử diệp – Dicotyledonae - Magnoliopsida; Bộ chè Theales - Dilleniide; Họ chè
- Theaceae; Chi chè - Camellia L (Thea); Loài - Camellia sinensis (L.) Kuntze [18].
Cây chè được trồng ở khoảng 30 quốc gia trên toàn thế giới [16], phát triển tốt nhất
ở các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới với lượng mưa đầy đủ, thoát nước tốt và
đất hơi chua [17].
Cây chè được trồng rải rác ở hầu hết các tỉnh trung du và miền núi của Việt Nam,
cung cấp việc làm cho hơn 400.000 nơng dân, đóng góp lớn vào q trình phát triển
nơng thơn và giảm bớt đói nghèo [2]. Năm 2019, Việt Nam là nước có diện tích và sản
lượng chè đứng thứ 5 và xuất khẩu chè lớn thứ 3 trên thế giới với 123.400 ha diện tích
trồng chè và hơn 500 cơ sở sản xuất chế biến, công suất đạt trên 500.000 tấn chè khơ
mỗi năm, sản lượng 1025.2 nghìn tấn [1]. Số liệu của Cục Chế biến và phát triển thị
trường nông sản (Bộ NN&PTNT) cho biết khối lượng xuất khẩu chè tháng 9 năm 2020
ước đạt 13.000 tấn với giá trị đạt 22 triệu USD, đưa khối lượng và giá trị xuất khẩu chè
9 tháng đầu năm 2020 đạt 98.000 tấn và 157 triệu USD, tăng 3,5% về khối lượng
nhưng giảm 5% về giá trị so với cùng kì năm 2019 [2].

1.1.2. Một số vùng trồng chè ở Việt Nam
1.1.2.1. Vùng chè Tây Bắc
Chè trồng tập trung ở Sơn La, Lai Châu. Các tỉnh ở vùng chè Tây Bắc có địa
hình vùng sâu, vùng xa. Giống chè chủ yếu là giống Shan. Tại Sơn La: gồm 3 tiểu
vùng Mai Sơn, Mộc Châu, Phù Yên với diện tích là 4471 ha. Vùng chè Shan của
Công ty chè Mộc Châu có năng suất cao nhất Việt Nam, đạt từ 18 - 20 tấn/ha. Tại
tỉnh Lai Châu với 2 tiểu vùng Phong Thổ, Tam Đường: diện tích khoảng 4270 ha.
Trồng chủ yếu ở độ cao từ 500 - 1000m, có năng suất 16 tấn/ha.
1.1.2.2. Vùng chè Việt Bắc - Hoàng Liên Sơn
Gồm các tỉnh Tuyên Quang, Hà Giang, Lào Cai, Cao Bằng, Bắc Cạn và phía
6