Luận văn nghiên cứu quá trình khử caffeine trên lá chè tươi nguyên liệu trong công nghệ sản xuất chè xanh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP Hồ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
*
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH KHỬ
CAFFEINE TRÊN LÁ CHÈ TƯƠI
NGUYÊN LIỆU TRONG CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT CHÈ XANH
SVTH : NHÂM MINH
MSSV : 60301674
CBHD : ThS. LẠI QUỐC ĐẠT
BỘ MÔN : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
TP Hồ Chí Minh, 01/2008
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DAN
NHẠN XET CUA GIAO VIEN PHAN BIẸN
Con xin cảm ơn cha mẹ đã nuôi nấng, dạy dỗ con nên người. Cha
mẹ đã luôn ủng hộ, động viên con trong suốt thời gian qua.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lại Quốc Đạt. Thầy đã tận tình
hướng dẫn để em hoàn thành tốt luận văn.
Em cũng xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các Thầy Cô của trường
Đại học Bách khoa Thành phô Hồ Chí Minh, đặc biệt là các Thầy Cô
trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm. Thầy Cô đã truyền dạy cho em
những kiến thức vô cùng quý báu, cũng như đã hỗ trợ em rất nhiều
để em thực hiện bài luận này thành công.
Cuối cùng, tôi xin cám ơn các bạn trong lớp đã luôn động viên,
giúp đỡ tôi vượt qua mọi khó khăn.
LỜI CẢM ƠN
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Hiện nay, chè xanh được tiêu thụ rộng rãi trên thế giới bởi vì chè là một nguồn thực phẩm chứa

nhiều các chất có lợi cho cơ thể chúng ta. Tuy nhiên, với sô" người mắc bệnh về tim mạch, việc sử
dụng chè có thể làm tăng nguy cơ về tim mạch, do trong chè có chứa nhiều caffeine. Do đó, chúng
tôi tiến hành nghiên cứu quá trình khử caffeine trên lá chè tươi nguyên liệu trong công nghệ sản xuất
chè xanh. Phương pháp chúng tôi chọn là khử caffeine bằng phương pháp Swiss water. Qua nghiên
cứu, chúng tôi thu được những kết quả như sau:
về quá trình khử caffeine: hiệu suất khử caffeine là 90%, độ tổn thất chất khô hòa tan phi
caffeine là 5% và tổng lượng polyphenol trong lá chè sau khử caffeine tăng 6.935% khi nhiệt độ khử
là 90°c, tỷ lệ chè/nước là 3.75g/100ml nước và thời gian khử là 7 phút.
về quá trình hấp phụ caffeine của than hoạt tính bão hòa chất khô hòa tan phi caffeine: hiệu
suất hấp phụ caffeine là 22%, mức độ tổn thất chất khô hòa tan phi caffeine là 3.4% và mức độ tổn
thất polyphenol tổng là 11 - 12% khi quá trình tiên hành với tỷ lệ than hoạt tính là 4% (w/v), nhiệt độ
dịch nước ban đầu là 70°c, thời gian hấp phụ là 100 phút.
MỤC LỤC
Đề mục Trang
- 4 -
DANH MỤC HÌNH
- X
-
Hình 3-13: Ánh hưởng của tỷ lệ than hoạt tính đến tổn thất chất khô hòa tan của quá trình
Từ viết tắt, kí hiệu Nghĩa
DNS Dinitrosalicylic
EC Epicatechin
ECG Epicatechin gallate
EGC Epigallo catechin
EGCG Epigallocatechin gallate
FDA Hiệp hội Thực phẩm và Dược phẩm của Mỹ
HPLC Phân tích sắc ký lỏng cao áp
RO Lọc thẩm thấu ngược
SCF Chất lỏng siêu tới hạn
SC-CƠ2 CO2 siêu tới hạn

SW1 Dịch cân bằng các chất khô hòa tan
SW2 Dịch cân bằng chất khô hòa tan phi caffeine
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TAT
- 6 -
LỜI MỞ ĐẦU
Chè là một dạng thức uống truyền thông của người Trung Quốc nói riêng và cư dân Châu Á nói
chung. Người ta sử dụng không chỉ vì mục đích giải khát mà còn bởi những dược tính của nó. Trong
chè có nhiều chất chông oxi hóa và được sử dụng như là một dược phẩm chữa nhiều bệnh như: chữa
ung thư, tiêu chảy, chữa các chứng không tiêu, chứng cao cholesterol trong máu Ngày nay, việc tiêu
thụ chè, đặc biệt là sản phẩm chè xanh, ngày càng được tiêu thụ rộng rãi trên thế giới.
Chính vì vậy, diện tích trồng chè cũng như sản lượng chè ở Việt Nam ngày càng tăng nhanh.
Cây chè đã được xây dựng thành một trong mười chương trình trọng điểm phát triển nông nghiệp trong
Kế hoạch phát triển kinh tế xã hội của Nhà nước Việt Nam đến năm 2010.
Tuy nhiên, cũng như coffee, trong chè có chứa một lượng lớn caffeine. Đây là một thành phần
kích thích hệ thần kinh trung ương, tác động lên tim mạch và gây ảnh hưởng xấu đến một bộ phận
người tiêu dùng. Do đó, việc phát triển một sản phẩm chè xanh không chứa caffeine là một nhu cầu cần
thiết nhằm đáp ứng nhu cầu của một bộ phận lớn người tiêu dùng nhạy cảm vđi caffeine. Chính vì vậy,
chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu quá trình khử caffeine trên lá chè tươi nguyên liệu
trong công nghệ sản xuất chè xanh”. Đề tài có những nội dung chính như sau:
> Tìm hiểu về chè xanh, caffeine và những tác động của nó đến cơ thể cơ người.
> Tìm hiểu về các công nghệ khử caffeine.
> Lựa chọn phương pháp khử caffeine trên lá chè tươi.
- 7 -
> Khảo sát các yếu tô" ảnh hưởng đến quá trình khử caffeine. Đánh giá ảnh hưởng của quá trình
đến hiệu suất khử caffeine, mức độ tổn thất chất khô hòa tan và polyphenol tổng trên lá chè.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về cây chè
Cây chè có tên gọi khoa học là Camellia sinensis (L) (hay Thea sinensỉs L.) (1935 - Hội nghị
Quốc tế về thực vật). Cây chè được xếp trong phân loại thực vật như sau [3]:

Ngành Hạt kín Angiospermae
Lớp Song tử điệp Dicotylednae
Bộ Chè Theales
Họ Chè Theaceae
Chi Chè Camellia (Thea)
Loài Chè
c. sinensis
1.1.1 Đăc tính thức vât của cây chè í31
Thân và cành: cây chè có thân thẳng và tròn, phân nhánh liên tục thành một hệ thông cành và
chồi. Tùy theo chiều cao, kích thước của thân và cành mà cây chồ được chia thành 3 loại: cây bụi, cây
gỗ nhỏ và cây gỗ vừa. Thân cành và lá tạo thành tán cây chè; tán chè để mọc tự nhiên có dạng vòm đều.
Dựa vào kích thước giữa thân chính và cành, người ta chia cây chè thành ba loại tán. Có thể nói tán lá là
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TAT
- 8 -
một tiêu chuẩn quan trọng để chọn giông chè. Với những cây chè có tán to, rộng thì cây có điểm sinh
trưởng nhiều, cho búp nhiều và sản lượng cao.
Hoa chè: Hoa chè bắt đầu nở khi cây chè đạt 2-3 tuổi. Hoa mọc từ chồi sinh thực ở nách lá. Cây
chè là một loại thực vật có hoa lưỡng tính, tràng hoa có 5 - 9 cánh màu trắng hay phớt hồng. Bộ nhị đực
của hoa có 100 - 400 cái, trung bình có 200 - 300 cái. Các bao phấn của hoa chè gồm hai nửa bao, chia
làm 4 túi phấn. Hạt phấn có hình tam giác, màu vàng nhạt, khi chín chuyển sang màu hoàng kim.
Quả chè: quả chè là loại quả có 1 - 4 hạt, có hình tròn, tam giác hoặc hình vuông. Quả chè
thường mọc thành từng chùm ba, ban đầu có màu xanh của chồi. Khi tăng trưởng, quả chè cứng dần và
chuyển sang màu nâu và nứt ra. Hạt bên trong quả có thể được dùng đê gieo trồng.
Lá chè: lá chè mọc cách nhau trên cành, mỗi đốt có một lá. Hình dạng và kích thước của lá chè
thay đổi tùy theo từng giông. Vđi giông chè Trung Quốc thì lá dài 4 -
14cm và rộng 2 - 2.5cm có màu xanh nhạt và bóng. Còn với chè Assam thì lá chè dài 8 - 20cm và
rộng 3.5 - 7.5cm, mỏng và mềm. Trong khi đó, chè Nam Indo có kích thước trung bình ở giữa hai
giông chè: Trung Quốc và Assan. Có thể nói lá chè là một bộ phận quan trọng trong việc khai thác
cây chè và được ứng dụng trong việc chế biến các sản phẩm chè thương mại như: chè xanh, chè
đen và các dạng thực phẩm thương mại khác.

1 Tôm
- 9 -
Lá non 1
Lá non 2
Hình 1-1: Búp chè ì tôm và 2 lá non.
Trên thế giới hiện nay, các nhà khoa học chia cây chè thành ba giông chính dựa vào đặc điểm sinh
thái và thực vật của cây chè (đặc biệt là dựa vào kích thước của lá chè):
> Chè Trung Quốc: Camellỉa sinensis (L). Dựa vào kích thước lá, Sealy (1958) phân biệt chè
Trung Quốc thành 2 loại: F. macrophylla (Sieb.) Kitamura và F. parviỷolia (Miq.)
> Chè Assam: Camellia assamica.
> Chè Nam Indo: Camellia assamỉca.
1.1.2 Thành phần hóa hoc của lá chè
Thành phần hóa học của cây chè và lá chè:
Báng 1-1: Hàm lượng các chất trong lá chè tươi [ 46 ]
Thành phần
Hàm lưựng (% khôi
lượng chất khô)
Thành phần
Hàm lượng (% khôi
lượng chất khô)
Proteine 20-30 Chất béo 4-7
Amino acid 1 - 5 Acid hữu cơ < 3
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TAT
- 10 -
Alkaloide 3-5 Khoáng 4-7
Polyphenols 20-35 Chất màu < 1
Carbonhydrate 35-40
Vitamin A, E, c,
ọ
2

©
Bảng 1-2: Thành phần hóa học của tôm chè tươi và các lá chè non [ 52 ] .
Thành phần
% khối
lượng chất
khô
Thành phần
% khôi
lượng chất
khô
Thành phần
% khối
lượng chất
khô
Polyphenol 25 - 30
Chlorophylls và các
chất màu
0,5 - 0,6 Pectin 5-6
Epigallocatechin
gallate
8 - 12 Khoáng 5-6 Lignin 5-6
- 11 -
B1,B2,P
Thành phần hóa học của lá chè phụ thuộc vào rất nhiều yếu tô" như giông cây, thời tiết, khí hậu,
đất đai và điều kiện canh tác [6]. Bên cạnh các yếu tô" thổ dưỡng, đất đai, khí hậu và điều kiện
canh tác thì thành phần hóa học giữa các lá chè trên cùng một cây chè cũng khác nhau. Do đó,
trong công nghiệp chế biến chè xanh và các loại chè khác, các nhà sản xuất chỉ quan tâm đến
thành phần hóa học của tôm chè và các lá chè non.
Epicatechin
gallate

3-6 Caffeine 3-4 Proteine 14 - 17
Epigallo catechin 3-6 Theobromine 0,2 Lipid 3-5
Epicatechin 1 -3 Theophylline 0,5
Các hợp
chất
bay hơi
0,01-0,02
Catechin 1 -2 Amino acid 4-5
Gallocatechin 3-4 Acid hữu cơ 0,5 - 0,6
Flavonols và
flavonol
glucosides
3-4 Monosaccharide 4-5
Polyphenolic acids
and depsides
3-4 Polysaccharide 14-22
Leuco
anthocyanins
2-3
Cellulose và
hemicellulose
4-7
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TAT
- 12 -
1.1.2.1 Nưđc: Là thành phần chủ yếu của lá chè (70-85%).
Nước có vai trò quan trọng trong sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật. Nước là môi trường
giúp hòa tan các chất hòa tan, tham gia các phản ứng thủy phân và oxi hóa khử bên trong các tế bào lá.
ĐỐI với cây chè, nước tham gia hầu hết các phản ứng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây
chè, sự vận chuyển điện tử, cơ chất qua màng tế bào chất và các phản ứng sinh tổng hợp các chất trong
chè.

Cũng như các cơ thể sông khác, hàm lượng nước giảm dần từ lá đến thân cây và với từng lá cũng
khác nhau. Hàm lượng nước tăng dần từ các tế bào cơ sở đến các phần ngoài của lá. Khi tuổi thọ của cây
và lá chè càng cao thì hàm lượng nước trong lá chè càng thấp.
Bảng 1-3: Sự phân bô" nước trong búp chè [52].
Các bộ phận của búp chè Hàm lượng nước (%)
Tôm 76.00
Lá 1 75.60
Lá 2 75.60
Lá 3 74.26
Ngoài ra, hàm lượng nước trong các búp chè có từ ba lá trở lên cũng thay đổi nhiều tuỳ thuộc vào
thời gian thu hái, điền kiện thời tiết và rất nhiều các yếu tô" khác. [52]
1.1.2.2 Carbonhvdrate
Các carbonhydrate trong lá chè bao gồm các loại đường đơn giản và các loại polysacchraride,
trong đó chủ yếu là các polysacchraride.
Các loại đường đơn giản được tìm thấy trong lá chủ yếu
là glucose, fructose, sucrose, raffinose và stachyose.
Trong lá chè, hàm lượng của các loại đường hòa tan là
rất ít và chĩ chiếm khoảng 1 - 2% (so với khôi lượng
chất khô) [1]. Trong khi đó, hàm lượng của các
polysacchrariđe trong lá chè có thể lên đến 10 - 15% (so
với khôi lượng chất khô)
CHƯƠNG 1 : TỔNG
QUAN
-13
Lượng đường hòa tan trong lá chè luôn thay đổi và phụ
thuộc vào nhiều yếu tô". Nếu xét theo mức độ non già của
lá và vị trí của lá trên búp chè thì lá càng già, lượng
đường khử và sucrose cũng như tổng lượng đường hòa tan
càng cao.
Bảng 1-4: Lượng đường hòa tan trong búp chè (tính theo phần trăm chất khô) [1].

Lá chè
Đường khử (% so vởi khối
lượng chất khô)
Sucrose (% so vởi khôi
lượng chất khô)
Tổng số’
Lá thứ nhất 0.99 0.64 1.63
Lá thứ hai 1.15 0.85 2.00
Lá thứ ba 1.40 1.66 3.05
Tuy hàm lượng của các loại đường khử trong lá chè thấp nhưng nó có vai trò cực kì quan trọng
trong việc tạo hương vị cho sản phẩm chè xanh. Ớ quá trình sao trong công nghệ sản xuất chè xanh, dưới
tác dụng của nhiệt, các đường khử này bị caramel hóa hoặc tham gia vào phản ứng Maillard tạo hương,
vị ngọt cho sản phẩm chè xanh và giúp điều hòa vị cho chè [3], [1]. Thực nghiệm cho thấy rằng: sự tác
dụng tương hỗ giữa glucose hay fructose vđi các acid amin - phenilalanine và tannin có tạo thành các
aldehyde bay hơi có mùi thơm của hoa tươi, mùi mật ong [1].
1.1.2.3 Các hơp chất chứa nitrogen
I.I.2.3.I. Proteỉne và amino acid
Các hợp chất proteine chiếm khoảng 25 - 30% khôi lượng chất khô của lá chè tươi [3]. Trong
công nghệ sản xuất chè xanh, proteine có vai trò quan trọng trong việc điều hòa vị của chè [31. Bên cạnh
đó, những búp chè chứa nhiều proteine sẽ hỗ trợ khá nhiều cho quá trình vò chè. Proteine giúp quá trình
vò chè được thực hiện dễ dàng, lá chè xoăn hơn và có ngoại hình đẹp, nhờ đó, làm tăng giá trị cảm quan
của chè xanh thành phần sau này [3].
Bên cạnh đó, hàm lượng proteine có ý nghĩa quan trọng đối với việc hình thành chất lượng của
chè bởi chúng là nguồn cung cấp các acid amin tự do trong suốt quá trình chế biến. Dưới tác dụng của
nhiệt, proteine bị thủy phân tạo thành các acid amin và các acid amin này tham gia vào các phản ứng
Maillard tạo hương vị cho sản phẩm chè xanh [1]. Hàm lượng proteine trong lá chè phụ thuộc vào giông
chè, thời vụ thu hái, tuổi lá, điều kiện sinh trưởng, cách bón phân
CHƯƠNG 1: TỔNG
QUAN
Bảng 1-5: Sự phân bô" proteine trong búp chè [6].

Bộ phận của búp Proteine (tính theo % khôi lưựng chất khô)
Tôm 29.06
Lá thứ nhất 26.06
Lá thứ hai 25.96
Lá thứ ba 24.94
về thành phần acid amin có trong lá chè, những phương pháp sắc ký trên giấy đã tìm thấy 17
loại như sau: alanine, serine, threonine, arginine, histidine, lysine, tyrosine, phenylalanine, proline,
aspartic Acid amin có tác dụng tốt đốì với chất lượng chè xanh, góp phần tạo hương vị và màu sắc nưđc
pha chè. Trong số các acid amin trên có 3 loại acid amin quan trọng là: theanine (50%), acid glutamic
(12%). Các acid amin này có tác dụng sinh lí tốt với con người và tham gia vào sự hình thành hương
thơm của chè.
1.1.2.3.2. Alkaloỉde
Alkaloide là nhóm hợp chất vòng hữu cơ có chứa nitrogen trong phân tử. Phần lớn các alkaloide
là những chất không màu, có vị đắng và ít hòa tan trong nước. Trong lá chè, người ta tìm thấy các
alkaloide chủ yếu là caffeine, theobromine và theophyline. Trong đó, caffeine chiếm khoảng 2 - 5%
lượng chất khô; theobromine và theophylline với hàm lượng nhỏ hơn rất nhiều so vđi hàm lượng của
caffeine, chiếm khoảng 0.33% khôi lượng chất khô [6]. Tuy vậy, vai trò của theobromine và theophylline
trong dược tính của cây chè quan trọng hơn so với caffeine. Nguyên nhân là do so với caffeine thì
theobromine kích thích hệ thần kinh trung ương có yếu hơn nhưng làm lợi tiểu tốt hơn [11.
Hàm lượng caffeine trong lá chè biến đổi theo giông, thời vụ, biện pháp canh tác và trên bộ phận
khác nhau của cây chè. Trong quá trình chế biến, hàm lượng caffeine rất ít biến đổi và thường liên kết
với tannin tạo thành tannate caffeine có vị dễ chịu và mùi thơm [3].
1.1.2.4 Tinh dầu
Tinh dầu là một hỗn hợp các chất bay hơi tồn tại trong
các cơ quan của cây chè. Hàm lượng tinh dầu trong lá chè
tươi và trong chè thành phẩm rất thấp, chúng chỉ chiếm
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
-
15
khoảng 0.02% chất khô. Mặc dù vậy, tinh dầu có ý nghĩa hết sức quan trọng cho sản phẩm chè

xanh vì chúng ảnh hưởng đến hương vị của chè thành phẩm [1 ]. Tinh dầu của cây chè được hình thành
trong quá trình sinh trưởng, phát dục của cây chè và trong quá trình chế biến chè. Hương thơm là một chỉ
tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng chè thành phẩm. Hương thơm của chè thành phẩm được tạo
ra từ ba nguồn sau đây: [3]
> Tinh dầu trong búp chè.
> Sản phẩm có mùi trong sự chuyển hóa của catechin và acid amin.
> Các sản phẩm của quá trình caramel hóa trong quá trình chế biến chè.
Bằng phương pháp sắc kí khí, người ta đã phát hiện trong lá chè tươi có khoảng 69 cấu tử hương
khác nhau [1]. Theo tài liệu của nhiều tác giả, trong chè tươi và chè thành
phẩm có chứa các cấu tử tinh dầu sau đây: [1]
> Nhóm các acid hữu cơ gồm các acid: acetic, propionic, salicilic, n-butyric, isobutyric,
isovalerianic, capronic, caprilic, hexenic panmitinic, phenylacetic, benzoic
> Nhóm rượu: isoamylic, isobutylic, n-butylic, hexanol, n-octanol, pentanol, benzilic, benzyletylic,
isopentanol, metyletyletanol, phenyletanol, metylbutanol, acetylpirol
> Nhóm aldehyde: n- và iso-butaral, n-valerianal, metylacetal, hexenal, benzal, hexanal, vanilin,
paraoxybenzealdehyd
> Nhóm các hợp chất khác gồm: phenol, cresol, geraniol, linalol, citral, citronelol, tecpineol,
acetonphenol, metylacetat, acrolein, metylsalicilat
Trong số các thành phần ở trên, các aldehyde là thành phần cấu
tử quan trọng của
tinh dầu chè. Đôi với chất lượng chè, các aldehyde bay hơi giữ vai trò quan trọng và ảnh
hưởng trực tiếp đến hương thơm của chè thành phẩm vì bản thân một sô" aldehyde có mùi thơm. Hơn
nữa, các aldehyde còn tham gia vào sự tạo thành các phức chất có mùi thơm độc đáo của chè, tham gia
vào sự hình thành màu sắc và vị nước chè [1 ].
1.1.2.5 Sắc tô"
Cùng vđi hương và vị của chè thì màu sắc của nước pha chè là một chỉ tiêu chất lượng được các
nhà chê biên chè quan tâm. Trong công nghệ chê biến chè xanh, màu sắc của nưđc pha chủ yếu do các
sắc tô" có trong nguyên liệu và các sắc tô" tạo ra trong quá trình chế biến. Trong lá chè chủ yếu chứa
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
nhiều sắc tô" thuộc họ chlorophyll và carotenoids. Trong công nghệ sản xuất chè xanh, chlorophyll là sắc

tố quyết định đến màu
của nước chè pha. Bên cạnh đó, trong lá chè còn có sắc tô" anthocyanidins. anthocyanidins. Trong lá chè,
hai sắc tô" này tồn tại dưđi hai thành phần chính là đelphenidin và cyanidin, đây là hai thành phần hoàn toàn
không có lợi cho sản phẩm chè xanh vì chúng làm ảnh hưởng xấu đến màu của nước chè.
1.1.2.6 Enzyme
Trong lá chè có hai nhóm enzyme quan trọng là nhóm enzyme oxi hóa khử và nhóm enzyme thủy
phân. Trong đó, nhóm enzyme oxi hóa khử vđi đại diện là enzyme polyphenol oxydase hiện diện trong các
tế bào biểu bì của lá chè. Đôi vđi công nghệ sản xuất chè xanh, enzyme này hoàn toàn không có lợi và được
tiêu diệt hoàn toàn trong giai đoạn diệt men.
Bên cạnh enzyme polyphenol oxydase, trong lá chè còn tồn tại một hệ gồm nhiều enzyme khác.
Trong đó, các enzyme chủ yếu là:
> Proteinase: xúc tác cho quá trình thủy phân proteine trong quá trình làm héo. sản phẩm tạo ra của
phản ứng thủy phân là các peptide và các acid amin tự do. Những sản phẩm này sẽ tham gia vào
các phản ứng Maillard trong quá trình sao và tạo ra hương vị cho chè xanh.
> Chlorophyllases tham gia quá trình thủy phân chlorophyll.
1.1.2.7Polyphenol
Polyphenol là các hợp chất tạo vị chát cho sản phẩm.
Trong lá chè, thành phần polyphenol quan trọng nhất là
flavanoid. Trong đó, thành phần chính của flavanoids được
tìm thấy trong lá chè tươi là catechin và flavonol. Hàm
lượng của catechin tổng dao động trong khoảng 20 - 30%
khôi lượng chất khô của lá chè. Khi tiến hành khảo sát sự
phân bô" của của các catechin trong các bộ phận của búp
chè, người ta phát hiện rằng, các catechin có nhiều nhất
trong các phần non của cây chè như: tôm, lá thứ nhất, lá
thứ hai. Các búp chè bị sâu bệnh và các lá già thì chứa
rất ít catechin.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Bảng 1-6: Thành phần catechin của búp chè (tính bằng nig/g tannin trong búp chè) [6]:
Catechin Lá Cành

1 2 3 4
(-) EGC 122.10 152.27 206.42 232.36 222.08
(+) GC 0 0 0 48.96 68.70
(-) EC 45.53 47.84 45.16 55.79 65.62
(-) EGCG 580.54 577.93 431.14 284.13 292.03
(-) ECG 138.53 132.27 103.09 80.58 87.98
Tổng sô" 886.69 910.31 786.11 701.82 737.40
1.2. Caffeine
1.2.1 Giới thiệu chung về caffeine
Caffeine là một hợp chất tự nhiên được tìm thây trong lá, hạt và trái cây của trên 63 loại nông sản
tự nhiên và là một phần của một sô" nhóm các hợp chất được biết đến như methylxathine. Caffeine là một
chất gây nghiện chủ động và thường được sử dụng như một loại dược phẩm vì có tính chất của một chất
kích thích thần kinh ôn hòa và được bài tiết ra ngoài trong vòng vài giờ sau khi được hấp thụ vào cơ thể.
Caffeine là một chất thuộc họ alkaloide. Ớ dạng tinh khiết, caffeine là một chất bột màu trắng và
có vị đắng. Công thức hóa học của caffeine là C8H10N4O2, danh pháp IƯPAC là 1,3,5-trimethylcayhine
và có công thức cấu tạo là:
Hình 1-2: Cấu trúc của caffeine
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
- 18
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
- 19
Bảng 1-7: Tính chất vật lí của caffeine [10]:
Tính chất vật lý Tính chất
Trạng thái Không mùi, màu trắng, xốp và là dạng bột
Khôi lượng phân tử (g) 194.19
Nhiệt độ nóng chảy (°C) 236
Trọng lượng riêng (g/cm
3
) 1.2
Sự bay hơi (%) 0,5

Khả năng hòa tan trong nước (%) 2.17
Tỷ trọng của hơi 6.7
Caffeine là một chất có tính kiềm yếu, không có tính acid. Khi tác dụng với acid tạo thành các
muôi bền.
Chè là một trong những nguyên liệu chứa nhiều caffeine. Theo nhiều nghiên cứu, các chất dinh
dưỡng trong đất có thể làm thay đổi thành phần caffeine trong lá chè. Khi trong môi trường đất thiếu
phosphorus thì hàm lượng caffeine có thể giảm 20%, còn khi trong đất thiếu potassium thì lại có thể làm
tăng 12% lượng caffeine. Việc thêm nitrogen trong phân bón làm tăng caffeine lên đến 40%. Bên cạnh đó,
hàm lượng caffeine trong lá chè phân bô" cũng không đồng đều trong các bộ phận của búp.
Trong SCJ các chất alkaloide có trong lá chè tươi, trừ caffeine, theobromine và thyophyline ra, các
chất còn lại có hàm lượng không đáng kể. Tác dụng của caffeine, theobromine và thyophyline đốì với cơ
thể con người được thể hiện chủ yếu ở ba điểm:
> Thứ nhất, caffeine kích thích hệ thần kinh trung ương, làm cho tinh thần minh mẫn, tăng cường sự
nhận biết của bộ óc [1]. Một sô" giả thiết cho rằng caffeine nói riêng và các methylxanthine nói
chung ở hàm lượng trung bình sẽ phản ứng lên hệ thần kinh bằng việc ngăn chặn sự tiếp nhận
Báng 1-8: Hàm lượng caffeine trong búp chè [ 3 ]
VỊ trí của búp
Lưựng caffeine (% khôi
lượng chất khô)
VỊ trí của búp
Lượng caffeine (% khôi
lượng chất khô)
Lá thứ I 3.39 Lá thứ V 1.70
Lá thứ II 4.20 Lá già 0.76
Lá thứ III 3.40 Cuông chè 0.36
Lá thứ IV 2.10
1.2.2 Những tác đông sinh lí của caffeine đổì vđỉ cơ thể
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
- 20
adenosine của tế bào thần kinh. Để phản ứng lại, các tế bào thần kinh sẽ tăng về sô" lượng. Việc

tăng này làm tăng khả năng tiếp nhận các adenosine cho tế bào thần kinh, do đó, tạo cảm giác kích
thích cho hệ thần kinh trung ương, về lâu dài, việc tồn tại mãn tính của caffeine trong cơ thể làm
tăng số lượng của các vị trí cơ quan tiếp nhận adenosine và làm cho khả năng chịu đựng của cơ thể
với caffeine tăng lên [22]. Khi đó, khả năng kích thích của caffeine đôi vđi cơ thể sẽ giảm. Bên
cạnh đó, caffeine kích thích quá trình tiết ra seroronine ở vỏ não, góp phần làm tăng sự minh mẫn
của bộ óc [221. Một ảnh hưởng khác của caffeine đôi với hệ thần kinh trung ương là làm giảm
những cơn đau đầu. Những cơn đau đầu thường xuyên xuất hiện chủ yếu là do sự giãn mạch của
các mạch máu thần kinh. Điều này được hạn chế bởi phản ứng của methylxanthine trên các cơ
quan tiếp nhận adenosine khi caffeine được sử dụng [22].
> Tác dụng thứ hai của caffeine là việc kích thích cơ năng và tăng cường hoạt động của tim. Nhờ tác
dụng này mà cơ thể chông được sự mệt mỏi, tăng cường hiệu suất làm việc và sức dẻo dai [1].
Caffeine và các methylxanthine ảnh hưởng lên chức năng của tim bằng hai cách: thứ nhất là làm
biến đổi trực tiếp những sự đôi lập của tim và mạch máu, thứ hai là ảnh hưởng đến hệ thông dẫn
truyền thần kinh và các hệ thông trung ương thứ yếu [22]. Ớ người sử dụng các sản phẩm chứa
caffeine, áp suất máu di chuyển trong cơ thể tăng nhẹ và chì trở về hàm lượng ban đầu sau 3 - 4h
[22]. Việc tăng áp suất máu đã kích thích hoạt động của cơ tim, tăng khả năng hoạt động của tất cả
các cơ quan, tăng khả năng hấp thụ và dẫn truyền oxy của máu [22]. Bên cạnh đó, caffeine gây ra
sự tăng epinephrine và norepinephrine trong huyết tương, ảnh hưởng đến hàm lượng của ion Ca
2+
của tế bào và sự phân bô" của nó trong tế bào, làm thay đổi nhịp tim, thay đổi điện lý của tim, tăng
tốc độ dẫn truyền máu. Kết quả của những tác động sinh lí trên là làm tăng hoạt động của cơ tim,
giúp cơ thể chông lại sự mệt mỏi. Điều này là hoàn toàn không tốt đôi vđi
những người có bệnh về tim mạch. Việc tăng hoạt động của cơ tim và tốc độ dẫn truyền máu làm
tăng huyết áp và nguy cơ vỡ động mạch. Bên cạnh đó, việc sử dụng các thức uống chứa hàm lượng
caffeine cao sẽ làm tăng hàm lượng homocysteine trong huyết tương và đây là một nguy cơ cho tim
mạch. Theo nhiều nghiên cứu y khoa, liều lượng của homocysteine trong huyết tương tăng sẽ tác
động mạnh hơn đến tim mạch và dễ dàng kết hợp với hàm lượng cholesterol trong huyết thanh [22].
> Tác dụng thứ ba của caffeine đôi với cơ thể là kích thích hoạt động của thận. Nhờ đó giúp cơ thể
nhanh chóng thải ra ngoài những sản phẩm thừa của quá trình trao đổi chất [1]. Caffeine làm tăng
cường tốc độ máu đến thận, tăng tốc độ lọc của thận và tăng cường sự tiết renin ở thận [221. Bên

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
- 21
cạnh đó, caffeine giúp tăng cường sự trao đổi chất, sự hấp thụ oxy trong cơ thể. Bên cạnh những
tác động trên của caffeine đôi với thận thì tác dụng quan trọng nhất của caffeine đôi với cơ thể là
lợi niệu [1].
Ngoài ra, theo những nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học, caffeine có ảnh hưởng đến hệ thông
dạ dày, hô hấp và cơ bắp. Đôi với hệ thông dạ dày, caffeine kích thích sự tiết ra các chất của các tuyến, kích
thích sự tiết hormone ở lá lách, ảnh hưởng đến tính linh động của dạ dày và ruột. Chính điều này, mà theo
khảo sát thì có khoảng trên 60% người sử dụng caffeine có các triệu chứng như khó tiêu, chứng ợ nóng, đau
dạ dày và những triệu chứng gây ra bởi sự đầy hơi và táo bón [22]. Còn đôi với hệ thông hô hấp, caffeine
kích thích hệ hô hấp, tạo sự thoải mái cho cơ và khí quản. Do đó, caffeine thường được sử dụng trong y
khoa như một chất trợ hô hấp hay một thứ thuốc để chữa bệnh suyễn [22].
Bên cạnh đó, caffeine cũng ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất cơ bản. Caffeine làm tăng tốc độ
trao đổi chất và thường được sử dụng ở các vùng lạnh. Chính vì tác dụng này của caffeine mà trong một thời
gian dài, nó được coi như là một chất gây béo phì.
Caffeine hầu như không bị oxi hóa hay biến đổi dưới những tác động vật lí, chúng dễ dàng vượt qua
các màng tế bào chất. Việc hấp thụ caffeine của cơ thể tuỳ theo pH của dung dịch chứa caffeine hay pH của
các cơ quan trong cơ thể. Theo nghiên cứu, thì sau 20 phút, phần trăm caffeine được hấp thụ ở dạ dày là 9%
ở pH = 2.1; 14% ở pH = 3.5 và 22%
ở pH = 7. Qua đó có thể thấy, việc tăng pH làm tăng khả năng hấp thụ caffeine trong cơ thể [22].
Do những tác động có lợi lẫn có hại của caffeine đôi với cơ thể con người, nên người tiêu dùng
quan tâm đến tính chất kích thích của caffeine, đến quá trình dị hóa và bài tiết của cơ thể đôi với caffeine.
Báng 1-9: Sự dị hóa caffeine ở người tiêu thụ 5mg caffeine/kg thể trọng [22]
Thời gian nhận
xét
(giờ)
Tốc độ dị hóa
(Hg/phút/kg)
Tổng lượng
được dị hóa

(ng/kg)
Tổng lượng chất tích
luỹ được dị
hóa (ng/kg)
Tổng lượng chất
được giữ lại trong cơ
thể (|0,g/kg)
Đàn ông 0- 1
11.1 645 645 4294
1 - 3 7.2 867 1512 3427
3-5 6.9 829 2341 2598
5-8 4.8 860 3201 1738
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
- 22
8-12 3.8 922 4123 816
12-24 1.1 744 4867 42
Phụ nữ 0- 1
17.3 1021 1021 3979
1 - 3 6.7 806 1827 3173
3-5 6.1 727 2554 2446
5-8 4.6 828 3382 1618
8-12 3.1 732 4114 886
12-24 1.0 736 4850 150
Phụ nữ lúc ngừa
thai 0- 1
7.2 434 434 4497
1 - 3 3.4 391 825 4106
3-5 4.6 541 1366 3687
5-8 3.5 611 1977 3076
8-12 3.5 812 2789 2264

12-24 1.6 1144 3933 1120
So với caffeine thì theobromine kích thích hệ thần kinh trung ương có yếu hơn nhưng tác dụng lợi
niệu thì tốt hơn rất nhiều. Chính vì vậy, trong thực tế người ta sử dụng các chế phẩm của theobromine và
các dạng thực phẩm chứa theobromine như một chất chữa một sô" bệnh. Ví dụ như muôi của
theobromine-sodiumsalicilate được dùng để tăng cường tác dụng co bóp của mạch máu trong tim và kích
thích thận nhằm làm lợi tiểu tiện
Việc tiêu thụ trung bình caffeine ở người dao động từ 80 - 400mg/ngày. Với lượng tiêu thụ như
vậy đã làm cho hàm lượng caffeine trong huyết tương dao động từ 5 - 20|aM. Theo s. Gokulakrishnan,
chỉ với liều lượng của caffeine như trên cũng đã ảnh hưởng đến giấc ngủ (cả về chất lượng và số lượng)
[25].
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
- 23
Theo một vài nghiên cứu mới, caffeine có thể gây ra sự đột biến, sự ức chế việc sửa chữa ADN và
ức chế enzyme adenosine monophosphodiesterase. Ngoài ra, trong quá trình mang thai nó gây ra các dị tật
của bào thai. Caffeine cũng gây ra các chứng loãng xương, làm giảm sự đậm đặc của nguyên liệu [48].
1.3. Catechin
1.3.1 Giđi thiêu chung về catechin
Catechin trong chè là một hỗn hợp gồm nhiều loại khác
nhau như: catechin, epicatechin, epigallo catechin,
gallocatechin, epicatechin gallate, epigallocatechin
gallate, gallocatechin gallate. Ớ thể rắn, các catechin
là chất kết tinh hoặc vô định hình, tan trong nước, không
màu, và có vị chát đắng ở mức độ khác nhau. Chúng dễ dàng
bị oxi hóa và tạo hợp chất phức tạp với nhiều chất khác
nhau như methylxanthine. Epigallocatechin gallate là
thành phần polyphenol chủ yếu trong chè, chiếm khoảng 12%
khôi lượng chất khô của lá chè [11.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
- 24
Bảng 1-10: Thành phần tố hựp các chất tanin trong lá chè tươi [ 1 ]:

Tên chất
Hàm lượng (% tổng lượng
polyphenol)
(% tổng lượng
catechin)
Búp ba lá
(Liên Xô)
Chè xanh Búp ba lá (Việt Nam)
L-epicatechin 1.33 4.4 5.54
D,L-catechin 0.40 1.7 -
L-epigallo catechin 12.00 16.0 16.09
D,L-gallocatechin 2.00 7.9 9.98
L-epicatechin gallate 18.10 10.3 12.73
L-epigallocatechin gallate 58.10 49.1 55.64
L-gallocatechin gallate Các chất màu
vàng học Flavonols và các chất màu
khác
1.40 6.5
Tổng sô" 98.60 95.9 99.98
Công thức cấu tạo của các loại catechin quan trọng trong
chè:
CHƯƠNG 1: TỔNG
QUAN