NGHIÊN cứu TRÍCH LY POLYPHENOL từ TRÀ camellia sinensis (l )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA





NGUYỄN HẢI HÀ





NGHIÊN CỨU TRÍCH LY POLYPHENOL TỪ TRÀ
Camellia sinensis (L.)


CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ HỮU CƠ
MÃ SỐ NGÀNH : 02.10.04




LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2006

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH




Cán bộ hướng dẫn khoa học:

TS.PHẠM THÀNH QUÂN




Cán bộ chấm nhận xét 1:

PGS.TS. TRẦN THỊ VIỆT HOA




Cán bộ chấm nhận xét 2:

PGS. TS. NGUYỄN NGỌC SƯƠNG

Luận văn được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUÂN VĂN THẠC SĨ,
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2006



TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc


Tp.HCM, ngày tháng năm 2006

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên : NGUYỄN HẢI HÀ
Ngày tháng năm sinh: 28/10/1981
Nơi sinh : Thanh Hoá
Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ HỮU CƠ MSHV : 00504105
I.TÊN ĐỀ TÀI
Nghiên cứu trích ly polyphenol từ trà
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
 Khảo sát các phương pháp so màu dùng để đánh giá hàm lượng polyphenol
tổng trong dịch trích trà.
 Khảo sát phương pháp xử lý ức chế enzyme có sử dụng vi sóng.

 Đánh giá lựa chọn giống trà nguyên liệu cho quá trình trích ly.
 Khảo sát quá trình trích ly polyphenol từ trà bằng phương pháp có hỗ trợ vi
sóng.
 Tinh chế sơ bộ dịch trích, tạo chế phẩm dạng bột.
 Khảo sát một số tính chất về thành phần, hoạt tính kháng oxy hóa, kháng
khuẩn của sản phẩm.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. PHẠM THÀNH QUÂN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH




Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.
Ngày tháng năm 2006
PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC KHOA QUẢN LÝ NGÀNH




Lời cảm ơn
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Phạm Thành Quân, thầy hướng dẫn đã
cho tôi ý tưởng, động lực và giúp đỡ tận tình trong nghiên cứu, xin cảm ơn các
thầy cô trong hội đồng bảo vệ đã có những nhận xét quý báu cho các kết quả.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến chị Trương Ngọc Tuyền về những hỗ trợ
nhiệt tình trong quá trình làm thí nghiệ
m, anh Huỳnh Văn Tiến về kết quả phân
tích HPLC, chị Đặng Thị Thanh Bình với những ý kiến đóng góp và giúp tôi sửa
chữa trong giai đoạn viết bài, và đến các thầy cô, anh chị trong bộ môn CN Hữu

cơ, đã hết lòng ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm luận văn.
Xin cảm ơn các bạn sinh viên đã cùng tôi thực hiện đề tài.
Cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên hỗ trợ
tôi hoàn thành luận văn.



i
TÓM TẮT
Trong luận văn này, một số nguyên liệu trà tại vùng trà Bảo Lộc, Lâm Đồng được
khảo sát để có những thông tin cơ bản phục vụ cho việc lựa chọn nguyên liệu trích
ly polyphenol. Các yếu tố liên quan và quy trình trích ly polyphenol từ trà bằng
phương pháp trích ly có hỗ trợ vi sóng được khảo sát và thiết lập.
Các kết quả đạt được từ thực nghiệm như sau:
1. Đánh giá bố phương pháp phân tích so màu, qua đó đề xuất s
ử dụng phương
pháp Folin-ciocalteu cho quá trình phân tích hàm lượng polyphenol tổng
trong dịch trích.
2. Xác định điều kiện thực hiện bằng vi sóng quá trình ức chế enzyme
polyphenol oxidase của lá trà trước trích ly.

3.
Khảo sát 5 giống trà tại vùng trà Bảo Lộc, Lâm Đồng và lựa chọn giống trà
HAT có hàm lượng EGCG và catechin tổng cao làm nguyên liệu trích ly.

4.
Xác định các thông số cho quy trình trích ly polyphenol từ lá trà bằng
phương pháp trích ly có hỗ trợ vi sóng quy mô phòng thí nghiệm.

5.

Thăm dò tinh chế sơ bộ dịch trích, tạo sản phẩm dạng bột có hàm lượng
EGCG 35%, catechin tổng 70%, polyphenol tổng 95%.

6. Khảo sát một số tính chất kháng oxy hóa, kháng khuẩn của sản phẩm. Kết
quả cho thấy sản phẩm có hoạt tính kháng oxy hóa mạnh hơn so với các chất
đối chứng (vitamin C, trolox), có tiềm năng để nghiên cứu ứng dụng.







ii

ABSTRACT

In this thesis, tea resources in Bao Loc, Lam Dong were investigated to obtain
information for selecting a right type of material. Experiments were carried out
to evaluate involved factors and establish procedure of microwave-assisted
extraction method for extracting polyphenols from fresh tea leaves.
The results were shown as below:
1. Four quantitative spectrometric methods were investigated and Folin-
ciocalteu method was employed to monitor polyphenols content in the
extract.
2. A procedure for inactivating polyphenols oxidase enzyme in domestic
microwave oven was established.
3. HAT tea resource, with the highest amount of EGCG and total catechins,
was selected as suitable material for extraction.
4. Parameters were investigated for microwave-assisted extraction method.

5. A simple solvent-based procedure was used to purify the extract.
6. Antioxidant and antibacterial activities of polyphenols product were studied
and compared with standard antioxidants. Polyphenols product demonstrated
a strong antioxidant activity but weak antibacterial activity in experiments.



iii
MỤC LỤC
TÓM TẮT I
ABSTRACT II
MỤC LỤC III
DANH SÁCH CÁC HÌNH - SƠ ĐỒ - BẢNG – ĐỒ THỊ VI
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT X
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT X
MỞ ĐẦU XI
1 TỔNG QUAN 1
1.1 Giới thiệu chung về trà 1
1.1.1 Sinh thái học của trà 1
1.1.2 Phân bố trà 2
1.1.3 Thành phần hóa học của lá trà 3
1.2 Nhóm hợp chất catechin trong trà 8
1.2.1 Tính chất hóa lý 8
1.2.2 Sinh tổng hợp catechin trong lá trà 11
1.2.3 Biến đổi sinh học của hợp ch
ất nhóm catechin trong lá trà và quá trình sản
xuất sản phẩm trà truyền thống 13
1.3 Tác dụng sinh học của trà và của nhóm hợp chất catechin 15
1.3.1 Tác dụng dược lý của trà 15
1.3.2 Hoạt tính kháng oxy hóa của nhóm catechin 17

1.3.3 Ứng dụng khả năng kháng oxy hóa của trà và các chất trích ly từ trà 20
1.4 Trích ly polyphenol từ trà 20
1.4.1 Lựa chọn và chuẩn bị nguyên liệu 21
1.4.2 Phương pháp trích ly 23


iv
1.4.3 Các phương pháp trích ly hiện đại 24
1.4.4 Phương pháp trích ly có hỗ trợ của vi sóng 25
2 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 30
2.1 Mục tiêu nghiên cứu 30
2.2 Sơ đồ tiến hành thực nghiệm 30
2.3 Phương pháp thực nghiệm 31
2.3.1 Phương pháp phân tích HPLC 31
2.3.2 Phương pháp so màu 31
2.3.3 Lựa chọn nguyên liệu 35
2.3.4 Phương pháp ức chế hoạt tính của enzyme 37
2.3.5 Xác định định tính thành phần các chất trong trà 38
2.3.6 Đánh giá hàm lượng catechin trong trà nguyên liệu 38
2.3.7 Đánh giá hàm lượng mộ
t số kim loại trong các mẫu trà 39
2.3.8 Đánh giá phương pháp trích ly có hỗ trợ bằng vi sóng 39
2.3.9 So sánh các phương pháp trích ly khác nhau 41
2.3.10 Quá trình tinh chế sơ bộ sản phẩm 42
2.3.11 Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa in vitro 43
2.3.12 Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa tiền in vivo – phương pháp MDA 44
2.3.13 Đánh giá khả năng kháng khuẩn của sản phẩm polyphenol 44
3 KẾT QUẢ - BÀN LUẬN 45
3.1 Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol tổng 45
3.1.1 Phương pháp HPLC 45

3.1.2 Phương pháp so màu 47
3.1.3 Đánh giá các phương pháp 51


v
3.2 Lựa chọn và xử lý nguyên liệu 54
3.2.1 Điều kiện xử lý mất hoạt tính enzyme 54
3.2.2 Sơ bộ hóa thực vật trong trà 59
3.2.3 Hàm lượng catechin trong các mẫu trà nguyên liệu 60
3.2.4 Hàm lượng một số kim loại có trong mẫu nguyên liệu trà (Phương pháp
AS) 63
3.3 Đánh giá phương pháp trích ly có hỗ trợ vi sóng 64
3.3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu : dung môi 64
3.3.2 Ảnh hưởng của dung môi trích ly 65
3.3.3 Ảnh hưởng của thời gian chiếu sóng, nguyên liệu và công su
ất lò 68
3.3.4 Ảnh hưởng của chất kháng oxy hóa hỗ trợ 71
3.3.5 Hiệu quả trích ly 72
3.3.6 So sánh các phương pháp trích ly khác nhau 73
3.4 Tinh chế sơ bộ và đánh giá sản phẩm 74
3.4.1 Quá trình tinh chế 74
3.4.2 Tính chất sản phẩm 75
3.4.3 Đánh giá hoạt tính kháng oxi hóa in vitro của sản phẩm 76
3.4.4 Đánh giá hoạt tính kháng oxi hóa tiền in vivo của sản phẩm (phương pháp
MDA) 78
3.4.5 Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của sản phẩm 79
4 KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ
81
5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83
PHỤ LỤC 1

PHỤ LỤC 2



vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH - SƠ ĐỒ - BẢNG – ĐỒ THỊ
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1 Cây trà và búp trà 1
Hình 1.2 Cấu tạo khung cơ bản của hợp chất catechin và cách đánh số carbon 8
Hình 1.3 Công thức cấu tạo của các hợp chất catechin chính trong trà 9
Hình 1.4 Chu trình sinh tổng hợp tạo thành phenylpropan 11
Hình 1.5 Quá trình phản ứng kết hợp thành mạch cơ bản chalcone 12
Hình 1.6 Chu trình sinh tổng hợp hình thành các hợp chất catechin 12
Hình 1.7 Quá trình oxy hóa các hợp chất catechin trong trà 13
Hình 1.8 Biến đổi của catechin trong quá trình quét gốc tự do 19
Hình 1.9 Nguyên tắc gia nhiệt bằng phương pháp thường (a) và vi sóng (b) 28
Hình 1.10 Sơ đồ hệ thố
ng trích ly có hộ trợ của vi sóng (a) trích ly với sinh hàn
hoàn lưu trong lò monomode; (b) trích ly kín trong lò multimode. 29
Hình 2.1 Màu tạo thành từ chất chuẩn và tác chất trong các phương pháp 35
Hình 2.2 Trà nguyên liệu sử dụng để trích ly polyphenol 37
Hình 2.3 Sơ đồ lắp ráp dụng cụ trích ly có hỗ trợ vi sóng 40
Hình 2.4 Sơ đồ trích ly bằng phương pháp gia nhiệt thường 41
Hình 3.1 Đường chuẩn C, EC, EGCG, ECG, caffeine 45
Hình 3.2 Phổ HPLC của chất chuẩn 46
Hình 3.3 Biến đổi màu của lá trà đã được xay nhuyễn sau các khoảng thời gian xử
lý khác nhau 55
Hình 3.4 Màu dị
ch trích trà được xử lý trong các khoảng thời gian khác nhau 57
Hình 3.5 Phổ đồ HPLC của dịch trích trà 61

Hình 3.6 Màu của dịch trích thu được ở các dung môi khác nhau 67
Hình 3.7 Sản phẩm polyphenol trà 74


vii
Hình 3.9 Phổ đồ HPLC của sản phẩm polyphenol 75
DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1 Sơ đồ công nghệ của quá trình chế biến các sản phẩm trà 14
Sơ đồ 1.2 Sơ đồ quá trình trích ly 21
Sơ đồ 2.1 Sơ đồ tiến hành thực nghiệm 30
Sơ đồ 2.2 Sơ đồ tổng hợp diazotized từ sulfanilamide 34
Sơ đồ 2.3 Sơ đồ trích kiệt polyphenol bằng phương pháp vi sóng 38
Sơ đồ 2.4 Sơ đồ trích ly polyphenol từ
trà 39
Sơ đồ 2.5 Sơ đồ tinh chế sản phẩm 42
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Số liệu về sản xuất trà của một số nước trên thế giới năm 2001 2
Bảng 1.2 Kế hoạch phát triển trà Việt Nam 3
Bảng 1.3 Thành phần hóa học của lá trà non 4
Bảng 1.4 Hàm lượng vitamin C trong lá trà 6
Bảng 1.5 Hàm lượng catechin trong từng bộ phận riêng biệt của búp trà 10
Bảng 1.6 Tần số vi sóng quy ước trong ứng dụng gia dụ
ng, y tế, công nghiệp,
nghiên cứu khoa học tại các khu vực khác nhau trên thế giới 26
Bảng 3.1 Độ lựa chọn của phương pháp 51
Bảng 3.2 Độ nhạy của phương pháp 52
Bảng 3.3 Đánh giá các phương pháp so màu trong phân tích định lượng catechin
tổng 53
Bảng 3.4 Độ ẩm của nguyên liệu sau khi xử lý ức chế enzyme 57
Bảng 3.5 Xác định định tính các thành phần trong nguyên liệu trà 59

Bảng 3.6 Hàm lượng catechin trong các mẫu trà nguyên liệu 60
Bảng 3.7 Hàm lượng một số
kim loại nặng có trong mẫu nguyên liệu trà 63


viii
Bảng 3.8 So sánh hiệu quả trích ly của các phương pháp khác nhau 73
Bảng 3.9 Hiệu suất tinh chế 74
Bảng 3.10 Tính chất sản phẩm polyphenol thu được 75
Bảng 3.11 Giá trị EC50 trong thử nghiệm hoạt tính quét gốc tự do 77
Bảng 3.12 Giá trị EC50 trong thử nghiệm hoạt tính kháng oxy hóa MDA 78
Bảng 3.13 Hoạt tính kháng khuẩn của sản phẩm trên một số chủng vi khuẩn 79
DANH SÁCH CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1 Đường chuẩn trong phương pháp Folin-ciocalteu với các dung môi khác
nhau 47
Đồ thị 3.2 Đườ
ng chuẩn trong phương pháp Prussian –Blue với các dung môi khác
nhau 48
Đồ thị 3.3 Đường chuẩn trong phương pháp Vanillin – HCl với các dung môi khác
nhau 49
Đồ thị 3.4 Đường chuẩn trong phương pháp Diazotized với các dung môi khác
nhau 50
Đồ thị 3.5 Hiệu quả trích ly catechin theo thời gian xử lý diệt men khác nhau 58
Đồ thị 3.6 Phân bố hàm lượng catechin trong các nguyên liệu khác nhau 61
Đồ thị 3.7 Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu : dung môi 64
Đồ thị 3.8 Ảnh hưởng của các dung môi khác nhau 66
Đồ thị 3.9 Ảnh hưởng của lượng nguyên liệu và dung môi trích ly 68
Đồ thị
3.10 Ảnh hưởng của công suất lò vi sóng lên hiệu quả trích ly 69
Đồ thị 3.11 Ảnh hưởng của chất kháng oxy hóa hỗ trợ 71

Đồ thị 3.12 So sánh hiệu quả trích ly trong các lần trích 72
Đồ thị 3.13 Đồ thị xác định EC50 của vitamin C 76
Đồ thị 3.14 Đồ thị xác định EC50 của sản phẩm polyphenol 76


ix
Đồ thị 3.15 Đồ thị xác định EC50 của chất chuẩn (+)- catechin 77
Đồ thị 3.16 Đồ thị xác định EC50 của Trolox 78
Đồ thị 3.17 Đồ thị xác định EC50 của sản phẩm polyphenol 78


x
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

EC : (-) – epicatechin
ECG : (-) – epicatechin gallate
EGC : (-) - epigallocatechin
EGCG : (-) - epigallocatechin gallate
GC : (+) – gallocatechin
C : (+) – catechin
EC50 : Nồng độ cần thiết để tác động lên 50% chất cần khảo sát (Effective
concentration 50)
MAE : Trích ly có hỗ trợ vi sóng (Microwave-assisted extraction)


xi
MỞ ĐẦU
Trà là một loại thức uống lâu đời và được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Nhiều công
trình đã chứng minh trà có tác dụng trong việc phòng ngừa và chữa trị nhiều loại
bệnh khác nhau. Ngày nay, các kết quả nghiên cứu khả quan đã đẩy mạnh việc sản

xuất và sử dụng trà và các thành phần trích ly từ trà, đặc biệt là thành phần
polyphenol, như một loại thực phẩm chức năng dùng phòng bệnh. Do có tính chất
kháng oxy hóa mạnh, polyphenol từ trà còn được sử dụng trong nhiều mục đích
khác trong các ngành công nghệ như thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm.
Chính vì vậy, việc sản xuất các sản phẩm polyphenol trích ly từ trà mang lại lợi
nhuận cao hơn so với các sản phẩm trà truyền thống và đang là hướng ưu tiên của
các nước trồng trà trên thế giới. Các sản phẩm polyphenol từ trà có giá trị thương
mại cao và được sả
n xuất với quy mô công nghiệp tại các nước có vùng trồng trà
tập trung lớn như Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ…
Việt Nam là một trong những nước có diện tích và sản lượng trà lớn trên toàn cầu,
giá trị xuất khẩu hàng năm khá cao. Tuy nhiên quy mô ngành công nghiệp trà Việt
Nam vẫn còn nhỏ bé, sản lượng chế biến thấp, chất lượng và công nghệ còn thua
kém các nước sản xuất trà khác. Việt Nam vẫn đang tập trung vào các sản ph
ẩm trà
truyền thống như trà đen, trà xanh, trà oolong, chưa chú trọng đến việc phát triển
sản phẩm polyphenol từ trà.
Hiên nay đã có đề tài nghiên cứu về khả năng sản xuất polyphenol từ trà tại Việt
Nam, nhưng mới chỉ nghiên cứu trên nguyên liệu trà thành phẩm và sử dụng
phương pháp trích ly cổ điển. Vì vậy việc mở rộng nghiên cứu về đặc điểm nguyên
liệu và các phương pháp trích ly mớ
i là cần thiết, giúp ích một phần trong quá trình
thúc đẩy sự phát triển của ngành trà Việt Nam.

TỔNG QUAN

Tổng quan
1
1 TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu chung về trà
1.1.1 Sinh thái học của trà[3, 4, 8]
Tên khoa học của trà: Camellia sinensis (L.) O.Kuntze
Trà được xếp trong phân loại thực vật như sau: ngành Hạt kín
Angiospermatophyta, lớp Ngọc lan (hai lá mầm) Magnoliopsida, phân lớp Sổ
Dilleniidae, bộ Trà Theales, họ Trà Theaceae, chi Trà Camellia (Thea.) [4].






Hình 1.1Cây trà và búp trà
Cây trà sinh trưởng trong điều kiện tự nhiên chỉ có một thân chính, chia làm 3 loại:
thân gỗ, thân bụi, thân nhỡ (bán gỗ). Cành trà do mầm sinh dưỡng phát triển thành,

trên cành chia ra nhiều đốt, chiều dài biến đổi nhiều từ 1 – 10cm. Đốt trà càng dài
là biểu hiện của giống trà có năng suất cao. Lá trà mọc cách trên cành, mỗi đốt có
một lá, hình dạng và kích thước thay đổi tùy giống. Lá trà có gân rất rõ, rìa lá có
răng cưa. Búp trà là giai đoạn non của một cành trà, được hình thành từ các mầ
m
dinh dưỡng, gồm có tôm (phần lá non trên đỉnh chưa xòe) và 2 hoặc 3 lá non. Kích
thước của búp trà thay đổi tùy giống và kỹ thuật canh tác. Cây trà sau khi sinh
trưởng 2 – 3 tuổi bắt đầu ra hoa, mọc từ chồi sinh thực ở nách lá [8].

Tổng quan
2
Trà là cây lâu năm, có chu kỳ sống rất lâu, có thể đạt 60 – 100 năm hoặc lâu hơn.
Tuổi thọ kinh tế tối đa của một cây trà thương mại vào khoảng 50 – 65 năm tùy
thuộc điều kiện môi trường và phương pháp trồng trọt.
Trà cho năng suất cao vào mùa mưa từ tháng 5 – 11, sau 10 – 15 ngày thì thu hoạch
một lần. Trà nguyên liệu sử dụng trong cộng nghiệp chế biến chủ yếu là 1 tôm và
2 – 3 lá non.
1.1.2 Phân bố trà
1.1.2.1 Phân bố
trà trên thế giới [3, 8]
Trà được trồng nhiều tại vành đai á nhiệt đới, khu vực có đặc điểm khí hậu ôn hòa,
ẩm ướt từ 30
o
vĩ bắc đến 49
o
vĩ nam. Hiện nay, trà được trồng ở hơn 30 nước và
được sử dụng ở hầu hết các nước trên thế giới. Các nước sản xuất và xuất khẩu trà
nhiều trên thế giới là Ấn Độ, Trung Quốc, Srilanca, Kenia, Thổ Nhĩ Kì, Indonesia,
Nhật Bản,….Năm 1995 diện tích trồng trà toàn thế giới là 2,500,000 ha, sản lượng
2,590,000 tấn trà khô.

Bảng 1.1 Số liệu về sản xuất trà của một số
nước trên thế giới năm 2001 [3]
Quốc gia
Diện tích
(ha)
Sản
lượng
(tấn)
Năng
suất
(kg/ha)
Xuất khẩu
(tấn)
Mức tiêu
thụ
(g/người)
Trung quốc 1,130,000 685,000 598 227,934 325
Ấn Độ 438,000 835,000 1,840 191,863 650
Srilanca 196,000 294,880 1,453 239,000 1,300
Indonesia 158,000 196,000 1,453 101,105 600
Banladesh 49,000 52,033 975 15,402 -
Kenia 120,000 260,000 2,066 239,000 800
Nhật Bản 51,000 88,000 1,725 62,526 1,050

Tổng quan
3
Hiện nay, trà được sản xuất và chế biến thành nhiều loại sản phẩm khác nhau,
trong đó khoảng 76 – 78% là trà đen, 20 -22% là trà xanh, 2% là trà Oolong, còn
lại là các sản phẩm trà khác
1.1.2.2 Phân bố trà tại Việt Nam [3]

Ở nước ta, trà được trồng tại hơn 20 tỉnh, hình thành các vùng trồng trà tập trung :
vùng thượng du: Hà Tuyên, Hoàng Liên Sơn, Lai Châu ; vùng trung du: Vĩnh
Phúc, Bắc Thái, Yên Bái…; vùng Tây Nguyên: Gia Lai, Kom Tum, Lâm Đồng…
Trong những năm gần đây diện tích trồng trà và các cơ sở chế biến trà tăng lên
nhanh chóng. Năm 1995, s
ản lượng trà cả nước đạt hơn 40,000 tấn, đến năm 2001,
cả nước có 100,000 ha đất trồng trà với hơn 200 cơ sở chế biến trà, sản lượng đạt
87,000 tấn khô, đứng thứ 8 trong 34 nước sản xuất trà thế giới; xuất khẩu 67,000
tấn sang 49 nước, đạt kim ngạch 78 triệu USD, đứng thứ 6 thế giới; tiêu dùng nội
địa 20,000 tấn, mức tiêu thụ đạt 256g/đầu người.
Bảng 1.2Kế hoạch phát triển trà Việt Nam [3]
Chỉ tiêu Năm 2000 Năm 2005 Năm 2010
Diện tích (ha) 81,692 104,000 104,000
Năng suất bình quân (tấn tươi/ha) 4,23 6,1 7,5
Sản lượng trà khô (tấn) 66,000 108,000 147,000
Sản lượng xuất khẩu (tấn) 42,000 78,000 110,000
Kim ngạch xuất khẩu (triệu USD) 60 120 200
Tuy nhiên, ngành trà Việt Nam vẫn tập trung vào các sản phẩm trà truyền thống như
trà đen, trà oolong, trà xanh, gần đây là các sản phẩm trà hoà tan ; chưa phát triển
các sản phẩm trích ly từ trà, vốn là những sản phẩm có giá trị thương mại cao, nên
chưa tận dụng hết ưu thế về vùng nguyên liệu và khả năng phát triển của ngành.

1.1.3 Thành phần hóa học của lá trà
Trà là một loại thức uống truyền thống đã có lịch sử hàng ngàn năm, quá trình
nghiên cứu về trà trên thế giới đã được thực hiện từ rất lâu. Hiện nay thành phần

Tổng quan
4
hóa học của lá trà đã được mô tả tương đối đầy đủ. Thành phần chủ yếu của lá trà
được mô tả trong Bảng 1.3

Bảng 1.3
Thành phần hóa học của lá trà non [8, 10, 42, 56, 60]
Thành
p
hần% khối l
ư
ợ
n
g
chất khô
Catechin 25-30
(-)- Epigallocatechin gallate 8-12
(-)- Epicatechin gallate 3-6
(-)- Epigallo catechin 3-6
(-)- Epicatechin 1-3
(+)- Catechin 1-2
(+)- Gallocatechin 3-4
Flavonol và flavonol glucoside 3-4
Polyphenolic acid and depside 3-4
Leucoanthocyanin 2-3
Chlorophyll và các chất màu khác 0,5 - 0,6
Khoáng 5-6
Caffeine 3-4
Theobromine 0.2
Theophylline 0.5
Amino acid 4-5
Acid hữu cơ 0,5 – 0,6
Monosaccharide 4-5
Polysaccharide 14-22
Cellulose và hemicellulose 4-7

Pectin 5-6
Lignin 5-6
Protein 14-17
Lipid 3-5
Các hợp chất dễ bay hơi 0,01 – 0,02


Tổng quan
5
1.1.3.1 Polyphenol [8, 42, 56]
Nhóm các hợp chất polyphenol là thành phần được quan tâm nhiều nhất trong lá trà.
Các hợp chất polyphenol của lá trà rất khác với các hợp chất polyphenol được tìm
thấy trong các loại cây khác. Các cấu tử chính chiếm đa số là các catechin (C, EC,
EGCG, EGC, ECG…). Ngoài ra trong thành phần polyphenol của trà còn có một số
chất khác với tỉ lệ thấp như các flavonol (quercetin, kaempferol, rutin…), các dẫn
xuất glucoside như myricetin-3-glucoside, kaempferol-3-glucoside, myricetin-3–
rhamnoglucoside, quercetin-3-rhamnoglucoside, kaempferol-3-rhamnodiglucoside
…, các leucoanthocyanin, các hợp chất polyflavonoid như theaflavin (theaflavin-3-
gallate, theaflavin-3’-gallate, theaflavin-3,3’-digallate ), thearubigin (procyanidine,
procyanidine gallate…). Các dạng hợp chất như theaflavin, thearubigin chiế
m tỉ lệ
rất thấp trong búp trà và lá trà non nhưng tăng dần tỉ lệ trong các lá trà già hơn.
1.1.3.2 Caffeine [8, 32, 37]
Caffeine (1,3,7-trimethyl xanthine; 1,3,7-trimethyl-1H-purine -2,6 (3H,7H)-dione),
là một dẫn xuất tạo thành từ purine, caffeine chủ yếu được tổng hợp tại lá trà,
chiếm khoảng từ 3 – 5% lượng chất khô trong lá trà, và hàm lượng này ít biến đổi
trong quá trình phát triển của lá trà. Điều đáng chú ý là hàm lượng caffeine trong lá
trà cao hơn hàm lượng caffeine tương ứng trong hạt cà phê (chiếm khoảng 1,5%
trọng lượng khô). Ngoài caffeine, trong lá lá trà còn có các dẫ
n xuất khác của

methylxanthine như theobromine, theophylline với hàm lượng thấp hơn (<0.1%)
1.1.3.3 Acid amine [8, 10]
Các acid amine cơ bản trong lá trà bao gồm aspartic, arginine, glutamic, serine,
glutamine, tyrosine, valine, phenylalanine, leucine, isoleucine and theanine (5-N-
ethylglutamine)…. Khoảng 50% acid amine trong lá trà tồn tại ở dạng tự do. Trong
đó theanine chiếm hàm lượng cao nhất, khoảng 50-60% tổng hàm lượng acid amine
tự do, tiếp theo là aspartic acid và arginine. Theanine là acid amine đặc trưng của
cây trà, theanine chỉ có thể được tìm thấy ở các cây họ trà và một số ít các loài nấm.

Tổng quan
6
Khác với phần lớn các acid amine khác được tổng hợp tại lá trà, theanine được tổng
hợp tại bộ rễ của cây trà và vận chuyển lên lá.
1.1.3.4 Enzyme [8, 10, 56]
Trong búp trà có hầu hết các loại enzyme nhưng chủ yếu gồm 2 nhóm: nhóm
enzyme thủy phân gồm amilase, invectase, glucozidase, protease…; nhóm enzyme
oxy hóa khử gồm catalase, polyphenol oxidase và peroxidase…
Trong số các enzyme trong lá trà, enzyme polyphenol oxidase thu được nhiều sự
quan tâm do vai trò quan trọng trong quá trình oxy hóa nhóm catechin của trà.
1.1.2.5. Vitamin [8, 42]
Lá trà tươi có nhiều loại vitamin như nhóm vitamin tan trong dầu: A, D, E, F…, và
nhóm vitamin tan trong nước: B, PP, C…. Trong đó vitamin C chiếm hàm lượng
cao nh
ất, có thể đạt đến 280 mg/100 g trà khô.
Bảng 1.4
Hàm lượng vitamin C trong lá trà [8]
Bộ phận Tôm Lá 1 Lá 2 Lá 3 Lá già
mg/kg chất khô 7,03 9,99 10,44 7,88 3,83
1.1.3.6 Carbohydrate [8, 10, 42]
Nhóm carbohydrate có mặt trong lá trà bao gồm hợp chất cellulose, hemi-cellulose

và đường tự do.
Các gốc đường tự do có mặt trong lá trà bao gồm glucose, fructose, sucrose,
raffinose and stachyose Các đường polysaccharide gồm có galactose, arabinose,
galacturonic acid, rhamnose và ribose Các đường tự do là nguồn nguyên liệu
chính để tổng hợp catechin trong lá trà. Những nghiên cứu sử dụng glucose đánh
dấu bằng C
14
(đồng vị carbon 14) đã chỉ ra rằng glucose là một trong những tiền
chất của polyphenol và acid amine (ngoại trừ theanine) trong lá trà.



Tổng quan
7
1.1.3.7 Các nhóm hợp chất khác [8, 10, 51]
Protein
Protein chiếm khoảng 15% khối lượng chất khô của lá trà tươi, thay đổi tuỳ theo
giống trà, tuy nhiên ít biến đổi theo quá trình phát triển của lá trà.
Chất béo và các acid béo tự do
Các hợp chất lipid, phospholipid và các acid béo chiếm khoảng 5-6 % trong lá trà,
hàm lượng này biến đổi khá nhiều tuỳ theo từng giống trà khác nhau. Các acid béo
tự do tìm thấy trong lá trà có linolenic, linoleic, oleic và palmitic…
Carotenoid
β-carotene, lutein, violaxanthine và neoxanthine được tìm thấy trong lá trà.
Acid hữu cơ
Các acid như citric, tartaric, malic, oxalic, fumaric, caffeic, quinic, gallic, succinic,
chlorogenic, neo-chlorogenic, p-coumarylquinic, ellagic acid… đã được nhận diện
trong lá trà tươ
i.
Kim loại

Các chất vô cơ chiếm khoảng 5-6% khối lượng khô của trà, chiếm nhiều nhất là
nhôm, mangan, magie…. Hàm lượng các chất vô cơ trong lá trà biến đổi khá nhiều
tuỳ theo thổ nhưỡng vùng đất. Một điều đáng lưu ý là các một phần các kim loại,
đặc biệt là nhôm, tìm thấy trong trà dưới dạng phức chelate với các catechin [33].
Các chất dễ bay hơi (tinh dầu trà)
Thành phần tinh dầu trà chiếm tỉ lệ rất thấp trong t
ổng khối lượng của lá trà
(<0.01%). Các thành phần đã được nhận diện trong tinh dầu trà bao gồm linalol,
delta-cardinene, geraniol, nerolidol, alpha-terpineol, cis-jasmone, indole, beta-
ionone, 1-octanal, indole-3-carbinol, beta-caryophyllene….[36]

Tổng quan
8
O
1
2
3
45
6
7
8
1'
2'
3'
4'
5'
6'
A
C
B

1.2 Nhóm hợp chất catechin trong trà [6, 9, 10, 11, 14, 16, 60, 62]
1.2.1 Tính chất hóa lý
Nhóm hợp chất catechin trong trà đã được quan tâm nghiên cứu trong thời gian dài.
Các dữ liệu về tính chất hóa học, tính chất phổ IR, NMR, MS, các phương pháp
phân tích định tính, định lượng đã được công bố.
Catechin của trà thuộc họ flavonoid, nhóm flavan-3-ol, phân tử có 15 carbon bao
gồm hai vòng 6 carbon A và B được nối bởi 3 đơn vị carbon ở vị trí 2, 3, 4, hình
thành một dị vòng C chứa một nguyên tử oxy. Cấu trúc của catechin có chứa hai
carbon b
ất đối ở vị trí 2 và 3, không chứa nối đôi ở vị trí 2,3 và nhóm 4-oxo [6].




Hình 1.2 Cấu tạo khung cơ bản của hợp chất catechin và cách đánh số carbon [6]

Trà được biết là có 6 loại hợp chất catechin chính và một số lượng nhỏ các dẫn xuất
catechin khác. Các catechin được chia thành 2 nhóm: nhóm catechin tự do bao gồm
C, GC, EC, EGC (vị trí carbon số 3 có chứa nhóm thế hydroxyl) và nhóm đã bị
ester hóa hay nhóm galloyl catechin : ECG, EGCG (nhóm hydroxyl ở vị trí carbon
số 3 được thay bằng một nhóm gallate). Các hợp chất catechin trong lá trà đã được
tách ra từng chất ở dạng tinh khiết, ở thể rắn chúng là những chất kết tinh không
màu hình kim hoặc hình lăng trụ, có vị chát dịu hoặ
c hơi đắng, tác dụng với FeCl
3

cho kết tủa xanh thẫm hoặc xanh nhạt tuỳ theo số lượng nhóm hydroxyl trong phân
tử. Các catechin đều dễ tan trong nước nóng, rượu, acetone, ethyl acetate tạo dung
dịch không màu, không tan trong các dung môi không phân cực hoặc ít phân cực
như benzene hoặc chloroform.


Tổng quan
9
O
OH
OH
HO
OH
OH
H
H
O
OH
OH
HO
OH
OH
H
H
OH
O
OH
OH
HO
OH
O
H
H
O

C
OH
OH
OH
OH
O
OH
OH
HO
OH
O
H
H
O
C
OH
OH
O
H
O
OH
OH
HO
OH
OH
H
H
O
OH
OH

HO
OH
OH
H
H
OH
Các catechin chính có mặt trong trà:




(+) - Catechin C
15
H
14
O
6
, M = 290, (-) - Epicatechin C
15
H
14
O
6
, M = 290
T
nc
= 176
o
C, [α]
D

= +18
o
T
nc
= 242
o
C, [α]
D
= -69
o




(- )- Epicatechin gallate, C
22
H
14
O
10
, (+) - Gallocatechin, C
15
H
14
O
7
, M = 306
M = 442, T
nc
= 253

o
C, [α]
D
= -177
o
T
nc
= 188
o
C, [α]
D
= +15
o






(-) - Epigallocatechin C
15
H
14
O
7
, M = 306, (-) - Epigallocatechin gallate C
22
H
18
O

11

T
nc
= 276
o
C, [α]
D
= -50
o
M = 458, T
nc
= 216
o
C, [α]
D
= -179
o

(T
nc
: Nhiệt độ nóng chảy, M : Khối lượng phân tử, [α]
D
: góc quay cực)
Hình 1.3
Công thức cấu tạo của các hợp chất catechin chính trong trà [10]
Hàm lượng catechin trong búp trà cao nhất đạt đến khoảng 30% trọng lượng khô.
Trong các hợp chất catechin được tìm thấy trong trà, thành phần gallate chiếm đa số