Nghiên cứu công nghệ sản xuất chè lên men chất lượng cao từ chè shan tuyết

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bản luận văn này học viên đã nhận được sự giúp đỡ của
nhiều cá nhân và tập thể.
Trước hết, Học viên xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến
TS. Vũ Hồng Sơn, TS. Đào Thị Việt Hà đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ Học viên
trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành luận văn.
Học viên xin cảm ơn tập thể cán bộ Viện Đào tạo sau đại học – Trường Đại
học Bách Khoa Hà Nội, các giảng viên Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đặc
biệt là các giảng viên Khoa Công nghệ Thực phẩm – Trường Cao đẳng Công
nghiệp Thực phẩm đã tạo điều kiện thuận lợi cho Học viên hoàn thành bản luận
văn.
Cuối cùng, Học viên cũng gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và các đồng
nghiệp đã giúp đỡ, động viên học viên hoàn thành luận văn này.
Hà nội, ngày 19 tháng 03 năm 2016

Học viên

Trần Thị Ngọc Oanh


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận văn này là kết quả nghiên cứu do bản thân tôi
thực hiện với sự cộng tác của các đồng nghiệp. Những số liệu đưa ra là hoàn toàn
trung thực và không vi phạm bản quyền của bất kỳ tác giả nào.

Học viên

Trần Thị Ngọc Oanh


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC CÁC PHỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................. 1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN................................................................................................. 4
1.1. Đặc tính và nguồn gốc của chè lên men ..........................................................4
1.2. Thành phần hóa học chè lên men .....................................................................5
1.2.1. Sự biến đổi các thành phần hóa học chủ yếu trong quá trình lên men ......7
1.2.2. Các sắc tố trong chè lên men .....................................................................8
1.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất chè lên men...........................................................15
1.4. Chè Shan tuyết Việt Nam – nguồn nguyên liệu thích hợp cho sản xuất chè lên
men ........................................................................................................................18
1.5. Tình hình nghiên cứu công nghệ chè lên men trên thế giới và Việt Nam......20
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ..........................................................20
1.5.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè lên men tại Trung Quốc ....................21
1.5.3. Tình hình sản xuất và nghiên cứu về chè lên men ở Việt Nam ...............22
1.5.4. Tiềm năng phát triển sản xuất chè lên men ở Việt nam ..........................23
CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................25
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị, hóa chất nghiên cứu ...............................................25
2.1.1. Nguyên vật liệu ........................................................................................25
2.1.2. Thiết bị, dụng cụ ......................................................................................25
2.1.3. Hoá chất ...................................................................................................25
2.2. Phương pháp phân tích ...................................................................................25
2.2.1. Phương pháp phân tích hoá học ...............................................................25
2.2.2. Phương pháp đánh giá cảm quan .............................................................25
2.3. Phương pháp công nghệ .................................................................................26

2.3.1. Sản xuất chè vàng làm nguyên liệu sản xuất chè lên men .......................26
2.3.2. Nghiên cứu công nghệ sản xuất chè lên men ..........................................30
2.3.2.1. Nghiên cứu công đoạn làm ẩm .........................................................30


2.3.2.2. Nghiên cứu công đoạn ủ ...................................................................32
2.3.2.3. Nghiên cứu công đoạn làm khô chè lên men ..........................................34
2.4. Phương pháp xử lý số liệu ..............................................................................35
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 36
3.1. Sản xuất chè vàng làm nguyên liệu sản xuất chè lên men .............................36
3.2. Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất chè lên men..................................37
3.2.1. Nghiên cứu công đoạn làm ẩm ...............................................................37
3.2.2. Nghiên cứu công đoạn ủ ..........................................................................39
3.2.3. Nghiên cứu công đoạn làm khô chè lên men. ..........................................46
3.2.4. Hấp và ép bánh chè lên men ....................................................................48
3.2.5. Sấy bánh chè ............................................................................................49
3.2.6. Bao gói và bảo quản chè lên men ............................................................49
3.2.7 Chất lượng sản phẩm ...................................................................................49
3.2.8. Đế suất quy trình công nghệ sản xuất chè lên men ................................50
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................ 53
1. Kết luận .............................................................................................................53
2. Kiến nghị ...........................................................................................................53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................54


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu, chữ viết tắt

Chú giải

BĐ

Ban đầu

CT

Công thức

KT

Kết thúc

NXB

Nhà xuất bản

PPO

Polyphenoloxydase

TB

Teabrown

TCN

Tiêu chuẩn ngành

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TF

Theaflavin

TR

Thearubigin

USD

United States Dollar

VNĐ

Việt Nam Đồng

VSV

Vi sinh vật


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Một số đặc điểm hình thái sinh trưởng của chè Shan tại một số địa điểm
(Các số liệu được tính theo giá trị trung bình) ..........................................................19
Bảng 1.2. Năng suất, chất lượng của chè Shan tại một số địa điểm .........................20
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất chè lên men trong vòng 70 năm qua ở Vân Nam –
Trung Quốc .............................................................................................................22
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của chè vàng Hà Giang (theo % chất khô) ..............36

Bảng 3.2. Lượng nước cần bổ sung cho 3 mẫu thí nghiệm ......................................37
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của độ ẩm đến chất lượng cảm quan của chè lên men .........38
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến chất lượng chè lên men ..........39
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của phương pháp làm khô đến thành phần hóa học của chè lên
men ............................................................................................................................46
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của phương pháp làm khô đến chất lượng chè lên men ........47
Bảng 3.7. So sánh chất lượng của sản phẩm nghiên cứu với chè lên men của Trung
Quốc ..........................................................................................................................50


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ sự hình thành các sắc tố trong chè lên men .....................................9
Hình 1.2. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất chè lên men ở Trung Quốc ..............17
Hình 2.1. Quy trình công nghệ sản xuất chè vàng ....................................................27
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất chè lên men ......................................30
Hình 3.1. Đồ thị thể hiện sự biến đổi nhiệt độ của chè lên men trong thời gian ủ ...40
Hình 3.2. Đồ thị thể hiện sự biến đổi độ của chè lên men trong thời gian ủ ............42
Hình 3.3. Sự biến thành phần hóa học trong quá trình ủ chè lên men ......................43
Hình 3.4. Sơ đồ quy trình công công nghệ sản xuất chè lên men .............................50


DANH MỤC CÁC PHỤC LỤC
Phụ lục 1: Hệ số quan trọng của chè vàng
Phụ lục 2: Danh hiệu chất lượng và hệ số quan trọng với chè vàng
Phụ lục 3: Tiêu chuẩn nội chất chè phổ nhĩ
Phụ lục 4: Tiêu chuẩn thử nếm chè phổ nhĩ
Phụ lục 5: Phiểu cho điểm phép thư cho điểm chất lượng
Phụ lục 6: Phiếu kết quả đánh giá cảm quan phép thử cho điểm chất lượng

MỞ ĐẦU
Từ xa xưa, uống chè là một nét văn hóa truyền thống của mỗi người dân Việt
Nam, đây cũng là một loại nước uống phổ biến nhất trên thế giới. Hiện nay có
khoảng 115 nước, với khoảng nửa số dân trên thế giới sử dụng chè làm thức uống.
Hơn nữa ngoài việc sử dụng như là đồ uống giải khát, qua những công trình nghiên
cứu con người sớm nhận biết được nhiều những công dụng tuyệt vời của chè khi sử
dụng hằng ngày như: Thanh nhiệt giải độc, tăng cường miễn dịch, giảm mỡ máu, hỗ
trợ tiêu hóa, ngăn ngừa ung thư, tăng tuổi thọ, hỗ trợ làm đẹp...
Sản phẩm chè nói chung thường được làm từ b p của cây chè có tên khoa
học là Camellia Sinensis O.Kuntze. Ở nước ta cây chè được trồng tập trung ở hai
vùng trọng điểm là Trung du miền núi phía Bắc và Tây nguyên trong đó có những
địa danh cung cấp nguyên liệu chất lượng cao, nổi tiếng như: Hà giang, Thái
nguyên, Yên bái, Lâm đồng...
Hiện nay, sản xuất và chế biến chè là một ngành kinh tế chiếm vị trí quan
trọng trong nền kinh tế quốc dân và trong đời sống người dân. Ở Việt nam sản
phẩm chè là một trong 5 mặt hàng xuất khẩu chủ chốt của ngành nông nghiệp.
Theo số liệu thống kê của Cục Trồng trọt Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
cho biết, năm 2013, diện tích chè cả nước là 135,3 nghìn ha, trong đó chè làm
nguyên liệu cho chế biến là 128,2 nghìn ha, chè tươi hái lá 7,2 nghìn ha. Năng suất
chè b p tươi đạt 79,5 tạ/ha, tương đương năm 2012. Sản lượng chè b p tươi đạt
909,7 nghìn tấn. Năm 2014 giá trị xuất khẩu trung bình đạt 1.698 USD/ tấn. Mặc
dù là nước xuất khẩu chè lớn thứ 5 thế giới (sau Kenya, Sri Lanka, Trung Quốc,
Ấn Độ) và giá chè có tăng nhưng Việt Nam vẫn đang là một trong những nước có
giá chè xuất khẩu thấp nhất. Nhìn chung, chè của chúng ta giá bán thấp, chỉ bằng
60-70% giá chè thế giới, thị trường lại chưa ổn định. Nguyên nhân chủ yếu dẫn tới
giá trị kinh tế sản xuất chè còn thấp là do trong chế biến sản phẩm chè của chúng
ta còn bộc lộ nhiều hạn chế như: chất lượng sản phẩm chưa cao, sản phẩm của
nhiều vùng vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm trong sản
phẩm còn tồn dư nhiều thuốc bảo về thực vật, vòng đời sản phẩm ngắn. Bên cạnh
1

đó, các đơn vị sản xuất, xuất khẩu chè còn tự hạ giá bán để cạnh tranh nhằm tìm
được khách hàng. Theo thống kê, Việt Nam hiện có khoảng 500 cơ sở chế biến chè
với quy mô khác nhau nhưng hầu như chưa có sự liên kết nào giữa các cơ sở này
để tạo ra giá bán thống nhất với các đối tác nước ngoài. Hơn nữa cơ cấu sản xuất
sản phẩm xuất khẩu của ngành chè Việt nam còn thiếu đa dạng như: chè xanh
chiếm 20 % và chè đen chiếm 60 % và 20 % là chè các loại khác. Sự mất cân
đối trong cơ cấu là do chúng ta chưa xây dựng được một thương hiệu chè đủ
sức cạnh tranh với các thương hiệu chè quốc tế, các doanh nghiệp sản xuất chè
Việt Nam chưa mạnh dạn đầu tư máy móc hiện đại và áp dụng các quy trình kỹ
thuật mới vào sản xuất để đa dạng hóa sản phẩm mà vẫn chủ yếu tập chung
sản xuất các mặt hàng truyền thống, xuất khẩu chủ yếu ở dạng thô bán thành
phẩm, trong khi đó thị trường thế giới ngày càng đòi hỏi những sản phẩm có chất
lượng cao, khi sử dụng phải mang lại lợi ích cho sức khỏe con người [3].
Hiện nay, trên thị trường có nhiều sản phẩm chè khác nhau với những đặc
trưng riêng, trong đó có chè lên men bởi hệ vi sinh vật tự nhiên là một sản phẩm
tương đối mới ở Việt Nam hay chính là đặc sản chè Phổ Nhĩ của Trung Quốc mà ở
đó các nhà khoa học Trung Quốc, Nhật Bản và Châu Âu đã đầu tư nghiên cứu sâu
về giá trị dinh dưỡng và y học và đã c h ứ n g m i n h đ ư ợ c r ấ t n h i ề u tác dụng
của nó với con người như: điều hòa chức năng sinh lý bảo vệ sức khỏe, làm giảm
mỡ trong máu, giảm cholesteron có hại trong cơ thể con người, ức chế tác dụng
của những chất gây ung thư đặc biệt là ung thư dạ dày, vi rút viên gan A và vi rút
cúm AB... Chính vì những lợi ích đó mà nhu cầu về chè Phổ Nhĩ ngày càng tăng,
chủ yếu tiêu thụ ở Vân Nam, Tứ Xuyên, Quảng Đông, Tây Tạng, Hồng Kông,
Macao, Đài Loan. Trong những năm gần đây, chè Phổ Nhĩ được xuất sang
Singapore, Malayxia, Nhật Bản, Đức, Mỹ.
Vì những lợi ích trên, nên trong vài năm gần đây một số cơ sở sản xuất ở
trong nước đã ti ến hành nghiên cứu sản xuất chè lên men t ừ chè Shan
tu yết như Công ty TNHH Thương mại Hùng Cường – Hà Giang, Trung tâm

nghiên cứu và phát triển chè – Viện KHKT nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc –

2


Phú Thọ…Tuy nhiên, việc tổ chức sản xuất ở trong nước còn rời rạc, sản phẩm
có giá trị rất thấp do chất lượng chè chưa đáp ứng được nhu cầu thị trường. Vì
vậy chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu công nghệ sản xuất chè
lên men chất lƣợng cao từ chè Shan tuyết”. Nhằm đa dạng hóa sản phẩm chè,
tạo sản phẩm chất lượng cao, an toàn thực phẩm, phục vụ nhu cầu trong nước và
xuất khẩu, đồng thời mang lại lợi ích nhất định về kinh tế và xã hội.

3


CHƢƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Đặc tính và nguồn gốc của chè lên men
Chè lên men là sản phẩm được sản xuất theo phương pháp lên men từ
nguyên liệu là chè vàng. Đặc biệt, dưới tác dụng của hệ VSV tạo nên những biến
đổi về chất lượng cho chè lên men và hình thành những tính chất đặc trưng riêng
như: Ngoại hình màu nâu sáng, nước pha vị chát dịu, hậu ngọt, màu nước đỏ nâu
sáng, hương vị nồng hậu thơm dịu mát, có phảng phất mùi gỗ thông, mộc nhĩ sao,
mùi thơm mát của chè mạn được bảo quản tốt trong thời gian dài [12], [18].
Chè lên men có nguồn gốc từ Trung Quốc, bắt nguồn từ một loại chè đặc sản
truyền thống với tên gọi là “ chè Phổ Nhĩ”, được sản xuất từ giống chè Shan tuyết,
mọc hoang trên các triền n i cao trong đó có chủ yếu ở tỉnh Vân Nam - Trung
Quốc. Xưa kia, người dân tộc miền n i thuộc vùng Xishuangbanna, Kunming,
Simao, Lincang ở Vân Nam - Trung Quốc đã hái lá chè Shan tuyết, chế biến thành
chè vàng theo kinh nghiệm riêng của họ, chỉ là sao xào trong chảo và phơi nắng,
sau đó đóng thành bánh, gói trong lá khô để bảo quản và dùng lạc đà, ngựa vận

chuyển đưa chè sang vùng Trung Á và Tây Nam Á để bán. Con đường buôn bán xa
xôi ấy đã trở thành huyền thoại với cái tên “Con Đường Chè” tồn tại cùng “Con
Đường Tơ Lụa” nổi tiếng của người Trung Hoa cổ đại. Thời gian vận chuyển chè
phải mất vài ba tháng, một điều đặc biệt là chè vàng được chuyên chở đến nơi bán,
không bị hư hỏng mà lại trở nên thơm ngon hơn, được ưa dùng hơn. Người mua chè
đã lấy tên “Phổ Nhĩ” là nơi sản xuất ra thứ chè đặc biệt này để đặt tên cho sản
phẩm. Tên chè Phổ Nhĩ cũng chưa ai xác định chính xác có từ thời điểm nào, do ai
đặt. Giống như ở Việt Nam, cái tên nước mắm Ph Quốc, chè Thái Nguyên...Sự nổi
tiếng, tự nó đã trở thành thương hiệu đặc trưng cho cả vùng và quốc gia. Về bản
chất, chè Phổ Nhĩ là quá trình lên men chè vàng bởi vi sinh vật, sau này các nhà
khoa học Trung Quốc đã phát hiện ra điều đó và đã chủ động sản xuất chè Phổ Nhĩ
ở dạng công nghiệp. Nhiều địa phương khác ở Trung Quốc đã sản xuất theo quy
trình này làm cho sản lượng chè Phổ Nhĩ không ngừng tăng lên với số lượng hàng
chục nghìn tấn mỗi năm. [16], [17].

4


1.2. Thành phần hóa học chè lên men
Sản phẩm chè lên men vẫn chưa phổ biến ở Việt Nam, cũng như trên thế
giới. Hiện nay cũng chỉ có ở Trung Quốc nên các kết quả nghiên cứu về thành phần
hóa học trong chè lên men hay chè Phổ Nhĩ có chủ yếu từ các nhà khoa học Trung
Quốc. Trong chè Phổ Nhĩ có nhiều chất có giá trị dinh dưỡng cao như: tanin, chất
hòa tan, acid amin và các hợp chất màu.
Hiện nay, nhờ vào thành tựu của khoa học công nghệ hiện đại đã gi p các
nhà khoa học xác định được đầy đủ về thành phần hóa học và những đặc tính sinh
học có trong lá chè, như thành phần tạo nên vị chát của nước pha chè là hợp chất
polyphenol có trong dịch tế bào lá chè và rất dễ bị oxy hóa bởi oxy không khí, dưới
tác dụng của enzim oxy hóa khử tạo ra các chất màu vàng (Thiaflavin), màu đỏ
(Thiarubigin) [1], [14].

Theo nhà khoa học Zhou Zhi Hong đã nhận dạng và phân biệt được 12 hợp
chất hóa học trong chè lên men ở huyên Yun ( Huyện Vân- Tỉnh Vân Nam). Trong
đó có 4 hợp chất có tính đặc trưng của Flavonoids và 2 hợp chất hóa học mới được
đặt tên là nguy
ên tố A, nguyên tố B [24], [42], [44].
Cũng theo Zhou Zhi Hong phân tích quang phổ giám định trong nguyên liệu
chè lên men phơi khô ở vùng Lâm Thương – Tỉnh Vân Nam có có 21 hợp chất.
Mặt khác, theo nhà khoa học Lin Zhi đã nhận dạng và phần biệt ra 11 hợp
chất hóa học từ chè lên men ở Huyện Song Giang - Tỉnh Vân Nam, chủ yếu là
catechin đơn giản, phenol đơn giản, hợp chất flavonoids và dạng glycosides
flavonoid [26].
Từ những kết quả trên có thể thấy, thành phần hóa học trong chè lên men
phụ thuộc vào tính chất ban đầu của nguyên liệu nơi sản xuất, quy trình công nghệ
và các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình công nghệ để tạo nên sự khác biệt tương đối
lớn trong thành phần hóa học giữa các sản phẩm chè lên men. Hiện nay, về phương

5


diện nghiên cứu, xác định thành phần hóa học của chè lên men ngoài các thành
phần cơ bản có thể tóm tắt như sau:
- Hợp chất catechin đơn giản và flavonoids: Qua các nghiên cứu đã chứng tỏ hàm
lượng catechin và tổng lượng tanin trong chè lên men thấp hơn rất nhiều so với chè
xanh và chè Oolong. Trong chè lên men không có hợp chất catechin bị methyl hóa,
có sự hiện diện của myricetin ngang bằng với flavonoids. Thành phần catechin
trong nước chè trích ly chủ yếu là epicatechin và các catechin khác, EGCG hàm
lượng rất thấp, thậm trí không thể định lượng được bằng phương pháp HPLC. Tuy
nhiên không ít các nghiên cứu đã nhận thấy hàm lượng axit gallic tương đối cao.
Theo TanZiLi qua phân tích 7 mẫu chè lên men thì thấy tổng lượng catechin
trung bình chỉ có 8,41mg/g [17]

- Nguyên tố vi lượng: Carmen C, tiến hành nghiên cứu các nguyên tố vi lượng (Cr.
Mn, Se, Zn) trong chè lên men, kết quả xác định cho thấy hàm lượng Cr trong chè
lên men cao hơn so với các loại chè khác, còn hàm lượng Mn, Se, Zn không có sự
khác biệt nhiều. [36]
Kết quả nghiên cứu của J. Cao cho thấy, trong chè lên men hàm lượng flo
hòa tan là 77mg/kg, hàm lượng flo sẽ giảm khi chè bảo quản trên 25 năm. [35]
- Lovastatin: Hwang L.S là người đầu tiên phát hiện lovastatin trong chè lên men và
qua nghiên cứu của nhà khoa học Deng J.Y chỉ ra rằng, lovastatin tồn tại trong
nước chè. Chất này có khả năng ức chế với men HMG –CoA khử từ đó làm giảm
tốc độ hợp thành enol trong gan và làm giảm chất béo trong máu. [37], [86], [39]
- Các thành phần bay hơi: Zhou Zhi Hong đã chỉ ra rằng thành phần hương thơm
chủ yếu của chè xanh là linalool, α – terpineol, geraniol và các dẫn xuất của nó.
Thành phần hương thơm đặc biệt quan trọng hình thành trong khối chè là lượng
linalool như 1,2,3-trimethoxybenzaldehyde. Rất nhiều khối chè có mùi hương mốc
điển hình, như 1,2 – dimethoxy – 4 – methyl – benzene…Trong quá trình chế biến
chè lên men từ nguyên liệu đến thành phẩm có sự giảm các chất có điểm sôi thấp

6


như aldehydes, ketones. LiZHi nghiên cứu tại phòng thí nghiệm đã xác định được
rằng trong 17 chất dễ bay hơi trong đó có β – ionone và linalool oxide II là 2 thành
phần có hàm lượng lớn nhất. [23], [24], [26],[32]
1.2.1. Sự biến đổi các thành phần hóa học chủ yếu trong quá trình lên men
Hai nhà khoa học là Liang MingZhi và Xia Fiei đã sử dụng chè vàng ở tỉnh
Vân Nam làm nguyên liệu để sản xuất chè lên men, phục vụ cho nghiên cứu về các
biến đổi lý, hóa học trong quá trình lên men. Kết quả cho thấy: Hàm lượng nước
trong chè bán thành phẩm giảm và tỷ lệ nghịch với số lần đảo đống khối chè, hàm
lượng catechins, thearubigins, đường hòa tan, acid amine, polyphenol, protopectin
và các chất hòa tan giảm. Tuy nhiên, teabrown, pectin hòa tan, theaflavins và

caffeine tăng lên, bề mặt khối chè chuyển hóa nhanh, bên dưới khối chè tốc độ
chuyển hóa chậm hơn. [27], [40].
Cùng với đó, nhà khoa học Luo Long Xin cũng nghiên cứu sự biến đổi các
tính chất lý, hóa trong quá trình lên men kết quả nghiên cứu cho thấy: Hàm lượng
polyphenol, catechins, theaflavins, thearubigins, acid amine, đường hòa tan giảm
mạnh, teabrown và polyphenol không có khả năng hòa tan tăng, hàm lượng các chất
hòa tan giảm xuống không rõ ràng. [28]
Mặt khác, nhiều nghiên cứu quá trình lên men chè Vân Nam với việc bổ
sung các chủng vi khuẩn có lợi cho chất lượng chè lên men từ bên ngoài vào cho
thấy: trong quá trình lên men hàm lượng polyphenol, catechins, thearubigins,
oligosccharides, teabrown và polysaccharides là rõ rệt. Sau 40 ngày lên men: Hàm
lượng polyphenol giảm 60%, catechins giảm 80%, flavonoids giảm 55%,
thearubigins giảm 90%, oligosaccharides giảm 65%, chất hòa tan giảm 25%. Nhưng
sự biến đổi theaflavins, đường tổng số và hàm lượng chất tro không nhiều, ngược
lại hàm lượng teabrown tăng gấp 4.5 lần, polysaccharides hòa tan cũng tăng 5.7 lần.
[29], [38], [39].
Theo nhà khoa học Zhe GaiMei phân tích hàm lượng acid gallic và acid
amine trong chè lên men chế biến từ nguyên liệu chè vàng. Kết quả cho thấy hàm

7


lượng acid gallic tăng lên rõ rệt, hàm lượng thiamine giảm, chất lượng và nguồn gốc
quyết định hàm lượng theamine và acid gallic sau quá trình lên men. [30]
Các kết quả nghiên cứu trong quá trình lên men, về quan hệ giữa sự biến đổi
sắc tố chè với acid gallic rất rõ ràng. Do đó, việc nghiên cứu quy luật biến đổi giữa
sắc tố chè với acid gallic, xác định chế độ lên men có ý nghĩa quan trọng trong việc
hình thành chất lượng chè lên men. [30], [33], [41], [42].
1.2.2. Các sắc tố trong chè lên men
* Sự hình thành các sắc tố trong quá trình lên men

Trong quá trình lên men của chè lên men, dưới tác dụng của nhiệt độ, độ ẩm
cùng với sự tham gia của các enzim do vi sinh vật tạo ra, catechin trong chè bị oxy
hóa tạo sản phẩm là orthoquinone.
Orthoquinone không ổn định, chúng dễ dàng trở về dạng flavonols, rồi tiếp
tục bị oxi hóa lần hai để tạo thành theaflavins (TF). Tùy theo mức độ lên men các
chất này có thể bị oxi hóa – ngưng tu để tạo thành thearubigins (TR). [12]
Trong lá chè xanh có chứa từ 7 - 9 catechin khác nhau. Nó khác nhau về tính
chất lý hóa học, cũng như khả năng oxi hóa. Tính chất của catecchin chè làm bị oxi
hóa chủ yếu bởi hydroxyl (OH) của phenol được xác định.

8


Catechin
+ O2
Orthoquinon
Ngưng tụ
Diphenolquinon

Khử H2

+

O2

Bisflavanol (Bis)

Theaflavin (TF)

Không màu

Màu vàng

Thearubigin (TR)
Màu đỏ
Hình 1.1. Sơ đồ sự hình thành các sắc tố trong chè lên men
Theaflavin và theaflavingalat ( chất màu vàng) là sản phẩm của quá trình oxi
hóa trực tiếp L-Epigalocatechin và L-Epigalocatechingalat dưới tác dụng của enzim
polyphenoloxidase.
Thearubigin (Chất màu đỏ) là sản phẩm của phản ứng oxi hóa tiếp theo của
Theaflavin (màu vàng) và nhóm chất Bislavanol (không màu).
Các thành phần khác chưa bị oxi hóa làm nhiệm vụ của chất chuyển hydro
trong quá trình hình thành chất Thearubigin.

9


* Phản ứng tạo thành orthoquinon
OH
HO

O

O

OH

+

1/2 O2

HO

O

O

OH

OX

OX

OH

OH

OH

Catechin

Orthoquinon

Nếu:
- X là – H → thì catechin là L – EGC
- X là gốc galoyl:
OH
OC

OH

→ thì catechin là L -EGCG

OH

* Phản ứng ngƣng tụ tạo thành diphenolquinon:
Ngưng tụ
2 orthoquinon
OH
HO

O

OH
OX

OH

OH
O
HO

O

O
OY

OH

OH

- Nếu: X, Y là gốc galoyl thì tạo ra Digaloyl diphenolquinon
- Nếu X là –H và Y là gốc galoyl thì chất tạo ra là Galoyl diphenolquinon
- Nếu X là gốc galoyl và Y là – H thì chất tạo ra là Galoyl diphenolquinon
- Nếu X và Y đều là – H thì chất tạo ra là Diphenolquinon

10


* Phản ứng tạo thình bisflavanol
OH
HO

O

OH
OX

OH

OH
O
HO

O

+ Catechin
O

OY

OH

OH

Diphenolquinol

OH

HO

O
OH
OX

OH

OH
OH
HO

O

OH
OY

OH

OH

Bisflavanon
- Nếu X, Y là gốc galoyl thì tạo ra chất A: Digaloyl Bis Epigalocatechin
- Nếu X là –H và Y là gốc galoyl thì tạo ra chất B: Galoyl Bis Epigalocatechin
- Nếu X là gốc galoyl và Y là – H thì tạo ra chất B Galoyl Bis Epigalocatechin
- Nếu X và Y đều là – H thì tạo ra chất C Bis Epigalocatechin

11


* Phản ứng tạo thành chất màu vàng Theaflavin (TF)
Quá trình oxi hóa các dimer trung gian cần phải có các điều kiện tối thiểu là
trong phân tử của nó phải chứa gốc galoyl (gốc của axit galic trong phân tử L –
Epigalocatechingalat) và có sự sắp xếp lại phân tử để oxi hóa tạo ra TF có màu vàng
HO

OH

O

OH
OX

+ O2

OH

OH

OH

HO

O

O
OH

OH
OH

HO

HO

OH

OH

O

OH
OX
OH

OH

OH
HO

O

O

OH

OH
H2C

COOH
COOH

- Nếu X – H → Theaflavin
- Nếu X = Galoyl → Theaflavingalat
* Phản ứng tạo thành chất màu đỏ thearubigin (TR)
TR là sản phẩm oxi hóa tiếp tục của sự chuyển hóa chất bisflavanol và nhóm
chất TF gọi là phản ứng oxi hóa thứ sinh. Nên TR không phải là một đơn chất mà là

12


hỗn hợp các chất màu đỏ, hơn nữa trong phân tử của TR có chứa 2 nhóm cacboxyl
nên khi gặp bazơ ch ng có thể kết hợp với nhau tạo thành các muối và làm thay đổi
màu sắc của TR. Như vậy, nó tồn tại ở 2 trạng thái: Dạng axit có màu hồng nhạt và
dạng muối với Na+ có màu đỏ tối, dạng muối với Ca2+, K+ có màu đỏ tươi.
Để tạo thành TR cần có các điều kiện sau:
- Các chất catechin chưa bị oxi hóa ngưng tụ làm nhiệm vụ của chất chuyển hydro
- TR có tính axit nhờ sự tạo thành nhóm cacboxyl khi mở vòng pyrogalic trong gốc
benzotropolon của TF. Do đó phản ứng xẩy ra như sau:

HO

OH

O

OH
OX
OH

OH

OH
HO

O
O
OH
OH

OH
OH

HO

HO

OH

O

OH

OX
OH

OH

OH
HO

O
O
OH
OH

COOH

H2C
COOH

13

+

CO2


* Bản chất cấu tạo của theaflavins
Năm 1957, Nhà khoa học Roberts công bố kết quả nghiên cứu về ứng dụng
sắc kí giấy 2 chiều, đã phát hiện vật chất có màu X và vật chất có màu Y. Các học
giả Nhật Bản đã ứng dụng các chế phẩm L – Epicatechin (L-EC) và L–
Epigallocatechin (L–EGC), L-Catechingallate (L–ECG), L– Epigalocatechingallate

( L – EGCG) thu được từ quá trình phân tách các hợp chất trong lá chè và sử dụng
như một nguồn cơ chất cho chuỗi phản ứng oxi hóa để tạo thành theaflavins,
theaflavin gallate và theaflavin degallate. Cho đến nay, người ta đã phát hiện ra 18
loại theaflavins, dung dịch theaflavins có màu da cam, sau khi tinh chế kết tinh thu
được dạng bột có màu vàng óng và dễ tan trong nước nóng, ethyl acetate, acetic
etherm, n – butanol, không tan trong chlorofrom và benzene.
* Bản chất cấu tạo của Thearubigins
Thearubigins là chất dễ tan trong nước ấm, n – butanol. Nó bao gồm các sản
phẩm của phản ứng oxi hóa – trùng hợp, oxi hóa – ngưng tụ hợp chất catechins, sản
phẩm oxi hóa catechins với polysaccharose, protein và nucleic acid, v.v. Sản phẩm
phản ứng không có enzim xúc tác là một hợp chất phức tạp, không giống nhau, có
màu hơi đỏ đến nâu. Sử dụng Sephadex LH – 20 có thể phân tách thearubigins
thành 3 bộ phận, TR – 1 ( phân tử lượng lớn), TR – 2 ( phân tử lượng trung bình),
TR – 3 ( phân tử lượng nhỏ). Trong phân tử thearubigins có 2 nhóm cacboxyl, do đó
nó thể hiện tính acid. Ngoài ra, nếu thearubigins tồn tại ở dạng anion, nó làm cho
màu sắc của nước chè biến thành màu sẫm, nguyên nhân là pH nước chè tăng cao,
dẫn đến màu sắc đậm dần [28], [31].
* Bản chất cấu tạo của Teabrown
Teabrown là một nhóm sắc tố màu nâu, có khả năng hòa tan trong nước mà
không tan trong ethyl acetate và n – butanol. Đây là nhóm hợp chất phức tạp. Ngoài
sản phẩm tạo ra từ phản ứng oxi hóa – trùng hợp polyphenol còn có các chất kết
hợp như acid amine, cacbonhydrate. Teabrown sau khi hình thành, một bộ phận có
thể kết hợp với protein tạo thành kết tủa không tan trong nước [33], [34].

14


1.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất chè lên men
Quy trình sản xuất chè lên men của người Trung Quốc xưa mang đậm nét
truyền thống và thủ công. Tại đó, sản phẩm sản xuất ra chỉ dừng lại là chè vàng.

Đặc biệt là chè được sản xuất tại vùng Vân Nam được đưa đi tiêu thụ ở rất nhiều
nơi xa xôi, qua quá trình giao thương, khoảng cách vận chuyển qua hàng ngàn cây
số, thời gian lên tới hàng năm. Cùng với đó mà tính chất của chè vàng cũng bị biến
đổi về mùi, vị, màu sắc theo hướng có lợi và người tiêu dùng lại ưa chuộng hơn. Sở
dĩ có sự biến đổi về chất lượng đó là: Trong quá trình vận chuyển bảo quản ở thời
gian dài trong điều kiện thô sơ nên chè bị hút ẩm nhất định và bị nhiễm một lượng
vi sinh vật nhất định, mà tại đó chè vàng bị biến đổi về thành phần hóa học, hình
thành những tính chất mới làm thay đổi chất lượng sản phẩm theo hướng tốt hơn.
Tuy nhiên, ở các điều kiện khác nhau nên chất lượng chè vàng cũng có những
đường hướng biến đổi khác nhau, trong nhiều trường hợp làm cho chè có thể bị hư
hỏng. Vì vậy dựa trên những kinh nghiệm thực tế quy trình sản xuất chè lên men
truyền thống vẫn còn lưu truyền qua nhiều thế hệ.
Ngày nay, các nhà khoa học nghiên cứu về chè đã chứng minh được rằng:
Chè lên men là sản phẩm được lên men bằng hệ VSV tự nhiên bao gồm: Nấm mốc,
nấm men, vi khuẩn và xạ khuẩn.
Theo ZhouDeQing và Xiao WeiXiang khi nghiên cứu sự biến đổi vi sinh
vật trong quá trình lên men của chè lên men Trung Quốc chứng tỏ rằng: Vi sinh
vật chủ yếu trong quá trình lên men là:
- Aspergillus niger: Là một loại nấm mốc, chiếm tỉ lệ nhiều nhất và luôn chiếm ưu
thế trong quá trình lên men. Aspergillus niger có khả năng sinh tổng hợp các
enzim nội bào và enzim ngoại bào như: glucoamylase, cellulase và pectinase…để
phân giải các hợp chất hữu cơ như polysaccharide, protein, cellulose, pectin... tạo
ra các sản phẩm cơ bản trong sự hình thành vị ngọt, độ sánh, hương vị đậm đà
thuần khiết của chè lên men. Theo cơ quan an toàn thực phẩm và dược phẩm Mỹ (
FDA), Aspergillus niger và các sản phẩm sinh ra từ Aspergillus niger được công
nhận là thực phẩm an toàn.

15

- Pencillium: Là một loại nấm mốc, có khả năng sinh tổng hợp rất nhiều loại enzim
và acid hữu cơ, hơn nữa bản thân sợi nấm chứa một lượng protein phong phú, chất
khoáng và vitamin nhóm B. Đặc biệt có khả năng sinh kháng sinh thuộc nhóm
penicillin, vì vậy sự tồn tại của Pencillium trong khối chè ủ có tác dụng ức chế sự
sinh trưởng và phát triển của các tạp khuẩn và vi khuẩn gây thối.
- Rhizopus: là một loài nấm sợi, nhiệt độ hoạt động thích hợp là 32 – 400C và pH là
4,5 – 6,0. Rhizopus có khả năng sản sinh amylase, pectinase, protease với hoạt lực
rất cao, vì vậy nếu lượng Rhizopus phát triển quá mức sẽ làm cho lá chè bị mềm
nhũn sau khi lên men. Ngoài ra Rhizopus có khả năng sản sinh ra các acid hữu cơ,
các ester thơm và là VSV quan trọng có khả năng chuyển hóa các chất thuộc nhóm
sterol.
- Aspergillus glaucus: là một loài nấm mốc, là tác nhân gây thối rữa và biến chất
khối chè.
- Saccharomyces: Là một loại nấm men, có khả năng sử dụng hợp chất glucide
trong chè làm nguồn cacbon để chuyển hóa thành đường sau đó chuyển đường
thành rượu. Vì vậy loại nấm men này cần khống chế cho phù hợp thì mới tạo ra
chất lượng tốt. [6], [22], [25], [43].
Nhờ sự có các công trình nghiên cứu mà quy trình sản xuất chè lên men đã
có những cải tiến dựa trên quy trình sản xuất truyền thống. Đó là phương pháp lên
men đống để có thể dễ dàng kiểm soát được các tiêu chí về chất lượng chè, từ đây
hình thành nên chất lượng và hương vị của chè lên men. Sơ đồ công nghệ sản xuất
chè lên men ở Trung Quốc hình 1.2 như sau:

16


Lá chè

Diệt men (sao)

Vò/Cán

Làm khô (phơi nắng)

Chè vàng rời
Sàng, phân loại
Hấp, ép

Phơi khô

Chè Vàng

Ủ đống
Đảo đống (theo chu kỳ)
Làm khô
Sàng và phân loại

Chè vàng
(đóng
bánh)

Đóng gói

Hấp và ép bánh

Chè lên men
(dạng bánh)

Chè lên
men

(dạng

Hình 1.2. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất chè lên men ở Trung Quốc

17