Nghiên cứu hoàn thiện quy trình tinh chế polyphenol từ chè xanh vụn phế liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------- o0o ------LÊ THỊ BÁCH DIỆP

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH TINH CHẾ
POLYPHENOL TỪ CHÈ XANH VỤN PHẾ LIỆU

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS. HÀ DUYÊN TƯ

Hà Nội, 2010


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ...................................................................................3
1.1. Vài nét giới thiệu về chè [11], [15] ..............................................................3
1.1.1. Tên gọi và nguồn gốc cây chè...............................................................3
1.1.2. Đặc điểm hình thái cây chè...................................................................3
1.1.3. Các giống chè được trồng chủ yếu ở Việt Nam....................................4
1.1.4. Các vùng chè ở Việt Nam .....................................................................4
1.1.5. Thành phần hóa học của chè.................................................................5
1.2. Các hợp chất Polyphenol có trong chè.........................................................7
1.2.1. Hợp chất catechin..................................................................................7

1.2.2. Hợp chất anthoxanthin [19] ................................................................11
1.2.3. Hợp chất anthocyanin .........................................................................12
1.2.4. Hợp chất leucoanthocyanin [19] .........................................................12
1.2.5. Các axit phenol cacboxylic .................................................................13
1.3. Hoạt tính sinh học của hợp chất polyphenol trong chè xanh .....................13
1.3.1. Tác dụng chống oxy hóa của flavonoid ..............................................13
1.3.2. Tác dụng đối với enzym......................................................................15
1.3.3. Tác dụng kháng sinh, chống viêm nhiễm [21]....................................16
1.3.4. Tác dụng đối với ung thư ....................................................................16
1.3.5. Các tác dụng khác của chè xanh [2]....................................................17
1.4. Tình hình nghiên cứu và sản xuất polyphenol từ chè xanh........................17
1.4.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất polyphenol trên thế giới ...............17
1.4.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất polyphenol chè xanh ở Việt Nam.18
1.5. Công nghệ tách tinh chế polyphenol từ chè xanh [6], [4], [3] ...................19
1.5.1. Chiết tách clorophyl, cafein và các chất khác [3], [26], [10]..............19
1.5.2. Chiết tổ hợp polyphenol-catechin [3], [4], [17], [26] .........................20
1.5.3. Quy trình trích ly – tinh chế polyphenol từ chè xanh : [3], [13], [14] 21
1.6. Quy hoạch thực nghiệm [18]......................................................................22
1.6.1. Định nghĩa quy hoạch thực nghiệm ....................................................22
1.6.2. Các bước của quy hoạch thực nghiệm ................................................23
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................24
2.1. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................24
2.2. Phương pháp nghiên cứu............................................................................24
2.2.1. Chuẩn bị dịch chiết chè.......................................................................24
2.2.2. Tối ưu hóa quá trình tách, tinh chế polyphenol ..................................24
2.2.3. Phương pháp phân tích thành phần chế phẩm polyphenol .................24
2.2.4. Phương pháp xác định hoạt tính sinh học của chế phẩm polyphenol.28
2.2.5. Quy hoạch thực nghiệm theo kế hoạch bậc hai trực giao [18] ...........30
2.2.6. Phương pháp xử lý số liệu ..................................................................31

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. .......................................................32
3.1. Khảo sát sơ bộ nguyên liệu ........................................................................32
3.2. Tối ưu hóa quá trình tách, tinh chế polyphenol..........................................33
3.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách, tinh chế polyphenol33
3.2.2. Thiết lập mô hình ................................................................................36
3.2.3. Tối ưu hóa ...........................................................................................41
3.2.4. Hoàn thiện quy trình trích ly – tinh chế polyphenol từ vụn chè xanh 42
3.3. Đánh giá hàm lượng, độ tinh khiết của chế phẩm PP ................................43
3.4. Nghiên cứu đánh giá các tác dụng sinh học của chế phẩm PP...................48
3.4.1. Phân tích khả năng kháng khuẩn ........................................................48
3.4.2. Phân tích hoạt tính chống oxy hóa thông qua khả năng quét gốc tự do
DPPH 49
KẾT LUẬN ...............................................................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................52
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC A: KẾT QUẢ TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH TÁCH, TINH CHẾ CHÈ
XANH VỤN
PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CATECHIN VÀ CAFEIN CỦA CHẾ
PHẨM PP


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
EC

: (-) – epicatechin

ECG

: (-) – epicatechin gallate

EGC

: (-) – epigallocatechin

EGCG

: (-) – epigallocatechin gallate

GC

: (+) – gallocatechin

C

: (+) – catechin

GCG

: (+) – gallocatechin gallate

GTTB

: Giá trị trung bình

v/v

: thể tích/thể tích

PP

: polyphenol

HCBVTV

: Hóa chất bảo vệ thực vật


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Các catechin chính có trong chè xanh [7] ..................................................9
Bảng 1.2: Hàm lượng catechin trong búp chè chiết bằng etyl axetat [5]..................11
Bảng 1.3: Khả năng ức chế của catechin trên một số gốc tự do [25] .......................15
Bảng 1.4. Chiết tách các tạp chất ra khỏi dịch chiết chè bằng các dung môi khác
nhau [3]. ....................................................................................................................20
Bảng 3.1 - Độ hấp thụ màu của axit gallic ở λ = 760nm ..........................................32
Bảng 3.2 - Kết quả khảo sát nguyên liệu chè vụn.....................................................32
Bảng 3.3 - Giá trị mã hóa và thực nghiệm của các yếu tố thực nghiệm ...................36
Bảng 3.4 - Các thí nghiệm tiến hành và kết quả .......................................................37
Bảng 3.5 - Kết quả phân tích hồi quy-hàm lượng polyphenol (Y1)..........................38
Bảng 3.6 - Kết quả phân tích hồi quy-hoạt tính chống oxy hóa (Y2) .......................39
Bảng 3.7 - Kết quả phân tích hồi quy-hàm lượng cafein (Y3) .................................39
Bảng 3.8- Kết quả phân tích thành phần chế phẩm PP .............................................47
Bảng 3.9 - Đường kính vòng kháng khuẩn ...............................................................48
Bảng 3.10 - Khả năng quét gốc tự do DPPH của chế phẩm .....................................50


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 - Lá chè (Camellia sinensis).........................................................................3
Hình 1.2 - Công thức tổng quát của catechin..............................................................8
Hình 1.3 - Gốc galloyl.................................................................................................8

Hình 1.4 - Các công thức cấu tạo của các catechin trong chè [7].............................10
Hình 1.5 – Sơ đồ quy trình trích ly polyphenol chè xanh .........................................21
Hình 1.6 – Sơ đồ đối tượng nghiên cứu ....................................................................23
Hình 3.1 - Đường chuẩn axit gallic...........................................................................32
Hình 3.2 – Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi clorofooc/dịch chè.................................34
Hình 3.3 – Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi etyl axetat/dịch chè................................35
Hình 3.4 – Ảnh hưởng của nồng độ dịch chè............................................................35
Hình 3.5 - Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình tách tinh chế polyphenol.........40
Hình 3.6 - Bề mặt đáp ứng của hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa ...41
của polyphenol và hàm lượng cafein ........................................................................41
Hình 3.7 - Mức độ đáp ứng sự mong đợi – tinh chế polyphenol ..............................42
Hình 3.8 - Sắc ký đồ phân tích catechin của chế phẩm PP bằng HPLC/DAD .........43
Hình 3.9 – Đồ thị đường chuẩn các catechin ............................................................45
Hình 3.10 – Phổ phân tích cafein của chế phẩm PP bằng GC/MS ...........................46
Hình 3.11 – Đồ thị đường chuẩn cafein ....................................................................47
Hình 3.12 - Hình ảnh vòng kháng khuẩn .................................................................49


MỞ ĐẦU
Từ hàng nghìn năm nay, chè luôn là một loại thức uống quen thuộc ở Việt
Nam và nhiều nước châu Á. Về sau nước chè cũng ngày càng phổ biến ở các nước
khác trên khắp thế giới. Trong những năm gần đây, nhờ áp dụng các phương pháp
nghiên cứu khoa học hiện đại, người ta đã xác định được thành phần các chất có
trong chè xanh, trong đó đặc biệt quan tâm là nhóm hợp chất polyphenol với nhiều
chất có hoạt tính sinh học mạnh mẽ và nó còn chiếm hàm lượng tương đối lớn trong
lá chè. Do có tính chất chống oxy hóa mạnh, polyphenol từ chè đã được sử dụng với
nhiều mục đích, trong nhiều lĩnh vực khác nhau và nhất là được dùng để bổ sung
vào các sản phẩm thực phẩm.
Hiện nay, việc sản xuất các sản phẩm polyphenol trích ly từ chè mang lại lợi
nhuận cao hơn rất nhiều so với các sản phẩm chè truyền thống và đang là hướng ưu

tiên của tất cả các nước trồng chè trên thế giới. Các sản phẩm polyphenol từ chè có
giá trị thương mại cao và được sản xuất với quy mô công nghiệp tại các nước có
vùng trồng chè tập trung lớn như Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ,….
Việt Nam là một trong những nước có diện tích trồng chè và sản lượng chè
lớn trên thế giới và có điều kiện phù hợp cho ngành trồng chè. Tuy nhiên việc khai
thác, chế biến cây chè của Việt Nam mới chỉ dừng lại ở việc sản xuất sản phẩm chè
xanh từ búp, từ lá non chè xanh và chủ yếu tập trung các sản phẩm truyền thống
như trà đen, trà xanh, trà oolong, chưa chú trọng đến việc phát triển sản phẩm
polyphenol. Do đó, chúng ta đã bỏ phí một lượng lớn chè lá già, chè vụn phế phẩm
trong quá trình sản xuất và chưa khai thác được hết tiềm năng của chè. Chính vì
vậy, việc nghiên cứu khai thác nguồn polyphenol chè xanh từ nguồn nguyên liệu
chè xanh phế liệu là một hướng nghiên cứu nhằm nâng cao giá trị và nguồn lợi từ
cây chè Việt Nam.
Kế thừa từ những kết quả nghiên cứu khả quan gần đây về công nghệ trích ly
polyphenol từ chè xanh, với mục đích nhằm thu được chế phẩm polyphenol có độ
tinh khiết cao, cũng như thêm những hiểu biết rõ ràng hơn, tạo cơ sở cho những ứng
dụng của polyphenol chè xanh vào đời sống hằng ngày, đặc biệt là trong lĩnh vực

1


thực phẩm, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện quy
trình tinh chế Polyphenol từ chè xanh vụn phế liệu” với nhiệm vụ đặt ra như sau:
•

Mục đích nghiên cứu: Hoàn thiện quy trình tinh chế Polyphenol từ chè xanh
vụn phế liệu

•

Yêu cầu nghiên cứu:
1. Xác định được các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tách, tinh chế polyphenol
2. Chế phẩm Polyphenol phải đạt được độ tinh khiết cao (hàm lượng
polyphenol đạt trên 80%, hàm lượng cafein dưới 10%) và giữ được hoạt tính
sinh học (hoạt tính chống ôxy hóa và hoạt tính kháng vi sinh vật).

•

Đối tượng nghiên cứu: Chè xanh vụn phế liệu vùng Phú Hộ, Phú Thọ.

•

Nội dung nghiên cứu:
1. Khảo sát sơ bộ nguyên liệu về hàm lượng polyphenol toàn phần, flavonoit
tổng số và độ ẩm
2. Nghiên cứu tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tách, tinh chế
polyphenol

-

Nồng độ dịch chè

-

Tỉ lệ dung môi clorofooc/dịch chè khi thực hiện giai đoạn tách clorofyl, cafein
và các chất khác

-

Tỉ lệ dung môi etyl axetat/dịch chè khi thực hiện giai đoạn chiết polyphenol

với mục tiêu hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa cao nhất và hàm
lượng cafein thấp nhất
3. Nghiên cứu đánh giá hàm lượng, độ tinh khiết của chế phẩm polyphenol

-

Phân tích một số thành phần catechin và polyphenol tổng số

-

Phân tích hàm lượng cafein.
4. Nghiên cứu đánh giá hoạt tính sinh học của chế phẩm thông qua:

-

Khả năng kháng khuẩn

-

Khả năng chống ôxy hóa (khả năng quét gốc tự do DPPH)

2


CHƯƠNG 1.
1.1.

TỔNG QUAN

Vài nét giới thiệu về chè [11], [15]

1.1.1. Tên gọi và nguồn gốc cây chè
Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis Lind O.Kuntze, tên gọi sinensis
trong tiếng Latinh có nghĩa là Trung Quốc. Chè thuộc:
Ngành :Bí tử (Angiospermae)
Lớp

:Song diệp tử (Dicotylednae)

Bộ

:Sơn trà (Theals)

Họ

:Trà (Theacea)

Chi

:Trà (Camenllia)

Loài :Camellia sinensis

Hình 1.1 - Lá chè (Camellia sinensis)

Năm 1976, Viện sĩ thông tấn Viện Hàn Lâm khoa học Liên Xô, sau những
nghiên cứu về tiến hóa của cây chè, bằng phân tích chất catechin trong chè mọc
hoang dại, ở các vùng chè Tứ Xuyên, Vân Nam Trung Quốc và các vùng chè cổ
Việt Nam (Suối Giàng, Nghĩa Lộ, Lạng Sơn, Nghệ An …) đã kết luận: Cây chè cổ
Việt nam, tổng hợp các catechin đơn giản nhiều hơn cây chè Vân Nam. Từ đó có sơ

đồ tiến hóa cây chè thế giới như sau đây: Chè Việt Nam Æ chè Vân Nam lá to (chè
Trung Quốc) Æ chè Assam (Ấn Độ)
1.1.2. Đặc điểm hình thái cây chè
Chè là một loại cây sống xanh tươi quanh năm, chủ yếu ở vùng nhiệt đới, ôn
đới. Căn cứ vào đặc tính sinh trưởng và hình thái, người ta phân thành 3 loại:
-

Cây bụi: cây nhỏ, phân bố nhiều cành, gọn, các cành mọc từ cổ rễ, sau đó các
cành phát triển theo tuổi lá. Loại này không có thân nổi trên mặt đất, cao từ 23m, chịu được lạnh, trồng chủ yếu ở: Nga, Trung Quốc, Nhật Bản.

-

Cây trung bình: thân cây nhỏ, phân cành ngay từ khi cây còn thấp, các cành
mọc xiên với thân một góc nhất định, cành mọc phân tán và có thể cao tới 5 6m; loại cây này sống chủ yếu ở vùng nhiệt đới.

-

Cây to: thân cây to, lên cao mới bắt đầu phân cành, nếu để mọc tự nhiên có thể
cao tới 17m.

3


1.1.3. Các giống chè được trồng chủ yếu ở Việt Nam
Dựa theo đặc điểm thực vật học, sinh hóa, nguồn gốc phát sinh cây chè,
người ta đã chia Camellia sinensis (L) O.Kuntze thành 4 loại: chè Trung Quốc lá to,
chè Trung Quốc lá nhỏ, chè Shan, chè Ấn Độ. Ở Việt Nam có 4 giống chủ yếu sau:
-

Chè Trung Du: chiếm 62.72%

-

Chè lai: LDP1

-

Chè Shan: chiếm 31.1%

-

Chè PH1

1.1.4. Các vùng chè ở Việt Nam
Việt Nam nằm trong vùng gió mùa Đông Nam Á, khí hậu và đất đai rất thích
hợp với sinh trưởng cây chè. Hầu hết các tỉnh đều trồng chè với tổng diện tích hiện
nay đạt trên 100000 ha, nhưng vị trí quan trọng tại 6 vùng chè tập trung dưới đây.
•

Vùng chè Tây Bắc
Giống chè được trồng chủ yếu ở đây là: Giống chè Shan và giống chè Trung

du, trong đó giống chè Shan phù hợp và phát triển tốt hơn cho chất lượng cao hơn.
Hiện nay đã trồng thêm một số giống chè mới như LDP1, LDP2, TR777, Đại bạch
trà… Vùng này có đơn vị trồng và chế biến chè lớn là: Công ty chè Mộc Châu và
công ty chè Tam Đường, sản phẩm chủ yếu là chè đen (OTD và CTC) và chè xanh
có chất lượng tương đối tốt.
•

Vùng chè Việt Bắc – Hoàng Liên Sơn

Đây là một vùng chè rất quan trọng của Việt Nam, có hai trình độ sản xuất

quảng canh và thâm canh khác nhau rõ rệt. Đó là tiểu vùng chè rừng dân tộc và tiểu
vùng chè đồi công nghiệp với trình độ thâm canh cao hơn.
Sản lượng búp chè tươi chiếm 31.15% tổng sản lượng chè búp tươi cả nước.
Giống chè chủ yếu là chè Shan và Trung du, hiện nay đã có một số giống mới như:
Bát Tiên, Đại Bạch trà, TR777, LDP1, … đang được trồng khảo nghiệm.
•

Vùng chè Trung du Bắc Bộ
Vùng chè Trung du Bắc Bộ nằm tại ranh giới giữa miền núi và miền đồng

bằng Bắc Bộ. Sản lượng chè búp tươi chiếm khoảng 26.22% tổng sản lượng chè
búp tươi cả nước. Giống chè chủ yếu là chè Trung du và một số giống mới PH1,
LDP1, …

4


•

Vùng chè Bắc Trung Bộ
Đây là một vùng chè lâu đời của Việt Nam, trước thời kỳ Pháp thuộc người

dân ở đây đã trồng và biết chế biến chè đơn giản gọi là chè Bạng (Thanh Hóa). Các
giống chè được trồng: chè Trung du, PH1 và một số giống của địa phương: chè Gay
của Nghệ An… Sản phẩm chủ yếu là chè đen xuất khẩu và chè xanh nội tiêu.
•

Vùng chè Tây Nguyên

Giống chè chủ yếu của vùng này là chè Shan, chè Ấn Độ gieo bằng hạt. Sản

phẩm chủ yếu là chè đen (OTD và CTC) xuất khẩu, chè xanh xuất khẩu và nội tiêu.
Sản lượng chè búp tươi chiếm 31% tổng sản lượng chè búp tươi cả nước,
trong đó tỉnh Lâm Đồng có sản lượng chè búp tươi lớn nhất nước.
•

Vùng chè Duyên Hải miền Trung
Phần lớn các vườn chè dọc theo duyên hải Trung Bộ, điều kiện khí hậu nắng

nóng gây ảnh hưởng xấu tới việc thực hiện quy trình công nghệ chế biến chè đen,
nên chỉ tập trung vào sản xuất chè xanh tiêu thụ trong nước là chính, chất lượng
trung bình, sản lượng không nhiều.
1.1.5. Thành phần hóa học của chè
1.1.5.1. Nước
Nước là thành phần chủ yếu trong búp chè. Trong búp chè (1 tôm + 3 lá)
hàm lượng nước thường có từ 75 ÷ 82%. Hàm lượng nước trong búp chè thay đổi
tùy theo giống, tuổi cây, đất đai, kỹ thuật canh tác, thời gian hái và tiêu chuẩn hái…
1.1.5.2. Polyphenol
Nhóm các hợp chất polyphenol là thành phần được quan tâm nhiều nhất
trong chè. Các cấu tử chính chiếm đa số là các catechin (C, EC, EGCG, EGC, ECG,
…). Ngoài ra trong thành phần polyphenol của chè còn có một số chất khác với tỉ lệ
thấp như các flavonol (quercetin, kaempferon, rutin, …), các dẫn xuất glucosid, các
leucoanthocyanin, theaflavin, thearubigin.
1.1.5.3. Alkaloid

5


Trong chè có các alkaloid sau: cafein, theobromin, theophilin, adenin,

guanin. Trong đó nhiều nhất là cafein, hàm lượng từ 3 ÷ 5% tổng lượng chất khô
trong chè tươi, thường nhiều hơn cafein trong lá cà phê từ 2 ÷ 3 lần.
1.1.5.4. Protein và axit amin
Protein trong búp chè phân bố không đều, chiếm khoảng 15% tổng lượng
chất khô của lá chè tươi. Các axit amin cơ bản trong lá chè bao gồm: aspartic,
arginin, alutamic, serin, glutamin, tyrosin, valin, phenylalanin, leucin, isoleucin và
theanin … Trong đó theanin chiếm hàm lượng cao nhất, khoảng 50 ÷ 60% tổng hàm
lượng axit amin tự do, theanin là axit amin đặc trưng của cây chè.
1.1.5.5. Gluxit và pectin
Trong lá chè chứa rất ít gluxit hòa tan, các gluxit không hòa tan chiếm tỉ lệ
lớn. Pectin làm cho chè có mùi táo chín trong quá trình làm héo, làm chè dễ xoăn
khi chế biến nhưng dễ hút ẩm nên làm ảnh hưởng xấu tới quá trình bảo quản chè.
1.1.5.6. Các sắc tố trong chè
Trong lá chè có các sắc tố chính đó là diếp lục tố (clorophyl), tiếp đến là các
sắc tố phụ carotenoid và xanthophyl.
1.1.5.7. Vitamin
Các loại vitamin có trong chè rất nhiều. Hàm lượng một số vitamin trong chè
tính theo mg/1000g chất khô như sau: Vitamin A (54.6); B1 (0.70); B2 (12.20); PP
(47.0); C (27.0)… Đặc biệt hàm lượng vitamin C ở trong chè tươi nhiều hơn cam
chanh từ 3 ÷ 4 lần. Quá trình chế biến chè đen làm cho vitamin C giảm đi nhiều vì
nó bị oxy hóa, còn trong chè xanh thì nó giảm đi không đáng kể.
1.1.5.8. Emzym
Trong búp chè non có hầu hết các loại men, chủ yếu gồm hai nhóm chính:
-

Nhóm thủy phân: men amylaza, glucoxidaza, proteaza và một số men khác.

-

Nhóm oxy hóa khử: chủ yếu là hai loại peroxidaza và polyphenol oxidaza.

1.1.5.9. Các hợp chất khác
Tinh dầu: Thành phần tinh dầu chè chiếm tỉ lệ rất thấp trong tổng khối lượng

của lá chè (<0.01%). Các thành phần đã được nhận diện trong tinh dầu chè bao gồm

6


linalol, delta-cardinene, geraniol, nerolidol, alpha-terpineol, cis-jasmone, indone,
beta-ionone, 1-octanal, indole-3-carbinol, beta-caryophyllene…
Chất béo và các axit béo tự do: Các hợp chất lipid, phospholipid và các axit
béo chiếm khoảng 5 ÷ 6% trong lá chè. Các axit béo tự do tìm thấy trong lá chè có
linolenic, linoleic, oleic và palmitic…
Carotenoid: β-caroten, lutein, violaxanthin và neoxanthin có trong lá chè.
Axit hữu cơ: Trong chè có các axit như citric, tartaric, malic, oxalic, fumaric,
cafeic, quinic, succinic, clorogenic, neo-clorogenic, p-coumarylquilic, ellagic…
Kim loại: Các chất vô cơ chiếm khoảng 5 ÷ 6% khối lượng khô của chè, biến
đổi khá nhiều tùy theo thổ nhưỡng vùng đất, nhiều nhất là nhôm, mangan, magie…

1.2.

Các hợp chất Polyphenol có trong chè

Nhóm các hợp chất polyphenol là thành phần được quan tâm nhiều nhất
trong chè. Nhờ các hợp chất này mà chất chiết từ chè xanh có những đặc tính quý
giá như khả năng chống ung thư, chống oxy hóa, giảm cholesteron trong máu…
Các hợp chất polyphenol trong chè chủ yếu là các hợp chất flavonoid, trong
đó chia thành 5 nhóm chính [7]:
-

Hợp chất catechin

-

Hợp chất anthocyanin

-

Hợp chất anthoxanthin

-

Hợp chất leucanthocyanidin

-

Các axit phenol cacboxylic và một số chất khác
1.2.1. Hợp chất catechin
1.2.1.1. Các hợp chất catechin có trong chè
Trong các loại thực vật, catechin thường tồn tại ở trạng thái tự do hoặc ở

dạng este với axit gallic. Catechin trong c h è thuộc họ flavonoid, nhóm flavan-3ol, phân tử có 15 cacbon bao gồm hai vòng 6 cacbon A và B được nối bởi 3 đơn
vị cacbon ở vị trí 2, 3, 4, hình thành một dị vòng C chứa một nguyên tử oxy.
Cấu trúc của catechin có chứa hai cacbon bất đối ở vị trí 2 và 3, không chứa nối
đôi ở vị trí 2, 3 và nhóm 4-oxo.

7


2'

1

8

HO
7

1'

O

A

2

C

6
5

4

3

O

OH
3'
B
6'

OH

OH

R2

OH

4'
5'

OH

OR1

Hình 1.3 - Gốc galloyl.

OH

Hình 1.2 - Công thức tổng quát của catechin.
-

Gốc R1 có thể là: (- H) hoặc gốc galloyl.

-

Gốc R2 có thể là (-H) hoặc (-OH).
Như vậy, theo lý thuyết có 4 loại catechin ban đầu như sau:

+ Nếu R1 = R2 = (-H): ta có chất Catechin, ký hiệu là C.
+ Nếu R1 = (-H); R2 = (-OH): ta có chất Gallocatechin, ký hiệu là GC.
+ Nếu R1 = gốc galloyl; R2 = (-OH): chất Gallocatechin gallat, ký hiệu là GCG.
+ Nếu R1 = gốc galoyl; R2 = (-H): ta có chất Catechin gallat, ký hiệu là CG.
Trong công thức cấu tạo chung của catechin, các nguyên tử cacbon ở vị trí 2,
3 đều là nguyên tử C bất đối, do đó sẽ có nhiều đồng phân khác nhau. Cụ thể:
-

3 đồng phân dị cấu thể do cacbon ở vị trí 2 gây ra:
H

Nếu

Tức H quay trái, có đồng phân dạng L

C

Nếu

Tức H quay phải, có đồng phân dạng D

C
H

Nếu

Tức H lúc quay trái, lúc quay phải không ổn định sẽ

CH

có đồng phân dạng D, L
-

2 đồng phân thuận nghịch do cacbon bất đối ở vị trí 3 gây ra:

Nếu

OH
3C

OH nằm trên mặt phẳng quay cực, ta có đồng phân
dạng thuận, ký hiệu epi

H

Nếu

H
3C

OH nằm dưới mặt phẳng quay cực, ta có đồng phân
dạng nghịch, không thêm ký hiệu

OH

8


1.2.1.2. Thành phần, hàm lượng các chất catechin trong chè
Theo lý thuyết, trong lá chè có thể có 4x3x2 = 24 loại catechin khác nhau.

Tuy nhiên, người ta mới chỉ tìm thấy 7 loại catechin có mặt trong lá chè tươi. Các
catechin này được chia thành 2 nhóm: catechin tự do và catechin đã bị este hóa.
Bảng 1.1: Các catechin chính có trong chè xanh [7]
Nhóm

Tên

Ký hiệu (viết tắt).

Catechin tự do

(+) Catechin

D,L-C

(-) Epicatechin

L-EC

(+) Gallocatechin

D,L-GC

(-) Epigallocatechin

L-EGC

Catechin đã bị este hóa hay (-) Epicatechin gallat

L-ECG

nhóm galloyl catechin.

(-) Epigallocatechin gallat

L-EGCG

(+) Gallocatechin gallat

L-GCG

Công thức cấu tạo của các catechin chính có trong chè như hình 1.4
Hàm lượng catechin trong búp chè cao nhất đạt đến khoảng 30% khối
lượng chất khô. Trong các hợp chất catechin được tìm thấy trong chè, thành phần
gallat chiếm đa số (trên 80% tổng catechin). EGCG là thành phần đặc trưng của
chè do chỉ được tìm thấy trong chè, EGCG có thể chiếm đến hơn 50% tổng
khối lượng các hợp chất catechin và khoảng 10% tổng khối lượng khô của chè,
tiếp theo là EGC và ECG (chiếm khoảng 10 ÷ 20% tổng catechin). Các hợp chất
catechin (C, EC, GC) còn lại có hàm lượng thấp và không phải là thành phần đặc
trưng của chè còn được tìm thấy trong cacao, nho, táo, hành… với mức độ phân
bố rộng hơn. Hàm lượng của các catechin trong lá chè luôn luôn thay đổi, phụ
thuộc vào giống chè, thời kỳ sinh trưởng, bộ phận cây chè, vị trí các lá trên búp
chè và các yếu tố khác về thổ nhưỡng, khí hậu, cách chăm bón… Trên cùng một
đọt chè tươi không phải lúc nào cũng đủ 7 loại catechin như đã nêu ở
trên, lá càng non thì sự tổng hợp catechin càng mạnh, tuy nhiên số lượng các
catechin trong lá non không đầy đủ như lá chè già, xem bảng 1.2. [7]

9

OH

OH
OH

OH

H
O

HO

H
O

HO
OH

OH

H

H

OH

OH

(+) – Catechin C15H14)6, M = 290,
Tnc = 1760C, [α]D = +180

(-) – Epicatechin C15H14O6, M = 290
Tnc = 2420C, [α]D = -690
OH

OH
OH
H
O

HO

OH

HO

OH
O

H

OH

C

H
O

OH

O

OH

(+) – Gallocatechin, C15H14O7,
M = 306, Tnc = 1880C, [α]D = 150
OH

OH

OH

OH
HO

H

OH

H

OH

(-) – Epicatechin gallate, C22H14O10,
M = 442, Tnc = 2530C, [α]D = -1770

H
O

OH

H
HO

O

OH

OH
O

OH
OH

OH

H

OH

C
O

OH
OH

(-) – Epigallocatechin gallate
C22H18O11,
M = 458, Tnc = 2160C, [α]D = -179o

(-) – Epigallocatechin C15H14O7,
M = 306, Tnc = 2760C , [α]D = -50o

OH

OH
H
O

HO

OH

H

OH
O

C
O

OH
OH
OH

(+) – gallocatechin gallat C22H18O11
(Tnc: Nhiệt độ nóng chảy; M: Khối lượng phân tử; [α]D: Góc quay cực)
Hình 1.4 - Các công thức cấu tạo của các catechin trong chè [7]
10

Bảng 1.2: Hàm lượng catechin trong búp chè chiết bằng etyl axetat [5]
Catechin (mg/g)

Lá thứ 1

Lá thứ 2

EGC
GC
EC
EGCG
ECG
Tổng lượng catechin

122.10
0.00
45.53
580.54
138.52
886.69

152.27
0.00
47.84
577.93
132.27
910.31

Lá thứ 3 Lá thứ 4

206.42
0.00
45.16
431.14
103.09
786.11

232.36
0.00
45.16
431.14
103.09
701.82

Cẫng
222.08
68.79
65.65
292.93
87.98
737.40

1.2.1.3. Tính chất của các hợp chất catechin có trong chè
Các hợp chất catechin trong lá chè là những chất kết tinh không màu, ở thể
rắn, hình kim hoặc hình lăng trụ, có vị chát ở mức độ khác nhau, có hậu ngọt, riêng
L-EGC và este gallat của nó có vị chát hơi đắng khi ở dạng tự do và chuyển thành
vị chát dịu khi ngưng thành các catechin. Chúng dễ tan trong nước nóng, rượu,
axeton, etyl axetat tạo dung dịch không màu, không tan trong các dung môi
không phân cực hoặc ít phân cực như benzen hoặc clorofooc.
Các catechin tác dụng với FeCl3 cho kết tủa xanh thẫm hoặc xanh nhạt tuỳ

theo số lượng nhóm hydroxyl trong phân tử. Chúng có tính khử mạnh nên dễ dàng
bị oxy hóa bởi dung dịch KMnO4 trong môi trường axit, dung dịch I2 trong môi
trường kiềm và có thể tự oxy hóa trong không khí ẩm.
Dưới tác dụng của các men oxy hóa khử hoặc nhiệt độ cao, các catechin bị
oxy hóa và sản phẩm trung gian lại gây ra các biến đổi hóa học làm chuyển hóa các
chất có trong lá chè, góp phần tạo ra các chất thơm đặc trưng cho các loại chè.
1.2.2. Hợp chất anthoxanthin [19]
-

Các hợp chất anthoxanthin thuộc nhóm flavonol trong họ flavonoid, trong lá
chè tươi tồn tại cả hai dạng tự do và kết hợp (hợp chất glycosid), các glycosid
của chúng thường đính gốc đường tại vị trí thứ 3.
Anthoxanthin tồn tại trong chè chủ yếu dưới dạng glycosid, có vị đắng và

kích thích niêm mạc, làm se niêm mạc miệng, góp phần tạo vị chè và một số chất
anthoxanthin có hoạt tính sinh tố P.
Anthoxanthin có tính hòa tan trong nước, ở dạng tự do không màu, ở dạng

11


glycosid có màu vàng sáng.
Tác dụng với Fe3+ tạo phức chất có màu xanh lá cây, sau chuyển sang màu
nâu. Tác dụng với chì axetat cho phức màu vàng xám. Hợp chất anthoxanthin rất dễ
bị oxy hóa trong môi trường kiềm và sau đó ngưng tụ để tạo sản phẩm màu đỏ.
Trong quá trình lên men sản xuất chè đen, các hợp chất anthoxanthin cũng bị
oxy hóa khi có mặt các dạng octoquinon của hợp chất catechin và tham gia phản
ứng ngưng tụ tạo sản phẩm màu đỏ. Tuy nhiên, do hàm lượng của chúng ít hơn
nhiều so với hàm lượng của catechin trong lá chè (chỉ chiếm từ 0.4 ÷ 1.5%) nên
không giữ vai trò chủ đạo trong sự hình thành các chất màu đặc trưng của chè đen.

1.2.3. Hợp chất anthocyanin
Hợp chất anthocyanin thuộc nhóm flavonoid dẫn xuất croman. Tất cả các
anthocyanin đều có chứa trong vòng pyran oxy hóa trị tự do. Ở trạng thái tự do,
anthocyanin gồm 3 aglycon chủ yếu là pelargonidin, cyanidin và delphinidin. Trong
chè, hợp chất anthocyanin thường ở dạng glycosid và có các tính chất sau [19]:
-

Hòa tan tốt trong nước và luôn có trong nước ép thực vật.

-

Màu sắc của các anthocyanin luôn thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất
màu khác và nhiều yếu tố khác như pH của môi trường, khi tăng số lượng
nhóm -OH trong vòng benzen thì màu càng xanh đậm.

-

Hợp chất anthocyanin có vị đắng. Trong búp chè màu tím có chứa nhiều
anthocyanin nên không dùng làm nguyên liệu chế biến chè xanh, có thể dùng
để chế biến chè đen, nhưng phẩm chất kém do có vị đắng, bã chè xám tối.
1.2.4. Hợp chất leucoanthocyanin [19]
Hợp chất leucoanthocyanin là sự kết hợp của các gốc aglycol với gốc đường

(glycosid). Các aglycon chính của leucoanthocyanin thường gặp nhất trong chè –
hợp chất leucoanthocyanidin như: leucocyanidin, leucodelphinidin.
Ngoài trạng thái tự do, leucoanthocyanin còn có ở dạng glycosid. Hàm lượng
của chúng trong lá chè rất thấp so với hàm lượng của hợp chất catechin.
Qua nghiên cứu, người ta thấy rằng: các chất leucoanthocyanin là hợp chất
trung gian giữa catechin và anthoxanthin.

12


1.2.5. Các axit phenol cacboxylic
Axit phenol cacboxylic là nhóm chất tự nhiên có trong thực vật, trong phân
tử có chứa nhóm phenol và nhóm cacbonyl. Trong lá chè tươi có chứa nhiều chất
thuộc nhóm axit phenol cacboxylic như: axit gallic, axit ellagic, axit metadigallic,
axit chlorogenic, axit cafeic, axit para -coumaric và axit galloylquinic.
Hàm lượng các hợp chất phenolcacboxylic trong lá chè không cao lắm, tuy
nhiên chúng cũng góp phần tạo nên vị của chè [7].

1.3.

Hoạt tính sinh học của hợp chất polyphenol trong chè xanh

1.3.1. Tác dụng chống oxy hóa của flavonoid
Tác dụng sinh học của các polyphenol trong chè xanh được giải thích do có
tác dụng khử các gốc tự do, giống như các chất chống oxy hóa. Các gốc tự do được
sinh ra và tích lũy trong quá trình sống chính là nguyên nhân dẫn tới bệnh tật và làm
tăng tốc độ quá trình lão hóa cơ thể con người [17]. Một trong những cơ sở sinh hóa
quan trọng nhất để flavonoid thể hiện được hoạt tính sinh học là khả năng kìm hãm
các quá trình oxy hóa dây chuyền sinh ra bởi các gốc tự do hoạt động, hoạt tính này
mạnh hay yếu phụ thuộc đặc điểm, cấu tạo hóa học của từng flavonoid cụ thể [1].
1.3.1.1.

Sự hình thành các gốc tự do

Phần lớn các gốc tự do tạo thành trong thể con người là do quá trình phản
ứng sinh hóa, chúng có thể nối kết với nhau và phá hủy các tế bào xung quanh của
các phân tử khác. Các gốc tự do có số điện tử vòng ngoài lẻ nên không bền vững,

chúng có xu hướng kết hợp với một nguyên tử khác để có số điện tử vòng ngoài
chẵn bền vững. Tuy nhiên, sự bền vững này chỉ tạm thời, vì nó lại tạo ra một
nguyên tử không trọn vẹn khác và tiếp tục kết hợp với một nguyên tử khác rồi lại
tiếp tục chu kỳ đó làm cho các phân tử khác bị oxy hóa, mất các chức năng vốn có
của chúng. Ứng với thời kỳ này, các cơ quan bị phá hoại, gây nên những biến đổi
bệnh lý như ung thư, hoại tử, rối loạn chuyển hóa...[20]. Đến giai đoạn dập tắt
mạch, các gốc phản ứng với nhau tạo ra những sản phẩm bền, trung tính. Kết quả là
xảy ra quá trình polyme hóa.

13


Có nhiều loại gốc tự do hợp thành trong cơ thể người. Oxy là tâm của gốc tự
do được biết đến dưới dạng ROS. Phần lớn ROS gồm có: anion superoxid (•O2-),
gốc hydroxyl (-OH), đơn phân tử oxy (O2), và hydro peroxid H2O2 (oxy già). Gốc
hydroxyl (-OH) có thời gian sống ngắn nhưng lại là các gốc phá hoại nguy hiểm
nhất, được hợp thành từ O2 và H2O2 qua phản ứng Harber - Weiss.
Phản ứng Haber - Weiss [20] sinh ra •OH (gốc hydroxyl) từ H2O2 và
superoxid (•O2-). Phản ứng này có thể xảy ra trong các tế bào, bởi vậy đây được coi
như nguồn gốc xảy ra quá trình oxy hóa. Phản ứng xảy ra rất chậm, nhưng khi được
xúc tác bởi sắt thì cơ chế phản ứng xảy ra như sau:
Bước đầu tiên là vòng xác tác liên kết phản ứng của ion sắt Fe3+ với Fe2+:
Fe3+ + •O2− → Fe2+ + O2
Bước thứ hai là phản ứng Feton: Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH− + •OH
Sơ đồ phản ứng chung: •O2- + H2O2 → •OH + HO- + O2
Người ta thấy chúng có ảnh hưởng với kim lọai (đồng hoặc sắt với H202 cho
ra •OH được phát hiện trước hết bởi Fenton). Các phản ứng này đã được tìm thấy
trong cơ thể con người.
1.3.1.2.

Tác dụng chống oxy hóa của flavonoid

Trong cơ thể con người có sẵn một vài enzym dùng để bảo vệ và ngăn ngừa
nhiều loại gốc tự do gây tác hại cho tế bào như: superoxid dismutaza (SOD), phân
hóa tố (catalaza) trong nhiều tế bào như hồng cầu và gan hoặc glutathion peroxidaza
[29]. Khi đưa flavonoid vào cơ thể sẽ sinh ra gốc tự do bền vững hơn các gốc tự do
được hình thành trong quá trình bệnh lý (viêm nhiễm, ung thư, lão hóa….), chúng
có khả năng giải tỏa các điện tử trên mạch vòng của nhân thơm và hệ thống nối đôi
liên hợp, làm triệt tiêu các gốc tự do hoạt động. Các gốc tự do tạo nên bởi flavonoid
phản ứng với các gốc tự do hoạt động và trung hòa chúng nên không tham gia vào
dây chuyền phản ứng oxy hóa tiếp theo. Kết quả là hạn chế quá trình bệnh lý do cắt
đứt dây chuyền phản ứng oxy hóa [31]. Ví dụ, khi ở dạng quinon hoặc semiquinon,
flavonoid loại trừ gốc tự do hoạt động theo cơ chế sau:

14


O

+
O

OR

O

O

.

+

R

.

R

OR

OR

O

Như vậy gốc R• (gốc tự do hoạt động) bị triệt tiêu và tạo thành sản phẩm
không gốc. Các gốc tự do phenoxyl bền vững sẽ thay thế các gốc tự do kém bền
vững trong phản ứng peroxid hóa nên dây chuyền phản ứng sẽ bị cắt đứt. [24]
Ngoài cơ chế trên, flavonoid còn kìm hãm sự phát sinh các gốc tự do hoạt
động nhờ khả năng tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp như Fe++ , Cu++… để
chúng không thể xúc tác phản ứng Fenton sinh ra các gốc hoạt động như -OH, 1O2 .
Bảng 1.3: Khả năng ức chế của catechin trên một số gốc tự do [25]
DPPH (%)

Superoxid (%)

Lipoxygenaza IC (µg/ml)

EGCG

74.8

69.4

4.6

EGC

59.3

39.9

7.7

ECG

36.1

23.9

6.1

EC

32.0

11.2

40.6

Chất flavanol (catechin) trong chè là một chất chống oxy hóa tự nhiên mạnh

nhất trong những chất chống oxy hóa. [25]
1.3.2. Tác dụng đối với enzym
Các flavonoid có khả năng tác động đến hoạt động của nhiều hệ enzym động
vật trong các điều kiện in vitro và in vivo. Phản ứng xảy ra giữa nhóm oxyphenolic
và oxycacbonyl của các nhóm peptit để tạo thành liên kết hydro. Tính bền vững của
liên kết phụ thuộc vào số lượng và vị trí các nhóm –OH, kích thước phân tử của hợp
chất phenol. Các chất phenol nói chung khi ở dạng oxy hóa (quinon) có khả năng
liên kết với nhóm sulfihydril (1) và nhóm (-NH) của lysin hoặc axit asparaginic (2)
trong phân tử protein enzym. [27]
Bản thân các chất flavonoid khi ở trong cơ thể động vật có thể tồn tại ở dạng
oxy hóa hoặc khử và chịu nhiều biến đổi phức tạp khác nhau nên có thể trong các

15


điều kiện khác nhau nó sẽ thể hiện họat tính sinh học khác nhau như kìm hãm hoặc
kích thích hoạt động enzym hoặc kích thích có mức độ và có điều kiện
1.3.3. Tác dụng kháng sinh, chống viêm nhiễm [21]
Hầu hết các polyphenol đều có khả năng chống khuẩn. Sức chịu đựng của vi
khuẩn đối với polyphenol phụ thuộc vào bản chất loại vi khuẩn và cấu trúc của
polyphenol. Các polyphenol có thể hạn chế sự phát triển của Clostridium và
Helicobacter pylori nhưng không có tác dụng đối với vi khuẩn đường ruột lactic.
Nhiều nghiên cứu cho thấy: dịch chiết chè có hoạt tính hạn chế sự phát sinh mầm
bệnh từ thực phẩm do vi khuẩn như: Staphylococcus aureus, Shigella disenteriae,
Vibrio cholerae, Camphylobacter jejuni, Listeria monocytogenes …Tuy nhiên, dịch
chiết chè không có hiệu quả chống lại Escherichia coli.
1.3.4. Tác dụng đối với ung thư
Trong các hướng nghiên cứu nhằm tìm ra các hoạt chất có khả nǎng chống
ung thư, flavonoid là một trong những lớp chất được quan tâm bởi chúng là những
chất có hoạt tính chống oxy hóa cao, tác dụng đến nhiều hệ enzym và ít độc đối với

cơ thể sống. Các kết quả thực nghiệm cho thấy một số flavonoid có tác dụng chống
ung thư thông qua khả năng hoạt hoá các enzym trong gan có nhiệm vụ chuyển hoá
các chất gây ung thư. Những sản phẩm chuyển hoá thường có tính gây ung thư thấp
hơn. Ngoài ra, các flavonoid còn tham gia trong việc phòng chống ung thư bằng khả
năng chống oxy hoá, loại trừ các gốc tự do, chống lại quá trình sao chép, chống sự
tân sinh mạch máu, gây quá trình chết tế bào khi bị tấn công…
Nhiều nghiên cứu đã đề cập đến hai cơ chế chính về tác dụng ức chế sự phát
triển tế bào ung thư của EGCG [8]:
(1) Tác dụng ngăn cản chu kỳ phân chia tế bào ở các pha G1, G2.
(2) Thúc đẩy quá trình chết của tế bào theo chương trình. Đây là một quá
trình sinh lý nhằm góp phần duy trì sự ổn định trong cơ thể sống, quá trình này bị
biến đổi trong một số trạng thái bệnh lý, trong đó có bệnh ung thư.

16


Thực chất, hai cơ chế trên đều có mối quan hệ mật thiết với nhau, một tác
nhân có thể gây ngừng phân chia tế bào đồng thời cũng hoạt hóa quá trình chết của
tế bào theo chương trình.
1.3.5. Các tác dụng khác của chè xanh [2]
- Chống lại bệnh suy thoái về tim mạch
- Làm giảm nguy cơ mắc bệnh tiền liệt tuyến
- Làm cho hơi thở thơm hơn
- Giúp con người có được một trí nhớ tốt và lâu, chống lại bệnh Alzheimer

1.4.

Tình hình nghiên cứu và sản xuất polyphenol từ chè xanh

1.4.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất polyphenol trên thế giới

Từ các kết quả nghiên cứu về tác dụng y học của polyphenol chè xanh đã
hình thành trào lưu sử dụng các chế phẩm polyphenol chiết xuất từ chè trên thế giới.
Các sản phẩm thương mại chứa các hợp chất catechin đã xuất hiện ngày càng nhiều
trên thị trường, bao gồm các chất bổ sung, đồ uống và các sản phẩm độc đáo khác.
Để hấp thụ dễ dàng, có nhiều loại chất bổ sung đa dạng, dạng viên hoặc dạng bột
chứa catechin được chiết xuất chè xanh với hàm lượng polyphenol từ 23%, 83%,
95% đến 100%, xuất hiện nhiều trên thị trường Nhật Bản, Hoa Kỳ, Trung Quốc....
Các hãng cung cấp bột chè xanh hàng đầu thế giới hiện nay là: hiệp hội Life
Extention (Mỹ), những người yêu chè xanh Green Tea Lovers (Nhật), công ty ITO
EN (Nhật), Nutrimart (Mỹ), Taiyo International (Nhật)…
Sunphenol [36] là tên gọi của dòng chế phẩm polyphenol chè xanh được sản
xuất bởi tập đoàn Taiyo Quốc tế (Nhật Bản), với hàm lượng catechin tinh chế cao
mà không tạo ra vị chát và không làm mất đi màu đặc trưng của chè xanh. Hãng này
còn sản xuất bột chè xanh Matcha có mùi thơm và màu xanh tự nhiên của lá chè
xanh. Với quy trình công nghệ nghiền lá chè thích hợp ở nhiệt độ rất thấp nên
Matcha giữ được màu sắc và hương vị tự nhiên cũng như các chất chống oxy hóa,
vitamin, chất khoáng, chất xơ và các axit amin của lá chè xanh. Do vậy, Matcha là
nguyên liệu lý tưởng dùng chế biến nhiều loại thực phẩm khác nhau như: kem, sữa
chua, đồ uống từ sữa, mứt, thực phẩm và hải sản…

17


Thea-Flan là một sản phẩm của công ty ITO EN (Nhật Bản) chứa các hợp
chất polyphenol (90%) có hoạt tính sinh học là catechin với nồng độ rất lớn [35].
Tác dụng chính của Thea-Flan là chống ôxy hóa, khử mùi và có hoạt tính chống vi
sinh vật. Thea-Flan được sử dụng chủ yếu làm nguyên liệu thực phẩm, phụ gia thực
phẩm và thực phẩm chức năng.
Teavigo [34] là dòng sản phẩm của Tập đoàn DSM, chiết xuất từ chè xanh tự
nhiên, không có caffein, được tinh chế với hàm lượng 94% epigallocatechin gallat

(EGCG). Teavigo là sản phẩm gần như không màu và ít hoặc không có tác động
vào mùi vị, bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm và đồ uống để tránh sự hư hỏng…
1.4.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất polyphenol chè xanh ở Việt Nam
Nước ta là một trong những nước sản xuất chè lớn trên thế giới nhưng chỉ
xuất khẩu chè uống dạng chè cánh khô. Các loại chế phẩm chiết xuất từ chè cũng đã
có những nghiên cứu cơ bản, song chủ yếu phục vụ công tác nghiên cứu và phân
tích chất lượng chè cánh xuất khẩu và tiêu dùng trong nước.
Các nghiên cứu về chè xanh ở Việt Nam cho đến nay chủ yếu là tập trung
vào quy trình, điều kiện trồng, chăm bón, chọn giống, chế biến, sinh trưởng phát
triển và tăng năng suất của chè. Các nghiên cứu về công nghệ trích ly nhằm khai
thác hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học cao vốn có trong chè vẫn còn ít. Vì
thế cho đến nay, nước ta vẫn chưa có hướng khai thác hiệu quả nguồn nguyên liệu
chè phong phú phục vụ các mục đích phòng và chữa bệnh cho con người.
Năm 1990, Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam đã sớm tổ chức triển khai
nghiên cứu công nghệ sản xuất polyphenol chè xanh theo phương pháp truyền
thống. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trong các bài báo cáo đề tài nghiên cứu
cấp Viện 1995 – 1996 [6], báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài độc lập cấp
Nhà nước ĐTĐL-2002/13 [9]. Phát triển kết quả các nghiên cứu này, Viện đã thực
hiện thành công dự án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp nhà nước DAĐL-2006/06;
trong đó polyphenol chè xanh >80% là một trong 5 sản phẩm chính của dự án.
Năm 2006, Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam thuộc Tổng công ty hóa
chất Việt Nam đã bắt đầu cung cấp dịch chiết chè xanh cho Unilever Việt Nam phối

18


chế vào sản phẩm kem đánh răng và một số sản phẩm mỹ phẩm khác. Tuy nhiên về
chủng loại sản phẩm và chất lượng cần có những cải tiến nhất định.
Từ những năm 2000, các cơ sở nghiên cứu trong nước cũng bắt đầu tổ chức
triển khai nghiên cứu công nghệ chiết xuất polyphenol tổng số từ chè xanh và bắt

đầu phân lập các catechin chè xanh cũng như các hợp chất phenolic từ nguồn khác
hướng tới mục tiêu ứng dụng trong dược phẩm và hóa mỹ phẩm. Điển hình có thể
kể đến: Học viện Quân y, Viện Hóa học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam,
Traphaco, Mediplantex, Đại học Dược Hà Nội, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí
Minh. Năm 2002-2005 thực hiện đề tài nghiên cứu cấp cơ sở, Học viện Quân Y đã
phối hợp với Viện Hóa học nghiên cứu công nghệ chiết xuất polyphenol tổng số từ
chè xanh và phân lập một số catechin và đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của các
sản phẩm này [12], [4]. Các nghiên cứu này đã thu được những thành công bước
đầu về mặt nghiên cứu cơ bản hóa học và hoạt tính sinh học của các catechin chè
xanh, là tiền đề để phát triển nghiên cứu và triển khai công nghệ trong tương lai.

1.5.

Công nghệ tách tinh chế polyphenol từ chè xanh [6], [4], [3]

Sau quá trình chiết chè, loại bỏ bã thu được dịch chè gồm hỗn hợp
polyphenol, các chất màu, chất sáp như chlorophyl, cafein, protein, pectin và một
số chất khác. Để quá trình tách, tinh chế polyphenol cho hiệu suất cao và chất
lượng tốt cần tiến hành phân lập từng phần các chất dựa vào đặc tính hòa tan chọn
lọc của chúng trong các dung môi khác nhau. Nguyên tắc chủ yếu loại trừ dần các
chất không mong muốn có trong sản phẩm polyphenol thu được. Thông thường,
tiến hành loại bỏ clorophyl và các chất khác trước, sau đó mới chiết tách
polyphenol sẽ làm tăng hiệu quả tinh chế bởi các chất màu, chất sáp sẽ không còn
để cản trở quá trình chiết polyphenol.
1.5.1. Chiết tách clorophyl, cafein và các chất khác [3], [26], [10]
Các chất béo, chất sáp, chất màu có đặc tính chung là hòa tan tốt trong nhau
và tan tốt trong các dung môi chứa gốc clo. Các loại dung môi này thường là dung
môi độc và có nhiệt độ bay hơi thấp như dicloetan, tricloetan, clorofooc. Các dung
môi hydrocarbon khác như benzen, hexan lại hòa tan rất ít chất màu. Ngoài ra nhóm

19