Luận văn khảo sát hiệu quả trích ly catechin trong trà tươi bằng ethanol

KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM


ĐOÀN MINH NGỌC
MSSV: 2030355

KHẢO SÁT HIỆU QUẢ TRÍCH LY CATECHIN
TRONG TRÀ TƯƠI BẰNG ETHANOL
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã ngành: 08

GVHD: NGUYỄN THỊ THU THỦY
CẦN THƠ, 2008


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Cô Nguyễn Thị Thu Thủy đã hướng
dẫn và chỉ dạy tận tình, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt khoảng thời
gian đã qua. Cảm ơn Cô cùng thầy Văn Minh Nhựt đã luôn quan tâm và lo
lắng cho tôi trong những lúc khó khăn nhất.
Xin cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Công nghệ thực phẩm đã truyền dạy
cho chúng em những kiến thức quý báu trong suốt những năm qua.
Cảm ơn những người bạn thân đã cùng tôi phấn đấu trong học tập và chia
sẽ những vui buồn trong suốt khoảng thời gian học tại trường.

Cần thơ, ngày 08 tháng 06 năm 2008
Sinh viên thực hiện

Đoàn Minh Ngọc

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

i


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

TÓM LƯỢC
Trong phạm vi đề tài này tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian
trích, tỉ lệ nguyên liệu: dung môi đến hiệu quả trích ly catechin từ trà tươi bằng
dung môi ethanol 60o.
Thí nghiệm được thực hiện ở 3 mức nhiệt độ: 60oC, 65oC, 70oC trong 6 khoảng
thời gian: 30, 45, 60, 75, 90, 105 phút. Sau khi chọn được nhiệt độ và thời gian
tối ưu, tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu: dung môi đến hiệu
quả trích ly ở 3 tỉ lệ: 1: 10, 1: 15 và 1: 20.
Kết quả khảo sát cho thấy:
- Nhiệt độ và thời gian trích có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả trích ly và đã
chọn được điều kiện trích ly cho hiệu quả cao nhất là ở 70oC và 60 phút.
- Tỉ lệ nguyên liệu: dung môi không ảnh hưởng đến hiệu quả trích trong phạm vi
khảo sát.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

ii


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN

...................................................................................................... i

TÓM LƯỢC

.....................................................................................................ii

MỤC LỤC

................................................................................................... iii

DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG ........................................................................... v
CHƯƠNG I:

ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................. 1

1.1 Tổng quan ...................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu đề tài................................................................................................ 1
CHƯƠNG II:

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................ 2

2.1 Hợp chất phenol thực vật – chất tạo vị và màu cho thực phẩm ..................... 2
2.1.1 Các cấu phần của hợp chất phenol thực vật ....................................... 2
2.1.2 Tanin ngưng tụ ................................................................................... 2
2.1.3 Một số tính chất cơ bản của tanin thực vật ......................................... 4
2.1.4 Ý nghĩa của hợp chất phenol trong công nghệ thực phẩm ................. 6
2.2 Sơ lược về nguyên liệu trà ........................................................................... 12
2.2.1 Giới thiệu chung về trà ..................................................................... 12
2.2.2 Thành phần hóa học của lá trà tươi .................................................. 13
2.3 Nhóm hợp chất catechin trong trà ................................................................ 17
2.3.1 Cấu tạo .............................................................................................. 17
2.3.2 Tính chất lý hóa ................................................................................ 17
2.3.3 Biến đổi sinh học của hợp chất catechin .......................................... 19
2.4 Hiệu quả của trà và nhóm hợp chất catechin đối với sức khỏe con người .. 20
2.4.1 Tác dụng dược lý của trà .................................................................. 20
2.4.2 Hoạt tính kháng oxi hóa của nhóm catechin .................................... 20
2.4.3 Ứng dụng khả năng kháng oxi hóa của nhóm hợp chất catechin ..... 22
2.5 Phương pháp trích ly .................................................................................... 23
2.6 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến nội dung đề tài .. 24
CHƯƠNG III: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM .............. 26
3.1 Phương tiện thí nghiệm ................................................................................ 26
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4

Thời gian, địa điểm........................................................................... 26
Nguyên vật liệu................................................................................. 26
Hóa chất ............................................................................................ 26
Thiết bị, dụng cụ ............................................................................... 26

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

iii


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

3.2 Phương pháp thí nghiệm .............................................................................. 26
3.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu .............................................................. 26
3.2.2 Phương pháp trích ly ........................................................................ 27
3.2.3 Phương pháp đánh giá hiệu quả trích ly catechin............................. 28
3.3 Nội dung và bố trí thí nghiệm ...................................................................... 28
3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích
ly đến hiệu quả trích ly catechin từ nguyên liệu trà tươi. ............................. 28
3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu: dung môi
đến hiệu quả trích ly catechin từ nguyên liệu trà tươi. ................................. 31
CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 33
4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu quả trích ly catechin từ trà
tươi ...................................................................................................................... 33
4.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu: dung môi đến hiệu quả trích ly catechin từ
trà tươi ................................................................................................................... 35
CHƯƠNG V:

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................... 37

5.1 Kết luận ........................................................................................................ 37
5.2 Đề nghị ......................................................................................................... 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC 1

TÍNH TOÁN

PHỤ LỤC 2

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

iv


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1 Sự ngưng tụ của catechin................................................................................. 3
Hình 2 Công thức cấu tạo hai dạng catechin trong trà ................................................ 7
Hình 3 Công thức cấu tạo của campherol ................................................................... 7
Hình 4 Công thức cấu tạo quercetin ............................................................................ 7
Hình 5 Công thức cấu tạo myricetin............................................................................ 8
Hình 6 Các chất thuộc nhóm anthocyanidin và các glucoside của nó ........................ 8
Hình 7 Cây trà và búp trà

........................................... 12

Hình 8 Cấu tạo khung cơ bản nhóm hợp chất catechin và cách đánh số carbon ...... 17
Hình 9 Công thức cấu tạo của các hợp chất catechin chính trong trà ....................... 18
Hình 10 Quá trình chuyển hóa hợp chất catechin trong trà bởi
enzyme polyphenol oxidase ......................................................................... 19
Hình 11 Biến đổi của catechin trong quá trình vô hoạt gốc tự do ............................. 21
Hình 12 Thực phẩm có bổ sung tinh chất trà xanh.................................................... 22
Hình 13 Các dạng sản phẩm catechin........................................................................ 23
Hình 14 Nguyên liệu trà trước và sau khi vô hoạt enzyme ....................................... 27
Hình 15 Bột trà sau khi xay ....................................................................................... 27
Hình 16 Sơ đồ bố trí hệ thống trích ly ....................................................................... 29
Hình 17 Quy trình bố trí thí nghiệm 1 ....................................................................... 30
Hình 18 Quy trình bố trí thí nghiệm 2 ....................................................................... 31
Hình 19 Lượng catechin tổng theo nhiệt độ và thời gian trích .................................. 34
Hình 20 Lượng catechin tổng theo tỉ lệ nguyên liệu: dung môi ................................ 35
Hình 21 Dịch trích trà sau phản ứng tạo màu ở các tỉ lệ khác nhau .......................... 36
Hình 22 Máy đo quang phổ Spectrophotometter ...................................................... 42
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1 Biến đổi hàm lượng các thành phần tổ hợp của tanin trà .............................. 10
Bảng 2 Thành phần hóa học của lá trà tươi ............................................................... 13
Bảng 3 Hàm lượng catechin trong từng bộ phận riêng biệt của búp trà.................... 19
Bảng 4 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến lượng catechin ............................ 33
Bảng 5 Lượng catechin tổng theo tỉ lệ nguyên liệu: dung môi ................................. 35
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

v


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

CHƯƠNG I:

Trường Đại học Cần Thơ

ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Tổng quan
Từ ngày xưa người ta đã biết đến trà (chè) không chỉ như một loại thức uống mà
còn được dùng để phòng hay chữa nhiều loại bệnh khác nhau, đặc biệt là các
bệnh về tim mạch và ung thư. Bên cạnh đó, khả năng chống béo phì trên người
của nhóm hợp chất catechin trong trà xanh cũng đã được nghiên cứu và chứng
minh. Hiện nay, trên thực tế đã có rất nhiều sản phẩm có sử dụng hay bổ sung
các chất trích ly từ trà mà chủ yếu là các hợp chất polyphenol với nhiều mục đích
khác nhau như tạo hương, diệt khuẩn, chống oxi hóa,…
Do đó, việc trích ly các hợp chất polyphenol từ trà sẽ giúp nâng cao giá trị
thương mại của cây trà đặc biệt là ở các nước có diện tích và quy mô trồng trà
lớn như Trung Quốc, Ấn Độ, Srilanka,… Đồng thời, góp phần không nhỏ vào
việc giữ gìn và bảo vệ sức khỏe của con người.
Việt Nam là một nước có diện tích trồng và sản lượng trà chiếm thị phần tương
đối lớn và đang ngày càng gia tăng trong thị phần sản lượng trà của thế giới. Tuy
nhiên, các sản phẩm trà của nước ta hiện nay chủ yếu vẫn là các sản phẩm truyền
thống như trà đen, trà ô long, trà xanh hay sản phẩm trà túi lọc, trà ướp hương,…
còn các sản phẩm polyphenol trích ly từ trà rất ít thấy.
Việc tìm ra những phương pháp trích ly mới hay đi sâu vào nghiên cứu các yếu
tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly từ một phương pháp cụ thể sẽ góp phần nâng
cao khả năng và hiệu quả trích ly các hợp chất polyphenol trong trà. Tuy nhiên,
do thời gian và điều kiện thí nghiệm, trong phạm vi đề tài tiến hành khảo sát một
số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả thu polyphenol từ trà tươi bằng phương pháp
trích ly với dung môi ethanol bằng cách đun hồi lưu có khuấy trộn.
1.2 Mục tiêu đề tài
- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến hiệu quả trích ly

catechin trong trà tươi bằng phương pháp đun hồi lưu có khuấy trộn.
- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu: dung môi đến hiệu quả trích ly
catechin trong trà tươi bằng phương pháp đun hồi lưu có khuấy trộn.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

1


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

CHƯƠNG II:

Trường Đại học Cần Thơ

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Hợp chất phenol thực vật – chất tạo vị và màu cho thực phẩm
Hợp chất phenol thực vật là nhóm hợp chất hữu cơ tự nhiên rất đa dạng và không
đồng nhất về cấu tạo hóa học. Tiêu chuẩn cơ bản để phân loại và phân biệt chúng
với các nhóm chất tự nhiên khác là sự có mặt của nhóm hydroxyl phenol ở dạng
tự do hay dạng kết hợp nối trực tiếp với nhân benzen và chỉ tìm thấy chúng trong
thực vật mà thôi. Nói cách khác, hợp chất phenol là những hợp chất vòng hữu cơ
có chứa một vài hay nhiều nhóm hydroxyl trong nhân benzen.
2.1.1 Các cấu phần của hợp chất phenol thực vật
Các hợp chất phenol thực vật có thể được chia ra thành các nhóm sau đây:
- Các hợp chất phenol thực vật đơn giản, gồm monomer của các hợp chất mono –
và polyhydroxyl (trừ các chất thuộc nhóm tropolon);
- Tanin thực vật gồm các hợp chất phenol hòa tan trong nước và có mức độ trùng
hợp hóa không cao, có tính thuộc da. Các hợp phần của tanin thực vật bao gồm

tanin ngưng tụ và tanin thủy phân.
- Lignin, gồm các hợp chất phenol có mức độ trùng hợp cao, không tan trong
nước, có chứa nhiều nhóm methoxyl.
2.1.2 Tanin ngưng tụ
Tanin ngưng tụ gồm các dẫn xuất của flavanol – 3; các dẫn xuất của flavandiol –
3,4; các dẫn xuất của hydroxy stillben;…
Các chất phenol thuộc nhóm tanin ngưng tụ không bị phân giải dưới tác dụng của
các acid vô cơ, nhưng lại tạo thành các sản phẩm màu nâu đỏ của sự ngưng tụ gọi
là các hợp chất flobaphen. Sự ngưng tụ của các chất thuộc nhóm này cũng xảy ra
khi đun nóng chúng trong dung dịch nước. Dịch chiết tanin thương phẩm của
tanin ngưng tụ chính là dung dịch của các polyhydroxylphenol có trọng lượng
phân tử khác nhau.
Cơ chế của sự tạo thành tanin ngưng tụ
Người ta đã đưa ra nhiều cơ chế về sự chuyển hóa các chất polyhydroxyl flavan –
monomer chủ yếu thành tanin ngưng tụ. Nhưng có hai loại cơ chế sau được nhiều
người quan tâm. Cơ chế thứ nhất là sự ngưng tụ của các flavan dưới tác dụng xúc
tác của acid và cơ chế thứ hai là sự trùng hợp oxy hóa. Cơ chế xúc tác bởi acid
chỉ có thể được chấp nhận với điều kiện cho trước, với những điểm cần bổ sung
vì không thể giả thuyết rằng, trong tế bào thực vật sống cũng như trong tế bào
thực vật chết có các giá trị pH thấp. Mặt khác cần nhấn mạnh rằng, tất nhiên sự
chuyển hóa các flavanol – 3 thành tanin ngưng tụ xảy ra trong điều kiện tự nhiên
chậm hơn nhiều, do vậy những quá trình ngưng tụ như thế có thể xảy ra ở các giá
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

2


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

trị pH lớn hơn. Không loại trừ khả năng là phần tanin thu được có thể được hình
thành trong quá trình chiết ở nhiệt độ cao.
Tuy nhiên người ta đã nghiên cứu chi tiết sự ngưng tụ được xúc tác bởi acid của
các chất catechin và các hydroxyl flavan gần chúng, bằng cách đó đã thu nhận và
tách ra được các chất dicatechin.
Khi nghiên cứu sâu vào sự ngưng tụ của các dẫn xuất của flavan, người ta đã
thiết lập được các yêu cầu cấu trúc đáp ứng với các chất flavan. Để quá trình
ngưng tụ được thực hiện phải có các yếu tố sau (hình 1):
a. Ở vị trí 4’ của bộ khung flavan cần phải có nhóm -OH hoặc nhóm -OCH3;
b. Trong nhân (A) của vòng flavan phải có hai nhóm -OH ở vị trí meta hoặc một
nhóm -OH ở vị trí 7.
2'

HO
7
6

8

A
5

O
1

C

1'

2
3

4

3'

OH
4'

B

OH

HO

OH

5'

6'

O

HO

OH

OH

OH

OH H

OH

OH

OH

HO

OH HO

HO

OH

HO

OH
OH
OH
OH

Hình 1 Sự ngưng tụ của catechin

Sự ngưng tụ của flavan trong acid đun sôi xảy ra sau 3 – 5 phút, còn ở nhiệt độ
bình thường và pH = 5 phải mất 3 ngày đêm. Khi thay nhóm hydroxyl ở vị trí 7
bằng nhóm methyl hoặc -Cl, người ta quan sát thấy có sự ức chế sự ngưng tụ.

Những dẫn chứng này cho phép đề xuất cơ chế của sự ngưng tụ các catechin như
sau:
- Trong sự kết nạp proton vào oxy của vòng pyranic, do ảnh hưởng của nhóm
hydroxyl hoạt động ở vị trí 4’ có sự mở vòng pyranic. Sự mở vòng xảy ra giữa
nguyên tử oxy và C2:
H
HO

O

H

HO

OH

OH

HC

CH2

CH2

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

3

OH

Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

- Ion cacbon được tạo thành sẽ phản ứng như là tác nhân ái điện tử với nguyên tử
C6 và C8 của phân tử flavan thứ hai:

HO

OH

HC

CH2

HO

OH

O

OH

CH2
HO

HO

O

H

OH

OH

HC

CH2

OH

CH2

Sau khi nhả proton từ chất dimer, một lần nữa hệ thống benzoit lại được tạo
thành và sự ngưng tụ lại có thể tiếp tục.
Cùng với sự ngưng tụ của (+) catechin bằng xúc tác acid, người ta đã nghiên cứu
sự tạo thành các tanin ngưng tụ bằng sự oxy hóa bởi enzyme, nó được coi là khả
năng thứ hai của sự polymer hóa. Polymer thu được bằng sự oxy hóa bởi enzyme
có các tính chất thuộc da cần thiết và có sự hấp phụ ánh sáng. Trên cơ sở những
nghiên cứu này người ta đã đi đến kết luận rằng, các tanin ngưng tụ từ các nguồn
kể trên được tạo thành thường xuyên bằng sự oxy hóa monomer flavan bởi
enzyme. Kết quả của sự polymer hóa các chất flavan bằng các phương pháp áp
kế và quang phổ kế đã đi đến kết luận rằng, sự tạo thành các octoquinone là mức
thứ nhất của sự oxy hóa, sau đó cần phải có sự kết hợp 1,4 bằng tính ái nhân của
phân tử polyhydroxylphenol thứ hai với quinone và sản phẩm được tạo thành,
một lần nữa lại bị oxy hóa thành quinone tương ứng.
2.1.3 Một số tính chất cơ bản của tanin thực vật
Theo quan điểm hóa sinh hiện đại, tanin thực vật là một hỗn hợp phức tạp của

các hợp chất phenol thực vật bao gồm từ các chất phenol đơn giản –
polyhydroxylphenol monomer đến các hợp chất polyphenol – polymer phân tử
lớn và cả các sản phẩm oxy hóa ngưng tụ còn tính phenol của chúng.
Các loại tanin thực vật thu được từ các nguồn thực vật khác nhau luôn luôn có
thành phần là tổ hợp các cấu tử khác nhau. Tuy nhiên, ngoài những đặc tính riêng
vốn có của những loại tanin, chúng vẫn có chung một số tính chất cơ bản giống
nhau vì bản chất của chúng là một hỗn hợp các chất phenol thực vật.
- Ở dạng tinh khiết, tanin là chất kết tinh hoặc vô định hình, có vị chát đắng ở
mức độ khác nhau, trong y học, tanin của một số thực vật được chọn làm thuốc
chữa bệnh; trong công nghiệp, tanin được dùng để thuộc da,…
- Nói chung các loại tanin thực vật đều tan trong nước (trừ tanin kết hợp có thể
tan trong dung dịch kiềm). Tanin còn hòa tan trong các dung môi hữu cơ như
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

4


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

rượu, eter ethyl, aceton, ethylacetate; phần lớn không tan trong benzen, eter, dầu
hỏa và chloroform. Các nhóm chất trong hỗn hợp tanin thực vật cũng có tính tan
khác nhau. Do đó, lợi dụng tính chất này người ta có thể tách riêng từng nhóm
chất phenol ra khỏi hỗn hợp tanin. Ví dụ, có thể dùng ethylacetate để tách riêng
nhóm chất catechin ra khỏi dung dịch tanin trà chiết bằng nước, trong khi đó
nhóm chất tanin đặc biệt (là các sản phẩm oxy hóa của chúng khi lên men) vẫn
nằm lại trong nước trà.
- Khi tác dụng với dung dịch FeCl3, tanin sẽ tạo thành kết tủa có màu xanh nhạt
hay xanh thẫm phụ thuộc vào số lượng các nhóm hydroxylphenol có trong phân

tử. Tính chất được dùng để định tính tanin và phân biệt hai loại tanin pyrogallic
và taninpyrocatechic.
- Khi tác dụng với kali bicromat hoặc acid cromic, tanin sẽ tạo thành kết tủa màu
xanh nhạt. Tính chất này được dùng để xác định độ dập tế bào của nguyên liệu
thực vật dưới tác dụng cơ học, ví dụ xác định độ dập của lá trà sau mỗi lần vò để
quyết định việc kết thúc giai đoạn vò trà.
- Tác dụng với dung dịch amon fericyanua, tanin tạo thành chất có màu đỏ thẫm.
- Tanin tác dụng với gelatin, protein, alkaloid và một số hợp chất hữu cơ khác có
tính kiềm tạo thành các hợp chất kết tủa tương ứng. Tính chất này của tanin có ý
nghĩa quan trọng ở chỗ, chúng được dùng để kết tủa protein trong công nghệ
thuộc da, khử độc khi bị nhiễm độc alkaloid và khi cần thiết có thể kết tủa loại bỏ
tanin ra khỏi dung dịch.
- Tanin tạo thành kết tủa màu vàng tro với dung dịch chì acetat. Tính chất được
dùng để tách tanin ra khỏi dịch chiết thực vật hoặc nhằm mục đích thu hồi tanin,
và nhiều khi dùng để loại bỏ tanin không tham gia phản ứng khi cần xác định
một loại hợp chất nào đó trong hỗn hợp, ví dụ khi xác định caffein trong dung
dịch trà bằng thuốc thử I2 trong KI.
- Tanin là nhóm chất có tính khử mạnh, trong không khí chúng dễ bị oxy hóa,
nhất là trong môi trường kiềm tính. Các sản phẩm oxy hóa của tanin là những
chất có màu đỏ hoặc nâu gọi là flobaphen. Tanin cũng có thể khử được dung dịch
Fehling khi đun nóng.
- Tanin bị oxy hóa hoàn toàn dưới tác dụng của dung dịch kalipermanganat trong
môi trường acid; tính chất được dùng để định lượng tanin với chất chỉ thị màu là
indigocarmin. Người ta còn có thể định lượng tanin trong hỗn hợp bằng dung
dịch I2 trong môi trường kiềm.
Ngoài những tính chất trên, tanin còn có thể tác dụng với nhiều hợp chất vô cơ và
hữu cơ khác. Đặc biệt dưới tác dụng của các enzyme oxy hóa khử tương ứng,
tanin thực vật dễ dàng bị oxy hóa và ngưng tụ thành các sản phẩm có màu và
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

5


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

không có màu ảnh hưởng trực tiếp đến màu sắc và các chỉ tiêu chất lượng khác
của thực phẩm được chế biến từ nguyên liệu thực vật.
2.1.4 Ý nghĩa của hợp chất phenol trong công nghệ thực phẩm
Các hợp chất phenol thực vật là những chất hoạt động giữ vai trò quyết định
hương vị của nhiều loại sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc thực vật; chúng cũng
ảnh hưởng đến màu sắc hầu hết các sản phẩm thực phẩm và ở một mức độ nhất
định chúng tham gia vào các quá trình tạo ra những cấu tử thơm mới, góp phần
tạo nên mùi thơm đặc biệt cho sản phẩm.
a. Thành phần, hàm lượng các chất phenol trong một số nguyên liệu và sản
phẩm thực phẩm
Các hợp chất phenol trong rau quả
Hàm lượng các hợp chất phenol trong rau quả không cao nhưng chúng ảnh
hưởng đến hương vị, màu sắc của sản phẩm rất lớn, đồng thời ảnh hưởng cả đến
quá trình công nghệ chế biến các loại rau quả đó. Ví dụ như:
- Tạo vị chát đắng, tạo màu đen xám hoặc nâu đỏ làm mất màu tự nhiên của sản
phẩm.
- Trong sản xuất nước quả và rượu vang quả thường gặp hiện tượng tanin kết
hợp với protein và cùng với các chất có tính keo khác nhau có tác dụng làm trong
dung dịch. Trong quá trình tàng trữ rượu vang quả, nhờ có tanin bị oxy hóa thành
các chất quinone và sau đó chính các chất quinone này là những chất rất hoạt
động, tác dụng với một loạt chất khác có tính khử để tạo nên hương thơm độc
đáo cho sản phẩm.
- Do tanin thực vật có khả năng tạo màu với một số kim loại như sắt, kẽm, đồng,

nhôm, chì,... làm mất màu tự nhiên của sản phẩm và ăn mòn dụng cụ, thiết bị làm
bằng kim loại. Cho nên trong công nghệ chế biến rau quả phải chú ý tránh sử
dụng dụng cụ, thiết bị làm bằng các kim loại đó, hơn nữa phải xử lý nước dùng
trong chế biến các loại rau quả.
Phần lớn các hợp chất phenol trong rau quả thuộc nhóm chất flavanon ở dạng
glucoside. Chính dạng này của các chất phenol tạo ra vị đắng. Ngoài ra, trong rau
quả còn có một số chất thuộc nhóm anthocyan, flavone và flavonon cũng ở dạng
glucoside.
Các hợp chất phenol trong lá trà
Trà tươi và trà sản phẩm là nguồn tiêu biểu nhất trong số các nguyên liệu và sản
phẩm thực phẩm có nguồn gốc thực vật không những về thành phần các hợp chất
phenol mà cả về hàm lượng rất cao của nhóm hợp chất này. Đồng thời các nghiên
cứu về sự chuyển hóa các hợp chất phenol trong quá trình trồng trọt và chế biến
trà, trong việc tạo ra hương vị, màu sắc đặc trưng cho các sản phẩm trà cũng
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

6


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

được thừa nhận là đầy đủ nhất và đã đạt được nhiều thành tựu có giá trị cả về
thực tế và lý thuyết để giải thích vai trò, ý nghĩa của hợp chất phenol trong công
nghệ chế biến trà nói riêng và trong công nghệ thực phẩm nói chung.
Về thành phần tổ hợp của tanin trà bao gồm các nhóm chất sau:
- Nhóm chất catechin chiếm khoảng trên 70% tổng lượng tanin trà, gồm các chất:
L – epicatechin; L – epicatechingallate (hình 2); D – catechin;
L – epigallocatechingallate; D, L – gallocatechin

OH
HO

O

OH

OH
HO

O

OH
OH

OH
OH
OC

O

OH

OH
OH
OH

L – epicatechin

L – epigallocatechingallate

Hình 2 Công thức cấu tạo hai dạng catechin trong trà

- Nhóm flavon, chiếm khoảng 1 – 2% chất khô và gồm các chất: campherol
(hình 3) và các dẫn xuất glucoside của nó, như campherol – 3 –
glucorhamnoside; campherol – 3 – diglucorhamnoside, campherol – 3 –
glucoside

HO

O

OH
OH

OH

O

Hình 3 Công thức cấu tạo của campherol

Quercetin (hình 4) và các dẫn xuất glucoside của nó, như các chất quercetin 3 –
glucorhamnoside, quercetin – 3 – rhamnoside, quercetin – 3 –
diglucorhamnoside, quercetin – 3 – glucoside

OH
HO

O

OH
OH

OH

O

Hình 4 Công thức cấu tạo quercetin

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

7


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

Myricetin (hình 5) và các dẫn xuất glucoside của nó, như các chất: myricetin – 3
– glucoside, myricetin – 3 – rhamnoside, myricetin – 3 – glucorhamnoside
OH
HO

O

OH
OH

OH

OH

O

Hình 5 Công thức cấu tạo myricetin

- Các chất thuộc nhóm anthocyanidin và các glucoside của nó (hình 6):
OH
HO

O

OH

OH
OH

Pellagonidin

HO

O

OH
OH

OH

Cyanidin

OH
HO

O

OH

OH
OH OH

Delphynidin

Hình 6 Các chất thuộc nhóm anthocyanidin và các glucoside của nó

Bên cạnh các chất anthocyanidin, trong lá trà còn thấy có nhóm chất
leucoanthocyanidin (flavadiol – 3,4) và các dẫn xuất glucoside của chúng.
- Các nhóm chất phenol khác trong trà
Đáng chú ý trong thành phần hỗn hợp tanin trà là sự có mặt của nhiều chất
phenol thuộc nhóm acid phenolcarboxylic. Người ta đã xác định trong các giống
trà khác nhau các acid gallic, metadigallic, ellagic, caffeic, chlorogenic và
cumarylquinic.
Đặc biệt trong trà sản phẩm, nhất là trong trà đen chứa các hợp chất polyphenol
(tanin ngưng tụ) trong đó có chất theaflavin và theaflavingallate tạo màu vàng
sáng, còn nhóm thearubigin tạo màu đỏ, các hợp chất bisflavanol không màu.
Về hàm lượng các hợp chất polypeptide trong lá trà phụ thuộc vào giống trà, thời
vụ thu hái, điều kiện canh tác, thổ nhưỡng và nhất là độ trưởng thành của lá trà
(tuổi lá),… mà thay đổi khác nhau, đồng thời phụ thuộc vào phương pháp chế
biến trà mà hàm lượng của chúng trong sản phẩm cũng khác nhau. Ví dụ: hàm
lượng tanin trong nguyên liệu (búp tôm 2, 3 lá non) chiếm 20 – 30% chất khô,
sau khi chế biến thành trà xanh hàm lượng của chúng giảm đi 1 – 2% chất khô

hay khoảng 5 – 10% tổng lượng ban đầu, cũng nguyên liệu đó nếu đem chế biến
thành trà đen thì hàm lượng tanin trong sản phẩm giảm đi 30 – 50% hàm lượng
ban đầu hay 10 – 15% so với chất khô.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

8


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

b. Những biển đổi chủ yếu của hợp chất phenol trong chế biến thực phẩm
Sự biến đổi thành phần và hàm lượng các hợp chất phenol
Hợp chất phenol thực vật là những chất dễ bị oxy hóa trong các điều kiện khác
nhau: ở nhiệt độ bình thường trong không khí ẩm, phản ứng này được tăng cường
ở nhiệt độ cao và nhất là trong môi trường kiềm tính; đặc biệt các hợp chất
phenol bị oxy hóa rất mãnh liệt dưới tác dụng của enzyme oxy hóa với sự có mặt
của oxy trong không khí hoặc có mặt các oxy nguyên tử được giải phóng ra từ
các peroxide.
Dù ở điều kiện nào, sản phẩm oxy hóa đầu tiên của các hợp chất phenol đều là
các chất octoquinone tương ứng. Các octoquinone này là những chất rất hoạt
động, chúng có thể gây ra hàng loạt các phản ứng quan trọng: hoặc là tự ngưng tụ
với nhau để tạo ra các sản phẩm có màu và không có màu, tan và không tan trong
nước hoặc là kết hợp với các protein để tạo thành các chất kết tủa có màu hoặc
không màu, chúng còn có khả năng phân giải nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau
có mặt trong hệ thống phản ứng. Do tham gia vào một loạt các phản ứng nên hàm
lượng các hợp chất phenol giảm xuống kéo theo làm giảm một lượng đáng kể các
hợp chất hữu cơ khác.

Tuy nhiên, mức độ làm giảm hàm lượng các hợp chất phenol phụ thuộc vào
nhiều yếu tố. Ví dụ, trong quá trình chế biến nguyên liệu thực vật, nếu đã có giai
đoạn diệt enzyme triệt để, dưới tác dụng của nhiệt độ cao và ẩm thì hàm lượng
của chúng giảm đi ít hơn nhiều lần so với dưới tác dụng của enzyme oxy hóa,
như trong trà xanh các chất phenol giảm đi khoảng 10% so với tổng lượng ban
đầu, còn trong trà đen giảm đi khoảng 30 – 50% tổng lượng ban đầu vì trong quá
trình sản xuất trà đen có giai đoạn lên men.
Trong quá trình biến đổi, bên cạnh việc làm giảm hàm lượng còn có sự thay đổi
lớn cả về chất, tức là làm thay đổi thành phần tổ hợp của hỗn hợp các hợp chất
phenol: các hợp chất phenol đơn giản (polyhydroxyl phenol – monomer) giảm
xuống, còn các hợp chất phenol phân tử cao (polyphenol hay tanin kết hợp) lại
tăng lên (bảng 1). Nhờ đó có sự thay đổi về tính chất của vị sản phẩm: từ vị đắng
chát khó chịu chuyển thành vị chát dịu hợp khẩu vị.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

9


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

Bảng 1 Biến đổi hàm lượng các thành phần tổ hợp của tanin trà
Đơn vị tính: % chất khô

Giai đoạn
Tổng
chế biến
lượng

Nguyên
19,75
liệu
Trà đen
8,10
Biến đổi
-11,65

Tanin hòa tan
Nhóm
Nhóm tanin
catechin đặc biệt

Tổng
lượng

Tanin kết hợp
Nhóm
Nhóm tanin
catechin đặc biệt

17,10

2,65

1,90

0,70

1,20

2,30
-14,80

5,80
3,25

6,25
+4,35

0,75
+0,05

5,50
+4,30

Nguồn Lê Ngọc Tú (2003), Hóa học thực phẩm, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật

Từ số liệu bảng 1 cho thấy tổng lượng tanin hòa tan giảm xuống, nhưng chủ yếu
là giảm hàm lượng nhóm chất catechin có vị chát đắng mạnh, còn nhóm tanin
đặc biệt có vị chát dịu lại tăng lên. Tuy tổng lượng tanin giảm nhiều nhưng chỉ
chuyển sang trạng thái không tan một phần, phần còn lại chuyển thành chất màu
hòa tan.
Nhóm tanin đặc biệt tăng lên nhưng sau đó chuyển sang trạng thái kết hợp là chủ
yếu, còn nhóm chất catechin giảm xuống nhưng lại chuyển sang tạo chất màu đặc
trưng cho trà đen.
Phản ứng tạo chất thơm với acid amin
Trong quá trình chế biến thực phẩm có nguồn gốc thực vật, dưới tác dụng của
nhiệt độ cao ở các giai đoạn sao, nướng, sấy hoặc chưng cất,… đặc biệt dưới tác
dụng của các enzyme oxy hóa ở các giai đoạn lên men, các hợp chất phenol đều

bị oxy hóa và chuyển thành các octoquinone tương ứng. Trong trường hợp này,
nếu trong hệ thống phản ứng có mặt các acid amin, các octoquinone sẽ thực hiện
phản ứng cộng với các acid amin đó. Sau đó, các sản phẩm của phản ứng cộng
một lần nữa lại bị oxy hóa thành các octoquinone tương ứng. Chính dạng
octoquinone này tiếp tục tác dụng với những acid amin còn lại để tiến hành các
quá trình deamin hóa, khử CO2 và giải phóng ra các aldehyde bay hơi có mùi
thơm tương ứng.
Phản ứng ngăn cản sự tạo màu từ hợp chất phenol
Khi các hợp chất phenol thực vật bị oxy hóa thành các octoquinone, các sản
phẩm oxy hóa trung gian này rất hoạt động và luôn có xu hướng thực hiện quá
trình tự ngưng tụ với nhau để tạo thành các chất màu tương ứng. Hiện tượng này
có phổ biến trong quá trình chế biến các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật và cả
trong quá trình bảo quản các sản phẩm thực phẩm có chứa các hợp chất phenol.
Đây là nguyên nhân làm mất màu tự nhiên của các loại nước ép quả, rau khô và
làm tối màu nước pha của các loại trà bảo quản lâu ở nơi không thuận lợi.
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

10


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

Tuy nhiên, sau khi các hợp chất phenol bị oxy hóa, nếu trong hệ thống phản ứng
có mặt những chất khử mạnh như glucose, acid ascorbic (vitamin C),… thì các
octoquinone sẽ oxy hóa chúng còn bản thân sẽ trở lại trạng thái ban đầu, không
còn khả năng ngưng tụ thành các chất màu nữa.
Phản ứng tạo màu của các hợp chất phenol thực vật
Ngoài các phản ứng tạo màu với các kim loại nặng, với acid amin, protein và

đường, các hợp chất phenol thực vật còn có vai trò rất lớn trong sự tạo thành các
chất màu đặc trưng cho từng loại sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc thực vật
bằng con đường tự oxy hóa ngưng tụ dưới tác dụng của các enzyme oxy hóa.
Trong nguyên liệu thực vật tươi chứa các enzyme oxy hóa khác nhau, và chúng
tạo ra sự chuyển hóa các hợp chất phenol cũng khác nhau. Các enzyme thường
được chú ý đến như: catalase, peroxidase và polyphenol oxidase.
- Catalase thường có mặt trong nguyên liệu thực vật ở cả hai trạng thái tự do và
liên kết, cả hai dạng đều rất hoạt động khi tiếp xúc với tác chất. Tuy nhiên,
catalase không trực tiếp tham gia vào sự oxy hóa các hợp chất phenol, chúng có
khả năng phân giải mạnh H2O2 trong các tế bào thực vật để giải phóng oxy góp
phần thúc đẩy sự oxy hóa các hợp chất phenol dưới tác dụng của enzyme
peroxidase và polyphenol oxidase.
- Polyphenol oxidase xúc tác cho sự oxy hóa ngưng tụ các hợp chất phenol với
sự tham gia của oxy phân tử từ không khí. Trong thực vật, polyphenol oxidase
tồn tại ở cả hai dạng tự do và liên kết rất hoạt động trong đó chủ yếu ở dạng liên
kết. Do đó, muốn phát huy tác dụng của nó phải phá vỡ tế bào thực vật để
enzyme này tiếp xúc tốt với tác chất, đồng thời để oxy của không khí xâm nhập
sâu vào trong dịch chiết tế bào. Polyphenol oxidase có ý nghĩa đặc biệt quan
trọng trong quá trình lên men trà đen để tạo ra màu sắc đặc trưng cho sản phẩm.
Trong lá trà tươi, enzyme này hầu như tồn tại ở dạng liên kết: trong lá trà non
chiếm trên 80%, trong trà già 100%.
- Peroxidase xúc tác cho sự oxy hóa ngưng tụ các hợp chất phenol thực vật
nhưng không sử dụng trực tiếp oxy phân tử của không khí mà phải dựa vào sự
phân giải H2O2 để sử dụng oxy nguyên tử. Enzyme này cũng tồn tại ở cả hai
trạng thái trong tế bào thực vật, ví dụ ở lá trà non, trạng thái tự do của nó chiếm
khoảng 50% nhưng trong lá già chỉ còn khoảng 20%.
Hai enzyme polyphenol oxidase và peroxidase tuy cùng xúc tác quá trình oxy
hóa ngưng tụ của các hợp chất phenol thực vật nhưng chúng có chức năng khác
nhau trong sự tạo ra sự chuyển hóa các hợp chất đó cả về mức độ ngưng tụ và
đặc tính của các sản phẩm ngưng tụ.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

11


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

2.2 Sơ lược về nguyên liệu trà
2.2.1 Giới thiệu chung về trà
Cây trà (Hình 7) có tên khoa học là Camellia sinensis (L.) O.Kuntze và được xếp
trong hệ thống phân loại thực vật như sau:
- Ngành hạt kín Angiospermae
- Lớp song tử diệp (hai lá mầm) Dicotyledonae
- Bộ Trà Theales
- Họ Trà Theaceae
- Chi Trà Camellia (Thea)
- Loài Camellia (Thea) sinensis

Hình 7 Cây trà và búp trà

Đối với hầu hết mọi người nói chung và người châu Á nói riêng thì trà là thức
uống hết sức quen thuộc và nó còn thể hiện phong cách nghệ thuật cổ truyền đặc
trưng cho phong tục tập quán của một số nước trên thế giới. Bên cạnh chức năng
giải khát, trà còn có tác dụng sinh lý rất rõ rệt đối với sức khỏe con người. Thành
phần caffeine và một số alkaloid khác trong trà có tác dụng kích thích hệ thần
kinh trung ương, vỏ đại não làm cho tinh thần minh mẫn, giảm mệt nhọc sau khi
lao động. Trà còn có tác dụng phòng và trị được nhiều loại bệnh khác nhau, đặc

biệt là các bệnh về tim mạch, ung thư.
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.
Búp trà là giai đoạn non của một cành trà, được hình thành từ các mầm 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
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

12


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

trưởng 2 – 3 tuổi bắt đầu ra hoa, mọc từ chồi sinh thực ở nách lá. Trà nguyên liệu
sử dụng trong công nghiệp chế biến chủ yếu là 1 tôm và 2 – 3 lá non.
2.2.2 Thành phần hóa học của lá trà tươi
Phẩm chất của trà thành phẩm được quyết định bởi những thành phần hóa học
của nguyên liệu và kỹ thuật chế biến. Thành phần sinh hóa của trà biến động rất
phức tạp phụ thuộc vào giống, tuổi trà, điều kiện đất đai, địa hình, kỹ thuật canh
tác, mùa thu hoạch,… Những thành phần hóa học của trà được thể hiện tương đối
đầy đủ trong bảng 2.
Bảng 2 Thành phần hóa học của lá trà tươi
Thành phần
Catechin

(-)-Epigallocatechin gallate
(-)-Epicatechin gallate
(-)-Epigallo catechin
(-)-Epicatechin
(+)-Catechin
(+)-Gallocatechin
Flavonol và flavonol glucoside
Polyphenolic acid và dẫn xuất
Leucoanthocyanin
Chlorophyll và các chất màu khác
Khoáng
Caffeine
Theobromine
Theophylline
Amino acid
Acid hữu cơ
Monosaccharide
Polysaccharide
Cellulose và hemicellulose
Pectin
Lignin
Protein
Lipid
Các hợp chất dễ bay hơi

% khối lượng chất khô
25 – 30
8 – 12
3–6
3–6

1–3
1–2
3–4
3–4
3–4
2–3
0,5 – 0,6
5–6
3–4
0,2
0,5
4–5
0,5 – 0,6
4–5
14 – 22
4–7
5–6
5–6
14 – 17
3–5
0,01 – 0,02

Nguồn Tống Văn Hằng (1985), Cơ sở sinh hóa và kĩ thuật chế biến trà, Tp.HCM trích dẫn bởi Nguyễn
Hải Hà, (2006), Nghiên cứu trích ly polyphenol từ trà (Camellia sinensis L.), Luận văn Thạc sĩ, Đại học
Bách khoa Tp.HCM.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

13

Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

a. Nước
Nước là thành phần chủ yếu trong búp trà. Nước có quan hệ đến quá trình biến
đổi sinh hóa trong búp trà và đến sự hoạt động của các enzyme và là chất quan
trọng không thể thiếu được để duy trì sự sống của cây. Hàm lượng nước trong
búp trà thay đổi tùy theo giống, tuổi cây, đất đai, kỹ thuật canh tác, thời gian hái
và tiêu chuẩn hái,… Trong búp trà (tôm + 3 lá) hàm lượng nước thường có từ 75
– 82%. Để tránh sự hao hụt những vật chất trong búp trà qua quá trình bảo quản
và vận chuyển, phải cố gắng giảm bớt sự bay hơi nước trong búp trà sau khi hái.
b. Polyphenol (tanin)
Những hợp chất polyphenol trong trà có thể chiếm tới 35% trọng lượng khô của
trà. Thành phần chính của các polyphenol trong trà là:
- Các flavanol, như (-)-epicatechin gallate (ECG), (-)-epigallocatechin (EGC),
(-)- epigallocatechin gallate (EGCG), (-)- epicatechin (EC), (+)-gallocatechin
(GC), (+)-catechin (C) và các dẫn xuất.
- Flavonol (quercetin, campherol, và các dẫn xuất glycoside).
- Flavone (vitexin, isovitexin).
- Phenolic acid và các dẫn xuất (gallic acid, chlorogenic acid, theogallin).
- Các dạng hợp chất như theaflavin, thearubigin chiếm tỉ lệ rất thấp trong búp trà
và lá trà non nhưng tăng dần tỉ lệ trong các lá trà già hơn.
Hàm lượng polyphenol tổng trong búp trà nằm trong khoảng từ 20 đến 35%,
trong đó các flavanol chiếm hơn 90% tổng hàm lượng polyphenol trong trà. Đây
là một trong những thành phần quyết định phẩm chất trà. Tỉ lệ các thành phần
trong nhóm chất này cũng không giống nhau và thay đổi theo giống trà, vị trí địa
lý và điều kiện môi trường,…
c. Caffeine

Ankaloid chính của trà là caffeine, có tác dụng dược lý, tạo cảm giác hưng phấn
cho người uống. Caffeine là dẫn xuất của purine có tên gọi theo cấu tạo là 1, 3, 5trimethylxanthine, chiếm khoảng 3 – 4% tổng lượng chất khô trong lá trà tươi.
Và điều đặc biệt là hàm lượng caffeine trong lá trà cao hơn trong cà phê từ 2 – 3
lần.
Caffeine có khả năng liên kết với tanin và các sản phẩm oxi hóa của tanin để tạo
nên các muối tanat caffeine. Các muối này tan trong nước nóng, không tan trong
nước lạnh và tạo nên hương thơm, và sắc nước trà xanh, giảm vị đắng và nâng
cao chất lượng trà thành phẩm.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

14


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

d. Protein và acid amin
Protein là hợp chất hữu cơ phức tạp chứa nitơ và phân bố không đồng đều trong
búp trà, chiếm khoảng 15% tổng lượng chất khô của lá trà tươi và thay đổi tùy
theo giống, thời vụ, điều kiện canh tác và các yếu tố khác.
Protein có thể kết hợp trực tiếp với tanin, polyphenol, tạo ra những hợp chất
không tan làm đục nước trà đen. Nhưng trong chế biến trà xanh protein kết hợp
với một phần tanin làm cho vị đắng và chát giảm đi, vì thế ở chừng mực nào đó
protein có lợi cho phẩm chất trà xanh.
Ngày nay, người ta đã tìm thấy 17 acid amin có trong trà. Trong đó 10 acid amin
cơ bản là: phenylalanine, leucine, isoleucine, valine, tyrosine, glutamine, serine,
glutamic, aspartic và theanine (5-N-ethylglutamine). Các acid amin này có thể
kết hợp với đường, tanin tạo ra các hợp chất aldehyde, alcol có mùi thơm cho trà

đen, và chúng cũng góp phần điều vị cho trà xanh.
Khoảng 50% acid amin trong lá trà tồn tại ở dạng tự do. Trong đó theanine chiếm
hàm lượng cao nhất, khoảng 50 – 60% tổng hàm lượng acid amin tự do, tiếp theo
là aspartic acid và arginine. Theanine là acid amin đặc trưng của cây trà, chỉ có
thể tìm thấy ở các cây họ trà và một số ít các loài nấm. Khác với các acid amin
khác được tổng hợp tại lá trà, theanine được tổng hợp tại bộ rễ của cây và vận
chuyển lên lá.
e. Carbohydrate
Trong thành phần carbohydrate của trà bao gồm hợp chất cellulose, hemicellulose và đường tự do, đáng quan tâm nhất là đường tự do (glucose, fructose,
sucrose,…) vì đó là nguồn nguyên liệu chính để tổng hợp catechin trong lá trà.
Ngoài ra còn có các polysaccharide như galactose, galacturonic acid, ribose,…
Dưới tác dụng của nhiệt và các yếu tố khác, các loại đường sẽ biến đổi tạo nên
hương vị đặc trưng cho thành phẩm. Ngoài ra, các loại đường còn tác dụng với
protein, acid amin tạo nên hương thơm cho trà.
f. Các chất màu
Các chất màu trong lá trà gồm có: Anthocyanidin (cyanidin, delphynidin),
carotenoids, chlorophyll. Các hợp chất màu có vai trò quan trọng trong tạo màu
cho thành phẩm. Các sắc tố này cũng biến động theo giống, mùa và biện pháp
canh tác kỹ thuật.
g. Vitamin và khoáng
Trong búp trà chứa hầu hết các loại vitamin như vitamin A, B1, B2, PP, đặc biệt
vitamin C có rất nhiều trong trà, cao gấp 3- 4 lần so với cam, chanh. Trong quá
trình chế biến trà đen hàm lượng vitamin C giảm nhiều, còn trong trà xanh thì
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

15


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

giảm không đáng kể. Vì vậy hàm lượng vitamin C trong trà xanh thường cao gấp
10 lần so với trà đen.
Trong trà thành phần khoáng chủ yếu là K, chiếm gần 50 % tổng lượng khoáng.
h. Enzyme
Là nhân tố quan trọng trong quá trình sinh trưởng và chế biến trà, đặc biệt trong
chế biến trà đen. Enzyme có vai trò quyết định chiều hướng biến đổi các phản
ứng sinh hóa trong giai đoạn làm héo, vò, lên men. Trong búp trà có 2 loại
enzyme chủ yếu:
- Nhóm enzyme thủy phân: amylase, protease, glucosidase, …
- Nhóm enzyme oxi hóa – khử: peroxidase, polyphenol oxidase, …
Enzyme peroxidase, polyphenol oxidase đóng vai trò quan trọng nhất và có tác
dụng khác nhau trong quá trình lên men trà đen. Các enzyme này đều hoạt động
mạnh ở 45°C, đến 70°C thì hoạt động yếu hẳn đi và ở nhiệt độ cao hơn sẽ bị vô
hoạt hoàn toàn. Trong chế biến trà xanh, không cần tạo nên những biến đổi sinh
hóa cho tanin, nên enzyme không có ích cho quá trình chế biến. Vì vậy ngay từ
giai đoạn đầu của quá trình chế biến trà xanh người ta phải dùng nhiệt độ cao để
vô hoạt enzyme bằng cách chần hoặc sao.
i. Các nhóm hợp chất khác
- 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, oleic và palmitic,…
- Các hợp chất carotenoids: 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 tươi.
- Kim loại: các chất vô cơ chiếm khoảng 5 – 6% khối lượng khô của trà, 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 một phần các
kim loại, đặc biệt là nhôm, tìm thấy trong trà dưới dạng phức chelate với các
catechin .
- Các chất dễ bay hơi (tinh dầu trà): thành phần tinh dầu trà chiếm tỉ lệ rất thấp
trong tổng khối lượng của lá trà (<0,01%).

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

16


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

2.3 Nhóm hợp chất catechin trong trà
2.3.1 Cấu tạo
Catechin (Hình 8) là hợp chất thuộc họ flavonoid, nhóm flavanol – 3. Trong phân
tử có 15 carbon bao gồm hai vòng 6 carbon A và B được nối với nhau bởi 3 đơn
vị carbon ở vị trí 2, 3, 4 hình thành một dị vòng C chứa một nguyên tử oxy.
Về mặt cấu trúc, catechin là hợp chất flavanol, được đặc trưng bởi cấu trúc C6 –
C3 – C6, tương ứng với sự thay thế 2- phenyl bằng benzopyran và pyron. Trong
công thức có chứa hai carbon bất đối ở vị trí 2 và 3, không chứa nối đôi ở vị trí 2,
3 và 4-oxo

Hình 8 Cấu tạo khung cơ bản của nhóm hợp chất catechin và cách đánh số carbon
(Nguồn Maurice R. Marshall, Jeongmok Kim and Cheng-I Wei, Enzymatic Browning in Fruits,
Vegetables and Seafoods, Food Science and Human Nutrition Department University of Florida, 2000.)

2.3.2 Tính chất lý hóa
- Có 6 catechin chính (Hình 9) thường hiện diện trong trà và được chia thành 2
nhóm là: nhóm catechin tự do bao gồm C, EC, GC, EGC (vị trí carbon số 3 có
chứa nhóm hydroxyl) và nhóm đã bị ester hóa hay nhóm galloyl catechin bao
gồm ECG, EGCG (nhóm hydroxyl ở vị trí thứ 3 được thay bằng một nhóm
gallate).
- Hàm lượng catechin trong búp trà (Bảng 3) thay đổi theo từng bộ phận riêng
biệt của búp.
- Catechin là hợp chất không màu, tan trong nước, có vị đắng, chát. Catechin
không chỉ có trong trà mà còn được tìm thấy trong rượu vang đỏ, táo, nho, và
chocolate nhưng trà là thức uống duy nhất có chứa GC, EGC, ECG, EGCG.
- Tác dụng với FeCl3 cho kết tủa xanh thẫm hoặc xanh nhạt tùy 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.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

17


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

Trong quá trình phát triển của lá trà, dưới tác dụng của các enzyme, các catechin
bị chuyển dần thành các hợp chất tanin và giảm dần hàm lượng trong lá trưởng
thành.

Hình 9 Công thức cấu tạo của các hợp chất catechin chính trong trà.
Nguồn />
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

18


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008

Trường Đại học Cần Thơ

Bảng 3 Hàm lượng catechin trong từng bộ phận riêng biệt của búp trà
Đơn vị mg/g chế phẩm chiết bằng ethyl acetate

Catechin

Lá thứ 1

Lá thứ 2

Lá thứ 3

Lá già

Cọng

EGC

122,10

152,27

206,42

232,36

222,08

GC
EC
EGCG
ECG
Tổng lượng catechin

0
45,53
580,54
138,52
886,69

0
47,84
577,93
132,27
910,31

0
45,16
431,14
103,09

786,11

0
45,16
431,14
103,09
701,82

68,79
65,65
292,93
87,98
737,40

Nguồn Tống Văn Hằng (1985), Cơ sở sinh hóa và kĩ thuật chế biến trà, Tp.HCM

2.3.3 Biến đổi sinh học của hợp chất catechin
Trong quá trình chế biến ra các sản phẩm trà, các catechin bị biến đổi tạo thành
các hợp chất tạo màu và mùi vị cho các sản phẩm trà khác nhau. Đóng vai trò
chính trong quá trình này là enzyme polyphenol oxidase. Enzyme trong lá trà
được chứa trong các cấu trúc riêng của tế bào lá, trong quá trình chế biến,
enzyme chuyển hóa dần các hợp chất catechin thành các tanin bậc cao (Hình 10).

Hình 10 Quá trình chuyển hóa hợp chất catechin trong trà bởi enzyme polyphenol oxidase
Nguồn Nguyễn Hải Hà, Nghiên cứu trích ly polyphenol từ trà (Camellia sinenics L.), Luận văn thạc sĩ,
Đại học Bách khoa Tp.HCM, 2006

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

19