quá trình lên men chè đen

II.Các Biến Đổi Trong Quá Trình Lên Men và
yếu tố ảnh hướng

Chè Đen


II.1.Các Biến Đổi

1.Biến Đổi Vật Lý
Nhiệt Độ: Quá trình lên men lá chè được bắt đầu từ ngay giai đoạn vò chè khi các tế bào của lá bị phá vỡ cho đến  khi xếp chè vào khay và đặt trong
phòng lên men các quá trình oxy hóa trong chè mới xảy ra mãnh liệt. Nhiệt độ của khối chè lên men tăng lên cho đến khi kết thúc quá trình lên men, sau
đó bắt đầu giảm xuống.
0
Trong thời gian lên men tại phòng lên men nhiệt độ của khối chè tăng lên từ 2-5 C,  phụ thuộc vào chất lượng chè ban đầu, độ dày của lớp chè
trong khay lên men, mức độ vò đập, nhiệt độ không khí và các yếu tố khác. Sự gia tăng nhiệt độ có liên quan chặt chẽ đến quá trình oxy hóa xảy ra trong
lá chè.
Sau khi lên men được 1.5-2 giờ kể từ sau khi phân loại chè vò, nhiệt độ của khối chè tăng lên tối đa và không đổi trong một khoảng thời gian
ngắn, sau đó bắt đầu giảm xuống. Khi nhiệt độ của khối chè lên men bắt đầu giảm xuống có thể kết thúc quá trình lên men tại đây.
Nhiệt độ của khối chè lên men là một trong các chỉ tiêu khách quan để xác định điểm kết thúc của quá trình lên men .


2.Biến Đổi Hoc Học



Các biến đổi về chất màu:

Màu sắc của chè đen khi pha không phải là màu đen, mà có màu cam sáng, hơi đỏ hay đỏ nâu. Các chất màu đặc trưng

cho chè đen được hình thành chủ yếu trong quá trình lên men. Chất màu của chè đen là tổng hợp của nhiều hợp chất tạo màu
khác nhau gồm các loại chính sau:



Theaflavins (TFs)
Thành phần TFs trong chè đen chiếm khoảng 0.2 – 0.3 %. Trong chè đen có 4 loại TFs chính gồm Theaflavin,

Theaflavin 3– gallate, Theaflavin 3’– gallate, và Theaflavin – 3, 3’– gallate.


Các Theaflavin này được tạo thành bởi sự oxi hóa các hợp chất quinon. Dưới tác dụng của enzyme polyphenoloxidase chuyển hóa từ
Epicatechin và Epigallocatechin thành các hợp chất trung gian là các hợp chất quinon, cụ thể nhóm Galloyl ester của catechin bị oxi hóa tạo thành
benzotropolone. Cuối cùng các hợp chất quinon này kết hợp lại với nhau tạo nên các loại Theaflavin khác nhau. Chính chất này tạo màu cam cho
nước chè khi pha. Trong các loại Theaflavin, Theaflavin monogallate tạo màu sắc sáng hơn Theaflavin, Theaflavin digallate cho màu sáng hơn
nhiều so với Theaflavin monogallate.
EGC          +          EC         –        Theaflavin
EGCG       +          EC         –        Theaflavin-3 monogallate
EGCG       +          ECG      –        Theaflavin–3’3’ digallate
EGC          +          ECG      –      Theaflavin–3’-monogallate
GC            +          EC         –        Isotheaflavin
GC            +          C           –        Neotheaflavin




Thearubigins(TRs)
Trong chè đen Thearubigin chiếm khoảng 10 – 20 %, là hỗn hợp các chất màu phenol, có khối lượng phân tử từ 700 đến

40.000 Da. Chúng được tạo thành do phản ứng trùng ngưng. TRs được tạo thành do sự oxi hóa bất kỳ Catechin nào hoặc do sự
kết hợp giữa chúng dưới sự xúc tác của enzyme Peroxidase. Trong quá trình lên men, một lượng lớn TRs tăng lên tương ứng với
lượng TFs giảm đi. Điều đó chứng tỏ có sự chuyển hóa TFs thành TRs trong quá trình lên men. Thearubigin tạo màu đỏ nâu cho
chè đen.
Cùng một lọai chè đen có nguồn gốc từ các vùng khác nhau sẽ có màu sắc khác nhau. Chính mối quan hệ giữa
Theaflavin và Thearubigin quyết định cho màu sắc của nước chè khi pha. Nếu hàm lượng TFs cao thì nước chè có màu sáng hơn,
ngược lại nếu hàm lượng TRs quá cao sẽ làm cho nước chè có màu nâu tối.
Trong quá trình tạo màu TRs, có thể xảy ra các phản ứng trùng ngưng không thích hợp các Catechin và các hợp chất
phenol khác tạo nên các sản phẩm kém tan trong nước chè. Đây chính là nguyên nhân làm cho nước chè bị đục.




Anthocyanidin
Trong quá trình lên men, anthocyanidin bị oxi hóa tạo nên các chất tan trong nước tạo cho nước chè có màu đồng đỏ.

Khi hàm lượng anthocyanidin trong chè nguyên liệu càng nhiều thì màu nước chè đen thành phẩm càng đẹp. 
Bên cạnh TFs, TRs, Anthocyanidin tạo màu chính cho sản phẩm chè đen, các phản ứng tạo phức của các mono- và
disaccharide, các acid amin cũng góp phần tạo nên màu sắc cho chè. Trong quá trình lên men, hàm lượng monosaccharide giảm
từ 1.97% xuống 1.64 %, disaccharide giảm từ 1.25% xuống 0.5%. 
Như vậy catechin có ảnh hưởng quan trọng hình thành các chất màu đặc trưng cho chè đen.
Mức độ oxy hoá các polyphenol phụ thuộc vào điện thế oxy hoá khử. Trong chè, mức độ oxy hoá xếp theo thứ tự:
chlorogenic acid > catechins >gallocatechins. Trong một hỗn hợp cơ chất, chất có thế oxy hoá khử thấp nhất sẽ bị oxy hoá đầu
tiên. Acid gallic, theogallin, flavone glycosides chỉ bị oxy hoá khi có mặt các chất mang thích hợp ( Roberts và Rusell, 1957).
Trong chè đen, nếu EGC và các ester galloyl của chúng không bị oxy hoá hoàn toàn trong quá trình lên men thì các catechin và
acid chlorogenic không bị biến đổi hoàn toàn ( Roberts và cộng sự, 1957).Do đó, trong chè đen, các sản phẩm của quá trình oxy
hoá có thể có nguồn gốc từ EGC và các gallate của chúng.
 

Có sự khác nhau về tốc độ và mức độ oxy hoá EGCG và ECG trong quá trình lên men. EGC và các gallate của
chúng được hình thành với tốc độ nhanh hơn so với ECG. Cả hai flavonoid này đều bị epimer hoá tại vị trí C 2.
Flavandiols là một monomer phức tạp giữa flavanol ở trạng thái không bền và các sản phẩm oxy hoá của chúng.
Flavandiol bị oxy hoá một cách từ từ, trong khi đó, flavanol thì không bị ảnh hưởng ( Millin, 1987). Trong giai đoạn
đầu của quá trình lên men, thearubigin hình thành rất chậm nhưng sau đó tăng lên khi mà theaflavins đạt đến mức cực
đại.




Các biến đổi về mùi:
Chè đen có mùi thơm nhẹ, dễ chịu, giống như mùi táo chín, mùi hoa hồng. Mùi của nước chè khi pha là tổng hợp của

nhiều hợp chất tạo mùi khác nhau. Có thể chia các hợp chất tạo mùi thành 2 nhóm:



Các chất tạo mùi có sẵn trong nguyên liệu
Trong lá chè tươi có nhiều hợp chất tạo mùi khác nhau. Trong đó, một số hợp chất dễ bị bay hơi trong quá trình làm héo,

đặc biệt trong quá trình sấy khô, như b, g– hexenol, n-hexanol, a, b– hexenal. Trong chè đen còn một số tinh dầu bền nhiệt như
benzylic, benzyl methylic, benzaldehyde, geraniol, linool và các ester của chúng với acid caproic, cùng một số aldehyde khác.
Owour phân chia các hợp chất dễ bay hơi ( volatile flavour compounds: VFC) thành 2 nhóm: VFC I và VFC II. VFC I tạo
hương vị “ grass-type”, còn VFC II tạo hương vị “ flowery- type” cho chè. Do đó, tỷ lệ giữa VFC II và VFC I được xem là chí số
đánh giá hương vị của chè. Chỉ số này lớn, hương vị chè càng đậm.




Các chất tạo mùi hình thành trong quá trình chế biến
Người ta đã xác định được hơn 600 hợp chất có ảnh hưởng đến mùi của chè thành phẩm, trong đó các rượu monoterpene (như linalool,

gernariol), các rượu thơm (rượu benzylic, 2– phenylethanol) là những thành phần chính tạo nên mùi thơm cho chè. Người ta cho rằng những chất mùi
có chức rượu này có mặt trong lá chè dưới dạng các glycoside, trong quá trình lên men sẽ được giải phóng bởi enzyme nội bào glycosidase. Các
glycoside tiền thân cho những chất tạo mùi trong chè này đã được phân lập, chủ yếu là các diglycoside, gồm các thành phần như sau: b–
primeveroside (6–o–b–D– xylopyranosyl–b–D– glucopyranoside), b– acuminoside (6–o–b–D– apifuranosyl–b–D– glucopyranoside), và b–D–
glucopyranoside.. Trong đó, b– primeveroside là glycoside được tìm thấy nhiều nhất. Bên cạnh đó, người ta cũng đã phân lập được 1 enzyme có khối
lượng phân tử là 61 kDa, làm nhiệm vụ thủy phân các glycoside tiền thân này trong chè tươi để tạo các hợp chất mùi cho chè đen, và đặt tên là β–
glycosidase.

Các sản phẩm của quá trình thủy phân bởi β – glycosidase


Hương thơm của chè thành phẩm cũng được góp phần bởi sự tương tác giữa đường và acid
amin, giữa acid amin và tanin. Hiện vẫn còn rất nhiều giả thiết về cơ chế tạo hương thơm trong quá
trình lên men chè đen, song các hợp chất tạo hương thơm có thể thống nhất theo bảng sau:


Catechin có ảnh hưởng đến sự tạo thành mùi thơm cho chè. Các đồ thị dưới đây cho thấy khi hàm lượng catechin giảm sẽ
làm cho tổng hàm lượng các chất thơm tăng, đặc biệt là các rượu monoterpene, đây là chất rất quan trọng đối với hương chè đen
thành phẩm. Bên cạnh đó, Takeo và đồng nghiệp (1985) đã chứng minh rằng, nếu như loại bỏ được hoàn toàn catechin thì sự tạo
thành các hợp chất thơm như geraniol và linalool sẽ tăng lên đáng kể.

Sự thay đổi của tổng hàm lượng các chất mùi và hàm lượng catechin trong các giai đoạn sản xuất


 Các biến đổi về vị
Vị của chè được tạo nên do sự cân bằng giữa các vị cơ bản như: đắng, chát, ngọt, umami. Mặc dù vị đắng, chát gây cảm giác khó chịu
nhưng đối với sản phẩm chè hai vị  này là tính chất quan trọng tạo nên chất lượng cho nước chè pha.

•

Vị đắng, chát trong chè là do Catechin. ECG, EGCG tạo vị đắng và chát, trong khi EGC, EC, tạo nên vị đắng và hậu vị ngọt. Cường
độ vị đắng, chát có thể xếp theo thứ tự sau ECG>EGCG>GCG>EC>EGC = GC>C. Từ đó cho thấy Gallated catechin có vị đắng và chát hơn
các non-gallated Catechin. Bên cạnh các Catechin có sẵn trong nguyên liệu, các Theaflavin được tạo thành trong quá trình lên men cũng góp
phần tạo vị cho chè. Trong đó, Theaflavin digallate có vị đắng và chát hơn hẳn so với Theaflavin monogallate.
Caffein trong chè chiếm khoảng 2.5 – 4 %, tạo vị đắng gắt cho chè. Trong quá trình lên men có sự tạo phức giữa caffein và hợp chất phenol
làm giảm hàm lượng

•
•

Caffein giúp điều vị cho nước chè pha. Sản phẩm của quá trình này là Caffein Tannate, tan trong nước nóng không tan trong nước lạnh.
Các Flavonoid có trong chè thường có vị đắng nhiều hơn chát và khi các Flavonoid có kích thước hay khối lượng phân tử càng tăng
thì có vị chát nhiều hơn đắng. Trong quá trình lên men, các Polymer Flavonoid bị thủy phân tạo các mạch nhỏ hơn làm cho chè đen có vị đắng
nhiều hơn. Vị đắng này dịu, dễ chịu hơn vị đắng của Caffein.


3.Biến đổi hóa lý
Sự thay đổi hàm lượng rượu methylic
Theo Goghia trong thời gian vò và lên men có sự biến đổi hàm lượng rượu methylic về tổng số cũng như về dạng tự do
như sau: 

Theo bảng trên ta thấy, từ lúc phá vỡ các tế bào của lá chè và có sự tiếp xúc của dịch ép với không khí đã xảy ra sự bay
hơi của rượu methylic nhờ tính dễ bay hơi của nó. Đồng thời methylic tham gia vào việc tạo thành ester giúp tạo hương của chè
trong khi vò và lên men chè.


4.Biến Đổi Hóa Sinh



Sự biến đổi của tannin trong quá trình lên men chè

Trong thời gian lên men chè lượng tannin giảm đi rất lớn, thường chiếm khoảng 50% hàm lượng ban đầu của nó trong
nguyên liệu. Bên cạnh sự tổn thất về hàm lượng, trong quá trình lên men tannin còn biến đổi sâu sắc về thành phần các cấu tử.
Hiện tượng này thấy rất rõ ở 2 giờ đầu tiên, sau đó cường độ tổn thất của chúng giảm dần.
Trong quá trình lên men nhóm chất Catechin trong hỗn hợp tannin chè giảm xuống do.
+ 1 phần tannin chuyển hóa thành tannin đặc biệt, chính là các sản phẩm oxy hóa của chúng khi lên men.
+ 1 phần sau khi ngưng tụ thành hợp chất lớn hơn đã kết hợp với protein tạo thành những chất không tan.
Nhờ sự oxy hóa nhóm chất Catechin và làm tăng hàm lượng nhóm chất tannin đặc biệt nên vị chát đắng của chè mất đi
và thay vào đó là vị chát dịu dễ chịu của chè đen


 Sự biến đổi của các saccharide
Trong thời gian lên men, lượng monosacaride, disacaride giảm xuống do tham gia vào quá trình tạo thành các phức chất
để tạo các cấu tử hương và màu.
Theo Khorobava:
+ Lượng monosaccharide  giảm từ 1.97% xuống 1.64%.
+ Lượng disaccharide giảm từ 1.25% xuống 0.5% (theo chất khô)

 Sự biến đổi của protein
Trong quá trình lên men, dưới tác dụng của enzyme Protease các protein bị thủy phân thành các acid amin, chúng cùng
các acid amin tự do khác góp phần điều vị cho nước chè đồng thời tạo hậu vị tốt sau khi uống.
Ở một số nơi trên thế giới, người ta thường uống chè đen với sữa, đường để vị của chè ít chát, ít đắng hơn vì TFs, TRs,
và Catechin trong chè đen kết hợp với Casein của sữa tạo phức, làm cho vị chè dịu đi. Ngày nay với sự phát triển của khoa học
kỹ thuật, ta có thể sản xuất ra các lọai chè đen đã tách Caffein, nhằm đáp ứng cho những người không thích vị đắng của chè. 

5.Biến Đổi Cảm Quan


•
•

Sự biến đổi màu sắc

Trong thời gian lên men lá chè vò có màu đồng đỏ ngày càng rõ rệt, đó là do sự oxy hóa tanin.
Nét đặc trưng của sự biến đổi tanin trong chè khi lên men là các Catechin và các polyphenol ngưng tụ thành các hợp chất
hòa tan trong nước. Sau đó các chất này kết hợp với các protein không tan có sẵn trong lá chè để tạo thành các hợp chất
không tan nằm lại trong bã chè. Catechin là nhóm chất chủ yếu và quyết định đến màu sắc đặc trưng của chè.

•

Màu sắc của nước chè phụ thuộc vào hàm lượng tuyệt đối của theaflavin (màu vàng) và thearubigin (màu đỏ) đồng thời phụ
thuộc vào tỉ lệ hàm lượng của 2 nhóm màu này. Theo Robe, thearubigin có màu đỏ là sản phẩm của sự chuyển hóa các
dicatechin và theaflavin.

•

  Muốn nước chè có màu mạnh thì phải kéo dài sự lên men nhưng việc tăng cường màu sắc của nước pha sẽ làm giảm hương
vị của chè do sự tạo thành hương thơm chỉ đạt tới giới hạn cực đại vào giờ lên men thứ  3. Vì vậy tăng cường thời gian lên
men để có màu nước mạnh thì việc bảo vệ hương thơm có thể nói là không thể thực hiện được. Màu sắc của nước chè chỉ
tăng trong một thời gian nhất định khi lên men sau đó màu lại giảm xuống. 



•

Sự tạo thành hương thơm khi lên men
Hương thơm đặc biệt của chè là một trong những chỉ tiêu chất lượng của nó. Sự tạo thành các chất làm cho chè có
hương thơm đặc biệt đến nay vẫn chưa được sáng tỏ hoàn toàn.

•

Hương thơm của chè thành phẩm được tạo thành có thể là do những hợp chất có trong thành phần tinh dầu của chè
tươi không bị biến đổi trong thời gian chế biến, những chất thu được trong quá trình biến đổi của tinh dầu trong thời gian chế
biến và do các hợp chất thu được trong quá trình chế biến từ các hợp chất không bay hơi.

•

Các nghiên cứu gần đây cho thấy aldehyd giữ vai trò rất quan trọng trong sự tạo thành hương thơm cho chè. Chúng
có thể được tạo t  hành nhờ sự tương tác của các acid amin và các đường, giữa các acid amin và tanin …


•

Khi vò và khi lên men chè có hương thơm rất mạnh. Theo tài liệu của một số nhà nghiên cứu, thì trong quá trình này xuất hiện các
aldehyd đơn giản như : Izovalerianic,  izobutilic và butilic. Những hợp chất rất dễ bay hơi này có tthể mất đi một phần trong khi vò và
lên men chè.

•

Hương thơm của chè thành phẩm khác xa hương thơm của chè tươi và của bán thành phẩm ở các giai đoạn chế biến. Nó đạt tới cực đại
vào thời gian vò và lên men chè nhưng sau đó qua thời gian sấy hương thơm giảm đi nhiều vì ở nhiệt độ cao các cấu tử dễ bay hơi bị mất
đi.

•
•

Theo Mano, hương thơm của chè được hình thành nhờ sự oxy hóa tanin bởi enzym oxydase hay enzym peroxydase.
Potanop đã thừa nhận sự tạo thành hương thơm của chè, chủ yếu là do các acid amin nào đó xuất hiện trong khi chế biến chè nhờ sự
phân giải protein ở giai đoạn làm héo.


II.2.Các Yếu Tố Ảnh Hưởng
1.Thời gian lên men



Trong cùng điều kiện lên men, tùy theo mức độ non già, mức độ héo, mức độ vò của chè nguyên liệu mà khống chế thời
gian lên men khác nhau. Với chè đem lên men non, đã qua làm héo được vò đúng mức thì thời gian lên men ngắn và ngược lại. Tốt
nhất cần phân loại chè trong quá trình chế biến để dễ dàng điều khiển thời gian lên men. Thông thường thời gian lên men từ 3 đến 4
giờ.



Thời gian lên men ngắn sẽ cho chè đen có màu sáng hơn, mùi thơm hơn, nhưng sản phẩm có hàm lượng theaflavin và
thearubigin thấp hơn. Hàm lượng tổng theflavin đạt mức tối đa sau 90 phút lên men, tuy nhiên, khi thời gian lên men kéo dài, hàm
lượng ungalloylated theaflavin lại giảm, còn theaflavin-3-gallate and theaflavin-3, 3’-digallate lại tăng.



Tổng lượng các chất hòa tan giảm xuống trong thời gian lên men. Đó là do sự tác dụng của tanin và protein và sự ngưng tụ
của tanin dẫn đến sự chuyển một số các chất tan sang trạng thái không tan.



Các chất tan trong chè như : tanin, caffein, protein hòa tan, acid amin, các vitamin, tinh dầu, pectin hòa tan … quyết định giá

trị sinh học của chè. Trong sản xuất chè đen cần phải chú ý tạo điều kiện nâng cao và bảo vệ các chất tan, đồng thời khống chế các
yếu tố làm giảm chất hòa tan trong chè.


2.Nhiệt độ lên men



Trong quá trình lên men, hoạt tính của enzyme chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi nhiệt độ. Khống chế nhiệt độ là một điều kiện
kỹ thuật quan trọng trong quá trình lên chè đen. Thông thường nhiệt độ của quá trình lên men được khống chế không vượt
0
quá 30 C. Nhưng nếu lên men ở nhiệt độ quá thấp thì họat tính của enzyme giảm đáng kể, thậm chí ngưng hoạt động nếu
0
nhiệt độ nhỏ hơn 8 C.



Trong khi lên men, nhiệt độ của khối chè tăng dần đến khi kết thúc quá trình lên men. Sau đó nhiệt độ bắt đầu giảm dần. Độ
0
0
tăng nhiệt độ khối chè trong quá trình lên men từ 2 C đến 5 C, phụ thuộc vào chất lượng chè ban đầu, độ dày của lớp chè,
mức độ dập trong quá trình vò, nhiệt độ không khí, … Sau khi lên men được 1.5h đến 2h thì nhiệt độ của khối chè tăng lên
tối đa trong khoảng thời gian ngắn, sau đó bắt đầu giảm dần. Khi nhiệt độ khối chè bắt đầu giảm xuống thì có thể kết thúc
quá trình lên men. Vì vậy, người ta có thể dựa vào nhiệt độ của khối chè để xác định điểm kết thúc của quá trình lên men. 




  Nhiệt độ của phòng lên men ảnh hưởng rất lớn đến sự biến đổi hàm lượng chất tan trong lá chè.
Ngoài ra nhiệt độ lên men còn ảnh hưởng lớn đến tốc độ lên men, đến sự tạo thành các chất màu và sự tổn thất các chất hòa

tan trong lá chè.