Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu quá trình tích lũy polyphenol từ chè xanh vụn và ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BỘ MÔN QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG & THỰC PHẨM NHIỆT ĐỚI


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRÍCH LY POLYPHENOL TỪ CHÈ
XANH VỤN VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
Giáo viên hướng dẫn: Thạc sỹ Vũ Hồng Sơn
Sinh viên thực hiện: Đinh Văn Điện
Nguyễn Thị Bích Hạnh
Trần Trọng Loan
Lớp: CNTP2
Khóa: 49

Hà Nội, 6-2009


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc

=====  =====



NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Đinh Văn Điện
Nguyễn Thị Bích Hạnh
Trần Trọng Loan
Lớp: CNTP2 - Khóa học: 49
1. Đề tài nghiên cứu:
Nghiên cứu quá trình trích ly polyphenol từ chè xanh vụn và ứng dụng trong sản
xuất thực phẩm chức năng.
2. Nội dung nghiên cứu:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết chè
Tối ưu hóa quá trình chiết chè
Tối ưu hóa quá trình tinh chế polyphenol từ dịch chè
Xác định hoạt tính kháng khuẩn của chế phẩm polyphenol
Bổ sung polyphenol vào trong thực phẩm chức năng
3. Ngày giao nhiệm vụ: Ngày ………..tháng ……….năm 2009
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày ………..tháng ……….năm 2009
5. Cán bộ hướng dẫn: ThS. Vũ Hồng Sơn

Ngày …..tháng…..năm…..

Ngày …..tháng…..năm…


Chủ nhiệm bộ môn

Cán bộ hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ

tên)

Kết quả đánh giá:

Sinh viên đã hoàn

-

Quá trình nghiên cứu:………………..

-

Điểm:…………………………………

thành
(và nộp đồ án cho bộ môn)
Ngày......tháng…..năm…..
(Ký tên)

Ngày …. tháng…..năm…..
Chủ tịch hội đồng
(Ký và ghi rõ họ tên)



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

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho cán bộ hướng dẫn)

Họ và tên sinh viên…………………………………….…….Số hiệu sinh viên……….
Ngành………………………………………………………..Khóa…………..…………
Cán bộ hướng dẫn:………………………………………………………………………

1.

Nội dung thiết kế (nghiên cứu) tốt nghiệp:

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
..................................................................................................................................

2.

Nhận xét của cán bộ hướng dẫn:

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Hà nội, ngày …..tháng…..năm…..
Cán bộ hướng dẫn


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--o0o--

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho cán bộ duyệt ĐA)

Họ và tên sinh viên………………………………………….Số hiệu sinh viên………..
Ngành………………………………………………………..Khóa……………………..
Cán bộ duyệt: ………….………………………………………………………………...

1. Nội dung thiết kế (nghiên cứu) tốt nghiệp:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
.................................................................................................................................

2. Nhận xét của cán bộ duyệt:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Hà nội, ngày …..tháng…..năm…..
Cán bộ duyệt


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU...............................................................................................................
1

ĐẦU
Chương I................................................................................................................
2
I
TỔNG QUAN.......................................................................................................2
QUAN
I.

SƠ LƯỢC VỀ CÂY CHÈ.............................................................................2
1.

Tên gọi.......................................................................................................2

2.

Đặc điểm hình thái.....................................................................................2

3.

Nguồn gốc cây chè.....................................................................................3

4.

Phân loại các giống chè.............................................................................3

5.

Cây chè ở Việt Nam...................................................................................4
5.1.

Các thời kỳ phát triển của cây chè Việt Nam......................................4

5.1.1. Thời kỳ trước năm 1882................................................................4
5.1.2. Thời kỳ 1882-1945..........................................................................4
5.1.3. Thời kỳ độc lập (1945- nay)..........................................................5

6.

5.2.

Các giống chè được trồng chủ yếu ở Việt Nam...................................5

5.3.

Các vùng chè ở Việt Nam....................................................................5

Thành phần hóa học của chè......................................................................7
6.1.

Nước...................................................................................................7

6.2.

Polyphenol..........................................................................................7

6.3.

Alkaloid..............................................................................................7

6.4.

Protein và axit amin............................................................................7

6.5.

Gluxit và pectin...................................................................................8

6.6.

Các sắc tố trong chè............................................................................8

6.7.

Vitamin...............................................................................................8

6.8.

Emzym................................................................................................8

6.9.

Các hợp chất khác...............................................................................8


7.
II.

Tình hình sản xuất chè trên thế giới và tại Việt Nam.................................9
HỢP CHẤT POLYPHENOL TRONG CHÈ.................................................9

1.

Phân loại các hợp chất phenolic.................................................................9

2.

Hợp chất polyphenol trong chè................................................................10
2.1.

Hợp chất catechin..............................................................................11

2.1.1. Các hợp chất catechin có trong chè..............................................11
2.1.2. Thành phần, hàm lượng các chât catechin có trong chè...............12
2.1.3. Sự tổng hợp các catechin trong lá chè..........................................14
2.1.4. Một số tính chất của hợp chất catechin........................................16
2.2.

Hợp chất anthoxanthin......................................................................18

2.2.1. Công thức cấu tạo........................................................................18
2.2.2. Một số tính chất của hợp chất anthoxanthin.................................19
2.3.

Hợp chất anthocyanin........................................................................19

2.3.1. Công thức cấu tạo........................................................................19
2.3.2. Tính chất......................................................................................20
2.4.

Hợp chất leucoanthocyanidin............................................................20

2.5.

Các axit phenol cacboxilic................................................................21

III. TÁC DỤNG SINH HỌC VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA CHÈ.....................22
1.

2.
IV.

Tác dụng sinh học của hợp chất polyphenol chè xanh.............................22
1.1.

Tác dụng chống oxy hóa của Flavonoit.............................................22

1.2.

Tác dụng đối với enzym....................................................................24

1.3.

Tác dụng kháng sinh, chống viêm nhiễm..........................................25

1.4.

Tác dụng đối với ung thư..................................................................27

1.5.

Các tác dụng khác của chè xanh........................................................27

Ứng dụng của chè xanh trong sản suất thực phẩm...................................27
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT POLYPHENOL.................28


V.

TRÍCH LY POLYPHENOL TỪ CHÈ XANH.............................................29
1.

2.

Trích ly rắn - lỏng....................................................................................29
1.1.

Định nghĩa.........................................................................................29

1.2.

Phạm vi sử dụng của quá trình..........................................................29

1.3.

Các yêu cầu cơ bản của dung môi.....................................................30

Trích ly polyphenol từ chè xanh..............................................................30
2.1.

Các yếu tố ảnh hưởng tới trích ly polyphenol từ chè xanh................30

2.2.

Công nghệ trích ly polyphenol từ chè xanh.......................................31

VI. QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM................................................................35
1.

Định nghĩa quy hoạch thực nghiệm.........................................................35

2.

Các bước của quy hoạch thực nghiệm.....................................................36

3.

4.

2.1.

Chọn thông số nghiên cứu.................................................................36

2.2.

Lập kế hoạch thực nghiệm................................................................36

2.3.

Tiến hành thí nghiệm nhận thông tin.................................................37

2.4.

Xây dựng và kiểm tra mô hình thực nghiệm.....................................37

2.5.

Tối ưu hóa hàm mục tiêu...................................................................37

Các phương pháp kế hoạch hóa thực nghiệm cực trị chủ yếu..................37
3.1.

Kế hoạch bậc một hai mức tối ưu......................................................37

3.2.

Kế hoạch bậc hai...............................................................................37

Chập mục tiêu..........................................................................................37
4.1.

Chọn mục tiêu...................................................................................37

4.2.

Các phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu..........................................38

4.3.

Phương pháp hàm mong đợi.............................................................38

Chương II............................................................................................................40
II
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................................40
CỨU
I.

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.....................................................................40


II.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...............................................................40
1.

Trích ly polyphenol..................................................................................40
1.1.

Quy trình trích ly polyphenol............................................................40

1.2.

Chiết chè...........................................................................................40

1.2.1. Chuẩn bị dịch chiết chè xác định polyphenol tổng số..................40
1.2.2. Mẫu thí nghiệm............................................................................40
1.3.
2.

Tách, tinh chế polyphenol.................................................................41

Các phương pháp phân tích.....................................................................41
2.1.

Định lượng polyphenol tổng số theo phương pháp Folin – Denis.....41

2.2.

Định lượng Flavonoit tổng số............................................................43

2.3.

Xác định hoạt tính chống oxy hóa – khả năng quét gốc tự do DPPH 44

3.

Quy hoạch thực nghiệm theo kế hoạch bậc hai trực giao.........................45

4.

Xác định tính chất kháng khuẩn của chế phẩm polyphenol.....................46
4.1.

Chuẩn bị mẫu phân tích.....................................................................46

4.2.

Thiết bị sử dụng................................................................................46

4.3.

Phương pháp vi sinh vật....................................................................46

4.4.

Xác định hoạt lực kháng khuẩn bằng phương pháp khuếch tán thạch

(Agar Diffusion)..................................................................................................46
5.

Ứng dụng sản xuất kẹo trà xanh...............................................................47
5.1.

Nội dung thực hiện............................................................................47

5.2.

Phân tích cảm quan...........................................................................47

5.2.1. Phép thử so hàng..........................................................................47
5.2.2. Phép thử thị hiếu..........................................................................48
5.3.

Phân tích kết quả...............................................................................49

5.3.1. Phương pháp Friedman – Tính chuẩn �2.....................................49
5.3.2. Phương pháp tra bảng Newell – MacFarlane...............................49


III. XỬ LÝ SỐ LIỆU........................................................................................50
Chương III...........................................................................................................51

III
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................................51
LUẬN
I.

XÂY DỰNG ĐƯƠNG CHUẨN AXIT GALLIC THEO PHƯƠNG PHÁP

FOLIN – DENIS..........................................................................................................51
II.

KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU.....................................................................51

III.......NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRÍCH LY POLYPHENOL TỪ CHÈ XANH
VỤN............................................................................................................................ 52
1.

Chiết chè..................................................................................................52
1.1.

Lựa chọn dung môi...........................................................................52

1.2.

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết chè.....................52

1.2.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ............................................52
1.2.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian...........................................53
1.2.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH dung môi....................................54
1.2.4. Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu...............55
1.3.

Tối ưu hóa quá trình chiết chè...........................................................57

1.3.1. Chọn miền khảo sát.....................................................................57
1.3.2. Thiết lập mô hình.........................................................................57
1.3.3. Tối ưu hóa quá trình chiết chè.....................................................61
1.3.4. Kết luận.......................................................................................61
2.

Tách, tinh chế polyphenol từ dịch chiết chè.............................................61
2.1.

Tối ưu hóa tỉ lệ dung môi tinh chế....................................................62

2.1.1. Chọn miền khảo sát.....................................................................62
2.1.2. Thiết lập mô hình.........................................................................62
2.1.3. Tối ưu hóa tỉ lệ dung môi chiết....................................................64
2.1.4. Kết luận.......................................................................................65


2.2.....Nghiên cứu nồng độ dịch chè thích hợp cho quá trình tẩy màu và chiết
etyl...................................................................................................................... 65
2.2.1. Nghiên cứu nồng độ dịch chè trước quá trình tẩy màu................65
2.2.2. Nghiên cứu nồng độ dịch chè trước giai đoạn chiết polyphenol. .66
2.3.

Trích ly polyphenol...........................................................................67

3.

Phân tích khả năng kháng khuẩn của chế phẩm polyphenol....................68

4.

Ứng dụng sản xuất kẹo chè xanh.............................................................69
4.1.

Quy trình sản suất kẹo cứng quy mô phòng thí nghiệm....................69

4.2.

Xây dựng quy trình sản xuất kẹo bổ sung polyphenol.......................69

4.3.

Nghiên cứu thời điểm bổ sung polyphenol vào quá trình làm kẹo....70

4.4.

Nghiên cứu nồng độ bổ sung polyphenol vào kẹo cứng....................71

4.4.1. Các nồng độ bổ sung....................................................................71
4.4.2. Các kết quả đánh giá cảm quan....................................................71
Chương IV...........................................................................................................76
IV
KẾT LUẬN.........................................................................................................76
LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................77
KHẢO
PHỤ LỤC............................................................................................................82

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 tring bình

DM/NL

: dung môi/nguyên liệu

PP

: polyphenol



Họ và tên: Đinh Văn Điện - Nguyễn Thị Bích Hạnh - Trần Trọng Loan

MỞ ĐẦU
Chè là một loại nước uống phổ biến trên thế giới, uống chè không những là một
nét văn hóa lâu đời mà nhiều công trình khoa học còn chứng minh chè có tác dụng
trong việc phòng và chữa nhiều loại bệnh khác nhau. Ngày nay, nhiều công trình
nghiên cứu đã cho kết quả khả quan, 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 trong nhiều mục
đích khác nhau và chủ yếu được dùng bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm, mang lại
giá trị kinh tế to lớn.
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 và lá non chè xanh, và do đó đã bỏ phí một lượng lớn chè lá già và chè vụn phế
phẩm trong quá trình sản xuất. Chính vì vậy, việc nghiên cứu khai thác nguồn
polyphenol chè xanh từ nguồn nguyên liệu chè lá già và chè xanh vụn là một hướng
nghiên cứu nhằm nâng cao giá trị và nguồn lợi từ cây chè Việt Nam.
Dựa trên nguồn nguyên liệu phong phú đó, với sự giúp đỡ tận tình của thày Vũ
Hồng Sơn, chúng em đã thực hiện đề tài: “NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRÍCH LY
POLYPHENOL TỪ CHÈ XANH VỤN VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT
THỰC PHẨM CHỨC NĂNG” với nội dung thực hiện như sau:
-

Tối ưu hóa quá trình trích ly polyphenol từ chè xanh vụn
Xác định hoạt tính kháng khuẩn của chế phẩm polyphenol
Bổ sung polyphenol vào trong sản phẩm kẹo cứng (kẹo trà xanh)

Lớp: CNTP2 – K49

1


Họ và tên: Đinh Văn Điện - Nguyễn Thị Bích Hạnh - Trần Trọng Loan

Chương I
TỔNG QUAN

I.

SƠ LƯỢC VỀ CÂY CHÈ

1. Tên gọi
Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis Lind O.Kuntze, tên gọi sinensis

trong tiếng Latinh có nghĩa là Trung Quốc.

Hình 1.1: Lá chè Camellia sinensis
Chè thuộc: Ngành: Bí tử (Angiospermae)
Lớp:

Song diệp tử (Dicotylednae)

Bộ:

Sơn trà (Theals)

Họ:

Trà (Theacea)

Chi:

Trà (Camenllia)

Loài:

Camenllia sinensis

2. Đặc điểm hình thái [14]
Chè là một loại cây sống xanh tươi quanh năm, và sống chủ yếu ở vùng nhiệt đới,
ôn đới. Căn cứ vào đặc tính sinh trưởng và hình thái của cây chè, người ta phân thành
3 loại cây khác nhau: cây bụi, cây trung bình và cây to.
-

Cây bụi: Loại này 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 than nổi trên mặt đất, cao từ 23m, chịu được lạnh, trồng chủ yếu ở: Nga, Trung Quốc, Nhật Bản.

Lớp: CNTP2 – K49

2


Họ và tên: Đinh Văn Điện - Nguyễn Thị Bích Hạnh - Trần Trọng Loan
-

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. Nguồn gốc cây chè [52, 55, 63]
Năm 1753, Carl Von Liaeus, nhà thực vật học Thụy Điển, đặt tên khoa học cây
chè là Thea sinensis, xác định cây chè có nguồn gốc Trung Quốc. Thế nhưng một số
học giả Anh lại cho rằng nguồn gốc cây chè là ấn Độ. Cuộc tranh luận về quê hương
cây chè đã kéo dài trên hai thế kỷ.
Năm 1951 Đào Thừa Trân, một học giả Trung Quốc, đã sắp xếp các cuộc tranh
luận đó thành 4 học thuyết: thuyết Trung Quốc, thuyết ấn Độ, thuyết hai nguồn gốc và
thuyết chiết trung (đứng giữa).
Những công trình nghiên cứu của Đjêmukhatze (1961 – 1976) so sánh về thành
phần các chất catechin trong lá các loại chè được trồng trọt và chè mọc hoang dại đã
kết luộn rằng: những cây chè mọc hoang dại từ cổ xưa, tổng hợp chủ yếu là (-) –
epicatechin và (-) – epicatechin galat, ở chúng phát triển chậm khả năng tổng hợp (-) –

epigalo catechin và các galat của nó để tạo thành (+) galocatechin. Nghiên cứu các cây
chè dại ở Việt Nam cho thấy chúng cũng tổng hợp chủ yếu là (-) – epicatechin và (-) –
epicatechin galat (chiếm 70% tổng số các loại catechin). 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  chè Vân Nam lá to (chè Trung Quốc)  chè Assam (Ấn Độ).
4. Phân loại các giống chè
Dựa theo đặc điểm thực vật học, đặc điểm sinh hóa, nguồn gốc phát sinh cây chè,
Cohen Stuart (1919) 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.
Lớp: CNTP2 – K49

3


Họ và tên: Đinh Văn Điện - Nguyễn Thị Bích Hạnh - Trần Trọng Loan
a. Chè Trung Quốc lá to (Camellia Sinensis var.macrophylla).
Hình 1.2: Chè TQ lá to
Đặc điểm: Thân gỗ nhỡ cao tới 5m trong điều kiện sinh trưởng tự nhiên. Lá to,
dài 12 – 15 cm, rộng 5 – 7 cm, màu xanh nhạt, bóng. Năng suất phẩm chất tốt. Nguyên
sản ở Vân Nam, Tứ Xuyên (Trung Quốc).
b. Chè trung quốc lá nhỏ (Camellia sinensis var.Bohea).
Đặc điểm: cây bụi thấp phân cành nhiều. Lá nhỏ, màu xanh
đậm, dài 3,5 – 6,5 cm. Năng suất thấp, phẩm chất bình thường.
Khả năng chịu rét ở nhiệt độ -120C đến -150C. Phân bố chủ yếu ở
Hình 1.3: Chè TQ lá nhỏ

miền đông, đông nam Trung Quốc, Nhật Bản và một số vùng khác.
c. Chè Shan (Camellia Sinensis var.Shan).
Đặc điểm: Thân gỗ, cao từ 6 đến 10m. Lá to và dài 15-18cm
màu xanh nhạt. Tôm chè có nhiều lông tơ, trắng và mịn trông như
tuyết. Có khả năng thích ứng trong điều kiện ấm ẩm, ở địa hình
cao, năng suất cao, phẩm chất thuộc loại tốt nhất. Nguyên sản ở

Hình 1.4: Chè Shan

Vân Nam (Trung Quốc), miền bắc của Miến Điện và Việt Nam.
d. Chè Ấn Độ (Camellia sinensis var.Assamica).
Đặc điểm: Thân gỗ cao tới 17m phân thưa cành. Lá to, dài tới
20-30cm, mỏng mềm và xanh đậm, phiến lá gợn sóng, có 12-15
đôi gân lá, rất ít hoa, quả, chịu rét và chịu lạnh kém, cho năng suất
búp cao và chất lượng tốt. Nguyên sản ở Ấn Độ, được trồng nhiều
ở Ấn Độ, Miến Điện, Việt Nam.

Hình 1.5: Chè Ấn Độ

Các giống chè khác đều là biến chủng của 4 giống chè trên.
5. Cây chè ở Việt Nam [14, 52]
5.1. Các thời kỳ phát triển của cây chè Việt Nam
5.1.1. Thời kỳ trước năm 1882
Từ xa xưa, người Việt Nam trồng chè dưới 2 loại hình:
- Chè vườn hộ gia đình uống lá chè tươi, tại vùng chè dồng bằng sông Hồng ở Hà
đông, chè đồi ở Nghệ An.
- Chè rừng vùng núi, uống chè mạn, lên men một nửa, như vùng Hà Giang, Bắc
Hà
Lớp: CNTP2 – K49

4


Họ và tên: Đinh Văn Điện - Nguyễn Thị Bích Hạnh - Trần Trọng Loan
5.1.2. Thời kỳ 1882-1945
Ngoài 2 loại chè trên, xuất hiện mới 2 loại chè công nghiệp; chè đen công nghệ
truyền thống OTD, và chè xanh sao chảo Trung Quốc. Bắt đầu phát triển những đồn
điền chè lớn tư bản Pháp với thiết bị công nghệ hiện đại. Người dân Việt Nam, sản
xuất chè xanh tại hộ gia đình và tiểu doanh điền. Chè đen xuất khẩu sang thị trường
Tây Âu, chè xanh sang thị trường Bắc Phi là chủ yếu. Diện tích chè cả nước là 13305
ha, sản lượng 6.000 tấn chè khô/năm.
5.1.3. Thời kỳ độc lập (1945- nay)
Sau 1954, Nhà nước xây dựng các Nông trường quốc doanh và Hợp tác xã nông
nghiệp trồng chè; chè đen OTD xuất khẩu sang Liên Xô - Đông Âu, và chè xanh xuất
khẩu sang Trung Quốc.
Đến hết năm 2002, tổng diện tích chè là 108.000 ha, trong đó có 87.000 ha chè
kinh doanh. Tổng số lượng chè sản xuất 98.000 tấn, trong đó xuất
khẩu 72.000 tấn đạt 82 triệu USD.
5.2. Các giống chè được trồng chủ yếu ở Việt Nam [14]
Cây chè ở Việt Nam phát triển khá mạnh với 4 giống chủ yếu sau:
-

Giống chè Trung Du: chiếm 62.72%
Giống chè Shan: chiếm 31.1%
Giống chè lai: LDP1
Giống chè PH1

5.3. Các vùng chè ở Việt Nam
Việt Nam nằm trong vùng gió mùa Đông nam á, cái nôi của cây chè, khí hậu đất
đai rất thích hợp với sinh trưởng cây chè. Lượng nước mưa dồi dào 1700-2000

mm/năm. nhiệt độ 21-22,6 0C, ẩm độ không khí 80-85 %. Đất đai trồng chè gồm 2 loại
phiến thạch sét và bazan màu mỡ phù hợp cho cây chè phát triển mạnh, hàng năm thời
gian cho búp lên tới 9 tháng. Ở nước ta hầu hết các tỉnh dều trồng chè với tổng diện
tích hiện nay đạt trên 100.000 ha, nhưng sản xuất và kinh doang chè chỉ có vị trí quan
trọng tại 6 vùng chè tập trung dưới đây.
5.3.1. Vùng chè Tây Bắc
Miền núi phía Bắc, bao gồm các tỉnh Lai Châu, Sơn La. Đây là một vùng chè cũ,
vốn có của Việt Nam, trước khi người Pháp chiếm Đông Dương. Là vùng núi cao
nguyên hiểm trở, phần lớn diện tích ở độ cao dưới 100m.
Lớp: CNTP2 – K49

5


Họ và tên: Đinh Văn Điện - Nguyễn Thị Bích Hạnh - Trần Trọng Loan
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.
5.3.2. Vùng chè Việt Bắc – Hoàng Liên Sơn
Bao gồm các tỉnh: Tuyên Quang, Hà Giang, Lào Cai, Hòa Bình và phía tây Yên
Bái (Nghĩa Lộ, Văn Chấn), đây là một vùng chè rất quan trọng của Việt Nam. Vùng
này có 2 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 chè mới như:
Bát Tiên, Đại Bạch trà, TR777, LDP1, … đang được trồng nhưng với diện tích nhỏ,
nhằm khảo nghiệm để thay đổi cơ cấu giống chè cho phù hợp với đòi hỏi của người

tiêu dùng.
5.3.3. Vùng chè Trung du Bắc Bộ
Vùng chè Trung du Bắc Bộ, nằm tại gianh giới giữa miền núi và miền đồng bằng
Bắc Bộ, bao gồm các tỉnh Phú Thọ, Bắc Cạn, Thái Nguyên, phía nam Yên Bái, Hà
Tây, Hòa Bình và Hà Nội. Đây là một vùng chè quan trọng về diện tích và sản lượng.
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, …
5.3.4. 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). Vùng này
bao gồm các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh. Các giống chè được trồng chủ yếu ở
vùng này là: 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.
5.3.5. Vùng chè Tây Nguyên

Lớp: CNTP2 – K49

6


Họ và tên: Đinh Văn Điện - Nguyễn Thị Bích Hạnh - Trần Trọng Loan
Đây là vùng có địa hình khá phức tạp, có nhiều núi cà cao nguyên rộng và bằng
phẳng. Ranh giới tự nhiên gần trùng với gianh giới hành chính của 3 tỉnh Lâm Đồng,
Gia Lai Con Tun và Đắc Lắc.
Giống chè chủ yếu của vùng này là chè Shan, chè Ấn Độ gieo bằng hạt. Sản
phẩm chủ yếu là che 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, tỏng đó
tỉnh Lâm Đồng có sản lượng chè búp tươi lớn nhất nước.
5.3.6. Vùng chè Duyên Hải miền Trung
Đây là một vùng chè quan trọng của người Việt Nam, trước khi Pháp chiếm Đông

Dương, phần lớn là các vườn chè dọc theo duyên hải Trung Bộ, trồng trên các sườn
của dãy Trường Sơn thuộc các tỉnh Quảng Bình, Quảng Nam, Quảng Ngãi và gần đây
là Bình Định.
Vùng này, do 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.
6.

Thành phần hóa học của chè [51, 16, 20]

6.1. 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…
6.2. Polyphenol [16, 30]
Nhóm các hợp chất polyphenol là thành phần được quan tâm nhiều nhất trong
chè. Cá 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 glucoside, các
leucoanthocyanin, theaflavin, thearubigin.
6.3. Alkaloid [51]
Trong chè có các alkaloid sau: cafein, theobromin, theophilin, adenin, guanin.
Trong đó nhiều nhất là cafein, hàm lượng cafein ở trong chè cao từ 3-5% tổng lượng
chất khô trong chè tươi, thường nhiều hơn cafein trong lá cà phê từ 2-3 lần.
Lớp: CNTP2 – K49

7


Họ và tên: Đinh Văn Điện - Nguyễn Thị Bích Hạnh - Trần Trọng Loan

6.4. Protein và axit amin [16, 33]
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, arginine,
alutamic, serine, glutamine, tyrosine, valine, phenylalanine, leucine, isoleucine và
theanine … Trong đó theanine chiếm hàm lượng cao nhất, khoảng 50-60% tổng hàm
lượng axit amin tự do, theanine là axit amin đặc trưng của cây chè, theanine chỉ có thể
được tìm thấy ở các cây họ chè và một số ít các loài nấm.
6.5. Gluxit và pectin [51]
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.
6.6. Các sắc tố trong chè [20, 51]
Trong lá chè có các sắc tố chính đó là diếp lục tố (chlorophyll), tiếp đến là các sắc
tố phụ carotenoid và xanthophyll.
6.7. 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; B 1: 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.
6.8. Emzym
Trong búp chè non có hầu hết các loại men, nhưng chủ yếu gồm hai nhóm chính:
-

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

-

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

6.9.

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
linalol, delta-cardinene, geraniol, nerolidol, alpha-terpineol, cis-jasmone, indone, betaionone, 1-octanal, indole-3-carbinol, beta-caryophyllene…
Lớp: CNTP2 – K49

8


Họ và tên: Đinh Văn Điện - Nguyễn Thị Bích Hạnh - Trần Trọng Loan
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, violaxanthine và neoxanthine được tìm thấy trong
lá chè.
Axit hữu cơ: Trong chè có các axit như citric, tartaric, malic, oxalic, fumaric,
caffeic, quinic, succinic, chlorogenic, neo-chlorogenic, 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 của vùng đất, chiếm nhiều nhất là nhôm, mangan,
magie,…
7.

Tình hình sản xuất chè trên thế giới và tại Việt Nam [56, 57, 60]
Hiện nay chè được trồng ở 59 nước trên khắp các châu lục, với tổng diện tích

khoảng 2.5 triệu Ha. Trong đó có sản lượng chè khô lớn là:

-

Ấn Độ: Là nước có sản lượng chè khô lớn nhất, hàng năm đạt 850÷870 ngàn

-

tấn, sản phẩm chủ yếu là chè đen cánh nhỏ.
Trung Quốc: Hàng năm đạt 625÷650 ngàn tấn, sản phẩm chủ yếu là chè xanh

-

(chè xanh đặc sản: Trảm mã trà, bạch trà…)
Srilanka và Kenya: Hàng năm đạt 300 ngàn tấn, sản phẩm chủ yếu là chè đen

-

cánh nhỏ
Indonesia, Thổ Nhĩ Kỳ, Nhật Bản: mỗi năm đạt sản lượng 100 ngàn tấn; Nhật
Bản sản xuất chủ yếu là chè xanh.

Ở Việt Nam, theo số liệu thống kê từ Tổng cục Hải quan trong năm 2008 lượng
chè xuất khẩu đạt 104 nghìn tấn, trị giá đạt 147 triệu USD, giảm 5,4% về lượng nhưng
tăng nhẹ 0,2% về trị giá so với năm 2007. Theo kế hoạch của ngành chè Việt Nam năm
2009, ngành chè dự kiến sẽ xuất khẩu 117 nghìn tấn với kim ngạch đạt khoảng 167
triệu USD. Từ các số liệu trên cho thấy ngành chè ở Việt Nam phát triển khá mạnh và
khẳng định được vị trí trên thị trường thế giới.
II.

HỢP CHẤT POLYPHENOL TRONG CHÈ
Nhóm các hợp chất polyphenol là thành phần được quan tâm nhiều nhất trong

chè. Chính nhờ các hợp chất này mà chiết xuất từ chè xanh có những đặc tính quý giá
như khả năng chống ung thư, chống oxy hóa, giảm cholesteron… Chính vì vậy, tìm

Lớp: CNTP2 – K49

9


Họ và tên: Đinh Văn Điện - Nguyễn Thị Bích Hạnh - Trần Trọng Loan
hiểu về hợp chất polyphenol nói chung và các hợp chất polyphenol có trong chè nói
riêng là điều cần thiết khi tiến hành các nghiên cứu về chè.
1. Phân loại các hợp chất phenolic [5]
Trong lá chè cũng như các bộ phận khác của cây chè có chứa rất nhiều hợp chất
phenolic khác nhau. Thuật ngữ “hợp chất Phenolic” dùng để chỉ một nhóm hợp chất có
cấu trúc vòng benzen, mang một hoặc nhiều nhóm thế hydroxil gắn trực tiếp vào vòng
thơm. Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân loại các chất phenolic trong thực vật thành các
nhóm chính như sau:
Nhóm phenol đơn giản: gồm các chất được cấu tạo từ một vòng benzen và một
hay nhiều nhóm OH, được phân thành các monophenol, diphenol (pyrocatechin,…),
triphenol (pyrogallol…).
Nhóm hợp chất phenol phức tạp: Trong thành phần cấu tạo, ngoài vòng benzen
còn có dị vòng mạch nhánh, được phân thành các nhóm:
-

Nhóm C6 – C1 (axit phenolic): Trong cấu trúc phân tử có thêm vòng cacbonyl,
thường gặp ở hạt nẩy mầm.

-

Nhóm C6 – C2 (acetophenone, phenylacetic axit): Số lượng nguyên tử C ở vòng
thơm là 2.

-

Nhóm C6 – C3 (axit cumaric, axit cafeic): Có gốc cacbonyl, được nối với nhân
benzen qua hai nguên tử cacbon. Thường gặp ở thực vật bậc cao.

-

Nhóm đa vòng C6 – C3 – C6: Nhóm này rất đa dạng, cấu trúc phân tử gồm hai
vòng benzen và một vòng pyran, rất phổ biến trong thế giới thực vật và có vai
trò sinh lý quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật.
Nhóm này bao gồm flavonoit là một nhóm chất giữ vai trò quan trọng trong
thành phần của lá chè.
Nhóm hợp chất phenol polymer: Có cấu tạo khung cacbon: (C6 – C3)n, (C6)n, (C6

– C3 – C6)n. Được chia thành các nhóm: Tanin, lignin, melanin, catecholmelanin, axit
humic có trong than bùn.
2. Hợp chất polyphenol trong chè [18, 51]
Trong số hàng nghìn hợp chất polyphenol trong cây đã được biết rõ cấu trúc thì
cho đến nay flavonoit là nhóm hợp chất quan trọng hơn cả, nổi trội nhất về hoạt tính
sinh học và phạm vi ứng dụng. Flavonoit phân bố phổ biến trong thức vật bậc cao, đặc
biệt trong các tế bào thực vật quang hợp. Người và động vật không có khả năng tự
tổng hợp các flavonoit, chúng được tìm thấy trong cơ động vật là do động vật ăn thực
Lớp: CNTP2 – K49
10


Họ và tên: Đinh Văn Điện - Nguyễn Thị Bích Hạnh - Trần Trọng Loan

vật mà có. Cho tới nay, có hơn 4000 flavonoit được tìm thấy từ thực vật. Flavonoit là
nhóm hợp chất polyphenol chủ yếu đóng vai trò quan trọng trong thành phần hóa học
của chè xanh, chính vì vậy, nói đến hợp chất polyphenol trong chè là nói đến các hợp
chất flavonoit. Các hợp chất polyphenol trong chè được chia thành 5 nhóm chính:
-

Hợp chất catechin.

-

Hợp chất anthoxanthin.

-

Hợp chất anthocyanin.

-

Hợp chất leucoanthocyanidin.

-

Các axit phenol cacboxilic và một số chất khác.

2.1.

Hợp chất catechin

2.1.1. Các hợp chất catechin có trong chè
Catechin của chè thuộc loại flavonoit, nhóm flavan-3-ol, phân tử có từ 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.
2'
1

8

HO
7

1'

O

A
6
5

2

C
4

3

OH
3'
B

OH
4'

5' R 2
6'

OR1

OH
CO

OH

OH
OH

Hình 1.6: Công thức tổng quát của catechin, gốc galloyl.
Trong đó: Gốc R1 có thể là (-H) hoặc gốc galloyl. Gốc R 2 có thể là (-H) hoặc (OH). Như vậy, theo lý thuyết có 4 loại catechin ban đầu như sau:
-

Nếu R1 = R2 = (-H): Catechin, ký hiệu là C.

-

Nếu R1 = (-H); R2 = (-OH): Gallocatechin, ký hiệu là GC.

-

Nếu R1 = gốc galloyl; R2 = (-OH): Gallocatechin gallate, ký hiệu là GCG.

-

Nếu R1 = gốc galloyl; R2 = (-H): Catechin gallate, ký hiệu là CG.

Lớp: CNTP2 – K49

11