Nghiên cứu sản xuất bột trà xanh từ lá cây trà phụ liệu bằng phương pháp chần, sấy và nghiền búa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

PHẠM THỊ TRANG

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BỘT TRÀ XANH TỪ
LÁ CÂY TRÀ PHỤ LIỆU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHẦN,
SẤY VÀ NGHIỀN BÚA

Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
Mã số: 60540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2018


Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa –ĐHQG-HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa: GS. TS. Đống Thị Anh Đào
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS. TS. Phạm Văn Hùng

Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS. TS. Phan Ngọc Hoà

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
ngày 12 tháng 01 năm 2018
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. TS. Trần Bích Lam
2. PGS. TS. Phạm Văn Hùng
3. PGS. TS. Phan Ngọc Hoà
4. PGS. TS. Lê Nguyễn Đoan Duy

5. TS. Trần Thị Thu Trà
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HỐ HỌC


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Phạm Thị Trang

MSHV : 1570894

Ngày, tháng, năm sinh: 18/06/1991

Nơi sinh: Thái Bình

Chun ngành: Cơng nghệ thực phẩm

Mã số : 60540101

I. TÊN ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu sản xuất bột trà xanh từ lá cây trà phụ liệu bằng phương pháp chần, sấy và
nghiền búa.

II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
-

Tổng quan tài liệu về trà xanh.

-

Phân tích một số thành phần cơ bản của lá trà.

-

Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố thời gian, nhiệt độ, độ ẩm đến sự biến đổi
hàm lượng polyphenol và chlorophyll của bột trà xanh trong các q trình:
Chần, Sấy đối lưu hoặc Sấy vi sóng.

-

Tối ưu quá trình sấy để đạt hàm mục tiêu polyphenol tối ưu.

-

Khảo sát sự biến đổi của polyphenol và chlorophyll theo thời gian bảo quản.

-

Phân tích một số chỉ tiêu chất lượng sản phẩm.

III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 10/07/2017
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/12/2017

V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : GS. TS. Đống Thị Anh Đào
Tp. HCM, ngày 12 tháng 01 năm 2018.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC
(Họ tên và chữ ký)


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp, trước hết em xin chân thành cảm ơn cô Đống
Thị Anh Đào đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong suốt
quá trình thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Bộ mơn Cơng nghệ Thực phẩm đã
hết lịng giảng dạy, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian
qua để em có được nền tảng kiến thức như ngày hôm nay.
Em xin chân thành cảm ơn anh Hoàng Văn Thảnh, các em: Hưng, Nguyên, Ngân,
Vy, Hương, Kiều, cùng toàn thể cán bộ nhân viên Trung tâm Thí nghiệm Thực hành
- Trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm TPHCM, đã tạo điều kiện thuận lợi và
hỗ trợ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn tại trung tâm thí nghiệm.
Con xin cảm ơn ba mẹ và gia đình, một chỗ dựa vững chắc, ln khuyến khích,
động viên con hồn thành luận văn. Đồng thời, cảm ơn bạn bè đã đóng góp ý kiến,
ln bên cạnh ủng hộ trong suốt thời gian trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu
này.
Cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô và các bạn nhiều sức khỏe, vui vẻ và đạt
nhiều thành công trong cuộc sống.
Học viên thực hiện

Phạm Thị Trang


TÓM TẮT
Trong nghiên cứu này, nguyên liệu trà xanh phụ liệu (Camellia sinensis) được xử
lý với các phương pháp chần, sấy đối lưu hoặc sấy vi sóng và nghiền búa để tạo sản
phẩm bột trà xanh.
Nghiên cứu được tiến hành trên lá trà từ thân cây trà phụ liệu đã được loại bỏ
cành, lá hư và rửa sạch. Trong quá trình chần, các điều kiện khảo sát là nhiệt độ và
thời gian chần. Các điều kiện khảo sát quá trình sấy đối lưu là nhiệt độ và độ ẩm hoặc
sấy vi sóng là cơng suất và độ ẩm. Hàm mục tiêu cho cả hai quá trình chần và quá
trình sấy là hàm lượng polyphenol và chlorophyll trong sản phẩm bột. Sau đó đem đi
nghiền búa và bột được rây qua rây có kích thước 0,3mm; đảm bảo kích thước hạt <
0,3mm; giúp dịch chiết được trích ly dễ dàng.
Kết quả phân tích phương sai ANOVA cho thấy các điều kiện khảo sát đều có
ảnh hưởng đến hàm lượng chlorophyll và polyphenol. Kết quả của quá trình chần: ở
nhiệt độ 900C, thời gian 30 giây, hàm lượng chlorophyll và polyphenol lần lượt là 3
mg/g chất khô và 108,04 mg GAE/g chất khơ. Q trình sấy cho thấy kết quả hàm
lượng chlorophyll, polyphenol, EGCG và chỉ số oxi hoá theo DPPH lần lượt như sau:
-

Sấy vi sóng: 3,05 mg/g chất khơ; 116,92 mgGAE/g chất khô; 7,38% chất khô
và 294,49 mg TEAC/g chất khô; ở công suất 400Wh và độ ẩm 4±0,3%

-

Sấy đối lưu: 2,88 mg/g chất khô; 120,14 mg GAE/g chất khô; 7,42 % chất
khô và 281,56 mg TEAC/g chất khô; ở nhiệt độ 80oC và độ ẩm 5±0,3%.

Kết quả tối ưu hố của q trình sấy đối lưu cho thấy ở nhiệt độ 87,5oC và độ ẩm
5,4±0,3%, hàm lượng polyphenol là 124,69 mgGAE/mg chất khơ.
Sản phẩm bột trà xanh có chứa hàm lượng polyphenol, chlorophyll, … cao; vẫn
giữ được màu, mùi vị đặc trưng của trà xanh đáp ứng được thị hiếu người tiêu dùng.


ABSTRACT
In our study, material of leaves of green tea byproduct (Camellia sinensis) were
processed with the method of steaming, air convecting drying or microwave drying
and hammer grinding method to produce green tea powder.
The green tea leaves were classified, washed and surveyed. Steaming process,
with the survey conditions of temperature and steaming time. The air convection
drying conditions are temperature and humidity or microwave drying are power and
humidity. The target function for both blanching and drying is the content of
polyphenols and chlorophyll residues. Then grinding process, powder is sifted sieve
size 0,3mm and has size < 0,3mm, help extract easily.
Analysis of ANOVA variance revealed that the survey conditions had an effect
on chlorophyll and polyphenol content. Chlorophyll value and polyphenol value of
steaming at 90oC after 30 seconds were 3 mg/g dry matter and 108,04 mgGAE/g dry
matter. The results of drying process showed chlorophyll value, polyphenol value,
EGCG value and DPPH oxidation value as follows:
- Microwave drying: 3,05 mg/g dry matter; 116,92 mgGAE/g dry matter; 7,38%
dry matter and 294,49 mg TEAC/g dry matter; at 400Wh and humidity 4 ± 0,3%
- Convection: 2,88 mg/g dry matter; 120,14 mg GAE/g dry matter; 7,42% dry
matter and 281,56 mg TEA/g dry matter; At 80oC and humidity 5 ± 0,3%.
The optimization of air convecting drying showed that at a temperature of 87,5°C
and a moisture content of 5,4 ± 0,3%, the polyphenol value was 124,69 mgGAE/mg
dry matter.
Green tea powder contains highly polyphenol, chlorophyll, …; retains the color,
characteristic taste of green tea, the tastes of consumers.

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong bài luận văn này là trung thực, không sao chép bất
cứ từ nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.
Việc tham khảo các tài liệu liên quan đã được trích dẫn cụ thể và ghi nguồn rõ
ràng theo đúng yêu cầu trích dẫn tài liệu tham khảo.
Tác giả luận văn

Phạm Thị Trang


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................... 1
1.1.

Tổng quan về trà xanh ................................................................................ 1

1.1.1.

Phân loại khoa học [1] [4] [5] .............................................................. 1

1.1.2.

Phân bố và đặc điểm [5] [6] [7] ............................................................ 1

1.1.2.1.

Phân bố ......................................................................................... 1

1.1.2.2.

Đặc điểm ....................................................................................... 2

1.1.3.

Thành phần hoá học ............................................................................. 3

1.1.4.

Một số nghiên cứu về trà xanh ............................................................. 7

1.2.

Tổng quan về thiết bị nghiền búa [25] ........................................................ 8

1.3.

Tổng quan về quá trình sấy ....................................................................... 11

1.3.1.

Sấy đối lưu [25] ................................................................................. 11

1.3.2.

Sấy vi sóng [29] [30] [31] [32] ........................................................... 13

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................... 17

2.1.

Nguyên vật liệu ........................................................................................ 17

2.1.1.

Trà xanh ............................................................................................ 17

2.1.2.

Hoá chất ............................................................................................ 17

2.1.3.

Dụng cụ và thiết bị ............................................................................. 17

2.2.

Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 18

2.2.1.

Sơ đồ nghiên cứu ............................................................................... 18

2.2.2.

Quy trình sản xuất bột trà xanh .......................................................... 20

2.2.3.

Bố trí thí nghiệm ................................................................................ 22

2.2.4.

Đánh giá chất lượng sản phẩm ........................................................... 25

2.2.5.

Đánh giá cảm quan sản phẩm ............................................................. 25

2.2.6.

Phương pháp xử lý số liệu.................................................................. 26

2.2.7.

Phương pháp phân tích ...................................................................... 27

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................................................ 30
3.1.

Kết quả khảo sát nguyên liệu lá trà tươi .................................................... 30

3.2.

Kết quả khảo sát q trình trích ly chlorophyll ......................................... 30

3.3.

Kết quả khảo sát q trình trích ly polyphenol .......................................... 33

3.4.

Kết quả khảo sát quá trình chần ................................................................ 35

3.5.

Khảo sát q trình sấy .............................................................................. 37

3.5.1.

Sấy đối lưu......................................................................................... 37

3.5.2.

Sấy vi sóng ........................................................................................ 39

3.6.

Kết quả khảo sát quá trình nghiền ............................................................. 41

3.7.

Kết quả thí nghiệm tối ưu hố các điều kiện của chế độ sấy đối lưu.......... 42

3.8.

Kết quả thí nghiệm kiểm chứng dự đống từ mơ hình so với thực nghiệm 44

3.9.

Khảo sát quá trình bảo quản ..................................................................... 45

3.10.

Khảo sát sản phẩm bột trà xanh.......................................................... 48

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ............................................................. 54
4.1.

Kết luận .................................................................................................... 54

4.2.

Kiến nghị.................................................................................................. 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 56
PHỤ LỤC.............................................................................................................. 61
A – CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .......................................................... 61
1. Xác định độ ẩm ........................................................................................ 61
2. Xác định độ tro ......................................................................................... 61
3. Xác định protein ....................................................................................... 61
4. Xác định đường tổng ................................................................................ 63
5. Xác định đường khử ................................................................................. 64
6. Xác định pectin ........................................................................................ 66
7. Xác định hàm lượng cellulose .................................................................. 67
8. Xác định polyphenol tổng......................................................................... 67
9. Xác định hoạt tính chống oxi hóa theo DPPH ........................................... 69
10.

Xác định EGCG ................................................................................. 71

11.

Xác định chlorophyll ......................................................................... 74

12.

Xác định độ hòa tan ........................................................................... 75

B – CÁC BẢNG THỐNG KÊ ............................................................................ 76


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại khoa học của trà [4].................................................................. 1
Bảng 1.2. Sản lượng trà một số nước trên thế giới [6] .............................................. 2
Bảng 1.3. Thành phần hoá học của lá trà khô [8] [9] ................................................ 3
Bảng 1.4. Các catechin chính trong trà (hàm lượng % trên tổng chất khô) [8].......... 5
Bảng 1.5. Thành phần các acid amin trong lá trà tươi [14] ....................................... 6
Bảng 1.6. Phân chia các bức xạ sóng điện từ ......................................................... 13
Bảng 2.1. Giá trị ở tâm và bước nhảy trong thí nghiệm tối ưu hoá ......................... 24
Bảng 2.2. Bảng quy hoạch thực nghiệm 2 yếu tố ................................................... 24
Bảng 2.3. Các phương pháp phân tích ................................................................... 27
Bảng 3.1. Một số thành phần trong nguyên liệu trà xanh ....................................... 30
Bảng 3.2. Hàm lượng polyphenol theo các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm khi tiến hành thí
nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm ..................................................................... 42
Bảng 3.3. Hệ số phương trình hồi quy và độ tin cậy của các hệ số tương ứng với các
yếu tố của quá trình sấy đối lưu ............................................................................. 43
Bảng 3.4. Kết quả kiểm chứng H (mgGAE/g chất khơ) dự đốn từ phần mềm Moddle

5.0 ......................................................................................................................... 44
Bảng 3.5. Thành phần hoá học bột trà xanh ........................................................... 49
Bảng 3.6. So sánh mẫu thí nghiệm với mẫu thị trường ........................................... 52
Bảng 3.7. Kết quả cho điểm cảm quan (trên thang điểm 7) .................................... 52
Bảng A1. Số liệu xây dựng đường chuẩn glucose .................................................. 65
Bảng A2. Số liệu xây dựng đường chuẩn acid gallic .............................................. 68
Bảng A3. Số liệu xây dựng đường chuẩn trolox..................................................... 70


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cơng thức cấu tạo của các catechin [10]................................................... 4
Hình 1.2. Thiết bị nghiền búa .................................................................................. 9
Hình 1.3. Cấu tạo thiết bị nghiền búa ..................................................................... 10
Hình 1.4. Thiết bị sấy đối lưu ................................................................................ 11
Hình 1.5. Lị vi sóng Sharp R-20A1(S)VN ............................................................ 14
Hình 2.1. Trà xanh................................................................................................. 17
Hình 2.2. Bột trà xanh Matcha Aiya của Nhật ....................................................... 26
Hình 3.1. Ảnh hưởng của thời gian trích ly lên chlorophyll ................................... 31
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ dung mơi lên chlorophyll ....................................... 32
Hình 3.3. Ảnh hưởng của dung mơi và tỉ lệ dung mơi đến hàm lượng polyphenol . 33
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hàm lượng polyphenol .................. 34
Hình 3.5. Ảnh hưởng của chế độ chần đến hàm lượng polyphenol......................... 35
Hình 3.6. Ảnh hưởng của chế độ chần đến hàm lượng polyphenol......................... 36
Hình 3.7. Ảnh hưởng của sấy đối lưu đến hàm lượng chlorophyll ......................... 37
Hình 3.8. Ảnh hưởng của sấy đối lưu đến hàm lượng polyphenol .......................... 38
Hình 3.9. Ảnh hưởng của sấy vi sóng đến hàm lượng chlorophyll ......................... 39
Hình 3.10. Ảnh hưởng của sấy vi sóng đến hàm lượng polyphenol ........................ 40
Hình 3.11. Ảnh hưởng kích thước lưới đến hàm lượng polyphenol và hiệu suất thu
hồi bột ................................................................................................................... 41
Hình 3.12. Ảnh hưởng nhiệt độ và độ ẩm đến chế độ sấy đối lưu .......................... 44

Hình 3.13. Túi đựng bột trà xanh ........................................................................... 45
Hình 3.14. Ảnh hưởng của quá trình bảo quản đến hàm lượng chlorophyll (mẫu sấy
đối lưu) .................................................................................................................. 46
Hình 3.15. Ảnh hưởng của quá trình bảo quản đến hàm lượng chlorophyll (mẫu sấy
vi sóng) ................................................................................................................. 46
Hình 3.16. Ảnh hưởng của q trình bảo quản đến hàm lượng polyphenol (mẫu sấy
đối lưu) .................................................................................................................. 47
Hình 3.17. Ảnh hưởng của quá trình bảo quản đến hàm lượng polyphenol (mẫu sấy
vi sóng) ................................................................................................................. 48


Hình 3.18. Hình chụp SEM của bột trà xanh.......................................................... 51
Hình 3.19. So sánh 3 mẫu cảm quan ...................................................................... 53
Hình A1. Đường chuẩn glucose ............................................................................. 65
Hình A2. Đường chuẩn acid gallic ......................................................................... 69
Hình A3. Đường chuẩn trolox ............................................................................... 71
Hình A4. Sắc ký đồ mẫu chuẩn.............................................................................. 73
Hình A5. Sắc ký đồ mẫu thí nghiệm (trên:đối lưu, dưới: vi sóng) .......................... 74


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TT

VIẾT TẮT

TÊN ĐẦY ĐỦ

1

ANOVA

Analysis of variance – Phân tích phương sai

2

DPPH

1,1-Diphenyl-2-picryhydrazyl

3

GAE

Gallic acid equivalent – Hàm lượng acid gallic tương đương

4

DNS

3,5-Dinitrosalicylic acid

5

TN

Thí nghiệm

6

TEAC

Trolox Equivalent Antioxidant Capacity – Khả năng chống
oxy hóa tương đương trolox


MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Cây trà (Camellia sinensis) là loài thực vật đã được biết đến từ hơn 2000 năm
trước Công nguyên, xuất xứ từ Đông Á, Nam Á và Đông Nam Á, nhưng ngày nay nó
được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới, tại các khu vực khí hậu nhiệt đới và
cận nhiệt đới. Cây trà có một vị trí đặc biệt trong nền kinh tế và trong đời sống của
người dân Việt Nam. Ngoài giá trị dinh dưỡng, cây trà là cây công nghiệp lâu năm,
mau cho sản phẩm và đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Bộ phận được sử dụng phổ biến nhất trên cây trà là lá trà. Chúng được sử dụng
rộng rãi nhưng chủ yếu ở lĩnh vực dược phẩm và thực phẩm. Trong lĩnh vực thực
phẩm, chúng được sử dụng dưới dạng trà xanh, trà ô long, trà đen, matcha,… tất cả
đều được chế biến từ loài này, nhưng được chế biến ở các mức độ oxy hoá khác nhau.
Các số liệu được báo cáo cho thấy trà có chứa gần 4000 các hợp chất có hoạt tính
sinh học mà các hợp chất trong đó khoảng một phần ba thuộc nhóm polyphenol [1]
[2]. Những hợp chất khác như: alkaloids (caffeine, theophylline và theobromine), các
axit amin, cacbohydrate, protein, chất diệp lục, các hơp chất dễ bay hơi, fluor, khoáng
chất và các nguyên tố vi lượng, và các hợp chất không xác định khác [3]. Hợp chất
chiết xuất từ trà xanh chứa nhiều polyphenol, có hoạt tính chống oxy hố, trong đó
chủ yếu là các catechin; các thành phần epigallocatechin-3-gallate và epicatechin-3gallate thì có hoạt tính mạnh nhất.
Trên thế giới, nhiều cơng trình nghiên cứu về trà xanh đã được tiến hành nghiên
cứu về các thành phần có lợi từ trà. Việc sử dụng trà một cách phù hợp sẽ mang lại
nhiều lợi ích cho sức khoẻ bởi sự có mặt của các chất chống oxy hoá, các hợp chất
phenol, flavonoid [1] [2] [3].
Dù năng suất thu hoạch rất cao và có nhiều giá trị sinh học nhưng giá thành lá trà
phụ liệu sau khi hái tôm hai lá hoặc tôm ba lá rất rẻ. Bên cạnh việc sử dụng lá dưới

dạng tươi để nấu lấy nước uống thường thấy ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam, hay dưới
các dạng trà khác nhau như trà đen, trà oolong,… Ngồi ra, trà xanh cịn có các lợi
ích đối với các bênh béo phì, tiểu đường type II, giảm nguy cơ của các bệnh mạch
vành, có tác dụng tốt với những bệnh nhân ung thư, bệnh gan,... Với những lợi ích từ


trà xanh mang lại cũng như nguồn lá trà phụ liệu dồi dào, chúng tôi chọn đề tài
“Nghiên cứu sản xuất bột trà xanh từ lá cây trà phụ liệu bằng phương pháp chần, sấy
và nghiền búa” nhằm đem lại sản phẩm từ lá trà xanh thật với nhiều lợi ích dinh
dưỡng. Đây là hướng nghiên cứu mới, với kết quả khảo sát các phương pháp khác
nhau sẽ mở ra thêm nhiều hướng nghiên cứu sản xuất mới cho loài cây nhiều lợi ích
này.
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu sản xuất bột trà xanh từ lá trà phụ liệu ở quy mơ phịng thí nghiệm.
Phân tích khả năng chống oxy hố trong sản phẩm.
Nghiên cứu độ bền màu của chlorophyll trong sản phẩm trà xanh.
Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu này được thực hiện với quy mơ phịng thí nghiệm, đối tượng nghiên
cứu là lá trà xanh.
Nội dung nghiên cứu
Tổng quan tài liệu về trà xanh.
Phân tích một số thành phần cơ bản của lá trà.
Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố thời gian, nhiệt độ, độ ẩm đến sự biến đổi
hàm lượng polyphenol và chlorophyll của bột trà xanh trong các q trình:
-

Chần

-

Sấy đối lưu

-

Sấy vi sóng

Tối ưu q trình sấy để đạt hàm mục tiêu polyphenol tối ưu.
Khảo sát sự biến đổi của polyphenol và chlorophyll theo thời gian bảo quản.
Phân tích một số chỉ tiêu chất lượng sản phẩm.


1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về trà xanh
1.1.1.

Phân loại khoa học [1] [4] [5]

Cây trà xanh có tên khoa học là Camellia sinensis (L) thuộc họ Theaceae, là cây
cho lá quanh năm mọc thành bụi hoặc cây nhỏ.
Cây trà có nguồn gốc từ Trung Quốc, Nam và Đơng Nam Á. Đây là cây công
nghiệp lâu năm, cho hiệu quả kinh tế cao, được trồng ở hơn 30 quốc gia. Trà có nhiều
giống khác nhau, các giống trà phổ hiện nay là: Thea Jiunnanica, Thea Assamica,
Thea Ainensis.
Bảng 1.1. Phân loại khoa học của trà [4]
Phân loại khoa học

1.1.2.

Giới

Thực vật - Plantee

Ngành

Hạt kín - Magnoliopsida

Lớp

Song tử diệp - Dicotylednae

Bộ

Chè - Ericale

Họ

Chè - Theaceae

Chi

Chè - Camellia

Loài

C.Sinensis

Phân bố và đặc điểm [5] [6] [7]

1.1.2.1. Phân bố
Cây trà thích sống ở vùng có khí hậu ấm và ẩm, có nhiều mưa, đồng thời thích
ánh sáng khuếch tán, đất có tính acid yếu và được thoát nước tốt. Một số yếu tố cần
thiết cho sự sinh trưởng của cây trà: nhiệt độ từ 10 - 30oC, lượng mưa hàng năm tối
thiểu 1250mm, độ dốc lý tưởng của đất trồng là 0,5 – 10o và độ cao có thể lên tới
2000m. Sản xuất trà vì vậy bị giới hạn địa lý tại một vài khu vực trên thế giới và cây
trà rất nhạy cảm với sự thay đổi điều kiện trồng trọt.
Trà trên thế giới phần lớn được trồng ở các nước Nam Á, Đông Nam Á. Ngoài
ra một phần nhỏ ở châu Phi và Mỹ Latin.


2

Ở Việt Nam trà được trồng chủ yếu ở vùng trung du miền Bắc Bộ (Vĩnh Phúc,
Phú Thọ, Bắc Cạn, Thái Nguyên) và vùng Tây Nguyên (Gia Lai, Kon Tum, Lâm
Đồng, Đắc Lắc).
Bảng 1.2. Sản lượng trà một số nước trên thế giới [6]
Quốc gia

Sản lượng (nghìn tấn) Tỉ lệ so với thế giới (%)

Trung Quốc

1924,5

36

Ấn Độ

1208,8

22,6

Kenya

432,4

8

Sri Lanka

340,2

6,3

Việt Nam

214,3

4

1.1.2.2. Đặc điểm
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 tuỳ giống. Lá trà có gân rất rõ, rìa lá có răng
cưa. Búp trà là giai đoạn non của một cành trà, được hình thành từ các mầm dinh
dưỡng, gồm có tơm (phần lá non trên đỉnh chưa xoè) và 2 hoặc 3 lá non. Kích thước
của búp trà thay đổi tuỳ giống và kỹ thuật canh tác. Cây trà sau khi sinh trưởng 2-3

tuổi bắt đầu ra hoa, mọc từ chồi sinh thực ở nách lá.
Trà là cây lâu năm, có chu kỳ sống rất lâu, có thể đạt 60-100 năm hoặc lâu hơn.
Tuổi thọ kinh tế tối đa của một cây trà thương mại vào khoảng 50-65 năm tuỳ thuộc
điều kiện môi trường và phương pháp trồng trọt.
Trà cho năng suất cao vào mùa mưa từ tháng 5 – 11, sau 10 – 15 ngày thì thu
hoạch một lần. Trà nguyên liệu sử dụng trong công nghiệp chế biến chủ yếu là 1 tôm
và 2 – 3 lá non.
Hoa chè: màu trắng với nhiều nhị vàng, mỗi hoa gồm 7 cánh và hàng tá nhị dài.


3

Quả chè: thường mọc thành từng chụm 3. Ban đầu có màu xanh của chồi, sau
đó tăng trưởng và cứng dần thành quả màu nâu chứa hạt bên trong. Khi quả chín vết
rãnh mở ra. Hạt bên trong có thể được dùng để gieo trồng.
Thân cây: đơn trục, có 3 loại thân: thân gỗ, thân bụi và thân nhỡ (bán gỗ).
Lá chè: mọc cách trên cành, mỗi đốt có một lá, hình dạng và kích thước thay
đổi tuỳ giống. Lá chè có rõ gân, rìa có răng cưa.
Búp chè là giai đoạn non của một cành chè: được hình thành từ các mầm dinh
dưỡng, gồm có tơm (phần lá non trên đỉnh chưa xoè) và 2-3 lá non. Có hai loại búp:
búp bình thường (có tơm và 2-3 lá non) và búp mù (khơng có tơm, chỉ có lá).
Trên một cành chè: 1 năm có 4 – 5 đợt sinh trưởng của búp.
1.1.3.

Thành phần hoá học

Trà là loại thức uống đã phổ biến từ lâu đời trải qua hàng ngàn năm lịch sử, các
cơng trình nghiên cứu về trà rất nhiều. Các thành phần hố học của trà được mơ tả
tương đối đầy đủ. Một số thành phần của trà khô được mô tả trong bảng 1.3.
Bảng 1.3. Thành phần hố học của lá trà khơ [8] [9]

Thành phần

Giá trị % chất khơ

Protein

15-20

Acid amin

1-4

Carbohydrate

7

Xơ tổng

26

Lipid

7

Sắc tố

2

Khống

5

Hợp chất phenolic

30

Trong rất nhiều thành phần có trong trà, thì các thành phần như polyphenol, acid
amin, các enzyme, cafeine là được quan tâm nhiều nhất do hoạt tính cũng như ảnh
hưởng của chúng đến chất lượng các sản phẩm trà.
Polyphenol
Các polyphenol là thành phần quan trọng có trong trà, chiếm khoảng 30% hàm
lượng chất khô của lá chè tươi. Các polyphenol trong trà bao gồm 6 nhóm hợp chất


4

chủ yếu là: flavanols, hydroxyl-4-flavanols, anthocyanins, flavones, flavonols và
phenolic acids. Trong đó quan trọng nhất là flavanols- bao gồm nhóm catechins là
nhóm có tính chất nổi trội trong trà. Các catechins chính: (-) Epicatechin (EC), (-)
Epicatechin gallate (ECG), (-) Epigallocatechin (EGC), (-) Epigallacatechin gallate
(EGCG), (+) Catechin (C) và (+) Gallocatechin (GC). Các hợp chất polyphenol góp
phần tạo vị đắng, chát và ngọt hậu vị của trà. Các hợp chất phenol là thành phần đặc
trưng của các tính chất tiện ích cho sức khoẻ con người có trong chè: kháng khuẩn,
chống oxy hố, cầm máu, chống ung thư. [9] [10]

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của các catechin [10]
Catechin được đặc trưng bởi các nhóm hydroxyl khác nhau trên vịng A và vịng
B. Epicatechin (EC) có một nhóm ortho-dihydroxyl trên vịng B, ở vị trí carbon 3’ và
4’, và một nhóm hydroxyl trên vịng C, tại vị trí carbon 3. [11]
Epigallocatechin (EGC) khác với epicatechin ở vị trí các nhóm hydroxyl, EGC

có 3 nhóm hydroxyl trên vịng B tại các vị trí carbon 3’, 4’, 5’. [11]
Epicatechin gallate (ECG) khác epicatechin là nhóm gallate trong phân tử liên
kết với carbon 3 ở vòng C. [12]


5

Epigallocatechin gallate (EGCG) có 3 nhóm hydroxyl ở vị trí carbon 3’, 4’, 5’
của vịng B và nhóm gallate trên carbon 3 của vịng C [12]. EGCG là catechin được
tìm thấy nhiều nhất trong lá trà xanh, trà Oolong và trà đen [8]. Hàm lượng EGCG có
trong trà xanh vào khoảng 127 – 550 mg/L. [13]
Bảng 1.4. Các catechin chính trong trà (hàm lượng % trên tổng chất khô) [8]
Thành phần

Hàm lượng Thành phần

Hàm lượng

(+) catechin

1–2

(+) gallocatechin

1–3

(-) epicatechin

1–3

(-) epigallocatechin

3–6

(-) epicatechin gallate

3-6

(-)epigallocatechin gallate

7 – 13

EGCG là loại catechin có nhiều nhất trong trà, chiếm khoảng 65% tổng lượng
catechin. Catechin trong trà có hoạt tính mạnh hơn vitamin C và E, thứ tự về hiệu quả
của chúng: ECG>EGCG>EGC>EC. [10]
Protein và các acid amin [7] [14]
Protein chiếm khoảng 14-17% khối lượng chất khô của lá trà tươi, thay đổi tuỳ
theo giống trà, tuy nhiên ít biến đổi theo q trình phát triển của lá trà.
Các acid amin cơ bản trong lá trà bao gồm aspartic, arginine, glutamic, serine,
glutamine, tyrosine, valine, phenylalanine, leucine, isoleucine và theanine (5-Nethylglutamine)... 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 không chỉ đóng vai trị quan trọng
đến tính chất hương vị của trà mà cịn cho thấy các hoạt tính sinh học. Các hoạt tính
sinh học của nó như tăng cảm giác thư giãn, ức chế các ảnh hưởng tiêu cực của
caffeine, giảm huyết áp và tăng khả năng chống khối u.


6

Bảng 1.5. Thành phần các acid amin trong lá trà tươi [14]

Thành phần

Hàm lượng (µg/g)

Aspartic acid

560 ± 21,4

Glutamic acid

619 ± 27,4

ASN

206 ± 9,73

Serine

126 ± 36,2

Histidine

693 ± 79,8

Arginine

414 ± 40,4

Glycine

30,7 ± 5,43

Threonine

65,9 ± 8,32

Alanine

Khơng tìm thấy

Theanine

4025 ± 59,1

Tyrosine

63,5 ± 36,7

Methionine

25,5 ± 1,78

Tryptophan

61,9 ± 3,33

Phenylalanine

30,5 ± 24,0

Isoleucine

35,8 ± 23,0

Leucine

27,5 ± 9,70

Lysine

44,0 ± 12,4

Tổng cộng

6985

Enzyme [4] [15]
Trong trà có hầu hết các loại enzyme, nhưng chủ yếu là hai nhóm: nhóm enzyme
thuỷ phân gồm amylase, invertase, glucozidase, protease...; nhóm enzyme oxy hố
khử gồm catalase, polyphenol oxidase và peroxidase...
Trong đó, polyphenol oxidase và peroxidase là hai enzyme chịu trách nhiệm cho
quá trình lên men (q trình oxy hố) để biến đổi trà xanh thành trà đen. Trong sản
xuất trà xanh, cần bất hoạt enzyme này để tránh oxy hoá catechin.


7

Caffeine [16] [17]
Caffeine (1,3,7-trimethyl xanthine; 1,3,7-trimethyl-1H-purine -2,6 (3H,7H)dione), là một dẫn xuất tạo thành từ purine, caffeine chủ yếu được tổng hợp tại lá trà,
chiếm khoảng từ 3-5% lượng chất khô trong lá trà.

Hàm lượng caffeine thay đổi tuỳ thuộc vào độ tuổi của lá trà, thường giảm theo
độ tuổi của lá và ít biến đổi trong q trình chế biến (trà đen, trà olong).
1.1.4.

Một số nghiên cứu về trà xanh

Trà xanh từ lâu đã được biết đến bởi các tác dụng tích cực của nó đến sức khoẻ
con người, trà xanh chứ nhiều hợp chất, đặc biệt là các polyphenol, và nhều nghiên
cứu y học cho thấy các polyphenol trong trà làm giảm nguy cơ của nhiều loại
bệnh.[18]
Các nghiên cứu về trà xanh chủ yếu nghiên cứu về tác dụng sinh lý của các hợp
chất có trong trà, các phương pháp trích ly nhằm tăng khả năng thu hồi các chất có
hoạt tính sinh học, ứng dụng của trà xanh trong thực phẩm.
Nghiên cứu về tác dụng sinh lý của trà
Trong đường ruột, trà xanh được phát hiện là có khả năng hoạt hố các chất chống
oxy hố nội bào, ức chế hình thành các hợp chất tiền ung thư, cản trở sự hình thành
mạch máu trong phơi và sự sản sinh các tế bào ung thư. Trà xanh làm giảm sự hấp
thu cholesterols và lipid trong đường ruột, ngăn chặn sự rối loạn đường ruột [19]. Bên
cạnh đó trà xanh còn làm giảm bệnh đái tháo đường, thúc đẩy việc tiêu thụ năng
lượng. Ngồi ra trà cịn có lợi ích là kháng khuẩn, chống lão hố, kháng viêm [9].
Theo một nghiên cứu của K. Nakachi và K. Imai (1996) trên các bệnh nhân đã bị
ung thư, uống 10 tách trà mỗi ngày (120ml/ tách) có thể làm chậm sự tấn công của
ung thư lên đến 7.3 năm đối với nữ và 3.2 năm đối với nam [20].
Wu và cộng sự (2003), nghiên cứu trên 501 bệnh nhân ung thư vú người Mỹ gốc
Á đối chứng với 594 người, kết quả là sử dụng trà từ 0-85,7 mL/ngày và ≥85,7 mL/
ngày giúp giảm nguy cơ ung thư vú với lượng sử dụng tăng dần [21].
Theo Camila T.Scoparo và cộng sự (2013), polysaccharides trong trà xanh và trà
đen, thông qua đường uống, có thể làm giảm tỉ lệ tử vong của chuột bị đa nhiễm vi
sinh vật đường máu, cao hơn 40% và 25% so với mẫu kiểm nghiệm. Polysaccharides

8

trong trà còn ảnh hưởng đến dòng neutrophils, ngăn cản sự tích tụ neutrophils trong
phổi và sự tổn hại mơ [22].
Nghiên cứu về ứng dụng của trà trong thực phẩm
Trong công nghệ thực phẩm, từ nhiều năm trở lại đây, người tiêu dùng ngày càng
quan tâm đến các sản phẩm có bổ sung chiết xuất trà xanh. Trà xanh thường được bổ
sung vào nhiều loại thực phẩm khác nhau: bánh mì, bánh quy, táo sấy, các sản phẩm
từ thịt,...[11]
Trong một nghiên cứu của DuPont Nutrition và Health laboratories, hiệu quả
chống oxy hố của trà xanh trích ly được so sánh với liều lượng tương đương butylaed
hydroxyanisole (BHA). Kết quả là liều dùng 200ppm trà xanh trích ly cho hiệu quả
kháng oxy hoá tương đương với 40ppm BHA trong sản phẩm burger gà tây đút lò
(bảo quản ở 4oC) [11].
Trong một nghiên cứu sự ảnh hưởng của bột trà xanh trích ly đến sự oxy hoá dầu
hướng dương (Mirahmadi F,2005), các chất chống oxy hoá được cho vào sản phẩm
với hàm lượng: bột trà xanh, α tocopherol (200 và 500 ppm), butylated
hydroxyanisole (BHA) và butylated hydroxytoluene (BHT) (100 và 200 ppm), bảo
quản ở 50oC trong 5-12 ngày. Kết quả cho thấy khả năng chống oxy hoá của bột trà
xanh tốt hơn các chất oxy hoá khác [23]. Dung dịch trà xanh trích ly cũng cho thấy
khả năng chống oxy hố lipid, khi ngâm phi lê cá ngừ trong dung dịch trà rồi đem
đông lạnh [24].
1.2. Tổng quan về thiết bị nghiền búa [25]
Thiết bị nghiền búa được thiết kế cấu trúc đơn giản, tiêu thụ năng lượng ít, tỉ lệ
giảm tốc cao, năng suất cao, tháo lắp và bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng.


9

Hình 1.2. Thiết bị nghiền búa
Nguyên lý hoạt động
Nguyên liệu cần nghiền cho vào bên trong máy qua cửa nạp liệu. Do sự va đập
của vật liệu với các cánh búa đang quay và với thành trong máy, vật liệu sẽ biến dạng
rồi vỡ ra thành các thành phần có kích thước nhỏ hơn. Ngồi ra, khi ngun liệu ban
đầu có kích thước lớn, cịn có thêm sự chà xát của vật liệu với thành trong của máy.
Do bị va đập nhiều lần với cánh búa và vỏ máy, nguyên liệu giảm kích thước đến khi
nhỏ hơn lỗ lưới, hạt sẽ theo lỗ lưới ra ngoài. Các hạt vật liệu nhỏ lọt qua lưới tự thốt
ra ngồi hoặc được quạt hút ra khỏi máy, còn các hạt vật liệu to chưa lọt qua lưới lại
được các búa tiếp tục nghiền nhỏ.
Để nghiền được động năng của búa khi quay phải lớn hơn công làm biến dạng
để phá vỡ vật liệu. Do vậy, khi nghiền vật liệu lớn cần có trọng lượng búa lớn, còn
khi nghiền vật liệu nhỏ cần búa nhẹ hơn. Trong trường hợp vật liệu nghiền có kích
thước không đồng đều hoặc quá cứng, người ta dùng loại có cánh búa xếp. Ưu điểm
của cánh búa loại này là có thể xếp được khi qua tải hoặc vật cứng, khi vượt qua tải
hay vật cứng này, cánh búa sẽ mở ra nhờ lực ly tâm.


10

Hình 1.3. Cấu tạo thiết bị nghiền búa
Trong thiết bị nghiền búa, lực tác động chủ yếu là lực va đập. Cấu tạo thiết bị
nghiền búa bao gồm một rotor quay với tốc độ cao được gắn với một vòng đai, trên
vịng đai có gắn các tay đập (búa). Khi rotor quay, các tay đập sẽ chuyển động và đầu
của các tay đập tạo thành vòng tròn, khoảng cách giữa vòng tròn này với vỏ bao rất
nhỏ (phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm). Mặt trong của vỏ bao được cấu tạo
bằng vật liệu dai và cứng. Khi vận hành, nguyên liệu được tay đập đưa đến khe hẹp
giữa đầu búa và thành của vỏ. Dưới tác dụng của lực va đập của búa và lực ma sát,
nguyên liệu sẽ vỡ ra. Trên vỏ có thể trang bị sàng để giữ lại các nguyên liệu chưa
được nghiền đến mức độ đạt yêu cầu. Nếu nguyên liệu có cấu trúc sợi hoặc dính

(sticky), sàng này nhanh chóng bị tắc.
Thiết bị nghiền búa thường được dùng để nghiền các loại nguyên liệu cứng, giịn,
dạng sợi hoặc có tính chất dính.