Nghiên cứu công nghệ sản xuất chè lên men từ chè Shan và ứng dụng để sản xuất nước giải khát

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bản luận án này, nghiên cứu sinh đã nhận được sự giúp đỡ của
nhiều cá nhân và tập thể.
Trước hết, NCS xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến PGS.TS
Nguyễn Duy Thịnh, PGS.TS Khuất Hữu Thanh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ NCS trong
suốt quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận án.
NCS xin cảm ơn tập thể cán bộ Viện Đào tạo sau đại học – Trường Đại học Bách
Khoa Hà Nội; các giảng viên Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt là các giảng
viên Viện Công nghệ Sinh học - Thực Phẩm, Trường Cao đẳng Cơng nghiệp Thực phẩm
Việt Trì đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho NCS hoàn thành bản luận án.
Cuối cùng, NCS cũng gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã
giúp đỡ, động viên NCS hồn thành cơng trình này.
Hà Nội, ngày 25 tháng 8 năm 2012
Nghiên cứu sinh.

Đào Thị Việt Hà

Đào Thị Việt Hà

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận án này là kết quả nghiên cứu do bản thân tôi thực hiện
với sự cộng tác của các đồng nghiệp. Những số liệu đưa ra là hồn tồn trung thực và
khơng vi phạm bản quyền của bất kỳ tác giả nào khác.

Nghiên cứu sinh

Đào Thị Việt Hà

Đào Thị Việt Hà

ii


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu,

Chú giải

chữ viết tắt
ADN

Axit Deoxyribonucleic

BĐ

Bắt đầu

BLAST

Basic Local Alignment Search Tool

BTP

Bán thành phẩm

CFU

Clony Forming Unit (Đơn vị hình thành khuẩn lạc)

CHT

Chất hịa tan

CK

Chất khô

CL

Chất lượng

cs

Cộng sự

EC

Epicatechin

ECG

Epicatechingalat

EGC

Epigalocatechin

EGCG

Epigalocatechingalat

F

Chuẩn Fisher

FAO

Food and Agriculture Organization of theUnitedNations (Tổ chức lương thực
và Nông nghiệp liên hiệp quốc)

FDA

U.S Food and Drug Administration (Cục quản lý thuốc và thực phẩm mỹ)

HL

Hàm lượng

HPLC

High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng cao áp)

ISP

International Streptomyces Project

ITS

Internal Transcribed Spacer regions

KCS

Kiểm tra chất lượng sản phẩm

KT
LC-MS
LSD

Kết thúc
Liquid chromatography - Mass spectrometry (LC-MS): Phương pháp sắc ký
lỏng khối phổ
Giá trị để so sánh sự khác nhau có nghĩa ở ngưỡng 5%

NA

Nutrient agar : Môi trường thạch giàu dinh dưỡng

PDA

Potato Dextrose Aga

PP

Phương pháp

PPO

Polyphenoloxydaza

TB

Teabrown ( Sắc tố nâu )

TCN

Tiêu chuẩn ngành

iii


TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TF

Theaflavins ( Sắc tố vàng )

TR

Thearubigins ( Sắc tố đỏ )

USD

United States Dollar : Tiền đô la Mỹ

VNĐ

Việt nam đồng

VSV

Vi sinh vật

iv


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ............................................................... 5
1. TỔNG QUAN CHUNG VỀ CHÈ LÊN MEN .............................................................. 5
1.1 Đặc tính và nguồn gốc của chè lên men ................................................................. 5
1.2 Nghiên cứu thành phần hóa học chè lên men .......................................................... 5
1.2.1 Nghiên cứu xác định thành phần hóa học chè lên men .................................... 6
1.2.2 Nghiên cứu sự biến đổi các thành phần hóa học chủ yếu trong quá trình lên men... 8
1.2.3 Nghiên cứu các sắc tố trong chè lên men ......................................................... 9
1.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất chè lên men ........................................................................ 14
1.4 Chè Shan Việt Nam - nguồn nguyên liệu thích hợp cho sản xuất chè lên men.............. 17
1.4.1 Khảo sát hình thái chè Shan ........................................................................... 19
1.4.2 Khảo sát về chất lượng công nghệ .................................................................. 20
2. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA SỰ HÌNH THÀNH CHẤT LƯỢNG CHÈ LÊN MEN ... 20
2.1 Vai trò của nước trong q trình lên men .............................................................. 21
2.2 Vai trị của nhiệt độ trong quá trình lên men ......................................................... 21
2.3 Vai trị của oxy trong q trình lên men ................................................................ 22
2.4 Vai trị của vi sinh vật trong q trình lên men ..................................................... 22
2.4.1. Aspergillus Niger........................................................................................... 23
2.4.2 Penicillium ...................................................................................................... 24
2.4.3 Rhizopus ......................................................................................................... 25

2.4.4 Aspergillus glaucus ........................................................................................ 25
2.4.5. Saccharomyces .............................................................................................. 26
2.5 Bản chất của sự hình thành chất lượng trong chè lên men .................................... 27
3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ CHÈ LÊN MEN TRÊN THẾ GIỚI VÀ
VIỆT NAM ...................................................................................................................... 28
3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................................ 28
3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè lên men tại Trung Quốc.................................. 28
3.3 Tình hình sản xuất và nghiên cứu về chè lên men ở Việt Nam ............................. 30
3.3.1 Tiềm năng phát triển sản xuất chè lên men ở Việt nam ................................. 30
3.3.2 Tình hình sản xuất chè lên men ở Việt Nam .................................................. 30
4. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ CHÈ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT
NAM ................................................................................................................................ 32
4.1 Tình hình sản xuất nước giải khát từ chè trên thế giới .......................................... 32
4.2 Tình hình sản xuất nước giải khát từ chè ở Việt Nam ........................................... 38
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................................... 40
2.1 Nguyên vật liệu, hoá chất ...................................................................................... 40

v


2.1.1. Nguyên vật liệu.............................................................................................. 40
2.1.2. Thiết bị, máy móc .......................................................................................... 40
2.1.3. Hoá chất ......................................................................................................... 40
2.2 Phưong pháp nghiên cứu ....................................................................................... 41
2.2.1. Phương pháp vi sinh vật học ......................................................................... 41
2.2.3. Phương pháp phân tích hố học..................................................................... 45
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................................... 48
3.1 Nghiên cứu công nghệ sản xuất chè vàng ............................................................. 48
3.1.1 Lựa chọn nguồn chè cho nghiên cứu .............................................................. 48
3.1.2 Nguyên liệu dùng để sản xuất chè vàng ......................................................... 48

3.1.3 Sơ đồ công nghệ chế biến chè vàng theo phương pháp truyền thống ............ 49
3.1.4 Nghiên cứu công nghệ héo lá chè ................................................................... 49
3.1.5 Công nghệ diệt men và vị chè........................................................................ 52
3.1.6 Nghiên cứu q trình ủ chè vàng ................................................................... 53
3.1.7 Sự biến đổi hàm lượng các chất cơ bản trong quá trình sản xuất chè vàng .......... 57
3.1.8 Đề xuất quy trình cơng nghệ sản xuất chè vàng ............................................. 59
3.2 Nghiên cứu công nghệ chè lên men....................................................................... 60
3.2.1 Đánh giá chất lượng chè vàng làm nguyên liệu sản xuất chè lên men ........... 60
3.2.2 Nghiên cứu quy trình cơng nghệ sản xuất chè lên men .................................. 60
3.2.3 Ép bánh chè lên men....................................................................................... 73
3.2.4 Tính tốn sơ bộ giá thành ............................................................................... 77
3.2.5 Chất lượng sản phẩm ...................................................................................... 78
3.3 Nghiên cứu hệ vi sinh vật trong quá trình lên men chè ........................................ 78
3.3.1 Động học quá trình sinh trưởng của các nhóm vi sinh vật trong chè lên men 78
3.3.2 Phân lập vi sinh vật trong quá trình ủ chè ...................................................... 81
3.3.3 Vai trò của vi sinh vật trong quá trình hình thành chất lượng chè lên men ........... 89
3.3.4 Nghiên cứu vai trò của chủng nấm sợi Aspegillus niger trong lên men chè ......... 101
3.4 Nghiên cứu công nghệ sản xuất nước giải khát từ chè lên men................................... 106
3.4.1 Nghiên cứu xác định phương pháp trích ly chè lên men .............................. 106
3.4.2 Xác định tỷ lệ chè/nước thích hợp nhằm thu được hiệu suất trích ly và chất
lượng dịch trích ly cao nhất. ........................................................................ 107
3.4.3. Xác định thời gian trích ly thích hợp nhằm thu được hiệu suất trích ly và chất
lượng dịch trích ly cao nhất ........................................................................ 109
3.4.4. Xác định nhiệt độ thích hợp nhằm thu được hiệu suất trích ly và chất lượng
dịch trích ly cao nhất................................................................................... 110
3.4.5. Nghiên cứu xác định số lần trích ly thích hợp ............................................. 112
3.5 Nghiên cứu xác định cơng thức phối chế ............................................................ 113
3.5.1 Nghiên cứu xác định tỷ lệ pha chế thích hợp ............................................... 114
3.5.2 Nghiên cứu xác định cơng thức phối chế thích hợp ..................................... 116
vi

3.6 Nghiên cứu ổn định màu sắc cho sản phẩm trong thời gian bảo quản ................ 118
3.7 Nghiên cứu xác định chế độ thanh trùng ............................................................. 121
3.8 Theo dõi sự biến đổi chất lượng của sản phẩm trong thời gian bảo quản tàng trữ .
................................................................................................................................... 125
3.9 Thiết lập sơ đồ qui trình cơng nghệ sản xuất ....................................................... 126
3.10 Hạch tốn sơ bộ hiệu quả kinh tế ...................................................................... 128
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................................... 129
DANH MỤC CÁC CÔNG TRINH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 : Diện tích, năng suất, sản lượng chè Shan tại một số Tỉnh ............................................ 18
Bảng 1.2 Một số đặc điểm hình thái sinh trưởng của chè Shan tại một số điểm ........................... 19
Bảng 1.3 Năng suất chất lượng của chè Shan tại một số điểm ....................................................... 20
Bảng 1.4 Tình hình sản xuất chè lên men trong vòng 70 năm qua ở Vân Nam - Trung Quốc ... 29
Bảng 1.5 Giá bán chè lên men qua một số năm............................................................................... 29
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của nguyên liệu chè Shan ............................................................... 49
Bảng 3.2 Ảnh hưởng của thời gian héo đến sự biến đổi tính chất của lá chè ................................ 51
Bảng 3.3 Ảnh hưởng của thời gian héo nhẹ đến chất lượng của chè vàng bán thành phẩm ........ 52
Bảng 3.4 Sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm và trạng thái của chè trong thời gian ủ .............................. 53
Bảng 3.5 Thành phần hoá học của lá chè vàng phụ thuộc vào thời gian ủ ................................... 55
Bảng 3.6 Ảnh hưởng của thời gian ủ đến chất lượng cảm quan của chè vàng .............................. 55
Bảng 3.7 Thành phần hoá học của chè vàng phụ thuộc các phương pháp làm khô ..................... 56
Bảng 3.8 Ảnh hưởng của các phương pháp làm khô đến chất lượng chè vàng ............................ 57

Bảng 3.9 Sự biến đổi tanin và chất hoà tan trong quá trình sản xuất chè vàng.............................. 58
Bảng 3.10 Sự biến đổi đường, nitơ tổng số trong quá trình sản xuất chè vàng ............................. 58
Bảng 3.11 Thành phần hóa học của chè vàng Hà Giang ............................................................... 60
Bảng 3.12 Lượng nước cần bổ xung để chè có độ ẩm đã định....................................................... 61
Bảng 3.13 Ảnh hưởng của độ ẩm và thời gian đến chất lượng cảm quan của chè lên men ......... 62
Bảng 3.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến chất lượng sản phẩm chè lên men .............. 64
Bảng 3.15 Ảnh hưởng của phương pháp làm khơ đến thành phần hóa học của chè .................... 71
Bảng 3.16 Ảnh hưởng của phương pháp làm khô đến chất lượng chè .......................................... 72
Bảng 3.17 So sánh chất lượng của sản phẩm nghiên cứu và chè Trung Quốc .............................. 73
Bảng 3.18 Tính giá thành chế biến 1kg chè lên men....................................................................... 77
Bảng 3.19 Số lượng các chủng vi sinh vật phân lập trong quá trình lên men chè vàng tại Hà
Giang............................................................................................................................... 81
Bảng 3.20 Sơ bộ đặc tính kiểu hình và khả năng sinh enzyme của các chủng vi sinh vật............ 83
Bảng 3.21 Đánh giá chất lượng của chè thành phẩm khi bổ sung đơn chủng nấm sợi................. 90
Bảng 3.22 Thành phần hóa học của chè thành phẩm khi bổ sung chủng nấm sợi ....................... 91
Bảng 3.23 Đánh giá chất lượng của chè thành phẩm khi bổ sung đơn chủng nấm men .............. 92
Bảng 3.24 Thành phần hóa học của chè thành phẩm khi bổ sung chủng nấm men...................... 93
Bảng 3.25 Đánh giá chất lượng của chè thành phẩm khi bổ sung đơn chủng xạ khuẩn............... 94
Bảng 3.26 Đánh giá chất lượng của chè thành phẩm khi bổ sung đơn chủng vi khuẩn ............... 95
Bảng 3.27 Đánh giá chất lượng của chè thành phẩm khi bổ sung chủng Aspergillus niger 7F1.với
các tỷ lệ khác nhau ....................................................................................................... 102
Bảng 3.28 Sự biến đổi màu sắc nước, hương ,vị trong quá trình lên men .................................. 105

viii


Bảng 3.29 Ảnh hưởng của tỷ lệ chè /nước đến hiệu quả và chất lượng dịch trích ly .......... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.30 Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hiệu quả và chất lượng của dịch trích ly .. Error!
Bookmark not defined.

Bảng 3.31 Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hiệu quả và chất lượng của dịch trích ly .. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.32 Sự thay đổi khối lượng dịch trích ly và khối lượng polyphenol của dịch trích ly lần 2
theo thời gian và tỷ lệ dung môi .................................................................................. 113
Bảng 3.33 Sự thay đổi hiệu suất trích ly và hàm lượng chất rắn hịa tan của dịch trích ly lần 2
theo thời gian và tỷ lệ dung môi .................................................................................. 113
Bảng 3.34 Sự thay đổi các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm ở các tỷ lệ phối chế khác nhau ........... 114
Bảng 3.35 Sự thay đổi các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm ở các tỷ lệ phối chế khác nhau ..... 115
Bảng 3.36 Ảnh hưởng của tỷ lệ dịch cỏ ngọt đến chất lượng cảm quan của nước chè giải khát
....................................................................................................................................... 117
Bảng 3.37 Ảnh hưởng của hàm lượng axit ascorbic đến sự biến màu của nước chè giải khát .. 119
Bảng 3.38 Ảnh hưởng của hàm lượng axit ascorbic đến chất lượng cảm quan của nước giải khát
từ chè lên men .............................................................................................................. 120
Bảng 3.39 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng tới hàm lượng Polyphenol có trong sản phẩm .. 122
Bảng 3.40 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến các chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm nước chè
giải khát......................................................................................................................... 122
Bảng 3.41 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm nước chè
giải khát - Bảng ngang ................................................................................................. 123
Bảng 3.42 Sự biến đổi chất lượng của sản phẩm trong thời gian bảo quản ................................. 125
Bảng 3.43 Giá thành sản xuất 1 tấn sản phẩm nước chè giải khát đóng chai thuỷ tinh 250 ml . 128

ix


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Cấu trúc của lovastatin ......................................................................................................... 7
Hình 1.2 Cơng thức cấu tạo của Theanine ......................................................................................... 9
Hình 1.3 Sơ đồ quy trình cơng nghệ chè lên men ở Trung Quốc ................................................... 15
Hình 1.4 Đồ thị sản lượng các dòng sản phẩm của ITO EN qua các năm..................................... 35
Hình 1.5 Đồ thị biểu thị tốc độ phát triển của các sản phẩn nước giải khát từ chè trên thị trường

của ITO EN .................................................................................................................... 36
Hình 1.6 Đồ thị thị phần của các hãng sản xuất nước giải khát lớn trên thị trường Mỹ ............... 38
Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc gen mã hóa RNA ở vi nấm ....................................................................... 44
Hình 3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất chè vàng .................................................................. 59
Hình 3.2 Đồ thị thể hiện sự biến đổi nhiệt độ và độ ẩm của chè theo gian lên men...................... 65
Hình 3.3 Đồ thị thể hiện sự biến đổi hàm lượng tanin và hàm lượng chất hòa tan theo thời gian
lên men............................................................................................................................ 67
Hình 3.4 Đồ thị thể hiện sự biến đổi hàm lượng đường khử và hàm lượng nitơ tổng số theo thời
gian lên men ................................................................................................................... 67
Hình 3.5 Đồ thị thể hiện sự biến đổi hàm lượng theaflavin và hàm lượng thearubigins theo thời
gian lên men ................................................................................................................... 67
Hình 3.6 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất chè lên men từ chè vàng ........................................ 76
Hình 3.7 Động học q trình sinh trưởng của các nhóm nấm sợi, nấm men và vi khuẩn hiếu khí
trước, sau và trong quá trình lên men chè vàng Tham vè tại Hà Giang ..................... 80
Hình 3.8 Hình ảnh khuẩn lạc nấm mốc và nấm men mọc trên môi trường nuôi cấy YM (A) và vi
khuẩn mọc trên môi trường nuôi cấy NA (B) từ chè sau 14 ngày lên men. .............. 85
Hình 3.9 Hình ảnh khuẩn lạc (A) và tế bào (B) của chủng nấm men 14M2 phân lập trên chè lên
men sau 14 ngày ủ đống. ............................................................................................... 85
Hình 3.10 Hình ảnh khuẩn lạc (A) và tế bào (B) của chủng nấm men 28M2 phân lập trên chè lên
men sau 28 ngày ủ đống. ............................................................................................... 86
Hình 3.11 Hình ảnh khuẩn lạc (A) và tế bào (B) của chủng nấm men 28M1 phân lập trên chè lên
men sau 28 ngày ủ đống. ............................................................................................... 86
Hình 3.12 Hình ảnh khuẩn lạc (A) và tế bào (B) của chủng nấm men 42M2 phân lập trên chè lên
men sau 42 ngày ủ đống. ............................................................................................... 87
Hình 3.13 Hình ảnh khuẩn lạc (A) và hình ảnh nhuộm Gram (B) của chủng vi khuẩn 7V1 sau 48
giờ nuôi cấy trên môi trường NA ở nhiệt độ 30oC....................................................... 87
Hình 3.14 Hình ảnh khuẩn lạc (A) và hình ảnh nhuộm Gram (B) của chủng vi khuẩn 14V3 sau
48 giờ nuôi cấy trên môi trường NA ở nhiệt độ 30oC. ................................................ 87
Hình 3.15 Hình ảnh khuẩn lạc (A) và hình ảnh nhuộm Gram (B) của chủng vi khuẩn 28V5 sau
48 giờ nuôi cấy trên môi trường NA ở nhiệt độ 30oC. ................................................ 88

x


Hình 3.16 Hình ảnh khuẩn lạc (A) và hình ảnh nhuộm Gram (B) của chủng vi khuẩn TPV5 sau
48 giờ nuôi cấy trên môi trường NA ở nhiệt độ 30oC. ................................................ 88
Hình 3.17 Hình ảnh khuẩn lạc, bọng bào tử và thể bình của chủng nấm sợi 7F1 trên mơi trường
Czapek sau 10 ngày ni cấy ở 25oC. .......................................................................... 98
Hình 3.18 Hình ảnh khuẩn lạc và cuống sinh bào tử và thể bình của chủng nấm sợi 7F2 trên mơi
trường Czapek sau 10 ngày ni cấy ở 25oC. .............................................................. 99
Hình 3.19 Hình ảnh khuẩn lạc và cuống sinh bào tử và thể bình của chủng nấm sợi 14F1 trên
mơi trường Czapek sau 10 ngày ni cấy ở 25oC........................................................ 99
Hình 3.20 Hình thái khuẩn lạc và hình thái tế bào của chủng nấm men 28 M2 trên môi trường
YM sau 2 ngày ni cấy ở 30oC. ................................................................................ 100
Hình 3.21 Động học q trình sinh trưởng của các nhóm nấm sợi và vi khuẩn hiếu khí trong q
trình lên men chè khi ủ tự nhiên (A) và khi ủ có bổ sung với chủng Aspergillus niger
7F1 (B). ......................................................................................................................... 104

xi


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Nằm trong vùng nguyên sản của cây chè thế giới, Việt Nam có điều kiện địa
hình, đất đai, khí hậu phù hợp cho cây chè phát triển và cho năng suất chất lượng cao. Hiện
sản phẩm chè của Việt Nam đứng ở vị trí thứ 5 thế giới về sản lượng cũng như kim ngạch
xuất khẩu và đã có mặt trên 110 quốc gia, trong đó thương hiệu “CheViet” đã được đăng
ký và bảo hộ tại 70 thị trường quốc gia và khu vực [112]. Theo báo cáo tại “Hội nghị đánh
giá thực trạng sản xuất, chế biến và tiêu thụ chè 2011”. Đến năm 2010, diện tích chè cả
nước đạt 129,4 ngàn ha, trong đó 117,3 ngàn ha cho thu hoạch với năng suất bình quân 7,3

tấn chè búp tươi/ha, tổng sản lượng chè khô 180.000 tấn, sản lượng chè xuất khẩu 137,515
tấn, tổng kim ngạch xuất khẩu 199,98 triệu USD. Ngành chè đang đặt ra mục tiêu phát
triển chung đến năm 2020 đạt 250.000 tấn trong đó xuất khẩu đạt 182.000 tấn, sẽ trồng
mới và thay thế diện tích chè cũ đạt mức ổn định khoảng 150.000 ha, năng suất bình quân
đạt 8-9 tấn búp/ha và đạt kim ngạch xuất khẩu 200 triệu USD.
Mặc dù chè là nơng sản có thế mạnh và đã được quan tâm đầu tư nhưng ngành chè
Việt Nam vẫn đang đứng trước nhiều khó khăn, thách thức. Chè truyền thống chủ yếu bao
gồm ba loại chính: chè xanh, chè Ôlong và chè đen. Chè xanh là loại chè không lên men,
chè đen là loại chè được lên men hoàn tồn bởi các enzim oxy hóa, chè Ơlong là sản phẩm
trung gian của hai loại chè trên, được lên men khơng hồn tồn từ lá chè tươi. Người Việt
Nam có truyền thống uống chè từ lâu đời nhưng mức tiêu thụ không lớn, chủ yếu sử dụng
chè xanh (chiếm 90% tổng nhu cầu về chè) . Theo thống kê của FAO, mức tiêu thụ bình
quân đầu người ở Việt Nam năm 2000 chỉ đạt 380gam/người, thấp hơn nhiều so với các
nước Châu Á có tập quán uống chè khác như Hồng Công 1400gam /người, Đài Loan 1300
gam/ người, Nhật Bản 1050gam/ người [113]. Trong khi đó, trên thị trường chè thế giới chỉ
có chè xanh và chè ướp hoa là những sản phẩm chè xuất khẩu chiếm ưu thế của Việt Nam.
Do chất lượng chè không cao, sản phẩm không đa dạng, chè xuất khẩu chủ yếu chỉ dưới
dạng thô hoặc mới qua sơ chế nên giá thành rẻ, sức cạnh tranh cịn yếu. Vì vậy, ngành chè
cần có những giải pháp cụ thể nâng cao hiệu quả, chất lượng và khả năng cạnh tranh của
chè Việt Nam trên trường quốc tế [42].

1


Bên cạnh đó cần đẩy mạnh việc nghiên cứu và tổ chức sản xuất các loại chè cao
cấp, có sức cạnh tranh lớn như các loại chè ướp hương hoa quả, chè thảo mộc, các loại
nước chè đóng hộp, chè thuốc….Đặc biệt nghiên cứu khai thác các đặc điểm hoạt chất sinh
học quý giá của chè. Từ đó xây dựng hướng sản xuất các sản phẩm thực phẩm có lợi cho
sức khỏe nhằm đa dạng hóa sản phẩm. Nâng cao giá trị các sản phẩm từ chè là việc làm
cần thiết, có ý nghĩa về mặt khoa học, hiệu quả kinh tế cao và có lợi cho xã hội.

Thị trường thế giới ngày càng địi hỏi những sản phẩm có chất lượng cao, các sản
phẩm phải có lợi cho sức khỏe con người. Hiện nay các nhà khoa học Trung Quốc đã đầu
tư nghiên cứu sâu về chè lên men hay chính là chè Phổ Nhĩ. Tác dụng của chè lên men với
cơ thể con người như điều hòa chức năng sinh lý, bảo vệ sức khỏe. Ngành y học Trung
quốc đã chứng minh rằng uống chè lên men có tác dụng làm giảm mỡ trong máu, giảm
cholesteron có hại trong cơ thể con người [43],[44]. Chính vì vậy nhu cầu chè lên men
ngày càng tăng, chủ yếu tiêu thụ ở Vân Nam, Tú Xuyên, Quảng Đông, Tây Tạng, Hồng
Công, Ma cao, Đài Loan. Trong những năm gần đây chè lên men được xuất sang
Singapore, Malayxia, Nhật Bản, Đức, Mỹ [29]. Chúng ta cần đa dạng các sản phẩm chè
Việt Nam, tạo ra sản phẩm chè lên men có lợi cho sức khỏe con người, chất lượng tương
đương với chè Phổ nhĩ của Trung quốc để tiêu dùng và xuất khẩu.
Lên men là khâu mấu chốt quan trọng trong việc hình thành chất lượng chè. Trong
quá trình lên men đã xảy ra hàng loạt các biến đổi hóa học vị chát giảm, tính hịa tan của
đường và các chất hịa tan tăng, mùi vị nồng chuyển hóa thành hương vị đậm đà của sản
phẩm chè lên men .
Uống chè lên men có tác dụng giảm mỡ máu Cholesteron, chống oxi hóa, chống
ung thư, giảm béo, kháng khuẩn, trợ tiêu hóa nhuận dạ dày, giải độc.v.v. Bởi vì trong chè
có chứa các hợp chất polyphenol- catechin, cafein, axit amin.v.v. Trong quá trình chế biến
chè lên men các hợp chất này biến đổi về lượng và chất, tạo thành các hợp chất mới có giá
trị dinh dưỡng cao.
Khi mức sống của nhân dân ngày càng cao, quan niệm của người tiêu dùng cũng
biến đổi, đồ uống trở thành nhu cầu cần thiết cho cuộc sống. Hiện nay, thị trường đồ uống
được quan tâm thuộc về “Đồ uống chè “. Đặc điểm của đồ uống chè có thể kết luận là ba
thấp : thấp năng lượng, thấp mỡ, thấp đường, [44]. Đồ uống chè vừa có giá trị dinh dưỡng
vừa có giá trị bảo vệ sức khỏe cùng với vai trò giải khát. Xuất phát từ những vấn đề trên

2


chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài ”Nghiên cứu công nghệ sản xuất chè lên men từ

chè Shan và ứng dụng để sản xuất nước giải khát ‘’

2. Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài tiến hành nhằm mục tiêu :
- Xây dựng công nghệ sản xuất chè vàng để làm nguyên liệu sản xuất chè lên men
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất chè lên men từ chè vàng.
- Sử dụng chè lên men để sản xuất nước giải khát.

3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất chè vàng.
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất chè lên men.
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất nước giải khát từ chè lên men.

4.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
4.1. Ý nghĩa khoa học
- Đã sơ bộ đánh giá được vai trò của VSV, đặc biệt là ba loại nấm sợi là Aspergillus
niger, Aspergillus fumigatus và Penicilium chrysogenum, và nấm men là Saccharomyces
cerevisiae trong việc hình thành và ổn định các cấu tử tạo hương thơm cho chè lên men.
- Đã chứng minh được sự chuyển hóa các chất trong chè vàng dưới tác dụng của
VSV ở giai đoạn lên men.
- Gợi ý một cách tiếp cận mới trong việc đa dạng hóa chủng loại sản phẩm chè, góp
phần nâng cao chất lượng chè lên men nhờ khả năng tham gia của VSV trong quá trình lên
men chè.
- Là tài liệu tham khảo cho các nhà công nghệ ngành chè, khi nghiên cứu cải tạo và
chế biến chè thành các sản phẩm phục vụ đời sống cộng đồng .

4.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Nghiên cứu một cách có hệ thống các yếu tố cơng nghệ nhằm xây dựng quy trình
sản xuất chè vàng và chè lên men có chất lượng cao. Làm đa dạng hóa các sản phẩm chè
Việt Nam.

- Tìm kiếm và nhận dạng các lồi VSV có vai trị hình thành chất lượng của chè lên men .
- Nghiên cứu tổng thể về quy trình công nghệ sản xuất nước giải khát từ chè. Loại
nước giải khát có nguồn gốc từ các hợp chất tự nhiên, vừa giàu dinh dưỡng vừa có tác
dụng bảo vệ sức khỏe.
- Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn và có tính khả thi cao.

3


5. Những điểm mới của luận án
- Luận án là cơng trình nghiên cứu đầy đủ về quy trình cơng nghệ sản xuất chè vàng từ
nguyên liệu giống chè Shan của Hà giang. Trên cơ sở đó xây dựng cơng nghệ sản xuất chè lên
men có chất lượng cao ổn định.
- Xác định được tên các lồi VSV có vai trị trong q trình sản xuất chè lên men .
- Bước đầu nghiên cứu vai trò bổ sung chủng Aspergillus niger 7F1 trong quá trình
sản xuất chè lên men nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và rút ngắn thời gian lên men.
- Từ sản phẩm chè lên men, xây dựng được quy trình cơng nghệ sản xuất nước giải
khát.

4


Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1. TỔNG QUAN CHUNG VỀ CHÈ LÊN MEN
1.1 Đặc tính và nguồn gốc của chè lên men
Chè lên men là một loại chè được sản xuất theo phương thức ủ lên men từ nguyên
liệu là chè vàng. Dưới tác dụng của VSV tạo nên phẩm chất độc đáo ngọt đậm, giữ được
hương vị đặc trưng và bảo quản được lâu dài [29]. Hoạt động của VSV và sản phẩm trao
đổi chất của chúng là nhân tố quan trọng tạo nên phẩm chất chè lên men. Chè lên men là

loại chè đặc sản truyền thống của Vân Nam (Trung Quốc). Từ xa xưa các dân tộc thiểu số
Vân Nam đã biết chế biến loại chè này, công nghệ chế biến thô sơ chỉ sao xào trong chảo
và phơi nắng. Ngày nay các nhà khoa học Trung quốc đã đầu tư nghiên cứu sâu về chè lên
men và tác dụng của nó đối với sức khỏe con người [45], [46].
Chè lên men có ngoại hình màu nâu sáng, nước pha có vị chát dịu, hậu ngọt, mầu nước
đỏ nâu, sáng, hương vị nồng hậu thơm dịu mát, có phảng phất mùi gỗ thơng và mùi của
mộc nhĩ xào, mùi thơm dịu mát của chè,và được bảo quản tốt trong thời gian dài [48].

1.2 Nghiên cứu thành phần hóa học chè lên men
Nhờ thành tựu của khoa học kỹ thuật, người ta đã xác định được các thành phần
hóa học có trong lá chè và một số đặc tính sinh học của lá chè. Thành phần chính tạo nên
vị chát của nước pha chè là các hợp chất polyphenol có trong dịch tế bào lá. Các thành
phần này dễ bị oxy hóa bởi oxy có trong khơng khí, dưới tác dụng xúc tác của các enzim
oxy hóa khử, là các chất có hoạt tính sinh học tiềm tàng ngay trong cấu trúc tế bào lá chè
tạo ra các chất màu vàng (theaflavin) và màu đỏ (thearubigin) [1], [32].
Cho đến nay, các kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học chè lên men trong và
ngồi nước cịn rất ít. Zhou ZhiHong đã nhận dạng và phân biệt ra 12 hợp chất chất hóa
học trong chè lên men ở huyện Yun (huyện Vân, tỉnh Vân Nam), trong đó có 4 hợp chất có
tính đặc trưng của Flavonoids, có hai hợp chất hóa học mới đặt tên là nguyên tố A và B
[62],[106],[110].
Lin Zhi đã nhận dạng và phân biệt ra 11 hợp chất hóa học từ chè lên men ở huyện
ShuangJiang (huyện Song Giang tỉnh Vân Nam), chủ yếu là Catechin đơn giản, phenol đơn
giản, hợp chất Flavonoids và dạng glycosides flavonoid [70].

5


Zhou Zhi Hong phân tích quang phổ giám định được trong nguyên liệu chè lên men phơi
khô ở vùng Lâm Thương Vân nam có 21 hợp chất gồm :
( - ) Epicatechin; ( - ) Epigallocate-chin; ( - ) Epigallocatechin - 3 - 0 – gallate; ( - )

Epicatechin - 3 - 0 – gallate ; ( - ) Epiafzelechin - 3 - 0 – gallate; ( + ) Catechin; ( ± )
Gallocatechin; Quercetin; Queroetin -3-0-β-D- glucopyra-noside; Rutin; Kaempferol;
Kaempferol -3-0-β-D- glucopyranoside ; Kaempferol - 3 - 0 – rutinoside; Strictinin; 1, 6 - 0
- digalloyl -β- D - gluco – pyranose; TheogaUin; Chlorogenic acid; 3α, 5α - dihy-droxy 4 - α - cafeoyl - quinic acid Coniferin; Gallic acid; Cafein [62].
Tóm lại, thành phần hóa học của chè lên men phụ thuộc vào tính chất ban đầu của
nguyên liệu nơi sản xuất, quy trình cơng nghệ và các nhân tố ảnh hưởng đến quy trình
cơng nghệ, dẫn đến sự khác biệt tương đối lớn của sản phẩm chè lên men.
1.2.1 Nghiên cứu xác định thành phần hóa học chè lên men
Hiện nay, về phương diện nghiên cứu, phân tích xác định thành phần hóa học của
chè lên men có thể được tóm tắt ở 4 điểm sau:
1.2.1.1. Hợp chất Catechin đơn giản và Flavonoids
Qua nghiên cứu đã chứng tỏ hàm lượng catechin và tổng lượng tanin trong chè lên
men thấp hơn rất nhiều so với chè xanh và chè Ôlong sự khác biệt rất rõ rệt. Trong chè lên
men không có hợp chất catechin bị methyl hóa, có sự hiện diện của myricetin ngang bằng
với Flavonoids [68],[70],[72].
Thành phần Catechin trong nước chè trích ly chủ yếu là Epicatechin và các catechin
khác, EGCG hàm lượng rất thấp thậm chí khơng thể định lượng được bằng phương pháp
HPLC.Tuy nhiên khơng ít các nghiên cứu đã nhận thấy hàm lượng axit gallic tương đối
cao [75],[77].
Liang MingZhong qua phân tích 7 mẫu chè lên men cho thấy, tổng lượng Catechin
trung bình chỉ có 8.41 mg /g [73].
Zhu Qi đã sử dụng phương pháp LC– MS phát hiện ra một số hợp chất đơn thể của
catechin và hợp chất theaflavins, đồng thời bước đầu phân định ra 20 loại hợp chất [71].
Shao WanFang qua nghiên cứu cho thấy dùng phương pháp HPLC phân tích thấy
thành phần của chè lên men có những đặc điểm khác với chè đen [72] .

6


1.2.1.2. Nguyên tố vi lượng

Carmen C, tiến hành nghiên cứu các nguyên tố vi lượng (Cr, Mn, Se, Zn) trong chè
lên men, kết quả xác định cho thấy hàm lượng Cr trong chè lên men cao hơn so với các
loại chè khác, cịn hàm lượng Mn, Se, Zn khơng có sự khác biệt nhiều [83].
Kết quả nghiên cứu của J.Cao cho thấy, trong chè lên men hàm lượng Flo hòa tan
là 77 mg /kg, hàm lượng Flo sẽ giảm khi chè được bảo quản trên 25 năm [82].
1.2.1.3 Lovastatin
Hwang L.S là người đầu tiên phát hiện sự tồn tại của lovastatin trong chè lên men [89].
Deng J.Y, qua nghiên cứu chỉ ra rằng, lovastatin là hợp chất duy nhất phát hiện
trong chè lên men, nó là chất trích ly trong nước chè, cùng tồn tại cả 2 hình thức: Cấu trúc
vòng lactone và cấu trúc của hydroxy acid. Khi dùng chất trích ly ethyl acetate thì chỉ có
cấu trúc lactone tồn tại. Chất này có khả năng ức chế với men HMG-CoA khử từ đó làm
giảm tốc độ hợp thành enol trong gan và làm giảm chất béo trong máu. [85],[86] [91].

HO

O
O

O
H3C

H
O

CH3

H

H

CH3

H3C
Hình 1.1 Cấu trúc của lovastatin
1.2.1.4 Các thành phần bay hơi
Zhou Zhi Hong qua nghiên cứu đã chỉ ra rằng thành phần hương thơm chủ yếu của
chè xanh là linalool, α – terpineol, geraniol và các dẫn xuất của nó. Thành phần hương
thơm đặc biệt quan trọng hình thành trong khối chè là lượng linalool như 1,2,3 –

7


trimethoxybenzaldehyde. Rất nhiều khối chè có mùi hương mốc điển hình, như 1,2 dimethoxy - 4 - methyl-benzene, v.v, khả năng là do sự hình thành hợp chất tương ứng
thơng qua tác dụng của nấm mốc, cả hai cùng xảy ra phản ứng metyl hóa [62].
Trong q trình chế biến chè lên men từ nguyên liệu đến thành phẩm có sự giảm
thiểu các chất có điểm sơi thấp như aldehydes, ketones [60], [78]
Li Zhi qua nghiên cứu tại phịng thí nghiệm đã xác định rằng trong 17 chất dễ bay
hơi trong đó β - ionone và linalool oxide II là 2 thành phần có hàm lượng lớn nhất [70].
1.2.2 Nghiên cứu sự biến đổi các thành phần hóa học chủ yếu trong quá
trình lên men
Liang MingZhi, Xia LiFei sử dụng chè vàng (đã qua sao, vò, phơi nắng) ở huyện
Menghai, vùng Xishuangbanna tỉnh Vân Nam như một nguồn nguyên liệu cho chè lên men.
Nghiên cứu sự biến đổi các tính chất lý hóa trong q trình lên men, kết quả cho thấy: Hàm
lượng nước của chè bán thành phẩm giảm và tỷ lệ nghịch với số lần đảo đống khối chè, hàm
lượng catechins, thearubigins, đường tan, acid amine, poliphenol, protopectin và các chất hòa
tan giảm [73].
Tuy nhiên, teabrown, pectin hòa tan, theaflavins và caffeine tăng lên, bề mặt khối
chè chuyển hóa nhanh, bên dưới đống chè tốc độ chuyển hóa chậm hơn [101], [102].
Luo LongXin đã nghiên sự biến đổi các tính chất lý hóa trong q trình lên men kết
quả nghiên cứu cho thấy: Hàm lượng polyphenol, catechins, theaflavins, thearubigins, acid

amine, đường tan giảm mạnh, teabrown và polyphenol không có khả năng hịa tan tăng,
hàm lượng các chất hịa tan giảm xuống không rõ ràng [74].
Nhiều nghiên cứu quá trình lên men chè Vân Nam với việc có bổ sung thêm các
chủng khuẩn hữu hiệu từ bên ngoài vào cho thấy: Trong quá trình lên men, sự biến đổi
hàm lượng polyphenol, catechins, thearubigins, TB, oligosaccharides và polysaccharides là
rõ rệt, sau 40 ngày lên men, hàm lượng polyphenol giảm 60%, catechin giảm 80%,
flavonoids giảm 55%, thearubigins giảm 90%, oligosaccharides giảm 65%, chất hòa tan
giảm 25%. Nhưng sự biến đổi theaflavins, đường tổng số và hàm lượng chất tro không
nhiều, ngược lại hàm lượng TB tăng gấp 4.5 lần, polysaccharide hòa tan cũng tăng 5,7lần.
[75],[90],[91].
Zhe GaiMei đã tiến hành phân tích hàm lượng acid gallic và acid amine từ nguyên
liệu chè vàng (lá chè xanh, loại to được trồng ở Vân Nam qua sao, vò và phơi nắng tự
nhiên) và sản phẩm. Kết quả cho thấy, ở chè sản phẩm hàm lượng acid gallic tăng cao rõ

8


rệt, hàm lượng theanine giảm. Chất lượng và nguồn gốc nguyên liệu với hàm lượng
theanine và, acid gallic đều có quan hệ sau q trình lên men [76].

Hình 1.2 Cơng thức cấu tạo của Theanine
(Công thức phân tử: C7H14N2O3; Khối lượng: 174.19766)
Các kết quả nghiên cứu trong quá trình lên men, về quan hệ giữa sự biến đổi sắc tố
chè với acid gallic rất rõ ràng. Do đó, việc nghiên cứu quy luật biến đổi giữa sắc tố chè với
acid gallic, xác định chế độ lên men có ý nghĩa quan trọng trong việc hình thành chất
lượng chè lên men [76],[79],[105],[106].
1.2.3 Nghiên cứu các sắc tố trong chè lên men
1.2.3.1 Sự hình thành các sắc tố trong quá trình lên men
Trong quá trình lên men, dưới sự tham gia của các enzyme do vi sinh vật tiết ra
cùng với tác dụng nhiệt và ẩm độ, polyphenol chè bị oxy hóa tạo sản phẩm là

orthoquinone. Orthoquinone không ổn định, chúng dễ dàng trở về dạng Flavonols, rồi tiếp
tục bị oxy hóa lần 2 để tạo thành sản phẩm theaflavins (TF). Tùy theo mức độ lên men, các
chất này có thể tiến hành oxy hóa – ngưng tụ để tạo thành thearubigins (TR)[19], [21],
[29], [33], [63],[87],[96],[97],[104],[108], [109].

9


Catechin
O2, Polyphenoloxidaza
(Thành phần chủ
yếu của tanin chè
+O2
octoquynon

Ngưng tụ
Diphenolquinon
Tiếp tục bị oxi hoá
+H2

+O2
Theaflavin, màu vàng
(TF)

Bisflavanol, không màu
(Bis)
Thearubigin (TR)
Màu đỏ

Nh vy theaflavin và theflavingalat (chất màu vàng) là sản phẩm oxi hoá trực tiếp

của hỗn hợp các chất L-Epigalocatesin và L-Epigalocatesingalat dưới tác dụng của men
polyphenoloxidaza.
Thearubigin (chất màu đỏ) không phải là sản phẩm trực tiếp của sự oxi hoá bởi men
với hai catechin nói trên, mà là sản phẩm oxi hoá thứ sinh (oxi hoá bước 2) của Theaflavin
(màu vàng) và nhóm chất Bisflavanol (không màu).
Các chất catechin còn lại (Trừ 2 chất Catechin chủ yếu đà nêu ở trên) chưa bị oxi
hoá chỉ làm nhiệm vụ của chất chuyển hidro (H2) trong quá trình hình thành chất
thearubigin.

10


* Sơ đồ phản ứng tạo thành các chất màu
Phản ứng tạo thành octoquinon

OH

O

O

HO

OX
H

OH

OX

OH

H

OH

ở đây X=-H

O

HO

OH

L EGC
OH

X= gốc galoyl

OC

L-EGCG

OH
OH

* Phản ứng ngưng tụ tạo thành Diphenolquinon (dimer trung gian)
OH

O

OH

OX

Ngưng tô

H

2 octoquinon

OH

O
O
OY
H

-

NÕu X=Y=gèc galoyl  ChÊt Digaloyl diphenolquinon

-

NÕu X=H, Y=galoyl  chÊt Galoyl diphenolquinon

-

NÕu Y=H, X=galoyl  chÊt Galoyl diphenolquinon

-

NÕu X=Y=H  chÊt Diphenolquinon

11

O
OH

O
OH


* Phản ứng khử các dimer trung gian thành bisflavanol
OH

O

HO

OH

OX
H

O
O

HO

O

OX

OH

OH

H

OH

OH

+
OH

OH

HO

OH

OX
H
OH

OH

H

OH

O

OH
O

HO
O

OY

OH

OX

OH

O

HO

O

HO

O

OH

OY

OH

H
OH
H
OH Bisflavanol
OH Diphenolquinon
- NÕu X=Y= gèc galoyl  ChÊt A: Digaloyl Bis Epigalocatesin

- NÕu X=H, Y= galoyl  ChÊt B: Galoyl Bis Epigalocatesin
- NÕu X= galoyl, Y=H  ChÊt B: Galoyl Bis Epigalocatesin
- NÕu X=Y=H  ChÊt C: Bis Epigalocatesin
* Ph¶n ứng oxi hoá các dimer trung gian tạo thành chất màu vàng Teaflavin (TF)
Quá trình oxi hoá các dimer trung gian cần phải có các điều kiện tối thiểu là trong phân tử
của nó phải chứa gốc galoyl (gốc của axit galic trong phân tử chất L-Epigalocatesingalat)
và có sự sắp xếp lại phân tử để oxi hoá tạo ra Theaflavin cã mµu vµng.
HO

OH

HO

OH

OX

OH

OH

O2

O

HO

OH

OH
O
OH

O

O
OH

HO

OH

OH

OH

OH

OH

H

OH

H

OH

O
OX

O

HO

OH

OH
CH2

COOH
COOH

OH
12


- NÕu X=H  Theaflavin
- NÕu X= Galoyl  Theaflavingalat

* Chú ý:
- Chất Theaflavin được tạo thành từ 2 chất ban đầu là L-EGC và L-EGCG theo tỷ lệ
phân tử 1/1.
- Chất Theaflavingalat được tạo thành từ hai phân tử ban đầu là L-EGCG.
- Nếu xét theo hàm lượng các chất catesin có trong lá chè thì hàm lượng của L-EGC
chiếm khoảng 3% chất khô trong khi đó hàm lượng của chất L-EGCG chiếm > 10% chất
khô vì vậy hàm lượng Theaflavingalat cao hơn nhiều so với Theaflavin nhưng để thn tiƯn
gäi chung hai chÊt mµu vµng nµy lµ nhãm chất Theaflavin.
* Phản ứng oxi hoá tạo thành chất màu đỏ Tearubigin
Theo Robert, Thearubigin là sản phẩm oxi hoá tiếp tục của sự chuyển hoá các chất
Bisflavanol (Bis) và nhóm chất Teaflavin (TF) gọi là phản ứng oxy hoá bước II (thứ sinh) nên
Thearubigin không phải là một đơn chất mà là một hỗn hợp các chất màu đỏ, hơn nữa trong
phân tử của Thearubigin có chứa 2 nhóm cacboxyl (-COOH) nên khi gặp các cht bazơ
chúng có thể kết hợp với nhau tạo thành các mui v lm thay đổi màu sắc của TR [104].
V× vËy nhãm chÊt Thearubigin tồn tại ở cả hai trạng thái: dạng axit có màu hồng
nhạt dạng muối với Na+ có màu đỏ tối, dạng muối với Ca+, K+ có màu đỏ tươi (đỏ sáng).
Để tạo thành Thearubigin cần phải có các điều kiện sau:
- Các chất catechin chưa bị oxi hoá ngưng tụ lµm nhiƯm vơ cđa chÊt chun
hydrro (-H2)
- TR cã tÝnh axit nhờ sự tạo thành nhóm cacboxyl (-COOH) khi mở vòng Pyrogalic
trong gốc benzotropolon của Theaflavin
Do đó phản ứng xảy ra nh­ sau:
OH

HO

OH

O

OH

OX

O

OH
OH

OH
OH

O

O
OH

OH

OH

OH

OH
HO

+CO2

O

HO

OH
OH

OH

H



O

OH

OX

OH

H
HO

HO

13

OH
CH2

COOH

COOH


1.2.3.2 Bản chất cấu tạo của Theaflavins
Năm 1957, Roberts công bố kết quả nghiên cứu về ứng dụng sắc ký giấy 2 chiều và
đã phát hiện vật chất có màu X và vật chất có màu Y. Các học giả Nhật Bản đã ứng dụng
các

chế

phẩm

L-Epicatechin

(L-EC)

và

L-Epigallocatechin

(L-EGC),

L

–

Epicatechingallate (L-ECG) và L - Epigallocatechingallate (L-EGCG) thu được từ quá
trình phân tách các hợp chất trong lá chè và sử dụng như một nguồn cơ chất cho chuỗi các
phản ứng oxy hóa để hình thành theaflavins, theaflavin gallate và theaflavin degallate. Đến
nay người ta đã phát hiện ra 18 loại theaflavins, dung dịch theaflavins có màu da cam, sau

khi tinh chế kết tinh thu được dạng bột màu vàng óng, dễ tan trong nước nóng, ethyl
acetate, acetic ether, n-Butanol, không tan trong chloroform và benzene [104].
1.2.3.3 Bản chất cấu tạo của Thearubigins
Các nghiên cứu cho rằng thearubigins là một loại dễ tan trong nước ấm, n – Butanol.
Nó bao gồm các sản phẩm của phản ứng oxy hóa – trùng hợp, oxy hóa – ngưng tụ hợp chất
catechin, sản phẩm oxy hóa catechin với polysaccharose, protein và nucleic acid, v.v. Sản
phẩm phản ứng khơng có enzyme xúc tác là một hợp chất phức tạp, không giống nhau, có
màu hơi đỏ đến nâu. Sử dụng Sephadex LH-20 có thể phân tách thearubigins thành 3 bộ
phận, TR-1 (phân tử lượng lớn), TR-2 (phân tử lượng trung bình), TR-3 (phân tử lượng nhỏ).
Trong phân tử thearubigins có 2 nhóm cacboxyl, do đó nó thể hiện tính acid. Ngồi ra, nếu
thearubigins tồn tại ở dạng anion, nó làm cho màu sắc nước chè biến thành màu đậm (sẫm),
nguyên nhân là pH nước chè tăng cao, dẫn đến màu sắc đậm dần [74],[77].
1.2.3.4. Bản chất cấu tạo của Teabrown
Các nghiên cứu hiện nay cho rằng, TB chỉ một nhóm sắc tố màu nâu có khả năng
hịa tan trong nước mà khơng có khả năng hịa tan trong ethyl acetate và n-Butanol, đó là
nhóm hợp chất rất phức tạp, ngồi sản phẩm tạo ra từ phản ứng oxy hóa – trùng hợp
polyphenol cịn có các chất kết hợp như acid amine, cacbonhydrate, cấu trúc và thành phần
hóa học cịn phải tiếp tục tìm hiểu . TB sau khi hình thành, một bộ phận có thể kết hợp với
protein tạo kết tủa không tan trong nước [79], [80].

1.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất chè lên men
Quy trình cơng nghệ chế biến chè lên men truyền thống không chỉ được bảo lưu qua
các triều đại Trung Quốc, mà đến nay đã có một số cải tiến tích cực về mặt cơng nghệ.
Năm 1973, dựa trên nền tảng cơ bản của phương pháp chế biến chè lên men truyền
thống, nhà máy chè Côn Minh, Công ty xuất nhập khẩu chè Vân Nam đã áp dụng quy trình
cơng nghệ chế biến chè lên men theo phương pháp hiện đại, gọi là phương pháp lên men
đống. Nguyên liệu là chè vàng (hoặc chè xanh), chè nguyên liệu được làm ẩm và ủ ở nhiệt

14