Nghiên cứu công nghệ sản xuất chè xanh chất lượng cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-------------------------------------

Ngơ Xn Cƣờng

NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT
CHÈ XANH CHẤT LƢỢNG CAO

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội 2011


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

Ngơ Xn Cƣờng

NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT
CHÈ XANH CHẤT LƢỢNG CAO
Chuyên ngành:
Mã số:

Công nghệ bảo quản và sơ chế nông lâm sản
sau thu hoạch
62.54.10.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1: PGS.TS Nguyễn Duy Thịnh
2: GS.TS Hà Duyên Tƣ

Hà Nội 2011


I

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, GS-TS Hà Duyên Tư 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 đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho
tơi hồn thành bản luận án.
NCS cũng gửi lời cảm ơn đến các đồng nghiệp đã giúp đỡ tơi thực hiện các thí
nghiệm thuộc đề tài.
Hà Nội, ngày 23 tháng 5 năm 2011.
Nghiên cứu sinh.

Ngô Xuân Cường


II

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng 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 đƣa ra là hồn tồn trung
thực và khơng vi phạm bản quyền của bất kỳ tác giả nào khác.

Nghiên cứu sinh

Ngô Xuân Cường


III

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết ................................................................................................................. 1
2. Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................................... 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ................................................................... 2
3.1. Ý nghĩa khoa học ....................................................................................2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn ....................................................................................3
4. Những điểm mới của luận án ........................................................................................ 3
Chƣơng 1 ........................................................................................................................... 5
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ....................................................................... 5
1.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất chè xanh trên thế giới............................................... 5
1.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất chè xanh ở Việt Nam .............................................11
1.2.1. Tình hình sản xuất tiêu thụ chè xanh ở Việt Nam ................................ 11
1.2.2. Nghiên cứu đổi mới công nghệ sản xuất chè xanh ở Việt Nam ............ 15
1.3. Chất lƣợng chè xanh ................................................................................................19
1.3.1. Thành phần cấu trúc của tế bào lá chè và cơ chế hình thành chất lƣợng
sản phẩm chè xanh ....................................................................................... 19

1.3.2. Quan điểm về đánh giá chất lƣợng chè xanh ....................................... 21
Chƣơng 2 .........................................................................................................................27
ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................27
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..............................................................................................27
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................27
2.2.1. Ảnh hƣởng của địa điểm trồng chè đến chất lƣợng chè xanh ............... 27
2.2.1.1. Ảnh hƣởng của địa điểm trồng chè đến thành phần cơ giới của đọt chè
............................................................................................................................ 27
2.2.1.2. Ảnh hƣởng của địa điểm trồng chè đến thành phần hóa học trong
nguyên liệu ......................................................................................................... 27


IV

2.2.1.3. Đánh giá chất lƣợng cảm quan sản phẩm chè xanh chế biến từ nguyên
liệu TDTN và TDPT .......................................................................................... 28
2.2.2. Nghiên cứu công nghệ héo chè ........................................................... 28
2.2.2.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian làm héo đến chất lƣợng chè xanh
............................................................................................................................ 28
2.2.2.2. Ảnh hƣởng của làm héo nhẹ đến hàm lƣợng axitamin trong nguyên
liệu và sản phẩm ................................................................................................. 28
2.2.2.3. Ảnh hƣởng của mật độ rải chè làm héo đến chất lƣợng cảm quan sản
phẩm ................................................................................................................... 28
2.2.2.4. Tối ƣu hóa quá trình héo chè ................................................................ 28
2.2.3. Khảo nghiệm quá trình diệt men bằng máy MHK - 01 ........................ 28
2.2.3.1. Nguyên lý cấu tạo, hoạt động và đặc tính kỹ thuật máy MHK-01 ...... 28
2.2.3.2. Khảo nghiệm xác định chế độ diệt men thích hợp khi sử dụng máy hấp
MHK-01 ............................................................................................................. 28
2.2.4. Khảo nghiệm q trình vị chè bằng máy vị liên tục trục đứng (VTD -01)
.................................................................................................................... 29

2.2.4.1. Nguyên lý cấu tạo và vận hành máy vò VTD-01................................. 29
2.2.4.2. Khảo nghiệm máy vị VTD-01 ............................................................. 29
2.2.5. Khảo nghiệm q trình làm khơ và tạo hình ........................................ 29
2.2.5.1. Làm khơ và tạo hình chè xanh .............................................................. 29
2.2.5.2. Làm khơ và tạo hình chè xanh dạng viên ............................................. 29
2.2.6. Hồn thiện quy trình công nghệ sản xuất chè xanh chất lƣợng cao ...... 29
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .........................................................................................29
2.3.1. Phân tích hóa lý ................................................................................ 29
2.3.2. Đánh giá cảm quan. ............................................................................ 33
2.3.3. Phƣơng pháp toán học ........................................................................ 34
2.3.4. Làm mẫu chè xanh ............................................................................ 35
2.3.4.1. Làm mẫu nghiên cứu ảnh hƣởng của héo nhẹ...................................... 35
2.3.4.2. Nghiên cứu công nghệ diệt men ........................................................... 37
2.3.4.3. Nghiên cứu cơng nghệ vị ..................................................................... 37
2.3.4.4 Nghiên cứu cơng nghệ làm khơ và tạo hình .......................................... 37
2.4. Thiết bị nghiên cứu ..................................................................................................40


V

2.4.1. Thiết bị phịng thí nghiệm .................................................................. 40
2.4.2. Thiết bị làm mẫu chè .......................................................................... 41
2.4.2.1. Thiết bị làm mẫu chè xanh dạng sợi xoăn cong ................................... 41
2.4.2.2. Thiết bị tự chế tạo [26], [28]................................................................. 41
2.4.2.3. Thiết bị phục vụ thí nghiệm đối chứng ................................................ 42
Chƣơng 3 .........................................................................................................................43
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..............................................................43
3.1. Ảnh hƣởng của địa điểm trồng chè đến chất lƣợng chè xanh .................................43
3.1.1. Ảnh hƣởng của địa điểm trồng chè đến thành phần cơ giới của đọt chè43
3.1.2. Ảnh hƣởng của địa điểm trồng chè đến thành phần hóa học trong nguyên

liệu .............................................................................................................. 44
3.1.2.1. Ảnh hƣởng của địa điểm trồng chè đến một số thành phần hóa học cơ
bản trong nguyên liệu ......................................................................................... 44
3.1.2.2. Nghiên cứu sự biến đổi hàm lƣợng tanin riêng và polyphenol –
catechin ............................................................................................................... 46
3.1.2.3. Ảnh hƣởng của địa điểm trồng chè đến hàm lƣợng axit amin ............. 48
3.1.3. Đánh giá chất lƣợng cảm quan sản phẩm chè xanh chế biến từ nguyên
liệu TDTN và TDPT .................................................................................... 51
3.2. Nghiên cứu công nghệ héo chè ................................................................................52
3.2.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian làm héo đến chất lƣợng chè xanh52
3.2.1.1. Sự biến đổi độ ẩm, tính chất cảm quan của nguyên liệu chè trong q
trình làm héo....................................................................................................... 53
3.2.1.2. Sự biến đổi thành phần hóa học của nguyên liệu chè trong quá trình
làm héo ............................................................................................................... 54
3.2.2. Ảnh hƣởng của làm héo nhẹ đến hàm lƣợng axitamin trong nguyên liệu
và sản phẩm ................................................................................................. 57
3.2.2.1. Biến đổi của các thành phần axitamin khi chế biến chè xanh từ nguyên
liệu tƣơi............................................................................................................... 57
3.2.2.2. Biến đổi của các thành phần axitamin trong chè xanh khi áp dụng héo
nhẹ 4 giờ ............................................................................................................. 59


VI

3.2.3. Ảnh hƣởng của mật độ rải chè làm héo đến chất lƣợng cảm quan sản
phẩm ........................................................................................................... 63
3.2.4. Tối ƣu hóa q trình héo chè .............................................................. 65
3.2.4.1. Xác định thời gian héo tối ƣu ............................................................... 66
3.2.4.2. Xác định độ ẩm chè héo tối ƣu ............................................................. 67
3.3. Khảo nghiệm quá trình diệt men bằng máy MHK - 01...........................................69

3.3.1. Nguyên lý cấu tạo, hoạt động và đặc tính kỹ thuật máy MHK-01 ........ 69
3.3.2. Khảo nghiệm xác định chế độ diệt men thích hợp khi sử dụng máy hấp
MHK-01 ...................................................................................................... 71
3.3.2.1. Khảo nghiệm mối quan hệ giữa nhiệt độ tác nhân diệt men và chất
lƣợng chè diệt men ở tốc độ lồng hấp 25 vòng/phút ......................................... 72
3.3.2.2. Khảo nghiệm mối quan hệ giữa nhiệt độ tác nhân diệt men và chất
lƣợng chè diệt men ở tốc độ lồng hấp 30 vòng/phút ......................................... 77
3.3.2.3 Khảo nghiệm mối quan hệ giữa nhiệt độ tác nhân diệt men và chất
lƣợng chè diệt men ở tốc độ lồng hấp 35 vịng/phút ......................................... 80
3.3.2.4. Tối ƣu hóa quá trình diệt men bằng máy MHK-01.............................. 84
3.3.2.5. Khảo nghiệm so sánh tính năng cơng nghệ máy MHK-01 với máy sao
S30 ...................................................................................................................... 88
3.4. Khảo nghiệm q trình vị chè bằng máy vò liên tục trục đứng (VTD-01)............89
3.4.1. Nguyên lý cấu tạo và vận hành máy vò VTD-01 ................................. 90
3.4.2. Khảo nghiệm máy vò VTD-01 ............................................................ 92
3.4.2.1. Khảo nghiệm thời gian vò và chất lƣợng chè vò khi thay đổi tốc độ
trục vò, tốc độ nạp liệu. ...................................................................................... 92
3.4.2.2. Tối ƣu hóa q trình vị bằng máy VTD-01 ......................................... 95
3.4.2.3. Khảo nghiệm so sánh máy vò VTD-01 với máy vò 6CR-265........... 101
3.5. Khảo nghiệm q trình làm khơ và tạo hình .........................................................103
3.5.1. Làm khơ và tạo hình chè xanh .......................................................... 103
3.5.1.1. Ảnh hƣởng phƣơng pháp làm khô đến các thành phần hóa học của chè
xanh .................................................................................................................. 104
3.5.2.2. Ảnh hƣởng phƣơng pháp làm khô đến chất lƣợng chè xanh ............. 105
3.5.2. Làm khơ và tạo hình chè xanh dạng viên .......................................... 107


VII

3.5.2.1. Nguyên lý cấu tạo và đặc tính kỹ thuật máy MTV-01....................... 107

3.5.2.2. Khảo nghiệm quá trình tạo hình chè .................................................. 108
3.6. Hồn thiện quy trình cơng nghệ sản xuất chè xanh chất lƣợng cao .....................112
Chƣơng 4 .......................................................................................................................116
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ...........................................................................................116
Kết luận..........................................................................................................................116
Đề nghị ..........................................................................................................................117
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................119


VIII

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

Chú giải

viết tắt
1A
6CCQ-84
6CH-4
6CHT-60
6CR-265
6CSF500
6CST
AMB50
CHT
CK
CL
CXH
CXT

ĐĐ
DMĐ
DMQ
DMS
Dn, dn
Dt, dt
EC
ECG
EGC
EGCG
F

FMOC
HL
HPLC

Giống chè chọn lọc tại Phú Hộ từ quần thể Manipur lá đậm, đƣợc
công nhận giống quốc gia năm 1989
Máy tạo hình chè dạng viên do Trung Quốc sản xuất
Máy sấy vỉ giật tay do Trung Quốc sản xuất.
Máy sấy lấy hƣơng do Trung Quốc sản xuất
Máy vò chè do Trung Quốc sản xuất
Máy diệt men chè kiểu mới do Trung Quốc sản xuất
Máy xào diệt men chè thùng quay liên tục do Trung Quốc sản xuất
Máy sấy hồng ngoại dùng để xác định độ ẩm vật liệu
Chất hịa tan
Chất khơ
Chất lƣợng
Chè xanh chế biến từ ngun liệu đƣợc làm héo 4 giờ.
Chè xanh chế biến từ nguyên liệu tƣơi

Địa điểm trồng chè
Chè diệt men đúng mức
Chè diệt men quá, bị khô táp.
Chè diệt men chƣa đúng mức (diệt men sống)
Đƣờng kính ngồi
Đƣờng kính trong
Epicatechin
Epicatechingalat
Epigalocatechin
Epigalocatechingalat
Chuẩn Fisher
Đƣờng kính
3mercaptopropionic
Hàm lƣợng
Sắc ký lỏng cao áp.


IX

HPLC

High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng hiệu năng

cao)
KCS
KK
KKK
KL
l
L

LDP1,
LDP2
LSD
m
M
M1
M2
M3
M4

Kiểm tra chất lƣợng sản phẩm
Khơng khí
Khơng khí khơ
Khối lƣợng
Chiều dài
Tỷ lệ chè vụn sau khi vị
Giống chè lai hữu tính từ giống Đại Bạch trà và PH1, đƣợc công nhận
giống quốc gia năm 2002
Giống chè lai hữu tính từ giống Đại Bạch trà và PH1, đƣợc công nhận
giống quốc gia năm 2007
Giá trị để so sánh sự khác nhau có nghĩa ở ngƣỡng 5%
Khối lƣợng
Tổng khối lƣợng
Tốc độ nạp liệu
Thời gian vò
Độ dập tế bào chè vò
Tốc độ quay của trục vò

MOV-112

Máy hấp diệt men chè tự chế tạo dùng tác nhân khơng khí khơ, nóng
để truyền nhiệt, tải ẩm.
Tủ sấy sử dụng trong phịng thí nghiệm do Nhật Bản sản xuất

MTV-01

Máy tạo hình chè dạng viên tự chế tạo.

MWD1A

Detector

N
NARIME

Điểm cảm quan chè xanh trong thí nghiệm vị bằng máy VTD-01
Tên tiếng Anh của Viện nghiên cứu Cơ khí Hà Nội.

NL

Nguyên liệu

OPA

O-Phtal aldehyde

PH1

Giống chè đƣợc chọn lọc cá thể tại Phú Hộ từ tập đoàn Assamica
nhập nội từ Ấn Độ, đƣợc công nhận giống quốc gia năm 1972

Hai giống chè đƣợc lai tạo từ giống TRI777 và Kim Tuyên tại Phú
Hộ, đƣợc công nhận đƣa vào sản xuất thử năm 2008.
Phƣơng pháp

MHK-01

PH8, PH9
PP


X

PPO

Polyphenoloxydaza

PT95

Giống chè nhập nội từ Trung Quốc, đƣợc công nhận đƣa vào sản xuất
thử năm 2003.
Diện tích

S
T

TBHĐ

Thời gian
Hai giống chè có nguồn gốc từ chè rừng Pousang-Lào, đƣợc trồng và
phát triển tại lâm Đồng năm 1980.

Trung bình hội đồng

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TDPT

Nguyên liệu chè giống Trung du trồng tại Thanh Ba Phú Thọ

TDTN

Nguyên liệu chè giống Trung du trồng tại Tân Cƣơng Thái Nguyên

TH3
TP

Giống chè Tô Hiệu, đƣợc tạo ra bằng chọn lọc cá thể, đƣợc công nhận
giống quốc gia năm 1990
Thành phần

TPCG

Thành phần cơ giới đọt chè

TRI777
U

Giống chè nhập từ Srilanca năm 1977, có nguồn gốc từ chè Shan Mộc
Châu, đƣợc công nhận giống quốc gia năm 1996.

Tỷ lệ chè diệt men đúng

V

Thể tích

V1

V1 cho tốc độ nạp liệu

V2

Thời gian diệt men

V3

Nhiệt độ tác nhân diệt men

VC-03

Máy vò chè nhỏ do cơ khí Sơng Cơng Thái Ngun sản xuất.

VTD-01

Máy vò liên tục trục đứng tự chế tạo

WA6

Bếp cách thủy do Đức sản xuất

WB7

Nồi đun cách thủy do Đức sản xuất.

X1

Thời gian héo

X2

Độ ẩm chè héo

Y

Điểm cảm quan chè xanh

Y1

Điểm cảm quan chè xanh phụ thuộc thời gian héo

Y2

Điểm cảm quan chè xanh phụ thuộc độ ẩm chè héo

TB11, TB14


XI

DANH MỤC BẢNG

STT

Ký hiệu

Tên bảng
Thành phần cơ giới đọt chè 1 búp 3 lá của nguyên liệu

1

Bảng 3.1

2

Bảng 3.2

3

Bảng 3.3

4

Bảng 3.4

5

Bảng 3.5

6

Bảng 3.6

7

Bảng 3.7

8

Bảng 3.8

9

Bảng 3.9

10

Bảng 3.10

11

Bảng 3.11

12

Bảng 3.12

13

Bảng 3.13 Đặc tính kỹ thuật máy MHK-01

14

Bảng 3.14

TDTN và TDPT
Thành phần hóa học trong nguyên liệu TDTN và TDPT
Biến đổi hàm lƣợng tanin riêng và polyphenol-catechin
theo thời vụ
Hàm lƣợng các axitamin thành phần trong nguyên liệu chè
TDTN và TDPT
Chất lƣợng chè xanh theo địa điểm trồng chè
Biến đổi độ ẩm và tính chất cảm quan đọt chè trong q
trình héo
Biến đổi hàm lƣợng chất hòa tan và tanin trong thời gian héo
Biến đổi một số thành phần hóa học trong chè héo và mùi
vị sản phẩm chè
Hàm lƣợng axitamin trong nguyên liệu tƣơi và chè xanh
Biến đổi hàm lƣợng các thành phần axitamin trong chế
biến chè xanh có áp dụng héo nhẹ
Ảnh hƣởng của mật độ rải chè làm héo đến chất lƣợng
cảm quan sản phẩm chè xanh
Quan hệ giữa thời gian héo, độ ẩm chè héo và chất lƣợng
cảm quan sản phẩm

Thời gian và mức độ diệt men ở tốc độ nạp liệu 4 kg/phút,
tốc độ lồng hấp 25 vòng/phút

Trang
43
45
47

49
51
53
55
56
58
60

64

66
70
73


XII

Thời gian và mức độ diệt men ở tốc độ nạp liệu 4,5

15

Bảng 3.15

16

Bảng 3.16

17

Bảng 3.17

18

Bảng 3.18

19

Bảng 3.19

20

Bảng 3.20

21

Bảng 3.21

22

Bảng 3.22

23

Bảng 3.23 Bảng tƣơng quan số liệu theo dõi các thí nghiệm diệt men

24

Bảng 3.24

25

Bảng 3.25 Đặc tính kỹ thuật máy VTD-01

92

26

Bảng 3.26 Kết quả thí nghiệm vị chè ở tốc độ trục vị 15 vịng/phút

93

27

Bảng 3.27 Kết quả thí nghiệm vò chè ở tốc độ trục vò 20 vòng/phút

94

28

Bảng 3.28 Kết quả thí nghiệm vị chè ở tốc độ trục vò 25 vòng/phút

95

29

Bảng 3.29

kg/phút, tốc độ lồng hấp 25 vòng/phút
Thời gian và mức độ diệt men ở tốc độ nạp liệu 5 kg/phút,

tốc độ lồng hấp 25 vòng/phút
Thời gian và mức độ diệt men ở tốc độ nạp liệu 4 kg/phút,
tốc độ lồng hấp 30 vòng/phút
Thời gian và mức độ diệt men ở tốc độ nạp liệu 4,5
kg/phút, tốc độ lồng hấp 30 vòng/phút
Thời gian và mức độ diệt men ở tốc độ nạp liệu 5 kg/phút,
tốc độ lồng hấp 30 vòng/phút
Thời gian và mức độ diệt men ở tốc độ nạp liệu 4 kg/phút,
tốc độ lồng hấp 35 vòng/phút
Thời gian và mức độ diệt men ở tốc độ nạp liệu 4,5
kg/phút, tốc độ lồng hấp 35 vòng/phút
Thời gian và mức độ diệt men ở tốc độ nạp liệu 5 kg/phút,
tốc độ lồng hấp 35 vịng/phút

So sánh tính năng công nghệ máy MHK-01 và máy sao
S30

Tƣơng quan giữa thời gian vò, chất lƣợng chè vò với các
chế độ vò khác nhau

74

75

77

78

79

81

82

83
84
88

96


XIII

Các thơng số thí nghiệm áp dụng và chỉ tiêu theo dõi trong

30

Bảng 3.30

31

Bảng 3.31

32

Bảng 3.32

33

Bảng 3.33 Đặc tính kỹ thuật máy tạo viên MTV-01

34

Bảng 3.34

35

Bảng 3.35

36

Bảng 3.36

37

Bảng 3.37

thí nghiệm vị
Ảnh hƣởng phƣơng pháp làm khơ đến các thành phần hóa
học của chè xanh
Ảnh hƣởng phƣơng pháp làm khơ đến các chỉ tiêu cảm
quan chè xanh
Chất lƣợng cảm quan chè xanh dạng viên với lƣợng chè
tạo hình lần 1 là 16 kg/chảo
Chất lƣợng cảm quan chè xanh dạng viên với lƣợng chè
tạo hình lần 1 là 18 kg/chảo
Chất lƣợng cảm quan chè xanh dạng viên với lƣợng chè
tạo hình lần 1 là 20 kg/chảo
Chất lƣợng cảm quan chè xanh dạng viên với lƣợng chè
tạo hình lần 1 là 22 kg/chảo

102

104

106
107
109

110

111

112


XIV

DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ
Số Ký hiệu
TT

Tên hình

hình

Trang

1

Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc tế bào lá chè

20

2

Hình 2.1 Máy tạo viên MTV-01

40

3

Hình 2.2 Máy tạo viên 6CCQ-84

40

Biểu đồ thành phần cơ giới đọt chè 1 búp 3 lá phụ thuộc vùng

4

Hình 3.1

5

Hình 3.2 Biểu đồ thành phần hóa học trong nguyên liệu TDTN và TDPT

6

Hình 3.3

trồng chè
Biểu đồ hàm lƣợng tanin riêng và polyphenol-catechin theo
thời vụ
Sự khác nhau về hàm lƣợng axit amin trong nguyên liệu chè

7

Hình 3.4

8

Hình 3.5 Biểu đồ biến đổi độ ẩm chè héo

TDTN và TDPT

9

Hình 3.6 Biểu đồ biến đổi chất hòa tan và tanin trong quá trình héo
Biến đổi polyphenol-catechin, tanin riêng, axit amin và đƣờng
10 Hình 3.7
khử trong nguyên liệu theo thời gian héo
11 Hình 3.8
12 Hình 3.9
13 Hình 3.10
14 Hình 3.11

Biểu đồ sự biến đổi về hàm lƣợng axit amin trong nguyên liệu
so với chè xanh
Biểu đồ mức tăng hàm lƣợng axit amin sau khi héo và giảm ở
chè xanh

Biểu đồ so sánh hàm lƣợng axit amin trong CXH với hàm
lƣợng trong CXT
Đƣờng hồi quy kỳ vọng thực nghiệm của điểm cảm quan chè
xanh và thời gian héo

15 Hình 3.12 Đƣờng hồi quy kỳ vọng thực nghiệm của điểm cảm quan chè

44
45
47

49
54
55
57

59

61

63

66
68


XV

xanh và độ ẩm chè héo
16 Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý máy hấp diệt men MHK-01

17 Hình 3.14
18 Hình 3.15
19 Hình 3.16
20 Hình 3.17
21 Hình 3.18
22 Hình 3.19
23 Hình 3.20
24 Hình 3.21
25 Hình 3.22
26 Hình 3.23

Đồ thị mức độ diệt men chè ở tốc độ nạp liệu 4 kg/phút và tốc
độ lồng hấp 25 vòng/phút.
Đồ thị mức độ diệt men chè ở tốc độ nạp liệu 4,5 kg/phút và tốc
độ lồng hấp 25 vòng/phút.
Đồ thị mức độ diệt men chè ở tốc độ nạp liệu 5 kg/phút và tốc
độ lồng hấp 25 vòng/phút.
Đồ thị mức độ diệt men chè ở tốc độ nạp liệu 4 kg/phút và tốc
độ lồng hấp 30 vòng/phút
Đồ thị mức độ diệt men chè ở tốc độ nạp liệu 4,5 kg/phút và tốc
độ lồng hấp 30 vòng/phút.
Đồ thị mức độ diệt men chè ở tốc độ nạp liệu 5 kg/phút và tốc
độ lồng hấp 30 vòng/phút
Đồ thị mức độ diệt men chè ở tốc độ nạp liệu 4 kg/phút và tốc
độ lồng hấp 35 vòng/phút
Đồ thị mức độ diệt men chè ở tốc độ nạp liệu 4,5 kg/phút và tốc
độ lồng hấp 35 vòng/phút.
Đồ thị mức độ diệt men chè ở tốc độ nạp liệu 5 kg/phút và tốc
độ lồng hấp 35 vòng/phút.
Đồ thị biểu diễn vị trí các điểm thực nghiệm so với đƣờng phù

hợp U

69
73

75

76

78

79

80

81

82

83

86

27 Hình 3.24 Đồ thị mơ tả sự biến thiên của phần dƣ theo biến phụ thuộc U

87

28 Hình 3.25 Sơ đồ máy vị VTD-01

90

29 Hình 3.26 Trục vị

91

30 Hình 3.27 Đồ thị biểu diễn vị trí các điểm thực nghiệm so với đƣờng phù

97


XVI

hợp L
31 Hình 3.28 Đồ thị mơ tả sự biến thiên của phần dƣ theo biến phụ thuộc L
32 Hình 3.29

Đồ thị biểu diễn vị trí các điểm thực nghiệm so với đƣờng phù
hợp N

33 Hình 3.30 Đồ thị mơ tả sự biến thiên của phần dƣ theo biến phụ thuộc N

98
99
100

34 Hình 3.31 Biểu đồ ảnh hƣởng phƣơng pháp làm khơ đến thành phần hóa 104
học của chè xanh.


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Việt Nam nằm trong khu vực có khởi nguồn xuất hiện của cây chè. Việc chế
biến và sử dụng lá chè làm đồ uống cũng đã trở thành tập tục từ ngàn đời, nhƣng sản
xuất chè ở qui mơ cơng nghiệp chè mới đƣợc hình thành từ đầu thế kỷ 19 [14], [60].
Công nghệ và thiết bị sản xuất chè xanh ở Việt Nam trong một thời gian dài hầu
nhƣ khơng có sự đổi mới. Giai đoạn nửa cuối thế kỷ 20, Việt Nam có nhiều cơ sở sản
xuất chè xanh quy mô vừa, năng suất từ 6 ÷ 8 tấn chè tƣơi/ngày, sử dụng dây chuyền
thiết bị Trung Quốc và cơ sở sản xuất chè xanh quy mơ lớn, năng suất 12 ÷ 13
tấn/ngày, sử dụng dây chuyền thiết bị của Liên Xô (cũ). Sau khi khối Đông Âu tan vỡ,
một phần do mất thị trƣờng tiêu thụ, một phần do thiết bị cũ hỏng khơng có phụ tùng
thay thế, các dây chuyền sản xuất chè xanh quy mô lớn dần dần bị gỡ bỏ, thay thế bằng
dây chuyền sản xuất chè đen. Quy mô sản xuất và chất lƣợng sản phẩm chè xanh có xu
hƣớng giảm dần. Chỉ cịn một số ít cơ sở sản xuất chè xanh ở quy mô vừa, dây chuyền
thiếu đồng bộ do lắp ghép giữa thiết bị của Trung Quốc và Việt Nam. Sản xuất chè
xanh quy mô nhỏ trở thành phổ biến với hàng ngàn lò chế biến thủ cơng và bán cơ giới
tại các hộ gia đình tại hầu hết các địa phƣơng có trồng chè. Sản phẩm chè xanh sản
xuất ra chủ yếu tiêu thụ trong nƣớc, năng suất và chất lƣợng không cao, không đảm
bảo các yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm. Giá sản phẩm chè xuất khẩu bình quân
của Việt Nam hiện nay chỉ bằng 1/2 giá chè bình quân của thế giới [14], [63], [85].
Trƣớc đây, theo qui trình sản xuất chè xanh khơng có cơng đoạn làm héo. Giai
đoạn 1989 ÷ 1993, các tác giả Đồn Hùng Tiến và Nguyễn Thị Huệ đã thử nghiệm áp
dụng héo nhẹ vào sản xuất chè xanh tƣ giống chè PH1 đã phát hiện đƣợc rằng: Héo nhẹ
nguyên liệu trƣớc khi diệt men khơng làm giảm chất lƣợng chè xanh mà có tác dụng
phát huy đƣợc hƣơng thơm tự nhiên của giống chè và tạo vị ngọt dịu dễ chịu [75]. Tuy
nhiên các kết quả nghiên cứu mới chỉ giới hạn ở một số thực nghiệm nhỏ trên giống
chè PH1, chƣa làm rõ đƣợc các biến đổi sinh hóa chính trong đọt chè trong quá trinh

2

héo có tác dụng nâng cao đƣợc chất lƣợng sản phẩm chè xanh, vai trò của quá trinh héo
nhẹ khi sản xuất chè xanh từ các giống chè khác... Điều nay đặt ra nhiệm vụ cần thiết
cần có sự nghiên cứu để làm rõ cơ chế, bản chất của quá trình héo, là cơ sở cho việc
lựa chọn và ứng dụng cơng nghệ héo thích hợp trong những điều kiện khác nhau của
sản xuất, nhằm nâng cao chất lƣợng sản phẩm.
Cùng với nghiên cứu ứng dụng héo nhẹ vào sản xuất, việc đổi mới công nghệ và
thiết bị để nâng cao chất lƣợng, giảm chi phí sản xuất cũng cần đƣợc nghiên cứu một
cách đầy đủ.
Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu cơng
nghệ sản xuất chè xanh chất lƣợng cao” nhằm tìm ra các giải pháp hữu ích trong cơng
nghệ sản xuất chè xanh để có đƣợc các sản phẩm chè xanh chất lƣợng cao, đáp ứng
nhu cầu đa dạng của ngƣời tiêu dùng trong nƣớc và thế giới. Từ đó nâng cao sức cạnh
tranh của sản phẩm chè Việt Nam, tăng khả năng tiêu thụ và giá trị sản phẩm, góp phần
thúc đẩy sản xuất phát triển.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu các yếu tố cơng nghệ trong q trình sản xuất tạo ra những biến đổi
có lợi về mầu sắc, mùi, vị và hình dáng kích thƣớc cho sản phẩm làm cơ sở khoa học
cho việc lựa chọn quy trình công nghệ sản xuất chè xanh chất lƣợng cao
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Nghiên cứu một số yếu tố trong sản xuất ảnh hƣởng đến thành phần sinh hóa
và chất lƣợng sản phẩm chè xanh là cơ sở cho việc lựa chọn các biện pháp kỹ thuật để
tạo ra sản phẩm chè xanh chất lƣợng cao.
- Đƣa héo nhẹ vào quy trình sản xuất chè xanh là một đổi mới quan trọng trong
cơng nghệ sản xuất có tác dụng làm tăng chất lƣợng sản phẩm.
- Xác định đƣợc mối quan hệ giữa sự biến đổi các thành phần hóa học trong chè
với sự hình thành các chỉ tiêu chất lƣợng sản phẩm trong sản xuất chè xanh làm cơ sở

3

khoa học cho việc cải tiến, đổi mới công nghệ sản xuất để nâng cao chất lƣợng sản
phẩm.
- Kết quả khảo nghiệm các thiết bị kiểu mới: Máy hấp khô diệt men, máy vò chè
liên tục, máy tạo viên là cơ sở cho việc áp dụng công nghệ mới vào sản xuất một cách
có hiệu quả.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Luận án đã nghiên cứu một cách có hệ thống một số giải pháp công nghệ và
thiết bị để nâng cao chất lƣợng chè xanh, đồng thời đƣa ra các biện pháp kỹ thuật nhằm
đa dạng hóa sản phẩm chè xanh.
- Ứng dụng thành công một số thiết bị chế tạo kiểu mới vào quá trình sản xuất
chè xanh đạt chất lƣợng và hiệu quả cao và tiết kiệm đƣợc năng lƣợng.
- Luận án đã bổ sung thêm các kết quả mới cho các nghiên cứu về thiết bị và
công nghệ chế biến chè xanh, có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho công tác nghiên
cứu khoa học và đào tạo.
- Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn và có tính khả thi cao.
4. Những điểm mới của luận án
- Luận án đã chứng minh đƣợc chất lƣợng nguyên liệu phụ thuộc địa điểm trồng
chè.
- Luận án đã làm rõ đƣợc vai trị của q trình héo nhẹ lá chè đối với chất lƣợng
chè xanh, xây dựng đƣợc cơng nghệ héo nhẹ thích hợp và đã chính thức đƣa giai đoạn
héo nhẹ vào quy trình sản xuất chè xanh chất lƣợng cao.
- Từ việc thiết kế và chế tạo thành cơng máy diệt men bằng khơng khí khô làm
việc liên tục (máy hấp khô MHK-01) mà NCS là tác giả chính, luận án đã khảo nghiệm
và hồn thiện công nghệ ứng dụng máy diệt men kiểu mới tự chế tạo, có tác dụng diệt
men nhanh, triệt để, nâng cao đƣợc năng suất và chất lƣợng sản phẩm. Máy hấp khô đã
đƣợc Hội đồng Khoa học Công nghệ của Bộ NN & PTNT đánh giá cao và đã đề nghị
công nhận là một tiến bộ kỹ thuật.

4

- Từ việc thiết kế và chế tạo thành công máy vò trục đứng (VTD-01), đây đƣợc
coi là một sáng chế kỹ thuật mà NCS là tác giả chính, loại máy này chƣa đƣợc nghiên
cứu, chế tạo ở bất kỳ nƣớc nào trên thế giới, luận án đã khảo nghiệm và hồn thiện
cơng nghệ vị chè bằng máy vị kiểu mới tự chế tạo, cho phép vò chè liên tục, đạt năng
suất cao, tiết kiệm điện và giảm chi phí lao động.
- Luận án đã khẳng định đƣợc tính ƣu việt của công nghệ làm khô chè xanh
bằng phƣơng pháp sấy-sao-sấy. Phƣơng pháp công nghệ này đã nâng cao chất lƣợng
chè xanh bán thành phẩm và làm giảm đáng kể chè bị khê khét, vụn nát.
Từ việc thiết kế và chế tạo thành công máy sao và tạo viên chè MTV-01, là thiết
bị mô phỏng theo máy 6CCQ-84 của Trung Quốc trong đó NCS đã cải tiến hệ thống
điều khiển nhiệt độ và thời gian cho máy sao tạo viên chè, tạo ra máy mới có mức độ
hiện đại hơn máy hiện có của Trung Quốc, luận án đã khảo nghiệm và hồn thiện cơng
nghệ làm khơ và tạo hình chè xanh dạng viên bằng thiết bị tạo viên tự chế tạo, tạo ra
các sản phẩm chè xanh chất lƣợng cao.


5

Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất chè xanh trên thế giới
Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis có nguồn gốc từ Trung Quốc và
Đông Nam Á, ngày nay đƣợc trồng trên toàn thế giới, ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt
đới. Cây chè đƣợc trồng để thu hoạch đọt, là các phần non hái từ phần ngọn của cành
chè, và đôi khi cả những lá chè bánh tẻ hoặc những lá chè già cũng đƣợc sử dụng để
chế biến thành các sản phẩm dùng làm đồ uống [18], [92]. Do nhu cầu tiêu dùng chè

trên thế giới ngày càng tăng và sở thích của ngƣời tiêu dùng khắp nơi trên thế giới cũng
rất đa dạng nên các sản phẩm về chè đƣợc sản xuất ra cũng ngày càng phong phú về
chất lƣợng, chủng loại với các tính chất cảm quan, hình thức, mẫu mã, tính tiện dụng
khác nhau [114].
Các nƣớc đầu tƣ nhiều trong lĩnh vực nghiên cứu đổi mới công nghệ và thiết bị
chế biến các sản phẩm chè và có nhiều thành tựu trong việc ứng dụng cơng nghệ mới
vào sản xuất chè xanh đạt hiệu quả kinh tế cao là một số nƣớc thuộc Liên Xô cũ, Ấn
Độ, Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản…
Liên Xô cũ: Đối với sản xuất chè xanh, từ nửa đầu thế kỷ XX, Liên Xô đã áp
dụng phƣơng pháp diệt men bằng hấp hơi nƣớc, cho phép sản xuất liên tục trên qui mô
lớn.
Ƣu điểm của phƣơng pháp hấp diệt men lá chè xanh bằng hơi nƣớc là mức độ
diệt men nhanh, triệt để và đồng đều, nƣớc chè trong xanh, dễ dàng cơ giới hóa q
trình sản xuất nhƣng cho sản phẩm có hƣơng thơm kém [66], [68].
Đáng lƣu ý là Liên Xô đƣa ra phƣơng pháp và thiết bị hấp diệt men bằng khơng
khí nóng ẩm đã khắc phục đƣợc nhƣợc điểm về tổn thất hƣơng vị so với phƣơng pháp
hấp hơi nƣớc. So với phƣơng pháp hấp, qui trình này khơng có giai đoạn sấy nhẹ.


6

Điểm khác biệt với phƣơng pháp hấp là tiến hành diệt men bằng khơng khí nóng.
Phƣơng pháp này có ƣu điểm là dây chuyền sản xuất dễ cơ giới hóa và tự động hóa,
sản phẩm có chất lƣợng cao, tỉ lệ chè tốt tăng và chi phí về nguyên liệu, nhiên liệu
giảm. Tuy nhiên, thiết bị diệt men còn cồng kềnh, chi phí nhiên liệu cao do tổn thất
nhiệt cịn lớn [68], [117].
Ấn Độ: là nƣớc đã nghiên cứu sản xuất ra sản phẩm chè hữu cơ đƣợc sự đánh
giá cao của ngƣời tiêu dùng trên thế giới. Chè xanh ở Ấn Độ đƣợc sản xuất chủ yếu
theo phƣơng pháp hấp diệt men bằng hơi nƣớc.
Trung Quốc: Là nƣớc có truyền thống lâu đời nhất về trồng và chế biến chè và

là nƣớc đi đầu trong lĩnh vực gia công chế biến tạo ra nhiều loại sản phẩm chè đặc sản.
Nhờ chú trọng phát triển các giống chè có chất lƣợng cao [113], [128] kết hợp với
không ngừng đổi mới công nghệ và thiết bị sản xuất, Trung Quốc đã cho ra đời nhiều
loại sản phẩm chè với mẫu mã, hình thức, kiểu dáng khác nhau; đem lại giá trị rất cao;
giá bán đạt từ hàng chục đến hàng trăm USD/kg [129]. Sản phẩm chè Trung Quốc tuy
giá bán cao nhƣng lại có sức tiêu thụ mạnh. Sản lƣợng chè khơ hàng năm của Trung
Quốc đứng thứ nhì thế giới (khoảng 560.000 tấn, gấp gần 5 lần so với Việt Nam)
nhƣng vẫn không đủ phục vụ nội tiêu và xuất khẩu. Công nghệ chè Trung Quốc phát
triển theo hƣớng đa dạng hóa sản phẩm trong đó chè xanh và các sản phẩm bán lên
men chiếm tới 80% tổng sản lƣợng. Trung Quốc sản xuất 1.500 loại trà xanh trong đó
có nhiều danh Trà nổi tiếng giá trị cao [119]. Chè xanh là sản phẩm không lên men
đƣợc sản xuất và tiêu thụ mạnh nhất trên cả thị trƣờng nội tiêu lẫn thị trƣờng thế giới,
đồng thời các mặt hàng chè xanh cũng rất đa dạng về hình dạng và giá trị [125], [129],
[131].
Sản phẩm chè Trung Quốc có giá trị cao, sức tiêu thụ mạnh là nhờ những thành
tựu về cải tiến, đổi mới công nghệ trong sản xuất kết hợp với sự sáng tạo trong gia
công, chế biến nên đã tạo ra nhiều dạng sản phẩm đặc sản, có sức hấp dẫn, lơi cuốn
ngƣời tiêu dùng. Ngồi việc tạo ra các sản phẩm có hƣơng vị đặc biệt, Trung Quốc còn


7

quan tâm nhiều đến tạo hình cho sản phẩm. Dƣới tác dụng của nhiệt trong q trình
làm khơ, chè ẩm sẽ biến dạng dẻo, dễ dàng tạo ra các hình dạng khác nhau, kết hợp với
làm khơ để định hình sản phẩm. Dựa vào tính chất đó, các nghệ nhân Trung Quốc tạo
ra rất nhiều loại sản phẩm có ngoại hình độc đáo, chau chuốt, hấp dẫn dƣới các dạng
chè que, chè sợi, chè dẹt, chè hình kim, hình cánh hoa, hình chùm quả, hình con ốc,
hình cúc áo, chè dạng bánh, chè viên tròn, viên lỏng... [22]. Đây là một trong những
yếu tố quan trọng đem lại chất lƣợng và giá trị cao cho sản phẩm chè Trung Quốc.
Trà cơ bản chia làm tám loại chính: thanh trà, ơ long, hắc trà, hồng trà, bạch trà,

hoàng trà, bánh trà. Ngồi ra, cịn có các loại hoa trà nhƣ bạch cúc trà, hồng hoa trà, ma
thảo hoa trà (trà lài) cũng đƣợc xếp vào các loại trà phụ. Sau đây là mƣời loại danh trà
hàng đầu và 20 loại danh trà của Trung Quốc [80], [131]:
Tây Hồ Long Tỉnh (西湖龍井): thuộc loại thanh trà ở vùng Tây Hồ, tỉnh Chiết
Giang Loại chè này có dạng, thẳng dẹt, hƣơng vị đặc biệt do giống chè và kỹ nghệ gia
công tạo thành [80], [131].
Động đình Bích hoa xn (洞庭碧螺春): thuộc loại thanh trà vùng Thái Hồ,
tỉnh Giang Tơ. Loại chè này có hình dạng xoắn ốc, hƣơng vị độc đáo của giống chè và
vùng trồng chè [80], [133].
An Khê Thiết Quan Âm (安溪鐵觀音): thuộc loại thiết Quan Âm trà vùng An
Khê, tỉnh Phúc Kiến. Là một loại chè có hƣơng thơm hoa quả hấp dẫn, vị dịu ngọt và
ngoại hình dạng viên [79], [80], [131].
Hoàng Sơn Mao phong (黃山毛峰): Mao phong trà vùng Hoàng Sơn, tỉnh An
Huy [80], [127]. Loại chè này có cánh xoăn chặt, nhỏ, hơi cong cong, có nhiều tơ trắng
bên ngồi mặt trơn bóng nhƣ có dầu, sắc xanh và hơi vàng, sắc nƣớc pha trong, không
đục, đƣợc sản xuất từ đọt chè 1 búp 1 lá hái trƣớc tiết Thanh minh [130].
Quân Sơn Ngân châm (君山银針): Ngân châm trà vùng Quân Sơn, tỉnh Hồ
Nam [79], [80], [131].