Luận văn thạc sĩ công nghệ sinh học sự ảnh hưởng của polyphenol oxidase lên các hợp chất phenolic trong các quy trình sản xuất trà oolong

Luận văn thạc sĩ công nghệ sinh học khám phá ảnh hưởng của polyphenol oxidase lên hợp chất phenolic trong quy trình sản xuất trà oolong.

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Trâm
• Người hướng dẫn: Huỳnh Ngọc Oanh
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Ảnh hưởng của Polyphenol Oxidase lên các hợp chất phenolic trong quy trình sản xuất trà Oolong
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Phân loại theo kiểu lên men
• 1.2. Phân loại theo đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hoá
• 1.3. Thành phần hoá học
• 1.4. Những biến đổi trong quá trình lên men trà
• 1.5. Công dụng của trà
• 1.6. Enzyme polyphenol oxidase (PPO)
• 1.7. Trích ly enzyme polyphenol oxidase (PPO)
• 1.8. Trích ly polyphenol từ lá trà xanh
• 1.9. Cơ sở kĩ thuật của quá trình trích ly rắn lỏng
• 1.10. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Các phương pháp phân tích
• 2.2. Chuẩn bị mẫu trà
• 2.3. Xác định hàm lượng chất khô (HLCK)
• 2.4. Khảo sát biến động polyphenol oxidase và các hợp chất phenolic trong quy trình chế biến trà Oolong
• 2.5. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ diệt enzyme lên hoạt tính polyphenol oxidase
• 2.6. Ứng dụng xử lý bất hoạt enzyme bằng vi sóng và tối ưu hóa điều kiện trích ly dịch trà giàu hợp chất phenolic từ búp trà tươi
• 2.7. Xử lý thống kê
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Sự biến đổi hình thái của lá trà tại các giai đoạn trong quy trình sản xuất trà
• 3.2. Khảo sát sự biến động của polyphenol oxidase và các hợp chất phenolic trong quy trình sản xuất trà Oolong
• 3.3. Khảo sát sự biến động của PPO và độ ẩm
• 3.4. Khảo sát sự biến động của các hợp chất phenolic
• 3.5. Mối tương quan giữa hoạt tính polyphenol oxidase với các hợp chất
• 3.6. Mối tương quan giữa PPO và polyphenol tổng, tannin và độ ẩm
• 3.7. Mối tương quan giữa hoạt tính PPO, TF/TR, màu tổng
• 3.8. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt tính PPO ở giai đoạn diệt men (xào bất hoạt enzyme)
• 3.9. Bước đầu ứng dụng phương pháp xử lý vi sóng trong việc bất hoạt enzyme polyphenol oxidase nhằm trong thu nhận dịch trích ly giàu hợp chất phenolic từ búp trà tươi
• 3.10. Tối ưu hoá đơn yếu tố
• 3.11. Tối ưu đa yếu tố bằng phần mềm quy hoạch thực nghiệm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1: BẢNG SỐ LIỆU
• PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU BẰNG STATGRAPHIC
• PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH HPLC

Tóm tắt

I. Tác động của Polyphenol Oxidase lên hợp chất phenolic

Polyphenol Oxidase (PPO) là enzyme quan trọng trong quá trình sản xuất trà Oolong, đặc biệt trong việc chuyển hóa các hợp chất phenolic. Enzyme này xúc tác quá trình oxy hóa catechin thành theaflavin và thearubigin, hai hợp chất quyết định màu sắc và hương vị đặc trưng của trà. Nghiên cứu chỉ ra rằng hoạt tính của PPO đạt đỉnh ở giai đoạn làm héo và ủ, giảm dần ở các giai đoạn quay thơm. Sự biến động này ảnh hưởng trực tiếp đến hàm lượng polyphenol tổng, tannin, và tannic acid, với giá trị cao nhất ở giai đoạn làm héo.

1.1. Cơ chế hoạt động của Polyphenol Oxidase

Polyphenol Oxidase hoạt động mạnh trong điều kiện có oxy, xúc tác quá trình oxy hóa các hợp chất phenolic như catechin. Quá trình này tạo ra theaflavin (màu vàng cam) và thearubigin (màu nâu đỏ), góp phần hình thành màu sắc và hương vị của trà Oolong. Nghiên cứu cho thấy, hoạt tính của PPO tăng mạnh ở giai đoạn làm héo (111,89%) và ủ (120,19%), giảm dần ở giai đoạn quay thơm.

1.2. Ảnh hưởng đến chất lượng trà Oolong

Sự biến động của PPO và hợp chất phenolic ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng trà Oolong. Hàm lượng polyphenol tổng, tannin, và tannic acid đạt đỉnh ở giai đoạn làm héo, sau đó giảm dần đến giai đoạn thành phẩm. Giai đoạn xào bất hoạt enzyme được xem là quan trọng nhất, vì nó quyết định sự ổn định của các hợp chất này.

II. Quy trình sản xuất trà Oolong và vai trò của Polyphenol Oxidase

Quy trình sản xuất trà Oolong bao gồm các giai đoạn chính: làm héo, ủ, quay thơm, và xào bất hoạt enzyme. Polyphenol Oxidase đóng vai trò then chốt trong việc hình thành hợp chất phenolic và các sản phẩm oxy hóa như theaflavin và thearubigin. Nghiên cứu chỉ ra rằng, giai đoạn ủ là thời điểm PPO hoạt động mạnh nhất, tạo điều kiện cho sự chuyển hóa các hợp chất này.

2.1. Giai đoạn làm héo và ủ

Ở giai đoạn làm héo, PPO bắt đầu hoạt động mạnh, làm tăng hàm lượng hợp chất phenolic. Giai đoạn ủ tiếp tục thúc đẩy quá trình oxy hóa, tạo ra theaflavin và thearubigin. Nghiên cứu cho thấy, hoạt tính của PPO đạt 120,19% ở giai đoạn ủ thứ hai, góp phần quan trọng vào việc hình thành hương vị và màu sắc của trà Oolong.

2.2. Giai đoạn quay thơm và xào bất hoạt enzyme

Giai đoạn quay thơm làm giảm hoạt tính của PPO, từ 111,89% xuống còn 96,83%. Giai đoạn xào bất hoạt enzyme ở nhiệt độ từ 180°C đến 310°C giúp ổn định các hợp chất phenolic, đảm bảo chất lượng trà Oolong. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, nhiệt độ từ 180°C đã đủ để bất hoạt PPO, ngăn chặn sự oxy hóa tiếp diễn.

III. Ứng dụng công nghệ trong sản xuất trà Oolong

Công nghệ vi sóng được ứng dụng để bất hoạt Polyphenol Oxidase, giúp tối ưu hóa quá trình trích ly các hợp chất phenolic từ búp trà tươi. Nghiên cứu đã thiết lập mô hình tối ưu với thời gian xử lý vi sóng 15 giây, tỉ lệ nước/trà 60 ml/g, thời gian trích ly 40 phút, và nhiệt độ trích ly 82°C. Mô hình này đạt độ tin cậy cao, phù hợp với điều kiện sản xuất công nghiệp.

3.1. Tối ưu hóa quá trình trích ly

Việc sử dụng vi sóng giúp bất hoạt PPO một cách hiệu quả, tăng hàm lượng polyphenol tổng trong dịch trích ly. Nghiên cứu chỉ ra rằng, thời gian xử lý vi sóng 15 giây và nhiệt độ trích ly 82°C là điều kiện tối ưu, đảm bảo hiệu quả cao nhất trong quá trình sản xuất trà Oolong.

3.2. Ứng dụng công nghiệp

Mô hình tối ưu hóa quá trình trích ly bằng vi sóng không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn tiết kiệm thời gian và chi phí. Điều này mở ra tiềm năng lớn cho việc ứng dụng công nghệ này trong ngành công nghiệp sản xuất trà Oolong, đặc biệt là ở quy mô lớn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trà Oolong là một loại trà lên men bán phần, chiếm khoảng 2% tổng lượng tiêu thụ trà trên thế giới, thấp hơn nhiều so với trà đen (78%) và trà xanh (20%). Polyphenol oxidase (PPO) là enzyme oxy hóa khử quan trọng trong lá trà, đóng vai trò chủ đạo trong quá trình chuyển hóa các hợp chất phenolic, đặc biệt là catechin thành theaflavin và thearubigin – những hợp chất quyết định màu sắc, hương vị đặc trưng của trà lên men. Tuy nhiên, hiện nay vẫn còn thiếu các nghiên cứu chi tiết về sự biến động hoạt tính PPO và các hợp chất phenolic trong quy trình sản xuất trà Oolong, đặc biệt là ảnh hưởng của các giai đoạn chế biến và nhiệt độ bất hoạt enzyme.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm khảo sát sự biến động của hoạt tính PPO và các hợp chất phenolic trong từng giai đoạn sản xuất trà Oolong, đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt tính enzyme, đồng thời ứng dụng phương pháp xử lý vi sóng để bất hoạt enzyme PPO và tối ưu hóa điều kiện trích ly dịch trà giàu hợp chất phenolic từ búp trà tươi. Nghiên cứu được thực hiện tại Nhà máy Trà Cầu Tre, huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng và phòng thí nghiệm của Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP. HCM trong khoảng thời gian từ 2013 đến 2014.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng và giá trị sản phẩm trà Oolong, đồng thời mở rộng ứng dụng công nghệ vi sóng trong công nghiệp chế biến trà, góp phần phát triển ngành công nghiệp trà bền vững và hiệu quả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết enzyme polyphenol oxidase (PPO): PPO là metalloprotein chứa nguyên tố đồng, xúc tác phản ứng oxy hóa các hợp chất phenolic thành quinone, dẫn đến sự hình thành các hợp chất màu và hương vị trong trà. Ba dạng isoenzyme chính của PPO gồm tyrosinase, catechol oxidase và laccase, mỗi dạng có cơ chế xúc tác và cơ chất đặc hiệu khác nhau.

• Mô hình biến động hợp chất phenolic: Các hợp chất phenolic chính trong trà gồm polyphenol tổng, tannin, theaflavin (TF) và thearubigin (TR). TF và TR là sản phẩm chuyển hóa của catechin dưới tác dụng của PPO và peroxidase (POD), ảnh hưởng trực tiếp đến màu sắc và vị của trà.

• Khái niệm trích ly polyphenol: Quá trình trích ly dựa trên nguyên lý khuếch tán và hòa tan các hợp chất phenolic từ nguyên liệu rắn vào dung môi lỏng, chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ, thời gian, tỉ lệ dung môi/nguyên liệu và phương pháp hỗ trợ (ví dụ vi sóng).

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Mẫu lá trà Oolong (1 tôm, 2 lá) được thu thập tại Nhà máy Trà Cầu Tre, trải qua các giai đoạn chế biến: tươi, làm héo, ủ lần 1, quay thơm lần 1, ủ lần 2, quay thơm lần 2, ủ lần 3, xào bất hoạt enzyme và thành phẩm.

• Phân tích hoạt tính PPO: Dịch enzyme được trích ly bằng đệm phosphate pH 7,5 có bổ sung polyethylene glycol 1%. Hoạt tính PPO được xác định bằng phản ứng oxy hóa pyrocatechol thành benzoquinone, đo quang ở bước sóng 420 nm, tính theo công thức Lambert-Beer.

• Xác định hàm lượng hợp chất phenolic: Hàm lượng polyphenol tổng, tannin tổng, theaflavin, thearubigin và EGCG được phân tích bằng các phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC), phương pháp Lowenthal và phương pháp quang phổ UV-Vis theo quy trình chuẩn.

• Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ: Hoạt tính PPO được đánh giá sau xử lý nhiệt ở các mức từ 150°C đến 310°C để xác định nhiệt độ bất hoạt enzyme hiệu quả.

• Ứng dụng xử lý vi sóng: Phương pháp xử lý vi sóng được áp dụng để bất hoạt enzyme PPO và tối ưu hóa điều kiện trích ly dịch trà giàu polyphenol bằng phần mềm Design Expert 9.0, với các yếu tố khảo sát gồm thời gian xử lý vi sóng, tỉ lệ nước/trà, nhiệt độ và thời gian trích ly.

• Phân tích thống kê: Các thí nghiệm được thực hiện 3 lần, dữ liệu xử lý bằng phân tích phương sai (ANOVA) và mô hình đa yếu tố để đánh giá sự khác biệt và tối ưu hóa quy trình.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Biến động hoạt tính PPO: Hoạt tính PPO tăng mạnh ở giai đoạn làm héo (111,89% so với trà tươi) và các giai đoạn ủ (108,73% đến 120,19%), giảm nhẹ ở các giai đoạn quay thơm (96,83% và 106,68%). Điều này cho thấy enzyme hoạt động cao trong giai đoạn lên men, đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa phenolic.

2. Biến động hợp chất phenolic: Hàm lượng polyphenol tổng, tannin tổng và tannic acid đạt đỉnh tại giai đoạn làm héo (12,15%, 9,39% và 2,66% tương ứng), sau đó giảm dần đến thành phẩm. Ngược lại, hàm lượng các hợp chất màu (TF, TR) cao ở các giai đoạn trước khi bất hoạt enzyme và giảm rõ rệt sau giai đoạn xào (tỉ lệ TF/TR giảm từ 0,059 xuống 0,01).

3. Ảnh hưởng nhiệt độ bất hoạt enzyme: Nhiệt độ từ 180°C trở lên có thể bất hoạt hiệu quả hoạt tính PPO, trong khi nhiệt độ 150°C chưa đủ để làm giảm đáng kể hoạt tính enzyme.

4. Ứng dụng vi sóng và tối ưu trích ly: Mô hình tối ưu hóa điều kiện trích ly dịch trà giàu polyphenol với xử lý vi sóng cho kết quả hàm lượng polyphenol tổng đạt 24,32% với các điều kiện: thời gian xử lý vi sóng 15 giây, tỉ lệ nước/trà 60 ml/g, thời gian trích ly 40 phút và nhiệt độ trích ly 82°C. Mô hình có giá trị p < 0,0001 và độ tin cậy 0,9149, phù hợp với thực nghiệm.

Thảo luận kết quả

Sự tăng hoạt tính PPO trong giai đoạn làm héo và ủ phản ánh điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp cho enzyme hoạt động, thúc đẩy quá trình oxy hóa catechin thành theaflavin và thearubigin, góp phần tạo màu sắc và hương vị đặc trưng của trà Oolong. Sự giảm hoạt tính PPO sau giai đoạn xào bất hoạt enzyme cho thấy bước này là then chốt để kiểm soát quá trình oxy hóa, tránh làm mất chất lượng sản phẩm.

Hàm lượng polyphenol tổng và tannin đạt đỉnh ở giai đoạn làm héo do sự giải phóng các hợp chất phenolic từ tế bào lá trà, sau đó giảm do quá trình oxy hóa và chuyển hóa trong các giai đoạn lên men tiếp theo. Tỉ lệ TF/TR giảm mạnh sau xào chứng tỏ sự chuyển hóa mạnh mẽ của các hợp chất màu dưới tác động của enzyme và nhiệt độ.

Nhiệt độ bất hoạt enzyme từ 180°C trở lên phù hợp với các nghiên cứu trước đây về tính nhạy cảm nhiệt của PPO, đồng thời đảm bảo giữ lại các hợp chất phenolic có lợi cho sức khỏe. Việc ứng dụng công nghệ vi sóng giúp rút ngắn thời gian xử lý, tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu quả trích ly polyphenol, mở ra hướng phát triển công nghệ chế biến trà hiện đại.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ biến động hoạt tính PPO và hàm lượng các hợp chất phenolic theo từng giai đoạn, bảng so sánh hoạt tính enzyme ở các mức nhiệt độ và đồ thị bề mặt đáp ứng mô hình tối ưu hóa trích ly.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Kiểm soát nhiệt độ xào bất hoạt enzyme: Áp dụng nhiệt độ từ 180°C trở lên trong giai đoạn xào để bất hoạt hiệu quả PPO, đảm bảo chất lượng màu sắc và hương vị của trà Oolong. Thời gian thực hiện nên được kiểm soát chặt chẽ trong quy trình sản xuất.

2. Ứng dụng công nghệ vi sóng: Triển khai xử lý vi sóng trong công đoạn bất hoạt enzyme và trích ly polyphenol nhằm tăng hiệu suất, giảm thời gian và chi phí sản xuất. Thời gian xử lý vi sóng tối ưu là 15 giây với tỉ lệ nước/trà 60 ml/g.

3. Tối ưu hóa điều kiện trích ly: Áp dụng các điều kiện trích ly gồm nhiệt độ 82°C, thời gian 40 phút để thu nhận dịch chiết giàu hợp chất phenolic, nâng cao giá trị dinh dưỡng và hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm.

4. Đào tạo và nâng cao nhận thức kỹ thuật: Tổ chức các khóa đào tạo cho công nhân và kỹ thuật viên về vai trò của PPO, quy trình kiểm soát nhiệt độ và ứng dụng công nghệ vi sóng trong sản xuất trà Oolong nhằm đảm bảo quy trình ổn định và chất lượng sản phẩm đồng đều.

Các giải pháp trên nên được thực hiện trong vòng 6-12 tháng, phối hợp giữa nhà máy sản xuất trà, các viện nghiên cứu và trường đại học để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà sản xuất trà Oolong: Nắm bắt kiến thức về vai trò enzyme PPO và các hợp chất phenolic trong quy trình sản xuất, từ đó cải tiến công nghệ chế biến, nâng cao chất lượng sản phẩm và giá trị thương hiệu.

2. Chuyên gia công nghệ sinh học và thực phẩm: Áp dụng các phương pháp phân tích enzyme, tối ưu hóa trích ly polyphenol và ứng dụng công nghệ vi sóng trong nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ sinh học, hóa học thực phẩm: Tham khảo các phương pháp nghiên cứu enzyme, phân tích hợp chất phenolic và mô hình tối ưu hóa quy trình sản xuất trà, phục vụ cho các đề tài nghiên cứu chuyên sâu.

4. Cơ quan quản lý và phát triển ngành trà: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng tiêu chuẩn chất lượng, hướng dẫn kỹ thuật và chính sách hỗ trợ phát triển ngành trà bền vững, nâng cao giá trị xuất khẩu.

Câu hỏi thường gặp

1. Polyphenol oxidase (PPO) là gì và vai trò của nó trong sản xuất trà Oolong?
   PPO là enzyme xúc tác oxy hóa các hợp chất phenolic thành quinone, dẫn đến sự hình thành theaflavin và thearubigin – các hợp chất quyết định màu sắc và hương vị của trà Oolong. Enzyme này hoạt động mạnh trong giai đoạn làm héo và ủ, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm.

2. Tại sao cần bất hoạt enzyme PPO trong quy trình sản xuất trà?
   Bất hoạt PPO giúp ngăn chặn quá trình oxy hóa quá mức các hợp chất phenolic, tránh làm mất màu sắc, hương vị và giá trị dinh dưỡng của trà. Giai đoạn xào bất hoạt enzyme ở nhiệt độ từ 180°C trở lên được xác định là bước then chốt.

3. Phương pháp xử lý vi sóng có ưu điểm gì trong sản xuất trà?
   Xử lý vi sóng giúp bất hoạt enzyme nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và năng lượng, đồng thời tăng hiệu suất trích ly các hợp chất phenolic có lợi, nâng cao chất lượng dịch chiết trà so với phương pháp truyền thống.

4. Các yếu tố nào ảnh hưởng đến hiệu quả trích ly polyphenol từ lá trà?
   Nhiệt độ trích ly, thời gian trích ly, tỉ lệ nước/trà và phương pháp hỗ trợ (ví dụ vi sóng) là các yếu tố chính ảnh hưởng đến hàm lượng polyphenol thu được. Nghiên cứu xác định điều kiện tối ưu là 82°C, 40 phút, tỉ lệ 60 ml nước/g trà.

5. Làm thế nào để kiểm soát hoạt tính PPO trong sản xuất công nghiệp?
   Kiểm soát nhiệt độ và thời gian trong giai đoạn xào bất hoạt enzyme, sử dụng công nghệ vi sóng để xử lý nguyên liệu, đồng thời theo dõi hoạt tính enzyme và hàm lượng phenolic qua các giai đoạn chế biến giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định.

Kết luận

• Hoạt tính polyphenol oxidase tăng cao trong giai đoạn làm héo và ủ, giảm sau giai đoạn xào bất hoạt enzyme, ảnh hưởng trực tiếp đến sự biến đổi các hợp chất phenolic trong trà Oolong.
• Hàm lượng polyphenol tổng, tannin và tannic acid đạt đỉnh ở giai đoạn làm héo, sau đó giảm dần đến thành phẩm, trong khi các hợp chất màu theaflavin và thearubigin biến động ngược chiều.
• Nhiệt độ từ 180°C trở lên có thể bất hoạt hiệu quả enzyme PPO, đảm bảo chất lượng trà.
• Ứng dụng công nghệ vi sóng giúp tối ưu hóa quá trình bất hoạt enzyme và trích ly polyphenol, nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.
• Các bước tiếp theo nên tập trung vào triển khai công nghệ vi sóng trong quy trình công nghiệp, đào tạo nhân lực và mở rộng nghiên cứu ứng dụng cho các loại trà khác.

Hành động tiếp theo: Các nhà sản xuất và nghiên cứu nên phối hợp áp dụng các giải pháp đề xuất để nâng cao chất lượng trà Oolong, đồng thời phát triển các sản phẩm trà mới giàu polyphenol có lợi cho sức khỏe.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I: Tổng quan | HVTT: Nguyễn Ngọc Trâm quan trọng trong sự hình thành hương thơm. Hương thơm của trà đã được nghiên cứu một cách chi tiết và có hơn 600 các phân tử khác nhau đã được phân lập [27, 28]. Chúng bao gồm các terpenoid, các sản phẩm của quá trình phân giải aminoacid, carotenoid và acid linoleic. Mặt khác, trà còn chứa các carbohydrate, vitamin E, K, A, lượng ít vitamin B và vitamin C (chi có trong trà xanh).

Ngoài ra, trà cũng cung cap các ion kali, mangan và flo. Bang 1 - 2: Thanh phan hoá học cua dot tra tươi (tinh theo % chat khô) [29, 30] Nhóm hợp chat Tên từng loại hợp chất % Khối lượng khô Acid Aminoacid 2-4 Acid hữu cơ 0,5 -2 Chat khoang Chat khoáng không hoa tan 15-3 Chat khoang hoa tan 2-4 Saccharide Carbonhydrate 3-5 Cellulose 6-8 Polysaccharide 4-10 Polyphenol/Flavonoid | (-)-EC 1-3 (-)-ECG 2-4 (-)-EGC 4—7 (-)-EGCG 9-14 (-)-GC 1-2 (+)-C 05-1 Flavonol glucoside 3-4 Minor Catechin 04-1 Proanthocyanindin 2-3 Những hop chat khác | Caffeine 3-4 Hop chat mau (pigment) 0.5— 0,8 Hợp chất màu không tan 0,5 Lignin 4-6 Lipids 2-4 Saponin (),04 — 0,07 Vitamin 06-1 Hop chat dé bay hoi 0,01 — 0,02 1. Polyphenol Các polyphenol trong trà gồm sáu nhóm: các hop chất của flavanol, anthocyanin, hydroxyl-4-flavanol, flavon, flavonol va acid phenolic. Polyphenol trong tra quan trong va đặc trưng là flavanol.

Trong đó, catechin (flavan-3-ol) là quan trọng nhất. Các loại catechin thường gặp: (-)-epicatechin (EC), (-)-epicatechin gallate (ECG), (+)-catechin (C), (-)-epigallocatechin (EGC), (-)-epigallocatechin GVHD: TS. Huynh Ngoc Oanh 8 Chương I: Tổng quan | HVTT: Nguyễn Ngọc Trâm gallate (EGCG) và (+)-gallocatechin (GC). Những hợp chat nay đóng góp tạo nên vi cay đăng, chát và dư vị ngọt của trà.

Bảng | - 3: Tỉ lệ phan trăm khối lượng của các catechin Những hợp chất catechin Viết tat % khôi lượng catechin (+)-Catechin (+)-C 3 (-)-EpIcatechin (-)-EC 14 (-)-EGC-3-O-p-coumarate (-)-EC-3-O-cinnamte (-)-Epigallocatechin (-)-EGC 4A (+)-Gallocatechin (+)-GC ® (-)-EC-3-O-p-hydroxy benzoate (-)-Epiafzelechin (-)-Epicatechin gallate (-)-ECG 9 (-)-Epigallocatechin gallate (-)-EGCG | 23 (-)-EGC-3 ,3-di-O-gallate (-)-EGC-3 ,4-di-O-gallate (-)-EC-3 ,5-di-O- gallate (-)-EGC-3 ,5-di-O-gallate (-)-Epiafzelechin 3-O-gallate (-)-EC-3-O-(3”ˆ-O-methyl)gallate (-)-EC-3-O-(4’’-O-methyl) gallate (-)-EGC-3-O-(3’’-O-methyl) gallate )H OH OH OH | | OH Sy “Ny, Sy Wy “ny Ì “O ie) OH ) OH A Hy OH a Z OH O OH | OH OH OH OH OH OH (-)-Epicatechin gallate (ECg) (-)-Epigallocatechin gallate(EGCg) (-)-Gallocatechin gallate(GCg) GVHD: TS. Huynh Ngoc Oanh 9 Chương I: Tổng quan | HVTT: Nguyễn Ngọc Trâm (A) Flavan-3-ols H CT ae Ho2© OK On R, l\ OR; Og Xóa nà Rs HON Ô 9 Son ~ WOR. “Sor, RO ORs OH RR RK R Hà 1 R, Ry Ra R LỊH H H G H 9|/H H H i4]H 2 |H H OH H 4H io| H G 4H is | G 3 |H H OH G H 11 |OH H H 4] H H OH 3MeG H 2|OH G H 5s |OH H OH H HU l3|OH G G 6 |OH H OH G H đãi ng s |OH H OH pou HO 7 |OH H OH G G (À as p‹Cou:./ c_/ 6 Tâm 3McG al Xo H OH (B) Proanthocyanidins a Rr aye 1 HO Q Soy 0H OH OH : Cx HOW a On w OH R, R, R, Ry R, Ry Ry i6|/ H H H H ISÍH H H 20 |OH OH H H 23 |OH OH H 2 [|OH OH HG 24|OH OH G 22] 0H OH G G 30] H OH H 261 H OH H G 31] H OH G 27 H OH G G 32 | OH H H 2 | OH H HỆ G 22 }0H H G G (C) Chalean-flavan dimers GVHD: TS. Huynh Ngoc Oanh 10 Chương I: Tổng quan | HVTT: Nguyễn Ngọc Trâm (D) Oolonghomobisflavans on NÓ.

L oS xi a eo N70H OH. | OH HO OH OF OH HO J aoe L | Ï HO. CH, ⁄ 3 Ov ww CX NOH OH "0G x. “OR, 2 OH OH ÉXY~ ` 47|H H HO # \ 5.

—— OH WW OR OH (G) Hydrolyzable tannins ra | HQ CO3H HO OH OH R;OHzC ð OzC C=O ol lí I Ry fo OG HO 5®) = Oo Ho” Sos ) HO OH HO OH OH COH |. R H H (-)-HHDP 50 54 | s2 | G G 53 | (-)›-HHDP Hình 1 - 3: Thành phan polyphenol chính trong tra đen, tra Oolong [31-33] Các hợp chất polyphenol, trước đây gọi là tannin, đã được xem là một trong những thông số quyết định chất lượng của tra. Đặc biệt, theaflavin (TF) là một chỉ GVHD: TS. Huynh Ngọc Oanh II Chương I: Tổng quan | HVTT: Nguyễn Ngọc Trâm tiêu để đánh giá chất lượng theo mùa của trà đen.

Như vậy, phân tích các hợp chất polyphenol trong trà là một phương pháp hiệu quả để xác định chất lượng trà. Hương, vị và màu sắc của trà Nước trà được pha từ các loại trà khác nhau có màu sắc, hương vi và mùi thơm đặc trưng riêng. Nó được hình thành trong quá trình sản xuất. Nguyên liệu trà được sử dụng thường là chổi non (búp) và hai chi lá liền kẻ, dân gian thường gọi với cái tên là 1 tôm, 2 lá.

Trong dot trà tươi chứa một lượng lớn các hop chất không bay hơi; polyphenol, flavonol glycoside và flavonol, flavon, acid phenolic, aminoacid, chất diệp luc và các chat màu khác, carbohydrate, acid hữu cơ, caffeine và các alcaloid khác, khoáng chất, vitamin và enzyme. Sự khác biệt về màu sắc, hương vi và mùi thơm của các loại trà lên men và không lên men được gây ra bởi quá trình sản xuất. a) Hương thơm Hương thơm là yếu tố quan trọng đầu tiên trong cảm quan trà, nó quyết định mức độ ưa chuộng của loại trà đó. Từ cuối những năm 30 của thé ky XIX, những nghiên cứu về hương thom đã xuất hiện [34, 35].

Từ năm 1960, khi sac ký khí đã được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là khi các kỹ thuật cột mao quản ra đời đã đánh dấu bước phát triển lớn về lĩnh vực nghiên cứu hương thơm. Những tiễn bộ to lớn trong sắc ký khí và sắc ký khí ghép khối phô đã giúp các nhà khoa học rất nhiều trong việc nghiên cứu hương thơm trà. Tất cả các số liệu báo cáo cho đến nay cho thây hơn 630 hợp chat tạo nên hương thơm tra đã được báo cáo. Mục tiêu chính trong nghiên cứu hương thơm là để xác định thành phan chủ yếu tạo nên hương thơm đặc trưng của trà.

Nhiều nỗ lực đã được thực hiện dé tìm kiếm các hợp chất quan trọng cho hương vị của trà [36-38]. Tuy nhiên, các nhà khoa học không phát hiện được hợp chất hay nhóm các hop chất duy nhất nào quyết định toan bộ hương vi tra. Họ đưa ra giả thuyết các đặc tính của các loại trà là một sự cân băng của một hỗn hợp rat phức tap các hợp chat thơm trong trà (Bang 1 - 4 và 1 - 5). Những nghiên cứu về hương thom trà đã được xem xét trong một loạt các bao cáo của Venkata (2011); Yamanishi (1995, 1996), Takeo (1996), Kawakami (1997) [30, 39].

Huynh Ngoc Oanh 12 Chương I: Tổng quan | HVTT: Nguyễn Ngọc Trâm Bang 1 - 4: Thanh phan các hợp chat dé bay hơi (hương) của từng loại trà Retention time Compound White tea (n= 8) Green tea (n= 27) Oolong tea (n= 27) Blacktea (n= 15) Puer tea (n= 10) 3.24 (E,E)-2,4-Hexadienal Ob Ob Ob 0.73 6-Methyl-5-Hepten-2-one 0.51 Linalool oxide Il (cis, Furanoid) 13.57 3,7-Dimethyl-1,5,7-Octatrien-3-ol 0b 0.00 1,2,3-Trimethoxybenzene Ob Ob Ob Ob 2.22 (Z)-Hexanoic acid 3-hexenyl ester 0b 1.57 Hexanoic acid hexyl ester Ob 0.03 (E)-Hexanoic acid 2-hexenyl ester 0b 0.69 (Z)-3-Hexen-1-ol-benzoate 0b 0.30 Methyl jasmonate Ob Ob 0.53b Bang | - 5: Các hợp chất hoá sinh tạo nên mùi hương cua trà [30, 39| Hợp chất Mùi (Hương thơm) - Linalool, linalool oxide Ngọt (sweet) - Geraniol, phenylacetaldehyde Huong hoa (floral) - Nerolidol, bezaldehyde, methyl salicylate, phenyl! ethanol Ngot cua trai cay (fruity) - Trans-2-hexenal, n-hexanal, cis-3-hexenol, grassy, B-lonone Huong tuoi (fresh flavor) Nhin chung, cac hop chat nerolidol, indole, benzeneacetaldehyde, linalool, linalool oxide, hexanal, benzyl nitrile, (E)-geraniol và 1-penten-3-ol chiếm tỉ lệ cao GVHD: TS. Huynh Ngoc Oanh 13 Chương I: Tổng quan | HVTT: Nguyễn Ngọc Trâm trong trà Oolong (Bảng I — 4). Các hợp chat này cùng với methyl salicylate, methyl jasmonate, phenylethyl alcohol, benzyl alcohol, B-ionone là những thành phan chính tao nên hương hoa của tra Oolong. Nông độ lớn của chúng trong tra Oolong có thé được hình thành trong quá trình sản xuất.

Trong đó, quá trình thuỷ phân mạnh mẽ glycoside và primeveroside nhờ sự xúc tác của enzyme f-glucosidase primeverosidase. Một số hợp chất được tạo ra do nhiệt độ cao. Ví dụ: 3,7-dimethyl- 1,5,7-octatrien-3-ol, 2,5-dimethyl pyrazine va 5-methyl-2-furancarboxaldehyde có mùi nướng (toasted flavor), chúng là các sản phẩm từ các aminoacid va đường được hình thành do nhiệt độ cao [40]. b) Vị Vị của thực phẩm chủ yếu gồm năm thành phan cơ bản: ngọt, chát, chua, đăng và umami.

Một tach trà ngon là một sự cân băng hai hoà của những vi khác nhau. VỊ chát gây ra một cảm giác se hoặc thô trong miệng, lưỡi. Vị cay, đăng thường khó chịu, được cảm nhận chủ yếu ở phía sau cùng hai bên lưỡi. Vi umami là vi ngọt được tạo nên từ các aminoacid như glutamate.

Các hop chất tạo ra vị umami thường có trong thực phẩm lên men. Các dẫn xuất gallate của flavonol có vị chát và cay đăng. Trong số các theaflavin (TF) và dẫn xuất của chúng, theaflavin ít có vị chat nhất. Sự có mặt của di- và monogallate của theaflavin cho vi chát lần lượt là 6,4 và 2,2 lần của theaflavin.

VỊ ngọt thanh và mùi thơm đặc trưng đã tạo nên chất lượng trà. Các hương vi cua trà Oolong phụ thuộc vào quá trình lên men. Hàm lượng TF trong tra Oolong rất thấp hoặc gần như không có. Ngay cả trong trà Oolong lên men quá mức, hàm lượng TE chỉ băng một phần mười so với trà đen.

Tuy nhiên, thearubigin (TR) lai được hình thành thông qua quá trình oxy hóa của EGC và EGCG [8, 9, 24, 30, 41-44]. Ngoài ra một số các hợp chat polyphenolic thứ cấp như oolonghomobisflavane, đến theasinensine và oolongotheanine cũng tạo nên hương vị riêng cho trà Oolong. Do đó, vị ngọt thanh và mùi thơm đặc trưng của trà Oolong là những vị tổng hợp của các catechin không bị oxy hóa, TR, một số hợp chất polyphenolic thứ cấp, caffeine, aminoacide tự do và đường. Vị chát của trà Oolong thường thấp và ngọt hơn của trà xanh.

Hiện nay, các hợp chất có liên quan vẫn còn đang được nghiên cứu. Huynh Ngọc Oanh 14 Chương I: Tổng quan | HVTT: Nguyễn Ngọc Trâm c) M usắc Mau sắc nước tra là chỉ tiêu quan trọng thứ ba bên cạnh mùi thom va hương vi. Trà Oolong thường có màu vàng ánh xanh hoặc vàng đậm. Flavonol, flavon và một lượng nhỏ TE và TR là những thành phần tạo nên màu sắc đặc trưng của trà Oolong.

Nó là màu trung gian giữa trà xanh và trà đen. Hàm lượng TF trong trà Oolong lên men chỉ băng một phần mười ham lượng TF trong trà đen [45].