Đồ án Công nghệ Thực phẩm: Quy trình sản xuất trà hòa tan, GVHD Phan Ngọc Hòa

Khám phá đồ án về công nghệ sản xuất trà hòa tan, từ nguồn gốc, đặc điểm chè Việt Nam đến quy trình chế biến hiện đại và các sản phẩm trên thị trường.

• Người hướng dẫn: Phan Ngoc Hoa
• Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm
• Đề tài: Đồ án: Công nghệ sản xuất trà hòa tan chi tiết
• Loại tài liệu: Đồ án môn học

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Công Nghệ Sản Xuất Trà Hòa Tan

Trà hòa tan là một sản phẩm độc đáo trong ngành công nghiệp thực phẩm, được tạo ra nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng hiện đại. Khác với trà truyền thống, trà hòa tan có thể pha chế nhanh chóng mà không cần các công đoạn rườm rà. Công nghệ sản xuất trà hòa tan bao gồm các bước: trích ly, lọc ép, cô đặc, sấy phun và đóng gói. Sản phẩm này có dạng bột tơi xốp, mịn, với hạt nhỏ, màu vàng nhạt (chè xanh) hoặc nâu nhạt (chè đen). Trà hòa tan đã trở thành một lựa chọn phổ biến tại các nước phát triển như Nhật Bản, Singapore, Đài Loan và Malaysia do tính tiện lợi và hiệu quả cao.

1.1. Khái Niệm Và Đặc Điểm Của Trà Hòa Tan

Trà hòa tan là sản phẩm được chế biến từ lá chè qua quá trình xay bột, trích ly, và sấy khô. Đặc điểm nổi bật của trà hòa tan là khả năng hòa tan nhanh chóng trong nước mà không để lại cặn. Sản phẩm này tẩm ướp hương liệu, chất bảo quản, chất tạo vị để tăng hương vị và độ bền. Mỗi gói trà hòa tan thường có khối lượng từ 10-20g, rất tiện lợi cho việc bảo quản và sử dụng hàng ngày.

1.2. Lợi Ích Của Trà Hòa Tan So Với Trà Truyền Thống

Trà hòa tan mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với trà truyền thống. Thứ nhất, tiết kiệm thời gian pha chế và không cần dụng cụ đặc biệt. Thứ hai, dễ bảo quản và vận chuyển do hình dạng bột compact. Thứ ba, trà hòa tan giữ được các thành phần dưỡng chất, caffeine và chất chống oxy hóa từ lá chè nguyên liệu. Những ưu điểm này làm cho trà hòa tan trở thành sản phẩm thu hút lớn trên thị trường.

II. Quy Trình Sản Xuất Trà Hòa Tan Chi Tiết

Quy trình sản xuất trà hòa tan bao gồm nhiều công đoạn kỹ thuật phức tạp để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Bắt đầu từ khâu thu hoạch lá chè, sau đó là lên men, sấy và xay bột để tạo dạng nguyên liệu thô. Tiếp theo là quá trình trích ly trà nhiều bậc để chiết xuất các hợp chất quý giá từ lá chè. Sau đó, dịch trích được lọc ép để loại bỏ chất không tan, rồi qua bước cô đặc để tăng nồng độ. Cuối cùng, sản phẩm được sấy phun thành bột mịn, tẩm ướp hương liệu và đóng gói bảo vệ. Mỗi giai đoạn đều sử dụng thiết bị hiện đại để tối ưu hóa chất lượng và hiệu suất sản xuất.

2.1. Bước Trích Ly Và Lọc Ép Dịch Trích Trà

Bước trích ly trà là công đoạn quan trọng để chiết xuất các hợp chất có lợi từ lá chè như tannin, caffeine, amino acid và polyphenol. Sử dụng nước nóng, các thiết bị trích ly nhiều bậc giúp tối ưu hóa hiệu suất chiết xuất. Sau đó, dịch trích được lọc ép bằng máy lọc ép khung bản để tách bỏ phần cặn và chất không tan, giữ lại dịch trích sạch và trong suốt.

2.2. Bước Cô Đặc Và Sấy Phun

Dịch trích sau lọc ép được cô đặc bằng thiết bị màng rơi để tăng nồng độ các hợp chất quý giá. Bước sấy phun là công đoạn then chốt, sử dụng nhiệt độ cao để loại bỏ nước và tạo thành bột trà hòa tan mịn. Quá trình này giữ được các thành phần dưỡng chất, màu sắc và hương vị tự nhiên của trà, đồng thời tạo ra sản phẩm hòa tan nhanh trong nước.

2.3. Bước Tẩm Ướp Hương Liệu Và Đóng Gói

Sau khi sấy phun, bột trà được tẩm ướp hương liệu tự nhiên hoặc nhân tạo để tăng hương vị và hấp dẫn người tiêu dùng. Quá trình trộn được thực hiện bằng thiết bị vít tải để đảm bảo phân bố đều. Cuối cùng, sản phẩm được định lượng và đóng gói trong bao bì chuyên dụng để bảo vệ khỏi ánh sáng, độ ẩm và ô nhiễm, đảm bảo chất lượng trong quá trình bảo quản.

III. Các Loại Trà Hòa Tan Trên Thị Trường Việt Nam

Thị trường Việt Nam hiện có nhiều loại trà hòa tan đa dạng để lựa chọn. Trà hòa tan xanh được sản xuất từ lá chè không lên men, giữ nguyên màu xanh tự nhiên và đầy đủ các hoạt chất chống oxy hóa. Trà hòa tan đen được chế biến từ chè lên men hoàn toàn, có màu nâu nhạt, vị đắng nhẹ và hương thơm đặc trưng. Trà hòa tan oolong là dạng trung gian, với mức độ lên men vừa phải. Ngoài ra, các sản phẩm trà hòa tan lạc, trà hòa tan chanh, và các loại trà hòa tan pha trộn khác cũng đang được bán rộng rãi. Các thương hiệu nổi tiếng như Lipton, Harris cũng đưa trà hòa tan vào danh mục sản phẩm chính, cho thấy xu hướng tiêu dùng tích cực của người Việt.

3.1. Trà Hòa Tan Xanh Và Trà Hòa Tan Đen

Trà hòa tan xanh là sản phẩm được chế biến từ chè xanh không qua lên men, giữ nguyên hoạt chất polyphenol và caffeine tự nhiên. Sản phẩm này có vị nhẹ, hương thơm tinh tế, rất phù hợp cho những người thích uống trà nhẹ. Trà hòa tan đen được tạo từ chè đen lên men hoàn toàn, có màu nâu sẫm, vị đắng hơn, hương thơm mạnh mẽ, phù hợp cho những ai yêu thích trà truyền thống.

3.2. Trà Hòa Tan Oolong Và Các Loại Trà Pha Trộn

Trà hòa tan oolong là dạng trung gian, lên men 30-50%, có đặc điểm kết hợp giữa trà xanh và trà đen với vị cân bằng. Trên thị trường còn có các sản phẩm trà hòa tan pha trộn như trà hòa tan chanh, trà hòa tan lạc, trà hòa tan hương quả để đáp ứng sở thích đa dạng của người tiêu dùng. Các sản phẩm này giúp tăng hương vị, dinh dưỡng và sự lôi cuốn của trà hòa tan trong đời sống hàng ngày.

IV. Những Tiến Bộ Công Nghệ Mới Trong Sản Xuất Trà Hòa Tan

Ngành công nghiệp trà hòa tan không ngừng cải tiến công nghệ để nâng cao chất lượng sản phẩm. Các nhà sản xuất hiện đang ứng dụng công nghệ sấy thăng hóa (freeze-drying) để giữ nguyên hơn các thành phần dưỡng chất và hương vị tự nhiên so với sấy phun truyền thống. Công nghệ vi nanoparticle được ứng dụng để tạo ra sản phẩm hòa tan siêu nhanh chóng, chỉ cần vài giây là hòa tan hoàn toàn trong nước. Các thiết bị trích ly lạnh giúp bảo vệ các chất chống oxy hóa nhạy cảm với nhiệt. Bên cạnh đó, công nghệ đóng gói thông minh với các vật liệu bảo vệ cao cấp giúp kéo dài hạn sử dụng và bảo tồn các đặc tính của sản phẩm. Những tiến bộ này đang đưa trà hòa tan trở thành sản phẩm cao cấp, đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế và tâm lý người tiêu dùng ngày càng khắt khe hơn.

4.1. Công Nghệ Sấy Thăng Hóa Và Vi Nanoparticle

Công nghệ sấy thăng hóa (freeze-drying) là phương pháp mới giúp bảo tồn hoạt chất của trà tốt hơn so với sấy phun thông thường. Quá trình này loại bỏ nước ở nhiệt độ thấp, giúp giữ nguyên polyphenol, caffeine và các chất chống oxy hóa quý giá. Công nghệ vi nanoparticle tạo ra những hạt nhỏ cực kỳ mịn, tăng diện tích tiếp xúc với nước, giúp sản phẩm hòa tan tức thì chỉ trong vài giây mà không cần khuấy.

4.2. Công Nghệ Trích Ly Lạnh Và Đóng Gói Thông Minh

Công nghệ trích ly lạnh (cold extraction) sử dụng nhiệt độ thấp để chiết xuất các hợp chất từ lá chè, giúp bảo vệ những chất nhạy cảm với nhiệt và tăng hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm cuối cùng. Công nghệ đóng gói thông minh ứng dụng các vật liệu chống ẩm, chống ánh sáng cao cấp, thậm chí có chứa các hạt kích hoạt để duy trì độ tươi. Những công nghệ này đang trở thành tiêu chuẩn cho các sản phẩm trà hòa tan cao cấp trên thị trường quốc tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Từ xưa đến nay, trà là một loại thức uống quen thuộc đối với mọi người, đặc biệt là đối với người Á Đông. Trà là sản phẩm lá hay búp của cây chè (Camellia sinensis) đã được làm khô. Dịch trích thu được khi ngâm trà trong nước nóng gọi là nước trà (hay nước chè). Trà được sử dụng trên toàn thế giới, và được xem là một loại thức uống mang tính toàn cầu.

Do đó đây là loại thức uống phổ biến thứ hai trên thế giới sau nước lọc. Nước trà có hương thơm đặc trưng, vị chát, hơi đắng nhưng hậu vị ngọt. Uống nước trà giúp tăng cường hoạt động của hệ thần kinh, gây hưng phấn, sảng khoái, xua tan mệt mỏi và sản phẩm có chứa các chất có hoạt tính chống oxy hóa. Cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật, nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh lợi ích của trà.

Bên cạnh chức năng giải khát, trà có tác dụng sinh lý rất rõ rệt đối với sức khỏe con người. Thành phần caffeine và một số alkaloid khác trong chè có tác dụng kích thích hệ thần kinh trung ương, vỏ đại não làm cho tinh thần minh mẫn, giảm mệt nhọc sau khi lao động. Trà còn có tác dụng phòng và trị được nhiều loại bệnh khác nhau, đặc biệt là các bệnh về tim mạch, ung thư. Mặt khác, trà là nét truyền thống của nhiều dân tộc, nó mang một giá trị vô cùng thiêng liêng, cao quí trong đời sống tinh thần của con người.

Tại nhiều nước phát triển như Nhật Bản, Singapore, Đài Loan, Malaysia,. cuộc sống công nghiệp tất bật khiến người ta không thể chuẩn bị cho mình một tách trà xanh theo cách truyền thống, đó là cơ hội kinh doanh lớn cho những nhà sản xuất nghĩ ra cách chế biến các lọai trà có thể uống liền mà không cần qua các công đoạn pha chế rườm rà. Có hai loại trà uống liền mang tính đột phá trong phong cách dùng trà là trà túi lọc và trà hòa tan. Trà hòa tan được xay thành bột, tinh chiết, lọai bỏ chất không tan rồi sấy khô, tẩm ướp hương liệu, chất bảo quản, chất tạo vị…Mỗi gói trà có khối lượng từ 10 – 20 g.

Trà hoà tan có dạng bột tơi xốp, rất mịn, gồm những hạt nhỏ, màu vàng nhạt (chè xanh), nâu nhạt (chè đen). Do triển vọng phát triển thị trường đối với mặt hàng trà hòa tan, em thực hiện đồ án “Tìm hiểu công nghệ sản xuất trà hòa tan” để có những hiểu biết về công nghệ sản xuất loại trà này.2 Mục tiêu của đồ án Tìm hiểu về một số loại trà phổ biến trên thị trường như trà xanh, trà đen và đặc biệt là công nghệ sản xuất trà hòa tan đang có trên thị trường và những hướng đi mới của sản phẩm trà hòa tan hiện nay. 1 ĐAMH Công nghệ Thực phẩm GVHD: Phan Ngọc Hòa CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÂY CHÈ TẠI VIỆT NAM Hình 2.1 Nguồn gốc ra đời của cây chè Theo truyền thuyết thì Vua Thần Nông khi đi tuần thú phương nam, vô tình uống được một thứ lá cây rơi trong nồi nước đang sôi, làm cho tinh thần phấn chấn sảng khoái nên ông gọi đó là Trà. Một huyền thoại khác kể rằng Đức Đạt Ma Sư Tổ của Thiền phái Thiếu Lâm Tự Trung Hoa, đã ngủ quên trong lúc tọa thiền nên tức giận tự cắt mí mắt của mình quăng xuống đất và nơi ấy mọc lên một thứ cây kỳ lạ, hái lá nấu nước uống khiến cho tâm hồn tỉnh táo, được gọi là Trà.

Năm 1753, Cac Von Line (Carl Von Lenne), một nhà thực vật học người Thụy Điển đã nghiên cứu thu thập, phân loại các mẫu chè Trung Quốc, và lần đầu tiên đã đặt tên khoa học cây chè là Thea sinensis, phân thành hai giống chè: Thea bohea (chè đen) và Thea viridis (chè xanh), như vậy đã xác nhận Trung Quốc là nơi ra đời của cây chè. Đào Thừa Trân (Trung Quốc) đưa ra thuyết chiết trung được nhiều học giả thế giới công nhận. Theo thuyết này, cái nôi tự nhiên cây chè là khu vực gió mùa Đông Nam Á, vì ở Lào, Mianma, Vân Nam và bắc Việt Nam đều có những cây chè hoang dại. Các điều kiện về đất đai, khí hậu, lượng mưa của cả khu vực này đều rất phù hợp với sự sinh trưởng của cây chè, hợp thành một vườn chè nguyên thủy.

Hơn nữa các cây chè mọc hoang dại tìm thấy rất nhiều học hai bờ các con sông lớn: Kim Sa Giang, Phú Long Giang, Salouen, Irravadi, Mê Kong, Bramapoutro. Các con sông này đều bắt nguồn từ dãy núi ở cao nguyên Tây Tạng. Cây chè di thực về phía đông qua tỉnh Tứ Xuyên, bị ảnh hưởng của khí hậu, nên biến thành giống chè lá nhỏ, di thực về phía nam và tây nam Ấn Độ, Mianma, Annam (Việt Nam) biến thành giống lá to.Werkhoven, Hà Lan) chuyên viên của tổ chức Lương thực thế giới FAO, đã tổng kết trong cuốn Công nghệ chè (Tập san Nông nghiệp 26, Rooma, 1974): “Cây chè được Line xếp loại và đặt tên là Thea sinensis (L.) có nguồn gốc ở vùng Đông Nam Trung Quốc gần nguồn sông Irrawadi (Mianma)”.[1] Hiện nay chè được phân bố khá rộng trong những điều kiện tự nhiên rất khác nhau, từ 30 0 vĩ nam đến 450 vĩ bắc, là những nơi có điều kiện tự nhiên khí hậu khác xa vùng nguyên sản. Những thành tựu khoa học của các nhà chọn giống Liên Xô (cũ), Trung Quốc, Nhật Bản, Đài 2 ĐAMH Công nghệ Thực phẩm GVHD: Phan Ngọc Hòa Loan.đã tạo ra rất nhiều giống chè mới có khả năng thích ứng với các điều kiện khí hậu khác nhau, tạo nhiều triển vọng cho nghề trồng chè trên thế giới.2 Sản lượng chè các quốc gia năm 2007 2.2 Đặc điểm sinh vật học của cây chè 2.1 Thân và cành Cây chè sinh trưởng trong điều kiện tự nhiên là đơn trục, nghĩa là chỉ có một thân chính, trên đó phân ra các cấp cành.

Do đặc điểm sinh trưởng và do hình dạng phân cành khác nhau, người ta chia thân chè ra làm ba loại: thân gỗ, thân nhỡ (thân bán gỗ) và thân bụi.2 Mầm chè Trên cây chè có những loại mầm: mầm dinh dưỡng và mầm sinh thực. Mầm dinh dưỡng phát triển thành cành lá, mầm sinh thực phát triển thành nụ hoa và quả.3 Búp chè Búp chè là đoạn non của một cành chè. Búp được hình thành từ các mầm dinh dưỡng, gồm có tôm (phần lá non ở trên đỉnh của cành chưa xòe ra) và hai hoặc ba lá non. Búp chè trong quá trình sinh trưởng chịu sự chi phối của nhiều yếu tố bên ngoài và yếu tố bên trong của nó.

Kích thước của búp thay đổi tùy theo giống, loại và liều lượng phân bón, các khâu kỹ thuật canh tác khác như đốn, hái và điều kiện địa lý nơi trồng trọt. Búp chè là nguyên liệu để chế biến ra các loại chè, vì vậy nó quan hệ trực tiếp đến năng suất và phẩm chất của chè.3 Búp chè 3 ĐAMH Công nghệ Thực phẩm GVHD: Phan Ngọc Hòa Búp chè gồm có hai loại: búp bình thường và búp mù. Búp bình thường (gồm có tôm và 2-3 lá non). Búp mù là búp phát triển không bình thường, trọng lượng bình quân của một búp mù thường bằng khoảng 1/2 trọng lượng búp bình thường và phẩm chất thì thua kém rõ rệt.

Nguyên nhân xuất hiện búp mù rất phức tạp. Một mặt do đặc điểm sinh vật học của cây trồng, mặt khác do ảnh hưởng xấu của các điều kiện bên ngoài hoặc do biện pháp kỹ thuật không thích hợp. Búp chè hoạt động sinh trưởng theo một quy luật nhất định và hình thành nên các đợt sinh trưởng theo thứ tự thời gian. Thời gian của mỗi đợt sinh trưởng phụ thuộc vào giống, chế độ dinh dưỡng và điều kiện khí hậu.

Trên một cành chè, một năm có 4 – 5 đợt sinh trưởng của búp.4 Lá chè Lá chè mọc trên cành, mỗi đốt có một lá. Lá thường có nhiều thay đổi về hình dạng tùy theo các loại giống khác nhau và trong các điều kiện ngoại cảnh khác nhau. Lá chè có gân rất rõ. Những gân chính của lá chè thường không phát triển ra đến tận rìa lá.

Rìa lá chè thường có răng cưa, hình dạng răng cưa trên lá chè khác nhau tùy theo giống. Số đôi gân lá là một trong những chỉ tiêu để phân biệt các giống chè.5 Rễ chè Cây chè sống nhiều năm trên một mảnh đất cố định, do đó việc nghiên cứu đặc điểm của bộ rễ có ý nghĩa rất quan trọng để đặt cơ sở cho các biện pháp kỹ thuật trồng trọt. Rễ chè phát triển tốt tạo điều kiện cho các bộ phận trên mặt đất phát triển. Hệ rễ chè gồm có: rễ trụ (rễ cọc), rễ bên và rễ hấp thu.

Rễ chè kỵ vôi, do đó yêu cầu đất có phản ứng chua. Canxi cần cho cây chè, nó có mặt ở những nơi phân bào và sinh trưởng như mút rễ, ngọn cây, là thành phần của màng tế bào v.6 Hoa chè Hình 2.4 Hoa chè Màu trắng với nhiều nhị vàng. Mỗi hoa gồm 7 cánh và hàng tá nhị dài.7 Quả chè Thường mọc thành từng chùm 3. Ban đầu có màu xanh của chồi, sau đó tăng trưởng và cứng dần thành quả màu nâu chứa hạt bên trong.

Khi quả chín, vết rãnh mở ra. Hạt bên trong có thể được dùng để gieo trồng. 4 ĐAMH Công nghệ Thực phẩm GVHD: Phan Ngọc Hòa Hình 2.2 Phân loại thực vật Ngành Ngọc lan Hạt kín Bộ chè Theales Họ chè Theaceae Chi chè Camellia (Thea) Loài C.sinensis Tên khoa học: Camellia sinensis (L) (hay Thea sinensis L.3 Phân loại cây chè [1] 2.1 Chè Trung Quốc ( China tea plant): Camellia sinensis (L) Dựa vào kích thước lá, Sealy (1958) phân biệt 2 loại của C.sinensis:  Chè Trung Quốc lá to (Camellia sinensis var. macrophylla): Đặc điểm: - Thân gỗ nhỏ cao tới 5 m trong điều kiện sinh trưởng tự nhiên.

- Lá to chiều dài trung bình 4 – 14 cm, chiều rộng 2 – 2.5 cm, màu xanh nhạt, bóng, răng cưa sâu không đều, đầu lá nhọn. - Có trung bình 8 – 9 đôi, gân lá rõ. - Năng suất cao, phẩm chất tốt. - Nguyên sản ở Vân Nam, Tứ Xuyên (Trung Quốc).

 Chè Trung Quốc lá nhỏ (Camellia sinensis var. Bohea) Đặc điểm: - Cây bụi thấp phân cành nhiều. - Lá nhỏ, dày nhiều gợn sóng, màu xanh đậm, lá dài 3,5 – 6,5 cm, rộng 1 – 1. - Có 6 – 7 đôi gân lá không rõ, răng cưa nhỏ, không đều.

- Búp nhỏ, hoa nhiều, năng suất thấp, phẩm chất bình thường. - Khả năng chịu rét ở độ nhiệt -12oC đến -15oC. - Phân bố chủ yếu ở miền đông, đông nam Trung Quốc, Nhật Bản và một số vùng khác.