Quy Trình Phân Tích Ảnh Hưởng Của Nhiệt Độ Đến Hàm Lượng Polyphenol Trong Trà

Chuyên khảo Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng polyphenol trong trà phân tích chuyên sâu các khía cạnh quan trọng trong lĩnh vực

• Tác giả: Nguyễn Phạm Như Quỳnh
• Người hướng dẫn: Thầy Nguyễn Công Hậu
• Trường học: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành
• Chuyên ngành: Kỹ thuật thực phẩm
• Đề tài: Khảo Sát Ảnh Hưởng Nhiệt Độ Đến Hàm Lượng Polyphenol Trong Trà
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Tp. HCM

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu tổng quát
• 2.2. Mục tiêu cụ thể
• 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nội dung 1. Tìm kiếm, tổng hợp tài liệu và xây dựng đề cương nghiên cứu
• 3.2. Nội dung 2. Thu thập mẫu, bảo quản mẫu tại Phòng thí nghiệm và tiền xử lý mẫu
• 3.3. Nội dung 3. Khảo sát quy trình chiết trong việc xác định hàm lượng polyphenol tổng trong trà
• 3.4. Nội dung 4. Thẩm định phương pháp phân tích polyphenol tổng trên thiết bị UV-Vis 1800 Shimadzu
• 3.5. Nội dung 5. Đánh giá hàm lượng polyphenol tổng trong các mẫu trà
• 3.6. Nội dung 6. Đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ pha trà đến hàm lượng polyphenol tổng trong nước trà
• 3.7. Tổng hợp số liệu, viết các báo cáo tổng kết
• 4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 4.2. Thời gian nghiên cứu
• 5. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU
• 5.1. Giới thiệu về trà
• 5.2. Nguồn gốc và một số vùng trồng trà
• 5.3. Giá trị kinh tế của trà
• 5.4. Phân loại trà
• 5.5. Thành phần hóa học của trà
• 5.6. Các phương pháp phân tích hàm lượng polyphenol trong trà
• 5.7. Phương pháp chiết các hợp chất polyphenol trong trà
• 5.8. Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol tổng số trong trà
• 5.9. Phương pháp xác định nguyên dạng các polyphenol trong trà
• 5.10. Tổng quan về tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài
• 5.10.1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 5.10.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong nước
• 6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 6.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị
• 6.2. Chuẩn bị hóa chất
• 6.3. Lấy mẫu và bảo quản mẫu
• 6.4. Tiền xử lý mẫu và bảo quản mẫu. Độ ẩm trong các mẫu trà
• 6.5. Khảo sát điều kiện chiết mẫu
• 6.5.1. Khảo sát nhiệt độ chiết mẫu
• 6.5.2. So sánh điều kiện chiết có hỗ trợ sóng siêu âm
• 6.5.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ và số lần chiết
• 6.6. Thẩm định phương pháp
• 6.6.1. Ước lượng giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng
• 6.6.2. Xây dựng đường chuẩn và khoảng làm việc
• 6.6.3. Độ lặp lại và tái lặp
• 6.7. Xác định hàm lượng polyphenol tổng trong các mẫu trà
• 6.8. Khảo sát nhiệt độ đầu của nước pha trà
• 7. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 7.1. Xác định độ ẩm trong mẫu trà
• 7.2. Quy trình chiết phân tích polyphenol tổng trong trà
• 7.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết mẫu đến hàm lượng polyphenol tổng
• 7.2.2. Đánh giá hiệu quả của quá trình chiết có hỗ trợ sóng siêu âm
• 7.2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ và số lần chiết mẫu đến hàm lượng polyphenol tổng
• 7.3. Quy trình chiết được khảo sát và áp dụng
• 7.4. Thẩm định phương pháp phân tích hàm lượng polyphenol tổng trong trà
• 7.4.1. Ước lượng giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng
• 7.4.2. Xây dựng đường chuẩn gallic acid
• 7.4.3. Đánh giá độ lặp lại và độ tái lặp
• 7.4.4. Xây dựng biểu đồ kiểm soát chất lượng
• 7.5. Xác định hàm lượng polyphenol tổng trong mẫu trà
• 7.6. Ảnh hưởng nhiệt độ đầu của nước pha trà đến hàm lượng polyphenol tổng trong nước trà
• 8. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP
• 9. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng polyphenol trong trà

Trà (Camellia sinensis L.) là một trong những thức uống phổ biến nhất trên thế giới. Hàm lượng polyphenol trong trà đóng vai trò quan trọng trong việc xác định giá trị dinh dưỡng và lợi ích sức khỏe của trà. Nghiên cứu này nhằm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng polyphenol tổng trong nước trà, từ đó cung cấp thông tin hữu ích cho người tiêu dùng và các nhà sản xuất.

1.1. Khái niệm về polyphenol và vai trò của chúng trong trà

Polyphenol là những hợp chất hữu cơ có khả năng kháng oxy hóa mạnh mẽ. Chúng có mặt trong nhiều loại thực phẩm, đặc biệt là trong trà. Các hợp chất này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe mà còn tạo nên hương vị đặc trưng cho trà.

1.2. Tại sao nhiệt độ lại quan trọng trong quá trình pha trà

Nhiệt độ nước pha trà ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình chiết xuất polyphenol. Nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt độ cao hơn có thể dẫn đến sự gia tăng hàm lượng polyphenol trong nước trà, từ đó nâng cao giá trị dinh dưỡng.

II. Vấn đề và thách thức trong việc khảo sát hàm lượng polyphenol

Việc xác định hàm lượng polyphenol trong trà gặp nhiều thách thức, bao gồm sự biến đổi của các hợp chất này theo điều kiện môi trường và phương pháp chiết xuất. Nghiên cứu cần phải đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng polyphenol trong trà

Hàm lượng polyphenol trong trà có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như loại trà, phương pháp chế biến, và đặc biệt là nhiệt độ nước pha. Việc hiểu rõ các yếu tố này là rất quan trọng để tối ưu hóa quy trình chiết xuất.

2.2. Thách thức trong việc chuẩn hóa quy trình phân tích

Chuẩn hóa quy trình phân tích hàm lượng polyphenol là một thách thức lớn. Các phương pháp khác nhau có thể cho ra kết quả khác nhau, do đó cần có một tiêu chuẩn chung để đảm bảo tính nhất quán trong nghiên cứu.

III. Phương pháp khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến polyphenol trong trà

Nghiên cứu sử dụng phương pháp Folin-Ciocalteu để xác định hàm lượng polyphenol tổng trong trà. Phương pháp này đã được điều chỉnh để phù hợp với các mẫu trà khác nhau, từ trà xanh đến trà đen.

3.1. Quy trình chiết xuất polyphenol từ trà

Quy trình chiết xuất bao gồm việc sử dụng nước nóng ở các nhiệt độ khác nhau để tối ưu hóa hàm lượng polyphenol chiết xuất. Nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt độ 80°C là tối ưu cho trà xanh và trà oolong.

3.2. Đánh giá hiệu quả của phương pháp chiết xuất

Đánh giá hiệu quả của phương pháp chiết xuất cho thấy rằng việc sử dụng sóng siêu âm có thể nâng cao hàm lượng polyphenol trong trà, giúp cải thiện chất lượng sản phẩm.

IV. Kết quả nghiên cứu về hàm lượng polyphenol trong trà

Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng polyphenol tổng trong các mẫu trà khác nhau có sự khác biệt rõ rệt. Trà trắng có hàm lượng polyphenol cao nhất, tiếp theo là trà xanh, trà đỏ và trà oolong.

4.1. So sánh hàm lượng polyphenol giữa các loại trà

Hàm lượng polyphenol trong trà trắng cao hơn so với trà xanh và trà đỏ. Điều này cho thấy rằng loại trà và phương pháp chế biến có ảnh hưởng lớn đến giá trị dinh dưỡng của trà.

4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng polyphenol

Nghiên cứu chỉ ra rằng nhiệt độ nước pha trà càng cao thì hàm lượng polyphenol chiết xuất càng lớn, với giá trị tối ưu đạt được ở 100°C cho trà đỏ và trà trắng.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu về polyphenol trong trà

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng polyphenol trong trà. Việc tối ưu hóa quy trình pha trà không chỉ nâng cao giá trị dinh dưỡng mà còn giúp người tiêu dùng có được trải nghiệm tốt hơn.

5.1. Tương lai của nghiên cứu về polyphenol trong trà

Nghiên cứu trong tương lai có thể mở rộng ra các loại trà khác và các phương pháp chế biến khác nhau để tìm ra cách tối ưu nhất cho việc chiết xuất polyphenol.

5.2. Ứng dụng thực tiễn của kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong ngành công nghiệp trà để cải thiện chất lượng sản phẩm, từ đó đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về sức khỏe.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU 1. Giới thiệu về trà 1. Nguồn gốc và một số vùng trồng trà Cây trà có tên khoa học là Camellia sinensis thuộc họ Theaceae, là loại cây bụi hoặc cây thường xanh.

Trà là cây công nghiệp lâu năm, được nhân giống từ hạt và giâm cành, trà trồng trong khoảng ba năm thì có thể bắt đầu thu hoạch (Yang, Lambert et al. Trà có nguồn gốc từ Đông Nam Á nhưng trong gần 30 năm gần đây cây trà đã được trồng ở hơn 30 quốc gia như Ấn Độ, Trung Quốc, Sri Lanka, Kenya, Indonesia, Thổ Nhĩ Kỳ, Liên Xô cũ, Nhật Bản, Iran, Bangladesh, Malawi, Việt Nam và Argentina. Trà có nhiều giống khác nhau, phổ biến hiện nay là trà Trung Quốc lá nhỏ, trà Trung Quốc lá to, trà Ấn Độ và trà Shan (Graham 1992, Gramza Michalowska, Korczak et al. 2005, Xu, Xia et al.

Nước ta đang có nhiều vùng chuyên canh cây trà, cho ra năng suất cao cùng với chất lượng tốt như: Tân Cương (Thái Nguyên), Mộc Châu (Sơn La), Bảo Lộc (Lâm Đồng), trong đó có thể kể đến vùng trồng trà cổ thụ ở Suối Giàng, Yên Bái (Vuong, Nguyen et al. 2011, Huu Chien, Tokuda et al. Cây trà cổ thụ ở Suối Giàng, Yên Bái (Việt Nam) Trà chứa nhiều các hợp chất polyphenol (các chất catechin), amino acid, tannic acid, và các chất chống oxi hoá khác nên việc uống trà rất có lợi cho sức khoẻ con người, có khả năng phòng ngừa rất nhiều loại bệnh như chứng Alzheimer, huyết áp cao, béo phì và giảm nguy cơ ung thư (Hung, Chen et al. Ngoài ra, các nguyên tố vi lượng thiết yếu trong cơ thể con người có thể được bổ sung qua việc uống trà bởi vì lá trà có chứa các nguyên tố thiết yếu như potassium, manganese, selenium, boron, kẽm, strontium, đồng, … (Zhang, Yang et al.

Khóa luận tốt nghiệp đại học-SV: Nguyễn Phạm Như Quỳnh-1611539248 Trang 6 Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường-Trường Đại học Nguyễn Tất Thành 1. Giá trị kinh tế của trà Trà là một trong những cây công nghiệp mang lại lợi ích kinh tế cao khi búp trà, lá trà được dùng để sản xuất các loại thức uống và trà là thức uống không cồn phổ biến nhất trên thể giới sau nước. Năm 2003, sản lượng trà trên thế giới là 3.21 triệu tấn hàng năm nhưng đến năm 2010 đã đạt trên 4.52 triệu tấn, đứng đầu là Trung Quốc, tiếp đến là Ấn Độ, Kenya, Sri Lanka và cuối cùng là Thổ Nhĩ kỳ (Lei 2017). Châu Á là khu vực sản xuất lớn nhất và đóng vai trò chính trên khắp thế giới, tạo ra năng xuất khoảng 80% sản lượng trên trà và tổng sản lượng trà cũng đạt 80% trên thế giới.

Trong đó, Việt Nam hiện nay là nước sản xuất trà lớn đứng thứ 7 trên thế giới và xếp thứ 5 thế giới về xuất khẩu trà. Nước ta hiện đang có trên 130 000 hecta đất trồng trà; hơn 500 cơ sở đang chế biến, sản xuất và phân phối các sản phẩm trà, với công suất lên đến hơn 500 nghìn tấn trà khô mỗi năm. Theo thống kê của Tổng Cục Hải quan, tổng giá trị trà xuất khẩu năm 2017 đạt 228 triệu USD (Hải quan Việt Nam 2017) (Hình 1.2) trong khi đó theo nghiên cứu từ Research and Markets cho thấy, thị trường trà toàn cầu đạt 24.3 tỷ USD trong năm 2016 (VnEconomy 2017). Xuất khẩu trà của Việt nam qua các tháng giai đoạn năm 2016-2018 Mức tăng trưởng của ngành trà ngày càng cao do lối sống thay đổi và sự tăng nhận thức của người tiêu dùng về việc uống trà có lợi cho sức khỏe.

Phân loại trà Trà có thể được phân loại theo nhiều cách như dựa vào nguồn gốc trà, giống trà, mà thông dụng nhất là phan loại trà theo cách chế biến. Dựa vào cách sản xuất và mức Khóa luận tốt nghiệp đại học-SV: Nguyễn Phạm Như Quỳnh-1611539248 Trang 7 Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường-Trường Đại học Nguyễn Tất Thành độ lên men của trà, có thể chia trà thành ba loại chính là trà không lên men (trà xanh hay lục trà), trà bán lên men (trà oolong) và trà lên men hoàn toàn (trà đỏ hay hồng trà). Ngoài ra, ở Trung Quốc có thêm các loại trà khác như trà vàng, trà trắng (bạch trà), trà đậm (Hình 1. Sáu loại trà chính Ứng với các quá trình lên men, công đoạn sản xuất khác nhau để cho ra các loại trà mong muốn như trà trắng, trà xanh, trà oolong hoặc hồng trà.

Những lá trà mới thu hoạch có thể trải qua một hay nhiều quá trình là làm héo, cán, oxy hóa (hoặc lên men), làm khô, phân loại. Quy trình sản xuất các loại trà được thể hiện ở Hình 1.4 (Shahidi, Lin et al. Lá trà tươi Diệt men Làm héo Vò trà Phơi hoặc sấy Vò trà Đập dập Sấy khô Sấy khô thành phẩm Lên men hoàn toàn Lên men một phần Trà xanh Trà trắng Sấy khô Diệt men Hồng trà Vò trà Sấy khô Trà oolong Hình 1. Tóm tắt quy trình sản xuất các loại trà Khóa luận tốt nghiệp đại học-SV: Nguyễn Phạm Như Quỳnh-1611539248 Trang 8 Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường-Trường Đại học Nguyễn Tất Thành (i) Quy trình sản xuất trà xanh (lục trà) Trà xanh là một loại trà gần gũi trong thói quen uống trà bình dị và dân dã trong cuộc sống hàng ngày và rất có lợi cho sức khỏe.

Để giữ được sự tươi mát, vị chát đậm, hương vị tự nhiên và giữ lại các thành phần dinh dưỡng cao. Quy trình sản xuất trà xanh gồm các bước cơ bản như sau:  Xào diệt men: quá trình làm ngưng hoạt động của các ezyme có trong lá trà để không làm biến đổi các chất khác dưới tác dụng của enzyme. Sự biến đổi các chất chỉ xảy ra dưới tác dụng của nhiệt độ và độ ẩm, ngoài ra giai đoạn này cũng chuẩn bị tính chất cơ lý cho phù hợp với các yêu cầu của giai đoạn sau là giai đoạn vò trà;  Vò trà: quá tình để tăng độ dập của tế bào lá trà, làm cho toàn bộ khối lá được lên men đồng đều cùng ở một điều kiện và thời gian như nhau. Nhờ đó có thể tạo nên tính đặc trưng nổi bật về hương vị, màu sắc nước pha và tạo sự đồng đều cho lá sau khi lên men.

Ngoài ra, trong bước này có thể tạo hình cho lá trà;  Sấy trà: tạo lại mùi hương và hậu vị cho trà cũng như giữ lại hình dáng sau khi vò trà. (ii) Quy trình sản xuất trà trắng (bạch trà) Được biết đến là loại trà mang lại hiệu quả kinh tế nhất, trà trắng có cành thưa hơn, mọc tự nhiên ở núi rừng, rất hiếm. Quy trình chế biến trà trắng gồm các bước cơ bản như sau:  Làm héo lá trà, phơi lá trà dưới nắng không quá gắt: lá trà được phơi dưới ánh nắng mặt trời tự nhiên trong thời gian ngắn khoảng 25 phút để lá trà bốc hơi nước và làm giảm độ ẩm có trong nguyên liệu;  Sấy khô thành phẩm với nhiệt độ sấy nhẹ 70-100 oC. (iii) Quy trình sản xuất trà đỏ (hồng trà) Để giảm được tổn thất các thành phần trong trà và giữ lại giá trị dinh dưỡng, quy trình sản xuất hồng trà đòi hỏi phải lên men đúng lúc, thời gian làm ngưng hoạt động Khóa luận tốt nghiệp đại học-SV: Nguyễn Phạm Như Quỳnh-1611539248 Trang 9 Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường-Trường Đại học Nguyễn Tất Thành của các enzyme, độ ẩm của trà cũng phải phù hợp để tạo ra sản phẩm hồng trà.

Quy trình sản xuất hồng trà gồm các bước cơ bản như sau:  Làm héo: giảm hơi nước trong trà;  Lên men hoàn toàn: lá trà được xử lý bằng con lăn; roto; máy nghiền, xé và uốn cong, nhằm phá vỡ các tế bào lá và giải phóng các bào tử bắt đầu quá trình oxy hóa catechin với oxy không khí. Thời gian lên men giao động từ nửa giờ đến ba giờ;  Sấy trà: trà được sấy khô hoặt đốt để vô hiệu hoác các enzyme và ngăn chặn quá trình lên men (nếu còn). Kết thúc quá trình sấy, lá trà sẽ chuyển sang màu nâu sẫm hoặc màu đen, độ ẩm giảm xuống dưới 3-6%. (iv) Quy trình sản xuất trà oolong Oolong được coi là một loại trà đặc biệt và quy trình sản xuất trà oolong cũng không hề đơn giản.

Đặc biệt, trong quá trình chế biến không được sử dụng bất cứ hương liệu hay phụ gia nào để tạo ra mùi thơm đặc trưng của trà oolong. Quy trình sản xuất trà oolong gồm các bước cơ bản sau:  Làm héo với nắng: tăng cường hoạt tính của các men có trong nguyên liệu nhằm chuyển quá trình tổng hợp các chất trong lá trà tươi thành quá trình phân giải các chất chuẩn bị cho quá trình lên men, tạo điều kiện cho enzyme thủy phân phân giải các hợp chất không tan thành các hợp chất hòa tan;  Làm héo mát: trà sống tiếp tục lên men từng phần gây ra những biến đổi hóa học tạo ra hương vị đặc trưng cho trà oolong;  Đập dập: giúp giải phóng các phân tử trà bắt đầu cho quá trình lên men;  Diệt men: sử dụng nhiệt nhằm chấm dứt quá trình lên men; tùy theo loại mà cho mức độ lên men phù hợp từ 18% đến 95% theo đặc tính của sản phẩm;  Vò trà: tạo sự ma sát lẫn nhau, phá vỡ từng phần của các tổ chức tế bào, làm chất hòa tan tiết ra ngấm phủ lên bề mặt lá để khi pha các chất của trà dễ hòa tan trong nước;  Sấy thành phẩm gồm các bước như: sấy, phân loại và sấy lại. Đây có thể được xem là một bước cực kì quan trọng để tạo ra hương vị của trà thành Khóa luận tốt nghiệp đại học-SV: Nguyễn Phạm Như Quỳnh-1611539248 Trang 10 Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường-Trường Đại học Nguyễn Tất Thành phẩm. Tuy nhiên, tùy theo loại mà có mức thời gian sấy khác nhau (6 giờ hoặc 24 giờ) để tạo ra từng hương vị đặc trưng của các loại trà oolong.

Cách thức chế biến trà khác nhau (Hình 1.4) sẽ dẫn đến những khác biệt về thành phần và hàm lượng nội chất trong lá trà, đặc biệt là các hợp chất có tính kháng oxy hóa trong trà như các catechin, các hợp chất theaflavin, … Thành phần cũng như hàm lượng của các hợp chất polyphenol sẽ thay đổi trong quá trình chế biến và được phản ánh thông qua hàm lượng polyphenol tổng (sẽ được xác định và trình bày trong nghiên cứu này) cũng như nguyên dạng các polyphenol (polyphenol species).