Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu quá trình cô đặc chân không và sấy phun lá trà già

Luận văn nghiên cứu quá trình cô đặc chân không và sấy phun dịch trích lá trà già, mang lại hiểu biết sâu sắc về công nghệ chế biến trà.

• Tác giả: Nguyễn Hải Đăng
• Người hướng dẫn: Ths. Trần Chí Hải
• Trường học: Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP. HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu quá trình cô đặc chân không và sấy phun dịch trích lá trà già
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: Giới thiệu về cây trà (chè)
• 1.1. Đặc điểm – nguồn gốc của cây trà
• 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Phụ lục 1: Phương pháp phân tích
• Phụ lục 2: Kết quả khảo sát
• Phụ lục 3: Một số hình ảnh của thiết bị và quá trình thí nghiệm

Tóm tắt

I. Giới thiệu về cây trà chè

Cây trà (Camellia sinensis) là một loại cây công nghiệp quan trọng, được trồng rộng rãi ở Việt Nam. Cây trà không chỉ có giá trị kinh tế cao mà còn mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người. Lá trà chứa nhiều hợp chất phenolic, có tác dụng kháng oxy hóa mạnh mẽ. Nghiên cứu này tập trung vào việc khai thác giá trị của lá trà già, một nguồn nguyên liệu thường bị bỏ qua trong ngành công nghiệp chế biến trà. Việc sử dụng lá trà già không chỉ giúp tận dụng nguồn nguyên liệu dồi dào mà còn góp phần nâng cao giá trị sản phẩm trà. Theo các nghiên cứu, hàm lượng chất khô trong lá trà già có thể đạt tới 33,75%, cao hơn so với lá non. Điều này cho thấy tiềm năng lớn trong việc khai thác các hoạt chất quý giá từ lá trà già.

1.1. Đặc điểm và nguồn gốc của cây trà

Cây trà có nguồn gốc từ vùng cao nguyên Vân Nam, Trung Quốc, nơi có khí hậu ẩm ướt và ấm áp. Cây trà có thể sống lâu năm, với tuổi thọ kinh tế lên tới 50-65 năm. Điều kiện sinh trưởng lý tưởng cho cây trà bao gồm nhiệt độ bình quân từ 15 đến 25 độ C, lượng mưa từ 1500 đến 2000mm mỗi năm, và độ pH của đất từ 4,5 đến 6. Cây trà thường được thu hoạch vào mùa mưa, từ tháng 5 đến tháng 11, với nguyên liệu chủ yếu là lá non và tôm trà. Việc nghiên cứu và phát triển các sản phẩm từ lá trà già sẽ mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp trà tại Việt Nam.

II. Quy trình cô đặc chân không

Quá trình cô đặc chân không là một phương pháp hiệu quả để tăng hàm lượng chất khô trong dịch trích từ lá trà già. Quá trình này diễn ra dưới áp suất thấp, giúp giảm nhiệt độ sôi của dung dịch, từ đó bảo toàn các hợp chất nhạy cảm với nhiệt. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi thực hiện cô đặc chân không, hàm lượng phenolic trong dịch trích có thể đạt được mức cao nhất là 51,54 mg GAE/mL. Các yếu tố như nhiệt độ và thời gian cô đặc có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu hồi. Kết quả cho thấy, ở nhiệt độ 60 độ C trong 50 phút, hiệu suất thu hồi đạt 88,67%. Điều này chứng tỏ rằng việc tối ưu hóa quy trình cô đặc chân không là rất cần thiết để nâng cao chất lượng sản phẩm.

2.1. Tính chất và ưu điểm của quá trình cô đặc chân không

Quá trình cô đặc chân không có nhiều ưu điểm nổi bật. Đầu tiên, nó giúp bảo toàn các hợp chất nhạy cảm với nhiệt, như các hợp chất phenolic trong lá trà. Thứ hai, quá trình này giảm thiểu sự mất mát chất dinh dưỡng trong sản phẩm cuối cùng. Việc sử dụng công nghệ này không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn tạo ra những sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Hơn nữa, quy trình này còn giúp tiết kiệm năng lượng và thời gian sản xuất, từ đó giảm chi phí cho nhà sản xuất. Tóm lại, cô đặc chân không là một bước quan trọng trong quy trình chế biến trà, góp phần tạo ra sản phẩm chất lượng cao.

III. Quá trình sấy phun

Sấy phun là một công nghệ hiện đại trong chế biến thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất bột trà. Quá trình này giúp chuyển đổi dịch trích từ lá trà thành bột khô, bảo toàn các hợp chất có lợi. Nghiên cứu cho thấy, khi sử dụng chất mang như maltodextrin và cyclodextrin, hiệu suất thu hồi hàm lượng phenolic có thể đạt tới 67,76% ở nhiệt độ 160 độ C. Điều này cho thấy rằng việc lựa chọn chất mang và điều chỉnh nhiệt độ sấy là rất quan trọng để tối ưu hóa chất lượng sản phẩm. Sấy phun không chỉ giúp tạo ra sản phẩm bột trà có hàm lượng phenolic cao mà còn cải thiện tính ổn định của sản phẩm trong quá trình bảo quản.

3.1. Ứng dụng và lợi ích của công nghệ sấy phun

Công nghệ sấy phun mang lại nhiều lợi ích cho ngành chế biến trà. Đầu tiên, nó giúp tạo ra sản phẩm bột trà có độ ẩm thấp, kéo dài thời gian bảo quản. Thứ hai, sản phẩm thu được có thể dễ dàng hòa tan trong nước, tạo điều kiện thuận lợi cho người tiêu dùng. Hơn nữa, công nghệ này còn giúp bảo toàn hương vị và màu sắc tự nhiên của trà, từ đó nâng cao giá trị cảm quan của sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ sấy phun trong sản xuất bột trà không chỉ đáp ứng nhu cầu thị trường mà còn góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho ngành trà Việt Nam.

IV. Đánh giá sự ổn định chất lượng sản phẩm

Đánh giá sự ổn định chất lượng của bột trà sau khi sấy phun là một yếu tố quan trọng trong nghiên cứu này. Kết quả cho thấy, trong quá trình bảo quản, màu sắc và độ ẩm của bột trà có sự thay đổi rõ rệt. Cụ thể, ở nhiệt độ 30 độ C, màu sắc của bột thay đổi chậm, trong khi ở 60 độ C, màu sắc trở nên sậm hơn. Độ ẩm của bột trà cũng tăng lên khi bảo quản ở 30 độ C, nhưng giảm mạnh ở 60 độ C. Đặc biệt, hàm lượng polyphenol giảm 49,6% sau 30 ngày bảo quản ở 60 độ C. Những kết quả này cho thấy rằng việc kiểm soát điều kiện bảo quản là rất cần thiết để duy trì chất lượng sản phẩm.

4.1. Tác động của điều kiện bảo quản đến chất lượng bột trà

Điều kiện bảo quản có ảnh hưởng lớn đến chất lượng bột trà. Nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ và thời gian bảo quản là hai yếu tố chính quyết định sự ổn định của hàm lượng phenolic trong bột trà. Việc bảo quản ở nhiệt độ cao không chỉ làm giảm hàm lượng phenolic mà còn ảnh hưởng đến màu sắc và độ ẩm của sản phẩm. Do đó, việc xác định thời gian và điều kiện bảo quản tối ưu là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng bột trà. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về thời gian bảo quản và ứng dụng của bột trà trong sản xuất thực phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Giới thiệu về cây trà (chè) 1. Đặc điểm – nguồn gốc của cây trà 1. Đặc điểm Cây trà (chè) có tên khoa học là Camellia sinensis (L) O.

- Ngành hạt kín Angiospermatophyta - Lớp 2 lá mầm Dicotyledenae - Bộ trà Theales - Họ trà Theaceae - Chi trà Thea - Loài Camellia (Thea) sinensis Hình 1. Cành trà do mầm sinh dưỡng phát triển thành, trên cành chia ra nhiều đốt, chiều dài biến đổi nhiều từ 1 ÷ 10cm. Đốt trà càng dài là biểu hiện của giống trà có năng suất cao. Lá trà mọc cách trên cành, mỗi đốt có một lá, hình dạng và 20 kích thước thay đổi tùy giống.

Lá trà có gân rất rõ, rìa lá có răng cưa. Búp trà là giai đoạn non của một cành trà, được hình thành từ các mầm dinh dưỡng, gồm có tôm (phần lá non trên đỉnh chưa xòe) và 2 hoặc 3 lá non. Kích thước của búp trà thay đổi tùy giống và kỹ thuật canh tác. Cây trà sau khi sinh trưởng 2 ÷ 3 tuổi bắt đầu ra hoa, mọc từ chồi sinh thực ở nách lá.

Trà là cây lâu năm, có chu kỳ sống rất lâu, có thể đạt 60 ÷ 100 năm hoặc lâu hơn. Tuổi thọ kinh tế tối đa của một cây trà thương mại vào khoảng 50 ÷ 65 năm tùy thuộc điều kiện môi trường và phương pháp trồng trọt. Trà cho năng suất cao vào mùa mưa từ tháng 5 ÷ 11, sau 10 ÷ 15 ngày thì thu hoạch một lần. Trà nguyên liệu sử dụng trong công nghiệp chế biến chủ yếu là 1 tôm và 2 ÷ 3 lá non.

Điều kiện sinh trưởng của cây trà: o - Nhiệt độ bình quân năm: 15 ÷ 25 C. - Lượng mưa bình quân năm: 1500 ÷ 2000mm. - Độ ẩm tương đối của không khí: 80 ÷ 85%. - Đất có pH 4,5 ÷ 6, tầng dày 1m, nhiều mùn và giàu chất dinh dưỡng N, P, K, nhất lànitơ.

Kết cấu đất tơi xốp, dốc thoải, vừa thoáng vừa giữ được nước, thuộc loại đất thịt. Nguồn gốc Năm 1873, Carl Von Linnaeus, nhà thực vật học Thụy Điển nổi tiếng, lần đầu tiên trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu trên một số loại trà cổ ở Trung Quốc và định tên khoa học cây trà là Thea Sinensis rồi phân thành 2 loại: Thea boea (trà đen) và Thea viridis (trà xanh) [2]. Nhiều công trình nghiên cứu và khảo sát trước đây cho rằng: Nguồn gốc của cây trà là vùng cao nguyên Vân Nam – Trung Quốc, nơi có khí hậu ẩm ướt và ấm. Theo các tài liệu Trung Quốc thì cách đây khoảng 4000 năm , người Trung Quốc đã biết dùng trà làm dược liệu và sau đó mới dùng để uống.

Năm 1823, Robert Bruce, một học giả người Anh, lần đầu tiên phát hiện một số cây trà hoang dã trong dãy núi Sadiya ở vùng Atxam (Ấn Độ) cao tới 17 đến 20m, thuộc loài thân gỗ lớn, khác hẳn cây trà thân bụi của Linaeus thu thập ở vùng Trung Quốc nói trên. 21 Tiếp sau đó, các nhà học giả Anh như Samuel Bildon (1878), John H.Brown và Ibbetson (1912) đưa ra thuyết: Ấn Độ là vùng nguyên sản của cây trà trên thế giới, vì trong kho tàng cổ thụ Trung quốc không có ghi nhận gì về các cây trà cổ thụ, trong đất nước Trung Quốc chưa tìm thấy những cây trà cổ thụ lớn như ở Ấn Độ, và giống trà Trung Quốc cũng như Nhật Bản hiện nay là nhập từ Ấn Độ. Năm 1918, Cohen Stuart (jAva), một nhà phân loại thực vật Hà Lan đã đi thu thập mẫu tiêu bản trà tại Vân Nam, Bắc Việt Nam và Bắc Mianma. Kết quả đã tìm thấy những cây trà thân gỗ lớn ở khu vực miền núi phía Nam và Phía Tây Vân Nam.

Những công trình nghiên cứu của Đjêmukhatze (1961 – 1976) về phức catechin của lá trà từ các nguồn gốc khác nhau, so sánh về thành phần các chất catechin giữa các loại trà được trồng trọt và trà mọc hoang dã đã nêu lên luận điểm về sự tiến hóa sinh hóa của cây trà và trên cơ sở xác minh nguồn gốc cây trà. Đjêmukhatze kết luận rằng: những cây trà mọc hoang dại từ cổ xưa, tổng hợp chủ yếu là (-) – epicatechin (EC) và (-) – epicatechingalat (ECG), ở chúng phát triển chậm khả năng tổng hợp (-) - epigalo catechin và các galat của nó để tạo thành (+) galocatechin (GC). Nghiên cứu các cây trà dại ở Việt Nam cho thấy chúng cũng tổng hợp chủ yếu là (-) – epicatechin (EC) và (-) – epicatechin gallat (ECG) (chiếm 70% tổng số các loại catechin). Năm 1976, Viện sĩ thông tấn Viện Hàn Lâm Khoa Học Liên Xô, sau những nghiên cứu về tiến hóa của cây trà, bằng phân tích chất catechin trong trà mọc hoang dại, ở các vùng trà Tứ Xuyên, Vân Nam Trung Quốc và các vùng trà cổ Việt Nam (Suối Giàng, Nghĩa Lộ, lạng Sơn, Nghệ An…) đã kết luận: Cây trà cổ Việt Nam, tổng hợp catechin đơn giản nhiều hơn cây trà Vân Nam.

Phân loại – Phân bố 1. Phân loại Để phân loại cây trà, người ta dựa trên các cơ sở [1]: - Cơ quan sinh dưỡng: loại thân bụi hoặc thân gỗ, hình dạng của tán, hình dạng và kích thước của loại lá, số đôi gân lá… 22 - Cơ quan sinh trưởng: độ lớn cánh hoa, số lượng đài hoa, vị trí phân nhánh của đầu và nhị cái. Đặc điểm sinh hóa: chủ yếu dựa vào hàm lượng tannin. Trong những thập kỷ qua đã có nhiều tác giả phân loại về trà, đó là Cohen Stuart 1916, Wight và Barua 1939, Kitamuara 1950, Sealy 1958.

Trong đó, cách phân loại Cohen Stuart được nhiều người biết đến và sử dụng. Theo nhà thực vật học người Hà Lan Cohen Stuart 1919, tác giả dựa vào đặc điểm hình thái, sinh lý, không gian phân bố, đối chiếu với nguồn gốc để chia trà thành 4 loại, đó là: - Trà Trung quốc lá nhỏ: thuộc loại cây bụi, mọc chậm có nhiều thân mọc từ dưới lên, lá nhỏ cứng, đọt trà nhỏ, diện tích lá bé thích hợp với những loại trà đòi hỏi ngoại hình đẹp. - Trà Trung Quốc lá to: thuộc loại thân gỗ nhỏ, lá trung bình, năng suất khá, đọt trà từ nhỏ đến trung bình được sử dụng cho chế biến trà xanh và trà đen. - Trà Shan: thuộc loại thân gỗ vừa, lá to, đọt dài, có nhiều lông tuyết.

Vì thế, khi chế biến cần lưu ý cường độ và thời gian vò để giữ lại tối đa tuyết của bọt tạo sự hấp dẫn tự nhiên cho sản phẩm. - Trà Ấn Độ: thuộc loại thân gỗ lớn, lá to, bóng láng, sinh trưởng mạnh ở những vùng nhiệt đới, đọt to, hàm lượng tanin cao thích hợp cho chế biến trà đen theo phương pháp truyền thống Orthodox và phương pháp CTC (Crushing – Tearing – Curling). Phân bố trà Phân bố trà trên thế giới [1, 3]. Cũng như nhiều loại cây trồng khác, cây trà phân bố trên pham vi rộng.

Đầu tiên trà chỉ sống hoang dại trên các Cao Nguyên vùng Đông Nam Châu Á. Về sau, người ta đã tìm hiểu được đặc tính và công dụng của nó nên đưa về trồng trên các nương, đồi, vườn tược. Đến nay, ngành trồng trà đã có gần 5.000 năm lịch sử và đã được trồng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới. Nhưng trà tốt nhất và được trồng nhiều nhất là từ 32 độ vĩ bắc đến 6 độ vĩ nam và hình thành 3 vùng lớn: vùng ôn đới, vùng á nhiệt đới và vùng nhiệt đới.

Trong đó, vùng 23 nhiệt đới trà sinh trưởng tốt nhất và có nhiều triển vọng cho sản lượng cao nhất. Hiện tại có khoảng 30 nước trồng trà, trà được tập trung trồng nhiều nhất ở châu Á sau đó đến châu Phi. Những nước trồng trà phổ biến là: Trung Quốc, Ấn Độ, Srilanca, Nhật Bản, Indonexia, Nga, Đài Loan, Việt Nam … Bảng 1. Tình hình sản xuất trà trên thế giới các năm 2001 Diện tích Sản lượng Năng suất Xuất khẩu Mức tiêu thụ Quốc gia (ha) (tấn) (kg/ha) (tấn) (g/người) Trung quốc 1130000 685000 598 227934 325 Ấn Độ 438000 835000 1840 191863 650 Srilanca 196000 294000 1453 239000 1300 Indonesia 158000 196000 1453 101105 600 Banladesh 49000 52033 975 15402 - Kenia 120000 2600000 2066 239000 800 Nhật Bản 51000 88000 1725 62526 1050 Hiện nay, trà được sản xuất và chế biến thành nhiều loại sản phẩm khác nhau, trong đó khoảng 76 ÷ 78% là trà đen, 20 ÷ 22% là trà xanh, 2% là trà Oolong và còn lại và các sản phẩm khác.

Phân bố trà ở Việt Nam [4]. Do điều kiện đất đai và khí hậu thích hợp cho nên cây trà được trồng rải rác ở hầu hết các tỉnh trung du và miền núi, nhưng tập trung ở một số vùng như sau: - Vùng trà miền núi Gồm các tỉnh Hà Giang, Tuyên Quang, Cao Băng, Lạng Sơn, …giống trà được trồng chủ yếu ở vùng này là trà Shan (còn gọi là trà tuyết) có năng suất cao, phẩm chất tốt. Sản lượng trà của vùng này chiếm 25 – 30% tổng sản lượng trà của miền Bắc. Trong tương lai 24 sẽ nâng tỷ trọng sản lượng lên 50 – 60%.

Sản phẩm chủ yếu của vùng trà miền núi là trà lục, trà mạn. Hiện nay, sản xuất trà xanh đã chiếm ưu thế. - Vùng trà trung du Gồm các tỉnh Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Sơn La, Hòa Bình, Bắc Thái và một phần của tỉnh Yên Báo cũ. Là vùng sản xuất trà chủ yếu chiếm 70% sản lượng trà của miền Bắc.

Giống trà chính được trồng là giống Trung du (Trung Quốc lá to) có năng suất cao và phẩm chất tốt. Sản phẩm chủ yếu là trà đen và trà xanh để tiêu dùng và xuất khẩu. - Vùng trà tươi Gồm các tỉnh đồng bằng Bắc bộ, Nghệ An, Hà Tĩnh, Thanh Hóa. Những năm gần đây một số vườn trà tươi đã được chăm sóc, đốn hái để chuyển sang trà hái búp.

Hiện nay, vủng trà này đang giữ vị trí quan trọng trong việc giải quyết nhu cầu thức uống của nhân dân. - Miền Nam Trà được trồng chủ yếu ở các tỉnh Lâm Đồng, Gia Lai và Kon Tum. Vùng Tây Nguyên (Lâm Đồng) là vùng cao nguyên nhiệt đới, độ cao 800 – 1.500m, thích hợp trồng trà Shan. Vùng bắc Tây Nguyên thấp hơn (500 – 700m), khí hậu thích hợp với các giống trà Assham và Trung du.

Vị trí cây trà trong nền kinh tế 1. Trà là một thức uống lý tưởng và có nhiều giá trị về dược liệu Trung Quốc là nước đầu tiên chế biến trà để uống sau đó nhờ những đặc tính tốt của nó, trà trở thành thức uống phổ biến trên thế giới. Ngày nay trà được phổ biến rộng rãi hơn cả cà phê, rượu vang và ca-cao.