Khóa luận tốt nghiệp: Quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gai (Boehmeria nivea)

Đi sâu nghiên cứu quy trình sản xuất trà túi lọc lá gai từ A đến Z, với phân tích chi tiết từng bước như thu hoạch, chế biến, đóng gói và kiểm tra chất lượng

• Tác giả: Huỳnh Thị Tường Vi
• Người hướng dẫn: Th.S Tạ Đăng Khoa
• Trường học: Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gai (Boehmeria nivea)
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về trà túi lọc lá gai và tiềm năng phát triển

Trà túi lọc lá gai (Boehmeria nivea) là sản phẩm được nghiên cứu và phát triển từ nguyên liệu lá cây gai. Cây gai thuộc họ Tầm ma (Urticaceae), phân bố rộng rãi tại các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Tại Việt Nam, cây gai được trồng phổ biến ở nhiều tỉnh phía Bắc. Lá gai chứa hàm lượng cao các hợp chất polyphenol, flavonoid và hoạt chất chống oxy hóa tự nhiên. Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh khả năng kháng khuẩn và chống oxy hóa mạnh mẽ của chiết xuất lá gai. Sản phẩm trà túi lọc mang lại sự tiện lợi cho người tiêu dùng trong quá trình pha chế và sử dụng. Xu hướng tiêu dùng hiện đại hướng đến các sản phẩm trà thảo dược tự nhiên, tốt cho sức khỏe. Trà túi lọc lá gai đáp ứng nhu cầu này với giá trị dinh dưỡng cao. Quy trình sản xuất cần đảm bảo giữ nguyên hoạt chất sinh học quý giá trong nguyên liệu. Nghiên cứu quy trình sản xuất trà túi lọc lá gai mở ra hướng phát triển mới cho ngành trà thảo dược Việt Nam.

1.1. Đặc điểm thực vật học của cây gai Boehmeria nivea

Cây gai (Boehmeria nivea) là cây bụi lâu năm, thuộc họ Tầm ma. Thân cây cao từ 1 đến 2 mét, có lông trắng bao phủ bề mặt. Lá gai hình trứng, mép có răng cưa, mặt trên màu xanh đậm, mặt dưới phủ lông trắng bạc. Cây gai ưa khí hậu nóng ẩm, sinh trưởng tốt ở nhiệt độ 25-30 độ C. Tại Việt Nam, cây gai được trồng chủ yếu để lấy sợi và làm thuốc. Phần lá chứa nhiều hoạt chất sinh học có giá trị dược liệu cao. Thời điểm thu hoạch lá ảnh hưởng trực tiếp đến hàm lượng hoạt chất trong nguyên liệu.

1.2. Thành phần hóa học và hoạt chất sinh học trong lá gai

Lá gai chứa đa dạng các nhóm hợp chất hóa học có giá trị sinh học cao. Nhóm polyphenol và flavonoid là thành phần chính, đóng vai trò chống oxy hóa mạnh mẽ. Acid chlorogenic, rutin và quercetin được xác định là những hoạt chất nổi bật trong lá gai. Hàm lượng chất xơ, vitamin và khoáng chất cũng ở mức đáng kể. Các nghiên cứu cho thấy chiết xuất lá gai có khả năng khử gốc tự do DPPH hiệu quả. Hoạt tính kháng khuẩn được ghi nhận đối với nhiều chủng vi khuẩn gây bệnh. Thành phần hóa học biến đổi tùy theo điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu và thời điểm thu hoạch.

II. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng trà túi lọc lá gai

Chất lượng sản phẩm trà túi lọc lá gai chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố throughout quy trình sản xuất. Nhiệt độ sấy và thời gian xử lý nhiệt là hai biến số quan trọng bậc nhất. Quá trình sấy ở nhiệt độ quá cao làm phân hủy các hợp chất polyphenol nhạy nhiệt. Ngược lại, nhiệt độ quá thấp không đảm bảo giảm ẩm và tiêu diệt vi sinh vật gây hại. Tỉ lệ phối trộn giữa lá gai và cỏ ngọt quyết định trực tiếp đến cảm quan sản phẩm. Cỏ ngọt được thêm vào nhằm tăng vị ngọt tự nhiên, giảm vị đắng chát đặc trưng của lá gai. Kích thước nguyên liệu sau khi xay ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly hoạt chất trong quá trình pha. Độ ẩm sản phẩm cuối phải đạt tiêu chuẩn để đảm bảo thời gian bảo quản lâu dài. Màu sắc, mùi vị và độ trong của nước trà là các chỉ標 cảm quan đánh giá chất lượng. Bảo toàn hoạt tính chống oxy hóa và kháng khuẩn sau xử lý nhiệt là thách thức lớn.

2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sấy đến hoạt chất

2.2. Tỉ lệ phối trộn lá gai và cỏ ngọt đến cảm quan sản phẩm

III. Quy trình sản xuất trà túi lọc lá gai theo nghiên cứu khoa học

Quy trình sản xuất trà túi lọc lá gai bao gồm nhiều công đoạn liên tiếp được tối ưu hóa. Nguyên liệu lá gai tươi được thu hái, rửa sạch và loại bỏ tạp chất, lá sâu bệnh. Công đoạn làm héo giúp giảm độ ẩm ban đầu, tạo điều kiện cho các bước xử lý tiếp theo. Sa diệp (làm nóng) là bước quan trọng để bất hoạt enzyme, ngăn quá trình oxy hóa enzymatic. Quá trình sao được nghiên cứu kỹ lưỡng với các mức nhiệt độ và thời gian khác nhau. Xay nguyên liệu đến kích thước phù hợp giúp tăng hiệu suất chiết xuất hoạt chất khi pha trà. Phối trộn lá gai với cỏ ngọt theo tỉ lệ tối ưu đã được xác định qua thí nghiệm. Đóng gói túi lọc đạt chuẩn giúp bảo quản sản phẩm và tiện lợi cho người sử dụng. Toàn bộ quy trình được kiểm soát nghiêm ngặt nhằm đảm bảo chất lượng đồng nhất. Sản phẩm cuối cùng phải đạt các chỉ標 cảm quan, hóa lý và vi sinh theo quy định.

3.1. Các bước chuẩn bị nguyên liệu và xử lý ban đầu lá gai

3.2. Công đoạn sao xay và phối trộn để tạo sản phẩm hoàn chỉnh

IV. Kết luận nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn trà túi lọc lá gai

Nghiên cứu quy trình sản xuất trà túi lọc lá gai đã đạt được nhiều kết quả quan trọng. Quy trình sản xuất được xây dựng hoàn chỉnh với các thông số kỹ thuật tối ưu. Tỉ lệ phối trộn phù hợp giữa lá gai và cỏ ngọt tạo sản phẩm có chất lượng cảm quan tốt. Sản phẩm trà túi lọc lá gai có màu sắc hấp dẫn, vị ngọt nhẹ tự nhiên, hương thảo dược dễ chịu. Hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm được duy trì ở mức cao sau quy trình sản xuất. Chiết xuất lá gai thể hiện khả năng kháng khuẩn đáng kể đối với nhiều chủng vi khuẩn. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng phát triển sản phẩm trà thảo dược mới từ nguyên liệu sẵn có. Ứng dụng thực tiễn bao gồm sản xuất thương mại, phát triển sản phẩm chức năng và mỹ phẩm. Nghiên cứu đóng góp vào việc nâng cao giá trị kinh tế cho cây gai tại Việt Nam. Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào quy mô công nghiệp và đánh giá lâm sàng.

4.1. Các kết quả nghiên cứu chính về quy trình sản xuất trà lá gai

4.2. Tiềm năng ứng dụng và hướng phát triển sản phẩm trà lá gai

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi Trang 1 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Tạ Đăng Khoa Lão hóa và bệnh tật là những quá trình tự nhiên của cuộc sống mà tất cả mọi loài sinh vật đều phải trải qua và con người cũng không thoát khỏi quy luật này. Năm 1954, bác sĩ Denham Harman thuộc đại học Berkeley đã nhận ra sự hiện hữu của các gốc tự do trong cơ thể cũng chính là nguyên nhân gây ra các tổn thương cho tế bào dẫn đến lão hóa và bệnh tật. Các nghiên cứu ngày nay cho thấy, cơ thể con người có thể tự tạo ra các chất chống oxy hóa là các chất có khả năng ngăn ngừa, chống lại và loại bỏ các tác dụng độc hại của gốc tự do. Tuy nhiên, khi tuổi tác tăng lên hoặc tiếp xúc với môi trường độc hại, các gốc tự do sinh ra quá nhiều và cơ thể không đáp ứng đủ các chất chống oxy hóa do đó cần phải bổ sung thêm cho cơ thể.

Có nhiều nguồn bổ sung chất chống oxy hóa khác nhau và các chất chống oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên ngày càng được quan tâm nghiên cứu bởi những lợi ích mà nó mang lại cho sức khỏe con người. Do đó, việc tìm ra nguồn nguyên liệu mới, rẻ, dồi dào và chứa nhiều hoạt chất sinh học có khả năng chống oxy hóa cao là một trong những mối quan tâm hàng đầu của các nhà nghiên cứu cũng như các nhà sản xuất dược, thực phẩm. Qua quá trình tìm hiểu, có thể thấy được rằng lá gai là một loài thực vật phổ biến ở nước ta và nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là các nước nhiệt đới và cận nhiệt. Những nghiên cứu ngày nay cho thấy lá gai ngoài việc chứa nhiều chất dinh dưỡng như trong 100g lá gai có khoảng 22% protein, 9 – 29 g chất xơ, 15 – 17 g chất tro, trong lá gai còn có rất nhiều hoạt chất sinh học có lợi cho sức khỏe như chlorogenic acid, rhoifolin, acid palmitic, acid stearic, vitamin E… Tuy nhiên, hiện nay lá gai hầu như chỉ được sử dụng để làm các loại bánh cổ truyền như Bánh Ít lá gai với chất lượng cảm quan tốt mà những nghiên cứu sâu về lá gai còn rất hạn chế.

Chính vì những lí do đó, nhằm khẳng định các hoạt chất quý giá có trong lá gai đồng thời tận dụng nguồn nguyên liệu dồi dào đang bị bỏ phí, chúng tôi quyết định thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gai (Boehmeria nivea)”. Trong đề tài này, chúng tôi tiến hành khảo sát quá trình trích ly lá gai để xác định các thông số tối ưu. Kế tiếp chúng tôi thực hiện định tính hoạt chất flavonoid, định lượng hàm lượng polyphenol tổng bằng phương pháp dùng thuốc thử Folin – ciocalteu. Tiếp theo, chúng tôi tiến hành khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của cao chiết lá gai bằng phương pháp bắt gốc tự do DPPH để khảo sát hoạt tính chống oxy SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi Trang 2 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Tạ Đăng Khoa hóa của dịch chiết và khảo sát khả năng kháng khuẩn của cao chiết ethanol lá gai.

Cuối cùng, chúng tôi sẽ khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gai để thu được các thông số tối ưu. Với đề tài này, chúng tôi hi vọng bước đầu khảo sát hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn của lá gai và xây dựng được quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gai (Boehmeria nivea), tạo ra một sản phẩm trà mới lạ, thơm ngon, chứa các hoạt chất sinh học tốt cho sức khỏe mà giá cả vừa phải và phù hợp với mọi lứa tuổi cũng như với cuộc sống hiện đại. SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi Trang 3 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Tạ Đăng Khoa PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi Trang 4 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Tạ Đăng Khoa 1.1 Tình hình sản suất và tiêu thụ trà túi lọc Toàn thế giới có khoảng 40 nước trồng trà và kho dữ liệu trà của Trung Quốc đã khiến người ta cho rằng đó là quê hương của cây trà. Nhưng các tư liệu cổ và những kết quả nghiên cứu gần đây của các nhà khoa học nước ngoài cùng Hiệp hội Chè Việt Nam đã chỉ ra rằng trà không xuất xứ từ Trung Hoa.

Quê hương của cây trà ở tận phương Nam. Theo truyền thuyết thì chính Vua Thần Nông khi 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. Vào đầu thế kỷ XIX, một doanh nhân có tên Thomas Sullivan tại New York đã tìm cách cải thiện khả năng marketing của doanh nghiệp sản xuất trà của mình. Ông đã gửi cho khách hàng các túi lụa nhỏ có chứa trà để khách hàng uống thử và nhận được nhiều lời khen ngợi.

Ý tưởng này được Sullivan tiếp tục phát triển và hoàn thiện cho đến ngày nay và con người đã thay túi lụa bằng một loại giấy lọc để phù hợp với nhu cầu của thị trường. Trà túi lọc mới đã được công chúng chấp nhận rộng rãi, đặc biệt là sau thế chiến thứ II.1 Trà túi lọc Ngày nay, để đáp ứng nhu cầu của cuộc sống hiện đại, trà túi lọc đã trở thành một loại nước giải khát không những mang lại sự sảng khoái cho tinh thần mà còn là một loại thực phẩm chức năng có công dụng tốt cho sức khỏe và cũng rất tiện dụng. Chính vì thế, trà túi lọc đang dần trở thành một hướng đi mới đầy hứa hẹn trong những năm gần đây. Với các hương vị khác nhau và ngày càng đa dạng, trà túi lọc đã và đang được ưa chuộng thưởng thức ở khắp nơi trên thế giới và cạnh tranh đáng kể với trà pha ấm theo cách bình thường.

SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi Trang 5 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Tạ Đăng Khoa 1.2 Tổng quan nguyên liệu 1.1 Lá gai (Boehmeria nivea) Cây lá gai (Boehmeria nivea) hay còn có tên gọi là Ramie. Từ “gai-Ramie” bắt nguồn từ đất nước Mã Lai cổ đại và được Anh hóa. Ở Ấn Độ lá gai còn được gọi bằng những cái tên khác như Rhea, Popah, KhunKoora, Kurkunda. Cây gai đã được sử dụng như một loại cây cho sợi dệt ở phương Đông thời cổ đại.

Cây gai đã phát triển ở Trung Quốc trước cả khi bông vải du nhập vào đất nước này hàng thế kỉ vào những năm 1300 sau công nguyên. Ở Nhật Bản đã sản xuất các loại vải làm bằng sợi gai được gọi là “Echigojfu” và “Satsumjofu” từ thời cổ đại. Theo ghi chép của Nester (900 năm trước công nguyên), các tàu involga (Nga) đã sử dụng sợi gai để chuẩn bị các cánh buồm của họ. Giai đoạn lịch sử hiện đại của cây gai được cho là được bắt đầu từ những năm 1960 khi George Eberhard Rumph tìm thấy chúng ở phía Đông Ấn Độ và gọi chúng là Ramium majus.

Chỉ đến những năm cuối thế kỉ 19, hạt giống và cây của loài cây này mới được chuyển đến hầu hết các nước khác trên thế giới và có được sự phát triển như ngày hôm nay (Monotogomery, 1954). SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi Trang 6 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Tạ Đăng Khoa Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Magnoliopsida Bộ: Urticalesk Họ: Urticaceae Chi: Boehmeria Loài: B.2: Cây lá gai Tên khoa học: Boehmeria nivea (Boehmeria nivea) 1.1 Đặc điểm thực vật Chi gai có hơn 100 loài chủ yếu là nhiệt đới và cận nhiệt đới trong đó có một số là cây bụi, các loại thảo mộc và cây gỗ. Lawrence (1963) báo cáo có khoảng 80 loài của chi này, trong khi Berger (1954) đã đề cập đến 50 loài. Các thông tin báo cáo tiếp theo cũng ghi nhận ở Tây bán cầu (Anon, 1948) có ít nhất 13 loài, ở Nhật Bản 40 loài (Kirby 1963), Ấn Độ 45 loài (Hooker, 1885), khoảng 45 loài từ Ceylon (Triman, 1974) và 50 loài từ Đông Á (Ridley, 1967).

Boehmeria bullata Boehmeria caudata Boehmeria ulmifolia Hình 1.3: Một vài loài thuộc chi gai Chi Boehmeria có hai loài hữu ích nhất, một trong số đó loài B. nivea còn được gọi là loài gai trắng vì lớp màu trắng bên dưới bề mặt lá là một loài có giá trị thương mại cao. Ở Việt Nam chủ yếu là loài gai trắng này. Cây gai chủ yếu phân bố ở các SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi Trang 7 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Tạ Đăng Khoa tỉnh phía Bắc Việt Nam, bao gồm các tỉnh như Lào Cai, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Hà Nội… Ngoài ra, cây gai cũng phân bố ở nhiều nơi ở nước ta dưới dạng cây trồng hoặc bán hoang dã từ bắc vào nam.

Cây gai là cây lâu năm, đứng thẳng, thường mọc thành bụi, cao khoảng 1,5m - 2m, thân thường không phân cành, có đường kính từ 12mm - 20mm, lúc non màu xanh và có lông mềm, sau màu nâu nhạt và hóa gỗ.4: Thân cây lá gai lúc non và già Lá đơn mọc cách, cuống lá dài 6cm - 12 cm có lông và xuất hiện ở phần trên của thân cây. Phiến lá có hình trứng rộng, hình tam giác đến gần tròn, có chiều rộng gần 5 - 13 cm và độ dài khoảng 10 - 15 cm. Gốc lá hình nêm đến gần trái tim, đầu lá thường có hình mũi nhọn, mép có nhiều răng cưa. Mặt trên lá có màu xanh lục sẫm và nhẵn, mặt dưới nhẵn và có các lông nhỏ màu trắng.

Cụm hoa hình chùy hay hình cụm mọc ở nách lá, dài 3 - 8 cm, mỗi nhánh mang các cụm hoa chụm lại hay tách xa nhau. Các cụm hoa đực thường nhỏ với 3 - 10 hoa, cụm hoa cái lớn hơn và thường mang 10 - 30 hoa. Hoa đực có cuống ngắn, bao hoa 3 - 5 thùy, số nhị bằng số thùy, thường là 5 thùy. Hoa cái không có cuống, bao hoa hình ống, 2 - 4 thùy, màu xanh nhạt, bầu chứa 1 noãn, vòi mảnh và có lông một phía, núm hình sợi.

Hoa đực nở trước và hoa thụ phấn nhờ gió. SVTH: Huỳnh Thị Tường Vi Trang 8 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Tạ Đăng Khoa Hình 1.5: Hoa cây gai (hoa cái, hoa đực) Quả bế, hình cầu đến hình trứng, đường kính khoảng 1 mm, bao bọc bởi bao hoa, có lông, màu vàng nâu. Hạt có kích thước rất nhỏ khoảng 7000 hạt/g và có màu nâu đen. Cây gai phát triển tốt ở các khu vực có lượng mưa tốt và khí hậu ấm áp.

Các điều kiện đất và khí hậu: Đất: đất thích hợp cho trồng cây gai là đất cát pha sét hoặc mùn hoặc rất cát, đất sét và đất sỏi thì không phù hợp. Đất phải cung cấp đủ độ ẩm, thoát nước tốt, không ngập úng hay lũ lụt.