CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.Trà xanh Trà xanh (green tea), còn được gọi là lục trà, được lựa chọn và hái từ những búp hoặc lá non. Trà xanh là sản phẩm không qua quá trình lên men hoặc quá trình lên men diễn ra rất ít, dưới 10% tổng lượng poyphenol trong trà nguyên liệu bị oxy hoá.Dịch trích của trà xanh có màu xanh cốm non hoặc xanh ánh vàng, hương lá tươi, vị chát và đắng rõ nhưng có hậu vị ngọt. Trong quy trình công nghệ sản xuất trà xanh, các enzyme đã bị ức chế ngay từ giai đoạn đầu tiên. Sự chuyển hoá các chất trong trà diễn ra không có sự tham gia của các enzyme mà do tác dụng của nhiệt.
Thành phần polyphenol trong trà xanh chủ yếu là các hợp chất catechin. Do hàm lượng catechin trong trà xanh cao nên trà xanh có nhiều giá trị dược tính quý. Bảng 1-1: Thành phần hoá học của trà xanh Hàm lượng TT Thành phần (% chất khô) 1 Catechin 30 2 Flavonol 2 3 Các polyphenol khác 8 4 Amino acid và theanine 6 5 Peptid/protein 6 6 Acid hữu cơ 2 7 Glucid 11 8 Lipid 3 9 Caffeine và các methylxanthine khác 3 10 Chất khoáng 10 1 1. Hợp chất phenol Hợp chất phenol có đặc tính dễ bị oxy hoá dưới tác dụng của enzyme và được cung cấp oxy đầy đủ, là sản phẩm của quá trình quang hợp, do đó, nó bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như mức độ sinh trưởng của lá, chế độ bón phân, cường độ chiếu sáng.
Nhóm các hợp chất polyphenol là thành phần được quan tâm nhiều nhất trong trà.Cấu tử chính chiếm đa số là các catechin (C, EC, EGCG, EGC, ECG…). Ngoài ra, trong thành phần polyphenol của trà còn có một số chất khác với tỉ lệ thấp như các flavonol (quercetin, kaempferon, rutin…), các dẫn xuất glycoside, các leucoanthocyanin, theaflavin, thearubigin. Flavanol (catechin) Falavanol(catechin) là những hợp chất phenol chủ yếu có trong lá trà tươi.Thông thường, các hợp chất catechin bao gồm (+)-catechin (+C), epicatechin (EC), epigallocatechingallate (EGCG) và epicatechingallate/epigallocatechin (ECG/EGC). Một lượng nhỏ các catechin khác như epicatechin-3-(3-O-methylgallate), epigallocatechin-(3- O-methylgallate), epigallocatechin-3-O-caffeoate và epiafzelechin-3-O-gallate trong lá trà tươi; epiafzelechin-3-O-gallate, epicatechin-3-O(4-O-methylgallate), epicatechin-3-O- p-hydroxybenzoate và epigallocatechin-3-O-cinnamate trong trà ôlong;pigallocatechin- 3,39-di-O-gallate,epigallocatechin-3,4’-di-O-gallate trong trà xanh.
Hàm lượng catechin trong các loại trà khác nhau nhiều.Trong trà đen, hàm lượng catechin là rất nhỏ, trong khi đó hàm lượng catechin trong trà Darjeeling (một loại trà của Ấn Độ) là trên 10%. Phản ứng quan trọng nhất trong quá trình sản xuất trà đen hoặc trà ôlong là phản ứng chuyển flavanol thành theaflavin (TFs) và thearubigin (TRs), do đó, làm giảm đáng kể lượng catechin trong trà đen. Thông thường, chỉ có một lượng nhỏ catechin trong trà đen, tuy nhiên, trong trà Darjeeling đen hàm lượng catechin cao như trong trà xanh. Flavonol glycoside: những thành phần này tồn tại với hàm lượng rất nhỏ trong lá trà, chúng tồn tại ở cả hai dạng flavonol tự do và glycoside.
Những hợp chất flavonol có thể tham gia phản ứng oxy hóa trong quá trình sản xuất trà. 2 Gallicacid: tồn tại trong lá trà và tham gia vào các phản ứng oxy hóa trong trà. Gallic acid và quinic acid được tổng hợp thông qua con đường shikimate/arogenate.Enzyme chính để tổng hợp shikimic acid được tìm thấy trong trà. Carbohydrate đóng vai trò qua trọng như là một tiền chất của shikimic acid, do myo- inositol và glucose kết hợp tạo thành catechin.
Gallic acid và quinic acid cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành este với nhiều loại polyphenol. Bảng 1-2: Thành phần catechin trong các loại trà (g/100g chất khô) Epigallo- Epigallocatechin Epicatechin Loại trà Epicatechin Tổng catechin gallate gallate Darjeeling 0.9 Nhật Bản Xanh, 4.6 Assam Trà xanh 0.0 hợp Nguồn Spiller, 1998. Methylxanthine Caffeine: hàm lượng caffeine trong trà phụ thuộc vào tất cả các yếu tố làm thay đổi thành phần trong cây trà. Khi tăng hàm lượng nitơ trong phân bón có thể làm tăng đến 40% caffeine.
Giống trà, mùa vụ và vị trí lá trà khi thu hoạch cũng ảnh hưởng đến hàm lượng caffeine trong trà,Camellia sinensis var. sineniscó hàm lượng caffeine tương đối thấp hơn Camellia sinensis var. Theobromine: hàm lượng theobromine trong trà thấp hơn caffeine. Hiện nay, có rất ít tài liệu nói về sự biến đổi của theobromine trong sản phẩm trà.Hàm lượng theobromine trong trà thay đổi trong khoảng 0.20% chất khô của lá trà.
Theophylline: hàm lượng theophylline trong trà dưới 0.04% chất khô của lá trà. Amino acid Ngoài những amino acid thông thường lá trà còn chứa những thành phần đặc trưng như theanine (5-N-ethylglutamine). Nó thường chiếm hơn 50% lượng amino acid tự do trong lá trà. Các amino acid ảnh hưởng đến quá trình tạo hương cho trà.
Chất khoáng Hàm lượng kali chiếm khoảng 40% lượng chất khoáng trong lá trà.Ngoài ra, trong lá trà chứa nhiều flo, nhôm và mangan. Hợp chất dễ bay hơi Một lượng lớn các chất bay hơi được tìm thấy trong lá trà tươi. Aldehyde, trans-2- hexanal, cis-3-hexenol và rượu là những thành phần có hàm lượng cao nhất trong lá trà.Tất cả được tạo thành từ cis-3-hexenal, là chất được tổng hợp do việc phân cắt linoleic acid bởi enzyme. Các thành phần tạo hương của lá trà tươi không được nghiên cứu sâu như các thành phần này trong lá trà sau chế biến, tuy nhiên, sự hình thành của một vài nhóm chức trong các thành phần tạo hương cũng được quan tâm nhiều.Một phân đoạn quan trọng của các hợp chất tạo hương tồn tại dưới dạng dẫn xuất glycoside được giải phóng bởi enzyme glucosidase trong lá trong suốt quá trình vò và lên men.Trà và sức khoẻ con người Nhiều công trình đã nghiên cứu về tác dụng của trà và các hợp chất trích ly từ trà sử dụng trong việc điều trị nhiều loại bệnh như ung thư, bệnh về tim mạch, tiểu đường, béo phì, sỏi thận, bệnh đường tiêu hoá… 1.
Tác dụng chống ung thư Theo các kết quả nghiên cứu invivo, các kết quả nghiên cứu trên động vật như thỏ, chuột thì cho kết quả rất tốt về việc ngăn chặn tế bào ung thư khi sử dụng các hợp chất catechin từ trà. Các chất trích ly từ trà như EGCG, ECG, EGC có khả năng tương tác, ngăn chặn và hạn chế quá trình khơi mào hình thành và phát triển của tế bào ung thư. Trong giai đoạn khơi mào, các hợp chất catechin có khả năng trung hoà các tác nhân làm biến đổi cấu trúc ADN, ngăn chặn sự tạo thành nitrosamin, amin dị vòng (những tác nhân có thể gây ung thư). Trong giai đoạn bắt đầu quá trình ung thư, EGCG có khả năng ức chế AP-1-chất dẫn truyền khơi mào cho sự phát triển của tế bào ung thư da, ngăn chặn protein kinase – enzyme tăng cường sự phát triển của tế bào ung thư, ức chế hoạt động của telomerase, giúp làm giảm thời gian sống của tế bào ung thư.
Khi quá trình ung thư diễn ra, EGCG có tác dụng ức chế hoạt động của urokinase – một enzyme đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển và biến đổi của tế bào ung thư. Khả năng chống oxy hoá Trà xanh và trà đen có tác dụng bảo vệ cơ thể chống lại các tổn thương do các tế bào hồng cầu bị oxy hoá dưới tác động của nhiều tác nhân oxy hoá như H2O2, 2,2’-azobis(2- amidinopropane) dihydrochloride (AAPH), phenylhdrazine (PHx), primaquine, Cu 2+- ascorbic acid và hệ oxy hoá xanthine/xanthine oxydase. Hoạt tính chống oxy hoá của các catechin trong trà, tính theo tỷ lệ mol, trong thử nghiệm chống lại sự hình thành các gốc tự do DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) xếp theo trật tự giảm dần như sau: epicatechin gallate ≈ epigallocatechin gallate > epigallocatechin > gallic acid > epicatechin ≈ catechin (thử nghiệm trong môi trường 5 nước). Hoạt tính vô hiệu hoá các gốc DPPH tương xứng với số nhóm –OH trong catechin.
Khi tiến hành thử nghiệm khả năng chống oxy hoá của hợp chất catechin trong môi trường lipid như chống oxy hoá các acid béo, quét các gốc tự do như hydroxyl, superoxyl, các hợp chất catechin đều thể hiện khả năng phản ứng rất mạnh. Đối với khả năng quét gốc tự do hydroxyl, các catechin có thể sắp xếp theo trật tự sau: ECG > EC > EGCG >> EGC. Đối với khả năng ức chế quá trình peroxide lipid, các catechin có thể sắp xếp EGCG > ECG > EGC > EC. Một số tác dụng khác Nước trà có tác dụng làm chắc răng, do trong thành phần của nó chứa một lượng khá lớn flouride tự nhiên.
Vì vậy trà được sử dụng nhiều trong kem đánh răng chiết xuất từ trà xanh, kem dưỡng da, nước hoa, kem tan mỡ, giảm béo. Do có nguồn gốc từ thiên nhiên, an toàn nên các chất từ trà cũng được sử dụng như một phụ gia chống oxy hoá thay thế cho BHT, BHA.Trà hoà tan 1. Quy trình công nghệ sản xuất trà hoà tan Quy trình công nghệ sản xuất trà hòa tan được trình bày trong Hình 1-1. Thuyết minh quy trình công nghệ Quy trình sản xuất trà hoà tan trải qua các quá trình như sau: - Trà vụn được đem trích ly bằng nước nóng nhằm thu được dịch trích có hàm lượng chất khô hoà tan và polyphenol cao nhất.
- Hỗn hợp sau trích ly được đem lọc bỏ bã chuẩn bị cho quá trình cô đặc tiếp theo. - Cô đặc dịch trích trà sau lọc làm tăng nồng độ chất khô của dịch trà, chuẩn bị cho quá trình sấy phun. - Dịch trà sau cô đặc được phối trộn nguyên liệu phụ như maltodextrin, sau đó đem sấy phun tạo dạng bột. - Bột trà sau sấy phun được phối trộn với đường làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, kế tiếp sẽ được bao gói tạo sản phẩm trà hoà tan.
6 Quy trình sản xuất trà hoà tan trải qua rất nhiều quá trình với những tổn thất và tiêu hao năng lượng khác nhau. Tuy nhiên, quá trình cô đặc nhiệt gây tổn thất polyphenol và tiêu hao năng lượng nhiều nhất. Do đó, cần có các nghiên cứu ứng dụng những phương pháp cô đặc mới có thể khắc phục được những hạn chế này của phương pháp cô đặc nhiệt. Trà vụn Nước Trích ly Lọc Bã Cô đặc Nguyên liệu phụ Phối trộn Sấy phun Đường Phối trộn Bao gói Bao bì Trà hoà tan Hình 1-1: Quy trình công nghệ sản xuất trà hoà tan 1.Kỹ thuật NF (nanofiltration – NF) 1.
Giới thiệu Kỹ thuật NF (kỹ thuật lọc nano)là sự chuyển tiếp giữa kỹ thuật lọc thẩm thấu ngược (RO) và siêu lọc (UF), mang những đặc tính trung gian của hai kỹ thuật này. Màng 7 membrane NF dùng để phân riêng các hợp chất hữu cơ, các saccharides, các ion đa hóa trị… Khối lượng phân tử phân riêng (MWCO) của cấu tử di chuyển qua màng NF dao động trong khoảng 100 – 1000 Da. Trên bề mặt của màng NF có thể được tích điện âm hoặc điện dương bằng cách cho phân ly trên bề mặt màng các dẫn xuất sulphonate hoặc carboxyl (Rautenbach & Groschl, 1990).
