CHƯƠNG 1: TÔNG 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% tong lượng poyphenol trong trà nguyên liệu bị oxy hoá.Dịch trích của trà xanh có màu xanh côm non hoặc xanh ánh vàng, hương lá tươi, vị chát và đăng rõ nhưng có hậu vi ngọt. Trong quy trình công nghệ sản xuất trà xanh, các enzyme đã bị ức chế ngay từ giai đoạn dau 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 ham lượng catechin trong tra xanh cao nên trà xanh có nhiều giá trị được tính quý. Bảng 1-1: Thành phan hoá học của trà xanh TT Thành phần Ham mong (% chat khô) I | Catechin 30 2 | Flavonol 2 3 | Cac polyphenol khác 8 4 | Amino acid va theanine 6 5 | Peptid/protein 6 6 | Acid hữu cơ 2 7 | Glucid II 8 | Lipid 3 9 | Caffeine va cac methylxanthine khac 3 10 | Chat khoang 10 1.
Hợp chất phenol Hợp chất phenol có đặc tính dễ bị oxy hoá dưới tác dụng của enzyme và được cung cấp oxy day đủ, là sản phẩm của quá trình quang hợp, do đó, nó bi ảnh hưởng bởi các yếu tô như mức độ sinh trưởng của lá, chế độ bón phân, cường độ chiều sang. Nhóm các hop chat polyphenol là thành phan được quan tâm nhiều nhất trong tra.Cau tử chính chiếm đa số là các catechin (C, EC, EGCG, EGC, ECG. Ngoài ra, trong thành phan polyphenol của tra còn có một số chất khác với ti lệ thấp như các flavonol (quercetin, kaempferon, rutin.), các dan xuất glycoside, các leucoanthocyanin, theaflavin, thearubigin. Flavanol (catechin) Falavanol(catechin) là những hợp chat phenol chủ yếu có trong lá tra tuoi.
Thong thường, các hop 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 va epigallocatechin-3-O-cinnamate trong tra dlong;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 An Ðộ) là trên 10%. Phan ứng quan trọng nhất trong quá trình sản xuất tra 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 den hàm lượng catechin cao như trong trà xanh. Flavonol glycoside: những thành phan này ton tại với hàm lượng rất nhỏ trong lá trà, chúng ton tại ở cả hai dạng flavonol tự do va glycoside. Những hop chất flavonol có thể tham gia phản ứng oxy hóa trong quá trình sản xuất trà. Gallicacid: tồn tại trong lá trà và tham gia vào các phản ứng oxy hóa trong trà.
Gallic acid và quinic acid được tổng hop thông qua con đường shikimate/arogenate.Enzyme chính để tong 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 va 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. Bang 1-2: Thanh phan catechin trong các loại trà (ø/100ø chat khô) Epigallo- Epigallocatechin | Epicatechin : Loại trà Epicatechin Tông catechin gallate gallate Darjeeling | 0.9 Nhat Ban Xanh, 4.6 Assam Tra xanh 0.0 Op Nguôn Spiller, 1998.
Methylxanthine Caffeine: hàm lượng caffeine trong tra phụ thuộc vảo tất cả các yếu tổ làm thay đổi thành phan trong cây trà. Khi tăng hàm lượng nito trong phân bón có thé làm tăng đến 40% caffeine. Giống trà, mùa vụ va vi tri lá trà khi thu hoạch cũng ảnh hưởng đến hàm lượng caffeine trong tra,Camellia sinensis var. sineniscó hàm lượng caffeine tương đối thấp hon Camellia sinensis var.
Theobromine: hàm lượng theobromine trong trà thấp hon caffeine. Hiện nay, có rat it tài liệu nói về sự biến đối của theobromine trong sản phẩm trà.Hàm lượng theobromine trong trà thay đối 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 phân 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 tra.Ngoai ra, trong lá trà chứa nhiều flo, nhôm và mangan. Hợp chất dễ bay hơi Một lượng lớn các chất bay hơi được tim 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 chat được tong hop do việc phân cat linoleic acid boi enzyme. Các thành phan tao hương của lá trà tươi không được nghiên cứu sâu như các thành phan này trong lá tra sau chế biến, tuy nhiên, sự hình thành của một vai nhóm chức trong các thành phan tạo hương cũng được quan tâm nhiễu.Một phân đoạn quan trọng của các hợp chất tạo hương tôn tại dưới dang dẫn xuất glycoside được giải phóng bởi enzyme glucosidase trong lá trong suôt 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 mach, tiêu đường, béo phì, sỏi thận, bệnh đường tiêu hoá. 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 bao 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 va hạn chế quá trình khơi mảo hình thành và phát triển của tế bào ung thư. Trong giai đoạn khơi mào, các hop chất catechin có khả năng trung hoà các tác nhân làm biến đổi cau trúc ADN. ngăn chan sự tạo thành nitrosamin, amin di vòng (những tác nhân có thé gây ung thư). Trong giai đoạn bat đầu quá trình ung thư, EGCG có khả năng ức chế AP-1-chat 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 trong trong quá trình phát triển và biến đối của tế bao ung thư. Khả năng chống oxy hoá Trà xanh va tra đen có tác dụng bảo vệ co thé chống lại các tôn thương do các tế bao hồng cau bị oxy hoá dưới tác động của nhiều tác nhân oxy hoá như H¿O;, 2,2’-azobis(2- amidinopropane) dihydrochloride (AAPH), phenylhdrazine (PHx). primaquine, Cu”- 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 dan 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 kha năng chống oxy hoá của hợp chat 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 rang, do trong thành phan 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 sốc từ thiên nhiên, an toàn nên các chất từ trà cũng được sử dụng như một phụ gia chỗng oxy hoá thay thé cho BHT, BHA.Tra hoa 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 ham 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 say phun. - Dịch trả sau cô đặc được phối trộn nguyên liệu phụ như maltodextrin, sau đó đem say phun tạo dang bột.
- Bột tra 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. Quy trình sản xuất trà hoa tan trải qua rất nhiều quá trình với những tồn that và tiêu hao năng lượng khác nhau. Tuy nhiên, quá trình cô đặc nhiệt gây tốn 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 nhiét. Trích ly i Co dac Phối trộn Vv Say phun Ỷ Phối trộn Bao gói Ỳ Trà hoà tan Hình 1-1: Quy trình công nghệ sản xuất trà hoà tan 1.Ky thuật NF (nanofiltration — NF) 1. Giới thiệu Kỹ thuật NF (kỹ thuật lọc nano)là sự chuyền tiếp giữa kỹ thuật lọc thâm thấu ngược (RO) và siêu lọc (UF), mang những đặc tính trung gian của hai kỹ thuật này. Màng membrane NF dùng để phân riêng các hop chất hữu co, các saccharides, các ion đa hóa trị.
Khối lượng phân tử phân riêng (MWCO) của cau tử di chuyển qua mang NF dao động trong khoảng 100 — 1000 Da. Trên bề mặt của màng NEF có thé được tích điện âm hoặc điện dương băng cách cho phân ly trên bề mặt màng các dẫn xuất sulphonate hoặc carboxyl (Rautenbach & Groschl, 1990).