Công nghệ chế biến trà, cà phê, ca cao công nghệ sản xuất chè Đen

Trong đó: + Camelia Thea: Chi chè +Camelia Thea sinensis: Loài chè Chè đen là loại chè được sản xuất theo quy trình công nghệ mà trong đó, thành phầncatechin sẽ bị oxy hóa thông qua quá

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HỌC PHẦN

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN TRÀ, CÀ PHÊ, CA

CAO CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHÈ ĐEN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HỌC PHẦN

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN TRÀ, CÀ PHÊ, CA CAO

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHÈ ĐEN

TP HỒ CHÍ MINH, 2020

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC HÌNH ẢNH ii

DANH MỤC BẢNG BIỂU iii

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 4

1.1 Tổng quan về chè đen 4

1.1.1 Khái niệm về chè đen: 4

1.1.2 Tình hình sản xuất tại Việt Nam: 4

1.1.3 Nguyên liệu để làm nên chè đen: 5

1.1.4 Công dụng của chè đen 5

1.2 Tiêu chí đánh giá chè đen 6

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 9

CHƯƠNG 3 THUYẾT MINH QUY TRÌNH 10

3.1 Phân loại và làm sạch 10

3.2 Làm héo 10

3.3 Vò chè 13

3.4 Lên men 16

3.5 Phân loại chè 22

3.5.1 Giới thiệu về chè xanh, chè đen truyền thống 22

3.5.2 Giới thiệu các thiết bị sử dụng trong phân loại chè xanh, chè đen truyền thống 25

TÀI LIỆU THAM KHẢO 30

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Làm héo tự nhiên 12

Hình 2: Làm héo nhân tạo 12

Hình 3: Sơ đồ công nghệ phương pháp OTD 14

Hình 4: Mẹt sấy chè 23

Hình 5: Nguyên lí cấu tạo máy sàng rung 26

Hình 6: Máy sàng bằng 26

Hình 7: Nguyên lí hoạt động máy cắt, cán 28

Hình 8: Nguyên lí cấu tạo quạt phân cấp 29

ii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Định hướng chiến lược phát triển chè VN đến năm 2010 5Bảng 2: Yêu cầu hóa học đối với chè đen 8

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

1.1 Tổng quan về chè đen

1.1.1 Khái niệm về chè đen:

Tên khoa học của cây chè là Camelia sinensis (L) var O.kuntze.

Trong đó:

+ Camelia (Thea): Chi chè

+Camelia (Thea) sinensis: Loài chè

Chè đen là loại chè được sản xuất theo quy trình công nghệ mà trong đó, thành phầncatechin sẽ bị oxy hóa thông qua quá trình lên men Các sản phẩm oxy hóa polyphenol

sẽ tạo cho sản phẩm chè đen có nước đặc trưng Chè đen thường có hàm lượngcatechin thấp do đã bị oxy hóa thành thearubigin và theaflavin Vị đắng của chè đenthường thấp

1.1.2 Tình hình sản xuất tại Việt Nam:

Ở Việt Nam chè có hai dạng: cây chè vườn hộ gia đình vùng châu thổ Sông Hồng vàcây chè rừng ở miền núi phía Bắc

+ Sau 1945 đến nay: Nhà nước xây dựng nông trường quốc doanh và hợp tác xã nôngnghiệp trồng chè, chè đen OTD xuất khẩu sang Liên Xô – Đông Âu, và chè xanh xuấtkhẩu sang Trung Quốc

Bảng 1: Định hướng chiến lược phát triển chè VN đến năm 2010.

1.1.3 Nguyên liệu để làm nên chè đen:

Có nhiều loại giống chè: Camellia sinensis assamica, Camellia sinensis sinensis, Camellia sinensis-L var shan,….nhưng thông thường Camellia sinensis assamica

được cho vào sản xuất chè đen, do giống chè có lá lớn và phát triển ở nhiệt độ khí hậu

ấm áp, xuất hiện ở các nước nhiệt đới

Ở Việt Nam, Camellia sinensis-L var shan được chọn làm chè đen vì mỏng mềm,phân cành cao, chịu khí hậu lạnh, lá có răng cưa, nhỏ và dày, búp to cho năng suất caothích hợp sản xuất chè đen

Sản phẩm chè đen được sản xuất từ đọt chè tươi theo quy trình công nghệ chế biến 1.1.4 Công dụng của chè đen

Hỗn hợp tanin trong chè có khả năng giải khát, chữa một số bệnh đường ruột như tả,

lỵ, thương hàn Catechin có trong chè làm vững các mao mạch

Cafein và một số hợp chất alcaloit khác (theobromin, theophelin) có trong chè lànhững chất có khả năng kích thích hệ thần kinh trung ương, kích thích vỏ đại não làmtinh thần minh mẫn, tăng cường sự hoạt động của các cơ trong cơ thể, nâng cao nănglực làm việc, giảm bớt căng thẳng

Chè chứa nhiều vitamin A, B1, B2, B6, P, PP và nhiều nhất là vitamin C

Đặc biệt phát hiện mới nhất là trong chè có tác dụng chống dược chất Stronti – chấtphóng xạ

Ngoài ra chè còn cung cấp cho chúng ta một nguồn năng lượng và khoáng chất nhấtđịnh Tuy nhiên uống quá nhiều, hàm lượng tanin sẽ hạn chế việc hấp thu sắt của cơthể gây ra thiếu máu Ngoài ra, uống nhiều chè có thể gây rối loạn tiêu hóa, gây chứngtáo bón hoặc uống chè khi đoi thì sẽ nôn nao, run rẩy, hay còn gọi là say chè

1.2 Tiêu chí đánh giá chè đen

Tiêu chuẩn đánh giá

+ TCVN 1454:2013 (ISO 3720:2011) – do Cục chế biến, Thương mại nông lâm thủysản và nghề muối biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổngcục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và công nghệ công bố

Phạm vi áp dụng:

+ Tiêu chuẩn này quy định các bộ phận cây chè phù hợp cho sản xuất chè đen dùnglàm đồ uống và các yêu cầu hóa học đối với chè đen, làm căn cứ xác định sự phù hợpvới thực hành sản xuất tốt

+ Tiêu chuẩn này cũng quy định các yêu cầu về đóng gói và ghi nhãn đối với chè đenđựng trong các vật chứa

+ Tiêu chuẩn này không áp dụng cho chè đen đã khử cafein hoặc chè đen được ướphương

Tài liệu viện dẫn:

+ TCVN 5084:2007 (ISO 01576:1988), Chè – Xác định tro tan và tro không tan trong nước.

+ TCVN 5085-90 (ISO 1578:1975), Chè – Xác định độ kiềm của tro tan trong nước + TCVN 5086:1990 (ISO 3103:1980), Chè – Chuẩn bị nước pha để thử cảm quan + TCVN 5087-90 (ISO 6087:1982), Chè đen – Thuật ngữ và định ngữ.

+ TCVN 5103 (ISO 5498), Nông sản thực phẩm – Xác định hàm lượng chất xơ thô – Phương pháp chung.

+ TCVN 5609 (ISO 1839), Chè – Lấy mẫu.

+ TCVN 5610 (ISO 9768), Chè – Xác định hàm lượng chất chiết trong nước + TCVN 5611 (ISO 1575), Chè – Xác định tro tổng số.

+ TCVN 5612 (ISO 1577), Chè – Xác định tro không tan trong acide.

+ TCVN 5613 (ISO 1573), Chè – Xác định hao hụt khối lượng 103°C.

+ TCVN 5714 (ISO 15598), Chè – Xác định hàm lượng chất xơ.

+ ISO 1572, Chè – Chuẩn bị mẫu nghiền đã biết hàm lượng chất khô.

+ ISO 14502-1, Xác định các đặc tính, tính chất của chè xanh và chè đen – phần 1: Polyphenol tổng số trong chè – Phương pháp đo màu sử dụng thuốc thử Folin – Ciocalteu.

Yêu cầu chung: chè không có hiện tượng hư hỏng và không bị nhiễm tạp chất lạ Nướcchè khi đánh giá phải tuân thủ quy định tron TCVN 5086 (ISO 3103) Việc đánh giá

6

phải được thực hiện trong báo cáo thử nghiệm, sử dụng thuật ngữ và định nghĩa trongTCVN 5087 (ISO 6078)

Yêu cầu hóa học:

Chè phải được đáp ứng theo các yêu cầu được quy định tại Bảng 1, trong đó các sốliệu đưa ra được biểu thị theo sản phảm đã sấy khô ở nhiệt độ 103°C ± 2°C bằngphương pháp được quy định trong TCVN 5613 (ISO 1573)

Không giới hạn nào quy định cụ thể về độ ẩm của chè thu được Nếu cần, có thể xácđịnh khối lượng hao hụt thực của mẫu chè ở 103°C vầ kết quả được ghi lại trong báocáo thử nghiệm Trong trường hợp đó việc xác định được thực hiện theo phương phápquy định trong TCVN 5613 (ISO 1573)

Đặc tính Yêu cầu Phương pháp thửChất chiết trong nước,

% khối lượng không

TCVN 5611 (ISO 1575)

Tro tan trong nước, %

khối lượng của tro tổng

số không nhỏ hơn 45

TCVN 5084 (ISO 1576)

Độ kiềm của tro tan

trong nước (tính theo

KOH), % khối lượng

Không lớn hơn

Không nhỏ hơn

1,0a3,0a

TCVN 5085 (ISO 1578)

Tro không tan trong

acid, % khối lượng

là 16,5% khối lượng sẽ không thay đổi dù sử dụng bất kỳ phương pháp nào

Bảng 2: Yêu cầu hóa học đối với chè đen

8

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất trà đen

Sàng

CHƯƠNG 3 THUYẾT MINH QUY TRÌNH

3.1 Phân loại và làm sạch

Mục đích công nghệ: chuẩn bị.

Phân loại và làm sạch nhằm loại bỏ tạp chất trong nguyên liệu Thông thường thìnguyên liệu búp chè đem vào chế biến có thể bị lẫn cành, lá già hoặc các loại tạpkhác Việc loại bỏ các tạp chất trong nguyên liệu chè sẽ góp phần nâng cao chấtlượng của sản phẩm trà xanh

Các biến đổi của nguyên liệu:

Đây là những quá trình vật lý Do đó, trong giai đoạn phân loại và làm sạch, xảy rachủ yếu các biến đổi vật lý để giảm bớt lượng tạp chất trong khối nguyên liệu búpchè ban đầu Tuy nhiên, trong búp chè còn chứa rất nhiều enzyme nên các biến đổihóa sinh (phản ứng oxy hóa) và biến đổi sinh học (quá trình hô hấp) cũng vẫn diễnra

Thiết bị và thông số công nghệ:

Quá trình làm sạch thường được thực hiện trên các băng tải làm sạch Công nhân sẽtrực tiếp kiểm tra và loại bỏ các tạp chất có trong nguyên liệu Cuối băn chuyền cógắn nam châm điện nhằm tách loại tạp chất kim loại còn sót lại để tránh ảnh hưởngđến những quá trình sau

3.2 Làm héo

Mục đích công nghệ : chuẩn bị.

Trong lá trà nguyên liệu, hàm lượng ẩm khá cao, quá trình làm héo sẽ làm giảm

ẩm, tăng nồng độ cơ chất tăng phản ứng oxy hóa do hệ enzyme có trong lá chè xúctác Khi bị mất ẩm, lá chè sẽ thay đổi tính chất cơ lý, tạo ra những tính chất vật lýcần thiết để quá trình vò chè được tiến hành thuận lợi Ngoài ra, các biến đổi hóahọc trong quá trình làm héo sẽ tạo ra các cơ chất cần thiết để chuẩn bị cho quá trình

xử lí tiếp theo trong quy trình sản xuất

Làm héo là quá trình quyết định sự thành công hoặc thất bại của quy trình chế biếntrà có lên men, nhất là trà đen

Yêu cầu của nguyên liệu sau quá trình này phải có mức độ héo của mọi búp chèđồng đều nhau, cuộn búp chè héo không bẻ gãy được và khi nắm các lá chè héotrong tay thì lá chè phải kết lại thành nắm được

Chế độ làm héo gồm các thông số là nhiệt độ không khí, độ ẩm tương đối củakhông khí, vận tốc của không khí, độ dày lớp chè và thời gian làm héo Chúng sẽphụ thuộc vào đặc tính của nguyên liệu (độ non già của nguyên liệu), phương pháplàm héo và yêu cầu của quy trình công nghệ sản xuất chè đen

Các biến đổi của nguyên liệu

Vật lý: Trong quá trình làm héo, khi lượng nước thoát ra đến một mức độ nào đó,các nguyên sinh chất trong tế bào mất tính háo nước và không còn khả năng hút ẩm

10

trở lại, lá trà héo không thể khôi phục lại lực trương đã mất Khi đó, lá chè và cọngchè trở nên dài hơn Quá trình làm héo làm giảm khối lượng (do mất nước) và thểtích của khối lá chè.

Hóa học và hóa sinh: Quá trình làm héo làm thay đổi hoạt lực enzyme Thôngthường hoạt lực của enzyme oxidase và catalase sẽ giảm, hoạt lực của peroxidase

và amylase sẽ tăng, còn hoạt lực của invertase tăng hay giảm tùy theo phương pháplàm héo Trong quá trình làm héo, các biến đổi do hô hấp và thủy phân diễn ra khámạnh Các phản ứng oxy hóa diễn ra không nhiều và phụ thuộc vào nguyên liệucũng như phương pháp làm héo Trong giai đoạn này, hàm lượng của polyphenolgiảm khoảng 1-2% Ngoài ra, trong giai đoạn này, hàm lượng các hợp chất sinh ra

từ các quá trình thủy phân như acid amin, đường mạch ngắn sẽ tăng lên Đây làthành phần quan trọng, ảnh hưởng đến quá trình hình thành các hợp chất tạo hươngcho chè thành phẩm sau này Dưới tác dụng của enzyme proteaza, protein bị thủyphân tạo thành các hợp chất chứa nito hòa tan ở dạng axit amin, những axit aminđược giải phóng ra khỏi protein sẽ tham gia vào quá trình tạo hương và màu chochè Trong giai đoạn này, một số thành phần sễ bị oxy hóa như vitamin C cũnggiảm đi đáng kể

Tùy thuộc vào loại trà đen mà quá trình làm héo kết thúc với độ ẩm lá chè sẽ khácnhau Nếu là làm héo để sản xuất trà đen truyền thống (Orthodox) thì độ ẩm củachè sau làm héo khoảng 60%w/w)

Thiết bị và thông số công nghệ:

Làm héo có thể thực hiện tự nhiên bằng cách phơi nắng, hong gió, làm héo nhântạo bằng quạt hoặc làm héo kết hợp tự nhiên và nhân tạo

Làm héo tự nhiên được thực hiện qua hai bước: phơi nắng và làm héo trong nhà

Do đó, phương pháp này phụ thuộc vào điều kiện khí hậu bên ngoài Ngay sau khihái, lá chè được trải trên nền đất để phơi nắng trực tiếp Dưới tác dụng của nắng vàgió, ẩm thoát nhanh nên phơi nắng thường được áp dụng cho giai đoạn đầu của quátrình làm héo Sau khi phơi nắng, lá chè sẽ được đém vào trong nhà rải xuống đấthay trên các khay bằng tre hay bằng gỗ căng vải Các khay này có thể xếp chồnglên nhau để tiết kiệm diện tích nhà xưởng Khoảng cách giữa các khay khoảng 15

cm, thường hay lắp hơi dốc về phía đường đi Có thể bỏ qua bước phơi nắng, lá chèđược làm héo trực tiếp trong các gian nhà không có tường bao để thông thoáng gió.Phương pháp này thích hợp với các vùng có độ ẩm tương đối của không khí nhỏhơn 70% Phương pháp này có ưu điểm là rẻ tiền nhưng chất lượng bán thànhphẩm không ổn định và tốn thời gian

Hình 1: Làm héo tự nhiên.

Làm héo nhân tạo: Người ta sẽ chủ động điều khiển nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ dichuyển của không khí trên bề mặt lớp chè để tăng tốc quá trình làm héo Đơn giảnnhất là sử dụng các buồng làm héo, chè được xếp trên các giàn và thổi không khíkho, ấm vào buồng Trong các nhà máy lớn, chè được rải trên các băng tải để chạyvào buồng làm héo Nhiệt độ không khí trong buồng làm héo càng cao thì thời gianlàm héo càng giảm Tuy nhiên, để tránh các biến đổi về hương vị, nhiệt độ củabuồng làm héo phải nhỏ hơn 50 C Làm héo nhân tạo có ưu điểm là không phụo

thuộc vào điều kiện thời tiết, tiết kiệm diện tích nhà xưởng, chi phí vận hành thấpnhưng tốn chi phí thiết bị

Hình 2: Làm héo nhân tạo

Để tiết kiệm thời gian và giữ được chất lượng của trà, có thể kết hợp cả hai phươngpháp làm héo tự nhiên và nhân tạo bằng cách định kỳ thổi không khí nóng hoặcmát bằng quạt gió Cần phải lưu ý là không được thổi không khí ẩm vào lớp chè,tốc độ không khí không quá 2-3m/s và nhiệt độ không khí không quá 38oC.Một vấn đề quan trọng trong sản xuất chè là quyết định mức độ làm héo Tùy thuộcnguyên liệu, sản phẩm và quy trình công nghệ mà mức độ làm héo sẽ khác nhau.Trong sản xuất trà đen, dựa vào độ ẩm cuối của nguyên liệu, có thể chia thành 4mức độ làm héo:

- Làm héo ít – Soft wither: Bán thành phẩm có độ ẩm 65-67%: Sản phẩm cònmùi hăng của lá chè tươi, áp dụng cho sản xuất trà đen CTC (cắt – xé – nghiền)của các loại chè Assam và chè vùng Đông Phi

12

- Làm héo bình thường – Medium wither: Bán thành phẩm có độ ẩm 60-65%.Sản phẩm có mùi hương đậm trà CTC (cắt – xé – nghiền) Độ ẩm còn lại vừaphải – áp dụng cho sản xuất trà đen OTD (Orthodox) từ lá chè Assam và chèSrilanka.

- Làm héo nhiều – Hard wither: Độ ẩm bán thành phẩm sẽ là 58-60% Sản phẩm

có mùi thơm hoa quá đặc trưng, ẩm thoát ra nhiều trong quá trình làm héo.Phương pháp này áp dụng cho các loại lá chè ở vùng cao của Srilanka

- Làm héo rất nhiều – Very hard wither: Sản phẩm có mùi hương rất đặc biệt.Lượng ẩm mất rất nhiều trong quá trình làm héo, đến mức lá chè trở nên quákhô nên phản ứng oxy hóa khó xảy ra và giữ lại màu xanh cho trà Phương pháp

này áp dụng trong sản xuất trà ở Darjeelings và Nepals.

Kiểm tra mức độ làm héo chè:

- Bằng phương pháp cảm quan: cuộn của búp chè héo không thể bẻ gẫy được

- Bằng kinh nghiệm thực tế: cầm nắm lá chè đã làm héo xong, nắm chặt trong lòngbàn tay hoặc vò bằng hai tay sau đó nắm chặt lại rồi mở xòe ra Nếu chè héo đạtthì búp chè không duỗi thẳng ra nhiều, nếu duỗi ra nhanh thì không đạt

3.3 Vò chè

Mục đích công nghệ : tương tự như trong sản xuất trà xanh Ngoài ra, vò chè trong

sản xuất trà đen còn có thêm mục đích chuẩn bị cho quá trình lên men

Các biến đổi của nguyên liệu:

Vật lý: Trong quá trình vò chè, dưới tác dụng của lực cơ học thành tế bào của láchè sẽ bị phá vỡ ra, dịch bào sẽ thoát ra bề mặt của lá chè làm tăng khả năng kếtdính Khối chè bị vò sẽ thay đổi thể tích, kích thước Các phần lá có độ non khácnhau sẽ thay đổi về thể tích, kích thước Các phần lá có độ non khác nhau sẽ biếnđổi khác nhau nên chúng dần bị tách riêng thành từng phần riêng biệt Sau mỗi lần

vò, việc tiến hành phân loại sẽ tách riêng từng phần thành búp chè theo độ non.Đồng thời dưới tác dụng của lực ma sát, có hiện tượng tăng nhiệt độ (Phụ thuộcvào cường độ vò mà mức tăng nhiệt độ thay đổi, thông thường khoảng 4-6oC).Hóa lý: Biến đổi hóa lý quan trọng nhất trong giai đoạn này là hiện tượng hấp phụoxy trong khối chè Lượng oxy hấp phụ trong giai đoạn vò chè chiếm tỷ lệ 70%tổng lượng oxy cần thiết trong quá trình lên men chè

Hóa học và hóa sinh: Trong quá trình vò chè, do hiện tượng dịch bào thoát ra bềmặt của lá chè nên một số thành phần dễ bị oxy hóa như polyphenol, chlorophyl,vitamin C,… sẽ bị oxy hóa do tiếp xúc với oxy Mức độ oxy hóa phụ thuộc vàohoạt lực của enzyme trong chè, mức độ của chè và khả năng tiếp xúc với oxy Quátrình lên men do hai men oxy hóa khử là polyphenol oxidase và peroxidase có sựtham gia của oxi không khí

Phương pháp thực hiện:

Trà đen Orthodox: Trà đen Orthodox được vò tương tự như sản xuất trà xanh theo