Luận án tiến sĩ nghiên cứu sự biến đổi thành phần một số chất tạo mùi trong chế biến chè đen (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HOÀNG QUỐC TUẤN NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN MỘT SỐ CHẤT TẠO MÙI TRONG CHẾ BIẾN CHÈ ĐEN Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã số: 62540101 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Hà Nội – 2017 Công trình hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THỊ MINH TÚ PGS.TS NGUYỄN DUY THỊNH Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm ……… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội Thư viện Quốc gia Việt Nam PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Việt Nam nước có sản lượng chè lớn xuất nhiều nước giới Tuy nhiên, thị trường xuất chủ yếu tập trung vào nước thuộc khu vực Trung Đông Châu Á Pakistan Đài Loan v.v Trong lượng chè xuất đến nước Châu Âu thấp không đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn chất lượng an toàn Do nhu cầu phát triển thị trường nâng cao lợi nhuận cho ngành chè, nhà nước doanh nghiệp đầu tư kinh phí cho nhiều đề tài dự án để phát triển nhiều loại giống chè, nghiên cứu công nghệ chế tạo cải tiến trang thiết bị v.v nhằm sản xuất chế biến sản phẩm chè chất lượng Các nghiên cứu dự án chủ yếu chia thành ba hướng sau: - Nông nghiệp: Nghiên cứu phát triển giống chè chất lượng cao, bao gồm nghiên cứu đánh giá thành phần hóa học giống chè sử dụng, nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện canh tác đến chất lượng chè - Chế biến : Nghiên cứu cải tiến công nghệ thiết bị - Thị trường phát triển sản phẩm: Nghiên cứu phát triển sản phẩm có giá trị từ chè, áp dụng hệ thống quản lý chất lượng xây dựng thương hiệu chè, v.v Kết nghiên cứu phát triển giống chè năm qua đem lại cho nước ta lượng giống chè đa dạng với 173 loại giống cho chất lượng suất cao với hương vị đặc biệt thị trường giới ưa chuộng như: Shan, PH11, LDP1, LDP2, PT14 giống chè nhập nội như: PT95, Bát tiên, Ngọc Thúy, Kim Tuyên, Ô Long Thanh tâm, v.v để thay dần giống chè Trung du có suất thấp chất lượng sản phẩm không cao Sảm phẩm chè Việt Nam chủ yếu chè đen chiếm tỉ lệ 63% (trong có khoảng 60% chè đen Orthodox 3% chè CTC), lại chè xanh hương loại 37% Do đó, đối tượng chè đen quan tâm thực nhiều nghiên cứu để sản xuất loại chè chất lượng cao.Các kết công bố liên quan đến thành phần hóa học cho thấy nghiên cứu chủ yếu phân tích hàm lượng thành phần loại polyphenol số thành phần caffein, axít amin tổng số v.v có chè thuộc giống chè khác Trong đó,các nghiên cứu cải tiến công nghệ thiết bị tập trung vào nghiên cứu chế tạo thiết bị công đoạn héo, lên men phân loại chè đen Kết áp dụng thực tế kết nghiên cứu thiết bị cho thấy góp phần nâng cao chất lượng chè đen Tuy nhiên, bên cạnh nội dung nghiên cứu phát triển giống chè cải tiến thiết bị, hướng nghiên cứu chuyên sâu biến đổi sinh hóa trình chế biến chè đen làm sở khoa học cho nghiên cứu đổi công nghệ nhằm nâng cao chất lượng cần nghiên cứu cách đầy đủ Đã có nhiều kết nghiên cứu trình biến đổi sinh hóa nhóm chất polyphenol liên quan đến tính chất màu vị sản phẩm chè đen công bố Nhưng nghiên cứu liên quan đến nhóm chất tạo nên tính chất mùi sản phẩm chè đen hạn chế, đặc biệt nghiên cứu nước đối tượng chè Việt Nam Do đó, việc tiến hành nghiên cứu nhóm chất có liên quan đến tạo mùi cho sản ảnh hưởng chúng điểm cảm quan mùi sản phẩm chè đen cần thiết Kết nghiên cứu góp phần định hướng giúp nhà nông học vận dụng để chọn giống chè nhằm rút ngắn thời gian tạo giống theo định hướng sản phẩm có mùi thơm tốt từ việc phân tích tiền chất từ non Các nhà công nghệ vận dụng để tìm cách hạn chế chuyển hóa bất lợi tăng cường chuyển hóa có lợi để sản phẩm có chất lượng cảm quan mùi tốt Xuất phát từ vấn đền trên, đề tài “Nghiên cứu biến đổi thành phần số chất tạo mùi chế biến chè đen” tiến hành nhằm tìm sở khoa học biến đổi thành phần tiền chất thành phần bay có ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan mùi sản phẩm góp phần vào định hướng phát triển giống chè, xây dựng chế độ công nghệ phù hợp nhằm nâng cao chất lượng chè đen OTD Từ nâng cao sức cạnh tranh sản phẩm chè đen Việt Nam, tăng khả tiêu thụ giá trị sản phẩm Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá vai trò ảnh hưởng cấu tử bay chè đen OTD điểm cảm quan thị hiếu mùi chè đen sản phẩm; xác định mối tương quan tiền chất tạo cấu tử bay điểm cảm quan thị hiếu mùi chè đen sản phẩm - Xây dựng sở liệu thành phần tiền chất tạo cấu tử bay (carotenoid, axít amin, axít béo) chè (Camellia sinensis) nguyên liệu thuộc giống Trung du, PH11, Shan chất tiền nhằm xác định biến đổi thành phần trình chế biến chè đen OTD Nội dung nghiên cứu Để nghiên cứu biến đổi số thành phần tiền chất tạo mùi trình chế biến chè đen, đề tài nghiên cứu trực tiếp vấn đề có liên quan với nội dung sau: - Nghiên cứu số thành phần hợp chất bay chè đen - Nghiên cứu mối tương quan cấu tử bay sản phẩm thành phần tiền chất chè điểm cảm quan thị hiếu mùi sản phẩm chè đen OTD - Nghiên cứu khảo sát nhóm tiền chất tạo cấu tử bay chè nguyên liệu giống Trung du, PH11, Shan chất tiền - Nghiên cứu biến đổi số thành phần tiền chất cấu tử bay trình chế biến chè đen OTD mô quy mô phòng thí nghiệm - Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số công nghệ đến chất lượng mùi thơm chè đen OTD Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 4.1 Ý nghĩa khoa học - Kết nghiên cứu thành phần bay mẫu chè đen OTD CTC đóng góp khoa học có độ tin cậy cao, góp phần làm phong phú thêm sở liệu thành phần bay mẫu chè đen - Đã xây dựng mô hình hồi quy tương quan điểm cảm quan thị hiếu mùi thành phần bay sản phẩm chè đen OTD Trên sở xác định vai trò số cấu tử bay điểm cảm quan thị hiếu mùi chè đen OTD Trong đó, nhóm cấu tử sản phẩm oxi hóa từ axít béo có xu hướng làm giảm điểm cảm quan thị hiếu mùi Nhóm cấu tử sản phẩm oxi hóa carotenoid, sản phẩm phản ứng axít amin nhóm chất nằm liên kết glycoside có xu hướng làm tăng điểm cảm quan thị hiếu mùi chè đen - Xây dựng mô hình hồi tương quan cảm quan thị hiếu mùi sản phẩm chè đen thành phần tiền chất tạo cấu tử bay có chè Trên sở xác định vai trò số thành phần tiền chất axít béo, axít amin carotenoid chè đến điểm cảm quan thị hiếu mùi chè đen OTD - Đã nghiên cứu khảo sát hàm lượng nhóm tiền chất tạo cấu tử bay gồm axít béo, axít amin carotenoid chè nguyên liệu giống chè Shan Chất Tiền, Trung Du PH11, nghiên cứu biến đổi thành phần trình chế biến chè đen OTD - Đã xác định ảnh hưởng thông số công nghệ gồm thời gian héo, thời gian lên men nhiệt độ sấy lên thành phần bay điểm cảm quan mùi chè đen sản phẩm mẫu chế biến quy mô phòng thí nghiệm, có khả góp phần đưa dự báo xu hướng thay đổi thông số công nghệ 03 giống chè sử dụng nghiên cứu 4.2 Ý nghĩa thực tiễn - Kết phân tích thành phần tiền chất số giống chè mô hình hồi quy tương quan thành phần tiền chất đọt chè với điểm cảm quan thị hiếu mùi chè đen sản phẩm sở khoa học góp phần cho việc định hướng phát triển chọn giống chè nhằm tạo chè đen đáp ứng thị hiếu Kết nghiên cứu biến đổi nhóm tiền chất cấu tử bay trình chế biến chế biến chè đen, ảnh hưởng số thông số công nghệ góp phần định hướngđưa dự báo thay đổi thông số công nghệ cho phù hợp với giống chè nhằm nâng cao ổn định chất lượng cảm quan mùi chè đen - Các kết nghiên cứu đề tài tài liệu tham khảo khoa học có giá trị hình thành biến đổi cấu tử bay trình chế biến chế biến chè đen phục vụ cho đào tạo nghiên cứu liên quan đến ngành chè 4.3 Những điểm luận án - Kết nghiên cứu luận án góp phần cung cấp thêm thông tin cấu tử bay mẫu chè đen, bước đầu xác định vai trò số cấu tử bay điểm cảm quan thị hiếu mùi chè đen sản phẩm chế biến Việt Nam dựa phương pháp xây dựng mô hình tương quan - Luận án bước đầu xác định vai trò tiền chất cách xâydựng mô hình tương quan tiền chất tạo cấu tử bay gồm axít béo, axít amin carotenoid có đọt chè nguyên liệu với điểm cảm quan thị hiếu mùi chè đen sản phẩm - Kết phân tích thành phần tiền chất tạo cấu tử bay 03 giống chè gồm Trung du, PH11, Shan chất tiền thời điểm thu hái khác năm đóng góp tin cậy, làm phong phú thêm nguồn tư liệu khoa học thành phần hóa học giống chè Việt Nam - Kết nghiên cứu đề tài biến đổi cấu tử bay hơi, thành phần tiền chất trình chế biến, bước đầu khảo sát ảnh hưởng số thông số công nghệ trình héo, lên men sấy biến đổi cấu tử bay điểm cảm quan mùi sản phẩm chè đen Bố cục luận án Luận án gồm 164 trang, chương, 30 bảng số liệu, 66 hình vẽ 137 tài liệu tham khảo CHƢƠNG TỔNG QUAN Công nghệ chế biến chè đen (black tea) chia thành hai loại: Công nghệ chế biến chè đen Orthodox (OTD) hay gọi công nghệ chế biến chè đen truyền thống; công nghệ chế biến chè đen CTC (Crush, Tear, and Curl) Chất lượng giá trị sản phẩm chè đen định tính chất cảm quan sản phẩm Thị hiếu người tiêu dùng loại sản phẩm từ chè phụ thuộc lớn vào hương vị sản phẩm cuối Hàm lượng polyphenol sản phẩm trung giản trình oxi hóa polyphenol tạo vị màu sắc đặc trưng cho sản phẩm Mùi chè, cấu tử bay có sẵn chè hình thành trình sản xuất, có vài trò quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng chè thành phẩm Theo nghiên cứu Yang, Z cộng (2013) Lin, Y.S cộng (2003) cấu tử bay chia thành hai nhóm dựa nhóm tiền chất tạo mùi Nhóm chất I chủ yếu chất hình thành từ trình chuyển hóa lipid, nhóm chất xếp vào nhóm chất tạo mùi không mong muốn (offflavour) chè Nhóm chất II, nhóm chất làm tăng hương thơm chè đen, chủ yếu tạo từ chuyển hóa terpenoid, carotenoid axít amin Mùi chè phụ thuộc nhiều vào tỷ lệ hai nhóm chất Nghiên cứu Yang, Z cộng (2013) cho thấy hợp chất bay tìm thấy chủ yếu chè đen thành phẩm thuộc nhóm chất aldehyde, alcohol axít Ngoài phát thêm số chất thuộc nhóm terpenoid, ester pyrolytic nhiên hàm lượng thấp Các kết nghiên cứu chất bay chè đen nhóm nghiên cứu Wickremasinghe R.L cộng (1965), Yang Z cộng (2013), Gulati A cộng (1996) Kato M cộng (1998) cho thấy: Thứ chất bay phát chè đen thành phần hàm lượng không giống loại chè khác nhau; Thứ hai, nhiều thành phần không định tính thành phần bay tạo mùi chè đen, số chất dạng vết (hàm lượng thấp) đóng vai trò quan trọng việc tạo nên hương chè đen; Thứ ba, thành phần bay chè đen sản phẩm có nguồn gốc từ chè từ chất hình thành trình sản xuất Rất nhiều chất bay phát thành phần bay tạo mùi chè đen thành phẩm chè nguyên liệu Kết nghiên cứu Kumazawa, K cộng (2003) Ravichandran R cộng (1998) cho thấy nhiều chất hình thành trình chế biến, nhiên cần phải có nghiên cứu để xác định rõ trình hình thành chất bay tạo mùi công đoạn trình sản xuất; Và thứ tư, mùi hương chè đen toàn thành phần hợp chất bay tạo nên, cấu tử riêng rẽ định, nhiên vai trò cấu tử phụ thuộc nhiều vào giới hạn ngưỡng tạo mùi chất Bokuchava M.A cộng (1980) cho thấy để nâng cao chất lượng chè đen, nhiều nghiên cứu chuyên sâu biến đổi sinh hóa thành phần hóa học trình chế biến chè đen ảnh hưởng thông số công nghệ đến biến đổi sinh hóa trình sản xuất Kết nghiên cứu Bhuyan, L.P cộng (1991), Kumazawa K cộng (2001) Yang Z cộng (2013) cho thấy, tham số công nghệ mức độ phá tế bào, thời gian làm héo, thời gian điều kiện lên men có ảnh hưởng đến chất lượng chè đen thành phẩm Các nghiên cứu chủ yếu tập trung nghiên cứu biến đổi nhóm chất polyphenolvà ảnh hưởng đến tính chất cảm quan màu vị chè đen CTC Trong đó, chưa có nghiên cứu biến đổi cấu tử bay hơi, nhóm tiền chất tạo mùi trình chế biến chè đen OTD Bên cạnh đó, Việt nam sản lượng chè đen sản xuất chủ yếu lại OTD (chè đen chiếm 63% tổng sản lượng, chè OTD chiếm 60% lại 3% CTC) nhiều giống nguyên liệu sử dụng để sản xuất chè đen Vì vậy, việc tiến hành nghiên cứu tiền chất tạo mùi giống chè nguyên liệu, thay đổi thành phần tiền chất cấu tử bay hình thành trình sản xuất có ý nghĩa thực tế kinh tế lớn ngành chè nước Chính việc Nghiên cứu biến đổi thành phần số chất tạo mùi chế biến chè đen” đối tượng giống chè nguyên liệu Việt Nam có ý nghĩa CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.1.1 Đọt chè tươi Mẫu đọt chè từ giống chè Shan Chất Tiền (SH), Trung du (TD) PH11 (PH) hái Phú Hộ, Phú Thọ 2.1.2 Chè đen OTD CTC - Mẫu chè OTD (F, OP, P, BPS) nhà máy chè Phú Thọ, Việt Nam Tổng số 14 mẫu chè thương mại mua siêu thị từ nước khác (7 nước) 2.2 Thí nghiệm chế biến chè đen OTD quy mô phòng thí nghiệm Quy trình chế biến chè đen OTD tiến hành quy mô phòng thí nghiệm: Héo tự nhiên (8h từ 20h), nhiệt độ phòng 25-30oC; Vò: lần; Lên men từ 120 -260 phút, điều kiện ẩm không khí 9095%, nhiệt độ phòng lên men 25-30oC; Sấy chè 80oC-140oC 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu - - Lấy mẫu búp (TCVN 1053-86) Phân tích thành phần bay hơi: o Phương pháp thu nhận chất thơm: Phương chiết nước (Kawakami M et al.1995); Phương pháp vi chiết pha rắn không gian (HS-SPME) (Lin J et al 2012) o Phân tích thành phần bay : Phân tích GC/MS (Hai peng et al 2003) Phân tích carotenoid: Phân tích HPLC (Hart, D.J et al 1995) Phân tích axít amin: Phân tích HPLC (Bosch, L et al 2006) Phân tích axít béo: Phân tích GC/MS (Ravichandran R et.al 2000) Phân tích hoạt tính enzyme: Hoạt tính enzyme peptidase (Sanderson, G.W et al 1964); Hoạt tính enzyme lypoxygenase (Ramaswamy Ravichandran et al 1998) Phân tích cảm quan: Phép thử thị hiếu ISO3103-1980; Phép thử cho điểm chất lượng TCVN 3218-2012 Xử lý số liệu: Phần mềm SPAD 5.5; Phân tích hồi quy tương quan tắc phần mềm XLStart 2015 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu thành phần hợp chất bay chè đen thành phẩm 3.1.1.1 Thành phần bay số loại chè đen thành phẩm từ số nước Kết phân tích cho thấy, 55 cấu tử bay phát mẫu chè phân tích có khác biệt mẫu Trong đó, nhóm chất terpene (10,28%-59,88%) chiếm tỉ lệ cao nhất, theo nhóm ester (3,13%-41,8%) nhóm ketone (1,85%-22,02%) (tính theo % diện tích peak) Hàm lượng nhóm aldehyde alcohol mẫu chè CTC phát thấp so với mẫu chè OTD, hàm lượng nhóm chất ester mẫu chè CTC lại cao so với mẫu chè OTD Thành phần bay thuộc nhóm sản phẩm trình phân giải chất béo hexanal, (E)-2-hexenal (E)-3-hexenol không phát tỉ lệ thấp (0,76% 0,68% mẫu N-C LT-C) mẫu chè CTC (hình 3.1) Tỉ lệ nhóm chất bay sản phẩm trình oxi hóa nhóm chất carotenoid mẫu chè OTD có xu hướng cao so với mẫu chè đen CTC (hình 3.2) Một số cấu tử bay thuộc nhóm chất có liên kết glycoside βlinalool, cis-geraniol β-cyclocitral mẫu chè CTC thấp so với mẫu chè đen OTD Hình 3.1 Thành phần nhóm bay sản phẩm oxi hóa chất béo Hình 3.2 Thành phần nhóm bay sản phẩm oxi hóa carotenoid Kỹ thuật phân nhóm theo thứ bậc sử dụng dựa 11 chất bay có tín hiệu peak xuất ổn định mẫu -linalool, cis-geraniol, -ionol, -damascenone, -ionone, -ionone, γ-ionol acetate, hexahydrofarnesylacetone, methyl palmitate, phytol D-limonene lựa chọn để sử dụng để xử lý phân nhóm loại chè Kết phân tích cho thấy, phân biệt chè OTD CTC dựa cấu tử bay Nội dung nghiên cứu xác định thành phần bay 14 mẫu chè đen gồm mẫu chè OTD mẫu chè CTC cho thấy, số lượng cấu tử bay mẫu chè OTD phát nhiều so với mẫu chè đen CTC (39 cấu tử mẫu OTD so với 28 cấu tử mẫu CTC) Kết nghiên cứu cho thấy cho thấy mẫu chè OTD có tỉ lệ nhóm cấu tử sản phẩm phân giải từ axít béo, carotenoid nhóm chất phân giải từ nhóm chất nằm liên kết glycoside cao so với chè loại CTC Kết nghiên cứu có khác biệt thành phần bay hai loại chè CTC OTD vùng chế biến Do đó, cho thấy yếu tố công nghệ địa lý có ảnh hưởng đến thành phần bay sản phẩm chè đen, nghĩa có có ảnh hưởng đến đặc tính cảm quan mùi sản phẩm.Vì vậy, việc nghiên cứu thành phần bay mẫu chè có công nghệ sản xuất khác nhau, từ vùng khác hay giống khác cần thiết để xác định thành phần bay mẫu chè thành phẩm 3.1.1.2 Thành phần bay chè đen OTD theo cấp loại Trong phạm vi nghiên cứu này, sử dụng phương pháp phân tích công cụ để nghiên cứu xem khác biệt thành phần bay loại chè này, sở nghiên cứu ảnh hưởng cấu tử thành phần bay đến điểm cảm quan thị hiếu mùi chè đen Phương pháp thu nhận chất thơm HP-SPME lựa chọn kỹ thuật thu nhận có tính “tương đồng” với kỹ thuật đánh giá cảm quan mùi sản phẩm (thực ngửi cho điểm) Trong đó, kỹ thuật chiết nước lựa chọn kỹ thuật thu nhận chất bay có tính tương đồng với kỹ thuật đánh giá cảm quan hương vị sản phẩm (thực uống cho điểm) Kết phân tích thành phần cho thấy tỉ lệ nhóm chất sản phẩm trình oxi hóa axít béo mẫu chè cấp loại cao thấp so với mẫu chè cấp loại thấp hai phương pháp thu nhận chất bay (hình 3.5 3.6) Trong phương pháp HP-SPME, cấu tử (Z)-3-hexen-1-ol không phát mẫu OP, mẫu F 0.4% Trong đó, tỉ lệ 2,72% 5,03% mẫu chiết nước Cấu tử hexanal mẫu OP, P, BPS F 0,95%, 1,22%, 1,60% 1,92% Hình 3.3 Thành phần nhóm bay sản phẩm oxi hóa chất béo phân tích theo HP-SPME Hình 3.4 Thành phần nhóm bay sản phẩm oxi hóa chất béo phân tích theo phương pháp chiết nước Tỉ lệ tổng nhóm chất sản phẩm oxi hóa chất carotenoid α-ionol, β-damascenone, αionone β-ionone có xu hướng giảm từ mẫu chè OP đến mẫu chè F Trong đó, β-ionone xem thành phần trình oxi hóa carotenoid 11,07%, 6,77%, 6,33% 5,12% mẫu phân tích theo HP-SPME;và 0,47%, 0,57%, 0,61% 0,16% mẫu phân tích theo phương pháp chiết nước (hình 3.7 3.8) Hình 3.6 Thành phần nhóm bay sản Hình 3.5 Thành phần nhóm bay sản phẩm oxi hóa carotenoid phân tích theo phương phẩm oxi hóa carotenoid phân tích theo HPpháp chiết nước SPME Kết phân tích thành phần PCA dựa sở liệu phân tích thành phần bay cho thấy mẫu chè BPS, F chè chưa phân loại có khác biệt thành phần bay so với so với mẫu chè OP P (hình 3.9 3.10) Hình 3.7 Phân tích PCA Hình ảnh sản phẩm mặt phẳng thứ Mẫu phân tích theo phương pháp HPSPME/GC-MS PC1: 45,7%; PC2: 26,5% Hình 3.8 Phân tích PCA Hình ảnh sản phẩm mặt phẳng thứ Mẫu phân tích theo phương pháp chiết nước-dung môi/GC-MS: PC1:51%; PC2: 24,5% Nghiên cứu thành phần bay chè đen OTD theo cấp loại cho thấy mẫu chè có chất lượng tốt tức OP P có tỉ lệ nhóm chất sản phẩm oxi từ chất béo thấp so với mẫu chè có cấp thấp tức BPS F Trong đó, cấu tử bay sản phẩm oxi từ nhóm chất carotenoid mẫu OP P cao so với mẫu chè cấp thấp BPS F Kết cho thấy, thông tin thành phần bay phân tích phương pháp công cụ giúp hiểu rõ khác biệt cấp loại chè Kết nghiên cứu sở để tiến hành nghiên cứu vai trò cấu tử bay mẫu chè chất lượng cảm quan mùi hương chè đen 3.2 Nghiên cứu mối tƣơng quan cấu tử bay sản phẩm thành phần tiền chất chè cảm quan thị hiếu mùi sản phẩm chè đen OTD 3.2.1 Mô hình hồi quy tương quan điểm cảm quan thị hiếu mùi cấu tử bay chè đen Để xác định vai trò cấu tử tổ hợp thành phần bay chất lượng cảm quan mùi chè đen Phương pháp tương quan hồi quy tối thiểu (PLSr) sử dụng để xây dựng mối tương quan cấu tử bay điểm cảm quan thị hiếu mùi sản phẩm chè đen 3.2.1.1 Mô hình hồi quy đa chiều dựa thành phần bay thu nhận phương pháp chiết nước Kết xử lý số liệu đa chiều sau loại bỏ hệ số chuẩn hóa ý nghĩ, cho thấy có 20 chất có ảnh hưởng có ý nghĩa đến thị hiếu người tiêu dùng Trong đó, có 16 cấu tử góp phần làm tăng (hệ số chuẩn hóa dương) chất lượng cảm quan mùi có cấu tử làm giảm chất lượng cảm quan mùi chè đen (hệ số chuẫn hóa âm) (bảng 3.4) Bảng 3.1 Các chất bay dùng để xây dựng mô hình dự báo chất lượng sản phẩm tt Mã hóa chất Chất bay Hệ số VIP Hệ số chuẩn hóa comp3 (Z)-3-hexen-1-ol 1,365 -0,051 axít béo 10 11 12 comp5 comp2 comp10 comp24 comp7 comp11 comp18 comp31 comp25 comp23 comp16 phenylacetadehyde hexanal benzyl alcohol phenol, p-propoxy trans-linalool oxide succinimide, N-ethyl ethyl caprylate γ-ionol acetate nerodidol 2(4H)-benzofuranone α-ionol imidazole, 1-methyl-5nitro T-neoclovene 2-undecen-4-ol safranal α-ionone caproic acid linalool oxide (pyranoid) n-nonaldehyde 1,355 1,344 1,290 1,285 1,257 1,237 1,217 1,208 1,188 1,187 1,180 -0,052 -0,048 0,041 0,042 0,044 0,041 0,039 -0,046 0,042 0,043 0,043 L-phenylalanine axít béo liên kết glycoside 1,169 0,040 -carotene 1,144 1,113 1,093 1,087 1,050 1,057 1,040 0,033 0,031 0,030 0,037 0,050 0,032 0,040 13 comp26 14 15 16 17 18 19 20 comp19 comp29 comp13 comp20 comp4 comp12 comp9 Tiền chất liên kết glycoside L-theanine ethanol acetic axít carotenoid -carotene carotenoid zeaxanthin -carotene liên kết glycoside axít béo Từ hệ số chuẩn hóa bảng 3.4 cho thấy, cấu tử bay sản phẩm chuyển hóa nhóm chất axít amin (trừ cấu tử phenylacetaldehyde), carotenoid cấu tử phân giải từ nhóm chất có liên kết glycoside có xu hướng góp phần làm tăng cường điểm cảm quan thị hiếu mùi sản phẩm chè đen Trong đó, chất sản phẩm trình oxi hóa axít béo góp phần làm giảm điểm cảm quan thị hiếu mùi chè đen 3.2.1.2 Mô hình hồi quy đa chiều dựa thành phần bay thu nhận phương pháp chiết HPSPME Kết xử lý số liệu đa chiều sau loại bỏ hệ số chuẩn hóa ý nghĩ, cho thấy có 18 chất có ảnh hưởng có ý nghĩa đến thị hiếu người tiêu dùng Trong đó, có 10 chất góp phần làm tăng hàm lượng chất thơm chất làm giảm chất lượng mùi thơm chè đen (bảng 3.6) Bảng 3.2 Các chất bay dùng để xây dựng mô hình dự báo chất lượng sản phẩm heptadecane phytol (E)-2-pentenal (Z)-2-penten-1-ol (Z)-3-hexen-1-ol α-ionol keto-isophorone methyl oleate (E)-2-hexenal Hệ số VIP 1,368 1,366 1,347 1,303 1,280 1,242 1,226 1,225 1,222 Hệ số chuẩn hóa 0,043 0,042 -0,042 -0,043 -0,042 0,035 0,034 -0,039 -0,033 comp1 3-methyl-butanal 1,216 -0,042 11 12 13 14 comp23 comp21 comp42 comp38 α-farnesene β-ionone methyl linoleate methyl palmitate 1,189 1,171 1,159 1,157 -0,033 0,038 0,031 -0,039 15 comp11 β-linalool 1,154 0,031 16 17 comp24 comp20 U-muurolene α-ionone 1,147 1,140 0,040 0,037 18 comp14 cis-geraniol 1,031 0,027 Chất bay Mã hóa chất comp29 comp43 comp2 comp4 comp6 comp16 comp17 comp41 comp7 10 TT Tiền chất axít béo axít béo axít béo axít béo -carotene carotenoids ester hóa axít béo leucine Threonine terpene -carotene Ester hóa Ester hóa liên kết glycosidic -carotene liên kết glycosidic Kết xây dựng mô hình tương quan điểm cảm quan thị hiếu mùi thành phần bay thu nhận từ 02 kỹ thuật chiết cho thấy cấu tử bay thuộc nhóm chất sản phẩm trình chuyển hóa từ nhóm carotenoid, axít amin từ nhóm chất nằm liên kết glycoside có xu hướng chung tăng cường điểm cảm quan thị hiếu mùi sản phẩm chè đen Trong đó, cấu tử bay sản phẩm trình oxi hóa axít béo làm suy giảm điểm cảm quan thị hiếu mùi chè đen Kết nghiên cứu phù hợp với nghiên cứu trước vai trò cấu tử bay cảm quan mùi chè đen Trong đó, nhóm chất bay tạo mùi tích cực có nguồn gốc chủ yếu từ nhóm tiền chất axít amin carotenoid, nhóm hợp chất bay tạo mùi lỗi cho sản chè đen có nguồn từ nhóm axít béo Tuy nhiên, kết nghiên cứu mô hình (sử dụng phương pháp chiết nước) cho thấy, cấu tử phenylacetaldehyde, sản phẩm phân giải L-phenylalanine điều kiện xúc tác quinine, có vai trò làm giảm điểm thị hiếu mùi sản phẩm Trong đó, mô hình (kỹ thuật không gian pha HP-SPME, chất bay thu nhận trạng thái bảo hòa) vai trò cấu tử có xu hướng ngược lại Qua đó, cho thấy vai trò cấu tử có xu hướng đóng vai tích cực cảm quan cách ngửi, ngược lại uống làm giảm điểm cảm quan thị hiếu Nghiên cứu Ryoyasu Saijō cộng [99] cấu tử phenylacetaldehyde cho thấy, cấu tử có mùi mô tả giống mùi hoa hồng mùi mật ong ngửi Tuy nhiên, ngưỡng phát cấu tử chưa xác định Như vậy, số nhóm tiền chất tạo mùi gồm axít béo, axít amin, carotenoid nhóm cấu tử bay lượng axít béo no cao axít béo không no, tỉ lệ ngược lại với mẫu tháng Tổng lượng axít amin tự mẫu tháng có xu hướng cao so với mẫu tháng tháng Hàm lượng carotenoid tổng số mẫu thu hái vào tháng có xu hướng thấp so với mẫu thu hái vào tháng tháng Hàm lượng -carotene mẫu thu hái vào tháng tháng có xu hướng cao so với mẫu thu hái vào tháng 3, quy luật ngược lại thành phần zeaxanthin Nghiên cứu cho thấy, mẫu chè thu hái vào tháng tháng có xu hướng gần giống thành phần nhóm tiền chất Tuy nhiên, mẫu thu hái vào thời điểm tháng lại có khác biệt giống chè Do đó, hướng đến nghiên cứu giải pháp điều chỉnh thông số công nghệ để tạo sản phẩm chè đen có chất lượng hương thơm ổn định 03 giống chè 3.4 Nghiên cứu thay đổi nhóm tiền chất tạo mùi cấu tử bay chế biến chè đen Nguyên liệu búp chè tôm, giống chè PH11 hái tháng 7- năm 2014 lựa chọn để tiến hành nghiên cứu biến đổi thành phần tiền chất tạo mùi cấu tử bay trình sản xuất chè đen OTD Mẫu lấy thời điểm lần lượt: tươi, héo giờ, héo 12 giờ, héo 16 giờ, vò, lên men 60 phút, lên men 120 phút, lên men 180 phút sấy 3.4.1 Sự biến đổi thành phần bay Kết nghiên cứu cho thấy, toàn trình sản xuất, lượng chất bay thuộc nhóm sản phẩm phân giải từ tiền chất axít béo (nhóm I) nhóm chất sản phẩm phân giải từ tiền chất axít amin carotenoid (II) có xu hướng tăng lên Tuy nhiên, mức độ tăng lên thành phần thuộc nhóm II nhiều so với nhóm I, điều mô tả số chất thơm (Flavour Index) có xu hướng tăng từ mẫu tươi mẫu sấy Hình 3.17 Sự thay đổi cấu tử bay thuộc Hình 3.18 Sự thay đổi cấu tử bay nhóm sản phẩm phân giải từ -linolenic axít thuộc nhóm sản phẩm phân giải từ -linolenic giai đoạn héo axít giai đoạn lên men sấy Kết nghiên cứu cho thấy, giai đoạn héo, cấu tử bay sản phẩm oxi hóa chất béo có thay đổi khác Một số cấu tử tăng thời kỳ đầu giai đoạn héo, sau suy giảm dần (E)-2-hexenal, (E)-2-hexenol Cấu tử (E)-2-pentanal có xu hướng giảm suốt trình héo Trong giai đoạn lên men, cấu tử bay gồm (Z)-3-hexen-1-ol (E)-2-hexanal (E)-2-hexen-1-ol tiếp tục tăng từ đầu giai đoạn lên men kết thúc trình lên men Trong đó, hai cấu tử (E)-2-pentanal (Z)-2-penten-1-ol có xu hướng giảm suốt trình lên men Thành phần (E)-2-pentenal, (Z)-2-penten-1-ol, (Z)-3-hexen-1-ol (E)-2-hexanal chất góp phần làm giảm chất lượng cảm quan mùi mẫu chè đen Xu hướng cho thấy, kéo dài thời gian héo, giảm hàm lượng số cấu tử không tốt (trong trường hợp hàm lượng axít béo cao) Rút ngắn thời gian lên men, giảm hàm lượng số cấu tử không tốt Nhóm chất bay II thành phần hình thành từ nhóm tiền chất carotenoid, axít amin phải ứng Maillar chất bay nằm liên kết glycoside Thành phần nhóm II có xu hướng tăng lên đáng kể suốt trình chế biến bao gồm β-linalool oxide nó, cis-geraniol, benzyl alcohol, β-damascenone, β-ionone, α-ionone Trong đó, tỉ lệ βionone, sản phẩm oxi hóa bậc ,, -carotene xúc tác dioxigenase nhiệt độ Trong 11 giai đoạn héo lên men, nhóm chất sản phẩm oxi hóa từ carotenoid có xu hướng tăng suốt trình sản xuất Trừ trường hợp cấu tử bay 3-hydroxy-beta-damascone sản phẩm trung gian trình oxi hóa carotenoid có xu hướng giảm trình lên men Hình 3.21 Sự thay đổi cấu tử bay thuộc Hình 3.22 Sự thay đổi cấu tử bay nhóm sản phẩm phân giải từ carotenoid giai thuộc nhóm sản phẩm phân giải từ carotenoid đoạn héo giai đoạn lên men sấy Thành phần nhóm cấu tử bay có nguồn gốc từ nhóm chất nằm liên kết glycoside tồn chè giải phóng trình sản xuất trans-linalonoxide, β-linalool, cislinaloloxide, β-cyclocitral trans/cis-geraniol có xu hướng tăng giai đoạn làm héo Trong giai đoạn lên men, thành phần bay thuộc nhóm liên kết glycoside tiếp tục giảm, trừ trường hợp cấu tử β-cyclocitral (tăng từ 0,88% mẫu vò lên đến 3,61% mẫu lên men) Sự suy giảm hàm lượng cấu tử bay giai đoạn lên men bị bay tổn thất vào môi trường Hình 3.23 Sự thay đổi cấu tử bay thuộc nhóm sản phẩm phân giải từ nhóm chất có liên kết glycoside giai đoạn héo Hình 3.24 Sự thay đổi cấu tử bay thuộc nhóm sản phẩm phân giải từ nhóm chất có liên kết glycoside giai đoạn lên men Kết nghiên cứu cho thấy gia tăng hàm lượng tổng nhóm cấu tử bay thuộc nhóm II trình sản xuất, đặc biệt giai đoạn sấy làm tăng cường mùi thơm chè đen, kết thể số chất thơm (FI) mẫu, với giá trị thấp mẫu tươi (0,74) cao mẫu sau sấy (1,69) Kết phân tích số FI tính cho thấy, mẫu sau kết thúc héo thời điểm 16 có số FI > (1,09), điều giải thích cho việc cuối giai đoạn héo ta có cảm nhận cảm quan mùi hoa nhóm thành phần bay II tạo nên, giá trí tiếp tục tăng lên giai đoạn lên men.Kết thúc giai đoạn lên men, số FI đạt 1,52 Nghiên cứu tiến hành phân tích thay đổi hàm lượng tử bay trình chế biến chè đen OTD Kết nghiên cứu cho thấy, tỉ lệ số nhóm cấu tử bay thuộc nhóm I nhóm II tăng suốt trình chế biến từ héo kết thúc trình lên men Tuy nhiên, tỉ lệ nhóm II tăng nhanh bắt đầu lớn tỉ lệ nhóm I kết thúc giai đoạn héo Do đó, số chất thơm mẫu kết thúc giai đoạn héo bắt đầu lớn Kết nghiên cứu thay đổi thành phần bay giá trị FI tham khảo để giám sát trình chế biến chè đen 12 3.4.2 Sự biến đổi hoạt tính lypoxygenase peptidase Kết nghiên cứu cho thấy, hoạt tính peptidase lypoxygenase tăng giai đoạn héo giảm giai đoạn lên men Kết nghiên cứu cho thấy thay đổi hoạt tính peptidase LOX có tương quan với thay đổi hàm lượng nhóm chất protein chất béo 3.4.3 Sự biến đổi thành phần axít amin Kết nghiên cứu cho thấy, xu hướng chung thay đổi tổng lượng axít amin hàm lượng axít amin tự tăng theo thời gian héo từ 3005,85 mg/100g chất khô tăng lên 4971,66 mg/100g chất khô Ở giai đoạn lên men, hàm lượng a xít amin tự tiếp tục có xu hương tăng lên từ 3806,32 mg/100g chất không mẫu vò lên 5438,42 mg/100g chất không mẫu lên men Ở giai đoạn héo, axít amin thuộc nhóm góp phần tăng cường mùi thơm chè đen có xu hướng tăng, trừ trường hợp tyrosine tăng giai đoạn đầu từ mẫu tươi đến mẫu héo (120,08 lên đến 136,55 mg/100g chất khô), sau giảm từ mẫu héo sau đến kết thúc trình héo mẫu 16 (136.55 xuống 85.03 mg/100g chất khô) Kết phân tích cho thấy, hàm lượng isoleucine (15,83 tăng lên 88,31 mg/100g chất khô), valine (90,6 tăng lên 433,12 mg/100g chất khô) leucine (35,72 tăng lên 152,01 mg/100g chất khô) có gia tăng đáng kể gấp 5,58, 4,78 4,26 lần so mẫu tươi mẫu sau héo Trong đó, hàm lượng alanine arginine tăng 1,90 1,57 lần so mẫu tươi mẫu kết thúc héo (15,34 tăng lên 29,07 mg/100g chất khô; 90,15 tăng lên 141,9 mg/100g chất khô) Ở giai đoạn lên men, hàm lượng axít amin gồm valine, leucine, isoleucine có xu hướng giảm Cụ thể, hàm lượng valine giảm từ 394,99 mg/100g chất khô xuống 319,42 mg/100g chất khô Hàm lượng leucine giảm từ 150,06 mg/100g chất khô xuống 109,52 mg/100g chất khô Trong đó, hàm lượng isoleucine giảm từ 84,61 mg/100g chất khô xuống 54,96 mg/100g chất khô Hàm lượng axít amin valine, leucine, isoleucine giảm tương ứng với xuất cấu tử bay sản phẩm chuyển hóa tương ứng isobutyraldehyde, isovaleraldehyde 2-methybutanal phát mẫu chè giai đoạn lên men Tuy nhiên, cấu tử bay chiếm tỉ lệ thấp tổng số thành phần bay phát Trong đó, axít amin lại nhóm gồm arginine, alanine tyrosine có xu hướng tiếp tục tăng so mẫu lên men mẫu vò (hình 3.30) 96,39 mg/100g lên 133,72 mg/100g, 17,16 mg/100g lên 20,12 mg/100g, 66,05 mg/100g lên 84,75 mg/100g chất khô Nguyên nhân xu hướng tăng lên giai đoạn không phát có cấu tử bay sản phẩm axít amin hoạt tính enzym phân giải protein tiếp tục hoạt động Các axít amin có vai trò làm giảm chất lượng cảm quan gồm phenylalnine glycine có xu hướng tăng trình héo, 35,9 mg/100g lên 158,06 mg/100g, 146,29 mg/100g lên 206,33 mg/100g chất khô Sự gia tăng hàm lượng axít amin trình thủy phân protein xúc tác protease Trong giai đoạn lên men, hàm lượng phenylalnine giảm từ 139,99 mg/100g xuống 82,41 mg/100g chất không Sự suy giảm hàm lượng có liên quan đến hình thành cấu tử bay sản phẩm phân giải phenylalnine thành phenylethyladehyde Trong đó, hàm lượng glycine có xu hướng tăng so mẫu vò mẫu kết thúc lên men (79,64 mg/100g mẫu vò 366,45 mg/100g chất khô mẫu lên men) Cấu tử bay sản phẩm phân giải glycine không phát mẫu phân tích giai đoạn lên men Kết nghiên cứu biến đổi thành phần aldehyde cho thấy chúng xuất giai đoạn vò, sau tế bào chè bị phá vỡ Phân tích tương quan tắc thay đổi cấu tử bay thay đổi thành phần axít amin cho thấy xu hướng tương quan nghịch nhóm chất trình sản xuất (hình 3.27) Điều thể xuất cấu tử bay isobutyraldehyde, isovaleraldehyde phenylethyladehyde tương ứng với suy giảm hàm lượng axít amin tiền chất valine, leucine phenyalanine 13 Hình 3.27 tương quan tắc axít amin cấu tử bay Nghiên cứu cho thấy xu hướng biến đổi thành phần axít amin tương quan với số cấu tử bay hình thành trình chế biến Kết nghiên cứu sở khoa học để tiến hành nghiên cứu liên quan đến ảnh hưởng thông số công nghệ biến đổi axít amin cấu tử bay liên quan tới chất lượng mùi thơm chè đen 3.4.4 Sự biến đổi carotenoid Kết cho thấy hàm lượng carotenoid tổng số thành phần -carotene zeaxanthine giảm trình chế biến từ mẫu chè tươi mẫu chè sau sấy Tổng hàm lượng carotenoid giảm 67% toàn trình chế biến tính từ mẫu tươi mẫu sau sấy Mức độ suy giảm hàm lượng hàm lượng có khác biệt hai thành phần -carotene zeaxanthine Tổng hàm lượng suy giảm -caroten zeaxanthine 87% 84% so sánh mẫu tươi mẫu sau sấy Ở giai đoạn héo, hàm lượng carotenoid tổng số giảm 26% so mẫu tươi mẫu sau héo từ 68,7 mg/100g xuống 50,3 mg/100g chất khô Trong đó, hàm lượng -carotene giảm 21% từ 29,1 mg/100g mẫu tươi xuống 22,9 mg/100g mẫu sau héo, zeaxanthin giảm 38% từ 17,3 mg/100g chất khô xuống 10,72 mg/100g chất khô Kết nghiên cứu biến đổi thành phần bay gia đoạn héo cho thấy, giai đoạn phát cấu tử bay sản phẩm oxi hóa carotenoid β-damascenone, β-ionone, α-ionone 3-hydroxy-.beta.damascone Kết cho thấy, suy giảm hàm lượng carotenoid tương ứng với tăng lên tỉ lệ phát mẫu tử bay Trong trình lên men, hàm lượng carotenoid tổng số thành phần β-carotene zeaxanthine tiếp tục suy giảm Cụ thể, hàm lượng carotenoid tổng số giảm từ 47,7 mg/100g mẫu vò xuống 33,00 mg/100g chất khô mẫu lên men Trong đó, hàm lượng β-carotene giảm 51% từ 20,7 mg/100g mẫu vò xuống 10,05 mg/100g chất khô mẫu lên men Hàm lượng zeaxanthin giảm mạnh tới 66% từ 9,12 mg/100g mẫu vò xuống 3,07 mg/100g chất khô mẫu lên men Sự suy giảm hàm lượng carotenoid tổng số thành phần giaid đoạn lên men có tương quan đến gia tăng tỉ lệ cấu tử β-damascenone, βionone, β-cyclocitral α-ionone, sản phẩm oxi hóa carotenoid, tương ứng giai đoạn lên men Kết nghiên cứu biến đổi hàm lượng -carotene zeaxanthine trình sản xuất chè đen cấu tử bay sản phẩm phân giải tương ứng cho thấy có tương quan có ý nghĩa biến đổi hai thành phần Phân tích tương quan tắc cho thấy, thay đổi carotenoid tổng số có tương quan chặt với thay đổi cấu tử sản phẩm oxi hóa β-cyclocitral (-0,840), β-damascenone (-0,905), β-ionone (-0,813), α-ionone 14 (-0,824), .ionol (-0,733) Kết xử lý số liệu cho thấy tương quan thay đổi carotenoid tổng số cấu tử 3-hydroxy-..-damascone, cấu tử sản phẩm trung gian trình oxi hóa carotenoid Hệ số tương quan tắc có dấu âm nghĩa thay đổi hàm lượng carotenoid tương quan nghịch với thay đổi thành phần hợp chất bay Kết nghiên cứu phù hợp với nghiên cứu trước chế hình thành hợp chất bay có nguồn gốc từ nhóm tiền chất carotenoid 3.4.5 Sự biến đổi thành axít béo Ở đầu giai đoạn héo tính từ mẫu tươi đến thời điểm lấy mẫu héo, hàm lượng axít béo không no gồm C18:2n6, C18:3n3, C18:1n9c C18:1n9t có xu hướng tăng (hình 3.33) Trong đó, hàm lượng C18:2n6 tăng từ 150,7 mg/100g lên 160,8 mg/100g chất khô Hàm lượng C18:3n3 tăng từ 67,5 mg/100g lên 70,4 mg/100g chất khô Hàm lượng C18:1n9c thay đổi từ 180,3 mg/100g lên 228,1 mg/100g chất khô, hàm lượng C18:1n9t tăng từ 17,9 mg/100g lên 19,2 mg/100g chất khô Sự gia tăng hàm lượng axít béo không no gia đoạn có liên quan đến gia tăng hoạt tính LOX giảm hàm lượng chất béo có mẫu chè Sau thời điểm héo 6h kết thúc trình héo, hàm lượng axít béo không no có xu hướng giảm Trong đó, hàm lượng C18:2n6 giảm 11% lại 141,6 mg/100g, C18:3n3 giảm 19% lại 56,9 mg/100g, C18:1n9c giảm 25% lại 169,6 C18:1n9t giảm 32% lại 12.9 mg/100g chất không mẫu chè kết thúc trình héo Sự thay đổi giải thích cho thay đổi tỉ lệ cấu tử bay sản phẩm trình oxi hóa axít béo Trong đó, thành phần bay hexanal hexanol, sản phẩm oxi hóa C18:2n6, phát tăng giai đoạn héo.Tương tự với cấu tử bay nonanal sản phẩm oxi hóa oleic axít phát tăng giai đoạn héo Trong đó, sản phẩm oxi hóa axít béo linolenic axít có biến đổi 3-hexen-1-ol, (E)-2-hexen-1-ol (E)-2-hexenal, nhiên cấu tử có chuyển hóa thuận nghịch Do đó, tương quan thay đổi linolenic axít cấu tử bay không ổn định Thành phần axít béo no gồm C11:0 C14:0 có xu hướng tăng giai đoạn héo 9,1 mg/100g lên 17,2 mg/100g chất khô, 12,8 mg/100g lên 24,8 mg/100g chất khô Hàm lượng axít béo no tăng tốc độ oxi hóa loại axít béo chậm điều kiện nhiệt độ cao Ở giai đoạn lên men, hàm lượng axít béo không no có suy giảm đáng kể (hình 3.34) Kết phân tích cho thấy, C18:1n9c giảm tới 55% so mẫu kết thúc lên men mẫu vò (từ 109,5 mg/100g xuống 49,2 mg/100g chất khô), C18:2n6 C18:1n9t giảm khoảng 45% (98,8 xuống 53,6 mg/100g chất khô; 8,2 xuống 4,5 mg/100g chất khô) Trong giai đoạn lên men này, theo kết nghiên cứu nội dung trước cho thấy sản phẩm oxi hóa cuối -linolenic axít (E)-2-hexen-1-ol, (E)-2-hexenal 3-hexen-1-ol có tỉ lệ phát mẫu tăng lên (bảng 3.19) Đối với n-hexanal, sản phẩm oxi hóa linoleic axít có xu hướng tăng thời kỳ đầu trình lên men (so mẫu vò mẫu lên men 60 phút) Cấu tử bay n-hexanal bị chuyển hóa tạo thành n-hexanol thông qua phản ứng thuận nghịch, phần bị bay trình lên men gây tổn thất Do đó, tỉ lệ cấu tử bay có xu hướng giảm mẫu lên men 120 phút, 180 phút Hàm lượng axít béo no C11:0 C14:0 tiếp tục tăng gia đoạn lên men Tuy nhiên, kết phân tích cho thấy hàm lượng axít béo suy giảm đáng kể giai đoạn sấy Trong đó, C11:0 giảm 59% so mẫu kết thúc lên men mẫu sau sấy (từ 28,1 xuống 11,3 mg/100g chất khô), C14:0 giảm 52% so mẫu kết thúc lên men mẫu sau sấy (từ 34,6 xuống 16,6 mg/100g chất khô) Kết phân tích tương quan tắc thay đổi cấu tử bay thành phần tiền chất axít béo cho thấy, hệ số tương quan hexanal, hexanol C18:2 (-0,680) (0,668) Hệ số tương quan cấu tử bay C18:2 ngược cấu tử hình thành từ C18:2 với chế thuận nghịch, tức hexanal hình thành từ C18:2 sau chuyển hóa thành hexanol, hexanol không ổn định bị chuyển hóa ngược lại thành hexanal Tương quan C18:3 sản phẩm oxi hóa 3-hexen-1-ol (-0,689), (E)-2-hexen-1-ol (-0,672), (E)-2-hexenal (-0,670) Trong đó, tương quan C18:1n9c nonanal (-0.721),2-nonanol (15 0,595) Mối tương quan chặt chẽ biến đổi hàm lượng axít béo với thay đổi tỉ lệ cấu tử bay mẫu chè trình sản xuất chè đen sở khoa học chứng minh vai trò ảnh hưởng axít béo chất lượng cảm quan mùi chè đen Các cấu tử bay sản phẩm oxi hóa axít béo phần lớn bị bay trình sản xuất, lại số cấu tử hexanal, hexanol, (E)-2-hexenal (Z)-3-hexen-1-ol phát mẫu sau sấy Các cấu tử chứng minh nội dung nghiên cứu trước có vai trò “tiêu cực” chất lượng cảm quan mùi chè đen Kết nghiên cứu thay đổi thành phần axít béo tương quan hình thành cấu tử bay tương ứng trình sản xuất chè đen OTD phù hợp với số nghiên cứu trước đối tượng chè đen CTC 3.5 Nghiên cứu ảnh hƣởng số tham số công nghệ đến chất lƣợng mùi thơm chè đen OTD 3.5.1 Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng thời gian héo đến thành phần bay Ở nội dung nghiên cứu này, mẫu chè tươi héo mức thời gian khác gồm 8, 12, 16 20 sau đưa vò lên men 180 phút sau sấy 120oC Mẫu chè đen OTD đưa phân tích thành phần bay Kết nghiên cứu cho thấy, thời gian làm héo có ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần bay mẫu chè đen OTD Trong đó, thành phần bay thuộc nhóm I (nhóm chất bay sản phẩm phân giải axít béo) có xu hướng giảm thời gian héo tăng lên Cụ thể, kết nghiên cứu cho thấy, giá trị tổng thành phần chất bay nhóm I (tính theo % tổng diện tích pick) thay đổi từ 31,42 % mẫu héo giờ) xuống 12,62% mẫu héo 20 Kết nghiên cứu cho thấy, thời gian héo ảnh hưởng trực tiếp đến hình thành cấu tử bay thuộc nhóm I Thời gian héo ngắn, lượng axít béo tồn mẫu cao, tiếp tục oxi trong giai đoạn lên men sấy tạo thành cấu tử bay Điều giải thích cho việc tỉ lệ cấu tử (E)-2-hexen-1-ol, (E)-2-hexenal 2-penten-1-ol chiếm tỉ lệ cao mẫu phân tích Khi thời héo tăng lên, cấu tử bay thuộc nhóm I có xu hướng giảm Trong đó, cấu tử 2-penten-1-ol (E)-2-pentenal sản phẩm oxi hóa axít béo -linolenic không phát có mẫu chè đen có 16 20 héo Nếu kéo dài thêm từ héo lên 20 héo, tỉ lệ cấu tử 3-hexen-1-ol, (E)-2-hexen-1-ol (E)-2-hexenal mẫu chè đen giảm 38,1%, 48,0% 38,0% (hình 3.35) Hình 3.34 % khác biệt tỉ lệ hàm lượng cấu tử bay sản phẩm oxi hóa -linolenic axít Hình 3.35 % khác biệt tỉ lệ hàm lượng cấu tử bay sản phẩm oxi hóa linoleic axít được phát mẫu chè đen héo mức thời gian khác (so với mẫu phát mẫu chè đen héo mức thời gian khác (so với mẫu héo) héo) Tỉ lệ cấu tử bay n-hexanol n-hexanal, sản phẩm oxi hóa linoleic axít có khác biệt đáng kể mẫu héo mẫu chè héo 12 Khi thời gian héo tăng lên, tỉ lệ phát cấu tử mẫu chè đen giảm xuống Trong đó, tỉ lệ cấu tử n-hexanol phát mẫu héo 12 giờ, 16 20 2,43%, 2,24% 2,2% tính theo % tổng diện tích peak Tỉ lệ phát giảm 37.9% so sánh mẫu chè héo 20 16 mẫu chè héo Tỉ lệ phát n-hexanal mẫu chè đen héo mức 20 (2,14% tính theo % tổng diện tích peak), giảm 40,4% so với tỉ lệ phát mẫu chè đen héo (3,59%) (hình 3.36) Hình 3.36 % khác biệt tỉ lệ hàm lượng cấu tử bay sản phẩm oxi hóa oleic axít phát mẫu chè đen héo mức thời gian khác (so với mẫu héo) Hình 3.37 % khác biệt tỉ lệ hàm lượng cấu tử bay sản phẩm phân giải từ nhóm chất có liên kết glycoside phát mẫu chè đen héo mức thời gian khác (so với mẫu héo) Tương tự, thời gian héo có ảnh hưởng đến tỉ lệ cấu tử bay sản phẩm oxi hóa oleic axít mẫu chè đen sản phẩm nonanal, decanal 2-nonanol Khi thời gian héo kéo dài, tỉ lệ cấu tử phát mẫu giảm đáng kể So sánh mẫu héo mẫu héo 12 cho thấy, tỉ lệ nonanal, decanal 2-nonanol phát mẫu giảm 19%, 62% 23% Nếu thời gian héo tăng lên 16 giờ, tỉ lệ cấu tử nonanal, decanal 2-nonanol phát mẫu giảm 26%, 97% 79% so với mẫu héo Kéo dài thời gian héo lên 20 giờ, tỉ lệ cẩu tử bay phát mẫu thấp, giảm đáng kể so với tỉ lệ phát mẫu héo 43%, 98% 89% (hình 3.37) Trong đó, số nhóm chất sản phẩm oxi hóa carotenoid β-damascenone, β-ionone α-ionone phát có tỉ lệ thấp mẫu héo Tuy nhiên, mẫu héo với thời gian héo tăng lên, tỉ lệ cấu tử mẫu chè sản phẩm tăng lên đáng kể Cụ thể thời gian héo tăng từ 12 lên 16 giờ, tỉ lệ cấu tử β-damascenone, β-ionone α-ionone phát mẫu sản phẩm tăng lên 44,8% (từ 1,54% lên 2,23% tính theo % tổng diện tích peak), 24,6% (từ 1,79% lên 2,43%) 19,3% (từ 1.87% lên 2.34%) Tuy nhiên, thời gian héo kéo dài 16 giờ, tỉ lệ cấu tử mẫu chè giảm xuống Cụ thể, so sánh mẫu héo 16 mẫu héo 20 cho thấy, tỉ lệ cấu tử β-damascenone, β-ionone α-ionone mẫu chè sản phẩm giảm đáng kể 44,8% (từ 2,23% xuống 1,23% tính theo % diện tích peak), 48,6% (từ 2,43% xuống 1,25%) 51,7% (từ 2,34% xuống 1.13% tính) Các cấu tử thuộc nhóm chất sản phẩm phân giải từ chất nằm liên kết glycoside có xu hướng giảm thời gian héo tăng lên Trừ trường hợp cấu tử β-cyclocitral, kết phân tích cho thấy thời gian héo ngắn không vượt 16 tỉ lệ cấu tử mẫu tăng thời gian héo mẫu tăng lên (tỉ lệ chiếm 2,47%, 1,86% 1,28% tính theo % tổng diện tích peak mẫu héo 16 giờ, 12 Tuy nhiên, thời gian héo tăng lên, tỉ lệ cấu tử mẫu hạ xuống (1,63% mẫu héo 20 so với 2,47% mẫu héo 16 giờ) Điều giải thích thời gian héo kéo dài gây tổn thất bay trình héo Khi thời gian héo kéo dài từ 12 lên 16 giờ, tỉ lệ cấu tử bay β-linalool mẫu giảm 58,0% so với mẫu héo Nếu thời gian héo kéo dài lên 20 giờ, tỉ lệ cấu tử phát mẫu giảm 70,0% so với mẫu héo Cấu tử trans/cis-geraniol giảm tới 73,3% so sánh mẫu héo 20 mẫu héo Trong đó, cis-linaloloxide giảm 80% thời gian héo kéo dài lên 17 16 so sánh với mẫu héo mức Kết nghiên cứu cho thấy thay đổi thành phần bay nhóm I nhóm II có xu hướng khác bị ảnh hưởng trực tiếp thời gian héo Sự thay đổi ảnh hưởng đến giá trị số chất thơm chè đen thành phẩm Chỉ số chất thơm định nghĩa tỉ lệ tổng thành bay thuộc nhóm I chia cho nhóm II Kết nghiên cứu cho thấy, giá trị số chất thơm tăng lên thời gian héo của chè thay đổi từ héo lên tới 16 héo (FI tăng từ 0,70 đến 1,69) Nếu chè héo mức dài hơn, giá trị số chất thơm lại giảm so với mẫu héo mức 16 (1,61 1,69) Kết cho thấy, thời gian héo kéo dài có xu hướng làm giảm tỉ lệ cấu tử bay sản phẩm oxi hóa axít béo Do đó, trường hợp nguyên liệu chè có hàm lượng axít béo cao ta cân nhắc tăng thời gian héo để hạn chế tỉ lệ cấu tử bay sản phẩm oxi hóa axít béo chè đen OTD thành phẩm Ngược lại, hàm lượng axít béo thấp, ta rút ngắn thời gian héo để tăng cường cấu tử bay thuộc nhóm II (dưới 16 héo) Do đó, loại nguyên liệu cần có phân tích đầy đủ thành phần hóa học chè tươi để có lựa chọn tham số công nghệ phù hợp Song song với việc phân tích thành phần cấu tử bay hơi, cho tiến hành đánh giá cảm quan mẫu chè để đánh giá thay đổi điểm chất lượng mùi mẫu chè sản xuất chế độ héo khác Kết phân tích cho thấy, có thay đổi đáng kể điểm cảm quan mẫu chè so sánh mẫu sản xuất với thời gian héo khác Điểm trung bình mẫu chè chế biến thời gian héo 16 đạt cao (4,10), mẫu héo 20 (3,60), mẫu héo 12 (3,10) thấp mẫu héo (2,10) Qua đó, cho thấy, thời gian héo ảnh có ý nghĩa đến chất lượng cảm quan mùi chè đen Xử lý số liệu thực nghiệm cho thấy, hệ số tương quan điểm cảm quan giá trị số chất thơm 0.96 mức ý nghĩa p  0,05 Kết cho thấy có tương quan tương đối chặt chẽ điểm cảm quan mùi số chất thơm mẫu chè phân tích công cụ Nghiên cứu tiến hành xác định ảnh hưởng thời gian héo biến đổi số cấu tử bay số chất thơm mẫu chè đen Nghiên cứu tiến hành xác định ảnh hưởng thời gian héo giá trị điểm cảm quan mùi sản phẩm chè đen Kết nghiên cứu cho thấy, điều kiện lên men, kéo dài thời gian héo làm giảm tỉ lệ cấu tử sản phẩm oxi hóa -linolenic axít, linoleic axít oleic axít chè đen sản phẩm Tuy nhiên, điều kiện lên men, kéo dài thời gian héo làm giảm tỉ lệ số cấu tử thuộc nhóm chất phân giải từ chất có liên kết glycoside (trừ trường hợp cấu tử -cyclocitral ) Nghiên cứu cho thấy, điều kiện lên men, kéo dài thời gian héo làm tăng tỉ lệ số cấu tử thuộc nhóm chất phân giải từ carotenoid Tuy nhiên, thời gian gian héo kéo dài 16h, tỉ lệ tăng thấp Do đó, mẫu có hàm lượng axít béo cao giống PH11 (so với 02 giống lại) dự báo kéo dài thời gian héo lên 16h để đạt giá trị ngưỡng điểm cảm quan mùi cao Trong đó, mẫu có hàm lượng axít béo không no thấp, giảm thời gian héo để tăng hàm lượng cấu tử sản phẩm oxi hóa carotenoid phân giải từ nhóm chất có liên kết glycoside Tuy nhiên, cần kết hợp với kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian lên men nhiệt độ sấy để có kết tốt 3.5.2 Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng thời gian lên men đến thành phần bay Kết phân tích mẫu chè lên men mức thời gian khác cho thấy, tỉ lệ nhóm cấu tử bay sản phẩm oxi hóa axít béo có xu hướng tăng thời gian lên men kéo dài Tỉ lệ phát cấu tử bay sản phẩm oxi hóa axít -linolenic mẫu chè đen tăng lên 30% thời gian lên lên men kéo dài lên 220 phút vào 260 phút so với mẫu lên men 120 phút Trong đó, cấu tử 3-hexen-1-ol có tỉ lệ phát mẫu tăng 44.4% thời gian lên men tăng từ 120 phút lên 260 phút lên men Tỉ lệ phát cấu tử (E)-2-hexen-1-ol tăng không đáng kể mức 5% mẫu lên men 180 phút so với mẫu lên men 120 phút Tuy nhiên, thời gia lên men kéo dài lên 220 phút, 260 phút tỉ lệ cấu tử phát mẫu tăng 29.7% 32,4% so với mẫu lên men 120 phút Kết phân tích cho thấy, (E)-2-hexenal tăng đáng kể tới 24,1% kéo dài thời gian lên men từ 120 phút lên 180 phút, tỉ lệ phát cấu tử 18 mẫu tăng 29.7% 32.4% thời gian lên men kéo dài lên 220 phút 260 phút so với tỉ lệ phát mẫu lên men 120 phút Sự gia tăng tỉ lệ cấu tử bay 3hexen-1-ol, (E)-2-hexen-1-ol (E)-2-hexenal kéo dài thời gian lên men oxi hóa linolenic axít tiếp tục xảy thời gian lên men Tỉ lệ phát cấu tử bay hexanal hexanol có xu hướng thay đổi khác thời gian lên men tăng Trong đó, thời gian lên men tăng từ 120 phút lên 180 phút, tỉ lệ phát cấu tử hexanal tăng 26,8% ( từ 1,98% lên 2,51% tính theo % tổng tích peak), tăng 27,3% thời gian lên men giữ mức 220 phút (từ 1,98% lên 2,52%) (hình 3.40) Hình 3.38 % khác biệt tỉ lệ hàm lượng cấu Hình 3.39 % khác biệt tỉ lệ hàm lượng cấu tử bay sản phẩm oxi hóa -linolenic axít tử bay sản phẩm oxi hóa linoleic axít được phát mẫu chè đen lên men phát mẫu chè đen lên men mức mức thời gian khác (so với mẫu 120 phút thời gian khác (so với mẫu 120 phút lên lên men) men) Kết phân tích cho thấy, khác biệt tỉ lệ phát mẫu cấu tử không nhiều so sánh mẫu lên men 180 phút 220 phút Ngược lại, tỉ lệ phát cấu tử hexanol mẫu giảm thời gian lên men tăng So sánh mẫu lên men 180 phút 120 phút, tỉ lệ cấu tử giảm 22,6% (2,16% so với 2,79% tính theo % tổng diện tích peak) Khi thời gian lên men kéo dài lên 220 phút 260 phút, tỉ lệ cấu tử phát mẫu giảm 19,7% 24,4% Cấu tử hexanol chuyển hóa từ cấu tử hexanal theo phản ứng thuận nghịch chuỗi phản ứng oxi hóa linoleic axít Sự gia tăng tỉ lệ phát cấu tử hexanal mẫu trình oxi hóa linoleic axít tiếp tục xảy thời gian lên men kéo dài So sánh mẫu lên men 180 phút 220 phút, tỉ lệ phát hexanol mẫu cao (2,24% mẫu 220 phút 2,16% tính theo % tổng diện mẫu lên men 180 phút) Sự tăng lên cấu tử hexanol chuyển hóa từ cấu tử hexanal Kết phân tích biến đổi tỉ lệ cấu tử sản phẩm oxi hóa axít béo cho thấy thời gian lên men không nên vượt 220 phút Bên cạnh đó, hàm lượng axít béo cao mẫu cần phải cân nhắc việc rút ngắn thời gian lên men để tránh tượng oxi hóa axít béo không no xảy Kết nghiên cứu cho thấy, thời gian lên men ảnh hưởng lớn đến tỉ lệ cấu tử bay thuộc βdamascenone, β-ionone α-ionone mẫu chè đen sản phẩm Trong đó, tỉ lệ β-damascenone thay đổi đáng kể kéo dài thời gian lên men từ 120 phút lên 180 phút (từ 0,8% lên 2,67% tính theo % tổng diện tích peak) Nếu kéo dài thời gian lên 220 phút 260 phút, tỉ lệ cấu tử mẫu chè OTD không tăng lên nhiều so với mẫu 180 phút lên men (2,76% mẫu lên men 220 phút 2,78% mẫu lên men 260 phút) Tỉ lệ cấu tử β-ionone tăng cao thời gian lên men tăng từ 120 phút lên 180 phút (0,91% lên 2,46% tính theo % tổng diện tích peak) Tuy nhiên, thời gian lên men kéo dài lên 220 phút 260 phút, tỉ lệ cấu tử mẫu giảm xuống (2,37% mẫu 220 phút lên men 2,16% mẫu 260 phút lên men) Trong đó, tỉ lệ cấu α-ionone có xu hướng tăng thời gian lên men kéo dài đến 220 phút, sau giảm mẫu lên men 260 phút Sự suy giảm tỉ lệ cấu tử mẫu lên men kéo dài phần lượng carotenoid suy giảm, phần cấu tử bị bay lên men chè 19 Sự thay đổi cấu tử thuộc nhóm chất phân giải từ nhóm chất có liên kết glycoside tương đối khác Tỉ lệ số cấu tử có xu hướng tăng thời gian lên men kéo dài transgeraniol β-cyclocitral Trong đó, tỉ lệ cấu tử cis-linaloloxide β-linalool giảm đáng kể thời gian lên men tăng Còn tỉ lệ cấu tử trans-linaloloxide tăng thời gian lên men tăng từ 120 phút lên 180 phút lên men Tuy nhiên thời gian lên men kéo dài 220 phút 260 phút tỉ lệ cấu tử giảm đáng kể so với mẫu lên men 120 phút Kết tính toán số chất thơm cho thấy, mẫu lên men thời gian khoảng 180 phút có giá trị số chất thơm FI đạt cao (1,68) Khi mẫu lên men thời gian dài hơn, giá trị số chất thơm có xu hướng giảm (220 phút, FI = 1,64, 260 phút, FI = 1,58) Thành phần bay thuộc nhóm I có xu hướng tăng thời gian lên men kéo dài (14,05% đến 16,64% tính theo phần trăm diện tích peak, thời gian lên men tăng từ 120 phút lên 260 phút) Trong đó, thành phần bay thuộc nhóm II tăng lên từ 17,33% đến 26,29% Khi thời gian lên men tăng, tỉ lệ phát hai nhóm I II tăng Tuy nhiên, tỉ lệ nhóm chất I tăng nhanh so với nhóm chất II dẫn đến số chất thơm giảm Do đó, trường hợp mẫu chè có hàm lượng axít béo cao cần khống chế rút ngắn thời gian lên men để giảm tỉ lệ cấu tử bay thuộc nhóm I Ngược lại, hàm lượng chất béo thấp, ta kéo dài thời gian lên men lên mức phù hợp để tăng tỉ lệ cấu tử bay thuộc nhóm II Song song với việc phân tích thành phần cấu tử bay tính số chất thơm FI, cho tiến hành đánh giá cảm quan mẫu chè để đánh giá thay đổi điểm chất lượng mùi mẫu chè lên men với mức thời gian khác Kết phân tích cho thấy, có thay đổi đáng kể điểm cảm quan mùi mẫu chè so sánh mẫu sản xuất với thời gian lên men khác Điểm trung bình mẫu chè chế biến thời gian lên men 180 phút đạt cao (4,10), mẫu lên men 220 phút (3,50), mẫu lên men 260 phút (3,00) thấp mẫu lên men 120 phút (2,50) Qua đó, cho thấy, thời gian lên men ảnh có ý nghĩa đến chất lượng cảm quan mùi chè đen Xử lý số liệu thực nghiệm cho thấy, hệ số tương quan điểm cảm quan giá trị số chất thơm 0,92 mức ý nghĩa p  0,05 Kết cho thấy có tương quan tương đối chặt chẽ điểm cảm quan số chất thơm mẫu chè phân tích công cụ Nghiên cứu tiến hành xác định ảnh hưởng thời gian lên men biến đổi số cấu tử bay số chất thơm mẫu chè đen Nghiên cứu tiến hành xác định ảnh hưởng thời gian lên men giá trị điểm cảm quan mùi sản phẩm chè đen Kết nghiên cứu cung cấp thêm sở liệu để chứng minh ảnh hưởng thời gian lên men có ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan mùi chè đen sản phẩm thông qua phân tích công cụ (chỉ số chất thơm) đánh giá cảm quan (điểm cảm quan mùi) Thời gian lên men thay đổi có ảnh hưởng đến tỉ lệ cấu tử bay phát mẫu chè đen Cụ thể, điều kiện thời gian héo, kéo dài thời gian lên men làm tăng tỉ lệ số cấu tử thuộc nhóm chất phân giải từ axít béo Trong đó, điều kiện thời gian héo, kéo dài thời gian lên men làm làm tăng tỉ lệ cấu tử cis-geraniol, -cyclocitral Vì vậy, kết cho thấy, thời gian lên men kéo dài làm tăng số chất thơm điểm cảm quan mùi Tuy nhiên, thời gian lên men kéo dài xu hướng số chất thơm điểm cảm quan lại giảm Do đó, mẫu có hàm lượng axít béo không no cao giảm thời gian lên men để giảm hàm lượng cấu tử bay nhóm Còn hàm lượng axít béo không no thấp, kéo dài thời gian lên men để tăng hàm lượng cấu tử sản phẩm oxi hóa carotenoid phân giải từ nhóm chất có liên kết glycoside Trên sở nghiên cứu đó, mẫu chè từ giống chè PH11 dự báo rút ngắn thời gian lên men để tăng chất lượng cảm quan mùi mẫu có hàm lượng a xít béo cao 3.5.3 Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến thành phần bay Kết cho thấy, số chất thơm, FI, thay đổi phục thuộc vào nhiệt độ sấy Chỉ số FI tăng nhiệt độ thay đổi từ 80 đến 120oC, nhiên sau đó, nhiệt độ tăng 120oC kết cho thấy giá trị FI lại giảm Trong trình sấy, điều kiện tác dụng nhiệt độ phản ứng sinh hóa tiếp tục xảy làm phân hủy nhóm tiền chất axít béo, axít amin carotenoid tạo thành hợp chất bay Tỉ lệ thành phần bay thuộc hai nhóm chất I nhóm chất II có 20 khác biệt có ý nghĩa nhiệt độ sấy, đó, giá trị FI khác Kết phân tích cho thấy, nhiệt độ sấy tăng, nhóm chất hình thành trình oxi hóa chất béo có xu hướng tăng, nhiên mức độ tăng không nhiều thành phần bay thuộc nhóm II, điều giải thích cho việc giá trị FI có xu hướng tăng nhiệt độ tăng 120oC Khi nhiệt độ sấy 120oC, tỉ lệ thành phần bay hai nhóm I II có xu hướng suy giảm trừ số trường hợp nonanal, 2-nonanol sản phẩm phản ứng Maillard 2-acetyl-1pyrroline, N-ethyl-Succinimide Tỉ lệ số thành phần bay giảm nhiệt độ cao, mức độ bay thành phần bay lớn, dẫn đến lượng lưu lại mẫu giảm Chỉ số FI nhiệt độ sấy 130 140oC giảm số thành bay thuộc nhóm II bị nhiều so với thành phần bay thuộc nhóm I (a) (b) Hình 3.41 Sự phân bố thành phần bay mẫu mặt phẳng thứ Phân tích thành phần PCA sử dụng để xác định ảnh hưởng nhiệt độ sấy lên thành phần bay mẫu chè đen (hình 3.21) Kết phân tích PCA cho thấy, thành phần thứ (PC1) giải thích 60,9% tổng số thành phần bay có bảng 3.25, PC2 23,5% Trong PC1 trục âm mô tả số thành phần có ảnh hưởng lớn như: 3-hexen-1-ol, β-ionol, βcyclocitral, trans-linaloloxit, benzyl alcohol, (E)- 2-hexen-1-ol, 3-hydroxy--damascone hexanal Một số thành phần sản phẩm trình phân hủy nhiệt độ acid béo carotene hexenal 3-hydroxy-damascone Kết quan sát đồ thị cho thấy thành phần bay nằm phần trục âm PC1 có liên quan đến mẫu sấy nhiệt độ 80, 90, 100, 110 120oC Các thành phần xuất phần dương trục PC1 với thành phần như: nonanal, 2-nonanol hexenol, Các thành phần xuất với tỉ lệ cao mẫu sấy nhiệt độ 130 140oC, đặc biệt thành phần N-ethyl- succinimide, 2-nonanol nonanal Trong đó, N-ethyl- succinimide sản phẩm phản ứng maillar, C6-alcohol C6-aldehyde sản phẩm trình oxi hóa chất béo Trên trục PC2, thành phần bay có hệ số trọng lượng cao như: β-ionone; cis-linaloloxide; α-ionone hexanol Các thành nằm phía dương trục có liên hệ với mẫu sấy nhiệt độ cao 110, 120, 130 140oC Trong đó, thành phần salicylic axít, (E)- 2hexen-1-ol (E)-2-hexenal có liên hệ với mẫu sấy nhiệt độ thấp Đồ phân bố mẫu cho thấy, thấy mẫu sấy có xu hướng chia thành nhóm gồm: nhóm gồm mẫu sấy nhiệt độ 80, 90, 100oC, nhóm gồm mẫu sấy 110 120oC nhóm gồm mẫu sấy 130 140oC Kết đánh giá cảm quan mẫu chè đen sản phẩm sau sấy cho thấy, giá trị điểm quan mẫu nhiệt độ sấy là: sấy 80oC (2,50), 90oC (3,20), 100oC (3,50), 110oC(4,10); 120oC (4,20), 130oC (2,90) 140oC (2,40) Xu hướng thay đổi giá trị điểm cảm quan có tính tương đồng với xu hướng thay đổi số chất thơm 21 Nghiên cứu tiến hành xác định ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến thành phần bay giá trị điểm cảm quan mẫu chè đen Kết nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ sấy chè nên trì khoảng giới hạn 110oC đến 120oC Mức độ chênh lệch điểm cảm quan số chất thơm mẫu sấy nhiệt độ không đáng kể Cho nên, để tiết kiệm chi phí lượng, giá trị nhiệt độ sấy 110oC có lựa chọn để sấy mẫu chè Trong đó, sấy phạm vi nhiệt độ nhỏ lớn giải nhiệt độ tạo mẫu chè có thành phần bay không tốt gây giảm chất lượng mùi thơm chè đen 3.5.4 Nghiên cứu kiểm chứng ảnh hưởng số tham số công nghệ trình sản xuất chè đen OTD đến chất lượng mùi sản phẩm Trên sở nghiên cứu ảnh hưởng thời gian héo, thời gian lên men nhiệt độ sấy sản phẩm làm từ giống chè PH11 sở nghiên cứu khảo sát nhóm tiền chất mục 3.2 3.3 giống chè PH11 Chúng tiến hành thực nghiệm để kiểm chứng dự báo thay đổi thông số công nghệ đề cập kết nghiên cứu mục 3.5.1, 3.5.2 3.5.3 cách tăng thời gian héo mẫu lên 18 giờ, thời gian lên men giảm xuống 160 phút giữ nguyên nhiệt độ sấy 110oC Kết phân tích thành phần bay mẫu chè đen cho thấy, số chất thơm FI mẫu tăng từ 1,68 lên 1,74 so với mẫu héo mức 16h, lên men 180 phút sấy 120oC Kết đánh giá cảm quan hội đồng chuyên gia cho điểm cảm quan mùi mẫu chè đen 4,60 Như vậy, dự báo xu hướng thay đổi thông số công nghệ có dấu hiệu tích cực chất lượng cảm quan mùi chè đen giống chè PH11 Kết nghiên cứu thay đổi thông số công nghệ đối tượng giống chè PH11 cho thấy thay đổi tham số công nghệ dựa thành phần hóa học nguyên liệu có tác động đến chất lượng mùi thơm sản phẩm Trên sở kết kết phân tích thành phần tiền chất 02 giống chè Shan Chất tiền Trung du mục 3.3, dự báo cho việc thay đổi thông số công nghệ để tăng cường chất lượng cảm quan mùi sản phẩm sau: Giống chè Trung Du Shan Chất tiền Thời gian héo (giờ) 14 12 Thời gian lên men (phút) 200 220 Nhiệt độ sấy (oC) 110 110 Sự thay đổi thông số công nghệ cho thấy giá trị số chất thơm 02 mẫu chè đen từ 02 giống chè tăng đáng kể (đều có giá trị 1,75) tương đồng với mẫu làm từ giống chè PH11 ( FI =1,74) Giá trị điểm cảm quan 02 mẫu chè đen hội đồng chuyên gia 4,60 4,70 Như vậy, việc dự báo việc điều chỉnh tham số công nghệ sản xuất chè đen từ giống chè khác dựa xu hướng biến đổi thành phần tiền chất, cấu tử bay hàm lượng nhóm chất chè nguyên liệu phù hợp Qua nghiên cứu, thấy giống chè có hàm lượng axít béo cao cần kéo dài thời gian héo giảm thời gian lên men để giảm tỉ lệ cấu tử bay sản phẩm oxi hóa chất chất béo có ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng mùi chè đen sản phẩm Trong đó, mẫu chè có hàm lượng chất béo thấp, hàm lượng nhóm chất carotenoid cao giảm thời gian héo, tăng thời gian lên men nhằm tăng tỉ lệ cấu tử sản phẩm oxi hóa từ nhóm chất làm tăng chất lượng mùi chè đen sản phẩm Ngoài ra, việc giảm thời gian héo tiết kiệm chi phí chế biến tăng công suất nhà máy Do đó, tùy vào đặc tính nguyên liệu chè cần lựa chọn thông sốcông nghệ thời gian héo thời gian lên men phù hợp kết hợp với khống chế nhiệt độ sấy ổn định tạo sản phẩm chè đen có chất lượng hương thơm ổn định so mẫu chè sản phẩm chế biến từ giống chè khác Kết nghiên cứu ảnh hưởng thông sốcông nghệ điều chỉnh thông sốcông nghệ theo tính chất nguyên liệu để đạt giá trị cảm quan mùi sản phẩm ổn định tốt nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm chế biến theo phương pháp thủ công sở khoa học để định hướng cho nghiên cứu ứng dụng quy mô chế biến công nghiệp 22 KẾT LUẬN Kết luận Qua trình nghiên cứu, Nghiên cứu sinh rút số kết luận sau: Thành phần bay chè đen ảnh hưởng cấp loại chè chế độ công nghệ - Có khác biệt thành phần bay chè đen OTD chè CTC Cụ thể, thành phần bay sản phẩm oxi hóa chất béo, carotenoid cấu tử thuộc nhóm chất nằm liên kết glycoside mẫu chè OTD cao so với mẫu CTC o Trong mẫu chè OTD thuộc cấp loại khác nghiên cứu cho thấy: chè OP P có tỉ lệ nhóm chất sản phẩm oxi từ chất béo thấp so với mẫu chè có cấp thấp tức BPS F Cấu tử bay sản phẩm oxi từ nhóm chất carotenoid mẫu OP P cao so với mẫu chè cấp thấp BPS F 2- Kết nghiên cứu mối tương quan cấu tử bay hơi, nhóm tiền chất tạo mùi với điểm cảm quan thị hiếu mùi sản phẩm chè đen cho thấy: - Nhóm cấu tử sản phẩm oxi hóa từ axít béo có xu hướng làm giảm điểm cảm quan thị hiếu mùi Nhóm cấu tử sản phẩm oxi hóa carotenoid, sản phẩm phản ứng axít amin nhóm chất nằm liên kết glycoside có xu hướng tăng cường điểm cảm quan thị hiếu mùi chè đen - Mô hình tương quan axít béo điểm cảm quan thị hiếu mùi Trong axít béo không no gồm C18:3n3, C18:2n6, C18:1n9c C18:1n9t có vai trò làm giảm điểm cảm quan thị hiếu mùi Các axít béo no C11:0 C14:0 có vai trò làm tăng điểm cảm quan thị hiếu mùi - Mô hình tương quan axít amin điểm cảm quan thị hiếu mùi Nhóm chất carotenoid gồm β-carotene zeaxanthin tăng cường chất lượng cảm quan mùi Các axít amin gồm: alanine, valine, theanine, tyrosine, isoleucine leucine có vai trò tăng cường điểm cảm quan thị hiếu mùi Phenylalnine, glycine arginine có vai trò làm giảm điểm cảm quan thị hiếu mùi 3- Thành phần axít béo, axít amin, -carotene zeaxanthin chè bị ảnh hưởng thời điểm thu hái giống chè - Kết nghiên cứu cho thấy tất mẫu phân tích thành phần axít béo chiếm chủ yếu axít béo C16:0, C18:2, C18:1, C18:0 C18:3 Mẫu chè thu hái vào tháng tháng có hàm lượng axít béo no cao axít béo không no, tỉ lệ ngược lại với mẫu tháng - Tổng lượng axít amin tự mẫu tháng có xu hướng cao so với mẫu tháng tháng - Hàm lượng carotenoid tổng số mẫu thu hái vào tháng có xu hướng thấp so với mẫu thu hái vào tháng tháng - Hàm lượng -carotene mẫu thu hái vào tháng tháng có xu hướng cao so với mẫu thu hái vào tháng 3, quy luật ngược lại thành phần zeaxanthin Kết nghiên cứu biến đổi nhóm cấu tử bay tiền chất tương ứng cho thấy: - Tỉ lệ số nhóm cấu tử bay thuộc nhóm I nhóm II tăng suốt trình chế biến từ héo kết thúc trình lên men Tuy nhiên, tỉ lệ nhóm II tăng nhanh bắt đầu lớn tỉ lệ nhóm I kết thúc giai đoạn héo - Các axít amin thuộc nhóm góp phần tăng cường mùi thơm chè đen có xu hướng tăng suốt trình giai đoạn héo, trừ trường hợp tyrosine tăng giai đoạn đầu từ mẫu tươi đến mẫu héo sau giảm Trong đó, giai đoạn lên men: hàm lượng axít amin valine, leucine, isoleucine giảm tương ứng với xuất cấu tử bay sản phẩm chuyển hóa tương ứng isobutyraldehyde, isovaleraldehyde 2methybutanal - Trong suốt trình héo lên men, hàm lượng carotenoid giảm tương ứng với gia tăng hàm lượng cấu tử bay sản phẩm oxi hóa nhóm chất 23 Hàm lượng axít béo no tăng suốt trình héo lên men Trong đó, axít béo không no tăng khoảng 6h đầu trình héo, sau giảm dần thời gian héo kết thúc trình lên men Kết nghiên cứu mối tương quan thay đổi hàm lượng axít béo cấu tử bay sản phẩm oxi hóa tương ứng Nghiên cứu ảnh hưởng tham số công nghệ đến điểm cảm quan mùi sản phẩm chè đen cho thấy: giống chè có hàm lượng axít béo cao cần kéo dài thời gian héo giảm thời gian lên men để giảm tỉ lệ cấu tử bay sản phẩm oxi hóa chất chất béo có ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng mùi chè đen sản phẩm Trong đó, nguyên liệu chè có hàm lượng chất béo thấp, hàm lượng nhóm chất carotenoid cao giảm thời gian héo, tăng thời gian lên men nhằm tăng tỉ lệ cấu tử sản phẩm oxi hóa từ nhóm chất làm tăng chất lượng mùi chè đen sản phẩm - Kiến nghị: Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng điều chỉnh thông số công nghệ việc nâng chất lượng mùi thơm chè đen chế biến quy mô công nghiệp dựa kết mang tính dự báo luận án thử nghiệm số giống chè chế biến quy mô phòng thí nghiệm 24 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Hoang Quoc Tuan*, Nguyen Duy Thinh, Nguyen Thi Minh Tu (2016) The relationship between volatile compounds and aroma quality of orthodox black tea (Camellia sinensis) Spise, 4th International Symposium, July 29-31, VietNam Hoang Quoc Tuan*, Nguyen Duy Thinh, Nguyen Thi Minh Tu (2015) Changes in peptidase and lipoxygenase activity due to differences in cultivars, plucking time, and during orthodox black tea processing Journal of Science and Technology 53(4B) 8894 Hoang Quoc Tuan*, Nguyen Duy Thinh, Nguyen Thi Minh Tu (2016) Differentiation of black teas by volatile profile analysis using HS-SPME/GC-MS Journal of Science and Technology 54 (4) 483-493 Nguyen Thi Lan Anh, Hoang Quoc Tuan*, Nguyen Thi Minh Tu (2016) Variations in fatty acid composition of tea leaves (camellia sinensis) due to plucking time and cultivars Journal of Science and Technology 54 (2C) 284-290 Hoang Quoc Tuan*, Nguyen Thi Minh Tu (2016) Changes in volatile compounds during orthodox black tea (camellia sinensis) manufacturing Journal of Science and Technology 54 (4A) 1-6 Hoang Quoc Tuan*, Nguyen Duy Thinh, Nguyen Thi Minh Tu (2016) A prediction model for aroma quality of vietnamese orthodox black teas by combined multivariate analysis of GC-MS and sensory evaluation data Journal of Science and Technology 54 (6) 708-718 Hoang Quoc Tuan*, Nguyen Duy Thinh, Nguyen Thi Minh Tu (2017) Changes in composition of flavor precursor amino acid in leaves of tea (camellia sinensis) during orthodox black tea processing Journal of Science and Technology 55 (1) 1-7 ... Nghiên cứu biến đổi thành phần số chất tạo mùi chế biến chè đen tiến hành nhằm tìm sở khoa học biến đổi thành phần tiền chất thành phần bay có ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan mùi sản phẩm góp phần. .. giống chè 3.4 Nghiên cứu thay đổi nhóm tiền chất tạo mùi cấu tử bay chế biến chè đen Nguyên liệu búp chè tôm, giống chè PH11 hái tháng 7- năm 2014 lựa chọn để tiến hành nghiên cứu biến đổi thành phần. .. liệu, thay đổi thành phần tiền chất cấu tử bay hình thành trình sản xuất có ý nghĩa thực tế kinh tế lớn ngành chè nước Chính việc Nghiên cứu biến đổi thành phần số chất tạo mùi chế biến chè đen đối