Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men nước giải khát kombucha từ chè phế liệu

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triến không ngừng của xã hội, đời sống nhân dân không ngừng được nâng cao, dường như chất lượng cuộc sống ngày càng được xã hội quan tâm và bàn luận về nó. Những sản phẩm có chất lượng cao như đồ uống, thức ăn không thể thiếu trong đời sống hằng ngày để rùi làm cho cuộc sống của tất cả mọi người ngày càng tốt đẹp hơn, hạnh phúc hơn. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng gia tăng về các sản phẩm ngành thực phẩm nước ta đã không ngừng gia tăng và phát triển trong đó có ngành sản xuất đồ uống. Kombucha là loại nước giải khát đáp ứng các yêu cầu như vậy, một loại đồ uống lên men dịch chiết từ lá chè xanh hay chè đen nhờ nấm chè (hệ cộng sinh giữa vi khuẩn và nấm men), cũng được xem là một trong các loại thực phẩm có lợi kể trên. Trong quá trình lên men, sự phát triển của nấm chè đã tạo ra loại đồ uống giải khát, vừa tốt cho sức khoẻ vừa ức chế hiệu quả sự phát triển của các vi sinh vật có hại. Thành phần chủ yếu của Nấm chè là nấm men và vi khuẩn axetic.Kombucha là sản phẩm nước giải khát hoàn toàn mang tính tự nhiên,không sử dụng hóa chất, giàu chất dinh dưỡng,rất tốt cho sức khỏe nếu uống điều độ. Rất thích hợp cho người tiêu dùng cả với giới trẻ, người già, phụ nữ và trẻ em. Điều đặc biệt trong loại nước này là chúng ta dùng chè phế liệu làm nguyên liệu để sản xuất,một loại nguyên liệu rẻ tiền và rất dồi dào trong ngành chế biến chè. Nhưng để tạo chỗ đứng trên thị trường,để lan tỏa rộng khắp mọi miền và để tất cả mọi người biết đến,yêu thích và sử dụng quả thực không phải là vấn đề đơn giản. Vậy nên ngay từ đầu xâm nhập vào thị trường thì buộc nó phải thể hiện rõ đây là sản phẩm không chỉ chất lượng cao mà còn an toàn,hấp dẫn khách hàng. Để làm được tất cả các điều này chúng em đã tiến hành nghiên cưú và tìm ra các phương hướng để tạo ra được loại nước giải khát có chất lượng cao nhưng giá thành thì hợp lí. Chính vì thế tên đề tài của em là: “Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men nước giải khát kombucha từ chè phế liệu”.

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp trước hết tôi xin được gửi lời cảm

ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS.Nguyễn Duy Thịnh và TS.Ngô Xuân Cường Hai thầy đã tạo mọi kiện thuận lợi và tận tình hướng dẫn tôi trong toàn bộ khóa luận

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn toàn thể các cô chú,các anh chị làm việctại bộ môn Công Nghệ Sau Thu Hoạch – Viện Khoa Học Kĩ Thuật Nông LâmMiền Núi Phía Bắc đã giúp đỡ và tạo điều kiện tối đa cho tôi trong toàn bộ quá trình thực tập

Tôi xin gửi lời cảm ơn và lòng biết ơn sâu sắc nhất tới tập thể các

thầy,cô giảng dạy tại khoa CNSH – Viện Đại Học Mở Hà Nội đã hướng dẫn,giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại trường

Tôi xin cảm ơn gia đình,bạn bè đã động viên tạo điều kiện giúp em hoànthành khóa luận này

Trong quá trình học tập, tìm hiểu và nghiên cứu để thực hiện đề tài này tôi đã cố gắng nhiều, xong do trình độ hiểu biết còn hạn chế, một số điều kiệnkhông cho phép và trong quá trình làm thí nghiệm không tránh được khỏi thiếu sót Vì vậy tôi rất mong được sự xem xét, góp ý của thầy cô và bạn bè

Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ,ngày 25 tháng 05 năm 2011

Sinh viên: Đinh Văn Nam

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Phần I TỔNG QUAN 3

1.1 Tình hình nghiên cứu nước giải khát và nước giải khát lên men 3

1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước giải khát kombucha trên thế giới 3

1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước giải khát từ chè ở Việt Nam 4

1.1.3 Thành phần của nước giải khát kombucha 6

1.1.4 Công dụng của nước giải khát kombucha 6

1.2 Giới thiệu về chè 7

1.2.1 Nguồn gốc và sản phẩm của chè 7

1.2.2 Phân loại chè 10

1.2.3 Giá trị và thành phần hóa học của chè 12

1.2.4 Tình hình sản xuất chè trên thế giới và Việt Nam 15

1.3 Tổng quan về quá trình lên men 15

1.3.1 Cơ chế của quá trình lên men 15

1.3.2 Động học của quá trình lên men 17

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 18

1.3.4 Các sản phẩm phụ tạo thành trong quá trình lên men 19

Phần II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Đối tượng nghiên cứu 21

2.1.1 Chè phế liệu 21

2.1.2 Nấm men 22

2.1.3 Đường 23

2.1.4 Nước 23

2.2 Hóa chất,thiết bị và dụng cụ sử dụng để nghiên cứu 23

2.3 Nội dung nghiên cứu 24

2.4 Phương pháp nghiên cứu 25

2.4.1 Phương pháp vi sinh vật 25

2.4.2 Phương pháp hóa học 25

2.4.3 Phương pháp phân tích cảm quan 28

2.5 Bố trí thí nghiệm 28

2.5.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng hàm lượng chất khô ban đầu đến quá trình lên men 29

2.5.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men 30

2.5.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của hàm lượng đường đến quá trìnhh lên men 31

2.5.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến quá trình lên men 32

2.5.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men 33

2.5.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men 34

Phần III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

3.1 Kết quả xác định ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu đến quá trinh lên men 35

3.2 Kết quả ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men 36

3.3 Kết quả ảnh hưởng của hàm lượng đường đến quá trinh lên men 39

3.4 Kết quả xác định ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến quá trình lên men 42

3.5 Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men 43

3.6 Kết quả ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men 46

3.7 Quy trình hoàn thiện sản xuất nước giải khát lên men kombucha từ chè phế liệu 49

3.8 Đánh giá chất lượng sản phẩm 51

Phần IV KẾT LUẬN VÀ ĐẾ XUẤT KIẾN NGHỊ 53

4.1 Kết luận 53

4.2 Kiến nghị 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triến không ngừng của xãhội, đời sống nhân dân không ngừng được nâng cao, dường như chất lượngcuộc sống ngày càng được xã hội quan tâm và bàn luận về nó Những sảnphẩm có chất lượng cao như đồ uống, thức ăn không thể thiếu trong đời sốnghằng ngày để rùi làm cho cuộc sống của tất cả mọi người ngày càng tốt đẹphơn, hạnh phúc hơn Để đáp ứng nhu cầu ngày càng gia tăng về các sản phẩmngành thực phẩm nước ta đã không ngừng gia tăng và phát triển trong đó cóngành sản xuất đồ uống

Kombucha là loại nước giải khát đáp ứng các yêu cầu như vậy, một loại

đồ uống lên men dịch chiết từ lá chè xanh hay chè đen nhờ nấm chè (hệ cộng

sinh giữa vi khuẩn và nấm men), cũng được xem là một trong các loại thực

phẩm có lợi kể trên Trong quá trình lên men, sự phát triển của nấm chè đã tạo

ra loại đồ uống giải khát, vừa tốt cho sức khoẻ vừa ức chế hiệu quả sự phát

triển của các vi sinh vật có hại Thành phần chủ yếu của Nấm chè là nấm men

và vi khuẩn axetic.Kombucha là sản phẩm nước giải khát hoàn toàn mangtính tự nhiên,không sử dụng hóa chất, giàu chất dinh dưỡng,rất tốt cho sứckhỏe nếu uống điều độ Rất thích hợp cho người tiêu dùng cả với giới trẻ,người già, phụ nữ và trẻ em

Điều đặc biệt trong loại nước này là chúng ta dùng chè phế liệu làmnguyên liệu để sản xuất,một loại nguyên liệu rẻ tiền và rất dồi dào trongngành chế biến chè Nhưng để tạo chỗ đứng trên thị trường,để lan tỏa rộngkhắp mọi miền và để tất cả mọi người biết đến,yêu thích và sử dụng quả thựckhông phải là vấn đề đơn giản Vậy nên ngay từ đầu xâm nhập vào thị trườngthì buộc nó phải thể hiện rõ đây là sản phẩm không chỉ chất lượng cao mà còn

an toàn,hấp dẫn khách hàng Để làm được tất cả các điều này chúng em đãtiến hành nghiên cưú và tìm ra các phương hướng để tạo ra được loại nướcgiải khát có chất lượng cao nhưng giá thành thì hợp lí Chính vì thế tên đề tài

của em là: “Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men nướcgiải khát kombucha từ chè phế liệu”.

Mục tiêu của đề tài

Tìm ra được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất nước giải khátkombucha và lập được quy trình sản xuất từ chè phế liệu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất khô ban đầu đến quá trìnhlên men nước giải khát

- Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men nước giải khát

- Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng đường đến quá trình lên nướcgiải khát

- Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ men giống đến quá trình lên men nướcgiải khát

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men nước giải khát

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men nước giải khát

- Lập quy trình sản xuất nước giải khát kombucha từ chè phế liệu

Ý nghĩa khoa học,ý nghĩa thực tiễn

-Là cơ sở cho việc áp dụng vào việc nghiên cứu sản xuất các sản phẩmnước giải khát lên men từ nhiều loại cây

-Thành công của đề tài là tìm ra được các thông số, yếu tố thích hợp choquy trình sản xuất nhằm áp dụng vào sản xuất với quy mô công nghiệp,tạo rasản phẩm mới làm đa dạng hóa sản phẩm đồ uống

-Tận dụng nguồn nguyên liệu dồi dào mà thiên nhiên đã ban tặng cho đấtnước Việt Nam,tạo nguồn thu nhập ổn định cho người dân

Phần I TỔNG QUAN

1.1 Tình hình nghiên cứu nước giải khát và nước giải khát lên men

Nước giải khát là loại đồ uống đóng vai trò rất quan trọng đối với đời sống con người, ngoài việc cung cấp cho con người một lượng nước đáng kể

nó còn bổ sung cho cơ thể một lượng lớn các chất dinh dưỡng , các loại muối khoáng, cung cấp nguồn năng lượng lớn cho cơ thể Vì vậy nước giải khát trở thành nhu cầu tất yếu, không thể thiếu được đối với đời sống của con người

1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước giải khát kombucha trên thế giới

Ngành sản xuất nước giải khát đang phát triển với tốc độ rất nhanh cả vềchủng loại và số lượng,nhanh chóng chiếm lĩnh và được thị trường chấp nhậntrong suốt thế kỉ XX Trong số đó phải kể đến các hãng sản xuất nước giảikhát nổi tiếng như: Cocacola,Pesicola,Nestle

Nước giải khát từ chè được dùng phổ biến ở các nước và vùng lãnh thổNga, Grudia, Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan dưới dạng nước uống đóngchai, lon hoặc xiro chè và chè cô đặc mang nhiều nhãn mác khác nhau(Bakhơmarô, Senaki, Towbilicoba, Aradu, Kobuleti,…)

Nguyên liệu để sản xuất nước giải khát từ chè rất đa dạng, phần lớn gồmcác loại chè cấp thấp, phế liệu phế phẩm trong công nghiệp chế biến chè nhưbồm, cẫng, râu xơ, bụi chè…được tách ra khi phân loại chè khô

Vào những năm 80 của thế kỷ XX, ở Grudia đã có những nhà máy chếbiến các dạng nước giải khát từ chè cấp thấp Đó là loại nước giải khát mangnhãn hiệu “Bakhơmaro” là loại nước uống tươi mát chứa nhiều loại vitamin,không chứa cồn kiểu pepsi hoặc cocacola Các loại nguyên liệu chè xanh haychè đen phế phẩm được chiết xuất bằng nước sôi, lắng lọc cô đặc chân không,

từ nồng độ 3% đến 20% chất khô Bổ sung đường saccharose, chất thơm thựcvật được chiết xuất bằng rượu etylic, tinh dầu chanh, axit linonic, nước xốt

hoa quả, các chất chống oxy hóa và nước sạch được bão hòa bởi khí CO2.Nước uống “Bakhơmaro” là loại nước giải khát từ chè không lên men,

có mùi vị rất dễ chịu, thơm mát, có nhiều loại màu sắc khác nhau như xanh,vàng, màu anh đào, màu nâu và những màu khác nữa Về chất lượng củahương vị "Bakhơmaro", theo ý kiến của nhiều chuyên gia thực phẩm cho rằngloại nước uống này có chất lượng tốt, thơm ngon, bổ dưỡng, thậm chí còntrội hơn các loại nước uống khác của thế giới

Vào những năm 70 của thế kỷ XX, ở trường Đại Học Nông nghiệp ÁNhiệt đới Liên Xô (cũ) đã nghiên cứu lên men nước chè tạo ra axit lactic, axitaxetic và bổ sung thêm chất phụ gia tạo tạo ra một loại nước uống đặc biệt hơichua chát, ngọt, thơm rất được ưa chuộng gọi là nước Thủy sâm

Một trong những loại nước giải khát lên men từ chè được dùng phổ biến

ở Trung Quốc, Nga, Đức, Nhật Bản, Úc, Mỹ và một số nước khác hiện nay làtrà Kombucha

Kombucha được tạo ra đầu tiên vào khoảng năm 220 trước Công nguyên

ở Trung Quốc Trên thế giới, Kombucha đã được sản xuất và tiêu thụ dướinhiều tên gọi khác nhau như: Machurian, Mo-Gu, Champignon de longue vie,Kargasok Tea, Kwassan, Kocha kinoko, Fungojapon, Indo-Japanese TeaFungus, Pichia Fermentans, Cembuya Orientalis, Combuchu, Tschambucco,Manchurian, Haipao, Volga Spring Ở Việt Nam, Kombucha mới chỉ xuấthiện trong số rất ít gia đình trung lưu thành thị, dùng làm nước uống mùa hè

để giải khát, chăm sóc sức khỏe và góp phần hạn chế bệnh tật

1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước giải khát từ chè ở Việt Nam

1.1.2.1 Nghiên cứu nước giải khát có ga không lên men

Giai đoạn 1988 - 1997, tại Viện nghiên cứu Chè các tác giả Đỗ TrọngBiểu, Đoàn Hùng Tiến, Trịnh Văn Loan đã nghiên cứu sản xuất xiro chè từnguyên liệu chè thứ cấp của các nhà máy chè (chè cấp thấp và phế liệu chè).Xiro chè sau khi pha chế và sục khí CO2 thành nước giải khát có gas không

lên men Qui trình sản xuất xiro chè như sau:

Chè cấp thấp (hoặc phế liệu)  Chiết bằng nước sạch  Lọc  Cô chânkhông  Nấu xiro (bổ sung đường kính và axit citric)  Lọc  Xiro - Đường-Tinh dầu  Đóng chai  Khử trùng  Dán nhãn  Xiro thành phẩm

Nước máy  Lọc (xử lý bằng nhựa trao đổi ion)  Đun sôi tiệt trùng Làm nguội  Làm lạnh nước (Thêm nước đá)  Sục khí CO2 vào nước lạnhcho bão hòa khí  Rót nước lạnh vào chai có sẵn xiro chè  Dập nút chai Khử trùng  Dán nhãn  Nước giải khát thành phẩm

Nước chiết từ chè cấp thấp và phụ phế phẩm chè bao gồm toàn bộ cácchất hòa tan được trong nước như đường, đạm, các axit amin, các sinh tố, cácnguyên tố vi lượng và đặc biệt là các chất đặc trưng cho chè như tanin, cáchợp chất polyphenolcatechin, các ankaloid như cafein theobromin, theofilin,

… Theo nghiên cứu của Đỗ Trọng Biểu (1998) hàm lượng các thành phầntrên chiếm khoảng 70 - 80% về số lượng so với các loại chè cấp cao, khi phốichế với đường saccharose ở nồng độ cao 70 - 80% có thêm phụ gia là các tinhdầu hoa quả tươi như cam, chanh, bạc hà, coca… cùng axit xitric tạo nên mộtsản phẩm là xiro chè có hàng loạt những đặc điểm ưa chuộng hơn các nướcgiải khát thông thường như tính mềm mại, tinh khiết, hấp dẫn, ngọt ngào,thanh tao

1.1.2.2 Nghiên cứu nước giải khát lên men từ dịch triết chè

Giai đoạn 2004 - 2006, các tác giả Nguyễn Chí Dũng, Bùi Thế Cường,Phạm Ngọc Anh thuộc Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Côngnghệ Thực phẩm Hà Nội đã tiến hành một đề tài cấp thành phố Hà Nội

“Nghiên cứu công nghệ chế biến đồ uống chức năng Manchurian từ lá chèbằng phương pháp lên men” Đề tài đã thử nghiệm lựa chọn lá chè Shan tươiMộc Châu làm nguyên liệu chính cho quá trình lên men Mẫu nghiên cứuđược xử lý như sau: Lá chè được kiểm tra các thông số tanin, caffein, diệp lụctố; nguồn lá chè mẫu này được đem trích ly ở nhiệt độ 85 - 100°C trong 20phút Dịch trích ly được làm nguội đến 30°C, bổ sung các loại đường

(saccaroza, lactoza, glucoza, fructoza tinh sạch) và cấy nấm chè với tỷ lệ là5% thể tích, rồi để lên men trong tủ ấm ở nhiệt độ từ 26 - 28°C Trong quátrình lên men, định kỳ kiểm tra xác định các thông số axit lactic, axit axetic,axit gluconic và hàm lượng đường dư, theo mốc 0, 2, 4, 6, 8 ngày.

Ở Việt Nam, Kombucha mới chỉ xuất hiện trong số rất ít gia đình trunglưu thành thị, dùng làm nước uống mùa hè để giải khát, chăm sóc sức khoẻ vàgóp phần hạn chế bệnh tật Một số nhà khoa học gọi nước giải khátKombucha là “trà giấm” hoặc “giấm trà” Theo ThS - BS Hoàng Khánh Toàn:

“dùng giấm nói chung và trà giấm nói riêng là một trong những biện phápchữa bệnh dân gian độc đáo và giàu tính tự nhiên của y học cổ truyền phươngĐông, đặc biệt ở Trung Quốc"

1.1.3 Thành phần của nước giải khát kombucha

Kombucha chứa các chủng VSV khác nhau cùng với một số axit hữucơ,ethanol, enzym hoạt động, các axít amin, và polyphenol, có thể gồm một

số thành phần sau đây tùy thuộc vào nguồn gốc của men giống: Axit axetic cótác dụng chống vi khuẩn, axit butyric, axit gluconic, axit lactic, axit malic,axit oxalic, usanic axit, cũng như một số vitamin B Có quan niệm sai lầm cho

là Kombucha chứa axit glucuronic Nghiên cứu của Michael Roussin trong

cuốn Analysis of Kombucha Ferments, đã phân tích tỉ mỉ nhiều mẫu của

Kombucha đều thấy vắng mặt axit glucuronic trong mọi trường hợp

Men giống (culture) là hệ cộng sinh của Acetobacter (vi khuẩn axit

axetic) và nấm men , chủ yếu là Brettanomyces bruxellensis , Candida

stellata , Schizosaccharomyces pombe , Torulaspora delbrueckii và Zygosaccharomyces bailii

1.1.4 Công dụng của nước giải khát kombucha

Công năng của nước giải khát là sự kết hợp giữa hai yếu tố: tác dụngcủa giấm và tác dụng của lá trà Theo dinh dưỡng học cổ truyền, giấm vị chuađắng, tính ấm, có công dụng hoạt huyết hoá ứ, tiêu thực hoá tích và giải độcsát trùng, thường được dùng để chữa chứng chóng mặt sau khi sinh con, tích

trệ thức ăn, vàng da, thổ huyết, chảy máu cam, đại tiện ra máu, lở ngứa vùng

âm hộ, mụn nhọt, đinh độc, ngộ độc thực phẩm Nghiên cứu hiện đại chothấy, giấm có tác dụng kích thích tiêu hoá, nâng cao công năng miễn dịch của

cơ thể, điều hoà huyết áp và chống lão hoá, được coi là thực phẩm lý tưởngcho những người bị viêm dạ dày thể thiểu toan, cao huyết áp, rối loạn lipid máu,vữa xơ động mạch, sỏi đường tiết niệu, viêm gan, dị ứng với thuỷ hải sản, dễ bịmắc các bệnh truyền nhiễm qua đường hô hấp Lá trà vị ngọt đắng, có tác dụngdược lý rất phong phú như làm hưng phấn thần kinh trung ương, hạ huyết áp,giảm mỡ máu và đường máu, chống ngưng tập tiểu cầu và vữa xơ động mạch,chống phóng xạ và ung thư, cải thiện công năng miễn dịch, lợi niệu, khángkhuẩn và virus, chống lão hoá được coi là thứ thực phẩm rất có lợi cho nhữngngười bị cao huyết áp, rối loạn lipid máu, vữa xơ động mạch, tiểu đường, chậmnhịp tim, bệnh lý động mạch vành tim Đối với những người bị cao huyết áp,rối loạn lipid máu, tiểu đường việc dùng trà giấm là rất tốt

a) Quan điểm về nguồn gốc cây chè từ Trung Quốc

Năm 1753, Carl Von Limacus – nhà thực vật học Thụy Điển., lần đầutiên trên thế giới xác nhận Trung Quốc là vùng nguyên sản cây chè và đặt tên

khoa học cho cây chè là Thea Sinesis.

Năm 1918, Cohen Stuart – nhà phân loại thực vật hà lan đã đưa ra thuyết

hai nguồn gốc cây chè (Nhị nguyên thuyết) cho rằng, cây chè lá to có nguồn

gốc ở phía Tây cao nguyên Tây Tạng cây chè lá nhỏ có nguồn gốc ở phíaĐông và Đông Nam Trung Quốc

Năm 1951, Đào Thừa Trân (Trung Quốc) tổng kết ý kiến của các nhà

khoa học trên thế giới và kết luận rằng nguyên sản cây chè là ở tỉnh Vân nam– Trung Quốc Cây chè di thực về phía Đông Nam qua tỉnh Tứ Xuyên, bị ảnhhưởng của khí hậu nến biến thành loại chè lá nhỏ; di thực về phía Nam và Tâynam là Ấn Độ, Mianma, Việt Nam thì biến thành loại chè lá to.

Theo Daraxelia.M.K dựa trên: “Trung tâm khởi nguồn cây trồng” củaVnilốp thì cây chè có nguồn gốc từ Trung Quốc, nó phân bố ở các khu vựcphía Đông và phía Nam, phía Đông Nam mem theo cao nguyên Tây Tạng.Theo Nguyễn Ngọc Kinh, cách đây 4000 năm, người Trung Quốc ( lần đầutiên trên thế giới) đã biết dung cây chè làm dược liệu, sau đó làm nước uống.Năm 1933, J.J.B.Deus (Hà Lan) nguyên giám đốc Viện nghiên cứi chèBuitenzorg ở java (Indonexia), cố vấn các công ty chè Đông Dương thuộcPháp, sau khi đi khảo sát vùng chè cổ Tham Vè tại xã Cao Bổ (Vị Xuyên –

Hà Giang) đã cho rằng: những nơi tìm thấy cây chè bao giờ cũng ở bên bờ cáccon sông lớn như sông Dương Tử, song Tsikiang ở Trung Quốc, song Hồng(Vân Nam- Trung Quốc, miền Bắc Việt Nam), sông Mê Kông (Vân Nam-Trung Quốc, Thái lan), song Bramapoutrơ ở Atxam, tất cả các con sông đóđều bắt nguồn ở phía Đông cao nguyên Tây Tạng, cho nên nguồn gốc cây chè

là từ dãy núi này phát tán đi

b) Quan điểm về nguồn gốc cây chè từ cùng Atxam - Ấn Độ

Theo Nguyễn Ngọc Kính, năm 1823, R.Bruce đã phát hiện được nhữngcây chè dại lá to ở vung Atxam (Ấn Độ) và trên cơ sở nghiên cứu đặ điểmthực vật học, ông cho rằng nguyên sản của cây chè là ở vùng Atxam (Ấn Độ)

c) Quan điểm về nguồn gốc cây chè ở vùng Tây Bắc Việt Nam

Năm 1976, trong cuốn sách: “Cây chè miền Bắc Việt Nam” (NguyễnNgọc Kính dịch), Viện sĩ thông tấn Djemukhadze nghiên cứu tiến hóa củathực vật dựa trên phân tích các hợp chất hóa học trong cây, phân tích cáccatechin thành phần trong chè mọc hoang dại ở các vùng chè Tứ Xuyên, VânNam (Trung Quốc)

Sản phẩm của chè

Chè là sản phẩm đồ uống, chế biến từ búp tươi gồm 1 tôm 2 – 3 lá nonthu hái ở cây chè (gọi chung là nguyên liệu chè) Hiện nay trên thị trường córất nhiếu các loại sản phẩm chè khác nhau, mỗi loại đều có những tính chấtđặc trưng riêng, khác nhau về ngoại hình, màu nước và hương vị của chúngnhư chè xanh, chè đen, chè đỏ, chè vàng.

- Chè xanh là loại chè nước pha có màu xanh tươi hoặc xanh vàng,hương thơm đặc trưng cho từng giống và mùi cốm nhẹ, vị chát đượm, dịu, cóhậu ngọt

- Chè đen có ngoại hình nâu đen, bong, nước pha có màu đỏ nâu tươisáng, có viền vàng, sánh, hương thơm mùi hoa quả, mùi mật ong, vị chát dịu,

có hậu

- Chè đỏ, hay còn gọi là chè lên men bán phần, có các đặc tính gần vớichè đen, nước pha màu đỏ tươi, trong sáng, vị chát mạnh hơn chè đen, hươngthơm mạnh và bộc lộ mùi hoa quả tự nhiên

- Chè vàng có đặc tính gần với chè xanh, màu nước pha vàng đậm, trongsáng, vị chát đượm, hương thơm mạnh, mùi hương nhẹ của hoa quả, mật ong.Ngoài ra, trên thị trường còn có rất nhiều các loại sản phẩm chè Chèhương, chè hoa là các sản phẩm chè có nguyên liệu ban đầu để chế biến là chèxanh, chè đen (thành phẩm) được ướp thêm nguyên liệu khô hoặc ướp hoatươi Các sản phẩm chè hòa tan, chè túi nhúng, chè thảo dược, xi rô chè hoặcnước giải khát từ chè có hương hoa quả Một số nước còn chế biến thành cácdạng thực phẩm chè

Hình 1.1 Hình ảnh về chè xanh của Viện Khoa Học Kĩ Thuật Nông Lâm

các tỉnh miền núi phía bắcLượng sản phẩm chè chế biến ra và tiêu thụ hiện nay trên thị trường thếgiới chủ yếu là chè đen, chiếm thị phần tới 70 - 80% tổng lượng chè của thếgiới, còn lại là sản phẩm chè xanh và các loại chè khác Các nước thuộc Châu

Âu, Châu Mỹ, Trung Cận Đông, Châu Đại Dương và một số nước Châu Phi

là những nước tiêu thụ nhiều sản phẩm chè đen Các nước Châu Á quen dùngsản phẩm chè xanh và các loại chè khác

Tất cả các loại chè nói trên hầu hết được chế biến từ nguyên liệu ban đầu

là búp chè tươi Tuy nhiên, để sử dụng hợp lý nguyên liệu và sản phẩm làm ra

có chất lượng cao nhất, cần phải chú ý đến đặc tính của từng giống chè, thời

vụ thu hái và phẩm cấp nguyên liệu

Sở dĩ các loại sản phẩm chè có được các đặc tính đặc trưng khác nhau chủyếu là do trong quá trình chế biến đã tạo ra sự chuyển hóa các chất có trongnguyên liệu chè bằng các giải pháp công nghệ khác nhau đó là: những phảnứng sinh hóa chuyển hóa các hợp chất Catechin, phản ứng giữa các Catechinvới acid amin, phân giải các protein để tạo ra các acid amin đơn giản

1.2.2.Phân loại chè

Năm 1753, nhà khoa học Thủy Điển Linne đã đặt tên khoa học của cây

chè là Thea Senensis, sau đó có nhiều cách đặt tên khác nhau cho cây chè.Đến nay tên khoa học của cây chè được nhiều người công nhận nhất làCamellia Sinensis (L) OKuntze.

Trong hệ thống phân loại thực vật, chè được xếp loại như sau:

Chè Trung Quốc lá nhỏ (Camellia Sinensis var, microphylla)

Chè Trung Quốc lá nhỏ có đặc điểm là: thân bụi, phân cành nhiều, cànhthấp, lá nhỏ dày, gân lá không rõ, răng cưa nhỏ không đều, đầu lá tròn, búpnhỏ, năng suất không cao, chất lượng bình thường, nhiều hoa, quả, có khảnăng chịu rét tốt.Chè Trung Quốc lá nhỏ phân bố nhiều ở miền Đông, ĐôngNam Trung Quốc, Nhật Bản Ở Việt Nam, chè Trung Quốc lá nhỏ có thể tìmthấy ở Lạng Sơn,Phú Thọ Ngày nay chè Trung Quốc lá nhỏ được sử dụnglàm vật liệu lai tạo chọn ra những giống có khả năng chịu rét, những giốngthích hợp cho chế biến chè xanh được trồng nhiều ở Trung Quốc, Đài Loan,Nhật Bản và Việt Nam

Chè Trung Quốc lá to (Camellia Sinensis var, macrophylla)

Chè Trung Quốc lá to thuộc dạng thân gỗ nhỏ, phân cành mau, lá to,trung bình dài 12 - 15 cm, rộng 5 - 7cm, răng cưa sâu không đều, đầu lá nhọn,búp to trung bình có khả năng cho năng suất cao, chất lượng tốt thích hợp cho

cả chế biến chè xanh và chè đen Chè Trung Quốc lá to có khá nhiều hoa, quả,

có khả năng chịu đất xấu

Nguyên sản của chè Trung Quốc lá to là ở Vân Nam, Tứ Xuyên – TrungQuốc Ở Việt Nam chè Trung Quốc lá to phân bố nhiều ở các tỉnh trung dunhư Thái Nguyên, Tuyên Quang, Phú Thọ, Yên Bái… nên còn được gọi dướitên khác là chè trung du

- Chè Shan (Camellia Sinensis var Shan)

Chè Shan có đặc điểm là thân gỗ , phân cành thưa, trong điều kiện tựnhiên có thể cao từ 6 -10 m, lá to dài, có nhiều răng cưa sâu đều, đầu lá nhọn,buo1 to, có nhiều lông tơ trắng mịn trông như tuyết cho nên chè Shan còn đượcgọi là chè Tuyết Chè Shan có thể cho năng suất cao, chất lượng tốt, thích hợpcho cả chế biến chè xanh, chè vàng, chè Phổ Nhĩ, chè đen Chè Shan ít hoa quảhơn chè Trung Quốc lá to, phân bố ở địa hình núi cao, ẩm, mát

Nguyên sản của chè Shan là Vân Nam – Trung Quốc, Mianma Ở ViệtNam, chè Shan có nhiểu ở vùng núi phía Bắc, ở cao nguyên Lâm Đồng vớinhiều tên gọi khác nhau như chè Shan Mộc Châu, Shan Tham Vè, Shan TrấnNinh, Shan Suối Giàng, Shan Lũng Phìn,…

Chè Ấn Độ (Camellia Sinensis var.Atxamica)

Đây là loại chè có dạng thân gỗ cao, to, Lá to, mặt lá gồ ghề, nhiều gợnsóng, dạng lá bầu dục, búp to, có khả năng cho năng suất cao, chất lượng tốt,thích hợp cho chế biến chè đen Chè Ấn Độ ít hoa, quả, chịu rét kém Chè Ấn

Độ được trồng nhiều ở Ấn Độ, Mianma, Vân nam – Trung Quốc

Ở Việt Nam, chè Ấn Độ được uống nhiều ở Phú Thọ, Yên Bái, TuyênQuang, Thái Nguyên,…Từ chè Ấn Độ, các nhà khoa học đã chọn ra giống

PH, giống có tiềm năng cho năng suất cao nhất ở Việt Nam

1.2.3 Giá trị và thành phần hóa học của chè

Giá trị dinh dưỡng

Từ lâu, sản phẩm chè đã được công nhận là loại sản phẩm thực phẩm.Nước chè là loại nước giải khát rất tốt cho con người Uống nước chè ở mức

độ vừa phải có tác dụng tốt đối với cơ thể: Làm cho người đõ mệt mỏi, thầnkinh được minh mẫn, tinh thần sảng khoái, tăng cường hoạt động của các cơbắp, nâng cao năng lực làm việc Ngoài ra, uống nước chè còn có khả năngchống lại một số bệnh đường ruột như tiêu chảy, tả lỵ, thương hàn, chống sơvữa động mạch, phòng chống ung thư, phòng chống nhiễm phóng xạ Chè cònđược sử dụng để chế biến các loại thuốc trợ tim, cầm máu, lợi tiểu…

Giá trị kinh tế

Chè là một loại cây công nghiệp lâu năm, có tác dụng thiết thực trongviệc phủ xanh đất trống, đồi trọc, chống rửa trôi, sói mòn ở những miền đấtdốc Hiện nay, chè không chỉ là cây xóa đói giảm nghèo đối với đồng bàotrung du và miền núi mà thực sự đã giúp cho nhiều hộ gia đình làm chè trởlên giàu có Sản phẩm chế biến từ búp chè đang được tiêu thụ rộng rãi trongnước và đang là mặt hang xuất khẩu quan trọng của Việt Nam Phát triển sảnxuất chè giúp cho xã hội giải quyết được công ăn, việc làm nhất là ở các vùng

xa xôi, hẻo lánh

Thành phần hóa học chủ yếu của chè cấp thấp,chè phế liệu

Bảng 1.1 Hàm lượng một số chất chủ yếu trong chè đen cấp thấp và phế

Với chè đen hàm lượng chất tanin và chất hoà tan của chè cấp thấp vàphế liệu chè cũng chỉ thua kém chè cấp cao (chè P) một chút tanin, tanin kém

2 - 3% chất hoà tan kém 5 - 7% hàm lượng cafein và có nghĩa là hàm lượngcác chất chủ yếu ở các loại chè trên chiếm tới 3/4 vể số lượng so với mặt hàngchè cấp cao

Với chè xanh hàm lượng các chất chủ yếu trong chè cấp thấp và thứ phế

liệu cũng còn chiếm từ 3/4 - 4/5 về số lượng so với các mặt hàng chè tốt Nhưvậy xét về giá trị dinh dưỡng các mặt hàng chè cấp thấp vẫn còn có giá trịkhá, song được ít người sử dụng các loại chè này đó là do sở thích tập quánthói quen nên ít có cảm tình với các loại chè trên.

1.2.4 Tình hình sản xuất chè trên thế giới và Việt Nam

Tình hình sản xuất chè trên thế giới

Tổng sản lượng chè trên thế giới năm 2005 đạt 2,7 triệu tấn, tăng 2,8%

so với năm 2004, trong đó xuất khẩu chè ước đạt 1.767 triệu tấn, nhập khẩuchè ước đạt 1.597 triệu tấn Các nước có sản lượng chè lớn gồm 8 nước: Ấn

Độ, Trung Quốc, Brazin, Argentina, Srilanka, Kenya, Indonexia, Thổ Nhĩ Kỳ.Các nước xuất khẩu chè lớn gồm có: Anh, Mỹ, Nga, Pakistan, nhật Bản,Ecuador, Cananda, Trung Quốc (Số liệu của FAO- 2003)

Tình hình sản xuất chè ở Việt Nam

Năm 2005, diện tích chè cả nước đạt 125.000 ha, với sản lượng chè búptươi 595.000 tấn, sản lượng chè khô đạt 119.000 tấn, xuất khẩu 87.920 tấnchè các loại, trị giá 96.934.000 USD, giá ché bình quân 1.102,6 USD/ tấn.Trong đó, chè đen chiếm 66% về khối lượng, 59% về giá trị, giá bình quân985,6 USD/ tấn Chè xanh chiếm 32% về khối lượng, 38% về giá trị, giá bìnhquân 1.309,3 USD/tấn Số doanh nghiệp xuất khẩu chè tăng từ 235 lên 260doanh nghiệp hiện nay, Việt Nam đứng thứ 8 về sản lượng so với các nướcsản xuất chè trên thế giới, đứng thứ 7 về xuất khẩu chè

1.3 Tổng quan về quá trình lên men

Lên men là quá trình trao đổi cơ chất dưới tác dụng của enzyme tươngứng gọi là chất xúc tác sinh học Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lênmen mà người ta chia làm nhiều kiểu lên men khác nhau Tuy nhiên, có haihình thức lên men là lên men hiếu khí và lên men yếm khí

1.3.1 Cơ chế của quá trình lên men

Quá trình lên men Kombucha gồm cả hai hình thức lên men hiếu khí vàlên men yếm khí cơ bản sẽ diễn ra gồm 2 phần chính sau:

- Sự chuyển hóa đường thành rượu

- Sự chuyển hóa rượu thành các acid có lợi và các chất dinh dưỡng

Bước 1: Sự chuyển hóa đường thành rượu

Trà Kombucha được làm từ nấm men, vai trò chính của nấm men làchuyển đường thành ethanol để vi khuẩn sử dụng Quá trình bắt đầu từ hoạtđộng của nấm men trong trà Kombucha tiết ra một loại enzyme bẻ gãy đườngsucrose thành glucose và fructose Từ đây trong dung dịch dinh dưỡng mới cóglucose Nguồn glucose lúc này bị cạnh tranh bởi cả vi khuẩn và nấm men(trong dung dịch chưa có ethanol)

Vì nấm men là các loài hô hấp tùy tiện, nên trong thời gian đầu của quátrình, nấm men sử dụng glucose vừa để hô hấp hiếu khí (sinh sản), vừa để lênmen Để lên men, ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm lên men nhấtđịnh Tùy theo phương pháp lên men mà cho vào lượng nấm men khác nhau.Thường khi lên men lượng tế bào nấm men phải đạt lớn hơn một trăm triệu tếbào trong một ml dịch lên men Vì diện tích bề mặt của tế bào nấm men lớn(do số lượng tế bào nấm lên men lớn) nên khả năng hấp thụ các chất của tếbào nấm men là rất lớn Đường lên men và các chất dinh dưỡng khác có trongmôi trường lên men đầu tiên được hấp thụ trên bề mặt nấm men, sau đó đượckhuếch tán vào trong tế bào nấm men

Quá trình lên men glucose thành ethanol bởi nấm men về cơ bản đã đượcnghiên cứu và trình bày trong các tài liệu về công nghệ vi sinh vật Giai đoạntrung gian (đường phân) phân giải Glucose → acid piruvic, dưới tác dụng củacác enzyme piruvat decacboxylase → acetandehyde (ancol dehydrogenase) →ethanol Lên men rượu trong môi trường acid luôn tạo ra sản phẩm phụ làglixerin.Thông thường, sự chuyển hóa đường thành rượu sẽ hoàn tất trongvòng 6 - 10 ngày

Bước 2: Sự chuyển hóa rượu thành các acid có lợi và các chất dinh

dưỡng

Một thành phần quan trọng khác của hỗn hợp dung dịch nước giải khát

là vi khuẩn Vai trò của nó là sản xuất ra các acid có lợi và làm giảm thành

phần đường và rượu Để tránh loại nước giải khát quá giấm chúng ta cần duytrì tỉ lệ acid gluconic cao hơn acid acetic

Tất cả nghiên cứu đều chỉ ra rằng những chủng cụ thể củaAcetobacteraceae đều chịu trách nhiệm cho việc tạo thành acid acetic và acidgluconic trong trà Kombucha.Một vài chủng trong họ Acetobacteraceae làloài sinh cellulose trong khi chỉ có sáu chất trong chúng cố định nitơ Mộtchủng được phân lập trong trà Kombucha đã được nhận diện làGluconacetobacter kombucha chúng có thể lên men acid acetic cũng như tạothành cellulose Khi nấm men bắt đầu tạo ra cồn thì vi khuẩn bắt đầu sử dụngcồn để chuyển hóa nó thành các acid có lợi và các chất dinh dưỡng

Vi khuẩn acid acetic tạo ra enzyme alcohol dehydrogenase và aldehydedehydrogenase để chuyển hóa cồn thành các acid có lợi và các chất dinhdưỡng Nếu những liên kết trong enzyme aldehyde dehydrogenase vượt quámức chúng ta sẽ thu được trà Kombucha có mùi khá hôi thối Nếu mọi thứdiễn ra đúng đắn, chúng ta sẽ thu được ethanol ―› acid acetic, glucose ―›gluconic, glixerin ―› dioxyaceton,…và một ít fructose Song song với quátrình dinh dưỡng này vi khuẩn cũng bắt đầu tạo thành cellulose (cái nấm)trong một nỗ lực nhằm bít kín nguồn cung cấp thức ăn của nó

1.3.2 Động học của quá trình lên men

Tốc độ của quá trình lên men có thể theo dõi được bằng cách theo dõi sựthay đổi của hàm lượng đường trong dịch lên men Quá trình lên men chialàm 3 thời kỳ:

- Thời kỳ đầu: Khoảng 60h đầu kể từ lúc cho tế bào nấm men tiếp xúcvới dịch lên men Sự lên men xảy ra rất chậm, đường lên men không đáng kể

- Thời kỳ 2: Đây là thời kỳ lên men chính, chiếm khoảng 60-140h sauthời kỳ đầu Sự phát triển của tế bào nấm men và sự lên men sau mỗi giờ lênmen tăng nhanh đáng kể và đạt trị số cực đại

- Thời kỳ cuối : Đây là giai đoạn lên men phụ,quá trình lên men diễn ra

rất chậm Đồng thời là thời kỳ ổn định,tạo mùi,tạo vị cho sản phẩm

Thời kỳ lên men chính là thời kỳ biến đổi sâu sắc các thành phần trongdịch lên men Chúng ảnh hưởng đến kết quả của quá trình lên men.

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Trong sản xuất, ngoài việc lựa chọn chủng nấm men người ta còn phảinghiên cứu các điều kiện phù hợp nhất để đạt được hiệu suất lên men cao.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men bao gồm:

Ảnh hưởng của nồng độ đường

Nấm men chỉ có khả năng lên men các đường đơn giản đặc biệt làmaltose và saccharose Trong dịch lên men ngoài đường ra, phải bổ sungthem một số thức ăn cần thiết cho nấm men như các muối amôn, các muốiphốt phát và đạm như urê Nồng độ đường thích hợp từ 10 – 12%, nếu caohơn thì khả năng lên men giảm và ngược lại nếu nồng độ đường thấp sẽkhông tạo điều kiện cho quá trình lên men Thường ở nồng độ đường từ 30 –35% thì sự lên men bị đình chỉ

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ có ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động sống của nấm men quá trìnhlên men và chất lượng của sản phẩm Lên men nước giải khát kombucha thíchứng ở nhiệt độ 24 -28oC, ở nhiệt độ 40oC trở đi và dưới 0oC thì nấm menkhông hoạt động.Trong thực tế người ta có thể lên men ở nhiệt độ trongkhoảng 8 – 24oC tùy theo yêu cầu của người sử dụng.Vì vậy đối với từng quátrình khác nhau mà chọn nhiệt độ lên men cho phù hợp nhưng trong suốt quátrình lên men nhiệt độ càng ổn định càng tốt vì như thế nấm men hoàn toànthích nghi mà không phải thay đổi để cho phù hợp với sự thay đổi nhiệt độcủa môi trường

Ảnh hưởng của pH môi trường

pH có ý nghĩa quan trọng trong quá trình lên men nước giải khát Nấmmen có thể phát triển trong môi trường pH từ 2 – 4 nhưng thích hợp nhất là từ2.7 – 3.2 Vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH = 2.5 và cao hơn, khi thấp hơnmức này chỉ có nấm men có thể phát triển được Vì thế trong quá trình lênmen nên điều chỉnh pH <4 Khi pH = 5 thì nấm men phát triển rất kém,

ngược lại vi khuẩn phát triển rất mạnh Ở pH = 3 nấm men phát triển mạnh thìhầu như vi khuẩn chưa phát triển.

Để tạo pH thích hợp trong môi trường nuôi cấy nấm men, người tathường bổ sung vào môi trường lên men một loại axit không gây ảnh hưởngđến hoạt động của nấm men Thực tế người ta hay dùng axit citric để điềuchỉnh pH

Ảnh hưởng của oxy

Oxy là thành phần quan trọng trong giai đoạn phát triển sinh khối của tếbào nấm men Tuy nhiên nó là nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm trong cáccông đoạn kế tiếp

Lên men nước giải khát là một quá trình lên men hiếu khí và lên men yếmkhí, lên men trong giai đoạn đầu hiếu khi nên nhất thiết phải cho dịch lên mentiếp xúc với oxy để cho nấm men sinh trưởng và phát triển (tăng sinh khối).Nhưng oxy chỉ cần có ít trong giai đoạn đầu, khi dịch lên men đã đạt số lượng

tế bào nấm men, thì ngăn chặn dịch lên men tiếp xúc với oxy để nấm men tiếnhành quá trình lên men chuyển hóa đường thành rượu và các axit hữu cơ

Ảnh hưởng của nồng độ rượu và CO 2

Rượu và CO2 có tác dụng kìm hãm sự sinh trưởng và khả năng lên mencủa nấm men Sự sinh trưởng của nấm men có thể phát triển ở môi trường cónồng độ cồn là 0.2 ÷ 0.5% trong quá trình lên men Lượng cồn có thể đạt 1%hoặc 1.5% phụ thuộc vào việc tăng thời gian ủ kỵ khí lượng đường hoặc nấmmen cao hơn.Khí CO2 ức chế sự lên men nhưng việc thoát khí CO2 lại có tácdụng tốt cho quá trình lên men Khi thoát khí CO2 sẽ làm cho môi trường lênmen luôn chuyển động, kéo dài trạng thái lơ lửng của tế bào nấm men nênlàm tăng quá trình lên men diễn ra tốt và hiệu suất thu hồi cao, chất lượng sảnphẩm tốt hơn Nếu số lượng tế bào nấm men cho vào quá ít thì quá trình lênmen chậm Sinh khối tế bào nấm men quá nhiều thì môi trường dịch lên men

sẽ chết dần, sản phẩm sinh ra mùi vị lạ, phí một lượng nấm men đáng kể

1.3.4 Các sản phẩm phụ tạo thành trong quá trình lên men

Khi lên men bên cạnh các sản phẩm chính là rượu,axit hữu cơ, khí CO2

còn có nhiều sản phẩm phụ khác như:glyxerin, acetaldehyl,…

R 1 CH 2 OH + R 2 COOH → R 2 COOCH 2 R 1 + H 2 O

Phần II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Chè phế liệu

Phế liệu chè trong sản xuất công nghiệp chiếm từ 3 -5% tổng sản phẩmcác mặt hàng chè khô thu hồi, đó là các loại râu, xơ , cuộng, bồm…tách ratrong quá trình sản xuất và phân loại chè

Để sản xuất 40.000 tấn chè khô xanh và đen thì hàng năm ở nước tahiện nay thị trường phế liệu mất chừng 2.000 tấn làm thất thu từ 15 – 20 tỷđồng Mặt khác trong tổng lượng chè đen xuất khẩu chừng 20.000 tấn thì mặthàng chè cấp thấp chiếm chừng 40 – 50% số lượng, loại này khó tiêu thụ vàgiá rât rẻ Cho nên chế tạo nước giải khát từ chè cấp thấp và phế liệu chè là đểvừa tạo được một sản phẩm giải khát mới, có giá trị dinh dưỡng cao phục vụcho bồi bổ sức khỏe của con người, đồng thời giải quyết một số khó khăn choviệc tiêu thụ các mặt hàng chè cấp thấp và tận dụng được các phế liệu bỏ đitrong công nghiệp sản xuất chè hiện nay Tiến hành điều tra lượng phế liệutheo số liệu thống kê ở nhà máy chè đen Thanh Ba: tổng mặt hàng thứ phẩm

và phế liệu là 4,21%, tổng các mặt hàng chè đen cấp thấp là 45, 65% và tổngcác mặt hàng chè đen cấp cao chỉ chiếm 50,14% trong tổng lượng chè khôsản xuất ra Về chè xanh tiến hành điều tra tại nhà máy chè xanh Hạ Hòa chothấy: tổng các mặt hàng chè tốt là 47,84%, tổng các mặt hàng chè cấp thắp là35,95%, còn lại tổng các thứ phẩm (bồm, cuộng) và phế liệu là 16,21% Nhưvậy tổng lượng chè thứ phẩm và phế phẩm của cả chè xanh và chè đen làkhá lớn chiếm từ 5 – 10% tổng lượng chè khô, cho nên việc nghiên cứu sửdụng chúng là một yêu cầu cấp thiết để tăng cường giá trị sử dụng các mặthàng chè

Hình 2.1 Chè xanh thứ phẩm và phế liệu (bồm) 2.1.2 Nấm men

Hệ VSV cấy chủ yếu gồm 1 hệ cộng sinh của vi khuẩn Acetobacternhiều loại nấm men Bao gồm cả ở trong dung dịch trà (nếu ta thêm dịch mồi

là Kombucha chưa thanh trùng) và phần lớn hệ vi sinh vật nằm trong một cấutrúc có hình dạng như một cái bánh rán, thường có màu kem, được gọi là conmen, cái nấm hay SCOBY (viết tắt của Symbiotic Colony Of Bacteria andYeast – hệ cộng sinh của vi khuẩn và nấm) SCOBY được phân loại khoa họcthuộc dạng màng sinh học – nghĩa là một quần thể phức tạp các vi sinh vậthình thành nên một lớp màng mỏng SCOBY có hình dạng của bình chứa,nhưng khác nhau ở độ dày – phụ thuộc vào thời gian phát triển và độ acidtrung bình của trà trong suốt giai đoạn phát triển Cái nấm dai nhưng khôngđàn hồi Thành phần chủ yếu của nấm men và vi khuẩn thường gặp là:

- Nấm men: Schizosaccharomyces pombe, Saccharomycodes ludwigii,

Kloeckera apiculata, Saccharomyces cerevisiae, Zygosaccharomyces bailii, Brettanomyces bruxellensis, B lambicus, B custersii, Candida and Pichia species (Balentine, 1997; Liu et al., 1996; Mayser, Fromme, Leitzmann &

GruÈnder, 1995)

- Vi khuẩn: Bacterium gluconicum: Acetobacter xylinoides, (Reiss, 1994), A xylinum (Balentine, 1997), A Aceti, A Pasteurianus, A Ketogenum

(Liu etal, 1996)

Trong đó các vi khuẩn Acetobacter hiếu khí bắt buộc, tạo thành acid

acetic, acid gluconic, và cái nấm (màng mỏng/ cellulose), luôn luôn tìm thấy

trong Kombucha.Saccharomyces boulardi, hô hấp tùy tiện, tạo ra cồn , những nấm men phổ biến nhất được tìm thấy trong Kombucha Brettanomyces hô hấp tùy tiện, tạo ra cồn và acid acetic, thường thấy trong Kombucha.

Lactobacilus hiếu khí bắt buộc, tạo thành acid Lactic,sinh ra chất màng nhầy,

không phải luôn thấy trong Kombucha Pediococcus kỵ khí, tạo thành acid Lactic, tạo thành chất màng nhầy, không phải luôn thấy trong Kombucha

2.1.3 Đường

Dùng để điều chỉnh độ Brix tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men

và dùng để điều chỉnh vị của sản phẩm sau lên men.Sử dụng đườngsaccharose tinh sạch,dạng đường cát trắng tinh khiết

- Yêu cầu kĩ thuật:Đường sử dụng là đường tinh luyện cao cấp, đườngkính phải tuân theo các điều kiện sau:

2.1.4 Nước

Nước được sử dụng là nước của hệ thống cấp nước thành phố.Nướcđược đun sôi để nguội trước khi phối chế nguyên liệu

2.2 Hóa chất,thiết bị và dụng cụ sử dụng để nghiên cứu

Địa điểm nghiên cứu: Viện khoa học Nông lâm nghiệp các tỉnh miền

núi phía Bắc Xã Phú Hộ - thị xã Phú Thọ, tỉnh Phú Thọ

Các thiết bị sử dụng làm đề tài

+ Chiết quang kế đo độ Bix (ATGO_1E)(0-32%)

+ Máy đo Ph meter_BASC

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến quá trình lên men nước giải khát

- Ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men nước giải khát nước giải khát

- Ảnh hưởng của hàm lượng đường đến quá trình lên men nước giảikhát.

- Ảnh hưởng của tỷ lệ men giống tới quá trình lên men nước giải khát

- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men nước giải khát

- Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men nước giải khát

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp vi sinh vật

Tạo nguồn giống nấm men

- Nhân giống nấm men: Môi trường nhân giống là dịch nước đường cónồng độ khô từ 50-70g/l,pH=3.2-4.6

- Môi trường nhân giống: là dịch nước chè có nồng độ khô từ100-120g/l,pH=2.7-3.2

- Nấm men được nuôi cấy và lên men ở nhiệt độ 24-28 oC

Thủy phân dịch lọc bằng cách lấy 50ml dịch lọc + 5ml HCl 25% cho vàobình tam giác 250ml.Gắn ống sinh hàn,đun sôi 10phút sau đó làm nguội rồitrung hòa bằng NaOH 10%, sử dụng chất chỉ thị Phenolphtalein,chuyển vàobình định mức 100ml

Có nhiều phương pháp để xác định dịch sau thủy phân nhưng tôi chọnphương pháp Ferixianua vì phương pháp này tiến hành nhanh và cho kết quảchính xác

Cơ sở của phương pháp:Dung dịch Ferixianua trong môi trường

kiềm,dưới tác dụng của nhiệt độ cao giải phóng ra oxy nguyên tử:

2K 3 Fe(CN) 6 + 2KOH → 2K 4 Fe(CN) 6 + H 2 O + O

Ôxy nguyên tử ôxy hóa đường thành axit:

CH 2 OH(CHOH) 4 CHO + O → COOH(CHOH) 4 COOH

Phương trình tổng quát:

2K 3 Fe(CN) 6 + 4KOH + CH 2 OH(CHOH) 4 CHO

→ 2K 4 Fe(CN) 6 + COOH(CHOH) 4 COOH + H 2 O

Phản ứng thực hiện khi đun nóng với chỉ thị xanhmetylen.Kết thúc địnhphân khi xanhmetylen chuyển từ xanh sang tím hồng rồi vàng da cam

Cách tiến hành:lấy 20ml K3Fe(CN)6 1% và 5ml KOH 2,5N + 2 – 3 giọtxanhmetylen 1% sau đó cho lên bếp đun sôi thì chuẩn bằng dịch đã được thủyphân cho đến khi xuất hiện màu hồng nhạt,ghi số ml dịch đã thủy phân tiêutốn Hàm lượng đường được tính theo công thức sau:

Co = a/b x 1000 g/l (hàm lượng đường dịch pha loãng)

a:lượng đường glucoza chứa trong b ml dịch pha loãng tương ứng với 20

Nguyên lý:

Nhóm chức rượu bị oxy hóa thành axit bởi hỗn hợp nitrocromic dư Phần

nitrocromic dư được định lượng bằng iot Theo phản ứng:

2K 2 Cr 2 O 7 + 3C 2 H 5 OH + 16HNO 3 → 4Cr(NO 3 ) 3 + 4KNO 3 +

3CH 3 COOH + H 2 O 2K 2 Cr 2 O 7 + 6KI + 14HNO 3 → 2Cr(NO 3 ) 3 + 8KNO 3 + 6I 2 + H 2 O

Sau đó, cho vào bình nón 250ml có nút kín:

- Dịch cất: 5ml

- Nước cất : 10ml

- Dung dịch nitrocromic : 10ml

- Đậy kín nút bình,để trong 30 phút, sau đó cho thêm :

- Dung dịch Kali iotua : 10ml

- Nước cất : 100ml

Lắc đều sau 2 phút rồi chuẩn độ lương iot tự do giải phóng ra bằng dungdịch Natri hyposunfit 0,1N cho đến khi dung dịch trong bình chuyển sang màuxanh lục của muối crom (III) thì dừng.Trong trường hợp, nếu cho dung dịchnitrocromic vào đã có màu xanh lục ngay là dung dịch nitrocromic chưa dư,

cần phải cho thêm dung dịch nitrocromic hay dùng lượng dịch thử ít hơn nữa Làm song song cùng mẫu trắng bằng cách thay dịch thử bằng nước cất.Thực hiện thao tác giống như khi xác định mẫu thử

- 1,15: Cứ 1ml Na2S2O3 0,1N thì tương ứng với 1,15mg rượu etylic

- 0,7933: Tỷ trọng của rượu etylic

2.4.3 Phương pháp phân tích cảm quan

Các chỉ tiêu quan trọng cần kiểm tra là: độ trong, mùi và vị Dựa trên cáccác tài liệu về kiểm nghiệm,cách đánh giá tiêu chuẩn của nước giải khát lênmen Tiêu Chuẩn Việt Nam –TCVN 3215 – 79, tiêu chuẩn phân tích cảm quansản phẩm thực phẩm

2.5 Bố trí thí nghiệm

Quá trình lên men là quá trình chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, trong đónhững yếu tố chính ảnh hưởng trực tiếp đến tiến trình lên men cũng như chấtlượng thành phẩm đó là: Nồng độ đường, lượng nấm men bổ sung, pH và thờigian lên men Vì vậy, để xác định các thông số thích hợp sản xuất thử nghiệmsản phẩm nước giải khát kombucha tự nhiên, cần phải tiến hành nghiên cứu sựảnh hưởng của các yếu tố đó đến tiến trình lên men và chất lượng thành phẩm.Trong thời gian lên men, tiến hành đo các thông số như độ cồn,hàmlượng đường Sau 4 ngày kể từ lúc lên men, đo lần đầu và cứ sau 2 ngày đolần tiếp theo, làm tương tự cho đến khi kết thúc quá trình lên men