Hợp chất tạo hương trong chè đen

MỤC LỤC

Các hợp chất hương

Trong quá trình sản xuất, chè thành phẩm được qua nhiều quá trình gia công nhiệt nên các cấu tử dầu thơm có nhiệt độ sôi nhỏ hơn 2000C dễ bị mất đi. Nó bao gồm các chất chủ yếu là: n-butylaldehide, isobutylaldehide, isovaleraldehide, benzaldehide, linaleol… và các ester của chúng.

Pectin

Hương thơm của chè đen thành phẩm được tạo thành do sự oxy hóa hoặc khử các chất thơm sẵn có tạo nên. Đối với cơ thể người ,các chất tạo hương có tác dụng kích thích hệ thần kinh và nâng cao hiệu suất cơ năng của cơ thể.

Xơ chè

Theo tài liệu nghiên cứu của Nhật Bản, hàm lượng các chất tạo hương trong lá chè tươi khoảng 0,02%.

Vitamin và khoáng

Enzyme

Khi phá vỡ tế bào, các chất trong các tế bào sẽ được thoát ra ngoài và tiếp xúc nhau, khi đó phản ứng oxy hóa ngay tức khắc sẽ diễn ra, dẫn đến hình thành các hợp chất phenolic lớn hơn được gọi là theaflavin (TF) và polymeric thearubigin (TR). Tùy thuộc vào mức độ phản ứng của các hợp chất phenolic khi có mặt của enzyme mà sẽ tạo ra các sản phẩm chè khác nhau: chè đen, chè oolong, hay chè xanh.

Chỉ tiêu chất lượng của chè nguyên liệu

Enzyme peroxydase, polyphenoloxydase đóng vai trò quan trọng nhất và có tác dụng khác nhau trong quá trình lên men chè đen. Các màng tế bào ngăn cách các hợp chất hóa học có thành phần khác nhau trong 1 lá, vì vậy các hợp chất này không thể tiếp xúc và phản ứng được với nhau.

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Các enzyme này đều hoạt động mạnh ở 450C, đến 700C thì hoạt động yếu hẳn đi và ở nhiệt độ cao hơn sẽ bị vô hoạt hoàn toàn.

GIẢI THÍCH QUY TRÌNH 1 Phương pháp truyền thống

Làm héo a) Mục đích

Malic Vitamin C (mg/g). • Nhiệt độ không được vượt quá 46 – 480C để tránh ảnh hưởng xấu đến hoạt tính của các enzyme trong lá chè, và đảm bảo độ làm héo đồng đều của khối chè.  Tốc độ của không khí thổi vào. • Tốc độ không khí cao, rút ngắn thời gian làm héo. • Tốc độ không khí thấp, kéo dài thời gian làm héo.  Thời gian làm héo. • Thời gian làm héo dài quá sẽ gây tổn thất nhiều hơn các hợp chất dễ bay hơi, tannin, vitamine…, bất lợi cho chất lượng chè thành phẩm. • Thời gian làm héo quá ngắn,. + Một số enzyme chưa được hoạt hóa, làm giảm hàm lượng các hợp chất hòa tan trong chè, ảnh hưởng không tốt đến quá trình lên men. + Khi vò chè, chè sẽ ẩm ướt, việc cung cấp oxy sẽ bị hạn chế dẫn đến các phản ứng oxy hoá diễn ra trong quá trình lên men sẽ không triệt để, ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. d) Phương pháp thực hiện. Ở đây cần nhấn mạnh rằng, nhiệt độ của không khí đưa vào làm héo không được vượt quá 46 – 48oC để tránh ảnh hưởng xấu đến hoạt tính của các enzyme có trong lá chè và để đảm bảo độ làm héo đồng đều của khối chè.

Hình 2: Sơ đồ hoạt động máng kín khi dòng khí đi từ dưới lên
Hình 2: Sơ đồ hoạt động máng kín khi dòng khí đi từ dưới lên

Vò chè a) Mục đích

Sự thay đổi các thành phần khác như các hợp chất dễ bay hơi (methanol, benzaldehyde…), các acid hữu cơ, vitamin C, chlorophyll…. Bảng 11:Phần trăm chlorophyll còn lại sau quá trình vò so với lượng ban đầu.  Cảm quan: do quá trình oxy hóa các tannin, hình thành các hợp chất tạo màu nâu và đỏ cho chè. c) Các yếu tố ảnh hưởng.  Thời gian vò chè. Ta không nên vò chè quá lâu, mà nên vò nhiều lần sẽ tốt hơn, các phản ứng sẽ diễn ra đồng đều hơn. Sự tăng nhiệt độ không đều làm cho quá trình oxy hóa xảy ra mạnh và cục bộ, ảnh hưởng xấu đến chất lượng chè.  Mức độ đảo trộn. Đảo trộn đều sẽ làm cho mức độ xâm nhập của oxy vào khối chè nhiều, dẫn đến các quá trình sinh hóa sẽ diễn ra đều hơn, ảnh hưởng tốt đến chất lượng của chè.  Ảnh hưởng của nguyên liệu. Sự phá vỡ tế bào của chồi non nhỏ và mềm thì nhanh hơn và các phản ứng hóa học xảy ra sớm hơn so với những lá to và cứng. Những lá chè đã được cắt nhỏ và xoắn trước cũng cản trở sự xoắn của những lá chè lớn hơn có thể làm tăng thời gian vò. d) Phương pháp thực hiện. Vò chè thường tiến hành làm 3 lần, mỗi lần vò 45 phút, sau mỗi lần vò có sàng phân loại chè để tách những phần chè nhỏ lọt sàng đưa đi lên men trước, phần chè to không lọt sàng đưa đi vò tiếp tục.

Bảng 10: Sự biến đổi của catechin trong quá trình vò (mg/1g chất khô) Các catechin
Bảng 10: Sự biến đổi của catechin trong quá trình vò (mg/1g chất khô) Các catechin

Lên men

Màu sắc của nước chè phụ thuộc vào hàm lượng tuyệt đối của theaflavin (màu vàng) và thearubigin (màu đỏ) đồng thời phụ thuộc vào tỉ lệ hàm lượng của 2 nhóm màu này. Theo Robe, thearubigin có màu đỏ là sản phẩm của sự chuyển hóa các dicatechin và theaflavin. Muốn nước chè có màu mạnh thì phải kéo dài sự lên men nhưng việc tăng cường màu sắc của nước pha sẽ làm giảm hương vị của chè do sự tạo thành hương thơm chỉ đạt tới giới hạn cực đại vào giờ lên men thứ 3. Vì vậy tăng cường thời gian lên men để có màu nước mạnh thì việc bảo vệ hương thơm có thể nói là không thể thực hiện được. Màu sắc của nước chè chỉ tăng trong một thời gian nhất định khi lên men sau đó màu lại giảm xuống.  Sự tạo thành hương thơm khi lên men. Hương thơm đặc biệt của chè là một trong những chỉ tiêu chất lượng của nó. Sự tạo thành các chất làm cho chè có hương thơm đặc biệt đến nay vẫn chưa được sáng tỏ hoàn toàn. Hương thơm của chè thành phẩm được tạo thành có thể là do những hợp chất có trong thành phần tinh dầu của chè tươi không bị biến đổi trong thời gian chế biến, những chất thu được trong quá trình biến đổi của tinh dầu trong thời gian chế biến và do các hợp chất thu được trong quá trình chế biến từ các hợp chất không bay hơi. Các nghiên cứu gần đây cho thấy aldehyd giữ vai trò rất quan trọng trong sự tạo thành hương thơm cho chè. Chúng có thể được tạo t hành nhờ sự tương tác của các acid amin và các đường, giữa các acid amin và tanin …. Khi vò và khi lên men chè có hương thơm rất mạnh. Theo tài liệu của một số nhà nghiên cứu, thì trong quá trình này xuất hiện các aldehyd đơn giản như : Izovalerianic, izobutilic và butilic. Những hợp chất rất dễ bay hơi này có tthể mất đi một phần trong khi vò và lên men chè. Hương thơm của chè thành phẩm khác xa hương thơm của chè tươi và của bán thành phẩm ở các giai đoạn chế biến. Nó đạt tới cực đại vào thời gian vò và lên men chè nhưng sau đó qua thời gian sấy hương thơm giảm đi nhiều vì ở nhiệt độ cao các cấu tử dễ bay hơi bị mất đi. Một số giả thuyết khác :. Theo Mano, hương thơm của chè được hình thành nhờ sự oxy hóa tanin bởi enzym oxydase hay enzym peroxydase. Potanop đã thừa nhận sự tạo thành hương thơm của chè, chủ yếu là do các acid amin nào đó xuất hiện trong khi chế biến chè nhờ sự phân giải protein ở giai đoạn làm héo. d) Các phương pháp xác định thời gian l‎ên men Có 4 cách để xác định thời gian lên men tối ưu:. Đo mức độ giảm của EGCG , cách này được sử dụng tại Ấn Độ. Xem xét sự hình thành theaflavin, được gọi là phương pháp in-line theaflavin, sử dụng tại Malawi. Phương pháp cảm quan, sử dụng tại Kenya. Đo hàm lượng theaflavin trong chè thành phẩm , sử dụng tại Kenya. Ngoài ra, tại Srilanka, người ta xác định thời gian lên men tối ưu bằng cách đo sự hấp thu ánh sáng của chè pha loãng tại bước sóng 380 nm. e) Các yếu tố ảnh hưởng. Khối chè sau khi vò được trải đều trên lưới băng tải (có lỗ) vơí bề dày nhất định. Không khí được dẫn qua đường ống vào thiết bị lên men bằng quạt có điều chỉnh tốc độ, độ ẩm và nhiệt độ. Lưu lượng không khí có thể điều chỉnh được nhờ tấm chắn ngay cửa vào của dòng khí. CMF có nhiều ưu điểm hơn hẳn so vơí cách lên men truyền thống ở trên sàn: có thể điều khiển kiểm soát các thông số kỹ thuật dễ dàng hơn, có thể tự động hóa, tiết kiệm diện tích, giảm thời gian lên men, ổn định chất lượng và sản lượng, giải phóng lao động… mà vẫn có thể tạo được chè có chất lượng như lên men trên sàn. Tuy nhiên sẽ tốn kém chi phí thiết bị và năng lượng. Một biện pháp mới hỗ trợ cho quá trình lên men đã được áp dụng là dùng bức xạ tử ngoại. Tia tử ngoại có 2 tác dụng chính trong quá trình lên men:.  Tiêu diệt các vi sinh vật bị nhiễm vào khối chè khi lên men.  Kích thích, tăng cường hoạt tính của enzyme polyphenoloxidase, vì vậy thúc đẩy các phản ứng sinh hoá. Thiết bị lên men CFM có thể gắn đèn tử ngoại III.1.4 Sấy. a) Mục đích: hoàn thiện,bảo quản. Sấy sẽ giúp đình chỉ các quá trình hoạt động của các enzyme, làm khô chè, tạo điều kiện cho quá trình vận chuyển và bảo quản chè dễ dàng. Đồng thời sấy còn cố định những chất tạo thành do quá trình lên men và giữ chất tan trên bề mặt lá chè. Dưới tác dụng của nhiệt độ sấy, các hương thơm của chè được phát huy và một số chất thơm được. b) Bản chất của quá trình sấy. Là sự bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt ở nhiệt độ bầt kì, là quá trình khuếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu; hay nói cách khá do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu.  Hiện tượng co thể tích, giảm khối lượng do nước bay hơi  chè khô đi và xoăn lại.  Chè từ màu đồng đỏ chuyển dần sang màu đen bóng.  Biến đổi hóa lý.  Khuếch tán ẩm: ẩm từ trong vật liệu sẽ di chuyển đến bề mặt.  Sự bốc hơi ẩm: nhờ có sự bốc hơi ẩm từ bề mặt mà tạo nên sự chênh lệch ẩm giữa lớp bề mặt và các lớp bên trong, kết quả là ẩm di chuyển ừ bên trong ra đến bề mặt.  Biến đổi hóa sinh:.  Nhiệt độ sấy cao làm vô hoạt enzyme peroxidase, polyphenoloxidase….  Các chất thơm của chè bị giảm đi.  Trong quỏ trỡnh sấy, biến đổi rừ nột nhất là sự tổn thất chất hương mà chố cú được trong khi lên men : Sư bay hơi của các aldehyde dễ bay hơi, các acid hữu cơ; sự oxy hóa hydrocarbon và rượu không no.  Hàm lượng glucose, saccharose, tinh bột giảm đi trong quá trình sấy. Trong quá trình sấy, nhờ phản ứng caramel hóa của các chất đường mà chè sẽ có những mùi thơm độc đáo.  Ngoài ra phản ứng Maillard giữa đường và acid amin cũng góp phần hình thành nên hương thơm và màu sắc đặc trưng cho chè.  Vitamin C bị giảm rất lớn trong quá trình sấy. Bảng 17:Sự giảm của hàm lượng Vitamin C trong quá trình sấy. Giai đoạn Hàm lượng vitamin C.  Chlorophyll bị chuyển hóa thành pheophytin và pheophorbide ở nhiệt độ cao trong quá trình sấy cũng góp phần hình thành màu nâu đen cho chè bán thành phẩm. d) Các yếu tố ảnh hưởng.

Hình 11: Các phản ứng tạo các theaflavins trong lên men chèđen
Hình 11: Các phản ứng tạo các theaflavins trong lên men chèđen

Đóng bao

GFBOP Golden flowery broken orange pekoe Chè mảnh đặc biệt hoa ánh vàng da cam. FOF Flowery orange fannings Chè vụn hoa vàng da cam BOPF Broken orange pekoe fannings Chè vụn đặc biệt vàng.

Hình 19: Thiết bị đóng gói
Hình 19: Thiết bị đóng gói

Phương pháp CTC

     Sự thay đổi các thành phần khác như các hợp chất dễ bay hơi (methanol, benzaldehyde…), các acid hữu cơ, vitamin C, chlorophyll…. c) Các yếu tố ảnh hưởng. d) Phương pháp thực hiện. • Quá trình vò: trước khi vào thiết bị CTC, lá chè đi qua máy vò sơ bộ hoặc máy vò giống như trong qui trình sản xuất truyền thống.  Nhiệt độ trong phòng vò: phòng vò nên ở nhiệt độ thấp và ẩm ướt. Nên thay đổi lượng không khí trong phòng ít nhất 10 lần/h để có thể thải được lượng nhiệt tăng lên trong quá trình vò.  Cung cấp đủ oxy để đạt được mức độ oxy hóa như mong muốn để phản ứng oxy hóa xảy ra. Khi tế bào mềm, catechin và enzyme tiếp xúc với nhau và quá trình oxy hóa bắt đầu xảy ra. Các lá sau khi vò nên được đảo trộn để không khí tiếp xúc nhiều hơn, quá trình oxy hóa diễn ra tốt hơn. Giai đoạn vò kéo dài sẽ ảnh hưởng bất lợi đến dịch chè, do vậy lá chè không được ở trong máy vò quá lâu. Sau khi vò xong, lá chè được đưa vào máy CTC ngay lập tức. Hình 21: Máy vò sơ bộ Rotovane. Rotovane cấu tạo là thùng hình trụ đặt nằm ngang, phía cuối được làm gờ và ghép bulong với một thanh chống thẳng đứng.nhằm đảm bảo cho việc vò lá. Tấm chặn hình cánh quạt và rotor gồm nhiều ren với nhiệm vụ dẫn lá trà đi qua. Những cánh quạt và những cái đĩa xếp chồng lên nhau với nhiệm vụ tạo ra áp lực. Máy được điều khiển bởi động cơ bao gồm trục rotor và hộp giảm tốc. Trà được nạp vào phễu nhập liệu. Sau khi vò xong sẽ được dẫn ra ngoài. Kích thước Tiết diện Khối lượng Công suất động cơ. Giống như mục đích của quá trình vò chè trong quá trình vò chè của phương pháp truyền thống nhưng tăng độ dập của lá chè  toàn bộ khối chè được lên men đồng đều cùng một lúc ở các điều kiện, thời gian như nhau. b) Biến đổi: tương tự như biến đổi trong quá trình vò của phương pháp truyền thống nhưng ở mức độ cao hơn. c) Phương pháp thực hiện. Không khí được quạt hút và đẩy vào calorife để được đốt nóng đến nhiệt độ cần thiết rồi thổi vào phần dưới của thiết bị sấy tầng sôi qua lưới phân phối qua lớp vật liệu sấy với vận tốc lớn.

    Hình 21: Máy vò sơ bộ Rotovane
    Hình 21: Máy vò sơ bộ Rotovane

    SO SÁNH 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

    - Ít thơm hơn vì môt lượng các hợp chất dễ bay hơi có sẵn trong chè như linalool và các oxide của chúng bị phân huỷ trong quá trình nghiền nhỏ. - Thời gian pha chè nhanh hơn vì chè được nghiền nhỏ hơn, bề mặt tiếp xúc giữa chè và nước lớn hơn nên các chất chiết tan ra nước pha nhanh hơn.

    SẢN PHẨM

    - Thời gian pha chè: dài hơn vì các chất trong chè tan ra nước pha lâu hơn. - Sản phẩm chè không đa dạng bằng: chè mảnh và chè vụn, không có chè cánh.

    Bảng 25: Chỉ tiêu cảm quan cho chè đen sản xuất theo phương pháp OTD Tên chỉ tiêu
    Bảng 25: Chỉ tiêu cảm quan cho chè đen sản xuất theo phương pháp OTD Tên chỉ tiêu

    THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ

    Quy trình sản xuất chè đen có xử lý tannase và zeolite (sáng chế bởi Matthew John Barret, Bedford, Mark Richard Birch, Timothy Graham Jones, Vương quốc Anh)

    • Kết quả nghiên cứu

      Nghiên cứu về quá trình làm héo lạnh (Frezze- withering) trong công nghệ sản xuất trà đen ( Nghiên cứu của Thomas Muthumani, R.S. Senthil Kumar - UPASI Tea Research Foundation, Tea Research Institute, Nirar Dam B.P.O., Valparai 642 127, Coimbatore District, Tamil Nadu, India). Hàm lượng TF trong trà làm héo lạnh sẽ tăng lên sau 4 giờ lên men và nước trà sẽ nhạt hơn so với những loại trà khác.Trong quá trình lên men, enzyme polyphenol oxidase sẽ tiếp xúc với polyphenols, và phản ứng oxy hoá sẽ xảy ra.Thearubigin và các hợp chất polymer cao phân tử sẽ tăng lên, làm tăng độ sáng của nước trà.

      Bảng 28: Hàm lượng các chất có trong trà sau khi làm héo lạnh PPthực
      Bảng 28: Hàm lượng các chất có trong trà sau khi làm héo lạnh PPthực