2.5.1. Phản ứng quinonamin
Các aldehyde được tạo nên do tương tác của acid amin với polyphenol khi có sự xúc tác của enzyme polyphenoloxydase hoặc trong điều kiện nhiệt độ cao. Sơ đồ phản ứngthể hiệnởhình 2.15.
Hình 2.15: Phản ứng oxy hóa – deamin hóa các acid amin bởi quinon
O H OH OH H OH OH OH 1/2O2 O O H OH OH OH O enzyme O OH OH OH OH NHCHCOOH R1 NH2 R1CHCOOH + 1/2O2 O O H OH OH OH O NHCHCOOH R1 O H OH OH OH NH2 NHCHCOOH OH R1 OH O H OH OH NHCHCOOH OH R1 N CH– R2 + H2O NH3 + H2O O NH – CH– COOH R1 NHCHCOOH R2 O H OH OH H OH O H OH OH H OH OH N = C– COOH R1 NHCHCOOH R2 R2CH = O + H2O + R2– CH– COOH NH2
Từ đấy, aldehyde được tạo nên có mạch cacbon bé hơn mạch cacbon của acid amin “nguyên thủy” một nguyên tử cacbon. Như vậy, trong trường hợp này acid amin cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra h ương thơm mới của sản phẩm. Trong thực tế, khi chế biến nhiệt, các bán thành phẩm trà chưa được lên men thì hàm lượng các acid amin nh ư alanin, phenylalanin, valin, phenylaxetic, butyric và valerianic tăng lên một cách tương ứng. Trong điều kiện không gia nhiệt, nh ưng có sự xúc tác của enzymepolyphenoloxydase, phản ứng này cũng xảy ra một cách dễ dàng, đó là trường hợp khi lên men trà (Lê Ngọc Tú, 1997).
2.5.2.Tương tác giữa acid amin và acid ascorbic là một nguồn tạo aldehyde
Các aldehyde có thể được hình thành nên do tương tác của acid amin với acid ascorbic khi có mặt catechin (polyphenol), ion Cu2+ hoặc khi gia nhiệt đến 8090oC. Đây cũng là phản ứng oxy hóa–deamin hóa các acid amin. Dư ới tác dụng của Cu2+, nhiệt độ… acid ascorbic bị oxy hóa thành acid dehydroascorbic. Acid dehydroascorbic cũng là một reducton do đó có thể tương tác với các acid amin để tạo ra cácaldehyde khác nhau.
Trong sản xuất trà thì phản ứng quinonamin lại đ ặc biệt quan trọng. Mùi thơm có thể được tạo nên trong giai đoạn lên men nhưng mùi thơm đ ặc trưng của các sản phẩm trà thìđược tân tạo ở giai đoạn sấy (Lê Ngọc Tú, 1997).
2.6. CÔNG NGHỆSẤY
Sấy là quá trình tách nước trong sản phẩm bằng nhiệt, l àm nước trong sản phẩm chuyển thành trạng thái hơi và thoát khỏi bề mặt sản phẩm.
Bản chất sấy là quá trình khuếch tán ẩm từ lớp bên trong ra lớp bề mặt ngoài và quá trình chuyển hơi ẩm từ bề mặt vật liệu sấy ra môi tr ường xung quanh.
Có hai loại ẩm trong vật liệu sấy: ẩm tự do và ẩm liên kết. Khi sấy chỉ có ẩm tự do bốc hơi. Tốc độ bay hơi của ẩm tự do được xác định theo định luật bay hơi trên bề mặt tự do, tức là áp suất hơi trên bề mặt vật liệu khi tốc đ ộ sấy vô cùng bé sẽ tăng với áp suất hơi bão hòaở cùng một nhiệt độ(Lê Bạch Tuyết, 1996).
Quá trình bốc hơi nước ra khỏi vật liệu sấy cũng phải qua hai giai đoạn:
- Nước trên bề mặt vật liệu bốc hơi, tạo nên sự chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt vật liệu và trong lòng vật liệu.
- Nước trong lòng vật liệu khuếch tán ra bề mặt vật liệu theo đúng quy luật khuếch tán rồi tiếp tục bay hơi.
Hai giai đoạn này xảy ra đồng thời cùng một lúc, nhưng tùy theo từng thời gian cụ thể trong quá trình sấy mà một trong hai giai đoạn đó có tác dụng quyết định đến
Quá trình sấy vật liệu ướt đến độ ẩm cân bằng gồm hai giai đoạn chính nh ư sau:
Giai đoạn đẳng tốc: lúc này vật liệu còn nhiều nước, do đó tốc độ khuếch tán của nước từ bên trong vật liệu lớn hơn tốc độ bay hơi trên bề mặt vật liệu. Vì thế, tốc độ sấy trong giai đoạn này phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ bay hơi trên bề mặt vật liệu. Lượng nước khuếch tán từ trong ra bề mặt vật liệu đủ và kịp thời bốc hơi để lượng ẩm bay hơi đều đặn và tốc độ sấy là hằng số. Do vậy, tốc độ sấy không phụ thuộc vào các yếu tố bên trong vật liệu như: chiều dày vật liệu, độ ẩm ban đầu của vật liệu… mà chỉ phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, tốc độ và độ ẩm của các tác nhân sấy. Nếu muốn tốc độ sấy nhanh thì cần thay đổi các yếu tố bên ngoài (Lê Bạch Tuyết, 1996).
Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần: lúc này vật liệu sấy tương đối khô, lượng nước trong vật liệu còn ít nên tốc độ khuếch tán nước từ trong vật liệu ra bề mặt ngoài giảm xuống nhỏ hơn tốc độ bay hơi của nước từ bề mặt vật liệu ra môi tr ường xung quanh. Do đó, tốc độ sấy trong giai đoạn này chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của nước bên trong vật liệu. Lượng ẩm khuếch tán giảm dần n ên lượng ẩm bay hơi cũng giảm. Vậy tốc độ sấy không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài vật liệu mà phụ thuộc vào các yếu tố bên trong vật liệu. Tốc độ sấy trong giai đoạn này khó thay đổi theo ý muốn vì các yếu tố bên trong vật liệu khó thay đổi nên thời gian sấy rất dài (Lê Bạch Tuyết, 1996).
Do vật liệu sấy tương đối khô nên nhiệt độ của vật liệu tăng dần lên xấp xỉ bằng nhiệt độ tác nhân sấy. Vì thế, đến giai đoạn này phải giữ nhiệt độ tác nhân sấy nhỏ hơn hoặc bằng nhiệt độ cho phép của vật liệu sấy (Lê Bạch Tuyết, 1996).
2.6.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy
2.6.1.1. Nhiệt độ sấy
Nhiệt độ sấy càng cao thì tốc độ sấy càng nhanh, quá trình sấy càng có hiệu quả cao nhưng không nên sấy trà ở nhiệt độ quá cao vì nó sẽ làm cho lớp màng bên ngoài khô quá nhanh tạo nên lớp vỏ cứng, hạn chế việc thoát ẩm trong búp trà và trà bị cháy có mùi khét, nư ớc trà sẽ bị đục. Ngược lại, nếu tốc độ tăng nhiệt chậm thì cường độ thoát ẩm yếu (Lê Bạch Tuyết, 1996).
2.6.1.2. Sự lưu thông không khí
Trong thiết bị sấy dòng không khí nóng có thể lưu thông hoặc song song cùng chiều hoặc ngược chiều với chiều chuyển động của sản phẩm ẩm.
Tốc độ lưu thông tự nhiên của không khí thường nhỏ. Do vậy thời gian th ường sấy kéo dài, chất lượng sấy không cao. Để khắc phục tình trạng này người ta sẽ thông gió cưỡng bức.
Tốc độ lưu thông không khí ảnh hưởng đến quá trình sấy nhiều nhất ở giai đoạn đầu khi độ ẩm của sản phẩm sấy càng cao (Lê Bạch Tuyết, 1996).
2.6.1.3.Độ ẩm tương đối của không khí
Khả năng sấy của không khí tùy thuộc vào độ ẩm tương đối của không khí, độ ẩm càng thấp khả năng hút ẩm càng cao. Sấy chính là biện pháp nâng cao khả năng hút ẩm của không khí bằng cách giảm độ ẩm t ương đối do tăng nhiệt độ. Do tiếp xúc với sản phẩm ẩm mà độ ẩm của không khí tăng lên trong quá trình sấy. Nếu độ ẩm không khí vào thiết bị sấy quá thấp sẽ làm cho sản phẩm bị nứt hoặc tạo ra lớp vỏ khô trên bề mặt nhưng quá cao sẽ làm cho tốc độ sấy giảm đi. Nếu không khí đi ra khỏi thiết bị có độ ẩm thấp sẽ tốn nhiều năng l ượng. Ngoài ra còn kéo dài thời gian sấy. Điều chỉnh độ ẩm của không khí bằng cách điều chỉnh nhiệt độ ẩm của không khí vào, tốc độ lưu thông của nó và lượng vật liệu ẩm chứa trong thi ết bị sấy (Lê Bạch Tuyết, 1996).
2.6.2. Biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy
2.6.2.1. Biến đổi vật lý
Có hiện tượng co thể tích, khối l ượng riêng tăng lên. Giảm khối lượng do lượng nước bay hơi.
Biến đổi tính chất cơ lý của sự biến dạng, hiện t ượng co, hiện tượng tăng độ giòn, bị nứt nẻ(Lê Bạch Tuyết, 1996).
2.6.2.2. Biến đổi hóa lý
Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, ẩm khuếch tán từ ngoài vào trong vật liệu do giản nở vì nhiệt. Đây là sự dời ẩm gây nên do sự chênh lệch nhiệt giữa các phần khác nhau của vật liệu sấy.
Sau khi có hiện tượng bay hơi nước ở bề mặt, ẩm chuyển từ bề mặt vật liệu đến tác nhân sấy, lượng ẩm chuyển dời ấy đ ược bù vào lượng ẩm bên trong vật liệu ra đến bề mặt, nếu không thì trên bề mặt nóng quá và sẽ được phủ bằng lớp vỏ cứng ngăn cản quá trình thoátẩm dẫn đến sấy không đều, vật liệu bị nứt.
Việc bốc hơi từ bề mặt tạo ra sự chênh lệch ẩm giữa lớp bề mặt và các lớp bên trong vật liệu, kết quả làẩm chuyển từ các lớp b ên trong ra đến bề mặt.
Quá trình chuyển ẩm từ bên trong sản phẩm sấy thực hiện đ ược nhờ lực khuếch tán thẩm thấu, lực mao quản …gọi là độ dẫn ẩm. Nhờ có độ dẫn ẩm, ẩm sẽ chuyển theo hướng từ trung tâm ra bề mặt vật liệu (Lê Bạch Tuyết, 1996).
Ngoài ra sự khuếch tán ẩm trong quá trình sấy còn có hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của nước và cóảnh hưởng của hệ keo trong quá trình sấy.
Biến đổi hóa học xảy ra theo 3 h ướng
- Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng nh ư phản ứng oxy hóa khử, phản ứng Maillard.
- Tốc độ phản ứng hóa học chậm đi do môi trường nước giảm dần, ví dụ nh ư phản ứng thủy phân.
- Hàm ẩm giảm dần trong quá trình sấy và nước thường phân bố không đều trong vật liệu(Lê Bạch Tuyết, 1996).
2.6.2.3. Biến đổi sinh hóa
Ở giai đoạn đầu của quá trình sấy nhiệt độ của vật liệu tăng dần t ạo ra sự hoạt động mạnh mẽ của các hệ enzyme nhất là hệ enzyme oxy hóa khử gây ảnh h ưởng đến vật liệu, vì vậy cần vô hoạt enzyme peroxydase v à polyphenoloxydase trư ớc khi sấy. Ở giai đoạn sau khi sấy một số enzyme nhất là enzyme oxy hóa khử không bị đình chỉ hoàn toàn, còn tiếp tục hoạt động yếu trong thời gian bảo quản và tới một giai đoạn giới hạn nhất định có thể dẫn đến hậu quả tạo màu của polyphenol (Lê Bạch Tuyết, 1996).
2.6.2.4. Biến đổi cảm quan
a. Màu sắc
Do tác dụng của nhiệt độ, cường độ màu tăng lên làm sản phẩm sấy có màu thẫm. Màu nâu do phản ứng melanoidin và oxy hóa các polyphenol.
Chỉ tiêu màu sắc là một trong các chỉ tiêu quan trọng khi đã chọn được chế độ sấy thích hợp nó có tác dụng cải thiện màu sắc của sản phẩm và tạo hình dáng thích hợp với thị hiếu của người tiêu dùng hơn(Lê Bạch Tuyết, 1996).
b. Mùi
Một số chất thơm bay hơi hay do nhi ệt độ phân hủy gây tổn thất chất th ơm. Một số chất mùi mới được tạo thành do phản ứng Maillard… Mùi cháy khét của đường (phản ứng caramen) hoặc mùi nấu (mùi của fufurol) trong quá trình sấy (Lê Bạch Tuyết, 1996).
c. Vị
Do độ ẩm giảm nên nồng độ chất vị tăng lên cường độ vị tăng theo nhất là vị ngọt và vị mặn vị chua đôi khi giảm một cách t ương đối do lượng acid bay hơi trong sản phẩm sấy giảm(Lê Bạch Tuyết, 1996).
d. Biến đổi trạng thái
Kích thước trong quá trình sấy có thể bị co. Sự co không đồng đều của vật liệu là do lượng ẩm phân bố không đều trong vật liệu, ở bề mặt độ ẩm nhỏ co nhiều h ơn so với phía trong có độ ẩm cao h ơn. Sự co không đồng đều của vật liệu sấy trong quá trình sấy là nguyên nhân làm cho sản phẩm bị cong méo và nứt nẻ dẫn đến thay đổi hình dạng của vật liệu. Vật liệu bị cong về phía độ ẩm thấp h ơn, tức bề mặt có độ ẩm nhỏ thường bị cong lõm xuống vì nó co nhiều hơn so với bề mặt đối diện có độ ẩm lớn. Nguyên nhân méo cong còn do không khí đi xung quanh vật liệu sấy không đều(Lê Bạch Tuyết, 1996).
2.7. NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ H ỎNG TRÀ VÀ HÓA CHẤT BẢO QUẢN(KALI SORBATE) (KALI SORBATE)
Trà là một sản phẩm hút ẩm và mùi lạ rất nhanh và mạnh; dẫn đến mốc meo, mùi lạ, giảm phẩm chất nhanh chóng, nếu không đ ược bảo quản tốt (Đỗ Ngọc Quý, 2003). Mục đích sử dụng hóa chất bảo quản l à đảm bảo cho nguyên liệu trong một thời gian dài tồn trữ vẫn không khác biệt nhiều so với ban đầu, ít tổn hao chất dinh dưỡng, chống lại tác nhân gây hư hỏng và khi đưa ra thị trường phục vụ người tiêu dùng vẫn giữ được giá trị cảm quan cũng nh ư giá trị dinh dưỡng, không độc hại cho người sử dụng.
Kali sorbate (C5H7COOK) là chất bột trắng kết tinh dễ hòa tan trong nước, có tính sát trùng mạnh đối với nấm men và nấm mốc, tác dụng yếu đối với các loại vi khuẩn khác nhau. Khi cho hợp chất này vào sản phẩm thực phẩm không gây ra mùi vị lạ hay làm mấtmùi tự nhiên của thực phẩm. Đây là một ưu điểm nổi bật của kali sorbate (Lý Nguyễn Bình, 2005).
Hiện tại muối kali sorbate đ ược sử dụng phổ biến trên thế giới cho việc bảo quản nhiều loại thực phẩm rất đa dạng nh ư các sản phẩm sữa, các sản phẩm rau quả, sản phẩm bánh kẹo, nước giải khát… và kể cả thức ăn cho gia súc, d ược phẩm, mỹ phẩm. Sỡ dĩ nó được ứng dụng rộng rãi như vậy là vì nó có khả năng ức chế và trì hoãn sự phát triển của một l ượng lớn vi sinh vật nh ư nấm men, nấm mốc và vi khuẩn. Tuy nhiên hiệu quả kháng nấm men và nấm mốc thì tốt hơn nhiều so với kháng vi khuẩn (Skirdal và Eklund, 1993; Sofos , 1989 trích bởi Michael Davidson P. và cộng sự, 2005).
Sự ức chế vi sinh vật của sorbate có lẽ l à do nó làm thay đổi cấu trúc tế bào, thay đổi vật liệu di truyền của gen, thay đổi màng tế bào và hoạt động của enzyme cũng như chức năng vận chuyển của tế bào vi sinh vật (Sofos, 1989 trích bởi Michael Davidson P. và cộng sự, 2005).
Hoạt tính chống vi sinh vật của sorbate chịu ảnh h ưởng của nhiều yếu tố nh ư các thành phần cấu tạo nên nó, phương pháp chế biến và các yếu tố môi trường như nồng độ, pH, aw, nhiệt độ, thành phần khí quyển, bao gói, các thành phần khác, chủng vi sinh vật… (Sofos và Busta, 1981; Sofos, 1989; Steel và cộng sự 2000 trích bởi Michael Davidson P. và cộng sự, 2005).
Nồng độ kháng vi sinh vật hiệu quả của sorbate ở hầu hết các loại thực ph ẩm thường nằm trong khoảng 0,020,3%. Đồng thời sorbate cũng đ ược thừa nhận là an toàn và WHO đã chấp nhận lượng hàng ngày của sorbate mà con người có thể dung nạp là 25mg/kg thể trọng(Michael Davidson P. và cộng sự, 2005).
Phươngpháp ứng dụng: thêm trực tiếp vào công thức, phun hoặc nhúng thực phẩm vào trong dung dịch, quét lên thực phẩm với dạng bột hoặc thêm vào trong các vật liệu dùng làm bao bì hay các dung dịch tạo màng.
2.8. CÁC CHẤT SỬ DỤNG TRONG PHỐI CHẾ N ƯỚC TRÀ2.8.1. Đường saccharose 2.8.1. Đường saccharose
Saccharose là một disaccharide có công thức phân tử là C
12H
22O
11, cấu tạo từ một phân tử glucose và một phân tử fructose nối với nhau bằng một cầu nối 1,4- glycoside (hình 2.16).
Hình 2.16: Cấu tạo phân tử đường saccharose
Saccharose có nhiều trong củ cải đường, mía và ở lá, thân, rễ, quả của nhiều loại thực vật. Saccharose là loại đường được sử dụng rất phổ biến trong chế biến thực phẩm và có ý nghĩa rất quan trọng đối với dinh d ưỡng con người.
Saccharose tinh khiết ở dạng tinh thể là chất rắn trong suốt, không màu, hòa tan tốt trong nước, vị ngọt. Đường sử dụng trong sản phẩm phải đảm bảo tiêu chuẩn, thường dùng đường loại I hoặc loại II theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1693-75. Đường sử dụng trong sản phẩm có tác dụng góp phần tạo mùi vị.
2.8.2. Acid citric
Acid citric (hình 2.17) là một acid hữu cơ rất phổ biến, có dạng tinh thể màu trắng, nó thuộc loại yếu và có mặt trong nhiều loại trái cây, rau quả. Đặc biệt acid citric thường được tìm thấy trong các loại trái thuộc họ citrus, nhất là trong trái chanh
hàm lượng của nó được tìm thấy nhiều nhất, theo ước tính acid citric chiếm khoảng 8% khối lượng khô của trái chanh.