2.1.2.1. Giới thiệu về polyphenol trong chè
Polyphenol là một nhóm, hợp chất hóa học trong ựó có chứa hơn một nhóm phenolic. Có nhiều phụ nhóm của polyphenol ựược biết như: Các polyphenol ựơn giản, các flavanols, các polyphenol khác và tanin.
Polyphenol ựơn giản là chất trong giai ựoạn ựầu của polyphenol tổng hợp sinh hoá của các ựọt chè ựâm chồi. Nó gồm Gallic acid, theogallin, chlorogenic, p-coumaryl-quinine acids, theogallin (khoảng 1%), ellagic acid, corilagin, chebulagic acid và một số ắt hợp chất acid chưa xác ựịnh có trong các chồi non [27].
đặc tắnh của polyphenol là: không màu và có ựặc tắnh se thắt khứu giác. Nó không cho mùi vị, nhưng nó lại là chất chống sự oxy hóa cực mạnh và mang nhiều lợi ắch vô số cho sức khỏe [28]. Có một ựiều là không phải tất cả polyphenol ựều tan trong nước nóng, bởi vì sự ựồng phân của nó, nên một số polyphenol vẫn không tan ựược. Hàm lượng của polyphenol tan trong nước tùy vào nhiệt ựộ của nước pha chè, thời gian chè ngâm trong nước sôi trong
bình và hàm lượng của chè có trong ấm chè. Nhiệt ựộ nước pha càng nóng, thì màu nước càng nâu ựen. Nhiệt ựộ nước pha thấp, màu càng xanh hơn.
Hàm lượng polyphenol có trong chè sấy khô tắnh theo phần trăm (%) như sau: Về polyphenol ựơn giản chiếm khoảng 3-4%. Còn về flavanols gồm có (-) epi-gallocatechin gallate có từ 8-12%, (-) Epicatechin gallate có từ 3- 6%, (-) epigallo catechin có từ 3-6%, (+) Gallocatechin có từ 3-4%, (+) catechin có từ 1-2% và (-) epicatechin có từ 1-3%. Còn flavanols và flavanol glycosides có từ 3-4%, flavones và những glycosides có những vết nhỏ, tanin cũng chỉ hiện diện bằng những vết nhỏ [43]. Theo Hara, (2005), hàm lượng EGCG chiếm tối ựa trong những chất kể trên, chiếm tới 50%, trong khi EGC chỉ có 20%, EC là 13%, và EC 6% [28].
Tác dụng sinh học của các polyphenol chè hay của dịch chiết lá chè xanh ựược giải thắch là do chúng có tác dụng khử các gốc tự do, giống như tác dụng của các chất antioxidant [27]. Các gốc tự do ựược sinh ra và tắch lũy trong quá trình sống, chắnh là nguyên nhân dẫn ựến bệnh tật và làm tăng tốc ựộ quá trình lão hoá cơ thể con người.
Ngày nay, ựã tìm thấy tác dụng của polyphenol chè ở mức ựộ khác nhau ựối với bệnh ung thư, bệnh tim mạch, bệnh cao huyết áp, bệnh ựường ruột, bệnh răng và có tác dụng làm chậm quá trình lão hoá, tăng tuổi thọ. Polyphenol chè còn ựược sử dụng có hiệu quả và an toàn trong công nghiệp thực phẩm ựể thay thế các chất antioxidant tổng hợp, như bệnh huyết áp,Ầ dễ gây tác dụng phụ có hại [28]. Nhờ những tác dụng quý giá như nói trên của các polyphenol chè, nên chúng có giá trị cao trên thị trường hiện nay.
2.1.2.2. Cơ chế phản ứng tạo màu của các sản phẩm chè
Các sản phẩm chè như: chè ựen, chè ựỏ, chè vàng, chè xanhẦ với màu nước, hương thơm và vị ựặc trưng rất khác nhau, phụ thuộc vào mức ựộ và chiều hướng của phản ứng oxy hóa bằng enzyme (và phi enzyme) các
polyphenol có trong lá chè. Nếu như ở chè xanh phản ứng oxy hóa ựược Ộựình chỉỢ ngay từ ựầu thì chè ựen lại ựược tiến triển ựến mức tối ựa.
Trong tế bào lá chè, các hợp chất polyphenol chiếm khoảng 30-35% chất khô. Các hợp chất polyphenol là những chất không màu, nhưng rất dễ bị oxyhóa dưới tác dụng xúc tác của enzim có trong dịch tế bào lá ựể tạo thành các hợp chất có màu vàng (teaflavin) và màu ựỏ (tearubigin). Nhiều nghiên cứu cho thấy thành phần các polyphenol của lá chè rất ựa dạng nhưng các chất thuộc nhóm catechin chiếm tỷ trọng nhiều nhất (chiếm 15-20% chất khô và trên 70% tổng lượng polyphenol của lá chè).
Các catechin ựó là: L Ờ epicatechin (L Ờ EC) L Ờ epicatechingallate (L Ờ ECG) D, L Ờ catechin (D, L Ờ C) L Ờ epigallocatechin (L Ờ EGC) L Ờ epigallocatechingallate (L Ờ EGCG) L Ờ gallocatechin (L Ờ GC) D, L Ờ gallocatechin (D, L Ờ GC)
Theo Robert, chỉ có L Ờ epigallocatechin (L Ờ EGC) và L Ờ epigallocatechingallate (L Ờ EGCG) mới có khả năng tạo thành sản phẩm có màu ựỏ tươi ựặc trưng cho chè ựen. Nhưng nếu thuần túy chỉ có hai chất này thì mới tạo ra ựược màu vàng. Muốn có màu ựỏ, trong hỗn hợp phản ứng phải có mặt các chất vận chuyển hydro, tức là chất catechin chưa bị oxy hóa.
Các phản ứng tạo màu do sự oxy hóa các polyphenol như sau: - Oxy hóa: Dưới tác dụng của polyphenoloxydaza.
- Ngưng tụ tạo thành dime.
- Khi tương tác của phân tử diphenolquinon với diphenolquinon với một polyphenol thì phân tử diphenolquinol sẽ bị khử ựể tạo thành bisflavanol
không màu.
- Phản ứng oxy hóa các dime trung gian. - Phản ứng tạo thành tearubigin.
Theo Roberts, tearubigin (TR) là sản phẩm chuyển hóa của teaflavin (TF) và bisflavanol. Trước khi tạo thành tearubigin không thể có giai ựoạn trùng hợp ở mức ựộ cao hơn nữa của các phẩm vật oxy hóa vì có án ngữ không gian. Do ựó mà các dime mất ựi khả năng trùng hợp. Tearubigin là hợp chất có tắnh acid do các nhóm cacboxyl ựược tạo nên khi mở vòng pirogalol trong gốc benzotropolon của teaflavin. để tạo nên ựược tearubigin bắt buộc phải có mặt trong môi trường phản ứng các catechin có nhân pirocatechin.
Vì tearubigin là sản phẩm oxy hóa của teaflavin và các bisflavanol, cho nên chúng không phải là một ựơn chất mà là hỗn hợp của nhiều chất.
Màu sắc của nước chè chủ yếu phụ thuộc vào tearubigin. Còn vị ựậm ựà của nước chè là do tỉ lệ giữa teaflavin và tearubigin quyết ựịnh. Roberts phân tắch tearubigin thấy chứa 0,55% nitơ. Còn khi thủy phân tearubigin bằng acid thì ựược alanine, arginine, glicocol, leucine, isoleucine, lysine, phenylalanine. Proline, serine, threonine, tysosine, valine, acid aspartic và acid glutamic. Như vậy tearubigin là một hỗn hợp các chất khác nhau do ngưng tụ octoquinon của catechin (hoặc dicatechin) với aminoacid [9], [10].
Teaflavin và tearubigin là 2 chất màu ựặc trưng có trong chè vàng và chè ựen. Teaflavin có màu vàng ánh kim, còn tearubigin ở trạng thái tự do có màu hồng nhạt, khi ựắnh với Na có màu nâu gạch, với K và Ca có màu ựỏ tươi. Chúng ựược hình thành do hàng loạt phản ứng kế tiếp nhau, ôxy hoá các hợp chất polyphenol trong quá trình lên men lá chè, nhờ ựó, ựã tạo ra những tắnh chất ựặc trưng về mùi, vị, màu sắc của chè. Quá trình oxyhóa polyphenol nhờ xúc tác của enzim thường kèm theo sự phá hủy chlorophyll làm mất dần màu xanh của chè.
2.1.2.3. Nghiên cứu chất màu vàng từ chè
a. Nguyên lý cơ bản
Từ cơ chế tạo màu do sự oxyhóa các hợp chất polyphenol cho thấy: màu vàng từ chè có thể tạo ra bằng cách oxyhóa các hợp chất polyphenol thành sản phẩm trung gian là teaflavin. Tuy nhiên, quá trình ôxy hóa pholyphenol thường kèm theo sự hình thành tearubigin. Nếu không có mặt teaflavin và tearubigin, màu của chè ựược quyết ựịnh bởi màu xanh lục của chlorophyll. Khi xuất hiện teaflavin sẽ tạo thêm màu vàng và xuất hiện tearubigin sẽ tạo thêm màu hồng, nếu teaflavin kết hợp với Na sẽ tạo ra màu nâu [9], [10].
Mặt khác, trong lá chè còn có carotenoid là sắc tố màu vàng trong lá chè với số lượng nhỏ. Carotenoid có khả năng hấp thụ ánh sáng màu xanh tắm, hấp thụ ánh sáng cực ựại vào khoảng 450-452ộm. Trong quá trình chế biến lá chè, carotenoid cũng bị biến ựổi giảm số lượng ựến 50% so với hàm lượng ban ựầu. Carotenoid (sắc tố vàng) cũng tham gia hình thành chất lượng chè thành phẩm.
Như vậy, màu của chè ựược quyết ựịnh bởi sự phối hợp của 3 chất màu là chlorophyll, teaflavin và tearubigin. Nếu hàm lượng chlorophyll và teaflavin cao, hàm lượng tearubigin thấp sẽ tạo cho chè có màu xanh vàng hoặc vàng xanh tùy theo tỷ lệ giữa chúng. Màu vàng chanh là sự phối hợp giữa màu xanh lục và màu vàng. để tạo ra màu vàng chanh giống màu chất E102, cần phải oxyhóa polyphenol trong chè ựể tạo thành teaflavin song song với việc chuyển hóa chlorophyll thành hợp chất bền màu (chlorophyllin hoặc muối của chúng), ựồng thời phải kìm hãm ựược sự hình thành chất tearubigin. Ngoài ra trong lá chè còn có carotenoid có màu vàng, flavonoid có màu xanh và vàng. Nếu các chất này ựược bảo toàn trong quá trình chuyển hóa polyphenol thành teaflavin cũng sẽ góp phần tạo ra màu vàng chanh trong chè.
Trong môi trường kiềm, các anthocyanin thuộc nhóm flanonoid có màu xanh, chlorophyll bị xà phòng hóa thành chlorophyllin hoặc chlorophyllit có màu xanh lục bền. Các chất này kết hợp với các chất màu vàng nhóm carotenoid, teaflavin tạo thành màu vàng chanh. Các chất flavonol bị oxyhóa thành chất màu ựỏ và ngưng tụ tạo kết tủa.
b. Khảo sát màu trên các giống chè
* Những giống chè có lá màu xanh vàng sáng, biểu hiện có hàm lượng diệp lục tố thấp, hàm lượng tanin vừa phải hoặc thấp ựể không ảnh hưởng ựến vị của chất màu là các giống chè Shan chất tiền, Shan tham vè tại vườn chè của Trung tâm nghiên cứu và phát triển chè ở Phú Hộ.
* Giống chè phổ biến có hàm lượng chlorophyll cao, là nguyên liệu rẻ tiền, tận thu giúp tăng thêm thu nhập cho người trồng chè ựó là lá chè già của các giống PH1 và Trung du.