1. 3: Thành phần hoá học chính của chè
1.4.1 Giới thiệu chung
Teaflavin và tearubigin là hai chất màu vàng và nâu đỏ, là sản phẩm oxyhoá của các polyphenol – catechin: L- epigallocatechin (L- EGC) và L- epigallocatechingallate (L- EGCG) bởi enzim trong quá trình lên men chè đen. Teaflavin, Tearubigin là một trong những chỉ số quan trọng để đánh giá chất l- ợng chè đen sản phẩm. Theo Roberts, màu sắc của nớc chè do Tearubigin quyết định còn vị đậm của nớc chè do tỷ lệ giữa Teaflavin và Tearubigin quyết định. Tearubigin chiếm tỷ lệ 5-8% trong chè khô và cho màu ánh đỏ nâu còn Teaflavin tuy chỉ có 0,2- 2% khối lợng chất khô nhng lại quyết định đén màu sắc của nớc chè.
Nhiều nghiên cứu cho thấy Teaflavin không phải là một chất mà là hỗn hợp của hai chất Teaflavin và Teaflavingallat. Một điều chú ý là Teaflavingallat này
rất không ổn định, chỉ cần oxyhoá một chất là chuyển thành Tearubigin. Loại chè cấp thấp không cần phải hãm lâu nhng nớc đã nâu sẫm và đục lờ là do có sự oxyhoá nhanh chóng của hợp chất này. Các nhà nghiên cứu đã khai thác ngay hiện tợng này và dựa vào đó để đánh giá và tiêu chuẩn hoá chất lợng chè. Ngời ta xây dựng đợc cả bậc thang màu với tỷ lệ Teaflavin và Tearubigin thay đổi để so saqnhs màu nớc chè hãm.
1.4.2 Cơ sở khoa học tạo Teaflavin và Tearubigin
Quá trình oxyhoá Teaflavin là một quá trình hoá sinh phức tạp, phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nh: nhiệt độ, thời gian hãm, chất lợng nớc chè và độ đậm đặc của nớc chè, cờng độ ánh sáng và sự có mặt của hàn loạt chất trong chè…
Dới tác dụng của men polyphenoloxydaza thì L- EGC và L-EGCG bị oxyhoá tạo thành octoquinon, sau đó các octoquinol thông qua quá trình dimerhoá tạo thành những bis- flavanol.
Ví dụ nh nếu xuất phát từ catechin thì dimer tạo đợc sẽ có vị chát nhẹ và có màu đỏ. Khi phân tử diphenol quinol tác dụng với một polyphenol thì tạo thành bis- flavanol không màu.
Các diphenol có thể tơng tác với nhau qua phản ứng oxyhoá- khử, sắp sếp lại phân tử để tạo thành Teaflavin có màu vàng, để phản ứng xảy ra thì gốc Y ở C3 phải là gốc gallo.
Phần trong vòng chấm gọi là gốc tạo màu benzo- tropolon. Theo Roberts, nếu oxyhoá đồng thời L- EGC và L-EGCG đều dẫn tới tạo thành Teaflavin. Còn chỉ oxyhoá L-EGCG thì chỉ tạo nên Teaflavingallat.
Theo Roberts, Tearubigin là sản phẩm chuyển hoá oxyhoá của Teaflavin và bis- flavanin. Tearubigin là hợp chất có tính axit do có nhóm cacboxyl đợc tạo nên khi mở vòng Pirogallo trong gốc benzo- tropolon của Teaflavin sự oxyhoá Teaflavin thành Tearubigin xảy ra nh sau
Tearubigin ở trạng thái tự do có màu hồng nhạt, khi đính với Natri có màu nâu gạch với Kali và Canxi có màu đỏ tơi.
Cuối cùng một số Tearubigin bị Protein trong lá làm kết tủa thành những tinh thể không hoà tan và bị mất đi cùng với bã chè. Vì thế cho nên chè lên men quá mức chứ ít Tearubigin hơn chè lên men vừa đủ.
Các phản ứng trong các quá trình chế biến bình thờng, không diễn ra hoàn toàn vì vậy trong chè đen thành phẩm vẫn còn có cả Teaflavin cũng nh Tearubigin. Vào lúc sắp kết thúc quá trình lên men, các Teaflavin đã tích luỹ tích tiếp tục tạo thành Tearubigin. Nhiệt độ có ảnh hởng lớn đối với quá trình này, ở nhiệt độ thấp các Teaflavin hình thành nhiều hơn, Teaflavin có liên quan đến màu sáng bóng của nớc chè pha, còn Tearubigin liên quan đến độ đậm đặc (độ sánh và nồng độ). Vậy phơng pháp lên men lý tởng tạo ra sự cân bằng thích đáng giữa Teaflavin và Tearubigin.
1.4.3 ả nh hởng của Teaflavin và Tearubigin đến chất lợng chè đen
Nh mọi ngời đều biết một trong những chỉ tiêu chính của chè đen là nớc chè pha. Nhờ cóp quá trình lên men lá chè trong chế biến chè đen mà Tanin chè hay các hợp chất polyphenol của lá chè bị oxyhoá dới tác dụng của men để tạo nên sản phẩm oxyhoá là Teaflavin và Tearubigin. Sự phối hợp giữa hai chất này tạo cho nớc chè đen có màu đỏ tơi trong sáng.
Theo tài liệu của Roberts mối quan hệ giữa hàm lợng của Teaflavin và Tearubigin đối với màu sắc của nớc chè nh sau:
TF (%chất khô) TR (% chất khô) TF/TR Chất lợng thử nếm 0,23 15,0 1/65,20 0,28 9,2 1/32,80 Màu nớc tối 0,38 7,1 1/18,62 đục không trong 0,56 9,3 1/16,60 sáng 0,60 8,1 1/13,50 0,60 13,0 1/13,00 0,78 9,8 1/11,40 0,68 9,2 1/13,50 Màu nớc đỏ 1,03 12,9 1/12,50 tơi 1,10 10,3 1/9,30 Trong sáng 1,55 15,9 1/10,30 1,75 15,4 1/8,80
Từ các số liệu này cho thấy muốn làm cho màu sắc của nớc chè đen đạt chỉ tiêu chất lợng tốt thì ít nhất hàm lợng Teaflavin phải ≥ 0,78% đồng thời tỷ lệ giữa Teaflavin và Tearubigin nằm trong một giới hạn nhất định.
Nói chung đối với chè đen bán thành phẩm muốn đảm bảo chất lợng về màu sắc của nớc pha nên khống chế tỷ lệ TF/TR =1/10ữ1/12, đối với chè thành phẩm tỷ lệ này lên đến 1/6.
Hợp chất Teaflavin ( bao gồm cả Teaflavingallat) là hợp chất có màu vàng tơi vị chát dịu và có hơng thơm nhẹ, chúng là những chất góp phần tạo nên màu sắc của nớc chè đen và có liên quan đến độ tơi sáng của nớc pha, đồng thời cũng góp phần làm tăng vị của chè.
Tearubigin là nhóm chất có màu đỏ nâu, cùng vơpí Teaflavin chúng quyết định màu sắc đặc trng của nớc chè đen. Bản thân Tearubigin có vị nhạt nên giữ vai trò không đáng kể vào sự hình thành vị của chè.
1.4.4 ả nh hởng của thời gian lên men đến hàm lơng Teaflavin và Tearubigin .
Trong quá trình chế biến chè đen, sau giai đoạn vò là giai đoạn lên men lá chè. ở giai đoạn vò, quá trình lên men đã xảy ra khi tế bào của lá chè bị phá vỡ men sẽ tiếp xúc với các chất và nhờ O2 của không khí xâm nhập vào trong khối chè, trong khối chè xảy ra hàng loạt các biến đổi oxyhoá quan trọng tạo ra hơng vị màu sắc đặc trng cho nớc chè đen. Nhng muốn đạt đến mức độ oxyhoá cần thiết các chất polyphenol trong lá chè đòi hỏi phải đợc lên men nhất định. Nếu thời gian lên men nhanh thì không tạo đợc màu sắc hơng vị cần thiết của nớc chè do quá trình oxyhoá cha xảy ra hoàn toàn. Ngợc lại nếu kéo dài thời gian lên men thì xảy ra sự lên men quá mức làm cho hơng vị của chè nhạt đi, màu sắc không đạt yêu cầu (màu nớc kém trong sáng). Vì thế thời gian lên men có liên quan mật thiết đến sự tạo thành và chuyển hoá các sản phẩm oxyhoá của hợp chất polyphenol do đó làm ảnh hởng đến màu sắc hơng vị của chè đen.
Theo tài liệu của Roberts, hàm lợng Teaflavin và Tearubigin là sản phẩm oxyhoá cuối cùng của hợp chất polyphenol biến đổi theo thời gian lên men nên màu sắc của nớc pha cũng chịu ảnh hởng trực tiếp nh bảng sau:
Thời gian lên men (h) Vị chè (điểm thử nếm) Màu nớc (điểm thử nếm) TF (% chất khô) TR (% chất khô) 1 0,30 3,70 1,64 13,10 2 4,10 4,50 1,50 16,60 3 3,30 3,30 1,38 17,00 4 2,70 2,20 1,33 17,30 5 2,00 1,00 1,22 17,80
Từ bản số liệu trên ta thấy sau một thời gian lên men, hàm lơng Teaflavin t- ơng đối lớn nhng hàm lợng Tearubigin quá thấp, vị đắng nớc pha tuy quá tốt nh- ng loại chè này là chè lên men non.
Hàm lợng Teaflavin giảm dần khi thời gian lên men tăng nhng hàm lợng Tearubigin lại tăng lên làm cho độ tơi sáng của nớc pha kém dần, màu sắc tối lại đồng thời vị của nớc chè kém đi do hiện tợng lên men quá mức.
Tóm lại, theo số liệu trên bảng thời gian lên men chè đen nên khống chế trong khoảng 2- 3 (h) kể từ khi kết thúc giai đoạn vò chè. Tuy nhiên thời gian lên men
nhanh hay chậm phụ thuộc vào điều kiện chế biến từng nơi từng thời vụ và chất lợng đặc tính nguyên liệu.
1.5 Quy trình chế biến chè đen
Nguyên liệu
Bảo quản lá chè tơi
Làm héo Phá vỡ tế bào và định hình Lên men lá chè Sấy khô Bán thành phẩm Phân loại Sản phẩm
1.5.1 Quá trình bảo quản chè:
Cơ sở của quá trình: gồm hai giai đoạn
Giai đoạn 1: Do khi lá chè bị ngắt ra khỏi cây thì sự sống vẫn còn nên quá trình
tổng hợp các chất vẫn diễn ra dựa trên cơ sở các chất đã tích luỹ trong các mao dẫn, qúa trình này sẩy ra ngắn và đây là qúa trình có lợi đến chất lợng của chè.
Giai đoan 2:Thực chất là quá trình phân giải các chất.
Nhiệt sinh ra tích luỹ trong khối chè, làm cho khối chè nóng lên các men hoạt động mạnh, thúc đẩy quá trình phân giải, chất khô trong lá chè bị suy giảm do tốc độ phân giải nhanh đây là quá trình không có lợi trong sản xuất chè.
Phơng pháp bảo quản: để làm giảm sự tích luỹ nhiệt và ẩm trong khối chè.
Phơng pháp làm thoáng gió: Lợi dụng sự đối lu tự nhiên của không khí để hạn chế sự tích luỹ nhiệt và ẩm trong lá chè.
Chủ động làm thoáng gió (gió nhân tạo) kết hợp với đảo trộn nhng phơng pháp này làm cho lá chè bị dập nát
Làm thoáng gió tích cực: cho không khí đi xuyên hẳn qua lớp chè, đây là phơng pháp tiến nhất hiện nay vì nhiệt thoát nhanh
Bảo quản trong phòng lạnh: chỉ sử dung trong quá trình nghiên cứu do tôn kém
1.5.2 Quá trình héo
a. Mục đích:
Giảm bớt lơng nớc có trong lá chè và tạo ra những tính chất vật lý, hoá học cần thiết để cho qua trình vò đợc thực hiên thuận lợi. Trớc hết do lơng nớc của búp chè giảm đi sau giai đoạn héo khoảng 30%, làm cho búp chè dẻo hơn và do đo quá trình vò ít bị nát hơn. Ngoài ra do lợng nớc giảm đi mà hàm lợng chất khô trở nên đậm đặc hơn giúp cho các phản ứng hoá học xảy ra nhằm tạo ra chất lợng của chè thành phẩm.
- Phơng pháp héo tự nhiên :các nớc nhiệt đới với năng lợng gió và năng lợng mặt trời phong phú có nhiều u điểm để khai thác phơng pháp này nh ấn Độ ,Xiclanca, các nớc châu Phi và Việt Nam
Ưu điểm chủ yếu của phơng pháp này là ít tốn năng lợng cho quá trình làm héo, và do thời gian làm héo kéo dài 2-4giờ (làm héo trực tiếp dới ánh mặt trời) và 16-20 giờ (làm héo trong nhà không có tờng bao che) các quá trình hoá sinh trong lá chè sẩy ra đợc hoàn thiện hơn và chất lợng tốt hơn. Tuy nhiên, do héo tự nhiên phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện khí hậu và thời gian héo kéo dài nên làm cho chu kỳ sản xuất kéo dài, nâng xuất cho một chu kỳ thấp.
- Phơng pháp héo nhân tạo :đối với các nớc nền công nghiệp phát triển và không đợc thiên nhiên u đãi nh các nớc nhiệt đới, đã phải nghĩ ra phơng pháp làm héo lá chè bằng chính năng lợng nhiệt do đốt cháy các nguyên liêụ nh: than, dầu ... Các nớc này đã chế tạo ra các máy làm héo có tác dụng liên tục và có khả năng làm giảm độ ẩm của lá chè đúng yêu cầu công nghệ trong khoảng thời gian 3giờ.
Nh vậy nhờ các máy làm héo các nhà công nghệ hoàn toàn chủ động đợc thời gian sản xuất, rút ngắn đợc thời gian sản xuất và cơ khí hoá tự động hoá dây truyền sản xuất chè đen.
c. Kiểm tra quá trình làm héo:
Hiện nay mỗi nớc tuỳ thuộc vào điều kiện nguyên liệu cụ thể mà các nhà công nghệ có yêu cầu về mức độ làm héo lá chè khác nhau.
Mức độ làm héo tỉ lệ giữa lợng chất khô và lợng nớc của lá chè đã làm héo ở ấn Độ Xiclaca các nhà công nghệ đã chấp nhận tỉ lệ này là 1:2 nghĩa là búp chè sau khi héo có độ ẩm là 66-67%,còn ở Liên Xô cũ búp chè sau khi héo có độ ẩm 60-62% thì chè sản phẩm có chất lợng cao.
Công nghệ chế biến chè ở nớc ta còn quá trẻ ,bởi vậy những nghiên cứu cơ bản về nguyên liêu nớc ta cha đợc tiến hành toàn diện .Các cơ sở chế biến chè n- ớc ta hiện đang áp dụng mức độ héo của Liên Xô ,điều này không làm hài lòng các nhà nghiên cứu và công nghệ Việt Nam.
1.5.3 Quá trình phâ vỡ tế bào và định hình chè.
a. Mục đích:
Các chất hoà tan trong nớc có trong tế bào của lá chè ,mà quan trọng nhất là các catechin thực hiện đợc quá trình oxyhoá dới tác dụng của các enzim PPO(polyphenoloxydaza) và PO(peroxydaza) phải đợc tiếp cận với O2 không khí .Muốn vậy phải phá vỡ vỏ và màng tế bào để chuyển các enzim lẫn cơ chất của chúng ra bề mặt lá. Quá trình này đợc thực hiện nhờ tác dụng cơ học xảy ra khi vò nguyên liệu trong các máy vò. Ngoài ra do có quá trình vò các chất hoà tan trong chè đi vào nớc nóng tốt nhanh hơn khi pha chè và thể tích của khối chè cũng giảm đi giúp cho quá trình bao gói, vận chuyển dễ dàng hơn .
b. Phơng pháp phá vỡ tế bào và định hình chè:
Với chế biến nhỏ trong gia đình cỡ 10kg nguyên liệu thì ngời ta có thể dùng tay hoặc chân để vò nát tế bào của lá chè. Tuy nhiên phơng pháp này gây mất vệ sinh và không có khả năng tạo ra đủ độ xoăn cho lá chè nên ngoại hình của nó thờng không đẹp.
Với các xởng chế biến có công suất 12 tấn nguyên liệu trở lên, hiện đang sử dụng loại máy vò chuyên dùng tác dụng đơn hoặc kép có bộ phận ép và bộ phận làm nguôị.
Tuỳ thuộc vào kích thớc của máy vò mà lợng chè héo ở lần vò thứ nhất vào khoảng 100-200kg/máy. Trớc kia để đạt đợc độ dập tế bào theo yêu cầu của quá trình lên men, máy vò đợc trang bị thêm bộ phận ép ,nhng theo qui trình mới để thuận tiên ngời ta không sử dụng nữa. Để thay vào phần lực đã mất đi do không có bàn ép, các nhà khoa học Liên Xô đã tâng lợng chè cho vào máy ở mỗi lần vò lên 180-200kg/máy. Chính lợng chè hơn này đã tạo nên một lực ép đáng kể và hoàn toàn có thể thay thế lực do bàn ép tạo ra. Do cấu tạo đặc biệt và từ đó dẫn đến sự chuyển động độc đáo của máy vào mà khối chè trong máy chịu các lực
khác nhau, theo ý kiến của các nhà thiết kế và chế tạo, nhờ tác dụng của các lực xuất hiện lúc vận hành máy mà khối chè trong máy phân ra làm hai vùng. ở
vùng trung tâm, chúng chuyển động từ dới lên theo phơng pháp thẳng đứng với vận tốc là 0,02m/s. ở vùng ngoại vi, khối chè chuyển động từ tâm ra thanh máy theo phơng nằm ngang với vân tốc 0,51m/s. Chính nhờ sự chênh lệch vận tốc này mà lá chè bị xé rách và xoăn lại .
Thành lập một chế độ vò mới thích hợp rất phức tạp và phải căn cứ vào chất lợng số lợng nguyên liệu nhập về nhà máy trong một ngày đêm, mức độ làm héo chè và mùa sản xuất chè. Kinh nghiệm cho thấy chè càng non và qua héo nhẹ phải đợc vò với cờng độ nhẹ hơn chè già. Trời nóng nhiệt độ của phòng vò càng cao thì thời gian vò phải rút ngắn nhng số lần vò phải tăng lên. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng nớc ,từng địa phơng và từng cơ sở chế biến mà có thể áp dụng các công thức vò nh sau: Công thức Số lần và số máy vò Thời gian vò(phút) A 3 2 2 45'-45'-45' 30'-30'-30' B 3 3 2 45'-45'-45' 30'-30'-30' C 2 2 1 45'-45'-45' 30'-30'-30'
Theo công thức a, chè héo đợc định lợng theo từng lý lịch và đa đi vò lần thứ nhất trong 3 máy vò với thời gian 45 phút. Hết thời gian này chè đợc đa đi phân