Đề tài Tìm hiểu công nghệ sản xuất trà hòa tan

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Cây chè 2 Hình 2.2 Sản lượng chè các quốc gia năm 2007 3 Hình 2.3 Búp chè 3 Hình 2.4 Hoa chè 4 Hình 2.5 Quả chè 4 Hình 2.6 Thành phần hóa học của lá chè tươi 6 Hình 2.7 Tannin thủy phân 8 Hình 2.8 Tannin ngưng tụ 8 Hình 2.9 Công thức cấu tạo của Caffeine 10 Hình 2.10 Đồi chè 15 Hình 3.1 Màu sắc nước trà 18 Hình 3.2 Sơ đồ hoạt động máng kín khi dòng khí đi từ dưới lên 25 Hình 3.3 Sơ đồ hoạt động của dòng khí khi đi từ trên xuống 25 Hình 3.4 Bàn vò (rolling table) 27 Hình 3.5 Lá chè được ép xuống trong khi bàn vò quay 27 Hình 3.6 Lá chè được xoắn lại từ từ đồng thời quá trình lên men xảy ra 28 Hình 3.7 Các phản ứng tạo các theaflavins trong lên men chè đen 30 Hình 3.8 Sự thay đổi của tổng hàm lượng các chất mùi và hàm lượng catechin trong các giai đoạn sản xuất 32 Hình 3.9 Cấu tạo thiết bị lên men liên tục dạng băng tải lưới 33 Hình 3.10 Thiết bị lên men liên tục 33 Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý của máy sấy băng tải 35 Hình 3.12 Máy sàng phân loại 36 Hình 4.1 Thiết bị nghiền đĩa 41 Hình 4.2 Cấu tạo cặp đĩa nghiền 41 Hình 4.3 Sơ đồ trích ly trà nhiều bậc 43 Hình 4.4 Khung và bản của máy lọc ép 45 Hình 4.5 Máy lọc ép khung bản 45 Hình 4.6 Quá trình lọc khung bản 46 Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý thiết bị lọc ép khung bản 46 Hình 4.8 Thiết bị cô đặc dạng màng rơi 48 Hình 4.9 Thiết bị bình khuấy trộn bằng cánh khuấy - 49 - Hình 4.10 Thiết bị sấy phun 50 Hình 4.11 Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa 52 Hình 4.12 Thiết bị tạo hạt 54 Hình 4.13 Thiết bị trộn vít tải nằm ngang 55 Hình 4.14 Vít tải cánh xoắn liên tục liền trục 55 Hình 4.15 Sơ đồ nguyên tắc định lượng thực phẩm 57 Hình 4.16 Thiết bị đóng gói 57 Hình 4.17 Sản phẩm trà hòa tan dạng bột 58 Hình 4.18 Instant Green Tea Powder 59 Hình 4.19 Instant Black Tea Powder 59 Hình 4.20 Instant Oolong tea powder 60 Hình 4.21 Trà hòa tan hương chanh 60 Hình 4.22 Trà chanh lipton ice tea 61 Hình 4.23 Nestea chanh 61 Hình 4.24 Trà hòa tan Harris 62 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hóa học của chè 7 Bảng 2.2 Hàm lượng lipid tổng và acid béo tổng ở các giai đoạn 11 Bảng 2.3 Hàm lượng pectin trong các bộ phận khác nhau của búp trà (tính theo % chất khô) 12 Bảng 2.4 Hàm lượng vitamin C trong lá chè tươi 13 Bảng 3.1 Đánh giá chất lượng chè nguyên liệu 18 Bảng 4.1 Chỉ tiên cảm quan của trà đen bán thành phẩm 39 Bảng 4.2 Chỉ tiêu hoá lý của trà đen bán thành phẩm 39 GIỚI THIỆU Đặt vấn đề Từ xưa đến nay, trà là một loại thức uống quen thuộc đối với mọi người, đặc biệt là đối với người Á Đông. Trà là sản phẩm lá hay búp của cây chè (Camellia sinensis) đã được làm khô. Dịch trích thu được khi ngâm trà trong nước nóng gọi là nước trà (hay nước chè). Trà được sử dụng trên toàn thế giới, và được xem là một loại thức uống mang tính toàn cầu. Do đó đây là loại thức uống phổ biến thứ hai trên thế giới sau nước lọc. Nước trà có hương thơm đặc trưng, vị chát, hơi đắng nhưng hậu vị ngọt. Uống nước trà giúp tăng cường hoạt động của hệ thần kinh, gây hưng phấn, sảng khoái, xua tan mệt mỏi và sản phẩm có chứa các chất có hoạt tính chống oxy hóa. Cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật, nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh lợi ích của trà. Bên cạnh chức năng giải khát, trà có tác dụng sinh lý rất rõ rệt đối với sức khỏe con người. Thành phần caffeine và một số alkaloid khác trong chè có tác dụng kích thích hệ thần kinh trung ương, vỏ đại não làm cho tinh thần minh mẫn, giảm mệt nhọc sau khi lao động. Trà còn có tác dụng phòng và trị được nhiều loại bệnh khác nhau, đặc biệt là các bệnh về tim mạch, ung thư. Mặt khác, trà là nét truyền thống của nhiều dân tộc, nó mang một giá trị vô cùng thiêng liêng, cao quí trong đời sống tinh thần của con người. Tại nhiều nước phát triển như Nhật Bản, Singapore, Đài Loan, Malaysia,.. cuộc sống công nghiệp tất bật khiến người ta không thể chuẩn bị cho mình một tách trà xanh theo cách truyền thống, đó là cơ hội kinh doanh lớn cho những nhà sản xuất nghĩ ra cách chế biến các lọai trà có thể uống liền mà không cần qua các công đoạn pha chế rườm rà. Có hai loại trà uống liền mang tính đột phá trong phong cách dùng trà là trà túi lọc và trà hòa tan. Trà hòa tan được xay thành bột, tinh chiết, lọai bỏ chất không tan rồi sấy khô, tẩm ướp hương liệu, chất bảo quản, chất tạo vị…Mỗi gói trà có khối lượng từ 10 – 20 g. Trà hoà tan có dạng bột tơi xốp, rất mịn, gồm những hạt nhỏ, màu vàng nhạt (chè xanh), nâu nhạt (chè đen). Do triển vọng phát triển thị trường đối với mặt hàng trà hòa tan, em thực hiện đồ án “Tìm hiểu công nghệ sản xuất trà hòa tan” để có những hiểu biết về công nghệ sản xuất loại trà này. Mục tiêu của đồ án Tìm hiểu về một số loại trà phổ biến trên thị trường như trà xanh, trà đen và đặc biệt là công nghệ sản xuất trà hòa tan đang có trên thị trường và những hướng đi mới của sản phẩm trà hòa tan hiện nay. TỔNG QUAN VỀ CÂY CHÈ TẠI VIỆT NAM Hình 2.1 Cây chè Nguồn gốc ra đời của cây chè Theo truyền thuyết thì Vua Thần Nông khi đi tuần thú phương nam, vô tình uống được một thứ lá cây rơi trong nồi nước đang sôi, làm cho tinh thần phấn chấn sảng khoái nên ông gọi đó là Trà. Một huyền thoại khác kể rằng Đức Đạt Ma Sư Tổ của Thiền phái Thiếu Lâm Tự Trung Hoa, đã ngủ quên trong lúc tọa thiền nên tức giận tự cắt mí mắt của mình quăng xuống đất và nơi ấy mọc lên một thứ cây kỳ lạ, hái lá nấu nước uống khiến cho tâm hồn tỉnh táo, được gọi là Trà. Năm 1753, Cac Von Line (Carl Von Lenne), một nhà thực vật học người Thụy Điển đã nghiên cứu thu thập, phân loại các mẫu chè Trung Quốc, và lần đầu tiên đã đặt tên khoa học cây chè là Thea sinensis, phân thành hai giống chè: Thea bohea (chè đen) và Thea viridis (chè xanh), như vậy đã xác nhận Trung Quốc là nơi ra đời của cây chè.[6] Năm 1951. Đào Thừa Trân (Trung Quốc) đưa ra thuyết chiết trung được nhiều học giả thế giới công nhận. Theo thuyết này, cái nôi tự nhiên cây chè là khu vực gió mùa Đông Nam Á, vì ở Lào, Mianma, Vân Nam và bắc Việt Nam đều có những cây chè hoang dại. Các điều kiện về đất đai, khí hậu, lượng mưa của cả khu vực này đều rất phù hợp với sự sinh trưởng của cây chè, hợp thành một vườn chè nguyên thủy. Hơn nữa các cây chè mọc hoang dại tìm thấy rất nhiều học hai bờ các con sông lớn: Kim Sa Giang, Phú Long Giang, Salouen, Irravadi, Mê Kong, Bramapoutro... Các con sông này đều bắt nguồn từ dãy núi ở cao nguyên Tây Tạng. Cây chè di thực về phía đông qua tỉnh Tứ Xuyên, bị ảnh hưởng của khí hậu, nên biến thành giống chè lá nhỏ, di thực về phía nam và tây nam Ấn Độ, Mianma, Annam (Việt Nam) biến thành giống lá to. [1] Năm 1974, Veckoven (J.Werkhoven, Hà Lan) chuyên viên của tổ chức Lương thực thế giới FAO, đã tổng kết trong cuốn Công nghệ chè (Tập san Nông nghiệp 26, Rooma, 1974): “Cây chè được Line xếp loại và đặt tên là Thea sinensis (L.) có nguồn gốc ở vùng Đông Nam Trung Quốc gần nguồn sông Irrawadi (Mianma)”.[1] Hiện nay chè được phân bố khá rộng trong những điều kiện tự nhiên rất khác nhau, từ 300 vĩ nam đến 450 vĩ bắc, là những nơi có điều kiện tự nhiên khí hậu khác xa vùng nguyên sản. Những thành tựu khoa học của các nhà chọn giống Liên Xô (cũ), Trung Quốc, Nhật Bản, Đài Loan...đã tạo ra rất nhiều giống chè mới có khả năng thích ứng với các điều kiện khí hậu khác nhau, tạo nhiều triển vọng cho nghề trồng chè trên thế giới. Hình 2.2 Sản lượng chè các quốc gia năm 2007 Đặc điểm sinh vật học của cây chè Đặc điểm Thân và cành Cây chè sinh trưởng trong điều kiện tự nhiên là đơn trục, nghĩa là chỉ có một thân chính, trên đó phân ra các cấp cành. Do đặc điểm sinh trưởng và do hình dạng phân cành khác nhau, người ta chia thân chè ra làm ba loại: thân gỗ, thân nhỡ (thân bán gỗ) và thân bụi. Mầm chè Trên cây chè có những loại mầm: mầm dinh dưỡng và mầm sinh thực. Mầm dinh dưỡng phát triển thành cành lá, mầm sinh thực phát triển thành nụ hoa và quả. Búp chè Búp chè là đoạn non của một cành chè. Búp được hình thành từ các mầm dinh dưỡng, gồm có tôm (phần lá non ở trên đỉnh của cành chưa xòe ra) và hai hoặc ba lá non. Búp chè trong quá trình sinh trưởng chịu sự chi phối của nhiều yếu tố bên ngoài và yếu tố bên trong của nó. Kích thước của búp thay đổi tùy theo giống, loại và liều lượng phân bón, các khâu kỹ thuật canh tác khác như đốn, hái và điều kiện địa lý nơi trồng trọt. Búp chè là nguyên liệu để chế biến ra các loại chè, vì vậy nó quan hệ trực tiếp đến năng suất và phẩm chất của chè. Hình 2.3 Búp chè Búp chè gồm có hai loại: búp bình thường và búp mù. Búp bình thường (gồm có tôm và 2-3 lá non). Búp mù là búp phát triển không bình thường, trọng lượng bình quân của một búp mù thường bằng khoảng 1/2 trọng lượng búp bình thường và phẩm chất thì thua kém rõ rệt. Nguyên nhân xuất hiện búp mù rất phức tạp. Một mặt do đặc điểm sinh vật học của cây trồng, mặt khác do ảnh hưởng xấu của các điều kiện bên ngoài hoặc do biện pháp kỹ thuật không thích hợp. Búp chè hoạt động sinh trưởng theo một quy luật nhất định và hình thành nên các đợt sinh trưởng theo thứ tự thời gian. Thời gian của mỗi đợt sinh trưởng phụ thuộc vào giống, chế độ dinh dưỡng và điều kiện khí hậu. Trên một cành chè, một năm có 4 – 5 đợt sinh trưởng của búp. Lá chè Lá chè mọc trên cành, mỗi đốt có một lá. Lá thường có nhiều thay đổi về hình dạng tùy theo các loại giống khác nhau và trong các điều kiện ngoại cảnh khác nhau. Lá chè có gân rất rõ. Những gân chính của lá chè thường không phát triển ra đến tận rìa lá. Rìa lá chè thường có răng cưa, hình dạng răng cưa trên lá chè khác nhau tùy theo giống. Số đôi gân lá là một trong những chỉ tiêu để phân biệt các giống chè. Rễ chè Cây chè sống nhiều năm trên một mảnh đất cố định, do đó việc nghiên cứu đặc điểm của bộ rễ có ý nghĩa rất quan trọng để đặt cơ sở cho các biện pháp kỹ thuật trồng trọt. Rễ chè phát triển tốt tạo điều kiện cho các bộ phận trên mặt đất phát triển. Hệ rễ chè gồm có: rễ trụ (rễ cọc), rễ bên và rễ hấp thu. Rễ chè kỵ vôi, do đó yêu cầu đất có phản ứng chua. Canxi cần cho cây chè, nó có mặt ở những nơi phân bào và sinh trưởng như mút rễ, ngọn cây, là thành phần của màng tế bào v.v... Hoa chè Hình 2.4 Hoa chè Màu trắng với nhiều nhị vàng. Mỗi hoa gồm 7 cánh và hàng tá nhị dài. Quả chè Thường mọc thành từng chùm 3. Ban đầu có màu xanh của chồi, sau đó tăng trưởng và cứng dần thành quả màu nâu chứa hạt bên trong. Khi quả chín, vết rãnh mở ra. Hạt bên trong có thể được dùng để gieo trồng. Hình 2.5 Quả chè Phân loại thực vật Ngành Ngọc lan Hạt kín Bộ chè Theales Họ chè Theaceae Chi chè Camellia (Thea) Loài C.sinensis Tên khoa học: Camellia sinensis (L) (hay Thea sinensis L.) (1935 – Hội nghị Quốc tế về thực vật) Phân loại cây chè [1] Chè Trung Quốc ( China tea plant): Camellia sinensis (L) Dựa vào kích thước lá, Sealy (1958) phân biệt 2 loại của C.sinensis: Chè Trung Quốc lá to (Camellia sinensis var. macrophylla): Đặc điểm: - Thân gỗ nhỏ cao tới 5 m trong điều kiện sinh trưởng tự nhiên. - Lá to chiều dài trung bình 4 – 14 cm, chiều rộng 2 – 2.5 cm, màu xanh nhạt, bóng, răng cưa sâu không đều, đầu lá nhọn. - Có trung bình 8 – 9 đôi, gân lá rõ. - Năng suất cao, phẩm chất tốt. - Nguyên sản ở Vân Nam, Tứ Xuyên (Trung Quốc). Chè Trung Quốc lá nhỏ (Camellia sinensis var. Bohea) Đặc điểm: - Cây bụi thấp phân cành nhiều. - Lá nhỏ, dày nhiều gợn sóng, màu xanh đậm, lá dài 3,5 – 6,5 cm, rộng 1 – 1.2 cm. - Có 6 – 7 đôi gân lá không rõ, răng cưa nhỏ, không đều. - Búp nhỏ, hoa nhiều, năng suất thấp, phẩm chất bình thường. - Khả năng chịu rét ở độ nhiệt -12oC đến -15oC. - Phân bố chủ yếu ở miền đông, đông nam Trung Quốc, Nhật Bản và một số vùng khác. Chè Assam ( Assam tea plant): Camellia assamica - Thân gỗ cao 10 – 15 m, phân cành thưa. - Lá dài 8 – 20 và rộng 3,5 – 7,5 cm, mỏng và mềm, thường có màu xanh đậm, lá hình bầu dục, phiến lá gợn sóng, đầu lá dài. - Có trung bình 12 – 15 đôi gân lá. - Hoa mọc đơn lẻ hay thành từng đôi, có 7 – 8 cánh màu trắng hay đôi khi có đốm vàng. - Số nhị hoa tương tự của C.sinensis. - Phát triển nhanh. - Không chịu được rét hạn, cần nhiệt độ cao. - Năng suất, phẩm chất tốt. - Trồng nhiều: Ấn Độ, Mianma, Vân Nam (Trung Quốc) và một số vùng khác. Chè Nam Indo (Indochina) - Nhóm đặc biệt của Camellia assamica, gọi là Camellia assamica sub sp.lasiocalys (Planch.MS) - Camellia assamica sub sp.lasiocalys (Planch.MS) hay loại chè ambodiensis/Southern là loại cây nhỏ hình chóp, cao 6 – 10m, ngoại trừ một số cành nằm thẳng đứng, hầu hết nằm cân bằng nhau. - Lá bóng và có màu lam vàng khi non, lam nhẹ ở giai đoạn trưởng thành và chuyển sang màu lam hồng hay đỏ hồng vào cuối mùa. - Lá có kích thước nằm giữa sinensis và assamica. Chè Shan (Camellia sinensis var. Shan) - Thân gỗ, cao từ 6 đến 10 m. - Lá to và dài 15 – 18 cm màu xanh nhạt, đầu lá dài, răng cưa nhỏ và dày. - Tôm chè có nhiều lông tơ, trắng và mịn trông như tuyết, nên còn gọi là chè tuyết. - Có khoảng 10 đôi gân lá. - Có khả năng thích ứng trong điều kiện ấm ẩm, ở địa hình cao, năng suất cao, phẩm chất thuộc loại tốt nhất. - Nguyên sản ở Vân Nam - Trung Quốc, miền bắc của Miến Điện và Việt Nam. Đặc điểm hóa sinh của lá chè Hình 2.6 Thành phần hóa học của lá chè tươi Thành phần hóa học của chè tham gia trực tiếp vào sự hình thành chất lượng trà sản phẩm. Bảng 2.1 Thành phần hóa học của chè Thành phần % khối lượng chất khô Polyphenol 25 – 30 Epigallocatechin gallate 8 – 12 Epicatechin gallate 3 – 6 Epigallo catechin 3 – 6 Epicatechin 1 – 3 Catechin 1 – 2 Gallocatechin 3 – 4 Flavonols và flavonol glucosides 3 – 4 Polyphenolic acids và depsides 3 – 4 Leuco anthocyanins 2 – 3 Chlorophylls và các chất màu khác 0,5 – 0,6 Khoáng 5 – 6 Caffeine 3 – 4 Theobromine 0,2 Theophylline 0,5 Amino acid 4 – 5 Acid hữu cơ 0,5 – 0,6 Monosaccharide 4 – 5 Polysaccharide 14 – 22 Cellulose và hemicellulose 4 – 7 Pectin 5 – 6 Lignin 5 – 6 Protein 14 – 17 Lipid 3 – 5 Các hợp chất bay hơi 0,01 – 0,02 Nước Là thành phần chủ yếu trong búp chè. Vai trò: Trong lá trà, nước là môi trường xảy ra sự tác dụng tương hỗ giữa các chất hòa tan chiếm từ 75 – 80%. Ngoài ra, nước còn là thành phần chính tham gia vào các phản ứng thủy phân và oxy hóa – khử xảy ra không ngừng trong các tế bào của lá. Hàm lượng nước trong lá chè giảm dần từ tôm đến các lá già. Trong lá chè nước tồn tại ở 2 dạng, nước tự do và nước liên kết, nước chứa chủ yếu trong các khí quản của lá và là môi trường hòa tan các chất trong dịch bào. Hàm lượng nước có quan hệ mật thiết đối với quá trình chế biến chè. Nếu nguyên liệu chè bị mất nước quá nhanh thì biến đổi sinh hóa diễn ra nhanh và không triệt để, đôi khi enzyme bị ức chế nếu hàm lượng nước quá thấp (< 10%). Nước trong nguyên liệu chè nhiều hoặc ít đều làm cho lá chè bị nát khi vò. Trong quá trình chế biến chè cần kiểm soát chặt chẽ sự bay hơi nước (giai đoạn làm héo, diệt men…). Hợp chất phenol Tannin Tanin là hợp chất quan trọng trong lá chè, nó có tính chất quyết định đến màu sắc nước pha, hương thơm và vị chát của chè. Tanin thường có 2 loại: tannin ngưng tụ và thủy phân. Tannin thủy phân: trung tâm của phân tử tannin có chứa 1 phân tử polyol carbohydrate (thường là D-glucose). Nhóm hydroxy của carbohydrate được ester hóa một phần hoặc hoàn toàn với nhóm phenolic như acid gallic (trong gallotannin) hay acid ellagic (trong ellagitannin). Các tannin này sẽ bị thủy phân khi tác dụng với acid yếu hay base yếu tạo thành carbohydrate và acid phenolic. Acid gallic Tannin thủy phân Hình 2.7 Tannin thủy phân Tannin ngưng tụ: hay còn gọi là proanthocyanidin, là polymer của 2 đến 50 các phân tử flavonoid. Các phân tử này kết hợp với nhau bằng các liên kết C – C, và các liên kết này không bị thủy phân. Hình 2.8 Tannin ngưng tụ Tannin trong chè thường là tannin ngưng tụ. Chất tiêu biểu cho tannin ngưng tụ là catechin bao gồm catechin và gallo-catechin (tannin thủy phân tác dụng với FeCl3 cho màu xanh da trời còn tannin ngưng tụ cho màu xanh đen). Khi bị tác dụng của acid loãng, tannin ngưng tụ không bị thủy phân thành các phân tử đơn giản và ngược lại nó ngưng tụ với nhau thành tannin đỏ (hay flobafen). Chè càng non thì hàm lượng tannin càng cao. Chất tanin trong trà càng nhiều thì phẩm chất trà càng cao. Lượng tanin phân bố không đồng đều trên cùng một búp trà, tập trung nhiều nhất ở tôm (39.9%), rồi đến lá non (lá một 36,8%; lá hai 36,1%; lá ba 29,25%; cuộng già 25%, lá bánh tẻ, lá già… Chất tanin có khả năng kết hợp với Albumin để tạo thành chất không hòa tan. Tính chất này quan trọng đối với quá trình chế biến trà. Tanin kết hợp với caffeine thành chất không hoà tan đóng váng trên mặt nước khi nước chè để nguội. Tác dụng của tannin chè như sau: + Đối với cây chè, điều tiết các quá trình oxi hóa khử trong cây chè, nâng cao tính đề kháng của cây chè đối với sâu bệnh hại chè. + Đối với công nghệ chè, nếu không bị oxi hóa thì sản phẩm là chè xanh, nếu bị oxi hóa dưới tác dụng của enzyme thì sản phẩm là chè đen, chè vàng tùy mức độ oxi hóa. Hàm lượng tannin cao thì chất lượng tốt, nhưng phải có tỉ lệ thích đáng giữa các hoạt chất trong chè. + Đối với cơ thể con người, tannin có tác dụng cầm máu, tăng cường sức đề kháng của các thành huyết quản trong cơ thể động vật, tăng cường sự đồng hóa và sự tích lũy vitamin C… Catechin 6 catechin trong chè bao gồm: Catechin (C) Epicatechin (EC) Epicatechin gallate (ECG) Gallocatechin (GC) Epigallocatechin gallate (EGCG) Epigallocatechin (EGC) Các " epi" có cấu trúc giống như các catechin, nhưng khác nhau về sự định hướng trong không gian, dẫn đến tính chất hóa học sẽ khác nhau. Các catechin trên chính là thành phần chính của chất tannin trong trà. Catechin gây nên vị đắng và chát nhẹ cho trà. Catechin là tác nhân chính tạo màu cho nước trà khi đã qua chế biến. Các catechin bị oxy hóa bởi enzyme polyphenol oxidase, đầu tiên sẽ hình thành hợp chất gọi là orthoquinones, các orthoquinone không bền sẽ chuyển hóa thành theaflavin (TF), các TF này khi phản ứng ngưng tụ tạo thành thearubigin (TR). Alkaloid Alkaloid chính của chè là Caffeine, có tác dụng dược lý, tạo cảm giác hưng phấn cho người uống. Caffeine là một dẫn xuất của purine, có cấu trúc 1,3,7-tri-methyl xanthine. Hàm lượng caffeine trong chè chiếm khoảng 2,5 – 5,5% trọng lượng khô trong lá chè tươi. Caffeine trong sản xuất do quá trình lên men phản ứng với các sản phẩm oxi hóa của catechin tạo ra tanat-caffeine có mùi thơm và vị dễ chịu. Khi pha nước, hợp chất tanat caffein bị kết tủa khi nước chè để nguội và tạo thành váng chè (creamy). Chè càng non, hàm lượng caffeine càng cao. Trong quá trình chế biến, hàm lượng caffeine trong lá không bị biến đổi, chỉ thay đổi trong một giới hạn nhỏ. Hình 2.9 Công thức cấu tạo của Caffeine Protein và amino acid Protein là một trong các nhóm chất chủ yếu và quan trọng trong thành phần của lá chè. Protein trong búp chè phân bố không đồng đều, chiếm khoảng 15% tổng lượng chất khô của lá chè tươi. Trong quá trình chế biến chè, protein là nguồn cung cấp các acid amin tự do vì một phần protein bị phân giải bởi các enzyme tương ứng tạo ra các acid amin kết hợp với tannin hoặc đường trở thành các aldehyde bay hơi góp phần tăng cường hương thơm cho chè. Trong sản xuất trà xanh, hàm lượng protein cao giúp làm đẹp bề mặt chè, nhưng trong sản xuất trà đen, hàm lượng protein cao thì hàm lượng tannin thì có thể ảnh hưởng xấu đến vị của sản phẩm vì trong quá trình chế biến chè, đặc biệt là trong quá trình lên men, protein kết hợp với tannin và nó chuyển thành hợp chất không tan, làm giảm lượng tannin hòa tan. Lá chè càng non hàm lượng protein càng cao. Các aminoacid trong chè không nhiều, thường khoảng từ 0,2 – 0,3% chất khô, nó có tác dụng tốt đối với chất lượng của chè đen và chè xanh. Lipid và acid béo Chất béo là chất có tính hấp phụ và là chất giữ mùi. Mặt khác, bản thân chất béo có một số cấu tử có sẵn mùi thơm dễ chịu hoặc dưới tác dụng của nhiệt độ cao chuyển hóa thành các chất có mùi đặc trưng góp phần tham gia trực tiếp vào sự hình thành hương thơm độc đáo của sản phẩm. Ngoài ra, cũng do tính chất giữ mùi của chất béo mà làm cho trà dễ bị nhiễm các mùi lạ và khó khử chúng khi vô ý để trà tiếp xúc với các vật có mùi khó chịu như mùi mốc, mùi bao bì, mùi dầu hỏa, … Hàm lượng phospholipid và thành phần các acid béo rất khác nhau ở các chủng loại, ở các giai đoạn sản xuất. Bảng 2.2 Hàm lượng lipid tổng và acid béo tổng ở các giai đoạn Các giai đoạn Hàm lượng lipid tổng (%) Hàm lượng acid béo tổng (g/g) Chè tươi 6,5 9,8 Làm héo 5,7 8,4 Vò 4,5 6,6 Lên men 4,3 4,8 Chè đen thành phẩm 2,8 3,7 Thành phần acid béo chủ yếu trong chè là linolenic, linoleic, oleic và palmitic. Carbonhydrate Lá chè chứa hầu hết các loại đường như: glucose, fructose, galactose, maltose, citose, arabinose, ribose, … Hàm lượng monose trong lá chè chỉ chiếm 1 – 2% và saccharose chiếm từ 0,5 – 2,5%. Trong khi đó, hàm lượng các polysaccharide trong lá chè lên đến 10 – 12% và cao hơn nữa. Lượng tinh bột, cellulose và hemicellulose cũng tăng theo mức độ trưởng thành của lá chè. Như vậy, nguyên liệu càng già, chất lượng của nó càng kém. Do đó, hàm lượng hydratcarbon trong lá chè càng cao (chủ yếu chứa các polysaccharide không tan) thì chất lượng trà càng thấp. Tuy nhiên, các đường hòa tan trong lá chè dù hàm lượng rất thấp nhưng chúng có ý nghĩa quan trọng đối với chất lượng của trà. Trước hết, chúng góp phần điều hòa vị trà, nhưng quan trọng hơn cả là, các đường khử dưới tác dụng của nhiệt độ cao hoặc trong khi tác dụng với tannin, acid amin có mặt trong lá chè sẽ tạo cho trà có hương thơm đặc trưng và ảnh hưởng đến màu sắc của nước trà. Chẳng hạn, trong sự tác dụng tương hỗ giữa glucose và fructose với acid amin phenylalanin và tannin tạo thành các aldehyde bay hơi có mùi thơm của hoa tươi, mùi mật ong. Ngoài ra, cần nhấn mạnh rằng, glucose và fructose dưới tác dụng của nhiệt độ cao trong quá trình chế biến nhiệt cho trà sẽ tham gia vào quá trình caramel hóa tạo cho trà có mùi cốm thơm dễ chịu. Ta thấy, lá càng già thì lượng đường khử và sacharose cũng như tổng lượng đường hòa tan càng lớn. Thành tế bào của lá có cấu tạo cellulose được bao xung quanh bởi hemicellulose và lignin, ngăn chặn sự xâm nhập của enzyme thủy phân. Ở búp trưởng thành, tính chất mọng nước giảm đi là do sự liên kết cấu trúc giữa các thành phần phenolic của lignin, polysacharide và cutin của thành tế bào. Hợp chất pectin thuộc nhóm hydratcarbon và là hỗn hợp phức tạp của poly saccharide và dẫn xuất của chúng. Phần lớn các chất pectin là những chất keo và trong những điều kiện nhất định thì chúng đông tụ lại. Hàm lượng pectin trong lá trà luôn luôn thay đổi, phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó quan sát thấy lá trà non thì chứa nhiều pectin tan trong nước nhưng tổng pectin thì ít so với lá trà già, đặc biệt trong cuộng trà rất giàu pectin. Bảng 2.3 Hàm lượng pectin trong các bộ phận khác nhau của búp trà (tính theo % chất khô) Nhóm chất pectin Tôm và lá thứ nhất Lá thứ hai Lá thứ ba Cuộng trà Hòa tan trong nước 2,85 2,10 1,83 2,37 Hòa tan trong acid oxalic 5,10 6,31 6,51 7,11 Hòa tan trong amino oxalat 5,42 7,06 7,94 8,34 Hàm lượng pectin có liên quan mật thiết đến tính chất của trà tươi và trà thành phẩm, ví dụ: trong quá trình chế biến trà, pectin tạo ra tính bám dính giúp cho trà cuộn chặt lại trong thời gian vò hoặc giúp cho khối trà dính chặt vào nhau khi ép nóng trong sản xuất trà ép bánh theo hình dạng của khuôn. Pectin cũng góp phần tạo nên vị ngọt dịu, hương thơm của trà thành phẩm. Trong quá trình sấy, pectin có tác dụng cố định các thành phần chất tan trên bề mặt lá chè. Tuy nhiên, pectin là chất keo háo nước, cùng với những chất khác có tính hút ẩm làm cho độ ẩm trong trà khô tăng lên, gây khó khăn cho bảo quản trà, và do đó dẫn đến làm giảm chất lượng trà. Hàm lượng pectin khá cao, thường từ 11 – 17% so với lượng chất khô trong lá chè tươi, và chè càng già thì hàm lượng pectin càng cao. Riêng đối với pectin tan trong nước, chè càng non hàm lượng càng cao. Sắc tố Có 3 nhóm sắc tố chính được tìm thấy là chlorophylls, anthocyanidins, carotenoids. Chlorophylls: Chất màu đầu tiên được xét tới là chlorophylls. Nhờ có chlorophys mà lá chè có màu xanh lục. Chlorophylls cũng có các tính chất như những chất màu khác là ít hòa tan trong nước nóng hơn so với khi hòa tan cùng với các nhóm chất màu khác trong dung môi hữu cơ. Chlorophylls chính là hỗn hợp của hai chất gần giống nhau về thành phần cấu trúc và cấu trúc là Chlorophylls a- C55H72O5N4Mg (màu xanh lam) và Chlorophylls b- C55H70O5N4Mg (màu xanh vàng). Khi đun nóng, Mg sẽ tách khỏi phân tử Chlorophylls và hydro sẽ được thay thế vào. Do đó, ta sẽ thu được chất khác gọi là feofitin – a và feofitin – b và dung dịch lúc này sẽ có màu vàng xám. Hàm lượng Chlorophylls trong lá chè ảnh hưởng xấu đến chất lượng của chè. Hàm lượng Chlorophylls được tăng lên cùng với các loại chè thô. Chè càng có phẩm chất thấp thì hàm lượng Chlorophylls càng cao, còn trong cuộng chè thì hàm lượng này hầu như ít nhất. Vì vậy, cuộng chè có phẩm chất tương đối tốt. Anthocyanidins: Delphenidin và cyanidin là thành phần anthocyanidin chính được tìm thấy trong lá chè. Trong trà xanh: làm xấu màu nước trà, làm tăng vị đắng. Vai trò của anthocyanidins trong chất lượng của trà đen là vẫn chưa được chỉ rõ. Carotenoids: Có 14 loại được tìm thấy trong lá chè. Những thành phần chính: Xanthophylls, β-carotene, violaxanthine và neoxanthine. Hàm lượng của cả 4 carotenoid trên đã giảm đáng kể trong suốt quá trình sản xuất trà đen. Ví dụ: neoxanthine phân hủy tạo β-darmascenone và cung cấp đáng kể cho hương thơm của trà. Chè CTC tổn thất carotenoid nhiều hơn chè OTD. Chất khoáng Chè chứa khoảng 5% khoáng. Thành phần chính: kali (50%). Một vài lá chè chứa fluorine với hàm lượng cao (0,015 – 0,03%). Enzyme Là nhân tố quan trọng trong quá trình sinh trưởng và chế biến chè, đặc biệt trong chế biến chè đen. Enzyme có vai trò quyết định chiều hướng biến đổi các phản ứng sinh hóa trong giai đoạn làm héo, vò, lên men. Trong búp chè có 2 loại enzyme chủ yếu là: - Nhóm enzyme thủy phân: amylase, protease, glucosidase, … - Nhóm enzyme oxi hóa – khử: peroxydase (PO), polyphenoloxydase (PPO)… Ta sẽ tìm hiểu rõ về một số loại enzyme có trong chè: Polyphenol oxydase: hiện diện trong tế bào biểu bì của lá 5 – Dehydroshikimate reductase: là enzyme chính trong quá trình sinh tổng hợp các hợp chất phenol thông qua con đường phenylalanine. Phenylalanine ammonia-lyase: xúc tác cho quá trình phân tách của phenylalanine thành trans-cinnamate và NH3, đóng vai trò quan trọng cho quá trình sinh tổng hợp phenols. Hoạt tính của chúng trong lá chè tương thích với hàm lượng của catechins và epicatechins. Proteinases: tạo quá trình thủy phân protein trong quá trình làm héo, làm tăng hàm lượng peptides và acid amine tự do Chlorophyllases tham gia vào quá trình phân hủy chlorophyll, transaminases trong quá trình tạo các thành phần tạo mùi. Pectin methylesterase: quá trình demethylation của pectin, tạo thành gel acid pectic, ảnh hưởng lên độ thâm của màng membrane tế bào, làm giảm sự khuếch tán oxy vào lá trong quá trình lên men. Vitamin Nhóm vitamin không hòa tan trong nước có trong lá chè là A, D, E, F, K… Trong đó thì vitamin K (liều lượng 300 – 500 đơn vị sinh lý trong 1g chè) chiếm tỉ lệ lớn, loại vitamin này có khả năng làm máu đông tụ. Nhóm vitamin hòa tan trong nước là B, PP, C,…Trong nhóm vitamin B, cụ thể là vitamin B1 (tiamin) và vitamin PP (acid nicotinic), vitamin B2 (riboflavin) và acid pantotenic. Ngoài ra, trong lá chè, lượng vitamin C (acid ascorbic) cũng có rất nhiều nhưng hàm lượng ở các phần khác nhau của búp chè cũng không giống nhau. Trong thời gian chế biến chè đen, hàm lượng acid ascorbic giảm đi đáng kể do quá trình oxy hóa trong quá trình vò chè và lên men chè và bị phân hủy trong quá trình sấy khô chè. Còn trong quá trình chế biến chè xanh vitamin C ít bị phá hủy hơn. Bảng 2.4 Hàm lượng vitamin C trong lá chè tươi Lá Tôm Lá 1 Lá 2 Lá 3 Lá già mg/kg chất khô 7,03 9,99 10,44 7,88 3,83 Hàm lượng tro Thành phần tro của lá trà tươi dao động từ 4 – 7%. Hợp chất thơm Các chất thơm là một hỗn hợp các chất bay hơi tập trung trong các cơ quan của cây chè. Chất thơm này được hình thành trong quá trình sinh trưởng phát dục cây chè và cả trong quá trình chế biến chè. Hương thơm là một chỉ tiêu quan trọng nhất trong đánh giá chất lượng chè, và hương thơm của trà được hình thành bởi các yếu tố sau: Lượng tinh dầu có sẵn trong nguyên liệu ban đầu. Các cấu tử mới của tinh dầu được hình thành trong quá trình chế biến trà (chủ yếu do các quá trình oxy hóa, và dưới tác dụng của nhiệt độ cao), bao gồm: + Các sản phẩm caramel hóa khi đường khử chịu tác dụng của nhiệt độ cao. + Các sản phẩm của sự tương tác giữa các acid amin và đường khử dưới tác dụng của nhiệt độ và độ ẩm. + Các sản phẩm của sự chuyển hóa acid amin khi kết hợp với catechin dưới tác dụng của polyphenoloxydase. Các chất có tính hấp phụ và giữ mùi. Ảnh hưởng của nhiệt độ cao khi pha chè Ngoài ra, còn do các biện pháp ướp hương và phun hương nhân tạo cho chè. Theo tài liệu của nhiều tác giả, trong chè tươi và chè thành phẩm có chứa các cấu tử thơm sau: Nhóm các acid hữu cơ gồm các acid: acetic, propionic, salicilic, n-butyric, isobutyric, isovalerianic, capronic, caprilic, hexenic panmitinic, phenylacetic, benzoic,… Nhóm rượu gồm có: isoamylic, isobutylic, n-butylic, hexanol, n-octanol, pentanol, benzilic, benzyletylic, isopentanol, metyletyletanol, phenyletanol, metylbutanol, acetylpirol,… Nhóm aldehyd gồm có: n- và iso-butaral, n-valerianal, metylacetal, hexenal, benzal, vanilin, paraoxybenzealaldehyd,… Nhóm các hợp chất khác gồm: phenol, cresol, geraniol, linalol, citral, citronelol, tecpineol, acetonphenol, metylacetat, acrolein, metylsalicilat,… Trong đó, nhóm aldehyde là một trong những thành phần cấu tử quan trọng của tinh dầu trà. Đối với chất lượng trà, các aldehyde bay hơi giữ vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hương thơm của nó vì bản thân một số aldehyde sẵn có mùi thơm, hơn nữa, chúng còn tham gia vào sự tạo thành các phức chất có mùi thơm độc đáo của trà, tham gia vào sự hình thành màu sắc và vị nước trà. Ngoài các aldehyde có sẵn trong nguyên liệu, trà còn có nhiều aldehyde mới được tạo thành trong quá trình chế biến trà. Giới thiệu về cây chè tại Việt Nam Sự phát triển của cây chè ở Việt Nam Ở Việt Nam, tục uống trà có từ rất lâu đời. Người Việt Nam biết đến trà sớm hơn nhiều so với các nước. Theo một tài liệu khảo cứu của Ủy ban khoa học xã hội thì người ta đã tìm thấy những dấu tích của lá và cây chè hóa thạch ở vùng đất tổ Hùng Vương (Phú Thọ). Xa hơn nữa, họ còn nghi ngờ cây chè đã có từ thời kỳ đồ đá sơn vi (văn hóa Hòa Bình). Cho đến nay, ở vùng Suối Giàng (Văn Chấn - Nghĩa Lộ - Yên Bái), trên độ cao 1.000 m so với mặt biển, có một rừng chè hoang khoảng 40000 cây chè dại, trong đó có một cây chè cổ thụ lớn nhất, ba người ôm không xuể. Ở phía nam, cây chè xuất hiện đầu tiên ở Lâm Đồng vào năm 1927 tại Cầu Đất (Đà Lạt). Sau đó theo quá trình hình thành và phát triển, nó có mặt tại Di Linh và Bảo Lộc sau năm 1930 bắt đầu từ những đồn điền của người Pháp như: Felit B’lao, B’lao Sierré… Lâm Đồng là một tỉnh nằm ở Nam Tây Nguyên, với phần lớn diện tích là đất đỏ bazan phân bố chủ yếu ở độ cao từ hơn 800 – 1600 m so với mực nước biển, nhiệt độ 18 – 220C, lượng mưa trung bình hằng năm 1800 – 2600 mm, là điều kiện thích hợp để phát triển cây trà, đặc biệt là trà Oolong. Khí hậu và thổ nhưỡng là hai yếu tố quan trọng nhất cho cây trà phát huy tối ưu về chất lượng. Ngày nay cây chè đã rất phổ biến và trở thành một thức uống không thể thiếu của rất nhiều gia đình người Việt. Hình 2.10 Đồi chè Các vùng trồng chè ở Việt Nam Việt Nam nằm trong vùng gió mùa Đông Nam Á, cái nôi của cây chè. - Khí hậu đất đai rất thích hợp với sinh trưởng cây chè. Lượng nước mưa dồi dào 1700-2000 mm/năm. Nhiệt độ 21 – 22,6 0C, ẩm độ không khí 80 – 85%. Đất đai trồng chè gồm 2 loại phiến thạch sét và bazan màu mỡ. - Chè trồng ở vĩ tuyến B 11,5 – 22,50C; chia thành 3 vùng: vùng thấp dưới 300 m, vùng giữa 300 – 600 m, vùng cao từ 600 đến trên 1000 m, nên chất lượng chè rất tốt. - Giống chè bản địa gồm 2 giống Trung Du và Shan, làm được chè xanh và chè đen; đặc biệt giống chè Shan miền núi có búp nhiều lông tuyết trắng, được thị trường quốc tế rất ưa chuộng. Ngoài ra còn những giống chè tốt làm chè đen, chè xanh, chè ô long, nhập nội của Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Ấn Độ và Srilanka, Inđônêxia. Do điều kiện đất đai và khí hậu thích hợp cho nên cây chè được trồng trọt rải rác ở hầu hết các tỉnh trung du và miền núi nước ta, nhưng tập trung ở một số vùng chính như sau: Vùng chè miền núi: gồm các tỉnh Hà Tuyên, Hoàng Liên Sơn, Sơn La, giống chè được trồng chủ yếu ở vùng này là chè Shan (còn gọi là chè tuyết) có năng suất cao, phẩm chất tốt. Sản lượng chè của vùng này chiếm 25 - 30% tổng sản lượng chè của miền Bắc. Trong tương lai sẽ nâng tỷ trọng sản lượng lên 50 - 60%. Sản phẩm chủ yếu của vùng chè miền núi là chè lục, chè mạn. Hiện nay sản xuất chè xanh đã chiếm ưu thế. Vùng chè trung du: gồm các tỉnh Vĩnh Phú, Hà Bắc, Hà Sơn Bình, Bắc Thái và một phần của Hoàng Liên Sơn (Yên Bái cũ). Là vùng sản xuất chè chủ yếu, chiếm 70% sản lượng chè của miền Bắc. Giống chè chính được trồng trọt là giống Trung du (Trung Quốc lá to) có năng suất cao và phẩm chất tốt. Sản phẩm chủ yếu là chè đen và chè xanh để tiêu dùng và xuất khẩu. Vùng chè tươi: gồm các tỉnh đồng bằng Bắc bộ và khu 4 cũ, vùng này nhân dân có tập quán sử dụng lá bánh tẻ để uống tươi (không qua quá trình chế biến). Năm 1972 diện tích vùng chè tươi là 8098 ha, chè được trồng chủ yếu ở các tỉnh Nghệ Tĩnh (4550 ha), Thanh Hóa (1427 ha). Những năm gần đây một số vườn chè tươi đã được chăm sóc, đốn hái để chuyển sang chè hái búp. Hiện nay vùng chè này đang giữ vị trí quan trọng trong việc giải quyết nhu cầu thức uống của nhân dân. Ở miền Nam chè được trồng chủ yếu ở hai tỉnh Lâm Đồng và Gia Lai - Công Tum. Vùng nam Tây Nguyên (Lâm Đồng) là vùng cao nguyên nhiệt đới, độ cao 800 - 1500 m, thích hợp với giống chè Shan. Vùng bắc Tây Nguyên thấp hơn (500 - 700m), khí hậu thích hợp với các giống chè Atxam và Trung du. Diện tích trồng chè của các tỉnh phía nam hiện có khoảng 8200 ha (diện tích trồng chè đạt được cao nhất năm 1965 là 9685 ha với tổng sản lượng là 5905 tấn chè khô). Kết quả bước đầu của việc điều tra quy hoạch cho thấy khả năng phát triển một số vùng chè tập trung như sau: + Hà Tuyên: 10000 – 12000 ha đất trồng chè, chủ yếu ở các huyện Vị Xuyên, Bắc Quang, Yên Sơn, Sơn Dương. + Bắc Thái: 5000 – 7000 ha, tập trung ở các huyện Đại Từ, Phú Lương, Định Hóa, Đồng Hỷ. + Vĩnh Phú: khoảng 10000 ha, chủ yếu ở các huyện Sông Lô, Sông Thao, Thanh Sơn. + Hoàng Liên Sơn: 12000 - 15000 ha, tập trung ở các huyện Văn Chấn, Trấn Yên. + Nghệ Tĩnh: 8000 ha, chủ yếu ở các huyện Thanh Chương, Anh Sơn, Nghĩa Đàn, Hương Sơn, Hương Khê. + Thanh Hóa: 2800 – 3000 ha, tập trung nhiều ở Như Xuân. + Bình Trị Thiên: khoảng 2200 – 2500 ha + Lâm Đồng: khả năng phát triển trên 20000ha, chủ yếu ở Bảo Lộc, Di Linh. + Gia Lai – Công Tum cũng có trên 10000 ha. Một số giống chè ở Việt Nam Camellia sinensis var. macrophylla Tên khoa học: Camellia sinensis var. macrophylla Trồng ở các tỉnh trung du Tên gọi tùy theo màu sắc của lá: Trung du lá xanh, trung du lá vàng,… Tỷ lệ trồng các giống trà trung du ở miền Bắc đạt tới 70% Năng suất búp trong sản xuất đại trà khi trà 5-19 tuổi thường đạt 4-5 tấn/ha Đặc tính: chịu được đất xấu, nhưng nhiều sâu hại: rầy xanh, bọ cánh tơ…, ở vùng cao thường bị bệnh phồng lá. Chè Trung du thường để chế biến chè xanh, chè đen đều cho phẩm chất tốt. Số lần thu hoạch trong năm: vùng trà sinh trưởng tốt thu hoạch 25 – 30 lần/năm Camellisa sinensis var. Shan Tên khoa học: Camellisa sinensis var. Shan Trồng ở miền núi các tỉnh miền bắc và ở miền nam Tây Nguyên (Lâm Đồng) Tên gọi theo địa phương: Shan Mộc Châu, Shan Tham Vè, Shan Trấn Ninh Năng suất búp thường đạt 6 – 7 tấn/ha. Búp chè có nhiều tuyết, dùng chế biến trà xanh. Số lần thu hoạch trong năm: vùng trà sinh trưởng tốt thu hoạch 25 – 30 lần/năm Tình hình tiêu thụ, xuất khẩu chè ở Việt Nam Theo Hiệp hội Chè Việt Nam, trong ba tháng đầu năm 2011. Việt Nam đã xuất khẩu được 26000 tấn chè trị giá 36 triệu USD. Giá trị đạt gần mức cùng kỳ năm ngoái trước sự gia tăng 3,7% về giá cả xuất khẩu, ở mức giá trung bình 1437 USD/tấn. Năm 2011 với nhu cầu tiêu thụ cao từ phía khách hàng, cộng với lợi thế về giá, Hiệp hội Chè dự báo kim ngạch xuất khẩu năm 2011 sẽ tiếp tục tăng khoảng 20% so với mức 197 triệu USD của năm 2010, lên trên 200 triệu USD. Về khối lượng xuất khẩu, có thể ổn định quanh mức 135 nghìn tấn của năm 2010. Hiện nước ta là nước có sản lượng chè đứng thứ 5 thế giới và xuất khẩu ra khoảng 110 nước. Ba thị trường lớn là Pakixtan, Đài Loan và Nga. Hiện nay, chè đen vẫn là mặt hàng chè xuất khẩu chủ yếu của nước ta (chiếm hơn 60% tổng giá trị xuất khẩu), đối với loại sản phẩm này thì Đài Loan là thị trường lớn nhất, chiếm 17%, tiếp đến là Nga, Irắc, Pakistan, Đức và Singapore.. Xuất khẩu chè đen trong tháng 1/2011 đạt 10,26 triệu USD, giảm 25% so với tháng trước và giảm 47,02% so với cùng kỳ tháng 1/2010, Việt Nam là quốc gia sản xuất và xuất khẩu chè lớn thứ 5 thế giới chỉ sau Ấn Độ, Trung Quốc, Kenya, Sri Lanka và ngang hàng với Indonesia. Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, xuất khẩu chè tháng 3/2010 đạt 7000 tấn, kim ngạch 9 triệu USD, đưa lượng chè xuất khẩu cả quý 1 lên 24000 tấn, kim ngạch 33 triệu USD. Trong quý 1, một số thị trường xuất khẩu chè của Việt Nam là Nga, Pakistan, Ấn Độ, Đài Loan, tiểu vương quốc Ả rập,... CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHÈ Phân loại theo hàm lượng bánh tẻ: TCVN – 1053 – 86 Bảng 3.1 Đánh giá chất lượng chè nguyên liệu Loại chè Loại búp % Bánh tẻ A 1 tôm và 2 – 3 lá non B 1 tôm và 2 – 3 lá non C 1 tôm và 2 – 3 lá non D 1 tôm và 2 – 3 lá non Phân loại sản phẩm trà Phân loại theo mức độ lên men Không lên men: trà xanh Lên men một phần: trà vàng và trà đỏ Lên men hoàn toàn: trà đen Hình 3.1 Màu sắc nước trà Phân loại theo hình thái bên ngoài Trà rời Trà bánh Trà bột hoặc cao trà Phân loại trà theo hương ướp Trà xô: không hương ướp Trà hương: hùng hoa tươi hoặc hương liệu khô để ướp hương Các loại trà được uống trong dân gian Việt Nam Trà tươi Nguyên liệu gồm lá chè non và già, to nhỏ, xanh tươi, không qua chế biến, hái về rửa sạch vò nhàu lá bằng tay rồi cho vào nồi hoặc ấm đun đến sôi, chắt ra bát, chén uống ngay hoặc cho vào ấm tích ủ nóng để uống dần trong ngày, màu nước xanh tươi màu lục diệp. Trà Nụ Trà Nụ (nụ hoa chè): nụ còn non (nụ hạt tiêu), hái về phơi trong bóng râm, cho đến khô màu xanh, nếu phơi nắng thì chóng khô, nhưng nụ màu đỏ, chất lượng kém. Cafein thấp: 2%, ít kích thích, được phụ nữ và người già ưa dùng. Trà Bạng Gồm lá chè già là chủ yếu, giã nát, hay đem băm nhỏ thành mẩu dài như nhau, 2mm-1cm, màu xanh đen và hơi đỏ. Lá chè không chế biến, chỉ sấy đơn giản bằng phơi hong, không có lông tuyết. Trà Mạn Hà Giang Trà Mạn Hà Giang (chè bánh, chè chi ): nguyên liệu non, một tôm 2,3 lá non, giống chè Tuyết (Shan), cuống dài, chế biến đơn giản, thủ công. Búp chè hái về, sao nhanh trong chảo gang, rồi vò bằng tay xong, rải ra phơi nắng đến khô. Trà Ô long Lá chè lên men một phần, nước chè màu vàng kim óng ánh, vị đậm, hương thơm đặc biệt. Trà đen Chiếm phần trăm lớn nhất trên thị trường buôn bán chè thế giới, khoảng 70%. Trà xanh Chè xanh (xưa gọi là chè lục): nước xanh vàng, tươi sáng, vị chát mạnh, có hậu vị, hương thơm nồng mùi cốm. Trà hương Dùng các hương liệu khô, như hoa ngâu khô, hoa cúc khô, hạt mùi, tiểu hồi, đại hồi, cam thảo, quế… pha trộn với các tỷ lệ khác nhau. Trà hoa tươi Hoa tươi gồm có: sen, nhài, ngọc lan,sói, ngâu, bưởi quế, ngọc lan… Đã xuất hiện các mặt hàng chè mới, như chè túi (tea bag), chè đen CTC, chè đặc sản, chè hoa (nhài, sói, ngâu, sen…). Trà đen mảnh Búp chè tươi sau khi héo được đưa vào thiết bị vò và nghiền sau đó đưa ra máy cắt → lên men → sấy, gọi là chè đen CTC, sản xuất nhiều ở Xrilanca, Ấn Độ, Châu Phi. Trà hoà tan Chè hoà tan có dạng bột tơi xốp, rất mịn, gồm những hạt nhỏ, màu vàng nhạt (chè xanh), nâu nhạt (chè đen). Hàm lượng tanin, catesin, axit amin, cafeine rất cao, gấp chè nguyên liệu. màu nước, vị chè đạt yêu cầu, nhưng hương nhạt, vì bay hết trong quá trình chiết xuất, cô đặc và sấy. Trà túi Tỷ lệ chè mảnh, vụn có nhiều trong công nghệ chè CTC và OTD, để tiết kiệm và thu hồi chè tốt, đã có công nghệ làm túi giấy đặc biệt để đựng các loại chè đó. Túi chè có sợi dây buộc nhãn hiệu của hãng sản xuất, khi pha chỉ cần nhúng túi vào cốc, túi bã chè vớt lên dễ dàng. Trà dược thảo Gồm chè đen trộn với một dược liệu như cỏ ngọt, vừa có vị chè lại có giá trị chữa bệnh. Thu hoạch và bảo quản chè Phẩm chất của chè phụ thuộc vào thành phần hóa học trong búp chè như: chất hòa tan, catechine, caffeine, đường…Những vật chất có lợi cho phẩm chất chè thường tập trung chủ yếu vào bộ phận non của búp chè. Vì vậy, hái búp càng non, phẩm chất càng tốt. Độ non già của búp chè còn phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng, vì vậy cần hái đúng thời gian đã quy định. Mặc khác, do đặc điểm của quá trình chế biến và phẩm chất của từng loại chè, tiêu chuẩn hái cũng khác nhau. Ví dụ: đối với nguyên liệu để chế biến chè đen cần hái non hơn so với nguyên liệu dùng để chế biến chè xanh. Quy cách hái chè: Hái búp (tôm) và 2,3 lá non, khi trên tán cây có 30% số búp đủ tiêu chuẩn thì hái, không bỏ sót, không để quá lứa, tận thu búp mù xòe, 7 – 10 ngày hái một lứa. Vụ xuân (tháng 3 – 4): hái chừa 2 lá và lá cá, tạo tán bằng. Vụ hè thu (tháng 5 – 10): hái chừa 1 lá và lá cá tạo tán bằng. Những búp vượt cao hơn mặt tán thì hái sát lá cá. Vụ cuối (tháng 11 – 12): tháng 11 hái chừa lá cá, tháng 12 hái cả lá cá. Chè đốn đau: đợt đầu hái 1 tôm 2,3 lá, chừa 3,4 lá và lá cá. Các đợt sau hái chừa lá cá. Chè đốn trẻ lại, hái như đối với chè kiến thiết cơ bản. Bảo quản nguyên liệu: Khi đưa nguyên liệu từ cơ sở sản xuất về nhà máy chế biến, thì lá bị chuyển màu nâu từng phần hoặc toàn phần dẫn đến búp chè bị thối nhũn hoàn toàn. Vì thế ta không nên thu hoạch búp trong điều kiện nóng ẩm nhiều. Trong quá trình thu hái không được làm lá chè bị giập nát, vận chuyển nhanh chóng về nơi sản xuất. Công nghệ chế biến một số loại trà Trà xanh Mỗi loại trà xanh có yêu cầu mức độ hái búp khác nhau. Loại trà xanh thông thường thì hái 1 tôm 2,3 lá, còn những loại trà ngon và nổi tiếng chất lượng cao thì hái 1 tôm 1 lá hoặc thậm chí chỉ hái búp non. Chất lượng của lá chè tươi đóng một vai trò quan trọng trong đặc tính của trà xanh. Khi thu hái chè, có thể thu hoạch bằng tay hoặc bằng cơ giới, sau đó được chuyển tới nhà máy chế biến chè. Người ta phải tiến hành diệt men ngay lập tức, để ngăn chặn quá trình lên men xảy ra (oxy hóa catechin trong lá chè) và giữ lại màu xanh đặc trưng cho trà thành phẩm. Ta có thể vô hoạt enzyme bằng hơi nước, chảo sao, gia nhiệt.[4] Chè tươi Phân lọai Diệt men Vò Sao khô Phân loại Chè xanh Diệt men Diệt men để vô hoạt enzmyme có trong nguyên liệu đặc biệt là nhóm enzyme polyphenol oxydase, khi đó các quá trình như hô hấp, thủy phân hay oxy hóa đều bị đình chỉ. Các polyphenol trong nguyên liệu sẽ không bị oxy hóa và giữ lại trong sản phẩm với hàm lượng cao nhất. Lá chè trở nên dai hơn và độ bền cơ học cao hơn. Một phần ẩm bay hơi, một số hợp chất dễ bay hơi cũng bị bay đi, vì thế khử mùi hăng của lá cây tươi, độ ẩm sau khi diệt men 59 – 63%. Có thể diệt men bằng hơi nước hay bằng không khí nóng ẩm. Theo phương pháp Trung Quốc thì sử dụng chảo sao, còn phương pháp Nhật Bản thì hấp bằng không khí nóng hay hấp bằng hơi nước. Vò Vò là để phá vỡ cấu trúc của tế bào, chiết dịch ép ra bề mặt lá. Bắt đầu quá trình lên men và tạo hình cho cánh trà do làm giập một phần tế bào lá chè, để các chất dễ tan vào nước sôi khi pha trà, nhưng trà xanh phải pha được nhiều lần, nên độ dập tế bào không được quá cao. Vò chè xanh còn có một thuận lợi nữa là chè đưa vào vò do đã được diệt men dưới tác dụng của nhiệt độ cao nên các chất có tính keo dính có trong chè được hoạt hóa, giúp cho lá chè dễ xoăn chắc và ít bị gãy, nên thời gian và số lần vò ít hơn so với vò chè đen. Cánh trà xanh phải xoăn chắc, ít gãy và không bị vón cục, tỉ lệ độ dập tế bào 45 – 55%. Phương pháp thực hiện: + Kiểu Trung Quốc: Vò kết hợp với sàng để đánh tơi và phân loại. Khi sàng phân loại, phần trên được đem vò lại, phần dưới sàng đem làm khô. + Kiểu Nhật Bản: Vò – sấy lần 1: 40 – 50 phút. Không khí nóng 95 – 1000C được đưa vào thiết bị sấy, trong thiết bị sấy diễn ra quá trình vò chè. Chè được làm xoăn và làm khô tới độ ẩm 60%. Sau khi vò sấy lần 1. chè được trải ra (15 – 20cm), làm nguội và chở ổn định (20 – 30 phút). Có sự tạo hương trong quá trình này. Vò chè (24 phút). Vò – sấy lần 2 (40 phút). Chè được cuộn trong những bàn nén và ống xoay tròn bố trí trong buồng sấy. Độ ẩm 30%, bắt đầu cuộn tròn lại. Vò – sấy lần cuối (40 phút). Tiếp tục vò và sấy ở 100 – 1050C. Độ ẩm 13%, có hình kim, tạo hương. Sao khô Sấy trước sao sau: Đây là phương án tốt nhất cho sản xuất quy mô vừa và lớn, bảo đảm cả năng suất và chất lượng trà xanh thành phẩm. Phương án này chia giai đoạn sao khô (chế biến nhiệt) trà xanh làm hai bước: Bước 1: làm mất đi một lượng nước đáng kể trong chè, đảm bảo màu sắc của nước chè nên sử dụng nhiệt độ cao nhưng không làm cháy chè và giảm độ ẩm của chè đến giới hạn nhất định. Bước 2: kéo dài thời gian chế biến nhiệt kết hợp với làm khô chè, chuyển hóa vị chè và tạo hương thơm đặc trưng cho chè xanh sản phẩm. Có thể tóm tắt biện pháp và chế độ công nghệ tối ưu cho giai đoạn sao khô chè xanh như sau: Bước 1 Bước 2 Nhiệt độ sấy: 90 – 95oC Thời gian sấy: 15 phút Độ ẩm của chè: 18 – 20% Nhiệt độ sao: 60 – 70oC Thời gian sao 60 phút (có thể kéo dài 2 – 3 giờ ở nhiệt độ: 50 – 60oC Độ ẩm của chè: 4 – 5% Độ ẩm của chè sơ chế: 8 – 10% Nhiệt độ khối chè còn nóng: 60 – 700C Thời gian ủ nóng: 4 – 5 giờ Ủ xong nhiệt độ khối chè vẫn nóng: 40 – 500C Sau khi nguội độ ẩm còn lại của trà nằm trong giới hạn tiêu chuẩn: 5 – 6%. + Phương pháp làm khô chè vò bằng cách sao: Chảo sao hoặc thùng quay Năng suất thấp, mùi dễ chịu, chất lượng cảm quan không cao + Phương pháp làm khô chè vò bằng cách sấy – sao: Sấy: 120 – 1400C, 6 – 12 phút, độ ẩm 30 – 35%. Sao lần 1: 110 – 1150C, 20 – 25 phút, độ ẩm 20%, sợi chè chặt, có hình xoăn chặt, thẳng và có màu xanh xám. Sao khô lần 2: 90 – 1000C, 20 – 30 phút. Thiết bị: chảo gang khép lại, lưu ý cơ cấu đảo trộn (20 – 30 rpm). Độ ẩm khoảng 5%. Trà đen Không giống như trà xanh phải vô hoạt enzyme, trà đen cần sự hoạt động của hệ enzyme để hình thành các sắc tố (theaflavin và thearubigin). Trong các quá trình sản xuất trà đen, thì quá trình lên men là quan trọng nhất, ảnh hưởng lớn tới chất lượng của sản phẩm.[4] Chè nguyên liệu Làm héo Vò chè Lên men Sấy Đóng gói Phân lọai Chè đen OTD Làm héo Nghiền cắt vò sơ bộ Nghiền cắt vò hoàn chỉnh Vo viên Lên men Sấy Phân loại Chè đen CTC Chè nguyên liệu Làm héo chè (withering) Điều chỉnh nồng độ chất khô của lá chè: tăng nồng độ cơ chất của phản ứng oxy hóa tiến dần đến nồng độ tối thích của hệ enzyme có trong lá chè. Làm cho chè tươi mất đi lực trương và tạo cho nó tính đàn hồi, tính mềm dẻo rất cần cho việc thực hiện quá trình vò sau này. Có thể đạt mục đích này với điều kiện: lượng ẩm có trong chè tươi gây ra lực trương tế bào được bay hơi. [2] Độ ẩm cuối của nguyên liệu: -Làm héo ít – Soft wither: 60 – 65% -Làm héo bình thường – Medium wither: 60 – 65% -Làm héo nhiều – Hard wither – còn lại 58 – 60% -Làm héo rất nhiều – Very hard wither – Sản phẩm có mùi hương rất đặc biệt. Lượng ẩm mất rất nhiều, đến mức lá chè trở nên quá khô cho phản ứng oxy hóa và giữ lại màu xanh cho trà. Trong từng tháng thì độ ẩm của chè tươi dao động khác nhau, vì thế cần lưu ý tới độ ẩm làm héo trong từng thời điểm trong năm hay từng mùa trong năm. Mức độ héo của mọi búp chè đồng đều nhau Cảm quan của nguyên liệu: Trong sản xuất, việc kết thúc sự làm héo được xác định theo hàm lượng nước trong lá chè héo (hàm lượng nước phải chiếm 60 – 62%). Đôi khi người ta dùng phương pháp cảm quan đơn giản: cuộng của búp chè héo không thể bẻ gãy được và nắm chặt các lá chè trong bàn tay thì nó kết lại thành nắm.[2] Biến đổi hóa học: Độ ẩm giảm: từ 76 – 80 % giảm còn 62 – 63 % đối với lá chè non, còn 64 – 67% đối với lá chè già. Chất tan tăng lên do sự thủy phân của các chất cao phân tử. Các chất màu, chất hương được hình thành (do catechin bị oxy hóa rồi kết hợp với polyphenol hoặc alanine, hoặc asparagine). Protein biến đổi sâu sắc để tạo thành các axít amin hòa tan. Tổn thất các chất dễ bay hơi. Tổng lượng tannin giảm không đáng kể (1 – 2% theo chất khô). Khi đạt tới cùng 1 chế độ làm héo như nhau, nếu dùng nhiệt độ cao để làm héo lá chè sẽ gây ra sự tổn thất lớn về hàm lượng tannin. Trong cùng một chế độ nhiệt độ, nếu độ ẩm của chè héo còn lại ít thì tổn thất tannin càng lớn. Một số chất giảm đi như: vitamin C, diệp lục, tinh bột. Cafein có tăng lên một ít do lượng axít amin tăng lên tạo điều kiện cho thành hình cafein. Một số thông số làm héo: Nhiệt độ phòng: 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. Tự nhiên: 20-240C, Nhân tạo lớp chè mỏng: 32-330C, Phương pháp làm héo chè: tự nhiên, nhân tạo, làm héo lạnh Làm héo tự nhiên: Tiến hành trong các phòng chuyên dùng bố trí ở các tầng trên của nhà máy. Khi áp dụng làm héo tự nhiên thì địa điểm của nhà máy có ảnh hưởng đến chất lượng làm héo. Nhà máy xây dựng ở đất trũng, vùng đồng lầy sẽ bị chắn gió nên không khí bị tù hãm, quá trình làm héo thường hay bị kéo dài lá chè bị hấp hơi nhanh hơn so với được làm héo. Nên ta phải xây dựng nhà máy ở nơi cao thoáng, tạo điều kiện làm héo nhanh hơn và khả năng thu được chè tốt. [2] Làm héo nhân tạo: Máng làm héo là một cái ống hình chữ nhật với một mặt hở để cho không khí vào và cho hơi nước bay ra từ lá chè chứa trong máng. Khí được thổi vào máng bằng một cái quạt đặt ở đầu vào, nhờ bộ phận khuếch tán giúp cho dòng khí ổn định lưu lượng. Khi qua máng, khí sẽ mang theo ẩm từ lá chè. Khí dùng ở đây là không khí lạnh vào ban ngày khi độ ẩm tương đối thấp và không khí nóng vào ban đêm khi độ ẩm tương đối của cao. [2] Quạt thổi không khí theo một chiều về phía trước và khí có thể đi từ trên xuống dưới hay từ dưới lên trên nhờ vào hệ thống cửa chớp đặt ở đầu vào và đầu ra của máng mà không cần quạt phải đổi chiều quay. Ở thiết bị này, việc dùng tay để xáo trộn chè là hầu như không có nên lá chè cũng ít bị tổn thương hơn. Lá chè nằm trong thiết bị này cũng được cách ly với môi trường ngoài tốt hơn nên không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi đột ngột của môi trường không khí xung quanh. Tuy nhiên, ở thiết bị này, việc nhập liệu và tháo sản phẩm thì khó hơn so với máng hở, và cũng khó quan sát tiến trình làm héo hơn. [2] Có 2 hướng đi của dòng khí: Hình 3.2 Sơ đồ hoạt động máng kín khi dòng khí đi từ dưới lên Hình 3.3 Sơ đồ hoạt động của dòng khí khi đi từ trên xuống Vò chè Mục đích chủ yếu của vò chè là làm giập và phá vỡ tế bào, dịch ép trào lên trên bề mặt lá, nên nó chịu tác dụng của không khí và enzyme. Lá chè héo được xoăn lại theo hình xoắn ốc, dịch ép tế bào trào ra khỏi tế bào và bao phủ dần bề mặt của lá. Bên cạnh đó quá trình vò cũng làm giảm mùi hăng của trà khi pha.[2] Khi pha chè dịch ép được chiết ra từ tế bào của các lá và được làm khô trên bề mặt của chúng sẽ dễ dàng hòa tan ra nước pha, trong khi đó dịch ép của tế bào được làm khô trong các tế bào không bị phá vỡ khó tan hơn, nên các loại trà có mức độ vò khác nhau sẽ có độ hòa tan khác nhau.[2] Các biến đổi vật lý trong quá trình vò chè [2] Trong quá trình vò các búp chè bị biến dạng rất lớn. Lá và cuộng có độ non và độ bền khác nhau. Trong thời gian vò chúng dần dần bị đứt ra từng phần riêng biệt, nhờ đó trong lúc phân loại chè vò tách riêng ra được từng phần, hoặc từng nhóm riêng biệt có độ non khác nhau. Để tách hoàn toàn lá chè thành từng phần, hiện nay ở các nhà máy chè người ta dùng hai, ba và bốn lần vò, hơn nữa sau mỗi lần vò lá chè được đưa đi phân loại. Chè thu được khi vò nhẹ cho nước pha kém, trong khi đó chè thu được từ những lá chè được vò mạnh nước pha đậm hơn. Đối với những lá chè được làm héo đến nồng độ của dịch ép khác nhau đỏi hỏi phải có các biện pháp vò khác nhau. Những lá chè được làm héo nhẹ phải vò nhẹ vì nếu vò mạnh chúng sẽ bị vụn nát; những lá chè được làm héo mạnh, phải được vò mạnh để chiết dịch ép từ các tế bào và tạo cho nó khả năng bị oxi hóa. Lá chè được làm héo nhẹ, trong quá trình vò có thể thấm hút dịch ép bị chiết ra từ những phần đã dập, đồng thời khôi phục lại lực trương và làm xổ lá chè ra. Để tránh làm xổ lá chè và để tạo cho chè có hình dáng bên ngoài gọn đẹp cần phải làm héo lá chè đến độ ẩm còn lại thích hợp nhất. Nhiệt độ tăng lên trong quá trình vò từ 4 – 60C Nhiệt độ chè Vò lần 1 Vò lần 2 Vò lần 3 T T T T T T 26,2 30,2 4,0 29,8 3,6 29 2,8 25,4 31,0 5,6 30,0 4,6 28,4 3,0 25,2 30,2 5,0 28,2 3,0 27,3 2,1 Các biến đổi hóa học trong quá trình vò chè: -Sự xâm nhập của khí Oxy Trong khi vò chè, các quá trình sinh hóa xảy ra mạnh và liên quan mật thiết với lượng oxy xâm nhập vào khối lá. So sánh sự xâm nhập của oxy vào khối lá trong tất cả các quá trình chế biến, ta có: + Giai đoạn làm héo chè: chiếm 14% + Giai đoạn vò chè: chiếm 72,5 % + Giai đoạn lên men chiếm: 13,5% -Sự tăng nhiệt độ Trong quá trình vò, do lực ma sát và nhiệt sinh ra của phản ứng oxy hóa, nhiệt độ khối chè tăng lên 4¸6 oC. Sự tăng nhiệt độ không đều làm cho quá trình oxy hóa xảy ra mạnh và cục bộ, ảnh hưởng xấu đến phẩm chất của chè. Để làm giảm nhiệt độ khối lá và điều chỉnh quá trình oxy hóa xảy ra đều đặn đúng mức, người ta không vò chè liên tục quá lâu mà vò nhiều lần, sau mỗi lần vò đều có sàng để phân loại và làm nguội. -Sự oxy hóa tannin làm cho hàm lượng của tannin hòa tan giảm, hàm lượng của catechin giảm, hàm lượng các tannin đặc biệt tăng lên. Hàm lượng benzadehit, rượu benzilic, n-pentanol, và cis-3-hexanol tăng mạnh, n-heptanol giảm. Lượng chlorophyll giảm: còn 30% ban đầu sau 120 phút. Lượng vitamin C giảm Phương pháp thực hiện và thiết bị: 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. Vò chè đen, lần thứ nhất tiến hành trong các máy vò mở, những lần vò sau muốn tăng thêm độ dập tế bào của lá chè nên tiến hành trong các máy vò có bàn (nắp) ép. Tiêu chuẩn để quyết định kết thúc giai đoạn vò hoặc đánh giá chất lượng vò chè, ngoài độ xoăn chặt, là tỷ lệ độ dập tế bào của lá, qui định ³ 80%. Quá trình vò chè tạo áp lực xoắn những lá chè với nhau cũng như chà xát những lá chè với bề mặt của thiết bị vò. Độ lớn của áp lực phụ thuộc vào lượng lá chè đưa vào thiết bị và vị trí của nắp. Lá chè sau khi vò được lấy ra khỏi thiết bị và đi qua 1 cái rây. Rây được đục thủng với những kích thước khác nhau. Những mảnh chè đi qua lỗ rây (gọi là fine leaf) thì được đưa đi lên men, còn phần không lọt qua rây (coarse leaf) thì đưa đi vò lại. Thiết bị: Bàn vò (rolling table) 1 bàn hình tròn lõm ở giữa đóng bởi 1 cửa phía dưới Một cái trùm hình trụ để giữ lá và có một phễu nhập liệu ở 1 đầu Một cái đĩa hay nắp tạo áp lực 3 cái quay tay đặt cách nhau 120o, một tay quay dùng để điều khiển bàn hoặc cái trùm hoặc cả 2 di chuyển theo quỹ đạo lệch tâm. Hình 3.4 Bàn vò (rolling table) Hình 3.5 Lá chè được ép xuống trong khi bàn vò quay Hình 3.6 Lá chè được xoắn lại từ từ đồng thời quá trình lên men xảy ra Lên men Tạo ra các biến đổi sinh hóa nhờ vào hệ enzyme oxy hóa (polyphenoloxidase và peroxidase) để tạo ra sản phẩm chè đen có màu sắc và hương vị đặc trưng. Quá trình lên men chia làm hai giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất gắn chặt với quá trình vò, do trước khi kết thúc quá trình vò đã đồng thời có các biến đổi hóa sinh thuộc về quá trình lên men. Sau khi vò, các biến đổi hóa sinh tiếp tục và chúng thuộc về giai đoạn thứ hai của sự lên men, trong giai đoạn này không gây ra tác dụng lý học đối với lá chè. Việc phân chia quá trình lên men như trên mang tính chất tương đối vì theo quan điểm hóa sinh vò và lên men được coi như một quá trình thống nhất.[2] Do sự lên men xảy ra một cách tự phát, cho nên phải luôn luôn chú ý sao cho quá trình này xảy ra trong những điều kiện thuận lợi. Khi lên men cần phải: + Duy trì trong phòng độ ẩm tương đối cao và nhiệt độ thích hợp nhất, rải chè thành lớp thích hợp nhất đối với sự lên men, cung cấp một lượng cần thiết không khí cho phòng lên men, bảo đảm phòng lên men tuyệt đối sạch sẽ, đình chỉ ngay tức khắc sự lên men sau khi chè đã được lên men, nghĩa là lúc chè đã có được các tính chất đặc trưng của chè đen. + Các biến đổi bề ngoài trong khi lên men, thể hiện ở sự tạo ra được dần dần cho lá chè màu nâu đỏ và ở sự phát huy hương thơm đạt tới cực đại vào cuối lúc lên men. Các biến đổi chính trong quá trình lên men: Vật lý: nhiệt độ Quá trình lên men lá chè được bắt đầu từ ngay giai đoạn vò chè khi các tế bào của lá bị phá vỡ cho đến  khi xếp chè vào khay và đặt trong phòng lên men các quá trình oxy hóa trong chè mới xảy ra mãnh liệt. Nhiệt độ của khối chè lên men tăng lên cho đến khi kết thúc quá trình lên men, sau đó bắt đầu giảm xuống. Nhiệt độ của khối chè lên men là một trong các chỉ tiêu khách quan để xác định điểm kết thúc của quá trình lên men. Hóa lý: sự đông tụ pectin do có thể tiếp xúc với kim loại nặng. Sự thay đổi hàm lượng rượu methylic,từ lúc phá vỡ các tế bào của lá chè và có sự tiếp xúc của dịch ép với không khí đã xảy ra sự bay hơi của rượu methylic nhờ tính dễ bay hơi của nó. Đồng thời methylic tham gia vào việc tạo thành ester giúp tạo hương của chè trong khi vò và lên men chè. Hóa sinh: -Sự biến đổi của tannin trong quá trình lên men chè Trong thời gian lên men chè lượng tannin giảm đi rất lớn, thường chiếm khoảng 50% hàm lượng ban đầu của nó trong nguyên liệu. Bên cạnh sự tổn thất về hàm lượng, trong quá trình lên men tannin còn biến đổi sâu sắc về thành phần các cấu tử. Hiện tượng này thấy rất rõ ở 2 giờ đầu tiên, sau đó cường độ tổn thất của chúng giảm dần. Trong quá trình lên men nhóm chất Catechin trong hỗn hợp tannin chè giảm xuống do. + 1 phần tannin chuyển hóa thành tannin đặc biệt, chính là các sản phẩm oxy hóa của chúng khi lên men. + 1 phần sau khi ngưng tụ thành hợp chất lớn hơn đã kết hợp với protein tạo thành những chất không tan. Nhờ sự oxy hóa nhóm chất Catechin và làm tăng hàm lượng nhóm chất tannin đặc biệt nên vị chát đắng của chè mất đi và thay vào đó là vị chát dịu dễ chịu của chè đen. -Sự biến đổi của các saccharide Trong thời gian lên men, lượng monosacaride, disacaride giảm xuống do tham gia vào quá trình tạo thành các phức chất để tạo các cấu tử hương và màu. Theo Khorobava: + Lượng monosaccharide  giảm từ 1,97% xuống 1,64%. + Lượng disaccharide giảm từ 1,25% xuống 0,5% (theo chất khô) -Sự biến đổi của protein Trong quá trình lên men, dưới tác dụng của enzyme Protease các protein bị thủy phân thành các acid amin, chúng cùng các acid amin tự do khác góp phần điều vị cho nước chè đồng thời tạo hậu vị tốt sau khi uống. Ở một số nơi trên thế giới, người ta thường uống chè đen với sữa, đường để vị của chè ít chát, ít đắng hơn vì TFs, TRs, và Catechin trong chè đen kết hợp với Casein của sữa tạo phức, làm cho vị chè dịu đi. Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ta có thể sản xuất ra các lọai chè đen đã tách Caffeine, nhằm đáp ứng cho những người không thích vị đắng của chè.  Hóa học: Chất hòa tan giảm (protein + polyphenol) Lượng monosaccharit và disaccharit giảm: tạo hương và màu Hợp chất nito không biến đổi nhiều Nếu tiến hành lên men chè trong điều kiện ấm và thời gian vừa đủ, sự tạo thành flavonoids sẽ làm tăng mức độ sáng của nước chè. Tuy nhiên, nếu lên men cũng với điều kiện ấm, nhưng thời gian lại quá dài, màu của nước chè sẽ đậm hơn do hàm lượng thearubigins tạo ra nhiều hơn và lượng theaflavins tạo thành sẽ ít hơn. Vì vậy, việc đánh giá lượng theaflavins tạo thành là được xem là cách để xác định thời gian lên men tối ưu. Các biến đổi về chất màu: Màu sắc của chè đen khi pha không phải là màu đen, mà có màu cam sáng, hơi đỏ hay đỏ nâu. Các chất màu đặc trưng cho chè đen được hình thành chủ yếu trong quá trình lên men. Chất màu của chè đen là tổng hợp của nhiều hợp chất tạo màu khác nhau gồm các loại chính sau: Theaflavins (TFs) Thành phần TFs trong chè đen chiếm khoảng 0,2 – 0,3 %. Các Theaflavin này được tạo thành bởi sự oxi hóa các hợp chất quinon. Dưới tác dụng của enzyme polyphenoloxidase chuyển hóa từ Epicatechin và Epigallocatechin thành các hợp chất trung gian là các hợp chất quinon, cụ thể nhóm Galloyl ester của catechin bị oxi hóa tạo thành benzotropolone. Cuối cùng các hợp chất quinon này kết hợp lại với nhau tạo nên các loại Theaflavin khác nhau. Chính chất này tạo màu cam cho nước chè khi pha. Trong các loại Theaflavin, Theaflavin monogallate tạo màu sắc sáng hơn Theaflavin, Theaflavin digallate cho màu sáng hơn nhiều so với Theaflavin monogallate. EGC          +          EC         –        Theaflavin EGCG       +          EC         –        Theaflavin-3 monogallate EGCG       +          ECG      –        Theaflavin–3’3’ digallate EGC          +          ECG      –      Theaflavin–3’-monogallate GC            +          EC         –        Isotheaflavin GC            +          C           –        Neotheaflavin Hình 3.7 Các phản ứng tạo các theaflavins trong lên men chè đen Thearubigins(TRs) Trong chè đen Thearubigin chiếm khoảng 10 – 20 %, là hỗn hợp các chất màu phenol, có khối lượng phân tử từ 700 đến 40000 Da. Chúng được tạo thành do phản ứng trùng ngưng. TRs được tạo thành do sự oxi hóa bất kỳ Catechin nào hoặc do sự kết hợp giữa chúng dưới sự xúc tác của enzyme Peroxidase. Trong quá trình lên men, một lượng lớn TRs tăng lên tương ứng với lượng TFs giảm đi. Điều đó chứng tỏ có sự chuyển hóa TFs thành TRs trong quá trình lên men. Thearubigin tạo màu đỏ nâu cho chè đen. Cùng một lọai chè đen có nguồn gốc từ các vùng khác nhau sẽ có màu sắc khác nhau. Chính mối quan hệ giữa Theaflavin và Thearubigin quyết định cho màu sắc của nước chè khi pha. Nếu hàm lượng TFs cao thì nước chè có màu sáng hơn, ngược lại nếu hàm lượng TRs quá cao sẽ làm cho nước chè có màu nâu tối. Trong quá trình tạo màu TRs, có thể xảy ra các phản ứng trùng ngưng không thích hợp các Catechin và các hợp chất phenol khác tạo nên các sản phẩm kém tan trong nước chè. Đây chính là nguyên nhân làm cho nước chè bị đục. Anthocyanidin Trong quá trình lên men, anthocyanidin bị oxi hóa tạo nên các chất tan trong nước tạo cho nước chè có màu đồng đỏ. Khi hàm lượng anthocyanidin trong chè nguyên liệu càng nhiều thì màu nước chè đen thành phẩm càng đẹp.  Bên cạnh TFs, TRs, Anthocyanidin tạo màu chính cho sản phẩm chè đen, các phản ứng tạo phức của các mono- và disaccharide, các acid amin cũng góp phần tạo nên màu sắc cho chè. Trong quá trình lên men, hàm lượng monosaccharide giảm từ 1,97% xuống 1,64 %, disaccharide giảm từ 1,25% xuống 0,5%.  Các biến đổi về mùi: Chè đen có mùi thơm nhẹ, dễ chịu, giống như mùi táo chín, mùi hoa hồng. Mùi của nước chè khi pha là tổng hợp của nhiều hợp chất tạo mùi khác nhau. Có thể chia các hợp chất tạo mùi thành 2 nhóm: Các chất tạo mùi có sẵn trong nguyên liệu Trong lá chè tươi có nhiều hợp chất tạo mùi khác nhau. Trong đó, một số hợp chất dễ bị bay hơi trong quá trình làm héo, đặc biệt trong quá trình sấy khô, như b, g– hexenol, n-hexanol, a, b– hexenal. Trong chè đen còn một số tinh dầu bền nhiệt như benzylic, benzyl methylic, benzaldehyde, geraniol, linool và các ester của chúng với acid caproic, cùng một số aldehyde khác. Các chất tạo mùi hình thành trong quá trình chế biến Người ta đã xác định được hơn 600 hợp chất có ảnh hưởng đến mùi của chè thành phẩm, trong đó các rượu monoterpene (như linalool, gernariol), các rượu thơm (rượu benzylic, 2– phenylethanol) là những thành phần chính tạo nên mùi thơm cho chè. Người ta cho rằng những chất mùi có chức rượu này có mặt trong lá chè dưới dạng các glycoside, trong quá trình lên men sẽ được giải phóng bởi enzyme nội bào glycosidase. Các glycoside tiền thân cho những chất tạo mùi trong chè này đã được phân lập, chủ yếu là các diglycoside, gồm các thành phần như sau: b– primeveroside (6–o–b–D– xylopyranosyl–b–D– glucopyranoside), b– acuminoside (6–o–b–D– apifuranosyl–b–D– glucopyranoside), và b–D– glucopyranoside.. Trong đó, b– primeveroside là glycoside được tìm thấy nhiều nhất. Bên cạnh đó, người ta cũng đã phân lập được 1 enzyme có khối lượng phân tử là 61 kDa, làm nhiệm vụ thủy phân các glycoside tiền thân này trong chè tươi để tạo các hợp chất mùi cho chè đen, và đặt tên là b– glycosidase. Bằng các thí nghiệm, và phân tích thành phần của các chất mùi trong chè, người ta đã kết luận b– glycosidase là một enzyme chủ lực trong quá trình tạo ra mùi thơm đặc trưng cho chè đen trong quá trình lên men. Điều này càng được củng cố hơn nữa vì b– glycosidase còn được tìm thấy không chỉ trên cây chè mà còn được tìm thấy trong các loại hoa và trái cây để tạo mùi đặc trưng cũng bằng cơ chế như vậy. Hương thơm của chè thành phẩm cũng được góp phần bởi sự tương tác giữa đường và acid amin, giữa acid amin và tanin. Hiện vẫn còn rất nhiều giả thiết về cơ chế tạo hương thơm trong quá trình lên men chè đen, song các hợp chất tạo hương thơm có thể thống nhất theo bảng sau Catechin có ảnh hưởng đến sự tạo thành mùi thơm cho chè. Các đồ thị dưới đây cho thấy khi hàm lượng catechin giảm sẽ làm cho tổng hàm lượng các chất thơm tăng, đặc biệt là các rượu monoterpene, đây là chất rất quan trọng đối với hương chè đen thành phẩm. Bên cạnh đó, Takeo và đồng nghiệp (1985) đã chứng minh rằng, nếu như loại bỏ được hoàn toàn catechin thì sự tạo thành các hợp chất thơm như geraniol và linalool sẽ tăng lên đáng kể. Hình 3.8 Sự thay đổi của tổng hàm lượng các chất mùi và hàm lượng catechin trong các giai đoạn sản xuất Các biến đổi về vị: Vị của chè được tạo nên do sự cân bằng giữa các vị cơ bản như: đắng, chát, ngọt, umami. Mặc dù vị đắng, chát gây cảm giác khó chịu nhưng đối với sản phẩm chè hai vị  này là tính chất quan trọng tạo nên chất lượng cho nước chè pha. Vị đắng, chát trong chè là do Catechin. ECG, EGCG tạo vị đắng và chát, trong khi EGC, EC, tạo nên vị đắng và hậu vị ngọt. Cường độ vị đắng, chát có thể xếp theo thứ tự sau ECG>EGCG>GCG>EC>EGC = GC>C. Từ đó cho thấy Gallated catechin có vị đắng và chát hơn các non-gallated Catechin. Bên cạnh các Catechin có sẵn trong nguyên liệu, các Theaflavin được tạo thành trong quá trình lên men cũng góp phần tạo vị cho chè. Trong đó, Theaflavin digallate có vị đắng và chát hơn hẳn so với Theaflavin monogallate. Caffeine trong chè chiếm khoảng 2,5 – 4 %, tạo vị đắng gắt cho chè. Trong quá trình lên men có sự tạo phức giữa caffeine và hợp chất phenol làm giảm hàm lượng Caffeine giúp điều vị cho nước chè pha. Sản phẩm của quá trình này là Caffeine Tannate, tan trong nước nóng không tan trong nước lạnh. Các Flavonoid có trong chè thường có vị đắng nhiều hơn chát và khi các Flavonoid có kích thước hay khối lượng phân tử càng tăng thì có vị chát nhiều hơn đắng. Trong quá trình lên men, các Polymer Flavonoid bị thủy phân tạo các mạch nhỏ hơn làm cho chè đen có vị đắng nhiều hơn. Vị đắng này dịu, dễ chịu hơn vị đắng của Caffeine. Thông số công nghệ Nhiệt độ từ: 20 – 250 C Thời gian: khoảng 2 – 3 giờ.  Độ ẩm tương đối của không khí từ  95 – 98 %, đối với lên men trên sàn tiến hành thông gió nhân tạo với lượng không khí cần trao đổi bằng 4 – 5 lần thể tích của phân xưởng trong một giờ, tốc độ luân chuyển không khí: cứ 15 phút toàn bộ không khí trong phòng được đổi mới. Chiều dày lớp chè trên khay lên men: lên men trên sàn 4 – 6 cm, sử dụng máng sâu có thổi khí là 13 – 20 cm. Phương pháp Oxi hóa  trong các máng sâu và có thổi không khí được điều chỉnh: thường sử dụng thiết bị lên men liên tục dạng băng tải. Thiết bị sử dụng Thiết bị lên men liên tục: (CFM) Hình 3.9 Cấu tạo thiết bị lên men liên tục dạng băng tải lưới Hình 3.10 Thiết bị lên men liên tục Thiết bị lên men liên tục (CMF) có cấu tạo là một băng tải chuyển động liên tục vơí tốc độ được điều chỉnh phù hợp. 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. Làm khô – sấy trà Sấy là quá trình công nghệ cuối cùng của chế biến lá chè. Mục đích của sấy là cố định trong lá chè các tính chất đã được tạo thành ở nó trong quá trình lên men bằng cách đình chỉ hoạt động của các enzyme dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Lượng ẩm dư thừa cũng được khử bỏ trong thời gian sấy, cụ thể 3 – 5%. Vì sử dụng nhiệt độ cao trong thời gian sấy, cho nên ngoài việc tiêu diệt các enzmyme trong lá chè còn xảy ra hàng loạt các biến đổi khác, trong đó quan trọng nhất là sự bay hơi của tinh dầu. Sự tổn thất tinh dầu có thể khác nhau phụ thuộc vào điều kiện sấy mà trước hết là chế độ nhiệt độ và chế độ không khí. Chất lượng của thành phẩm phụ thuộc ở mức độ cao vào chế độ sấy. Biến đổi hóa học: Các chất thơm của chè bị giảm đi. Trong quá trình sấy, biến đổi rõ nét nhất là sự tổn thất chất hương mà chè có được trong khi lên men: sự 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 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.. Phương pháp thực hiện: Các giai đoạn diễn ra trong quá trình sấy chè -Giai đoạn đẳng tốc: Trong suốt giai đoạn đầu của quá trình sấy, lá chè còn rất ẩm và lớp ẩm tồn tại khắp bề mặt. Nhiệt độ của lá chè lúc này gần bằng với nhiệt độ bầu ướt của khí sấy. Lớp ẩm bề mặt được loại bỏ rất dễ dàng và tỷ lệ bốc hơi đó độc lập với hàm lượng ẩm của vật liệu, điều đó có nghĩa ẩm bay hơi với một tốc độ không đổi. -Giai đoạn giảm tốc: Giai đoạn này ẩm từ bên trong vật liệu sẽ di chuyển ra bề mặt, sự bay hơi ẩm bề mặt vật liệu giảm dần, nhiệt độ vật liệu tăng dần. Lượng ẩm bay hơi trong giai đoạn này thì ít trong khi thời gian lại khá dài. Vì vậy, giai đoạn này có ảnh hưởng quan trọng đến thời gian sấy và phụ thuộc vào kích thước những mảnh chè, bề dày lớp vật liệu và các điều kiện khác như: tốc độ thổi khí, nhiệt độ và độ ẩm của không khí Cách tiến hành: Hầu hết các nhà máy sản xuất chè đều tiến hành sấy bằng máy, cần chú ý chỉnh các thông số của quá trình sấy cho hợp lý. Người ta có thể sấy một lần hay hai lần Sấy một lần: Nhiệt độ từ 90± 5oC trong 23-25 phút, độ ẩm sau khi sấy từ 3-5% Sấy hai lần: Lần 1: nhiệt độ từ 90 ± 5oC trong 15 phút, độ ảm sau khi sấy lần 1 là 18-20% Lần 2: nhiệt độ 80 ± 5oC trong 15 phút, độ ẩm sau khi sấy lần 2 là 3-5% Giữa hai lần sấy, chè được rải mỏng, làm nguội để chè phân phối lại độ ẩm cho đồng đều, tránh hiện tượng khô cục bộ và trong ướt ngoài khô. Ngoài nhiệt độ sấy trên người ta còn có thể áp dụng sấy ở 128oC, phương pháp này sấy nhanh, năng suất cao nhưng rất khó khống chế các chỉtiêu kỹ thuật. Tốc độ không khí sấy: khoảng 0,5m/s Thiết bị: Máy sấy băng tải Máy sấy là tủ kim loại kín 8, bên trong có từ 4 đến 5 nhánh băng tải (3) Các băng chuyền được sản xuất bằng lưới thép không gỉ với kích thước lỗ 20 ÷ 1.5 mm, và mỗi băng được căng ra trên các tang truyền chủ động (7) và tang bị động (5). Các băng tải có bề rộng khác nhau phụ thuộc vào năng suất của máy sấy. Mỗi băng có thể có bộ dẫn động độc lập với hộp giảm tốc, hoặc có thể có bộ dẫn động chung cho phép thay đổi tốc độ của các băng tải từ 1,14 đến 1,0 m/phút. Không khí để sấy cho vào dưới nhánh thứ hai của băng tải và đựơc đun nóng nhờ các calorife hơi (4) lắp giữa các băng lưới của mỗi nhánh. Không khí xuyên qua tất cả các băng lưới và sản phẩm nằm trên đó. Không khí được bão hoà ẩm được quạt (2) thổi ra ngoài. Sản phẩm trước khi sấy cần tán nhỏ sơ bộ và băng tải 1 chuyền đến nhánh trên của băng chuyền máy sấy. Sản phẩm cùng với băng chuyền đến đầu cuối cùng rồi đổ xuống băng dưới. Ngoài ra để tăng hiệu quả cho quá trình sấy, trong máy sấy người ta trang bị thêm bộ phận rải tự động giúp phân bố đều vật liệu, bên trong có những máy cào để tránh sự tích tụ lá chè trên lưới. Phía trên có hệ thống cảm biến để heo dõi nhiệt độ khí thải, qua đó có thể điều khiển đóng mở van tháo liệu Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý của máy sấy băng tải Phân loại Chè sau khi sấy qua sàng tròn và sàng bằng để phân loại các loại chè kích thước khác nhau. Hình 3.12 Máy sàng phân loại Có thể chia các loại chè thành phẩm như sau: Chè cánh hay chè sợi: OP, P,S (thường bán trên thị trường) Chè mảnh hay chè gãy: BOP, BP, BPS (trà túi lọc) Chè vụn: F, D (trà hòa tan) + OP: tôm và lá 1 của búp (đọt), lẫn một ít cuộng non, có chất lượng cao, cành xoăn đẹp, đen bóng. Nước đỏ tươi, trong sáng, vị chát dịu, hương thơm cao. + P: tương đối non, chủ yếu lá 2 và phần non lá 3, cánh trà đều, sợi to, chặt. Nước có màu sắc, hương vị tương đối tốt. + S: đoạn giữa lá 3, sợi thô ít xoăn, vị chát, màu nước tương đối đậm, độ sáng tươi kém, chất lượng bình thường. + BOP: trà mảnh, độ non rất cao, chủ yếu là phần gãy của tôm, phần gãy lần 1, có nhiều tuyết vàng, nhỏ đều. Nước pha đỏ tươi, đậm, trong suốt, vị chát, hương thơm cao, chất lượng cao nhất, thị trường rất chuộng. + BP: mảnh gãy của lá 2, một phần mảnh gãy của lá 1. Hình dáng gần giống BOP, nhưng không có tuyết vàng. Nước kém đỏ tươi, tương đối tốt. + BPS: mảnh gãy lá 3, lá đơn và một phần mảnh vụn lá 2. Ngoại hình to hơn BOP và BP, nước đậm nhưng chát đắng. + F: trà vụn bị nát ra trong quá trình phân loại, nước tối, vị đắng. + D: trà bột, nước đục, chát đắng. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN TRÀ HÒA TAN Nguồn gốc Nguồn gốc chung Cuộc sống ngày càng phát triển, con người ngày càng bận rộn hơn, do đó một loại trà có thể pha và uống liền ra đời. Trong thời gian gần đây, một loại trà đang trở nên phổ biến là trà hòa tan. Sự tiện dụng của nó là do có thể pha chế và uống ngay, không mất nhiều thời gian để trà ngấm nước như trà truyền thống. Loại trà hòa tan này được phát triển trong những năm 1930, nhưng không được sử dụng rộng rãi như hiện nay. Nó xuất hiện lần đầu tiên ở Anh, từ trà đen năm 1940, Nestea là loại trà hòa tan đầu tiên được giới thiệu vào năm 1946, trong khi đó Redi-Tea xuất hiện lần đầu năm 1953. Những sản phẩm này thường đi kèm với hương vị thêm vào, chẳng hạn như vani, mật ong hoặc trái cây, và cũng có thể chứa sữa bột. Tại Việt Nam Sau 1975, diện tích và sản lượng chè đen, chè xanh trong mười năm đầu, tiếp tục tăng không ngừng (50800 ha, 28200 tấn khô-1985). Các loại chè truyền thống dân tộc (chè tươi, nụ, lá gìa…) chè búp, chè hương gói giấy lại tăng nhanh. Thời kỳ đổi mới và mở cửa (1986-1996), thị trường tiêu thụ chè trong nước trở nên sôi động, nhanh chóng về chủng loại, mẫu mã, bao bì, phân phối… Đã xuất hiện các mặt hàng trà mới, như trà túi (tea bag), trà hòa tan, trà đen CTC, trà đặc sản, trà hoa (nhài, sói, ngâu, sen…). Với sự tiện dụng của trà hòa tan, hiện nay chúng ngày càng được ưa chuộng và đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Mỗi gói trà có khối lượng từ 10 – 20 g. Thêm vào 100 – 200 ml nước sôi là có một ly trà: trà chanh, trà gừng, trà xanh, trà chanh dây v.v…Tùy theo sở thích, khách hàng có thể chọn lọai trà có đường hoặc không đường, trà nguyên chất hay ướp hương liệu, trà chanh hay trà thường v.v. Và loại trà hòa tan được ưa chuộng, sử dụng rộng rãi hiện nay là thương hiệu trà Lipton. Người đầu tiên sáng lập ra thương hiệu số 1 thế giới đó là Thomas Lipton, một người châu Âu. Những công nghệ mới đã góp phần làm đa dạng hoá các sản phẩm trà Lipton với các loại trà túi, trà hoà tan và cả trà trong lon uống ngay. Vị đậm đà của trà truyền thống được kết hợp với rất nhiều hương vị khác nhau tuỳ theo sở thích và khẩu vị của người tiêu dùng như trà chanh, trà đào, trà dâu, trà bạc hà. Công nghệ sản xuất trà hòa tan Trà hòa tan dạng bột Giới thiệu [8] Sản xuất trà hòa tan thông qua việc dùng nước nóng trích ly các chất tan trong chè, sau đó đem đi sấy phun để tạo ra sản phẩm bột trà hòa tan. Các sản phẩm giữ được hương vị, màu sắc và đặc trưng của trà. Các sản phẩm từ ba dòng nguyên liệu như trà xanh, trà oolong, trà đen…hoặc theo nhu cầu của khách hàng. Có thể uống trà hòa tan với nước lạnh hoặc có thể pha với nước nóng, tùy theo sở thích của từng người. Phân loại chè hòa tan hiện nay: Trà hòa tan uống nóng (trà hòa tan tinh chất): trà hòa tan đen, xanh, oolong Trà hòa tan uống lạnh (trà hòa tan có phụ gia): thường là trà đen hòa tan được trộn với đường, acid citric, các phụ gia tạo hương (hương chanh,đào, cam…), tạo màu. Hiện nay, trà hòa tan có phụ gia có phần chiếm ưu thế hơn so với trà hòa tan tinh chất, trà hòa tan tinh chất thường làm bán thành phẩm để sản xuất trà hòa tan có phụ gia Bột trà hòa tan xanh Item Specification Remark Appearance Yellow Powder Soup Color Yellow and Green Total tea polyphenols >35% VIS Caffeinee <5% HPLC Lost after drying <5% Arsenic <2PPM AAS Heavy metal(counted by lead) <5PPM AAS Bột trà hòa tan oolong Item Specification Remark Appearance Snuff color Powder Soup Color Light snuff color Total tea polyphenols >40% VIS Caffeine >6% HPLC Lost after drying <6% Arsenic <2PPM AAS Heavy metal(counted by lead) <5PPM AAS Bột trà hòa tan đen Item Specification Remark Appearance Henna Powder Soup Color Bright Red Total tea polyphenols >30% VIS Caffeine >5% HPLC Lost after drying <6% Arsenic <2PPM AAS Heavy metal(counted by lead) <5PPM AAS Nguyên liệu Nguyên liệu để sản xuất trà hòa tan là chè xanh hoặc đen vụn già, thứ phẩm. Trong các loại chè đen đã phân loại, thì loại F và D là thích hợp để sản xuất trà hòa tan. Ngoài ra, theo một số nghiên cứu gần đây, thì cuộng chè là một nguyên liệu phù hợp, tối ưu để sản xuất trà hòa tan do cuộng chè có chứa một lượng tương đối lớn các chất thơm. Trong sản xuất trà hòa tan, nguyên liệu được dùng phổ biến hơn cả là trà bán thành phẩm hay trà thành phẩm từ quá trình sản xuất trà đen. Đi từ loại nguyên liệu là trà đen có nước pha trà hòa tan có màu nâu đỏ. Trà đen là trà được lên men hoàn toàn, enzyme được tạo điều kiện tối ưu nhất đảm bảo quá trình lên men triệt để. Trà đen thích hợp cho việc chế biến trà hòa tan vì màu sắc sản phẩm không thay đổi tiếp trong quá trình trích ly và sấy khô. Mặt khác đây là loại trà được sản xuất, tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới. Ngoài ra, do đặc thù khi chế biến lượng trà vụn bụi sau khi phân loại là khá nhiều, có thể dùng làm nguyên liệu chế biến trà hòa tan vừa có chất lượng cao vừa có giá thành thấp.Trước khi trích ly cần qua một giai đoạn sơ chế như diệt enzym, vò (đối với trà xanh), làm héo, vò, ủ lên men (đối với trà đỏ và trà đen), không cần qua sấy khô. Tiêu chuẩn 10TCN 458-2001 áp dụng cho trà đen bán thành phẩm, được sản xuất từ đọt chè tươi loại 1, 2, 3, 4 (TCVN 2843-79) theo phương pháp truyền thống qua các công đoạn: héo, vò, lên men, sấy khô. Bảng 4.1 Chỉ tiên cảm quan của trà đen bán thành phẩm Loại chè Ngoại hình Màu nước Mùi Vị Loại 1 Mặt chè xoăn, đen tự nhiên, có mảnh non chắc, có tuyết. Tỷ lệ bồm, cuộng ≤ 6% Đỏ nâu, có viền vàng Thơm vừa Đậm, hơi dịu Loại 2 Mặt chè tương đối xoăn, đen, có mảnh non tương đối chắc, thoáng tuyết. Tỷ lệ bồm, cuộng ≤10% Đỏ nâu Thơm nhẹ Đậm Loại 3 Mặt chè ít xoăn, đen hơi nâu, có mảnh non. Tỷ lệ bồm, cuộng ≤15% Đỏ nâu hơi đậm, ít sánh. Thơm nhẹ, thoáng mùi chè già. Đậm, hơi xít. Loại 4 Mặt chè kém xoăn, màu nâu đen, có mảnh hơi thô. Tỷ lệ bồm, cuộng ≤25% Đỏ nâu hơi đậm, kém sánh. Ít thơm, lộ mùi chè già. Đậm vừa, xít. Bảng 4.2 Chỉ tiêu hoá lý của trà đen bán thành phẩm Tên chỉ tiêu Mức 1. Độ ẩm ≤ 7,5 % 2. Tỷ lệ vụn ≤ 6,0 % 3. Tỷ lệ tạp chất lạ ≤ 0,2 % 4. Hàm lượng chất hòa tan ≥ 32 % 5. Hàm lượng tanin ≥ 9,0 % Ghi chú: - Bồm: là phần chè khô có màu nâu hoặc nâu vàng, nhẹ, không xoăn. - Cuộng: là phần thân đọt chè khô có màu đỏ nâu hoặc đỏ nâu hơi vàng. Quy trình sản xuất trà hòa tan Lọc Trích ly Trà hòa tan có phụ gia Nước Cô đặc Sấy phun Đóng gói Phối trộn Đóng gói Trà hòa tan Bã Bã Chè đen bán thành phẩm Nghiền Phối chế Chất độn Bao bì Phụ gia Tạo hạt Nghiền Mục đích: Chuẩn bị cho quá trình trích ly, phá vỡ tế bào để các chất hòa tan dễ thoát ra ngoài trong công đoạn trích ly. Vật lý: Giảm kích thước của trà. Do ma sát nên có sự tăng nhiệt độ. Hóa học: Do nhiệt độ tăng nên xảy ra sự mất một số chất mùi và vitamin trong trà (nhưng không đáng kể do nhiệt độ tăng lên ít). Hóa lý: Một số chất mùi bị mất do bay hơi. Tăng bề mặt riêng nên dễ trích ly. Phương pháp thực hiện: Trà bán thành phẩm có độ ẩm khá thấp và khá giòn (< 7,5%) nên ta sử dụng thiết bị nghiền đĩa có khoảng cách 2 đĩa điều chỉnh được để nghiền trà vế kích thước nhỏ hơn 1 mm giúp cho quá trình trích ly triệt để hơn. - Bề dày đĩa 300mm - Đường kính đĩa 500mm - Số vòng quay 1800 v/ph - Vận tốc quay đĩa 40 m/s - Kích thước trà trước khi nghiền 5 – 10 mm - Kích thước trà sau khi nghiền 0,5 – 1.5 mm Thiết bị: Sử dụng thiết bị nghiền đĩa trục quay nằm ngang Hình 4.1 Thiết bị nghiền đĩa 1. Hộp cấp liệu; 2. Nam châm; 3. Cửa quan sát; 4. Vít xoắn; 5. Cần điều chỉnh khe; 6. Đĩa cố định; 7. Đĩa quay; Cần gạt; 9. Puly dẫn động; 10, Đai truyền động; 11. Cơ cấu tháo liệu Hình 4.2 Cấu tạo cặp đĩa nghiền Hoạt động: Hạt nghiền từ hộp cấp liệu 1 chảy qua nam châm tách sắt 2 để tách các tạp chất kim loại rồi xuống vít xoắn 4, vít xoắn này có nhiệm vụ đẩy hạt vào khoang nghiền của cặp đĩa nghiền 6 và 7. Đĩa nghiền 6 là cố định còn đĩa nghiền 7 được lắp với trục quay do puly 9 dẫn động. Bột nghiền được cần gạt 8 đẩy vào cửa tháo liệu. Khoảng cách giữa hai đĩa nghiền được điều chỉnh bằng cần 5. Từ trục quay còn truyền động bằng đai 10 lên cơ cấu tháo liệu 11 của hộp chứa liệu 1. Cửa quan sát 3 vừa để theo dõi lớp hạt chảy xuống cặp đĩa nghiền, vừa để lấy vụn sắt ra ngoài từ nam châm 2. đảm bảo an toàn cho 2 cặp đĩa nghiền. Các yếu tố ảnh hưởng: Hình dạng, kích thước: lá trà xoắn sẽ khó nghiền. Thành phần và hàm ẩm: nếu hàm ẩm cao, lá trà sẽ dai hơn à khó nghiền Thời gian nghiền: Thời gian nghiền phải phù hợp, nếu thời gian quá dài sẽ tốn chi phí, còn nếu quá ngắn thì sản phẩm nghiền chưa đạt kích thước mong muốn, sẽ khó trích ly. Kích thước của trà sau khi nghiền: càng mịn thì năng lượng nghiền càng lớn. Cấu tạo và loại máy nghiền Trích ly Mục đích: Thu nhận các chất chiết (các chất hòa tan như đường, acid amin, polyphenol, vitamin, khoáng, màu, mùi, …) từ lá chè. Oxy hóa các polyphenol để tạo màu, mùi đặc trưng. Quá trình trích ly quyết định đến chất lượng và sản lượng của sản phẩm. Biến đổi: Vật lý: Nhiệt độ tăng. Hóa lý: Sự khuếch tán của các chất hòa tan vào nước, độ nhớt tăng, sự bay hơi của một số chất mẫn cảm nhiệt độ (chất mùi, vitamin …). Hóa học: Ở nhiệt độ > 800C, cafein kết hợp với polyphenol tạo muối tanat cafein chỉ tan trong nước nóng, vì vậy nếu pha bột trà hòa tan có chứa muối này thì nước pha bị đục. Lượng catechin bị oxi hóa. Sự biến đổi tùy thuộc thành phần của nước: nếu có Fe2+ trong nước thì có phản ứng oxi hóa các catechin thành tannin. Oxy hóa đồng thời epigallocatechin (L – EGC) và epigallocatechin gallat (L – EGCG) tạo theaflavin. Oxy hóa một mình L – EGCG tạo theaflavingallat. Cả 2 chất trên đều tạo màu vàng cho sản phẩm. Trong điều kiện nhiệt độ cao, tương tác của acid amin và polyphenol tạo ra các aldehyde dễ bay hơi, tạo hương thơm cho trà. Các acid amin như alanin, phenylalanine, valin, leucine, isoleucine bị giảm đi, trong khi đó hàm lượng các aldehyde như acetaldehyde, aldehyde butyric, aldehyde valeric tăng lên tương ứng. Phản ứng Maillard - acid amin phản ứng với các đường khử tạo ra màu, mùi của nước trà trích ly. Sinh học: Tiêu diệt hoặc ức chế các vi sinh vật có trong trà. Hóa sinh: Nhiệt độ cao làm vô hoạt các enzyme oxy hóa và enzyme thủy phân. Cảm quan: Nước trà trích ly có màu đậm hơn và mùi đặc trưng. Phương pháp thực hiện: Trích ly bằng ngâm trà sau nghiền trong dung môi nước nóng và trích ly liên tục trong thiết bị trích ly nhiều bậc. Tỉ lệ trà và nước: 1/10 Nhiệt độ trích ly: 70 – 900C [7] Nồng độ dịch chiết trà: 3 – 5% Thiết bị: Thiết bị trích ly nhiều bậc hoạt động liên tục. Thiết bị là một hệ thống nhiều nồi lắp nối tiếp nhau. Các nồi được nạp trà nguyên liệu còn nước nóng lần lượt đi qua tất cả các nồi để rút lượng chất tan trong trà. Trong hệ thống trích ly nhiều bậc tất cả các nồi đều đổ đầy trà, còn nước được gia nhiệt trước bên ngoài rồi được dẫn lần lượt qua các nồi trích ly. Tiếp tục dẫn nước nóng vào các nồi trích cho đến khi đạt được nồng độ trích ly cần thiết của nồi thứ nhất. Sau đó tháo hết nước và bã trà ra khỏi nồi thứ nhất rồi cho trà mới vào, nồi thứ 2 lại trở thành nồi cuối cùng, nồi thứ 3 thành nồi thứ nhất. Các nồi cứ thay phiên nhau tháo nhập liệu như thế nên thiết bị hoạt động liên tục. Hình 4.3 Sơ đồ trích ly trà nhiều bậc · -Van đóng o – Van mở Các yếu tố ảnh hưởng [5] Nhiệt độ: Nhiệt độ trích ly càng cao thì hiệu suất trích ly càng tăng. Tuy nhiên, nếu trích ly trà ở nhiệt độ quá cao thì chất lượng cảm quan của dịch trà rất kém: mùi lạ, vị đắng, chát gắt, màu nước pha bị đục. Thời gian: Thời gian trích ly càng tăng thì hiệu suất trích ly càng tăng. Trong giai đoạn đầu, hiệu suất tăng nhanh sau đó lại tăng rất chậm. Cho nên, việc kéo dài thời gian trích ly sẽ không có lợi về hiệu suất. Mặc khác, khi kéo dài thời gian trích ly thì chi phí năng lượng cho quá trình trích ly cũng sẽ tăng lên. Thời gian trích ly thích hợp sẽ cho hiệu suất cao nhất, hiệu quả về năng lượng và đồng thời cũng đáp ứng được các chỉ tiêu cảm quan của dịch trích. Trích ly có khuấy đảo: Một phương án có thể làm tăng hiệu suất trích ly là thêm bộ phận khuấy đảo trong quá trình trích ly. Nhưng chi phí cho thiết bị và năng lượng cho khuấy đảo. Do đó không cần thiết phải sử dụng khuấy đảo trong trích ly trà. Tỷ lệ trích ly: càng cao thì trích ly càng triệt để do sự chênh lệch nồng độ giữa cấu tử cần trích ly và dung môi lớn nhưng chi phí năng lượng lại tăng cao. Kích thước, hình dạng nguyên liệu: nguyên liệu càng nhỏ thì diện tích bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi sẽ càng lớn. Do đó việc trích ly các cấu tử từ nguyên liệu và dung môi sẽ tốt hơn. Tuy nhiên kích thước quá nhỏ thì chi phí cho nghiền xé sẽ tăng. Lọc Mục đích: Chuẩn bị: cho quá trình cô đặc. Hoàn thiện: loại bỏ những tạp chất không hoà tan trong nước để tinh sạch dịch chiết, đồng thời góp phần tạo nên sản phẩm bột trà hoà tan có độ hoà tan tốt. Biến đổi: Vật lý Độ trong: Hầu hết protein kết hợp với các hợp chất hữu cơ có trong trà tạo kết tủa đều bị tách ra trong quá trình lọc, làm dịch chiết trà trong hơn. Màu sắc: Màu sắc thay đổi do tạp chất bị loại ra khỏi dịch trích. Hóa học Thành phần hóa học của dịch chiết ít thay đổi trong khi lọc. Các chất như protein, vitamin, chất màu… bám trên bã trà có thể bị tách ra khỏi dung dịch. Tuy nhiên, tổn thất này là không đáng kể. Phương pháp thực hiện: Dung dịch trà có độ nhớt không cao, tương đối dễ lọc, chế độ lọc ở nhiệt độ thường là hợp lý. Tuy nhiên, chế độ lọc tối ưu là lọc nóng, tốt nhất là ngay sau khi trích ly vì: Lọc nguội: thời gian lọc dài, nồng độ chất khô của dung dịch thấp hơn nhiều so với trước khi lọc, lượng chất khô hòa tan tổn thất trong quá trình lọc đáng kể. Lọc nóng: thời gian lọc ngắn, nồng độ chất khô trong dung dịch trước và sau khi lọc gần như nhau. Áp lực lọc: 3 at Thời gian lọc: 40 phút/mẻ Nhiệt độ lọc: 80 – 90oC Thiết bị: Máy lọc ép khung bản làm việc gián đoạn: dung dịch trà nhập vào liên tục, nước lọc trà chảy ra liên tục, bã trà được tháo ra theo chu kỳ. Thiết bị lọc ép được cấu tạo bởi bộ phận chủ yếu là khung và bản. Khung giữ vai trò chứa bã lọc và là nơi cửa ngõ nhập huyền phù vào. Bản lọc tạo ra bề mặt lọc với các rãnh dẫn nước lọc. Khung và bản được chế tạo với tiết diện vuông. Xung quanh hình thành bề mặt phẳng, nhẵn nhô lên tạo ra sự tiếp xúc bít kín lúc ghép khung và bản. Hình 4.4 Khung và bản của máy lọc ép Khung Bản 1. Tay đỡ 2. Các gân trên bề mặt bản 3. Bề mặt tiếp xúc giữa gân và bản 4. Lỗ dẫn huyền phù 5. Lỗ dẫn nước rửa 6. Van tháo nước Thiết bị lọc ép khung bản được mô tả trên hình sau: Hình 4.5 Máy lọc ép khung bản Người ta xếp liên tiếp các khung và bản lên khung đỡ nhờ hai tai trên khung và bảng tì lên hai thanh dọc 3 của khung đỡ. Bản lọc đầu trên 7 với một bên bề mặt lọc được gọi là bản cố định, tiếp theo là khung 1 bản 2, liên tiếp; cuối cùng bản 8 với một mặt lọc được gọi là bản di động. Giữa khung và bản là vách ngăn lọc 9. Ép chặt khung bản bằng cơ cấu vít đai ốc 6 được thực hiện bởi tay quay 5. Toàn bộ thiết bị lọc khung bản được đặt trên bệ đỡ 4. Lỗ dẫn huyền phù nhập liệu 4 trên khung (Hình khung và bản) của khung và bản nối liền tạo thành ống dẫn 10 nhô ra để ghép với hệ thống cấp liệu. Nước lọc từ bản chảy xuống được lấy ra theo van 6 (Hình khung và bản) Nguyên tắc hoạt động: Hình 4.6 Quá trình lọc khung bản Quá trình lọc được thực hiện như sau: Huyền phù theo ống 10 vào, và phân ra theo số lượng khung tràn vào khoang trống; dưới áp suất nước lọc đi qua vách ngăn lọc theo các rãnh trên bản 2 chảy xuống và nhờ van được lấy ra ngoài. Pha rắn bị giữ lại trên bề mặt vách ngăn lọc và chứa trong khung 1. Khi các khung đã đầy bã, thì dừng quá trình lọc và tiến hành quá trình rửa bã. Việc rửa bã có thể thực hiện xuôi chiều giống như quá trình lọc, hoặc rửa bã ngược chiều như mô tả. Nước rửa bã vào bản và ra bản khác. Trong trường hợp này, quá trình rửa thực hiện với chiều dày lớp bã gấp đôi. Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý thiết bị lọc ép khung bản Ngoài ra, quá trình tách tạp chất không tan trong dịch trích có thể thực hiện bằng phương pháp ly tâm. Nhưng phương pháp lọc khung bản thường được sử dụng vì hiệu quả kinh tế cao hơn so với ly tâm. Tuy nhiên, cần chú ý là bã trà là bã nén được, nên trong quá trình lọc, cần bổ sung bột trợ lọc để hạn chế hiện tượng tắc nghẽn bề mặt lọc. Do đó, sẽ ảnh hưởng tới chất lượng của sản phẩm trà hòa tan. Yếu tố ảnh hưởng: Huyền phù: nồng độ, kích cỡ, bề mặt, dạng, tính ỳ, độ phân tán, nhiệt độ, độ nhớt của pha rắn trong huyền phù. Vách lọc (vách ngăn và bã): thể tích, độ lớn, dạng mao quản. Chênh lệch áp suất: càng lớn thì lọc càng nhanh nhưng năng lượng sử dụng lớn. Việc có sử dụng chất trợ lọc hay không. Nhiệt độ lọc. Cô đặc Mục đích: Khai thác: tăng nồng độ chất khô trong nguyên liệu. Chuẩn bị: quá trình cô đặc nhằm chuẩn bị cho quá trình sấy, giúp làm giảm một lượng nước khá lớn trong dịch trà trước khi đưa vào sấy, giảm chi phí về năng lượng và cả thời gian sấy. Bảo quản: ức chế vi sinh vật phát triển do nhiệt độ. Biến đổi: Vật lý Tăng:+ Khối lượng riêng ρ + Độ nhớt η + Nhiệt độ tăng Hóa lý + Bay hơi nước và một số chất mùi + Keo tụ protein + Có sự đóng cặn của một số muối Ca vô cơ và hữu cơ ít hoà tan; sự phân huỷ một số chất hữu cơ à tạo kết tủa. Hóa học Phản ứng Maillard do phản ứng giữa protein (nhóm –NH2) và đường khử (nhóm –CHO) tạo thành các chất màu dạng keo có chứa nitơ (các melanoidin.). Tăng nồng độ chất khô hoà tan theo thời gian cô đặc à áp suất thẩm thấu tăng. Phản ứng tự oxi hóa của các hợp chất polyphenol (tạo thêm thearubigin) Sự kết hợp giữa cafein và tannin tạo muối tanat à váng. Váng này xuất hiện do nhiệt độ cô đặc < 80oC Sự kết hợp giữa tanin và protein tạo thành kết tủa Các chất thơm và các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ bốc theo hơi nước làm giảm hương vị của trà Hàm lượng vitamin trong sản phẩm giảm do tác dụng của nhiệt độ cao. Sinh học: hạn chế khả năng hoạt động của vi sinh vật. Cảm quan Màu sậm hơn do các phản ứng Maillard Giảm mùi thơm do các chất tạo mùi bay hơi. Phương pháp thực hiện: Thiết bị cô đặc chân không một cấp dạng màng rơi. Nhiệt độ: 75 – 80 0C Độ chân không: 405 – 430 mmHg Nồng độ dịch trà đầu vào: 3 – 5% Nồng độ đầu ra: 15 – 20% Các yếu tố ảnh hưởng: Nhiệt độ và áp suất: nếu tăng nhiệt độ hay giảm áp suất: nồng độ dung dịch sau cô đặc tăng. Tuy nhiên, nhiệt độ càng cao thì tiêu chuẩn cảm quan của dịch trà càng giảm: màu sắc càng sậm, độ chát càng tăng, đặc biệt là cấu tử mùi bị mất đi càng nhiều làm cho mùi thơm nhạt dần. Thời gian: Thời gian cô đặc càng dài thì nồng độ dung dịch càng cao. Tuy nhiên thời gian kéo dài sẽ làm tăng chi phí năng lượng Yêu cầu nồng độ chất khô đầu và cuối, tính chất hóa lý của sản phẩm Hiện tượng tổn chất khô do bị lôi cuốn bởi hơi thứ: Hơi thứ khi thoát ra khỏi thiết bị cô đặc có thể bị lôi cuốn theo một số cấu tử ở trạng thái sương mù. Hiện tượng này xảy ra khi ta gia nhiệt làm cho sự sôi của dung dịch trà diễn ra quá mãnh liệt. Thông thường, các thiết bị cô đặc có không gian hoặc bộ phận tách sương mù nhằm hạn chế sự tổn thất chất khô do hơi thứ lôi cuốn theo. Thiết bị: Thiết bị gồm 3 phần cơ bản: buồng đốt ngoài, buồng bốc và thiết bị ngưng tụ Buồng đốt: Bên trong có nhiều ống được lắp đặt cạnh nhau tạo thành một chùm ống. Hai đầu của chùm ống được cố định bởi 2 vỉ ống và toàn bộ chúng được bao bọc bởi một lớp vỏ áo. Hơi nước được đưa vào bên trong lớp vỏ áo để gia nhiệt, còn chất lỏng được đưa vào khoảng không gian giữa các ống. Chất lỏng được vào phần trên đỉnh buồng đốt và qua hệ thống phân phối lỏng chúng sẽ được phân phối một cách đều đặn ở mặt trong của ống, chảy xuống tạo thành một màng mỏng. Quá trình bốc hơi sẽ diễn ra tại đây nhờ nhiệt được cung cấp bởi hơi nước. Hơi nước ngưng tụ và chảy xuống ở mặt ngoài của ống. Chất lỏng đã được cô đặc phần lớn sẽ được tháo ra ở đáy buồng đốt, một phần bị hơi nước lôi cuốn đi qua buồng bốc. Buồng bốc: Buồng bốc thường có đường kính lớn, là nơi phân ly hỗn hợp hơi và dung dịch cô đặc. Hơi thứ được hút sang thiết bị ngưng tụ, tại đây có thể bố trí hệ thống thu hồi các chất thơm dễ bay hơi. Sau khi tách hơi, phần chất lỏng này cũng được tháo ra cùng với phần lỏng đã được cô đặc lấy ra ở buồng đốt rồi tiếp tục được xử lý tiếp ở quá trình sau. Còn hơi sẽ rời khỏi bộ phận tách hơi tại đỉnh. Hình 4.8 Thiết bị cô đặc dạng màng rơi Phối chế Mục đích: chuẩn bị, hoàn thiện Chuẩn bị cho quá trình sấy phun: để điều chỉnh nồng độ chất khô trong dịch cô đặc khi nồng độ này chưa đạt yêu cầu để sấy, góp phần làm tăng hiệu quả quá trình sấy, nhà sản xuất thường bổ sung thêm maltodextrin. Hoàn thiện sản phẩm: quá trình phối chế làm đồng đều hỗn hợp giữa trà và maltodextrin theo tỉ lệ xác định, maltodextrin đóng vai trò là chất độn, giảm giá thành sản phẩm. Biến đổi: Hoá học: nồng độ chất khô trong dịch trà tăng. Vật lý: sự tăng tỷ trọng. Hoá lý: sự tăng độ nhớt của dịch trà. Phương pháp thực hiện: Chất phối chế sử dụng ở đây là maltodextrin, thực hiện quá trình trong thiết bị có cánh khuấy. Sau khi cô đặc tiến hành phối chế mà không cần điều chỉnh nhiệt độ gì thêm. Tỷ lệ maltodextrin/chất khô là 4/1. Nồng độ dịch trà sau khi cô đặc: 20% Nồng độ dung dịch sau khi phối chế: 40% Thiết bị: Thiết bị bình khuấy trộn bằng cánh khuấy. Thiết bị này thích hợp với khuấy trộn như dịch trà cô đặc bổ sung thêm maltodextrin trong trường hợp nồng độ chất khô không đạt yêu cầu cho quá trình sấy, ít tiêu tốn năng lượng hơn các cánh khuấy khác như cánh khuấy tuabin, cánh khuấy mái chèo. Thiết bị gồm nồi hình trụ, có lắp cánh khuấy ở đường tâm với mục đích để đảo trộn các nguyên liệu. Khi cánh khuấy quay sẽ tạo ra động năng đẩy khối chất lỏng chuyển động trong lòng thiết bị, giúp đảo trộn đồng đều hỗn hợp. Hình 4.9 Thiết bị bình khuấy trộn bằng cánh khuấy Sấy phun Mục đích: khai thác, chế biến, bảo quản. Làm bốc hơi nhanh nước trong dung dịch trà sau khi trích ly tạo sản phẩm dạng bột với độ ẩm thấp để bảo quản được lâu hơn. Là quá trình chế biến, nâng cao hàm lượng chất dinh dưỡng trong sản phẩm, giảm thể tích bao bì, khối lượng vận chuyển. Biến đổi: Vật lý: Thể tích giảm, giảm khối lượng, khối lượng riêng tăng. Hóa lý: Hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của ẩm trong quá trình sấy Một số chất thơm bay hơi theo ẩm và bị phân hủy do nhiệt độ gây tổn thất chất thơm. Ngược lại một số hương thơm được phát huy hay tạo thành trong quá trình sấy do phản ứng maillard, caramen… và mùi nấu của funfurol làm giảm giá trị cảm quan … Hóa học: Có 2 khuynh hướng Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng như: phân hủy vitamin, phản ứng oxy hóa, phản ứng maillard giữa đường khử và acid amin tạo màu cho sản phẩm (có lợi). Tốc độ phản ứng hóa học chậm đi do lượng nước giảm dần, enzym bị vô hoạt do nhiệt độ cao lúc sau: phản ứng thủy phân, oxi hóa… Sinh học: ức chế một phần vi sinh vật trên bề mặt vật liệu, kéo dài thời gian bảo quản. Phương pháp thực hiện: Sấy phun: Nồng độ dung dịch vào thiết bị sấy: khoảng 40% chất khô. Nhiệt độ khí vào: 170oC Nhiệt độ khí ra: 90oC Áp suất khí nén: 3,5bar Thời gian nguyên liệu lưu lại trong buồng sấy ngắn: < 10 giây. Độ ẩm trà sau sấy: < 5% Thiết bị: Trong quá trình sấy phun dung dịch trích ly trà ta sẽ áp dụng phương pháp sấy phun cùng chiều có đáy hình nón do dung dịch có tỷ trọng nhỏ, cần thời gian tiếp xúc với nhiệt ngắn để giữ những thành phần hương vị đặc trưng. Hình 4.10 Thiết bị sấy phun 1-Quạt 2-Caloriphe 3-Phòng sấy 4-Vòi phun 5-Xyclon 6-Lọc túi 7-Vít tải 8-Lọc khí Không khí được quạt 1 hút vào bộ phận lọc khí 8 để tách hết bụi bẩn rồi thổi vào caloriphe 2 để gia nhiệt tới nhiệt độ 170 – 175oC rồi thổi vào phòng sấy 3, còn dung dịch được tạo bụi qua đĩa ly tâm 4. Tác nhân sấy và vật liệu sấy đi cùng chiều. Các giọt chất lỏng tiếp xúc với tác nhân sấy có nhiệt độ cao trong khoảng vài giây để bay hơi hết ẩm tạo thành những hạt bột mịn rơi xuống phễu hình nón rồi được vít tải 7 chuyển về thùng chứa. Khí thải được dẫn vào hệ thống tách bụi xylon, lọc túi rồi thải ra ngoài. Các yếu tố ảnh hưởng: Hàm lượng chất khô trong dung dịch trước sấy (%) Nhiệt độ vào của không khí sấy (oC) Nhiệt độ ra của dòng khí sấy (oC) Áp suất phun (Bar) Lưu lượng phun Ảnh hưởng của nồng độ chất khô dung dịch trước khi sấy: Ảnh hưởng lớn đến tính chất sản phẩm sấy như màu sắc, mùi vị, thành phần dinh dưỡng…Hàm lượng chất khô càng cao thì độ ẩm sản phẩm càng thấp và hiệu suất thu hồi sản phẩm càng cao. Ảnh hưởng của tốc độ bơm nhập liệu: Ta không điều chỉnh trực tiếp lưu lượng nhập liệu mà chỉ thay đổi tốc độ bơm nhập liệu bằng cách thay đổi tốc độ quay của rotor trong bơm. Tốc độ phun (ml/phút) càng tăng thì nhiệt độ ra của khí càng thấp, độ ẩm sản phẩm càng tăng hiệu suất thu hồi càng giảm. Ảnh hưởng của áp suất khí nén: Khí nén có nhiệm vụ làm quay đầu phun sương, tạo các hạt sấy. Áp suất khí nén càng tăng thì tốc độ quay của đầu phun càng tăng. Khi áp suất khí nén tăng thì đầu phun sẽ quay nhanh hơn, các hạt sương sẽ có kích thước nhỏ hơn, diện tích tiếp xúc với không khí nóng tăng, đồng thời hạt nhẹ và khô sẽ ít bị dính lại trên thành buồng sấy, hiệu suất thu hồi cao hơn và độ ẩm thấp hơn. Ưu điểm Sấy nhanh Tính chất và chất lượng sản phẩm tốt hơn, sản phẩm có độ mịn đồng nhất, xốp, dễ tan không cần nghiền, chất lượng ít bị biến đổi so với nguyên liệu, tiện lợi cho sử dụng và chế biến Chi phí điều hành tương đối thấp. Năng suất lớn. Nhược điểm Kích thước phòng sấy lớn. Không linh dộng về thiết bị một thiết bị được chế tạo cho một sản phẩm có kích thước nhỏ thì không thể dùng cho sản phẩm có kích thước lớn… Không khí sấy phải là không khí sạch. Ngoài biện ph