BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO TIỂU LUẬN HỌC PHẦN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN TRÀ, CÀ PHÊ, CA CAO Mã lớp học phần 010100683914 Đề tài QUY TRÌNH CÔNG.
GIỚI THIỆU
Đặc điểm của sản phẩm trà đen
Chè đen là sản phẩm được chế biến từ lá chè và búp non của giống chè Camellia Sinensis thông qua quá trình lên men và sấy Trong sản xuất chè đen, các enzyme có trong nguyên liệu chè được khai thác tối đa để tạo ra thức uống thơm ngon.
Chè đen có màu sắc nâu đen tự nhiên, màu nước pha màu đỏ nâu, vị chát dịu nhẹ đặc trưng, hương thơm trái cây đậm đà.
Hình 2 Nước chè đen hay còn gọi là hồng trà
Chè đen là loại trà phổ biến ở Châu Âu và Trung Đông, được nhiều người ưa chuộng Để sản xuất chè đen, nguyên liệu cần phải có hàm lượng tanin cao.
Hơn 50% tanin trong nguyên liệu chè đen bị oxi hóa trong quá trình chế biến, trong khi hàm lượng protein trong nguyên liệu lại thấp Hiện nay, có hai phương pháp sản xuất chè đen phổ biến trên toàn cầu.
Kỹ thuật sản xuất chè đen
Chè đen được sản xuất theo phương pháp truyền thống OTD (Orthodox Tea) bằng cách điều chỉnh quá trình sinh hóa nhờ enzym tự nhiên có trong nguyên liệu Phương pháp OTD tạo ra chè đen chất lượng cao từ búp non, lá bánh tẻ và lá già.
- Chè cánh: OP (Orange Pekoe), P (Pekoe), PS (Pekoe Shouchong).
- Chè mảnh: BOP (Broken orange Pekoe), BP ( Broken Pekoe), BPS (Broken Pekoe Shouchong)
Chè đen CTC (Crushing – Tearing – Curling Tea) được sản xuất bằng phương pháp mới, điều chỉnh quá trình sinh hóa nhờ enzym và nhiệt luyện, tối ưu hóa hoạt tính của enzym Loại chè này có dạng nghiền nhỏ vo viên, bao gồm các loại như BOP (Broken orange Pekoe), BP (Broken Pekoe), OF (Orange Faning S), và D (Dust) Chè đen CTC mang hương vị và mùi thơm tương tự như chè đen OTD Đặc biệt, các giống chè Shan với búp lớn có thể được chế biến theo quy trình CTC để cải thiện ngoại hình cọng lớn so với quy trình OTD.
Nguyên liệu chế biến chè đen
Chất lượng chè đen chịu ảnh hưởng lớn từ khí hậu, thổ nhưỡng và các yếu tố sinh học Kỹ thuật thu hái chè đúng cách không chỉ giúp cây chè phát triển tốt mà còn nâng cao năng suất thu hoạch và sản lượng chè búp Điều này góp phần tăng năng suất cho vụ sau và cải thiện chất lượng sản phẩm.
Hình 3 Cấu tạo của búp chè
Lá non và lá xanh lục nhạt được thu hoạch để sản xuất chè khi mặt dưới còn các sợi lông màu trắng, trong khi lá già có màu lục sẫm Các độ tuổi khác nhau của lá chè ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm do sự khác biệt trong thành phần hóa học Quy trình công nghệ sản xuất chè OTD chỉ cho phép thu hoạch lá chồi và lá thứ 2, thứ 3 để chế biến trà.
Chè hái xong cần được vận chuyển ngay về cơ sở chế biến trong vòng 6 giờ, trong thời gian này, chè phải được rải trên nền gạch hoặc xi măng sạch và thoáng, với lớp dày khoảng 30cm và đảo một lần sau vài giờ Để đảm bảo sản phẩm chất lượng cao, nguyên liệu chè phải xanh, tươi và phù hợp với đối tượng sản phẩm; nếu nguyên liệu không đạt yêu cầu sẽ dẫn đến sản phẩm kém chất lượng Nhà nước đã đề ra tiêu chuẩn về chè đọt tươi để đảm bảo sự thống nhất trong thu hái và chế biến chè.
Bảng 1 Phân loại chè nguyên liệu theo TCVN 28
Loại chè Tỷ lệ bánh tẻ (% khối lượng)
Để xác định tỷ lệ phần trăm bánh tẻ, người ta sử dụng phương pháp bấm bẻ để tách phần non và phần bánh tẻ, sau đó cân phần bánh tẻ và tính phần trăm theo tiêu chuẩn TCVN 1053-86.
Hàm lượng tanin trong lá chè và sự biến đổi của nó trong quá trình lên men là yếu tố quyết định chất lượng chè đen Nguyên liệu chế biến chè đen cần có hàm lượng tanin cao, vì trong quá trình lên men, tanin bị oxy hóa một phần, tạo nên màu sắc đặc trưng cho nước chè Đồng thời, tanin cũng chuyển đổi sang trạng thái không tan do kết hợp với protein, dẫn đến việc giảm đáng kể hàm lượng tanin, thường giảm từ 50 - 60% so với ban đầu.
Hàm lượng hợp chất chứa nitơ trong chè tươi quá cao có thể gây hại cho quá trình sản xuất chè đen Trong quá trình lên men, tanin và protein tương tác với nhau, tạo ra các hợp chất không tan, dẫn đến giảm lượng tanin hòa tan và chất chiết Kết quả là chất lượng chè đen bị giảm sút.
Hàm lượng chất chiết trong chè ảnh hưởng trực tiếp đến độ đậm đặc và hương vị của nước chè Để chế biến chè đen và chè xanh, cần sử dụng nguyên liệu có lượng chất chiết cao Tanin, thành phần chính của chất chiết, đóng vai trò quan trọng, vì vậy lượng tanin hòa tan lớn là yếu tố quyết định cho nguyên liệu sản xuất chè đen.
Thành phần và hàm lượng pectin trong lá chè tươi là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ non già của lá Hàm lượng hydrate pectin trong lá non luôn cao hơn so với lá già, tuy nhiên tổng lượng pectin lại có xu hướng giảm Sự hiện diện nhiều hydrate pectin làm tăng độ keo nhớt của dịch ép tế bào, giúp làm dịu vị nước chè và tạo hậu ngọt Nếu lá chè được làm héo đúng cách, chúng sẽ tỏa ra mùi thơm của táo chín.
Tóm lại, thành phần các chất trong nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đối với mỗi loại chè thành phẩm, như chè đen thì cần giàu nguyên liệu tanin.
Về giống chè, nói chung giống chè lá to màu vàng nhạt, móng lá thường giàu tanin, ít protein thích hợp với chế biến chè đen
Hàm lượng tanin trong nguyên liệu chè tăng dần từ đầu vụ, đạt tối đa vào giữa vụ và sau đó giảm dần về cuối vụ Do đó, chè thu hoạch ở đầu và cuối vụ phù hợp cho sản xuất trà xanh, trong khi chè thu hoạch giữa vụ thích hợp cho sản xuất chè đen.
Thành phần hóa học tạo vị trong lá chè và chè thành phẩm
Cây chè tích lũy nhiều chất hóa học quan trọng như tanin, cafein, protein, tinh dầu, men, sắc tố, pectin, vitamin, chất khoáng và axit hữu cơ Trong số đó, tanin, cafein, sắc tố, dầu thơm và pectin đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra màu sắc và hương vị của trà Để sản phẩm chè đạt chất lượng cao, cần xem xét ảnh hưởng của các thành phần hóa học đến chất lượng cuối cùng của trà.
Hàm lượng nước trong nguyên liệu chè thường chiếm từ 75 đến 80%, giảm dần từ lá đến thân và thay đổi theo thời điểm và điều kiện thời tiết thu hoạch Nước không chỉ là môi trường cho các tương tác hóa học mà còn tham gia vào nhiều phản ứng thủy phân và oxy hóa khử trong quá trình chế biến Khi hàm lượng nước giảm xuống dưới 10%, hoạt động của các loại men trong nguyên liệu chè sẽ bị ức chế Để bảo quản và vận chuyển hiệu quả, cần hạn chế sự mất nước sau khi thu hái nhằm tránh hao hụt khối lượng.
Hỗn hợp polyphenol trong chè dễ bị oxy hóa, ảnh hưởng đến màu sắc và hương vị của chè đen Để sản xuất chè đen, nguyên liệu cần có nhiều tanin, nhưng trong quá trình chế biến, khoảng 1/2 lượng tanin sẽ bị mất Ngược lại, chè xanh có thể sử dụng nguyên liệu ít tanin vì tổn thất tanin trong chế biến không nhiều Hàm lượng tanin tăng từ đầu vụ (tháng 3, 4), đạt cực đại vào giữa tháng 7 và giảm dần vào mùa thu, do đó, các nhà máy cần lập kế hoạch sản xuất hợp lý cho từng loại chè.
Công thức phân tử của cafein là C₈H₁₀N₄, có tác dụng tạo cảm giác hưng phấn và liên kết với các sản phẩm oxy hóa của tanin để tạo ra muối tanat Cafein tan trong nước nóng giúp tạo hương thơm và giảm vị đắng Hàm lượng cafein trong cây thay đổi theo mùa sinh trưởng, đạt mức cao nhất vào tháng 7 với 2,84% so với chất khô.
Trong nguyên liệu có nhiều loại men, nhưng chủ yếu là hai nhóm sau:
- Nhóm men thủy phân: amilaza, proteaza
- Nhóm men oxy hóa khử: peroxydaza, polyphenoloxydaza
Trong chế biến chè, đặc biệt là chè đen, men đóng vai trò quan trọng trong các biến đổi sinh hóa trong quá trình làm héo, vò và lên men Những hoạt động này tạo ra hương vị và màu sắc đặc trưng của chè đen Các men này hoạt động mạnh ở nhiệt độ từ 400 °C đến 700 °C.
C thì hoạt động yếu hẳn đi và ở nhiệt độ cao hơn sẽ đình chỉ hoạt động.
Trong sản xuất chè đen, men oxydaza đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa tanin, tạo ra sản phẩm có màu đỏ sẫm Đồng thời, men peroxydaza cũng tham gia vào quá trình oxy hóa tanin, dẫn đến sự hình thành sản phẩm có màu sữa hoặc lốm đốm hồng.
Trong nguyên liệu chè có khoảng 0,03 % tinh dầu, có mùi hăng và các cấu tử phần lớn là các andehyt.
Trong quá trình chế biến chè, hương thơm sản phẩm được hình thành từ phản ứng caramen và sự oxy hóa hoặc khử tinh dầu có sẵn trong nguyên liệu Các men trong quá trình này tạo ra những chất thơm mới, trong khi nguyên liệu chè chứa nhiều dầu thơm, đặc biệt là những loại có nhiệt độ sôi cao, góp phần nâng cao chất lượng chè thành phẩm.
Pectin trong nguyên liệu chè có ảnh hưởng lớn đến quá trình chế biến và chất lượng chè thành phẩm Một lượng pectin thích hợp giúp lá chè dễ dàng xoăn chặt lại, trong khi quá nhiều pectin sẽ gây vón cục, làm giảm hiệu quả vò và gây khó khăn trong quá trình sấy chè Đặc biệt, trong sản xuất chè bánh, pectin trở nên nhờn và dính dưới tác dụng của nhiệt và ẩm, giúp định hình bánh chè.
Pectin có tính hút ẩm nên trong quá trình bảo quản, độ ẩm của chè thành phẩm sẽ tăng làm giảm chất lượng chè.
Sắc tố trong nguyên liệu chè bao gồm clorofin, caroten, xantofin và antoxianidin, cùng với các sắc tố mới hình thành trong quá trình chế biến Tùy thuộc vào loại sản phẩm chè, các sắc tố này có thể được loại bỏ hoặc giữ lại trong quá trình chế biến.
Trong sản xuất chè xanh, clorofin là sắc tố chính quyết định màu sắc của nước chè thành phẩm, vì vậy nguyên liệu có hàm lượng clorofin cao sẽ mang lại lợi ích lớn Ngược lại, clorofin lại làm giảm màu sắc đặc trưng của nước chè đen, do đó, trong quá trình chế biến chè đen, cần phải loại bỏ triệt để clorofin trong nguyên liệu.
CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHÈ ĐEN
Quy trình công nghệ chế biến chè đen
Hình 4 Lưu đồ về quy trình sản xuất trà đen
Lựa chọn và phân loại
Hoàn thiện sản phẩm Phần chè nhỏ
Phần chè nhỏPhần chè nhỏ
Thuyết minh quy trình công nghệ
2.2.1 Công đoạn phân loại và làm sạch
Phân loại và làm sạch chè đen là quá trình quan trọng nhằm loại bỏ tạp chất như bụi, vi sinh vật và cành lá già, đồng thời lựa chọn các búp chè đạt tiêu chuẩn Bước này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm chè đen mà còn đảm bảo sự tinh khiết và an toàn cho người tiêu dùng.
Nguyên liệu đầu vào là những búp chè nhỏ từ 1 tôm đến 2- 3 lá non, hạn chế các lá thứ 4-
Những lá trà từ 5 trở xuống thường có kích thước lớn và thành phần hóa học kém hơn so với lá non Chúng có hàm lượng protein và chlorophyll thấp, thường có màu xanh nhạt Cần lưu ý rằng búp chè sau khi được xử lý sơ bộ cần được héo ngay lập tức.
Các biến đổi của lá chè
Trong công đoạn này không đáng kể, chỉ giảm về thành phần khối lượng và lượng vi sinh vật có trong búp chè.
Thiết bị và phương pháp thực hiện
Quá trình làm sạch nguyên liệu được thực hiện trên các băng tải chuyên dụng, nơi công nhân kiểm tra và loại bỏ tạp chất Cuối băng chuyền, nam châm điện được lắp đặt để loại bỏ kim loại còn sót lại, nhằm đảm bảo không ảnh hưởng đến các bước tiếp theo trong quy trình sản xuất.
Giảm hàm lượng nước trong lá chè từ 75-80% xuống 60-65% là cần thiết để tránh gãy và nát nguyên liệu sau khi thu hoạch Việc làm héo nguyên liệu giúp chè mềm dẻo, dễ vò hơn và tăng nồng độ dung dịch chè, kích thích enzyme tạo ra chất có lợi cho sản phẩm Enzyme thủy phân phân giải các chất không tan thành chất hòa tan, góp phần tạo hương vị cho chè Quá trình oxy hóa khử trong lên men chuyển hóa tanin, làm dịu vị và tạo màu nước đặc trưng cho sản phẩm.
Chè sau khi làm héo cần đạt độ ẩm từ 60-65%, với mức độ làm héo khoảng 90% Việc không làm héo quá mức là rất quan trọng, vì nếu làm héo quá, sẽ dẫn đến các biến đổi sinh hóa ngưng lại, khiến lá chè khô và giữ lại vị đắng cùng mùi hăng ban đầu.
Các phương pháp làm héo a Làm héo tự nhiên
Sử dụng năng lượng tự nhiên từ ánh nắng mặt trời để héo chè là một phương pháp hiệu quả, với độ dày lá chè khoảng 20cm và thời gian héo từ 12-14 giờ tùy thuộc vào thời tiết Cần đảo đều lá chè sau mỗi nửa giờ để đảm bảo héo đều Mặc dù phương pháp này tiết kiệm chi phí, nhưng đòi hỏi nhiều công sức và thời gian, cũng như cần có nhiều công nhân để kiểm tra thường xuyên.
Hình 5 Làm héo tự nhiên b Làm héo tự nhiên đặc biệt
Làm héo chè trong phòng thoáng khí được thực hiện trên các dàn có khoảng 10 tầng, với khoảng cách giữa các tầng từ 10 đến 15 cm Kích thước lỗ đan ô vuông ở đáy vỉ là 2x2 cm, trong khi kích thước của vỉ là 1x1 m Mỗi vỉ có khả năng chứa khoảng 2 kg búp chè tươi.
Làm héo trong phòng nóng là một phương pháp hiệu quả, trong đó cứ mỗi giờ, quạt sẽ được mở để đẩy không khí ẩm ra ngoài và thổi không khí nóng vào Ở nhiệt độ khoảng 25 – 28°C, thời gian làm héo là 7-8 giờ, trong khi ở nhiệt độ 40 - 45°C, thời gian này giảm xuống còn 5 – 6 giờ Mặc dù phương pháp này có chi phí thấp, nhưng nó lại tốn nhiều thời gian.
Hình 6 Làm héo bằng thiết bị làm héo
Sử dụng năng lượng nhận tạo qua thiết bị làm héo, một hòm kim loại kín với băng chuyền phẳng di chuyển ngang Trước khi làm héo, cần khởi động thiết bị để điều chỉnh nhiệt độ phù hợp với từng loại chè, với nhiệt độ giảm từ 44-32°C sau 5 lần tuần hoàn không khí Độ ẩm không khí duy trì dưới 70-74%, đảm bảo không khí không quá ẩm Sau khoảng 2-5 giờ, năng suất đạt từ 4800 đến 7200 kg với lưu lượng không khí từ 55000 đến 60000 m³/h.
Thông số kỹ thuật được điều chỉnh theo từng loại chè như sau:
Chè A và B cần thời gian héo là 4 giờ với tốc độ băng chuyền 0,31 m/phút ở nhiệt độ 42-47°C Đối với nguyên liệu thu vào cuối vụ, băng tải có thể hoạt động với tốc độ 0,307 m/phút và thời gian héo giảm xuống còn 3 giờ.
Đối với loại chè C và D, khi sử dụng máy chạy với vận tốc 2 và nhiệt độ từ 41-43°C, nếu nguyên liệu kém, cần điều chỉnh máy chạy với tốc độ 3 (tốc độ băng chuyền 0,462 m/phút) và thời gian héo là 2 giờ Phương pháp làm héo được thực hiện bằng máng héo.
Máng làm héo có hình dạng hộp chữ nhật và bao gồm ba bộ phận chính: bộ phận cấp nhiệt, bộ phận chứa chè (máng héo) và lò nhiệt Thiết bị này thường được sử dụng để làm héo lá chè khi số lượng chè lớn.
Hình 7 Làm héo bằng máng làm héo
Chè được rải đều trên máng và lò cấp nhiệt, nơi không khí nóng được thổi vào từ quạt gió, thổi từ dưới lên trên xuyên qua lớp chè Quá trình này diễn ra theo chu kỳ 30 phút thổi và 30 phút hút ngược cho đến khi chè héo hoàn toàn Máng héo sử dụng quạt hữu trục có khả năng quay theo hai chiều, giúp quá trình héo diễn ra đồng đều mà không cần đảo tay Thời gian làm héo phụ thuộc vào nhiệt độ: ở mức 25-28°C, thời gian là 7-8 giờ, trong khi ở nhiệt độ 40-45°C, thời gian rút ngắn còn 5-6 giờ.
Một số thông số kỹ thuật của máng làm héo:
+ Lưu lượng gió nóng cấp cho máng: 750m 3 /m 2 /giờ
+ Thời gian héo: 16-18 giờ ( khi hái 3 giờ, quá trình mua chuyển khoảng 2 giờ, thời gian tiến hành làm héo 11-13 giờ)
Các biến đổi khi làm héo:
- Thể tích, khối lượng chè giảm do mất nước
- Lá chè mềm dẻo, có tính đàn hồi
- Diện tích lá chè tươi bị thay đổi
Dưới tác dụng của nhiệt độ, không khí, thời gian làm héo xảy ra nhiều biến đổi hóa sinh như:
Giảm hàm lượng tanin từ 1-2% so với ban đầu dẫn đến sự biến đổi đáng kể về chất lượng Nhóm tanin riêng có vị chát dịu tăng lên từ 2-3 lần, do nhiệt độ làm héo tăng đã ảnh hưởng đến hàm lượng tanin.
- Nhóm Polyhydroxylphenol oxydase– Catechin có vị đắng chát giảm mạnh từ 2-3 lần (giảm 40-50% so với ban đầu) Làm thay đổi hoạt động của enzyme.
- Hàm lượng chlorophyll giảm sẽ có lợi trong sản xuất vì màu xanh của clophyll làm cho màu sắc của nước chè pha không đẹp.
Hàm lượng vitamin C giảm, một chất chống oxi hóa, sẽ thúc đẩy quá trình oxy hóa sắc tố antoxianidin, tạo ra sản phẩm tan trong nước, từ đó làm tăng vẻ đẹp màu sắc của nước.