Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ bảo quản chè đen CTC trong môi trường điều biến khí có sử dụng bơm nhiệt

DANH MỤC CÁC HÌNH 2.1 Quy trình sản xuất chè ñen CTC 3 2.3 Sơ ñồ phân loại chè ñen CTC 6 2.4 Mô hình dây chuyền thiết bị bảo quản và phối trộn chè của AZO 22 2.5 Mô hình bảo quản chè ñen

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-


 -

ðỖ THỊ THANH NGA

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN CHÈ ðEN CTC TRONG MÔI TRƯỜNG ðIỀU BIẾN KHÍ CÓ SỬ DỤNG BƠM NHIỆT

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-


 -

ðỖ THỊ THANH NGA

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN CHÈ ðEN CTC TRONG MÔI TRƯỜNG ðIỀU BIẾN KHÍ CÓ SỬ DỤNG BƠM NHIỆT

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH

MÃ SỐ : 60.42.02.01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 TS PHẠM ANH TUẤN 2.PGS.TS NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY

HÀ NỘI - 2013

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện trong luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

Tác giả luận văn

ðỗ Thị Thanh Nga

Xin chân thành cảm ơn Viện ñào tạo Sau ñại học Trường ñại học Nông nghiệp

Hà Nội ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện ñề tài

Cảm ơn những tình cảm chân thành nhất của tất cả bạn bè, ñồng nghiệp ñã nhiệt tình giúp ñỡ tôi hoàn thành bản luận văn này

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

Tác giả luận văn

ðỗ Thị Thanh Nga

MỤC LỤC

Phần thứ hai TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Quy trình sản xuất chè ñen CTC 3

2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè ñen trên thế giới và Việt Nam 7

2.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè ñen trên thế giới 7

2.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè ñen ở Việt Nam 9

2.3 Một số biến ñổi xảy ra với chè trong quá trình bảo quản 10

2.3.1 Sự lão hóa của chè sản phẩm 10

2.3.3 Sự biến ñổi các thành phần hóa sinh 12

2.4 Các yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng chè trong quá trình bảo quản 12

2.4.1 ðộ ẩm và hoạt ñộ nước của chè 12

2.4.2 Nhiệt ñộ và ñộ ẩm trong môi trường bảo quản 16

2.4.3 Thành phần khí trong môi trường bảo quản 17

2.4.5 Hệ vi sinh vật trong chè 17

2.5 Tình hình nghiên cứu công nghệ bảo quản chè trên thế giới và Việt Nam 18

2.5.1 Tình hình nghiên cứu công nghệ bảo quản chè trên thế giới 18

2.5.2 Tình hình nghiên cứu công nghệ bảo quản chè tại Việt Nam 23

2.6 Tổng quan công nghệ sấy bơm nhiệt 25

2.6.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sấy bơm nhiệt 26

2.7 Tổng hợp ñánh giá và xác ñịnh nhiệm vụ nghiên cứu của ñề tài 29

Phần thứ ba NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

3.1 Nguyên liệu, thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu 31

3.1.1 Nguyên liệu nghiên cứu 31

3.1.2 Thời gian, ñịa ñiểm nghiên cứu 31

3.3 Phương pháp nghiên cứu 32

3.3.1 Phương pháp khảo sát, lấy mẫu và phân tích thành phần sinh hóa 32

3.3.3 Phương pháp phân tích và ñánh giá chất lượng chè ñen CTC 36

3.3.4 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu 41

3.3.5 Thiết bị và dụng cụ ño ñạc 41

Phần thứ tư KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43

4.1 Kết quả khảo sát một số ñặc tính về thành phần sinh hóa của chè ñen

4.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của ñộ ẩm chè ñến các chỉ tiêu chất lượng

sinh hóa và vi sinh của chè ñen CTC trong quá trình bảo quản 45

4.2.1 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến hàm lượng tanin trong quá trình bảo quản 45

4.2.2 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến hàm lượng chất hoà tan tổng số trong quá

4.2.3 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến hàm lượng catechin trong quá trình bảo quản 48

4.2.4 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến sự phát triển của vi sinh vật trong quá trình

4.2.5 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến chất lượng cảm quan trong quá trình bảo quản 50

4.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng ñộ khí O2 ñến các chỉ tiêu chất

lượng sinh hóa và vi sinh của chè ñen CTC trong quá trình bảo quản 51

4.3.1 Ảnh hưởng nồng ñộ khí O2 ñến hàm lượng tanin trong quá trình bảo

4.3.2 Ảnh hưởng nồng ñộ khí O2 ñến hàm lượng chất hòa tan tổng số trong quá

4.3.3 Ảnh hưởng nồng ñộ khí O2 ñến hàm lượng catechin trong quá trình bảo

4.3.4 Ảnh hưởng nồng ñộ khí O2 ñến sự phát triển của vi sinh vật trong quá

4.3.5 Ảnh hưởng nồng ñộ khí O2 ñến chất lượng cảm quan trong quá trình bảo

4.4 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng ña yếu tố (nồng ñộ khí O2, ñộ ẩm chè và

nhiệt ñộ bảo quản) ñến chất lượng và thời gian bảo quản chè ñen CTC 57

4.4.1 Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố thực nghiệm ñến chất lượng chè ñen

CTC trong quá trình bảo quản 57

4.4.2 Kết quả tối ưu hóa chế ñộ bảo quản chè ñen CTC 65

4.5 Kết quả ñề xuất quy trình công nghệ bảo quản chè ñen CTC bằng

4.5.1 Sơ ñồ quy trình công nghệ 69

4.5.2 Thuyết minh quy trình 70

Phần thứ năm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT

CTC Crushing - Tearing- Curling Ép – xé - uốn

MA Modifined atmosphere Môi trường biến ñổi

MAHPD Modifined atmosphere heat

Tổ chức Nông lương thế giới

PVC Polyvinylclorua

DANH MỤC CÁC BẢNG

2.1 Xuất khẩu chè ñen của Việt Nam (2006-2009) 9

3.1 Giá trị thực và mã hóa của các yếu tố thực nghiệm 34

3.2 Mức cho ñiểm ñối với từng chỉ tiêu ñánh giá 40

3.3 Mức ñộ quan trọng của từng chỉ tiêu ñánh giá 40

3.4 Xếp hạng mức chất lượng theo ñiểm tổng số 41

4.1 Thành phần sinh hóa của các mẫu chè ñen CTC 43

4.2 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến sự phát triển của vi sinh vật tổng số

4.3 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến chất lượng cảm quan 50

4.4 Ảnh hưởng của nồng ñộ khí O2 ñến sự phát triển của vi sinh vật tổng số

4.5 Ảnh hưởng nồng ñộ khí O2 ñến chất lượng cảm quan 56

4.6 Tổng hợp số liệu thí nghiệm ña yếu tố 58

4.7 Tổng hợp kết quả phân tích các mẫu ñối chứng với kết quả nghiên cứu

bảo quản chè ñen CTC (BP) 67

DANH MỤC CÁC HÌNH

2.1 Quy trình sản xuất chè ñen CTC 3

2.3 Sơ ñồ phân loại chè ñen CTC 6

2.4 Mô hình dây chuyền thiết bị bảo quản và phối trộn chè của AZO 22

2.5 Mô hình bảo quản chè ñen khối lớn, quy mô 2 tấn/ñống trong môi

2.6 Thực trạng về tình hình bảo quản chè 25

2.7 Sơ ñồ nguyên lý của thiết bị sấy bơm nhiệt 26

3.1 Mẫu chè ñen CTC (BOP, BP, OF, PF) 31

3.2 Mô hình thiết bị thí nghiệm bảo quản chè bằng phương pháp MAHPD 35

4.1 Sự biến thiên của hàm lượng tanin theo ñộ ẩm chè trong quá trình bảo

4.2 Sự biến thiên của hàm lượng chất hòa tan tổng số theo ñộ ẩm chè trong

4.3 Sự biến thiên của hàm lượng catechin theo ñộ ẩm chè trong quá trình

4.4 Sự biến thiên của hàm lượng tanin theo nồng ñộ khí O2 trong quá trình

4.5 Sự biến thiên của hàm lượng chất hòa tan tổng số theo nồng ñộ khí O2

trong quá trình bảo quản chè ñen CTC 53

4.6 Sự biến thiên của hàm lượng catechin theo nồng ñộ khí O2 trong quá

trình bảo quản chè ñen CTC 54

4.7a Quan hệ giữa nồng ñộ khí O2 và ñộ ẩm chè ñến chất lượng cảm quan của

4.7b Quan hệ giữa nồng ñộ khí O2 và nhiệt ñộ bảo quản ñến chất lượng cảm

4.7c Quan hệ giữa ñộ ẩm chè và nhiệt ñộ bảo quản ñến chất lượng cảm quan

4.9a Quan hệ giữa nồng ñộ khí O2 và ñộ ẩm chè ñến hàm lượng catechin 63

4.9b Quan hệ giữa nồng ñộ khí O2 và nhiệt ñộ bảo quản ñến hàm lượng

4.9c Quan hệ giữa ñộ ẩm chè và nhiệt ñộ bảo quản ñến hàm lượng catechin 63

4.10 Biểu diễn sự mong ñợi của các yếu tố thực nghiệm và mục tiêu 66

4.11 Biểu diễn mức mong ñợi ñạt ñược của mô hình thực nghiệm 67

4.12 Sơ ñồ quy trình công nghệ bảo quản chè ñen CTC bằng phương pháp

DANH MỤC CÁC ðỒ THỊ

ðồ thị 2.1: Ảnh hưởng của hoạt ñộ nước tới các loại phản ứng hóa học 13

ðồ thị 2.2: Mối quan hệ giữa hoạt ñộ nước và sự phát triển của các vi sinh vật 14

ðồ thị 2.3: ðồ thị biểu thị mối quan hệ giữa hoạt ñộ nước và ñộ ẩm 15

Phần thứ nhất

MỞ ðẦU 1.1 ðặt vấn ñề

Hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, chè ñã trở thành một thứ ñồ uống quen thuộc Người ta không chỉ sử dụng chè với mục ñích giải khát mà còn vì các tác dụng sinh học quan trọng của nó Chính vì vậy chè ñã trở thành cây công nghiệp quan trọng trong cơ cấu cây trồng của vùng trung du và miền núi, vùng sâu, vùng xa của nước ta ðến nay, cả nước ta có 131.000 ha chè, tổng sản phẩm khô ñạt 130.000 tấn trong ñó xuất khẩu ñạt hơn 100.000 tấn chủ yếu là chè ñen Chè Việt Nam ñang phát triển tăng dần cả về diện tích và sản lượng ñã ñưa nước ta trở thành quốc gia ñứng thứ 5 trên thế giới về sản lượng chè cũng như xuất khẩu

Cơ cấu về sản phẩm chè Việt Nam chủ yếu gồm: Chè ñen (60%), chè xanh (35%) và các loại chè khác (5%) Chè ñen có hai dạng là chè truyền thống OTD và chè CTC Trong ñó, chè ñen CTC ñang có xu hướng ñược ñầu tư phát triển mạnh, sản phẩm sản xuất với dây chuyền thiết bị tiên tiến theo công nghệ của Ấn ðộ

Tuy vậy sản phẩm chè Việt Nam có tính cạnh tranh thấp, sản lượng xuất khẩu chủ yếu ở dạng nguyên liệu thô, với giá thấp và liên tục giảm trong 10 năm qua Vì chè

có ñặc tính dễ hút ẩm, các phản ứng hóa học xảy ra liên tục sau khi chế biến làm thay ñổi về chất lượng, về ngoại hình, mùi vị, màu nước hoặc sinh ra các hương vị lạ khác

Nguyên nhân chính dẫn ñến sự hút ẩm và biến ñổi các hợp chất hóa học của chè là do thực trạng bảo quản chè tại các cơ sở sản xuất và các doanh nghiệp xuất khẩu chè với hình thức rất thủ công, chè ñược chứa ñựng trong bao PP+PE xếp chồng chất lên nhau, nhiệt ñộ và ñộ ẩm trong kho không ñược kiểm soát (ðỗ Văn Ngọc và Trịnh Văn Loan, 2008) Mặt khác do nhu cầu ñặt hàng khác nhau nên chè sau khi chế biến thường bảo quản ở dạng tơi rời chưa bao gói vì vậy khi xuất hàng luôn phải sấy lại nhằm ñảm bảo ñồng ñều về ñộ ẩm, ñây cũng chính là nguyên nhân nhằm giảm cấp chất lượng của chè

Trên thực tế, hiện nay chúng ta chưa có sự ñầu tư ñúng mức về công nghệ và thiết bị bảo quản chè, chè ñược bảo quản chủ yếu bằng các phương pháp vật lý như

công nghệ hút chân không, ñóng bao bằng bao bì PVDC+PE…, tuy nhiên chất lượng chè vẫn còn thấp và không ổn ñịnh trong quá trình bảo quản Vấn ñề ñặt ra là phải tìm ñược phương pháp bảo quản thích hợp ñề duy trì ñược chất lượng chè bảo quản

Phương pháp sấy bơm nhiệt ñã ñược Perera nghiên cứu từ năm 1997, hiện nay ñược sử dụng phổ biến ở nước ngoài Ở nước ta, phương pháp này cũng ñã ñược ứng dụng ñối với một số rau gia vị Phương pháp sấy bơm nhiệt trong môi trường ñiều biến là phương pháp bảo quản phù hợp với ñặc tính của sản phẩm chè

Ở phương pháp này, chè ñược ñược bảo quản trong môi trường kín, ñộ ẩm của chè luôn ñược duy trì ở mức an toàn nhờ hệ thống sấy bơm nhiệt, do ñó hạn chế ñược tối ña các phản ứng oxi hóa xảy ra trong quá trình bảo quản chè Vì vậy, chúng tôi

tiến hành nghiên cứu ñề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ bảo quản

chè ñen CTC trong môi trường ñiều biến khí có sử dụng bơm nhiệt”.

1.2 Mục ñích và yêu cầu

1.2.1 Mục ñích

Xây dựng ñược quy trình công nghệ bảo quản chè ñen CTC bằng phương pháp ñiều biến khí có sử dụng bơm nhiệt (MAHPD) nhằm ổn ñịnh chất lượng sản phẩm chè ñen CTC trong quá trình bảo quản

1.2.2 Yêu cầu

- Khảo sát ñược 1 số ñặc tính về thành phần sinh hóa của chè ñen CTC

- Xác ñịnh ñược ảnh hưởng của ñộ ẩm chè ñến các chỉ tiêu chất lượng sinh hóa và vi sinh vật

- Xác ñịnh ñược ảnh hưởng của nồng ñộ khí O2 ñến các chỉ tiêu chất lượng sinh hóa và vi sinh vật

- Xác ñịnh ñược ảnh hưởng ña yếu tố (nhiệt ñộ, nồng ñộ khí O2, ñộ ẩm của chè) ñến chất lượng và thời gian bảo quản chè ñen CTC

- Tổng hợp ñề xuất quy trình công nghệ bảo quản chè ñen CTC bằng phương pháp MAHPD

Phần thứ hai TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Quy trình sản xuất chè ñen CTC

Chè ñen CTC (Crushing - Tearing- Curling) ñược chế biến trên hệ thống

thiết bị ñồng bộ liên tục, sản phẩm có hương vị ñộc ñáo của chè nguyên liệu vùng cao, các mặt hàng chính của chè ñen gồm: BOP, BP, OF, PF, D Quy trình chế biến chè ñen CTC (hình1) có thể tóm tắt như sau:

Hình 2.1: Quy trình sản xuất chè ñen CTC Thuyết minh quy trình:

 Nguyên liệu:

Nguyên liệu dùng trong sản xuất chè là những búp chè 1 tôm, 2 ñến 3 lá non hái trên những ñọt chè có từ 4 – 5 lá, vào ñúng ñộ trưởng thành kỹ thuật Nguyên liệu tốt hay xấu ảnh hưởng ñến quá trình chế biến và chất lượng chè thành phẩm

Nguyên liệu Làm héo

Phân loại Sấy khô

Phá vỡ cấu trúc

và tạo hình Lên men

Chè ñen CTC

ðối với sản xuất chè ñen CTC ta chọn giống chè có lá to, màu vàng nhạt, mỏng thường giàu tanin, ít protein thích hợp với việc chế biến chè ñen CTC

Hình 2.2: Hệ thống cắt CTC

Chè ñược sàng tơi cấp ñều vào máy nghiền sau ñó tách chè vụ nát, làm mát khối chè và loại các tạp chất ra khỏi chè Ta sơ chế chè trước khi ñưa vào máy cắt

Hệ thống cắt CTC làm cho kích thước của chè nhỏ lại, mềm ñều dựa vào cơ chế nén

ép, vò xé và cắt nhỏ của hệ thống cắt CTC Tiếp ñó ta sàng vò viên ñể cho khối chè tơi xốp hơn tạo ñiều kiện thuận lợi cho quá trình lên men

ñổi sinh hóa của lá chè xảy ra từ khi làm héo, nhưng ñến giai ñoạn lên men nó mới biến ñổi ñầy ñủ và sâu sắc nhất ñể tạo nên phẩm chất ñặc biệt của chè ñen Quá trình lên men xảy ra từ 4-5 giờ kể từ khi bắt ñầu vò và chia làm hai giai ñoạn

+ Giai ñoạn 1: kể từ khi bắt ñầu vò ñến khi vò xong Trong thời gian này dưới tác dụng của men oxi hóa các catechin của hợp chất tanin trong chè bị oxi hóa chuyển thành orthoquinone là chất có hoạt tính mạnh có thể oxi hóa các chất khác, hoặc ngưng tụ với nhau ñể tạo thành các sản phẩm có màu Vì vậy, sau khi vò lá chè chuyển từ màu xanh sang màu hung hung (nâu ñỏ)

+ Giai ñoạn 2: kể từ sau khi vò ñến trước khi sấy kéo dài khoảng 2-3 giờ Nguyên liệu chè ở phòng lên men luôn ñược phun hơi ẩm và ñiều chỉnh ở nhiệt ñộ thích hợp cho quá trình lên men Trong thời gian này chè chuyển từ màu hung hung

sang màu ñồng ñỏ và tỏa hương thơm dễ chịu, vị chè không chát gắt mà chát dịu

 Sấy:

Mục ñích ñể cố ñịnh chất lượng cho chè ñen, sử dụng nhiệt ñể hoàn thiện chất lượng chè, làm khô chè từ ñộ ẩm 60-65% còn 3-5%, tạo ra một số hương thơm mới cho chè thành phẩm, tiêu diệt vi sinh vật phát triển như nấm mốc, vi khuẩn gây bệnh ñường ruột Nhiệt ñộ sấy thích hợp 1050C trong khoảng thời gian 20-25 phút Sau giai ñoạn này chè khô ñi và xoăn lại, thể tích và trọng lượng khối chè ñều giảm, chè lên men mất ñi màu hồng ñỏ và chuyển dần sang màu ñen bóng

 Phân loại:

Mục ñích tạo ñộ ñồng ñều về kích thước và ñộ non già, tạo sản phẩm chè phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng, loại bỏ các tạp chất lẫn trong chè Phân loại dựa theo kích thước, màu sắc và tỷ trọng Sản phẩm sau phân loại phải có tính chất ñồng ñều về ngoại hình và nội chất Chè CTC ñược phân loại dựa vào hai chỉ tiêu to, nhỏ

Hình 2.3: Sơ ñồ phân loại chè ñen CTC

Chè ñen CTC sau khi phân loại gồm 5 loại chính sau:

BOP: là phần chè già, chất lượng không cao Có kích thước hạt chè lớn nhất, ñường kính 3mm Hạt chè màu ñen hơi nâu, sáng, có lẫn sơ râu trong hạt chè, có mùi thơm nhẹ, nước pha màu ñỏ thẫm, chát ñậm, hậu ngọt

BP: hạt chè có ñường kính khoảng 2mm Hạt chè tròn ñều, màu ñen nâu, sáng, mùi thơm ñượm, vị ñậm ñà, hậu ngọt

OF: là phần chè non, chất lượng tốt Hạt chè tròn ñều, ñường kính 1mm, màu ñen nâu ñậm, hương thơm ñượm ñặc trưng, vị chát ñậm ñà, có hậu ngọt

PF: là phần chè non, vụn Hạt chè có ñường kính 0,5mm, màu ñen nâu, thơm ñặc trưng, vị ñậm ñà, hậu ngọt

D: là phần vụn nát chè Hạt chè nhỏ mịn, màu nâu ñen ñậm, thơm nhẹ

Sàng phân bố Phần lọt sàng Sàng sơ bộ

Các số chè Sàng sạch (quạt rê, tách xơ, tách cuộng…)

Chè thành phẩm

Chè ñen bán thành

phẩm

Cắt nhẹ Phần trên sàng

Cắt, rán Phần trên sàng

 Chè ựen CTC thành phẩm:

Sau khi phân loại, tiến hành bao gói kắn sản phẩm Bảo quản sản phẩm ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh sáng mặt trời, ựộ ẩm không khắ nhỏ hơn 60% (Nguyễn Duy Thịnh, 2008)

2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè ựen trên thế giới và Việt Nam

2.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè ựen trên thế giới

Hiện nay, chè ựược sản xuất ở 39 nước thuộc cả 5 châu lục Trong ựó, Trung Quốc là nước sản xuất chè lớn nhất thế giới ựạt 1.317 ngàn tấn năm 2009 Kế ựến là

Ấn độ, Kenya, Sri Lanka, Thổ Nhĩ Kỳ và Việt Nam

Sri Lanka là nước sản xuất chè truyền thống, với quy mô công nghiệp rất sớm, với tiến ựộ phát triển rất nhanh đến nay diện tắch ựạt hơn 210.270ha, tổng sản lượng 310.800 tấn Sri Lanka ựược xem là nhà xuất khẩu chè ựen hàng ựầu trên thế giới Hiện ựã thâm nhập vững chắc vào những thị trường nhập khẩu lớn như Nga, CIS (cộng ựồng các quốc gia ựộc lập thuộc Liên Xô cũ), các Tiểu vương quốc Ả rập, Jordan, Ai Cập và là nhà cung cấp chắnh cho những thị trường này (Nguyễn Trung đông, 2010)

Kenya ựược coi là quốc gia phát triển nhanh về diện tắch chè trên thế giới, so với các cường quốc chè trên thế giới như Ấn độ, Trung Quốc, Sri Lanka, mặc dù chè mới chỉ ựược trồng ở Kenya từ 1903 Năng suất chè rất cao, ựứng ựầu thế giới, bình quân 2,7 tấn khô/ha Hầu hết (≥ 99%) chè của Kenya ựược xuất khẩu dưới dạng chè ựen CTC

Ấn độ là nước sản xuất chè lớn nhất thế giới nhưng chỉ ựứng thứ 4 trên thế giới về lượng xuất khẩu cũng như kim ngạch xuất khẩu do Ấn độ là nước có tỷ trọng dùng chè trong nước vào loại cao nhất thế giới Năm 2009 tổng diện tắch chè ựạt 470.000ha, năng suất bình quân ựạt hơn 1,7 tấn khô/ha điểm lợi thế của Ấn độ chắnh là có khả năng sản xuất chè ựen orthodox và chè CTC vì hiện nay trên thế giới các nước sản xuất chè lớn như Trung Quốc, Ấn độ, Nga có xu hướng tăng sản lượng chè CTC ựể thay thế dần chè sản xuất theo công nghệ truyền thống OTD

Theo FAO (2011) và Hicks (2009), tỷ lệ sản lượng chè ựen thu hoạch hàng năm trên thế giới chiếm ựến 70,09% so với tổng sản lượng chè thu hoạch hàng năm

của tồn thế giới ðến năm 2017, hàng năm dự kiến tốc độ tăng sản lượng chè đen đạt 1,9% và đạt mức 3,1 triệu/tấn

Các nước xuất khẩu chè đen dạng rời lớn nhất thế giới là Kenya chiếm 32% tổng kim ngạch xuất khẩu thế giới về loại chè này, tiếp theo là Sri Lanka 26%, Ấn

ðộ 15%, Trung Quốc 5%, ðức 3% Chè đen đĩng gĩi khơng quá 3kg chiếm khoảng 28% tổng kim ngạch giao dịch chè thế giới Các nước xuất khẩu lớn nhất loại chè này là Sri Lanka (chiếm 32% tổng kim ngạch xuất khẩu), Anh (18%), Ấn ðộ (8%), Tiểu Vương quốc Ả rập thống nhất (5%) và ðức (5%)

Trên thế giới dần hình thành nhiều tập đồn kinh doanh chè với những phương thức kinh doanh khác nhau: những nước khơng cĩ nhiều tiềm năng về trồng chè như Anh, ðức, Hà Lan… thì tập trung nhập khẩu chè và đầu tư cơng nghệ thiết

bị chế biến chè thành phẩm với những cơng đoạn chính như sơ chế, phối trộn, gia hương và đĩng gĩi Bằng phương thức này chè được nhập về ở dạng bán thành phẩm cĩ xuất xứ khác nhau với giá rất thấp, nhưng đã tạo ra lợi nhuận lớn hơn rất nhiều so với lợi nhuận của nhà xuất khẩu chè, ví dụ một Hãng chế biến chè tại Anh mua chè nguyên liệu của Việt Nam với giá 1,3 USD/kg, sau khi chế biến thành phẩm bán với giá 9,8 USD/kg

Một số nước cĩ tiềm năng sản xuất và nhu cầu tiêu thụ trong nước cao như Trung Quốc, Ấn ðộ… thì sản phẩm chủ yếu được chế biến là chè thành phẩm và ít phải tồn trữ ở dạng chè bán thành phẩm, đây là phương thức sản xuất cĩ hiệu quả cao nhất

Cịn lại là nhĩm các nước thuần túy về xuất khẩu chè ở dạng bán thành phẩm (trong đĩ cĩ Việt nam) thì cĩ hiệu quả thấp nhất Chưa cĩ đầu tư đúng mức về cơng nghệ và thiết bị bảo quản và phối trộn chè đảm bảo, do vậy khơng chủ động được số lượng cũng như chất lượng sản phẩm, dẫn đến tính cạnh tranh thấp

Qua đĩ cho thấy, xu hướng đầu tư nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ thiết bị bảo quản và chế biến chè thành phẩm là chiến lược phát triển của những quốc gia cĩ tiềm năng về sản xuất chè, đặc biệt là những nước đang thuần tuý xuất khẩu chè dạng bán thành phẩm

2.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè ựen ở Việt Nam

Việt Nam bắt ựầu sản xuất chè từ hơn 3000 năm trước đến nay, theo tổng công ty chè Việt Nam cả nước có 35 tỉnh trồng chè với diện tắch khoảng 131 ngàn

ha, sản lượng ựạt khoảng 648.200 tấn chè búp tươi/năm, tương ựương 140.000 tấn sản phẩm, trong ựó xuất khẩu 105.000 tấn chủ yếu là chè ựen và tiêu thụ trong nước 35.000 tấn Vụ thu hoạch chè thường từ tháng 5 ựến tháng 11, các tháng còn lại hầu như không có chè búp tươi Chắnh vì vậy sau khi chế biến chè phải lưu kho, vận chuyển, phân phối ựến nơi tiêu thụ với thời gian khá dài, ựây là giai ựoạn chất lượng sản phẩm dễ bị xuống cấp

Cơ cấu về sản phẩm chè Việt Nam chủ yếu gồm: Chè ựen (60%), chè xanh (35%) và các loại khác (5%) Chè ựen có 2 dạng là chè truyền thống OTD và chè CTC, chè xanh có các dạng: chè xanh truyền thống, chè xanh dẹt, chè xanh pao chung, chè ô long và các loại chè hương (sen, nhài, sói, ngâu, hòe), gần ựây có chè túi lọc, chè hoà tan

Các doanh nghiệp Việt Nam xuất khẩu chủ yếu là chè ựen dạng rời, ựóng gói trên 3 kg chiếm 55-65% ựược thể hiện cụ thể qua bảng sau:

Bảng 2.1: Xuất khẩu chè ựen của Việt Nam (2006-2009)

Chè ựen dưới 3kg

Chè ựen trên 3kg Năm

(Nguồn: United Nations Commodity Trade Statistics Database)

Theo Nguyễn Trung đông (2010): năm 2009, Việt Nam xuất khẩu chè sang

107 quốc gia và vùng lãnh thổ, tập trung chủ yếu ở đài Loan hơn 11 ngàn tấn chè ựen dạng rời (chiếm 8,2% sản lượng chè xuất khẩu của Việt Nam), 477 tấn chè ựen dưới 3kg (0,4%), sang Nga 21,1 ngàn tấn chè ựen dạng rời (15,7%), sang Pakistan 13,3 ngàn tấn chè ựen của Việt Nam (9,9%) đến nay Việt Nam trở thành nước

ựứng thứ 5 trên thế giới về sản xuất và xuất khẩu chè, ựứng sau các nước Trung Quốc, Ấn độ, Srilanca, Kenya

Tuy vậy, sản phẩm chè Việt Nam có tắnh cạnh tranh thấp, sản lượng xuất khẩu chủ yếu ở dạng nguyên liệu thô chiếm 95%, và chỉ khoảng 5% ở dạng thành phẩm, với giá thấp và liên tục giảm trong gần 10 năm qua Lý do về mặt chất lượng

và uy tắn trên thị trường quốc tế thì chè Việt Nam vẫn thuộc loại không có tên tuổi

và thường xếp sau chè Indonesia So sánh giá thời ựiểm năm 2008 là 1,8 USD/kg ựến nay chỉ ựạt khoảng 1,2 - 1,3 USD/kg, trong khi giá bình quân chè nguyên liệu trên thị trường thế giới là 2,2 USD/kg So với giá xuất khẩu của Sri-Lanka cùng thời ựiểm là 2,4 - 2,6 USD/kg, thì giá xuất khẩu chè của Việt Nam chỉ bằng 50%

2.3 Một số biến ựổi xảy ra với chè trong quá trình bảo quản

2.3.1 Sự lão hóa của chè sản phẩm

Bảo quản là khâu cuối cùng của quá trình sản xuất chè đây là khâu rất quan trọng Nếu sản xuất ra các mặt hàng chè tốt chất lượng cao, nhưng bao bì ựóng gói không tốt, chè sản phẩm thường xuống cấp nhanh chóng do ựộ thủy phần tăng lên, làm biến ựổi các chất không có lợi ựối với chất lượng chè Sở dĩ như vậy là do sự hút nước của chè, làm ựộ ẩm chè tăng lên, ựồng thời chè cũng hút lượng oxy trong không khắ, làm chất lượng chè dần dần bị biến ựổi mặc dù xảy ra rất chậm Thời gian bảo quản càng lâu thì chất lượng chè càng giảm mạnh Sự biến ựổi của chè trong quá trình bảo quản có thể chia làm 2 giai ựoạn như sau:

Giai ựoạn 1: đó là sự lão hóa cần thiết, trong ựó xảy ra như sự chắn của sản phẩm, làm nâng cao tắnh chất hương vị, do ựó chất lượng sản phẩm sẽ tốt hơn Trong thực tế cho thấy, chè xanh vừa mới chế biến xong vẫn còn hăng ngái, nhưng sau thời gian ngắn, thì mới xuất hiện hương vị ngon hơn không còn mùi hăng ngái

Giai ựoạn 2: Làm cho chất lượng chè xấu ựi, do biến ựổi hàm lượng các chất trong chè, do ựó làm hạ thấp chất lượng sản phẩm

Trong kỹ thuật sản xuất chè ựen, hầu như bỏ qua sự lão hóa chè ở giai ựoạn ựầu, ựó là giai ựoạn cần thiết ựể nâng cao chất lượng chè Chè mới vừa chế biến ở nhà máy có hương vị rất tốt, nhưng sau 2-3 tuần hoặc 2-3 tháng bảo quản chè thường bị ẩm, mất hương vị dễ chịu của sản phẩm, vị nhạt kém thơm Cho nên chè

ñen thường bị lão hóa nhanh (ðỗ Văn Ngọc và Trịnh Văn Loan, 2008)

Chè bị lão hóa có nhiều nguyên nhân sau ñây:

+ Do tính chất nguyên liệu của búp chè tươi, ñiều kiện khí hậu vùng sinh thái

là hợp chất tanin

Nghiên cứu của Gogia cho rằng, sự hút nước của chè ñen ñược xác ñịnh không những qua hàm lượng tuyệt ñối của tanin không bị oxy hóa, mà còn tỷ lệ giữa tanin không bị oxy hóa/tanin bị oxy hóa Tỷ lệ ñó càng lớn thì sự hút nước càng ít và ngược lại, có nghĩa là tanin không bị oxy hóa có tính chất hút nước ít hơn tanin bị oxy hóa Trong chè loại tốt tỷ lệ tanin không bị oxy hóa và tanin bị oxy hóa lớn hơn không nhiều so với chè cấp thấp Nghiên cứu của Cao Văn Hùng và Phạm Thị Ngọc Thắng (2005) về bảo quản chè cho rằng, chè càng non, cánh chè càng dài, càng xoăn, các cánh chè xếp với nhau không khít, tạo nhiều khoảng trống, ñộ rỗng càng lớn, dung trọng nhỏ chúng hút ẩm càng mạnh, mất hương nhanh, khó bảo quản

hơn Trong chè ñen tỷ lệ tanin không bị oxy hóa/tanin bị oxy hóa giảm ñi ñáng kể nên sự hút nước của chè ñen lớn hơn của chè xanh Ngoài ra, những chất khác cũng

có tính chất hút nước mạnh như các chất protit, pectin, tanin bị oxy hóa… và những chất có tính chất ñặc trưng tinh thể keo, ñường như glucose, maltose, fructose Thí nghiệm ñã chứng minh rằng chất sáp (nhựa), chất tanin bị oxy hóa là những chất hút nước mạnh nhất, ngoài ra còn có các chất pectin, ñường ñơn cũng gây nên sự hút nước cao trong chè sản phẩm (Cao Văn Hùng và Phạm Thị Thắng, 2005)

Sự hút nước của chè phụ thuộc vào nhiệt ñộ, ñộ ẩm không khí môi trường xung quanh Nhiệt ñộ càng cao, chè hút nước càng mạnh do sự chuyển ñộng của các phân tử trong chè Khi hút nước luôn kèm theo sự hút oxy và thải khí cacbonic Thời gian bảo quản chè càng lâu thì nồng ñộ khí tích lũy CO2 càng nhiều Cường ñộ hút oxy và thải khí CO2 trong quá trình chế biến, ở công ñoạn héo, vò, lên men là rất lớn, nhưng trong quá trình bảo quản chè ñen, trong ñiều kiện kín, lượng oxy hút vào bị giảm, còn lượng khí CO2 lại tăng, phụ thuộc vào ñộ ẩm ban ñầu của chè ñen trước khi bảo quản

2.3.3 Sự biến ñổi các thành phần hóa sinh

Khi BQ các chỉ tiêu sinh hoá biến ñổi khá mạnh mẽ, còn các chỉ tiêu vật lý cũng có biến ñổi nhưng chậm và không rõ nét, dễ bị biến ñổi ñó là tanin, chất hoà tan, cathechin, các polyphnol các chất khác như axitamin, ñường khử, ñạm tổng

số, cafein hàm lượng thấp, ít nên ảnh hưởng không lớn tới chất lượng, có hợp chất tăng lên, có hợp chất giảm ñi làm cho chất lượng chè bị xuống cấp, sau ñó hỏng

Cũng theo Wickremasinghe and Perera (1972) nhận xét sự xuống cấp của chè ñen trong quá trình bảo quản ñược ñặc trưng bởi sự mất ñi hương vị ñặc trưng của chè do các phản ứng thủy phân lipit, phản ứng oxy hóa các hợp chất polyphenol xảy ra dẫn ñến làm giảm hàm lượng lipit, tanin, catechin tổng số, axit amin, ñường, axit béo tự do

2.4 Các yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng chè trong quá trình bảo quản

2.4.1 ðộ ẩm và hoạt ñộ nước của chè

a Hoạt ñộ nước

Theo Ayerst (1969) hoạt ñộ nước là chỉ số ñánh giá sự có mặt của nước mà có thể xúc tác cho các phản ứng hóa học xảy ra Nếu một phần nước tham gia liên kết

chặt chẽ với các phân tử protein thì các phản ứng thủy phân không thể xảy ra khi hoạt ñộ nước giảm

Hay hoạt ñộ nước là ñộ ẩm tương ñối ở trạng thái cân bằng (ERH) trong một thiết bị chứa kín trong ñó sản phẩm ẩm ñược ñưa vào Giá trị hoạt ñộ nước ñược sử dụng thông dụng nhất trong công nghiệp thực phẩm và dược liệu Nó ñược sử dụng

ñể xác ñịnh hạn sử dụng và chất lượng sản phẩm

aw = p/po = ERH (%) / 100 Trong ñó :

aw: hoạt ñộ nước

p : Áp suất riêng phần của nước trên bề mặt thực phẩm

p0 : Áp suất riêng phần của nước trên bề mặt dung dịch tinh khiết

ERH: ðộ ẩm tương ñối cân bằng của không khí

Họat ñộ nước (aw) ñược biển diễn từ 0 …1 là thông số thể hiện hàm lượng nước tự do có trong sản phẩm mà vi sinh vật có thể sử dụng ñể phát triển, làm hư hỏng các sản phẩm thực phẩm cũng như xúc tác cho các phản ứng hóa học xảy ra như quá trình oxy hóa chất béo, protein vv….gây mùi ôi thiu, khó chịu cho sản phẩm ñược thể hiện cụ thể qua ñồ thị 2.1

ðồ thị 2.1: Ảnh hưởng của hoạt ñộ nước tới các loại phản ứng hóa học

Từ đồ thị 2.1 ta thấy vùng 1 cĩ hoạt độ nước dao động từ 0-2.25 đây là vùng tuyệt đối an tồn, các emzym và các phản ứng đều khơng xảy ra vì vậy vi sinh vật khơng thể tồn tại Khi hoạt độ nước dao động 0.3-0.8 ở vùng 2 một số enzym bắt đầu hoạt động Các phản ứng oxy hĩa lipid, hydro hĩa, các phản ứng enzym bắt đầu xảy

ra khi aw >= 0.6, lúc này độ ẩm của sản phẩm tăng lên Ở cuối vùng 2, cĩ sự xuất hiện của các vi sinh vật như nấm men, nấm mốc, vi khuẩn Tốc độ phát triển của chúng đạt cực đạt khi aw dao động từ 0.8-1và gây hại nghiêm trọng cho sản phẩm

Với bảng chỉ số hoạt độ nước (đồ thị 2.2) của các tác giả Vassilis Gekas and Paul Gibbs cho thấy mối quan hệ giữa hoạt độ nước và sự phát triển của các vi sinh vật được thể hiện rất rõ

ðồ thị 2.2: Mối quan hệ giữa hoạt độ nước và sự phát triển của các vi sinh vật

Qua đĩ cho thấy cĩ thể dự đốn được các vi sinh vật sẽ cĩ khả năng phát triển hoặc khơng phát triển gây thối hỏng Mỗi loại vi sinh vật cĩ 1 giá trị aw thấp nhất mà nếu dưới đĩ thì chúng khơng phát triển lâu dài được

Ngồi ra hoạt độ nước cịn đĩng một vai trị quan trọng trong việc xác định mức độ hoạt động của enzim và hàm lượng vitamin trong thực phẩm là những

Hầu hết vi khuẩn, một vài nấm men

Các sinh vật gây bệnh và thối hỏng

Hầu hết cocci, lactobacilli, một ít nấm mốc, Salmonella,

vi khuẩn acid lactic là những quần thể chính gây thối

Hầu hết nấm men, mycotoxin (1 sản phẩm của nấm

mốc), sự thối hỏng thường do bởi nấm men và nấm

Sự phát triển Staphylococcus aureusmay

Hầu hết nấm mốc, các mầm bệnh từ vi khuẩn

khơng phát triển Hầu hết vi khuẩn ưu mặn Nấm mốc Xerophilic

Nấm men Osmophilic

Khơng phát triển

nguyên nhân chính tác ñộng tới màu sắc, mùi vị

b Mối quan hệ giữa ñộ ẩm và hoạt ñộ nước

Mối quan hệ giữa ñộ ẩm và hoạt ñộ nước là rất phức tạp Khi tăng hoạt ñộ nước thì hầu hết ñộ ẩm cũng tăng nhưng không phải theo xu hướng ñường thẳng Mối quan hệ giữa hoạt ñộ nước và ñộ ẩm ñược xác ñịnh tại một nhiệt ñộ ñược gọi là ñường ñẳng nhiệt hấp thụ ðường cong này ñược xác ñịnh bằng thực nghiệm

ðồ thị 2.3: ðồ thị biểu thị mối quan hệ giữa hoạt ñộ nước và ñộ ẩm

Hút ẩm ñẳng nhiệt sẵn sàng với quá trình hút thêm ẩm (bắt ñầu từ giai ñoạn khô) và cũng không nhất thiết giống với ñường ñẳng nhiệt với quá trình nhả ẩm (bắt ñầu từ gian ñoạn ẩm) Hiện tượng khác nhau ở giá trị aw và ñộ ẩm theo hai phương pháp trên ñược gọi là sự hút ẩm trễ và ñã ñược thể hiện ở rất nhiều các thực phẩm ðường trễ này cho biết sự khác nhau của aw giữa hút và nhả ẩm ñẳng nhiệt (Ayerst, 1969)

Quá trình khử nước ở thực phẩm bằng cách loại nước nhằm ñạt ñược ñến awmong muốn (nhả ẩm) hoặc khi ñã hoàn thành việc khử nước sau ñó ñể hấp thụ trở lại nhằm ñạt ñược aw mong muốn (hút ẩm) Thực phẩm cần có trạng thái ổn ñịnh ñể chống lại sự thối hỏng của vi sinh vật khi aw của nó ñược ñiều chỉnh bằng ñường ñẳng nhiệt hấp thụ

ðộ ẩm và hoạt ñộ nước của sản phẩm có quan hệ chặt chẽ với nhau và có ý

nghĩa rất lớn trong công nghệ bảo quản Mục tiêu của nghiên cứu là phải xác ñịnh ñược tại thời ñiểm nào trong môi trường có ñộ ẩm không khí khác nhau thì

ñộ ẩm của chè ñạt giá trị cân bằng và giá trị hoạt ñộ nước an toàn, từ ñó giúp cho các nhà công nghệ và quản lý ñưa ra chế ñộ công nghệ bảo quản chè phù hợp nhằm kéo dài thời gian bảo quản cũng như giảm thiểu sự xuống cấp chất lượng của chè thành phẩm

Cao Văn Hùng và Phạm Thị Thắng (2005) cho rằng khi ñộ ẩm chè tăng thì hoạt ñộ nước cũng tăng Cùng một loại chè có ñộ ẩm ban ñầu như nhau nếu bảo quản trong môi trường có ñộ ẩm không khí thấp thì khả năng hút ẩm chậm và thời gian ñạt ñược ñộ ẩm cân bằng dài hơn so với chè ñược bảo quản trong môi trường

có ñộ ẩm không khí cao và khi chè ñã ñạt ñược ñộ ẩm cân bằng tương ứng với giá trị hoạt ñộ nước thì trong môi trường bảo quản ñó ñó chè không xảy ra hiện tượng hút ẩm nhả ẩm Khi bảo quản chè phải ñược ñưa về hoạt ñộ nước an toàn hay chính

là ñộ ẩm cân bằng của chè thì chất lượng chè mới ổn ñịnh trong thời gian bảo quản,

vì vậy, cần bảo quản chè trong môi trường có ñộ ẩm không khí <70%

2.4.2 Nhiệt ñộ và ñộ ẩm trong môi trường bảo quản

Trong quá trình bảo quản chè ở ñộ ẩm và nhiệt ñộ cao thì chất lượng chè giảm cấp rất nhanh, không còn giữ ñược mùi, vị như ban ñầu

Ở cùng ñộ ẩm tương ñối không khí trong môi trường bảo quản khi nhiệt ñộ bảo quản thấp có thể hạn chế khả năng hút ẩm của chè do ñộ ẩm chứa trong không khí ở nhiệt ñộ thấp thì thấp hơn so với nhiệt ñộ cao Mặt khác nhiệt ñộ bảo quản cao làm tăng sự chuyển ñộng của các phân tử và kéo theo xu hướng tăng sự hút ẩm của chè làm cho ñộ ẩm của chè tăng cao Sự ảnh hưởng xấu của nhiệt ñộ cao khi bảo quản chè còn tác ñộng mạnh ñến chất lượng hóa sinh của chè ñặc biệt ñối với chè cấp thấp Nhiệt ñộ bảo quản càng cao, làm giảm hàm lượng tanin, chất hòa tan càng mạnh Do ñó khi bảo quản chè trong thùng kín, ở ñiều kiện nhiệt ñộ thấp, chất lượng chè thay ñổi chậm cả ngoại hình và nội chất trong chè

Môi trường bảo quản của chè là môi trường kín Vì vậy khi ñộ ẩm của môi trường bảo quản cao, chè hút ẩm mạnh, tạo ñiều kiện cho nấm mốc sinh trưởng và phát triển, hô hấp yếm khí xảy ra làm mất hương thơm của chè, vị chè cũng bị biến

ñổi Và ngược lại khi chè ñược bảo quản trong môi trường có ñộ ẩm thấp, chè không những không hút ẩm mà còn nhả ẩm lúc ñó thời gian ñể ñộ ẩm chè ñạt tới ñộ

ẩm cân bằng càng dài ñồng thời giá trị ñộ ẩm cân bằng của chè thấp, làm ổn ñịnh chất lượng chè và kéo dài thời gian bảo quản

2.4.3 Thành phần khí trong môi trường bảo quản

Chất lượng của chè giảm ñi ñáng kể sau thời gian bảo quản Nguyên nhân chủ yếu là do quá trình oxy hóa các hợp chất trong chè Quá trình oxy hóa xảy ra là

do sự góp mặt của O2 Nếu môi trường giàu oxy thì quá trình oxy hóa càng tăng và ngược lại Chính vì vậy ñể nâng cao ñược chất lượng của chè trong quá trình bảo quản

ta nên bảo quản chè trong môi trường kín hoặc môi trường khí trơ, ñể giảm thiểu lượng

O2 trong môi trường, hạn chế quá trình oxy hóa xảy ra trong khối chè (Cao Văn Hùng

và Phạm Thị Thắng, 2005)

2.4.4 Bao bì bảo quản

Bao bì là yếu tố quan trọng trong quá trình bảo quản, nó ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng của chè Chè trải qua hai giai ñoạn bao gói từ khi sản xuất ra cho tới khi ñến tay người tiêu dùng hay xuất khẩu:

Giai ñoạn 1: Sau khi sản xuất, chè ñược bảo quản tại kho một thời gian, lúc này chè ñược ñóng trong bao bì tạm thời

Giai ñoạn 2: Sau thời gian bảo quản, trước khi xuất kho chè ñược ñấu trộn lại

và chuyển sang bao bì thương phẩm (bao bì xuất khẩu)

Chè là loại nông sản có tính hút ẩm mạnh, nhậy cảm với ánh sáng và oxy Lựa chọn bao bì không hợp lý, chè sẽ bị lão hóa nhanh theo thời gian, mầu sắc nước pha, mùi và vị giảm mạnh Vì vậy chè phải ñược bảo quản trong bao bì có ñộ giày càng cao, sức cản ánh sáng lớn tránh biến ñổi hóa sinh bất lợi xảy ra trong khối chè, nâng cao chất lượng của chè trong quá trình bảo quản (ðỗ Văn Ngọc và Trịnh Văn Loan, 2008)

2.4.5 Hệ vi sinh vật trong chè

Theo Nguyễn Duy Thịnh (2008), sau khi vừa làm khô xong, trong khối chè sơ chế hầu như không thấy có hoạt ñộng của vi sinh vật Nhưng do trong các khâu làm nguội, bao gói chè, vi sinh vật cùng với bụi trong không khí rơi vào chè, ñặc biệt

trong thời gian bảo quản, do ñộ ẩm của chè tăng, nấm mốc bắt ñầu phát triển dẫn ñến chè bị mốc và hư hỏng

Nguồn vi sinh vật trong chè bao gồm:

- Vi sinh vật có sẵn trong nguyên liệu Khi ñộ ẩm của chè tăng lên, vi sinh vật có sẵn ñang ở trạng thái không hoạt ñộng (do nhiệt ñộ cao của quá trình sấy) ñược khôi phục lại sự sống và phát triển trong khối chè

- Vi sinh vật trong môi trường không khí của phân xưởng làm khô và phân loại, chúng cùng với bụi rơi vào khối chè

Thành phần chủ yếu của vi sinh vật có trong chè là nấm mốc và nấm men Hoạt ñộng của chúng trong khối chè chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, trong ñó, ñộ

ẩm chè và ñộ ẩm tương ñối của không khí bảo quản có ảnh hưởng rất lớn

2.5 Tình hình nghiên cứu công nghệ bảo quản chè trên thế giới và Việt Nam

2.5.1 Tình hình nghiên cứu công nghệ bảo quản chè trên thế giới

 Về ñộ ẩm và khả năng hút ẩm của chè

Chè có ñặc tính về cấu trúc xốp dễ bị hút ẩm (hồi ẩm), các yếu tố ảnh hưởng ñến khả năng hút ẩm, giữ ẩm và thoát ẩm của chè phụ thuộc vào thành phần lý hóa học của chè Tính hút ẩm của chè cũng phụ thuộc vào hàm lượng và trạng thái của hợp chất tanin trong chè Trong quá trình bảo quản chè xảy ra hàng loạt các biến ñổi sinh hóa, hợp chất tanin trong chè bị oxi hóa dần theo thời gian, tỷ lệ hàm lượng giữa tanin chưa bị oxi hóa và tanin ñã bị oxi hóa càng cao thì tính hút ẩm của chè càng nhỏ và ngược lại Mặt khác chè chứa nhiều tanin thì ñộ ẩm cân bằng của nó thấp hơn so với chè chứa ít tanin Ngoài hợp chất tanin, tính hút ẩm của chè còn phụ thuộc vào phương thức chế biến (ñộ dập tế bào, ñộ xoăn của cánh chè) và các hợp

chất khác như: chất nhựa, pectin và gluxit ñơn giản

Một số kết quả nghiên cứu của Owuor and Orchard (1991) ñã ñược tổng hợp: Các nhà nghiên cứu chè Trung Quốc cho rằng: chè rất dễ hút ẩm và hấp thụ mùi

vì vậy khi bảo quản chè, sản phẩm phải ñược bảo quản kín trong môi trường khô ráo,

ñồng thời không có mùi lạ Hàm lượng tanin ôxy hóa càng cao thì chè hút ẩm càng

mạnh, ñồng thời lượng ôxy hóa gluxit, protein cao cũng tạo cho chè hút ẩm (Gogia)

Hương vị của chè thay ñổi chủ yếu do ñộ ẩm của chè khi bảo quản tăng lên

“ðộ ẩm và ánh sáng là 2 yếu tố phải hạn chế trong quá trình bảo quản chè”, ñộ ẩm cao có nguy cơ gây hỏng chè hơn là ánh sáng Chọn loại bao bì hạn chế khả năng thấm khí, thấm ẩm và xuyên chiếu của ánh sáng, quan ñiểm này ñồng nhất với hầu hết các nhà nghiên cứu cũng như các cở sở sản xuất chè ở các nước trên thế giới

(Jim Harron – NewYork)

Nghiên cứu với chè BP hoàn toàn khô khi tiếp xúc với không khí có RH 98%

sẽ hấp thụ một hàm lượng nước 3% sau 1 giờ, 5% sau 2 giờ và 6% sau 4 giờ Ngoài

ra chè BP sấy ñến ñộ ẩm 3% có thể hấp thụ hàm lượng nước tới 9% trong một ngày

ở RH= 80% (Kericho) ðộ ẩm và chất lượng của chè có liên quan chặt chẽ với nhau, ñiều này ñã chứng minh rằng ảnh hưởng bất lợi của sự gia tăng ñộ ẩm của chè

từ 3% lên tới 7% (Leniger and Spoon)

 Về nhiệt ñộ và ñộ ẩm của môi trường bảo quản

Một nghiên cứu tại Srilanca về ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñối với chất lượng chè ñược bảo quản ở nhiệt ñộ mát sau thời gian 3 tháng có mầu sắc ñẹp, hương vị ñậm hơn so với những mẫu tương tự ñược bảo quản ở nhiệt ñộ 21,10C và 270C Nhiều báo cáo khoa học nước ngoài cho rằng chè bảo quản trong ngăn lạnh nhất của

tủ lạnh tốt hơn chè bảo quản trong phòng có ñiều hòa không khí và chè bảo quản trong phòng có ñiều hòa không khí tốt hơn so với chè bảo quản ở nhiệt ñộ thường

Một nghiên cứu thống kê ở Mỹ cho thấy chè lưu kho tại một vùng khí hậu mát, nhiệt ñộ trung bình hàng tháng từ -10C ñến 240C có chất lượng tốt hơn so với những chè tương tự ñược lưu kho ở vùng khí hậu nóng hơn nhiệt ñộ trung bình hàng tháng từ 100C ñến 270C

Bảo quản chè xanh ở nhiệt ñộ thấp từ -70C ñến 40C chất lượng chè tốt nhất trong 24 tuần Bảo quản ở nhiệt ñộ phòng ñiều hòa chất lượng chè cũng tốt trong vòng 24 tuần, nhưng không bằng khi bảo quản chè ở nhiệt ñộ thấp Tuy nhiên, nếu bảo quản ở nhiệt ñộ cao 370C chất lượng chè chỉ khá trong vòng 7 - 8 tuần

(Haraguchi et al- Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển chè Nhật Bản) Bảo quản chè

ñậy kín và tránh ánh sáng là tốt nhất Vì vậy, nên bảo quản chè trong lọ thuỷ tinh

trong suốt, ñậy kín (Stanley Canstan ở Baltimore Coffee và Tea Co.,Inc)

Thông thường trong chè chứa 0,06% chất thơm nhưng sau chế biến chỉ còn

0,015-0,024%, phần lớn bị bay hơi do tác ựộng ảnh hưởng của nhiệt ựộ cao chứ không phải do phân giải vì không thấy tăng chỉ số axit Theo Dzinzolia và Tricovanhi cacbonin giảm do các aldehyt bay hơi, và tự hóa nhựa Hợp chất thơm trong chè khi bảo quản bị giảm (đỗ Trọng Biểu, 1993) Tuy vậy, theo FAO sự hiểu biết về thành phần những hợp chất bay hơi và những biến ựổi sinh hóa của các chất này không ựủ ựể giải thắch về mùi thơm theo thành phần sinh hóa học và ựánh giá mùi thơm về mặt ựịnh lượng (Nguyễn Trung đông, 2010)

 Về thành phần khắ trong môi trường bảo quản

Xuất phát từ quan ựiểm cho rằng, các quá trình biến ựổi xảy ra trong thời gian bảo quản chè chủ yếu là quá trình oxy hóa Qua kết quả nghiên cứu cho thấy khi bảo quản chè ở bốn môi trường khắ khác nhau là nitơ (N2), khắ cacbonic (CO2), oxy (O2) và ựiều kiện thường cho thấy: các biến ựổi hóa học xảy ra phụ thuộc vào môi trường bảo quản, dù bảo quản ở môi trường nào, nhưng nếu kéo dài thời gian bảo quản vẫn xảy ra hiện tượng lão hóa, trong ựó môi trường giàu O2 chè dễ bị lão hóa hơn cả, sau ựó là ở ựiều kiện bình thường Bảo quản chè ở môi trường khắ trơ

N2 và CO2 chất lượng chè giữ ựược tốt hơn

Bảo quản chè ở nhiệt ựộ thấp (3ổ20C) kết hợp với nạp khắ CO2 cũng cho kết quả rất khả quan (Hashimoto et al) Những hợp chất thay ựổi chủ yếu ảnh hưởng tới chất lượng của chè ựen trong thời gian bảo quản là polyphenol, teaflavin,

tearubigin, polyphenoloxydase và pectin (Ananthacumaraswamy and Singh - Viện

nghiên cứu Chè Srilanka)

 Về bao bì bảo quản

Từ cuối thập kỷ 60, các bao bì bằng vật liệu chất dẻo như polyetylen (PE), polyvinylclorua (PVC), mỗi loại có những ựặc ựiểm riêng là khả năng thẩm thấu, màng PE có tắnh thấm khắ nhưng màng PVC thì ngược lại Mức ựộ thấm khắ của màng PE còn phụ thuộc vào ựộ dầy của màng, ựộ dầy càng lớn thì hạn chế khả năng thấm khắ càng cao

đối với sản phẩm chè yếu tố ánh sáng có ảnh hưởng lớn ựến chất lượng bảo quản ựặc biệt là ựối với chè xanh Chè bị biến màu do các hợp chất màu bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng như chlorophylẦdo ựó khi sử dụng các bao bì bằng vật

liệu chất dẻo thì ñộ dày của bao bì luôn ñược quan tâm ðộ dày của bao bì bảo quản ñể ñảm bảo chất lượng chè biến ñổi chậm ñã ñược xác ñịnh với bao bì chất dẻo có ñộ dày

Bảo quản chè bằng màng PE cũng khả quan, khi vận chuyển bằng ñường

biển từ quốc gia này sang quốc gia khác, chè ñược bảo quản trong bao nhựa dẻo có

ñộ dầy nhất ñịnh và ñược ñặt vào trong thùng gỗ dán ñảm bảo an toàn trên ñường

vận chuyển (Paulette Rigolli of Blue Ridge Tea & Herb Co., LTD – Brooklyn,

NewYork)

Chè ñóng bao trong những thùng nhỏ có lót lớp lá nhôm hay pliofilm tỷ lệ phần trăm hút ẩm gần như nhau trong quá trình vận chuyển từ Bogor ñến Amsterdam sau một khoảng thời gian lưu kho từ 2 - 4 tháng Sự gia tăng ñộ ẩm của chè ở Bogor trong ñiều kiện gió mùa ẩm ướt cao hơn so với ở Amsterdam ñang trong khí hậu mùa ñông Kết quả này cũng ñược khẳng ñịnh một lần nữa về sự khác nhau không nhiều về tỷ lệ hút ẩm giữa 2 trường hợp bao gói bằng bao bì lá nhôm

hay pliofilm (Duur) Những kết quả thực tiễn trên về bao bì ñã xác minh những

nhận ñịnh này cũng giống kết quả của Lamb trước ñó mấy năm tại Srilanca

(Harler). Lamb ñã nhận thấy rằng chè ñóng gói bằng pliofilm thì ñộ ẩm không tăng trong vòng 11 ngày khi lưu kho trong môi trường RH 90%, ngoài ra còn thấy rằng chất lượng chè ñóng bằng bao bì pliofilm không khác so với chè ñóng trong bao bì nhôm như ñã thử nghiệm ở Amsterdam 2-5 tháng sau khi ñóng ở Bogor

(Kunststoffen) Bao bì Polythene và Saran là một loại chất dẻo ñã bảo quản chè Indonexia vận chuyển tới Amsterdam và bao bì polythene cho chè Kenia bảo quản ở Mombasa trong vòng một vài tháng Bao bì pliofilm, polythene, sanra ñều có tính năng bảo vệ chống hút ẩm ngang so với nhôm, nhưng ñôi khi có ảnh hưởng ñến chất lượng hương vị của chè vì có một số chất hữu cơ thấm qua dễ dàng

Xuất phát từ yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng sản phẩm chè, trên thế giới hiện

có nhiều hãng chè lớn tại ðức, Anh, Hà Lan, Dubai… ñã hình thành những trung tâm tồn trữ và phối trộn chè quy mô công nghiệp, chủ yếu ñể chế biến chè thành phẩm qua với các công ñoạn chính là phối trộn, gia hương, ñịnh lượng ñóng bao từ các loại chè bán thành phẩm Trong ñó công nghệ bảo quản tồn trữ cho quá trình chế biến tiếp theo phổ biến ứng dụng phương pháp bảo quản kín (MA) bằng tổ hợp silo có ñiều tiết nhiệt ẩm và thành phần khí ðiển hình là dây chuyền thiết bị ñồng

bộ từ vận chuyển, tồn trữ, ñịnh lượng, phối trộn và cân ñóng bao chè của Hãng AZO của ðức (AZO) (hình 2.4)

Hình 2.4 Mô hình dây chuyền thiết bị bảo quản và phối trộn chè của AZO

Tính năng của dây chuyền thiết bị ñồng bộ:

• Vận chuyển nhẹ nhàng bằng khí ñộng hạn chế ñược khả năng gây gãy vỡ chè

• Có thể ñiều khiển và kiểm soát ñược nhiệt ñộ, ñộ ẩm và thành phần khí trong silo bảo quản do vây giữ nguyên cấu trúc và hương vị của chè trong quá trình tồn trữ

• ðảm bảo chất lượng ñồng nhất cho sản phẩm nhờ quá trình trộn

• Tự ñộng cân ñóng bao với các loại chè khác nhau

• Hệ thống khép kín hạn chế sự nhiễm bụi và vi sinh vật từ môi trường Như vậy, công nghệ bảo quản chè nói chung dựa trên nguyên tắc tạo ra môi

trường bảo quản có thể ñiều khiển ñược các thông số vật lý chính như nhiệt ñộ, ñộ

ẩm tương ñối, thành phần khí và ñộ ẩm của sản phẩm chè nhằm hạn chế ñược quá trình biến ñổi chất lượng sản phẩm do quá trình oxy hóa, quá trình bay hơi và sự hoạt ñộng của vi sinh vật

2.5.2 Tình hình nghiên cứu công nghệ bảo quản chè tại Việt Nam

Như chúng ta ñã biết, trong quá trình bảo quản, sự biến ñổi chất lượng của chè chính là sự biến ñổi các thành phần hóa sinh trong chè Do ñó, người ta dựa vào các chỉ tiêu sinh hóa kết hợp với thử nếm ñể xác ñịnh ñược mức ñộ biến ñổi chất lượng của chè, từ ñó có thể xác ñịnh và ñưa ra giải pháp công nghệ bảo quản chè phù hợp

Theo kết quả nghiên cứu của Cao Văn Hùng và Phạm Thị Thắng (2005) với

mô hình nghiên cứu thực nghiệm “Xây dựng mô hình bảo quản chè ñen dạng rời

khối lớn”, quy mô theo từng ñơn nguyên 2 tấn/ñống tại Xí nghiệp tinh chế Chè Kim Anh (hình 2.5) Bảo quản chè ñen OP và PS thành phẩm theo phương pháp tổng hợp các kết quả nghiên cứu kiểm soát ñộ xốp chè, ñộ ẩm chè trước bao gói, bao bì bảo quản và ñiều kiện môi trường bảo quản khí trơ: ðộ ẩm của chè bảo quản theo

mô hình tăng chậm so với mẫu ñối chứng, sau 18 tháng mẫu thí nghiệm tăng 2,75% , mẫu ñối chứng tăng 5,56% ñối với chè OP; ñối với chè PS mẫu thí nghiệm tăng 2,75% mẫu ñối chứng tăng 4,7% so với ban ñầu ñồng thời chất lượng chè giảm chậm và ñạt tiêu chuẩn so với yêu cầu của mục tiêu ñề tài ñặt ra

Như vậy, bảo quản bằng phương pháp biến ñổi môi trường khí sử dụng khí

N2 của mô hình ñưa ra là phù hợp về công nghệ bảo quản chè ñã hạn chế ñược khả năng xâm nhập của oxy và ñộ ẩm của môi trường, song trong ñiều kiện thực nghiệm ñơn giản này mô hình chưa ñưa ra ñược những số liệu quan trọng về sự biến ñổi của các chỉ tiêu sinh hoá chính là yếu tố quyết ñịnh ñến chất lượng của sản phẩm

Hình 2.5: Mô hình bảo quản chè ñen khối lớn, quy mô 2 tấn/ñống

trong môi trường khí N 2

- Qua công tác ñiều tra khảo sát thu thập thông tin chung về tình hình sản xuất, chế biến, bảo quản và kinh doanh chè của một số tỉnh như Phú Thọ, Tuyên Quang, Thái Nguyên và Nghệ An, cụ thể:

+ Công ty cổ phần Vạn Tài - Thái Nguyên ñã ứng dụng công nghệ hút chân không, ñóng bao và bảo quản chè O long chất lượng cao

+ Hợp tác xã chè La Bằng- Xã La Bằng, huyện ðại Từ, tỉnh Thái Nguyên, ứng dụng công nghệ hút chân không, ñóng bao và bảo quản chè xanh ñặc sản

+ Công ty Cổ phần chè Mỹ Lâm- Xã Mỹ Bằng, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang Hiện tại ñang hoạt ñộng với 4 dây chuyền sản xuất chè CTC năng suất 1000 tấn/dây chuyền/năm, sản phẩm sau khi chế biến ñược ñóng và bảo quản tạm trong bao bì Bao bì PVDC + PE, ñộ dầy PE là 0,5mm Sau khi phối trộn và cân ñịnh lượng ñóng bao bì giấy Craf trước khi xuất hàng

- Hiện các doanh nghiệp xuất khẩu chè với khối lượng lớn ñang áp dụng quy trình thu gom, sơ chế và bảo quản phổ biến với hình thức thủ công, chè ñược chứa trong bao PP+PE xếp chồng chất lên nhau, nhiệt ñộ và ñộ ẩm của kho không ñược kiểm soát (hình 2.6) Thời gian bảo quản chè thường từ cuối vụ này sang ñầu vụ sau, khi cần xuất hàng luôn phải sấy lại nhằm ñảm bảo ñồng ñều về ñộ ẩm trước công ñoạn phối trộn và ñóng bao, ñây là nguyên nhân làm giảm cấp chất lượng của chè Hạn chế này ñã ñược chuyên gia trong ngành chè khuyến cáo do trong thời gian bảo quản chè có ñặc tính dễ hút ẩm, ñồng thời các phản ứng hóa học xảy ra

liên tục làm thay ñổi về chất lượng về ngoại hình, mùi vị, màu nước hoặc sinh ra các hương vị lạ khác nhưng hiện vẫn chưa có giải pháp công nghệ ñể khắc phục trong ñiều kiện sản xuất quy mô công nghiệp

Hình 2.6: Thực trạng về tình hình bảo quản chè

Từ những tổng hợp trên cho thấy tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ bảo quản chè tại Viêt Nam còn khá nghèo nàn và lạc hậu, các nghiên cứu từ trước ñến nay chủ yếu tập trung về lĩnh vực chế biến và ña dạng hoá sản phẩm chè Tuy vậy, một số ít kết quả nghiên cứu và ứng dụng như ñã nêu, là cơ sở kế thừa cho những nghiên cứu tiếp theo, ñặc biệt là phương pháp bảo quản chè trong môi trường

biến ñổi khí có sử dụng bơm nhiệt

2.6 Tổng quan công nghệ sấy bơm nhiệt

2.6.1 Sấy bơm nhiệt

 Khái niệm

Nguyên tắc hoạt ñộng của công nghệ HPD (Heat pump drying – HPD) có tác

nhân sấy tuần hoàn kín: dòng tác nhân sấy là không khí ñược tuần hoàn kín trong buồng sấy, mỗi chu kỳ tuần hoàn ñược thực hiện hai quá trình trao ñổi nhiệt ẩm với giàn nóng và giàn lạnh của một hệ thống máy lạnh hai chiều.Trạng thái của không khí ẩm sau khi ñi qua giàn lạnh ñược làm lạnh xuống ñiểm ñọng sương và tách ẩm, tiếp tục ñi qua giàn nóng ñược sấy hoàn nhiệt và tạo nên trạng thái không khí có ñộ

ẩm thấp Với nguyên tắc này HPD tạo ra ñược tác nhân sấy là không khí khô (ñộ ẩm tương ñối thấp) ở nhiệt ñộ thấp có thể bằng hoặc dưới nhiệt ñộ của môi trường (trong phạm vi nhiệt ñộ sấy phù hợp < 600C), ñiều mà ñối với các phương pháp sấy

bằng gia nhiệt thông thường khó tạo ñược ñộ ẩm không phí thấp ở nhiệt ñộ thấp và phụ thuộc nhiều vào khí hậu

Mô tả nguyên lý sấy bơm nhiệt (hình 2.7)

Hình 2.7: Sơ ñồ nguyên lý của thiết bị sấy bơm nhiệt

Sấy bơm nhiệt trong môi trường biến ñổi (Modifined Atmosphere Heat pump

drying - MAHPD): là một phát triển từ công nghệ HPD, nhưng có ñiểm khác biệt tác nhân sấy là không khí ñã ñược ñiều chỉnh và thay thế bằng thành phần khí khác (thường là khí trơ) với nồng ñộ nhất ñịnh, nhằm hạn chế biến ñổi chất lượng do sự oxi hoá xảy ra trong quá trình sấy

2.6.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sấy bơm nhiệt

thương mại ñã ñược sấy theo các công nghệ khác

Okos et al (1989) ñã phát triển công nghệ HPD trong môi trường biến ñổi (MAHPD), bằng cách không khí trong buồng sấy ñược rút hết nhờ bơm chân không

và nạp khí trơ (thường là nitơ ñioxít hay các bon ñioxít) thay thế vào môi trường chân không ñể ñạt ñược hàm lượng oxi dưới 0,5%, nhằm hạn chế biến ñổi chất lượng do sự oxi hoá xảy ra trong quá trình sấy

Các nghiên cứu tiếp sau về MAHPD của O’Neoll et al (1998) cho nguyên liệu táo với chất lượng của rau quả sấy MAHPD ñược ñánh giá bằng một số kỹ thuật như ño màu sắc bằng quang phổ kế Hunter Lab, ñộ ñặc và xốp của các mô trái cây ñược ñánh giá bằng cách quét hiển vi quang học ñiện tử Kết quả cho thấy màu sắc sáng hơn, mật ñộ thể tích thấp hơn, kết cấu xốp, các thuộc tính tái hydrat hóa tốt hơn so với sấy khô bằng các phương pháp thông thường khác

Rahman et al (2005) ñã nghiên cứu các ñặc tính hoá lý (pH, hình thể axit

béo, tỷ suất tách nứơc, màu sắc) và vi khuẩn (aerobic plate count, Pseudomonas,

Staphylococcus, mốc) của một số rau quả và thực phẩm sấy trong môi trường phơi nắng, chân không, làm lạnh và MAHPD Kết quả MAHPD cho thấy mức cải thiện chất lượng ñáng kể như giữ màu sắc, hương vị do hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, nấm mốc, hạn chế quá trình ôxy hoá và các phản ứng hoá học khác

 Tại Việt Nam

Từ ñầu thập niên 1990, công nghệ sấy bơm nhiệt ñã ñược ñầu tư nghiên cứu tại Việt Nam Trong ñó, mô hình nghiên cứu ban ñầu ñược khảo sát với một số ñối tượng rau quả thực phẩm ñã cho thấy kết quả khả quan về tính cải thiện chất lượng sản phẩm, cụ thể với củ cà rốt vẫn giữ ñược màu ñỏ tự nhiên, bóng thẳng, củ cải trắng ngà, thẳng và xốp, hành xanh tự nhiên, giữ nguyên mùi thơm, thì là xanh tự nhiên, mùi thơm mạnh (Phạm Văn Tùy và cs., 2003)

Kết quả nghiên cứu ứng dụng sấy bơm nhiệt với sản phẩm kẹo Jelly, tại Nhà máy bánh kẹo Hải Hà - Hà Nội và Công ty thực phẩm Việt Trì, qua thực tiễn sản xuất ñã ñược các cơ sở chấp nhận là một giải pháp ñổi mới công nghệ nâng cao chất lượng sản phẩm và phù hợp với ñiều kiện ứng dụng tại Việt Nam

Tiếp theo là hàng loạt các nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sấy bơm nhiệt

có tác nhân sấy tuần hoàn kín kiểu sấy tĩnh cho nhiều ñối tượng nông sản thực phẩm khác nhau như cùi dừa, rau gia vị (hành lá, tỏi, nấm hương), sấy nguyên liệu cói xanh xuất khẩu (Phạm Anh Tuấn, 2005, 2006, 2007) Tuy vậy, các kết quả nghiên cứu ứng dụng sấy bơm nhiệt kiểu tĩnh có hạn chế về năng suất và hiệu quả tách ẩm thấp, phụ thuộc vào ñộ dày lớp vật liệu sấy ðể khắc phục những hạn chế này, nghiên cứu sấy bơm nhiệt kiểu ñộng kết hợp với giải pháp công nghệ làm nguội tác nhân sấy trước quá trình làm lạnh ñã cải thiện ñáng kể không những về chất lượng mà còn nâng cao hiệu quả sấy (Pham Anh Tuấn và cs., 2009; Phạm Anh Tuấn, 2010) Cụ thể kết quả từ công trình của Phạm Anh Tuấn (2010) ñưa ra ñược 2 quy trình công nghệ sấy bơm nhiệt với tỏi và cà rốt dạng thái lát:

+ Quy trình sấy tỏi theo công nghệ HPD kiểu thùng quay: Sơ chế nguyên liệu tỏi dạng thái lát ñộ dày 2mm, xử lý ngâm trong dung dịch Na2S2O5 nồng ñộ 2g/lít nước trong thời gian 3 phút Chế ñộ sấy thích hợp với: Nhiệt ñộ 450C, tốc ñộ tác nhân sấy 0,79 m/s, vận tốc dài của vật liệu trong thùng quay 0,26 m/s; Khi ñó hàm lượng tinh dầu ñạt 0,364% (tính theo chất khô); mùi hăng của tỏi 4,54/7ñiểm; mùi khét 1,21/7ñiểm, hệ số SMER là 0,72[kgH2O/kWh] và hệ số SEC là 5000[kJ/kgH2O]

+ Quy trình sấy cà rốt theo công nghệ HPD kiểu thùng quay: Sơ chế nguyên liệu cà rốt dạng nạo sợi có ñường kính 3 mm, chần bằng nước nóng 800C trong 3 phút Chế ñộ sấy thích hợp với: Nhiệt ñộ 440C, tốc ñộ tác nhân sấy 0,78 m/s, vận tốc dài của vật liệu trong thùng quay 0,32 m/s; Khi ñó hàm lượng β-carotene ñạt 0,278ug/g; màu sắc cảm quan ñạt 5,63/7ñiểm, hệ số SMER là 0,81[kgH2O/kWh] và

hệ số SEC là 4444[kJ/kg H2O]

Tóm lại từ những công trình nghiên cứu trong và ngoài nước ñã ñưa ra ñánh giá tổng hợp về ưu ñiểm và hạn chế sau:

 Ưu ñiểm sấy bơm nhiệt

- Có thể sấy ở dải nhiệt ñộ thấp (10 - 600C)

- Hạn chế ñược sự biến ñổi chất lượng về màu sắc, mùi vị, thành phần vi lượng

- Hạn chế khả năng sản phẩm bị oxy hoá gây mùi lạ

- Hạn chế sự nhiễm khuẩn và tạp chất từ môi trường