NGHIÊN cứu CHẾ BIẾN nước UỐNGTRÀ XANH có bổ SUNG CHANH dây

Là môi trường xảy ra tương tác giữa các hợp chất có trong nguyên liệu trà khi đem chế biến, hàm lượng nước nhiều hoặc ít đều làm cho lá trà bị nát khi vò.. Lipid và acid béo Hàm lượng ch

TP.HCM, tháng 10, năm 2008

Em xin chân thành cảm ơn:

Ban giám hiệu trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.Hồ Chí Minh, khoa Công Nghệ Thực Phẩm, tất cả các quý thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, đã tận tình quan tâm đào tạo và truyền đạt kiến thức cho chúng em trong suốt thời gian học tại trường

Thầy Th.S Lại Quốc Đạt đã nhiệt tình hướng dẫn cho em trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp

Trong suốt quá trình làm đồ án, việc tìm tài liệu gặp nhiều khó khăn, kiến thức của em có nhiều hạn chế Do đó, đồ án không tránh khỏi những thiếu sót

Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, xây dựng của quý thầy cô và hội đồng bảo vệ để đồ

án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn

Tp Hồ Chí Minh, tháng10 năm 2008

SVTH: Võ Hoài Văn

Trà là một trong những thức uống truyền thống của người dân Việt Nam cũng như của các dân tộc khác trên thế giới Ngày nay, việc uống trà xanh theo cách truyền thống mất nhiều thời gian Điều này không có nghĩa là người tiêu dùng có thái độ quay lưng lại với trà truyền thống Ngược lại, người tiêu dùng càng có yêu cầu khắt khe hơn với chất lượng nước uống trà xanh

Với xu hướng của người tiêu dùng như hiện nay, nhiều hãng nước giải khát khi sản xuất đã hướng đến nguồn nguyên liệu tự nhiên, không dùng phụ gia bảo quản, phụ gia tạo màu,…

Ở Việt Nam, trà và chanh dây là nông sản thực phẩm rất phổ biến Trà xanh chứa nhiều vitamin C, vitamin E, EGCG là một hợp chất chống lão hóa, giảm stress, ngăn ngừa ung thư và tăng sức đề kháng cho mọi người.

Bên cạnh đó, thành phần hoá học của chanh dây chứa nhiều vitamin và khoáng rất có ích cho tim mạch, giúp tăng cường khả năng hấp thu các chất chống ôxy hóa Nhờ có mùi vị lạ đặc trưng, chanh dây ngày càng được ứng dụng rộng rãi để chế biến nước giải khát, và một số sản phẩm thực phẩm khác

Vì những lý do trên mà tôi chọn nguyên liệu trà xanh và chanh dây để nghiên cứu và sản xuất thử một dạng nước uống “trà xanh có bổ sung chanh dây” nhằm đa dạng hóa sản phẩm nước giải khát trên thị trường

TRANG BÌA

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

LỜI CẢM ƠN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

2 CHANH DÂY Trang 10 2.1 Nguồn gốc chanh dây Trang 10 2.2 Tên khoa học của chanh dây Trang 10

2.5 Một số công dụng của chanh dây Trang 14

3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TRÀ XANH ĐÓNG CHAI CÔNG NGHIỆP Trang 16 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ Trang 16 3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ Trang 17 CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trang 30 2.1 Mục tiêu nghiên cứu .Trang 30 2.2 Nội dung nghiên cứu Trang 30 2.3 Nguyên liệu dùng trong nghiên cứu Trang 31 2.3.1 Trà xanh Trang 31 2.3.2 Chanh dây đỏ tía Trang 31 2.3.3 Nước Trang 31 2.3.4 Enzyme pectinase Trang 31 2.3.5 Đường saccharose Trang 31 2.3.6 Vitamin C Trang 32 2.4 Phương pháp nghiên cứu Trang 32 2.4.1 Sơ đồ quy trình dự kiến nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây Trang 33 2.4.1 Thuyết minh quy trình dự kiến Trang 34 2.5 Phương pháp phân tích Trang 40 2.5.1 Khảo sát độ ẩm của trà xanh và chanh dây Trang 40 2.5.2 Khảo sát một số thành phần hóa học của chanh dây Trang 40 2.5.3 Công thức tính toán Trang 43

dịch chanh dây Trang 43 2.5.4 Xây dựng công thức phối chế Trang 43 2.5.5 Đánh giá cảm quan sản phẩm Trang 43 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Trang 45 3.1 Khảo sát độ ẩm của trà xanh và chanh dây Trang 45 3.2 Khảo sát một số thành phần hóa học cơ bản của chanh dây Trang 45 3.3 Khảo sát quá trình trích li trà xanh Trang 46 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ trà và nước đến quá trình trích li Trang 46 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình trích li Trang 47 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình trích li Trang 48 3.4 Khảo sát qúa trình thu hồi dịch chanh dây Trang 49 3.4.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme pectinase (% thịt và hạt) đến quá trình thu hồi dịch chanh dây Trang 49 3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ủ enzyme pectinase đến quá trình thu hồi dịch

chanh dây Trang 51 3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian ủ enzyme pectinase đến quá trình thu hồi dịch

chanh dây Trang 52 3.5 Xây dựng công thức phối chế Trang 53 3.6 Đánh giá cảm quan sản phẩm Trang 53 3.6.1 Kết quả Trang 53 3.6.2 Kiểm định sự khác biệt giữa các mẫu Trang 54 3.6.3 Hệ số tương quan r Trang 55

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trang 56 4.1 KẾT LUẬN Trang 56 4.1.1 Sơ đồ quy trình đề xuất nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây Trang 56 4.1.2 Các thông số cơ bản trong quy trình chế biến Trang 58 4.2 KIẾN NGHỊ Trang 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG 1.1 Thành phần hóa học của lá trà Trang 5 1.2 Thành phần dinh dưỡng tính trên 100 gam ăn được của chanh dây Trang 12 2.1 Quy chiếu đánh giá r Trang 44 3.1 Độ ẩm của trà xanh và chanh dây Trang 45 3.2 Các chỉ tiêu hóa học cơ bản của chanh dây .Trang 45 3.3 Tỉ lệ thu hồi chất khô hòa tan (% chất khô) Trang 46 3.4 Tỉ lệ thu hồi chất khô hòa tan (% chất khô) Trang 47 3.5 Tỉ lệ thu hồi chất khô hòa tan (% chất khô) Trang 48 3.6 Tỉ lệ thu hồi chất khô hòa tan (% chất khô trong pure) Trang 49 3.7 Tỉ lệ thu hồi chất khô hòa tan (% chất khô trong pure) Trang 51 3.8 Tỉ lệ thu hồi chất khô hòa tan (% chất khô trong pure) Trang 52 3.9 Công thức phối chế của 3 mẫu Trang 53 3.10 Kết quả đánh giá cảm quan Trang 53 3.11 Kết quả phân tích phương sai Trang 54 3.12 Giá trị trung bình giữa các mẫu Trang 54 3.13 Hệ số tương quan r Trang 55

DANH MỤC HÌNH 1.1 Cây trà Trang 4 1.2 Búp trà Trang 4 1.3 Hoa trà Trang 4 1.4 Công thức cấu tạo của caffeine Trang 6 1.5 Lá chanh dây Trang 10 1.6 Hoa chanh dây Trang 11 1.7 Chanh dây đỏ tía Trang 11 1.8 Chanh dây vàng Trang 11 1.9 Quy trình công nghệ sản xuất trà xanh đóng chai công nghiệp Trang 16 1.10 Túi lọc Trang 19 1.11 Tank kép chứa túi lọc Trang 19 1.12 Thiết bị lọc syrup Trang 22 1.13 Tank phối trộn Trang 24 1.14 Thiết bị tiệt trùng UHT Trang 26 1.15 Thiết bị chiết rót Trang 26 1.16 Thiết bị đóng nắp chai Trang 28 1.17 Băng tải lật chai Trang 28 1.18 Máy dán nhãn Trang 29 1.19 Thiết bị đóng thùng Trang 29

3.3 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình trích li Trang 48 3.4 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme (% thịt quả) đến quá trình thu hồi dịch chanh dây Trang 50 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ ủ enzyme pectinase đến quá trình thu hồi dịch chanh dây Trang 51 3.6 Ảnh hưởng thời gian ủ enzyme pectinase đến quá trình thu hồi dịch chanh dây Trang 52 4.1 Quy trình đề nghị sản xuất nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây Trang 57

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

1 CÂY TRÀ

1.1 Nguồn gốc cây trà theo quan điểm thực vật học

Trà là loại cây xanh quanh năm Tại Trung Hoa, trà mọc tại các tỉnh miền Tây Nam, trong

khoảng vĩ tuyến 23 đến 25 Lượng mưa hằng năm lý tưởng cho sự phát triển của trà vào

khoảng 200mm - 260mm

Trà có thể chịu đựng được khí hậu lạnh, ngay cả dưới không độ, nhưng lại không thích

hợp với những vùng có khí hậu nóng và ẩm thấp

Sau cuộc chiến tranh nha phiến với Trung Hoa vào năm 1842, người Anh quyết định cạnh

tranh thị trường độc quyền trà từ Trung Hoa thay vì lệ thuộc vào sự cung cấp của quốc gia

này Grieve (2003) cho biết, sau khi am hiểu kỹ thuật trồng trọt và thu thập nhiều hạt giống

trà, người Anh chọn lựa vùng đồi núi Assam thuộc miền Đông Bắc Ấn Độ như khu vực

canh tác chính, vì khí hậu vùng này rất thích hợp cho việc trồng trà Khi bắt đầu việc khai

hoang, họ khám phá ra rằng từ lâu nay, trà hoang đã có mặt và mọc tràn lan trong khu vực

đồi núi này rồi Sự việc đó gây ra một cuộc tranh luận sôi nổi về nguồn gốc của những cây

trà hoang trong vùng đồi núi Assam, nếu chúng và giống trà của Trung Hoa là một

Vào năm 1905, nhiều học giả đồng ý rằng bất chấp cây trà mọc ở vùng nào, chúng đều

thuộc loài Camellia sinensis

Theo Lehane (1977), khoa học ngày nay có khuynh hướng ủng hộ giả thuyết trà khởi xuất

từ Ấn Độ vì có nhiều trà hoang có họ hàng thân thích với Camellia mọc trong vùng Assam

nhiều hơn bất cứ vùng nào khác trên thế giới

Về thời điểm xuất hiện của cây trà, Giáo sư A Kratsnow, một nhà thực vật học của trường

Đại Học Kharkoff nước Nga cho rằng: cây trà có thể là giống cây bản xứ của các vùng chịu

ảnh hưởng gió mùa Đông Á, khi ông tìm thấy một số cây trà hoang mọc trong các vùng

rừng rậm của Miền Nam Nhật Bản Giáo sư Kratsnow tin rằng cây trà đã có mặt từ lâu đời

tại Trung Hoa và Nhật Bản trước khi người Đông Á biết sử dụng loại cây này

1.2.Tên khoa học và phân loại trà

Chi: Camellia (Thea)

Loài: Camellia (Thea) sinensis

Tên khoa học của cây trà được nhiều nhà khoa học công nhận là: Camellia sinensis (L)

O Kuntze và có tên đồng nghĩa là: Thea sinensis L

1.2.2 Phân loại cây trà

1.2.2.1 Trà Trung Quốc lá nhỏ

Đặc điểm

Cây bụi thấp, phân cành nhiều

Lá nhỏ, dày, có nhiều gợn sóng, màu xanh đậm, lá dài 3,5 - 6,5 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

1.2.2.2 Trà Trung Quốc lá to

Đặc điểm

Thân gỗ, cao tới 5m trong điều kiện sinh trưởng tự nhiên

Lá to, trung bình chiều dài 12 - 15 cm, chiều rộng 5 - 7 cm, màu xanh nhạt, bóng, răng

cưa sâu không đều, đầu lá nhọn

Năng suất cao, phẩm chất tốt

Phân bố ở tỉnh Vân Nam, Tứ Xuyên của Trung Quốc

1.2.2.3 Trà Shan

Đặc điểm

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 trà có nhiều lông tơ, trắng và mịn trông như tuyết, nên còn gọi là trà 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

Phân bố ở tỉnh Vân Nam - Trung Quốc, Miền Bắc của Miến Điện và Việt Nam

1.2.2.4 Trà Ấn Độ

Đặc điểm

Thân gỗ, cao 17 m phân cành thưa

Lá dài tới 20 - 30 cm, mỏng, mềm, thường có màu xanh đậm, dạng lá hình bầu dục,

phiến lá gợn sóng, đầu lá dài

Có trung bình 12 - 15 đôi gân lá

1.5 Đặc điểm thực vật cây trà

Hoa trà: màu trắng với nhiều nhị vàng, mỗi hoa gồm 7 cánh và hàng tá nhị dài

Quả trà: thường mọc thành từng chùm 3 Ban đầu quả 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

Thân cây: đơn trục, có 3 loại: thân gỗ, thân bụi và thân bán gỗ

Lá trà: mọc cách trên cành, mỗi đốt có một lá, hình dạng và kích thước thay đổi tùy giống

Lá trà có rõ gân, rìa có răng cưa

Búp trà: được hình thành từ các mầm dinh dưỡng, gồm có: tôm (phần lá non trên đỉnh chưa

xòe) và 2 - 3 lá non Có hai loại búp: búp bình thường và búp mù Trên một cành trà, 1 năm

có 4 - 5 đợt sinh trưởng của búp

Hình 1.1: Cây trà

Hình 1.2: Búp trà Hình 1.3: Hoa trà

1.6 Thành phần hóa học của trà

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của lá trà

1.6.1 Các hợp chất phenol

Các hợp chất phenol chiếm khoảng 30 (% chất khô) của lá trà tươi Flavonoids là thành

phần tannin quan trọng trong trà Thành phần chính flavonoids trong lá trà tươi là catechins

(-) Epigallocatechin gallate (EGCG)

(-) Epicatechin gallate (ECG)

(-) Epigallo catechin (EGC)

Acids hữu cơ (citric, malic, oxalic, …) 0.5 - 0.6

Đường (glucose, fructose, saccharose 4 – 5

Xơ (cellulose, hemicellulose, lignin) 4 – 7

Chất màu (carotenoid, chlorophylls) 0.5 – 0.6

Enzyme

Tannin có đặc tính dễ bị oxi hóa dưới tác dụng của enzym Vì vậy, trà nguyên liệu chứa

càng nhiều tannin, đặc biệt là tannin hòa tan thì sản phẩm trà đen có chất lượng càng cao

Catechins là hợp chất không màu, tan trong nước, có vị đắng, chát Catechins không chỉ

có trong trà mà còn được tìm thấy trong rượu như: vang đỏ, táo, nho, và chocolate

Trong sản xuất trà đen, catechins có vị trí quan trọng trong việc tạo màu sắc, mùi, vị cho

trà thành phẩm

Epigallocatechin gallate (EGCG) chiếm tỉ lệ cao trong hầu hết trà xanh, trà đen và trà

oolong

Flavonol aglycones được tìm thấy trong lá trà tươi, hàm lượng có trong nước trà rất thấp

do tính tan trong nước kém Ngoài ra, còn có các loại flavonols khác như: quercetin,

kaempfrrol, myrincetin,…

Trong quá trình chế biến, flavonoids dễ bị biến đổi bởi phản ứng enzyme hóa, tạo nên

hương vị và màu sắc đặc trưng của mỗi loại trà

1.6.2 Nước

Nước có trong nguyên liệu trà tham gia trực tiếp vào các phản ứng thủy phân, phản ứng

oxi hóa khử Là môi trường xảy ra tương tác giữa các hợp chất có trong nguyên liệu trà khi

đem chế biến, hàm lượng nước nhiều hoặc ít đều làm cho lá trà bị nát khi vò

Trong quá trình chế biến trà, cần khống chế sự bay hơi nước, đặc biệt trong sản xuất trà

Caffeine là dẫn xuất của purine có tên và gọi theo công thức cấu tạo là:

1,3,5-tri-methylxanthine, chiếm khoảng 3 – 4 (% chất khô) trong lá trà tươi

Caffeine là ankaloid có dược tính tạo cảm giác hưng phấn cho người uống

Caffeine tạo vị đắng và cấu trúc kem, kết quả từ những hợp chất tạo bởi caffeine với các

hợp chất polyphenol, thường kết hợp dưới dạng muối tannat caffeine Các muối này, tan

trong nước nóng, không tan trong nước lạnh và tạo nên hương thơm, giảm vị đắng và nâng

cao chất lượng thành phẩm

1.6.4 Acid hữu cơ

Trong lá trà assam, người ta tìm thấy các acid hữu cơ sau đây: acid malic, acid citric, acid

succinic, acid tartaric, acid oxalic, acid fumaric

1.6.5 Đường

Đường tự do được tìm thấy trong tôm của trà bao gồm: glucose, fructose, sucrose,

raffinose, stachyose

Đường tự do liên quan đến sự tổng hợp caffeine trong tôm trà

Dưới tác dụng của nhiệt và các yếu tố khác, đường sẽ biến đổi tạo nên hương vị đặc trưng

cho trà thành phẩm

1.6.6 Chất xơ

Thành tế bào của lá chứa những vật chất cenlulose được bao quanh bởi hemicellulose và

chất kết dính lignin có tính chất bảo vệ sự xâm nhập của các enzyme thủy phân

1.6.7 Protein và acid amin

Protein trong búp trà phân bố không đồng đều, chiếm khoảng 15 (% chất khô) Protein có

thể kết hợp với trực tiếp với tannin, polyphenol, tạo ra những hợp chất không tan làm đục

nước trà đen

Trong quá trình chế biến trà xanh, protein kết hợp với một phần tannin làm cho vị đắng và

chát giảm đi, vì thế protein cũng có lợi cho phẩm chất trà xanh

Ngày nay, người ta đã tìm thấy 17 loại acid amin có trong trà Trong đó, 10 acid amin cơ

bản là: theanine, phenylalanine, leucine, isoleucine, valine, tyrosine, glutamine, serine,

glutamic, aspartic

Các acid amin này có thể kết hợp với đường, tannin, tạo ra các hợp chất aldehyde, alcol có

mùi thơm cho trà đen, và chúng cũng góp phần điều vị cho trà xanh

1.6.8 Vitamin và khoáng

Lá trà tươi gồm nhiều loại vitamin trong đó có 2 nhóm vitamin quan trọng là:

Vitamin tan trong béo: A, D, E, F, K,

Vitamin tan trong dầu: B, C, PP,

Trong trà, hàm lượng vitamin C cao gấp 3 - 4 lần so với cam, chanh Vitamin C là chất

chống oxihóa rất tốt

Trong quá trình chế biến trà, hàm lượng vitamin C giảm đi đáng kể do quá trình oxihóa

trong giai đoạn vò và lên men Vitamin C bị phân hủy trong quá trình sấy khô trà

1.6.9 Sắc tố

Anthocyanidins: delphenidin và cyanidin là thành phần anthocyanidin chính được tìm

thấy trong lá trà

Trong trà xanh: làm xấu màu nước trà, tăng vị đắng

Carotennoids: trong lá trà nguời ta tìm thấy được 14 loại, những thành phần chính là:

xanthophylls, violaxanthine và neoxanthine Hàm lượng của các loại carotennoids trên đã

giảm đáng kể trong suốt quá trình chế biến trà đen

Clorophylls: là màu quyết định của trà xanh, bị phân hủy trong suốt quá trình lên men

Chlorophllides và pheophorbides (có màu hơi nâu) hiện diện trong lá trà lên men, và cả hai

được chuyển thành pheophorbides (màu đen) trong giai đoạn sấy khô

1.6.10 Enzyme

Trong lá trà có 2 loại enzyme chủ yếu là:

Nhóm enzyme thủy phân: amilase, protease, glucosidase, …

Nhóm enzyme oxi hóa – khử: peroxidase, polyphenoloxidase, …

Enzyme peroxidase, polyphenoloxidase có vai trò quan trọng trong quá trình lên men trà

đen Các enzyme này đều hoạt động mạnh ở 45C, ở 70C thì hoạt động yếu hẳn đi và ở

nhiệt độ cao hơn sẽ bị vô hoạt hoàn toàn

Trong chế biến trà xanh, không cần tạo nên những biến đổi sinh hóa cho tannin, nên

enzyme không có ích cho quá trình chế biến Vì vậy, ngay từ giai đoạn đầu của quá trình

chế biến trà xanh, người ta dùng nhiệt độ cao để vô hoạt enzyme bằng cách chần hoặc sao

1.6.11 Lipid và acid béo

Hàm lượng chất béo trung tính, và phospholopid cũng như các acid béo của chúng thay

đổi tùy vào các loại trà khác nhau và trong suốt quá trình chế biến trà đen

Thành phần các acid béo chính có trong trà là: linolenic, linoleic, oleic và palmitic

1.7 Một số công dụng của trà

1.7.1 Dược tính từ trà xanh

Giúp phòng chống ung thư, tim mạch, viêm khớp, sâu răng

Làm chậm quá trình lão hóa da, chống các tia phóng xạ

Vitamin C nâng cao sức đề kháng cho cơ thể con người

Vitamin K giúp trong việc đông máu

Tannin trị bệnh tiêu chảy

Epigallocatechin galat (EGCG) ngăn cản sự phát triển của tế bào ung thư

1.7.2 Các sản phẩm thực phẩm từ trà xanh

Kẹo trà, nước uống trà xanh, trà mảnh, trà oolong,…

1.7.3 Các sản phẩm mỹ phẩm từ trà xanh

Kem dưỡng da

Kem chống nắng, chống thâm quầng mắt,…

2 CHANH DÂY

2.1 Nguồn gốc chanh dây

2.1.1 Chanh dây đỏ tía

Xuất xứ từ vùng nhiệt đới Nam Mỹ, từ Miền Nam Brazil qua Paraguay đến Bắc

Argentina, được biết đến đầu tiên bởi người Tây Ban Nha vào thế kỷ XVI tại Brazil

2.1.2 Chanh dây vàng

Người ta không rõ nguồn gốc của chanh dây vàng, có lẽ xuất xứ từ vùng Amazon của

Brazil, hoặc là giống lai giữa hai loài P.edulis và P.ligularis

Hiện nay, một số nhà khoa học cho rằng chanh dây vàng là kết quả của sự đột biến gen

xảy ra ở Australia

2.2 Tên khoa học chanh dây

Tên khoa học: Passiflora edulis Sims

Họ: Passifloraceae

Loài: Passiflora

Dạng: Berry

2.3 Đặc điểm thực vật của chanh dây

2.3.1 Lá: mọc xen kẽ, có dạng thùy sâu 3 lớp, có răng cưa khi trưởng thành Lá dài 7cm -

20 cm, mặt trên láng và có màu xanh đậm, mặt dưới nhạt hơn và mờ đục

Hình 1.5: Lá chanh dây

2.3.2 Hoa: mọc ở trên mỗi đốt, hoa đơn, có mùi thơm, rộng 5cm – 8cm, gồm có 5 đài

trắng hơi lục, 5 cánh trắng, màu tía đậm ở đáy Hoa gồm 5 nhị có bao phấn, bầu nhụy, vòi

nhụy phân làm 3 nhánh tạo nên một cấu trúc nổi bật ở giữa

2.4.3 Quả: có hình dáng hơi tròn hay hình trứng, đường kính khoảng từ 1 - 3 inches,

được bao bọc bởi một lớp vỏ dày (khoảng 3mm), cứng, nhẵn và có phủ lớp phấn mỏng, có

màu từ đỏ tía với các đốm nhỏ và mờ, cho đến vàng nhạt hay màu vàng như bí ngô

Hình 1.6: Hoa chanh dây

Hình 1.7: Chanh dây đỏ tía Hình 1.8: Chanh dây vàng

2.5 Thành phần dinh dưỡng

Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng tính trên 100g ăn được của chanh dây đỏ tía

(Nguồn từ tài liệu USDA)

2.5.1 Carbonhydrate

Đường

Trong chanh dây chủ yếu gồm ba loại đường: glucose, fructose và sucrose, trong đó,

hàm lượng glucose và fructose chiếm chủ yếu

Hàm lượng đường ảnh hưởng đến vị ngọt của chanh dây Fructose ngọt hơn sucrose ít

nhất 1,5 lần, vì thế, chanh dây đỏ tía ngọt hơn nhiều so với chanh dây vàng

2.5.2 Các acid hữu cơ

Hàm lượng các acid hữu cơ cao, làm cho dịch chanh dây có giá trị pH thấp và vị chua

rất gắt

Chanh dây đỏ tía: có giá trị pH nằm trong khoảng: 2,8 - 3,3 Dịch quả có nhiều loại

acids trong đó nhiều nhất là: acid citric, acid lactic, acid manolic, acid malic, acid

succinic

Chanh dây vàng: có giá trị pH nằm trong khoảng: 2,6 - 3,2 Dịch quả có nhiều loại acid

chủ yếu là: acid citric, acid malic Các acid khác có hàm lượng thấp hơn bao gồm: acid

lactic, acid manolic và acid succinic

Chanh dây vàng có ít acid ascorbic hơn chanh dây đỏ tía nhưng tổng lượng acid (chủ

yếu là acid citric) và hàm lượng carotene lại nhiều hơn

2.5.3 Các acid amin

Các acid amin tự do trong dịch quả chanh dây gồm có: arginine, acid aspartic, glycine,

leucine, lysine, proline, threonine, tyrosine và valine

2.5.4 Enzyme

Dịch quả chanh dây đỏ tía có chứa enzyme methylesterase, enzyme này bị vô hoạt ở

80oC trong vòng 60 giây Ngoài ra, các nhà khoa học còn phát hiện trong chanh dây đỏ có

enzyme protease

Dịch quả chanh dây vàng có chứa enzyme catalase, enzyme này có thể bị vô hoạt hoàn

toàn ở 79oC trong vòng 75 giây

2.5.5 Các vitamin

Viatmin C

Dịch quả chanh dây có hàm lượng vitamin C cao

Vitamin A

Chanh dây cũng chứa rất nhiều vitamin A, nhiều carotenoid được tìm thấy trong chanh

dây có hoạt độ vitamin A khác nhau

Các loại vitamin khác

Dịch quả chanh dây chứa nhiều riboflavin, niacin và acid folic

2.5.6 Các chất khoáng

Chanh dây còn cung cấp nhiều chất khoáng như: potassium (K) là một chất điện li quan

trọng trong việc hỗ trợ mô co bóp của tim, ổn định cân bằng acid - base và huyết áp

2.5.7 Alkaloid

Có 7 loại alkaloid trong chanh dây, trong số đó có 4 loại được xác định và đặt tên là:

harman, harmin, harmol và harmalin

Hàm lượng alkaloid trong chanh dây đỏ là 0,012 (% chất khô), chanh dây vàng 0,7 (%

chất khô)

2.5.8 Các hợp chất dễ bay hơi

Chanh dây có chứa các hợp chất dễ bay hơi Trong đó, chủ yếu là các ester Mùi thơm

của chanh dây là do sự hòa quyện của nhiều loại ester đặc trưng khác nhau

2.5.9 Sắc tố

Sắc tố chính trong dịch quả chanh dây là carotenoid Nước chanh dây ép chứa rất nhiều

loại sắc tố vàng và cam

Dịch quả chanh dây không chứa anthocyanin, còn hàm lượng flavonoids trong chanh

dây rất bé, chỉ ở dạng vết, trong chanh dây đỏ là 1,06 (% chất khô), trong chanh dây vàng

là 1 (% chất khô)

2.6 Một số công dụng của chanh dây

2.6.1 Dược tính chanh dây

Các alkaloid trong dịch quả chanh dây được chiết xuất để bào chế thuốc an thần

Vitamin A trong dịch chanh dây là loại vitamin tan trong dầu, cần thiết cho thị lực, da,

sự phát triển và tái sinh mô tế bào

Vitamin C trong dịch chanh dây giúp bảo vệ phần mô mềm của cơ thể, đồng thời có khả

năng bảo vệ plasma lipids và LDL cholesterol khỏi các gốc tự do

Ngoài ra, một loại glycoside chiết xuất từ chanh dây gọi là passiflorine cũng được dùng

để bào chế thuốc giảm đau ở Châu Âu

2.6.2 Một số sản phẩm thực phẩm từ chanh dây

Ở quy mô công nghiệp, dịch quả chanh dây dùng để sản xuất nước quả đục, hoặc phối

trộn với đường và pha loãng với nước cùng dịch quả của các loại trái cây khác

Nước cốt chanh dây có thể được nấu thành syrup để dùng trong sản xuất nước xốt,

thạch, kẹo, kem, sherbet, meringue hay súp trái cây lạnh

3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TRÀ XANH ĐÓNG CHAI CÔNG NGHIỆP

3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất trà xanh đóng chai công nghiệp [6]

Lọc Trích li

Làm lạnh nhanh

Phối chế Trà khô

Phụ gia

Đánh tan bọt Đường sacharose

Làm nguội Nước

Trà xanh đóng chai

Hình 1.9: Quy trình công nghệ sản xuất trà xanh đóng chai công nghiệp

3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ [2], [4], [6]

3.2.1 Trích li

Mục đích: chiết các chất hòa tan có trong trà xanh vào nước

Các yếu tố ảnh hưởng

Kích thước nguyên liệu: kích thước trà càng nhỏ thì diện tích tiếp xúc giữa bề mặt trà

và dung môi càng lớn, khi đó, các cấu tử hòa tan bên trong trà xanh dễ dàng thoát ra bên

ngoài dung môi hơn

Tỷ lệ giữa nguyên liệu và dung môi: thông thường trà phải ngập trong dung môi ở thiết

bị trích li, khi đó, diện tích tiếp xúc giữa bề trà và dung môi mới đạt giá trị cao nhất và

tốc độ trích li sẽ gia tăng

Nếu thể tích dung môi sử dụng càng cao thì sự chênh lệch nồng độ cấu tử hòa tan

trong trà và trong dung môi sẽ càng lớn, hiệu suất trích li sẽ càng cao Tuy nhiên, nồng

độ các cấu tử hòa tan trong dịch trích thu được sẽ thấp và gây khó khăn cho quá trình

phối trộn tạo sản phẩm

Nhiệt độ: khi nhiệt độ tăng thì sự hòa tan của các hợp chất hòa tan trong trà tăng lên

Tuy nhiên, nhược điểm của tăng nhiệt độ là làm tổn thất các cấu tử hương có trong

nguyên liệu trà

Thời gian: thời gian dài, thì hàm lượng chất hòa tan trong dịch trích tăng lên, nhưng

thời gian phải có giới hạn Khi quá trình trích li đạt được yêu cầu, nếu kéo dài thời gian

sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế

Sự khuấy đảo: quá trình khuấy đảo giữa trà và dung môi trong thiết bị trích li sẽ làm

tăng diện tích tiếp xúc giữa trà và dung môi, giúp quá trình trích li diễn ra tốt hơn

Tuy nhiên, sự khuấy đảo hỗn hợp trong thiết bị trích li phải thực hiện nhẹ nhàng để

hạn chế sự bay hơi của các cấu tử hương có trong trà

Phương pháp thực hiện

Trà đựng trong các giỏ lớn (100 kg/mẻ) Giỏ trà này được hệ thống ròng rọc đưa lên

và nhúng vào tank chứa nước nóng (nhiệt độ khoảng 75oC), trong khoảng thời gian 320

giây Mỗi giỏ trà sẽ được trích li hai lần, lượng nước cần dùng cho mỗi lần là 3000 lít

Phần bã trà sẽ được thiết bị trục vít vận chuyển ra khu vực thu nhận bã.

Yêu cầu kỹ thuật

Tỉ lệ giữa trà và nước, nhiệt độ, thời gian trong quá trình trích li phải thích hợp

Trích li triệt để các cấu tử hòa tan ra khỏi nguyên liệu

Tổn thất dịch trích trong bã nhỏ nhất, chất lượng dịch trích tốt để chuẩn bị cho quá

trình tạo sản phẩm

3.2.2 Lọc

Mục đích: tách riêng bã trà, tạp chất nhằm làm tăng giá trị cảm quan, ổn định thành

phần dịch trích, nâng cao chất lượng thành phẩm

Các biến đổi

Vật lý: thể tích của dung dịch giảm đi do loại bỏ được các tạp chất lơ lửng như: bã, tạp

chất

Hóa học: dịch trích sau khi lọc hầu như không biến đổi về thành phần hóa học Tuy

nhiên, có sự thay đổi về trạng thái, màu sắc, tổn thất một số các hợp chất có lợi theo cặn

như: vitamin, khoáng

Sinh học: loại được một số vi sinh vật không có lợi theo cặn

Cảm quan: chất lượng dịch lọc tăng do tách hết các tạp chất

Các yếu tố ảnh hưởng

Hiệu số áp suất giữa hai đầu lọc (ΔP): khi ΔP tăng, tốc độ lọc tăng lên nhưng phải có

giới hạn Nếu ΔPmax bã sẽ bị nén chặt (thể tích giảm xuống), các ống mao quản bị thu

hẹp lại, lúc đó tốc độ lọc tăng chậm hơn so với tăng áp suất và đến mức có thể giảm đi,

chất lỏng không đi qua được lớp vải lọc Mặt khác, khi ΔP tăng quá cao có thể phá vở

lớp vải lọc và lớp vật ngăn

Tính chất của cặn lọc: bã lọc của dịch trích có kích thước càng nhỏ thì hiệu quả lọc

càng cao Ngược lại, nếu kích thước bã lọc càng lớn thì quá trình lọc bị cản trở

Tính chất của lớp vật ngăn và bề dày: lớp vật ngăn và bề dày cũng ảnh hưởng đến tốc

độ lọc Lớp vật ngăn xốp, mỏng, thì hiệu quả lọc càng cao

Nhiệt độ lọc: cao, tốc độ lọc cao và ngược lại, nếu nhiệt độ của dịch trích quá cao, sẽ

ảnh hưởng đến chất lượng của dịch lọc và tốn nhiều năng lượng

Các phương pháp thực hiện: quá trình lọc dịch trích được tiến hành qua hai giai đoạn

lọc: lọc thô và lọc tinh

Lọc thô: dịch trà sau trích li được lọc bằng hệ thống thiết bị sàng rung Phần bã trà sẽ

được giữ lại phía trên, dịch lọc qua lưới đi vào thiết bị lọc tinh Kích thước lỗ sàng là

50

Lọc tinh: thiết bị lọc tinh được dùng là túi vải lọc Túi vải lọc được đặt trong tank chứa

kép

Yêu cầu kỹ thuật

Dịch trích sau khi lọc thô và lọc tinh lọc phải có độ trong suốt, màu sắc vàng nâu đặc

trưng của trà

Quá tình lọc phải được tiến hành nhanh nhằm: hạn chế quá trình oxihóa nâu của dịch

lọc do enzyme polyphenoloxidase gây ra, ảnh hưởng đến màu sắc đặc trưng của trà

Đồng thời, hiệu suất lọc phải cao

3.2.3 Làm lạnh nhanh

Mục đích: chuẩn bị trước lượng dịch lọc cần thiết cho quá trình phối chế

Bảo đảm dịch lọc không bị sẫm màu

Hóa học: các phản ứng hóa học, sinh học hầu như không xảy ra

Hóa sinh - vi sinh: ức chế một số enzyme, vi sinh vật gây bệnh do sự sốc nhiệt

Cảm quan: ít xảy ra những biến đổi lớn về màu sắc, mùi, vị của dịch lọc

Dịch lọc được trữ trong tank lớn Tiến hành làm lạnh nhanh dịch lọc bằng acid

ascorbic Nhiệt độ trong tank luôn luôn được giữ trong khoảng từ 10 –15oC

Yêu cầu kỹ thuật

Dịch lọc sau khi làm lạnh có màu sắc, mùi, vị đặc trưng của trà

Năng lượng: phải cung cấp đầy đủ, đồng đều, tránh đứt quãng làm cho nhiệt độ có thể

biến động gây ảnh hưởng xấu đến dịch lọc

3.2.4 Nấu syrup

Mục đích: hòa tan hoàn toàn đường saccharose vào nước, tạo dịch syrup có nồng độ

chất khô mong muốn chuẩn bị cho quá trình phối chế

Các biến đổi

Vật lý: nhiệt độ tăng giúp cho sự hòa tan đường saccharose vào nước diễn ra nhanh và

dễ dàng hơn

Hóa lý: ban đầu độ nhớt dung dịch tăng do quá trình hòa tan làm tăng nồng độ chất

khô trong dung dịch Khi đường saccharose đã hòa tan hết, thì độ nhớt dung dịch giảm

do độ nhớt tỉ lệ nghịch với nhiệt độ

Hóa học: gần như không có các biến đổi về hóa học, vì ở nhiệt độ 80 - 900C quá trình

caramel hóa chưa diễn ra

Hóa sinh: hầu như tất cả các enzyme trong dịch đường bị vô hoạt hoàn toàn

Cảm quan: xảy ra các biến đổi về màu, mùi, vị của dịch đường, góp phần tăng hương

vị của dịch syrup

Vi sinh: ức chế hoạt động của các vi sinh vật bởi nhiệt và áp suất thẩm thấu

Các yếu tố ảnh hưởng

Nồng độ chất khô ban đầu: ảnh hưởng lớn đến chất lượng của syrup thành phẩm, nồng

độ chất khô càng cao, thời gian bảo quản syrup càng dài do giá trị áp lực thẩm thấu của

dung dịch đường càng lớn nên có thể ức chế hệ vi sinh vật có trong syrup

Nhiệt độ: cao, có tác dụng ức chế hoặc tiêu diệt một số vi sinh vật tạp nhiễm trong

syrup Tuy nhiên, không sử dụng nhiệt độ quá cao vì khi đó sẽ tốn nhiều năng lượng,

đồng thời đường saccharose có thể bị thủy phân, làm tăng độ tổn thất đường trong quá

trình nấu syrup

Thời gian: nếu thời gian nấu syrup kéo dài và nhiệt độ cao thì dịch syrup bị sẫm màu

do phản ứng caramel hóa xảy ra

Phương pháp thực hiện

Trước tiên nước được bơm vào bên trong thiết bị qua cửa tháo syrup, sau đó, gia nhiệt

nước lên đến 55 - 600C Cho cánh khuấy hoạt động với tốc độ 30 - 50 vòng/phút rồi bắt

đầu cho đường vào Khi đường saccharose đã hòa tan hết trong nước, tiến hành gia nhiệt

dung dịch đến sôi Thời gian đun sôi có thể kéo dài 30 phút Nhiệt độ trong quá trình

nấu syrup khoảng 80 - 900C

Yêu cầu kĩ thuật

Nồng độ chất khô thường dao động trong khoảng 63 – 65 (% khối lượng)

Tỉ lệ giữa đường và nước phải thích hợp trong quá trình nấu syrup

Hạn chế tổn thất đường trong quá trình nấu syrup

3.2.5 Lọc dịch syrup

Mục đích: tăng giá trị cảm quan, ổn định thành phần dịch syrup

Các biến đổi

Hóa học: dịch syrup sau khi lọc hầu như không biến đổi về thành phần hóa học

Sinh học: loại được một số vi sinh vật không có lợi theo bã lọc

Cảm quan: chất lượng syrup tăng do tách hết các tạp chất

Các yếu tố ảnh hưởng

Nhiệt độ lọc: có liên quan đến độ nhớt của dịch đường, nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm

Áp suất lọc: tăng, thì tốc độ lọc cũng tăng nhưng nếu áp suất lọc tăng quá cao sẽ phá

vỡ cấu trúc của màng lọc

Độ nhớt của dịch đường: phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ đường và thành phần riêng

của chính nó Độ nhớt càng cao, làm tăng áp lực trên bề mặt vật liệu lọc từ đó kéo dài

thời gian lọc và làm giảm hiệu quả lọc

Phương pháp thực hiện

Khi quá trình nấu syrup kết thúc, dịch syrup được bơm qua thiết bị lọc nóng Hiện

nay, các nhà máy thường sử dụng thiết bị lọc khung bản, có thể sử dụng kết hợp với chất

trợ lọc để lọc syrup Sau đó, syrup được bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng

để làm nguội nhanh về nhiệt độ bảo quản

Yêu cầu kỹ thuật

Dịch syrup sau khi lọc phải sạch

Hệ thống lọc phải đảm bảo quá trình lọc được diễn ra liên tục đều đặn

3.2.6 Phối trộn

Mục đích: phối trộn các thành phần nguyên liệu khác nhau để tạo ra sản phẩm có các

chỉ tiêu chất lượng hóa lý và cảm quan theo yêu cầu

Hình 1.12: Thiết bị lọc syrup

Các biến đổi

Vật lý: thể tích các cấu tử ít bị thay đổi trong quá trình phối trộn Độ trong, độ khúc xạ

ánh sáng đều có sự thay đổi sau quá trình phối trộn

Hóa lý: sự biến đổi về chất khô

Hóa học: xảy ra một số phản ứng hóa học

Sự biến đổi trạng thái của sản phẩm: dưới tác dụng của lực đảo trộn trạng thái của

hỗn hợp được hình thành tùy thuộc vào trạng thái ban đầu của cấu tử

Cảm quan: tạo nên màu sắc, mùi, vị phù hợp với sản phẩm

Tỷ lệ phối trộn: xác định tỉ lệ phối trộn theo phương pháp thực nghiệm, hoặc tính toán

nhằm đạt tới mục tiêu chất lượng và hiệu quả kinh tế cao

Thứ tự phối trộn: thứ tự các thành phần nguyên liệu cho vào thiết bị phối trộn tùy

thuộc vào độ tan và khối lượng thành phần đó

Phương pháp thực hiện

Dịch lọc sau khi làm lạnh nhanh bằng acid ascobic, sau đó, được bơm li tâm bơm qua

tank trộn, sau đó là syrup Một số phụ gia như: acid citric, malic, vitamin C, màu

caramel,… được trộn ở một tank khác Cả hai tank trên được bơm li tâm bơm qua một

tank phối trộn Trong tank có một cánh khuấy giúp các thành phần nguyên liệu phân bố

đồng đều, tạo thành một hỗn hợp đồng nhất

Yêu cầu kỹ thuật

Xác định tỉ lệ phối trộn một cách chính xác và theo công thức thực nghiệm Đồng thời

tổn thất nguyên liệu trong quá trình thấp

Dịch phối trộn phải hài hòa về màu sắc, vị, ổn định về mùi và trạng thái

3.2.7 Đánh tan bọt

Mục đích: loại bỏ bọt tạo thành trong quá trình phối trộn

Các biến đổi

Chủ yếu là biến đổi về mặt cảm quan, dịch phối chế có độ trong hơn, màu sắc, mùi, vị

hầu như không thay đổi

Vật lý: khi nhiệt độ tăng, thể tích của dịch phối chế tăng lên Đồng thời, khối lượng,

độ nhớt của dịch phối chế giảm

Hình 1.13: Tank phối trộn

Hóa học: các phản ứng hóa học hầu như không diễn ra trong suốt quá trình tiệt trùng

dịch phối trộn

Hóa sinh - vi sinh: quá trình đun nóng dịch phối chế làm vi sinh vật và enzyme bị tiêu

diệt do tác dụng của nhiệt độ

Biến đổi cảm quan: có thể làm thay đổi màu sắc, mùi, vị của dịch phối chế Khi tăng

nhiệt độ, các cấu tử hương, các chất màu hoặc hợp chất tạo vị bị phân hủy, bốc hơi

Các yếu tố ảnh hưởng

Hệ vi sinh vật có trong dịch phối trộn: số lượng tế bào vi sinh vật trong dịch phối trộn

sẽ ảnh hưởng đến việc chọn giá trị nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt Nếu hàm lượng vi

sinh vật trong dịch phối trộn càng nhiều, để đạt được mức độ vô trùng công nghiệp theo

quy định, chế độ xử lý nhiệt phải nghiêm ngặt và nhiệt độ cao hơn

Thành phần hóa học của dịch phối trộn: việc lựa chọn nhiệt độ và thời gian tiệt trùng

phụ thuộc vào giá trị pH của sản phẩm Do pH ảnh hưởng đến hoạt độ của enzyme, nên

giá trị pH đóng vai trò kích thích hoặc kìm hãm đến hoạt động của chúng

Các tính chất vật lý của dich phối trộn: hàm lượng chất khô, độ nhớt của dịch phối

trộn cũng ảnh hưởng nhiều đến hệ số truyền nhiệt và hiệu quả của quá trình tiệt trùng

Phương pháp và thiết bị tiệt trùng: thiết kế thiết bị truyền nhiệt sao cho làm xuất hiện

các dòng chảy rối, giúp cho quá trình truyền nhiệt diễn ra nhanh và hiệu quả hơn

Chế độ tiệt trùng: vì pH của sản phẩm < 4,5 nên chế độ tiệt trùng được chọn các thông

Thiết bị được dùng tiệt trùng là thiết bị truyền nhiệt kiểu ống lồng ống dịch phối trộn

đi trong ống, hơi quá nhiệt đi ngoài ống Trên thiết bị có gắn bộ cảm ứng nhiệt, khi nhiệt

độ giảm sẽ mở van cấp hơi, nhiệt độ tăng giảm lượng hơi cấp vào