ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
LỜI CẢM ƠN
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
SVTH: Võ Hoài Văn
Trang 1
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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
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 -12
o
C đến -15
o
C.
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.
Có trung bình 8 - 9 đôi gân lá rõ.
SVTH: Võ Hoài Văn
Trang 3
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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.
SVTH: Võ Hoài Văn
Trang 5
Hình 1.1: Cây trà
Hình 1.2: Búp trà Hình 1.3: Hoa trà
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
1.6. Thành phần hóa học của trà
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của lá trà
SVTH: Võ Hoài Văn
Thành phần Hàm lượng (% chất khô)
Tổng polyphenol 25-30
Flavanols
(-) Epigallocatechin gallate (EGCG)
(-) Epicatechin gallate (ECG)
(-) Epigallo catechin (EGC)
(-) Epicatechin (EC)
(+) Catechin (C)
(+) Gallocatechin (GC)
8 - 12
3 - 6
3 - 6
1 - 3
1 - 2
3 - 4
Caffeine
3 – 4
Acids hữu cơ (citric, malic, oxalic, …)
0.5 - 0.6
Đường (glucose, fructose, saccharose
4 – 5
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.
SVTH: Võ Hoài Văn
Trang 7
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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
đen.
1.6.3. Caffeine
Công thức phân tử: C
8
H
10
N
4
O
2
Công thức cấu tạo:
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.
1.6.7. 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.
SVTH: Võ Hoài Văn
Trang 9
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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.
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
SVTH: Võ Hoài Văn
Trang 11
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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.
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.
Hình 1.7: Chanh dây đỏ tía Hình 1.8: Chanh dây
vàng
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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.
Tinh bột
Hàm lượng tinh bột của chanh dây đỏ tía là: 0,74 (% chất khô). Đối với chanh dây
vàng là: 0,06 (% chất khô).
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.
SVTH: Võ Hoài Văn
Trang 14
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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,
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.
SVTH: Võ Hoài Văn
Trang 16
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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]
Đường
sacharose
Làm nguội
Nước
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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
SVTH: Võ Hoài Văn
Trang 18
Trà xanh đóng
chai
Hình 1.9: Quy trình công nghệ sản xuất trà xanh đóng chai công nghiệp
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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.
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 ΔP
max
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.
SVTH: Võ Hoài Văn
Trang 20
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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
50µ.
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
C.
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 - 90
0
C 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
SVTH: Võ Hoài Văn
Trang 22
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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.
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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.
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.
SVTH: Võ Hoài Văn
Trang 24
Hình 1.12: Thiết bị lọc syrup
ĐATN: Nước uống trà xanh có bổ sung chanh dây GVHD: Th.S. Lại Quốc
Đạt
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