ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP Hồ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
*
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH KHỬ
CAFFEINE TRÊN LÁ CHÈ TƯƠI
NGUYÊN LIỆU TRONG CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT CHÈ XANH
SVTH : NHÂM MINH
MSSV : 60301674
CBHD : ThS. LẠI QUỐC ĐẠT
BỘ MÔN : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
TP Hồ Chí Minh, 01/2008
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DAN
NHẠN XET CUA GIAO VIEN PHAN BIẸN
Con xin cảm ơn cha mẹ đã nuôi nấng, dạy dỗ con nên người. Cha
mẹ đã luôn ủng hộ, động viên con trong suốt thời gian qua.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lại Quốc Đạt. Thầy đã tận tình
hướng dẫn để em hoàn thành tốt luận văn.
Em cũng xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các Thầy Cô của trường
Đại học Bách khoa Thành phô Hồ Chí Minh, đặc biệt là các Thầy Cô
trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm. Thầy Cô đã truyền dạy cho em
những kiến thức vô cùng quý báu, cũng như đã hỗ trợ em rất nhiều
để em thực hiện bài luận này thành công.
Cuối cùng, tôi xin cám ơn các bạn trong lớp đã luôn động viên,
giúp đỡ tôi vượt qua mọi khó khăn.
LỜI CẢM ƠN
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Hiện nay, chè xanh được tiêu thụ rộng rãi trên thế giới bởi vì chè là một nguồn thực phẩm chứa

SW1 Dịch cân bằng các chất khô hòa tan
SW2 Dịch cân bằng chất khô hòa tan phi caffeine
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TAT
- 6 -
LỜI MỞ ĐẦU
Chè là một dạng thức uống truyền thông của người Trung Quốc nói riêng và cư dân Châu Á nói
chung. Người ta sử dụng không chỉ vì mục đích giải khát mà còn bởi những dược tính của nó. Trong
chè có nhiều chất chông oxi hóa và được sử dụng như là một dược phẩm chữa nhiều bệnh như: chữa
ung thư, tiêu chảy, chữa các chứng không tiêu, chứng cao cholesterol trong máu Ngày nay, việc tiêu
thụ chè, đặc biệt là sản phẩm chè xanh, ngày càng được tiêu thụ rộng rãi trên thế giới.
Chính vì vậy, diện tích trồng chè cũng như sản lượng chè ở Việt Nam ngày càng tăng nhanh.
Cây chè đã được xây dựng thành một trong mười chương trình trọng điểm phát triển nông nghiệp trong
Kế hoạch phát triển kinh tế xã hội của Nhà nước Việt Nam đến năm 2010.
Tuy nhiên, cũng như coffee, trong chè có chứa một lượng lớn caffeine. Đây là một thành phần
kích thích hệ thần kinh trung ương, tác động lên tim mạch và gây ảnh hưởng xấu đến một bộ phận
người tiêu dùng. Do đó, việc phát triển một sản phẩm chè xanh không chứa caffeine là một nhu cầu cần
thiết nhằm đáp ứng nhu cầu của một bộ phận lớn người tiêu dùng nhạy cảm vđi caffeine. Chính vì vậy,
chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu quá trình khử caffeine trên lá chè tươi nguyên liệu
trong công nghệ sản xuất chè xanh”. Đề tài có những nội dung chính như sau:
> Tìm hiểu về chè xanh, caffeine và những tác động của nó đến cơ thể cơ người.
> Tìm hiểu về các công nghệ khử caffeine.
> Lựa chọn phương pháp khử caffeine trên lá chè tươi.
- 7 -
> Khảo sát các yếu tô" ảnh hưởng đến quá trình khử caffeine. Đánh giá ảnh hưởng của quá trình
đến hiệu suất khử caffeine, mức độ tổn thất chất khô hòa tan và polyphenol tổng trên lá chè.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về cây chè
Cây chè có tên gọi khoa học là Camellia sinensis (L) (hay Thea sinensỉs L.) (1935 - Hội nghị
Quốc tế về thực vật). Cây chè được xếp trong phân loại thực vật như sau [3]:

1 Tôm
- 9 -
Lá non 1
Lá non 2
Hình 1-1: Búp chè ì tôm và 2 lá non.
Trên thế giới hiện nay, các nhà khoa học chia cây chè thành ba giông chính dựa vào đặc điểm sinh
thái và thực vật của cây chè (đặc biệt là dựa vào kích thước của lá chè):
> Chè Trung Quốc: Camellỉa sinensis (L). Dựa vào kích thước lá, Sealy (1958) phân biệt chè
Trung Quốc thành 2 loại: F. macrophylla (Sieb.) Kitamura và F. parviỷolia (Miq.)
> Chè Assam: Camellia assamica.
> Chè Nam Indo: Camellia assamỉca.
1.1.2 Thành phần hóa hoc của lá chè
Thành phần hóa học của cây chè và lá chè:
Báng 1-1: Hàm lượng các chất trong lá chè tươi [ 46 ]
Thành phần
Hàm lưựng (% khôi
lượng chất khô)
Thành phần
Hàm lượng (% khôi
lượng chất khô)
Proteine 20-30 Chất béo 4-7
Amino acid 1 - 5 Acid hữu cơ < 3
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TAT
- 10 -
Alkaloide 3-5 Khoáng 4-7
Polyphenols 20-35 Chất màu < 1
Carbonhydrate 35-40
Vitamin A, E, c,
ọ
2

3-6 Caffeine 3-4 Proteine 14 - 17
Epigallo catechin 3-6 Theobromine 0,2 Lipid 3-5
Epicatechin 1 -3 Theophylline 0,5
Các hợp
chất
bay hơi
0,01-0,02
Catechin 1 -2 Amino acid 4-5
Gallocatechin 3-4 Acid hữu cơ 0,5 - 0,6
Flavonols và
flavonol
glucosides
3-4 Monosaccharide 4-5
Polyphenolic acids
and depsides
3-4 Polysaccharide 14-22
Leuco
anthocyanins
2-3
Cellulose và
hemicellulose
4-7
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TAT
- 12 -
1.1.2.1 Nưđc: Là thành phần chủ yếu của lá chè (70-85%).
Nước có vai trò quan trọng trong sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật. Nước là môi trường
giúp hòa tan các chất hòa tan, tham gia các phản ứng thủy phân và oxi hóa khử bên trong các tế bào lá.
ĐỐI với cây chè, nước tham gia hầu hết các phản ứng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây
chè, sự vận chuyển điện tử, cơ chất qua màng tế bào chất và các phản ứng sinh tổng hợp các chất trong
chè.

Lá chè
Đường khử (% so vởi khối
lượng chất khô)
Sucrose (% so vởi khôi
lượng chất khô)
Tổng số’
Lá thứ nhất 0.99 0.64 1.63
Lá thứ hai 1.15 0.85 2.00
Lá thứ ba 1.40 1.66 3.05
Tuy hàm lượng của các loại đường khử trong lá chè thấp nhưng nó có vai trò cực kì quan trọng
trong việc tạo hương vị cho sản phẩm chè xanh. Ớ quá trình sao trong công nghệ sản xuất chè xanh, dưới
tác dụng của nhiệt, các đường khử này bị caramel hóa hoặc tham gia vào phản ứng Maillard tạo hương,
vị ngọt cho sản phẩm chè xanh và giúp điều hòa vị cho chè [3], [1]. Thực nghiệm cho thấy rằng: sự tác
dụng tương hỗ giữa glucose hay fructose vđi các acid amin - phenilalanine và tannin có tạo thành các
aldehyde bay hơi có mùi thơm của hoa tươi, mùi mật ong [1].
1.1.2.3 Các hơp chất chứa nitrogen
I.I.2.3.I. Proteỉne và amino acid
Các hợp chất proteine chiếm khoảng 25 - 30% khôi lượng chất khô của lá chè tươi [3]. Trong
công nghệ sản xuất chè xanh, proteine có vai trò quan trọng trong việc điều hòa vị của chè [31. Bên cạnh
đó, những búp chè chứa nhiều proteine sẽ hỗ trợ khá nhiều cho quá trình vò chè. Proteine giúp quá trình
vò chè được thực hiện dễ dàng, lá chè xoăn hơn và có ngoại hình đẹp, nhờ đó, làm tăng giá trị cảm quan
của chè xanh thành phần sau này [3].
Bên cạnh đó, hàm lượng proteine có ý nghĩa quan trọng đối với việc hình thành chất lượng của
chè bởi chúng là nguồn cung cấp các acid amin tự do trong suốt quá trình chế biến. Dưới tác dụng của
nhiệt, proteine bị thủy phân tạo thành các acid amin và các acid amin này tham gia vào các phản ứng
Maillard tạo hương vị cho sản phẩm chè xanh [1]. Hàm lượng proteine trong lá chè phụ thuộc vào giông
chè, thời vụ thu hái, tuổi lá, điều kiện sinh trưởng, cách bón phân
CHƯƠNG 1: TỔNG
QUAN
Bảng 1-5: Sự phân bô" proteine trong búp chè [6].

xanh vì chúng ảnh hưởng đến hương vị của chè thành phẩm [1 ]. Tinh dầu của cây chè được hình thành
trong quá trình sinh trưởng, phát dục của cây chè và trong quá trình chế biến chè. Hương thơm là một chỉ
tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng chè thành phẩm. Hương thơm của chè thành phẩm được tạo
ra từ ba nguồn sau đây: [3]
> Tinh dầu trong búp chè.
> Sản phẩm có mùi trong sự chuyển hóa của catechin và acid amin.
> Các sản phẩm của quá trình caramel hóa trong quá trình chế biến chè.
Bằng phương pháp sắc kí khí, người ta đã phát hiện trong lá chè tươi có khoảng 69 cấu tử hương
khác nhau [1]. Theo tài liệu của nhiều tác giả, trong chè tươi và chè thành
phẩm có chứa các cấu tử tinh dầu sau đây: [1]
> Nhóm các acid hữu cơ gồm các acid: acetic, propionic, salicilic, n-butyric, isobutyric,
isovalerianic, capronic, caprilic, hexenic panmitinic, phenylacetic, benzoic
> Nhóm rượu: isoamylic, isobutylic, n-butylic, hexanol, n-octanol, pentanol, benzilic, benzyletylic,
isopentanol, metyletyletanol, phenyletanol, metylbutanol, acetylpirol
> Nhóm aldehyde: n- và iso-butaral, n-valerianal, metylacetal, hexenal, benzal, hexanal, vanilin,
paraoxybenzealdehyd
> Nhóm các hợp chất khác gồm: phenol, cresol, geraniol, linalol, citral, citronelol, tecpineol,
acetonphenol, metylacetat, acrolein, metylsalicilat
Trong số các thành phần ở trên, các aldehyde là thành phần cấu
tử quan trọng của
tinh dầu chè. Đôi với chất lượng chè, các aldehyde bay hơi giữ vai trò quan trọng và ảnh
hưởng trực tiếp đến hương thơm của chè thành phẩm vì bản thân một sô" aldehyde có mùi thơm. Hơn
nữa, các aldehyde còn tham gia vào sự tạo thành các phức chất có mùi thơm độc đáo của chè, tham gia
vào sự hình thành màu sắc và vị nước chè [1 ].
1.1.2.5 Sắc tô"
Cùng vđi hương và vị của chè thì màu sắc của nước pha chè là một chỉ tiêu chất lượng được các
nhà chê biên chè quan tâm. Trong công nghệ chê biến chè xanh, màu sắc của nưđc pha chủ yếu do các
sắc tô" có trong nguyên liệu và các sắc tô" tạo ra trong quá trình chế biến. Trong lá chè chủ yếu chứa
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
nhiều sắc tô" thuộc họ chlorophyll và carotenoids. Trong công nghệ sản xuất chè xanh, chlorophyll là sắc

1 2 3 4
(-) EGC 122.10 152.27 206.42 232.36 222.08
(+) GC 0 0 0 48.96 68.70
(-) EC 45.53 47.84 45.16 55.79 65.62
(-) EGCG 580.54 577.93 431.14 284.13 292.03
(-) ECG 138.53 132.27 103.09 80.58 87.98
Tổng sô" 886.69 910.31 786.11 701.82 737.40
1.2. Caffeine
1.2.1 Giới thiệu chung về caffeine
Caffeine là một hợp chất tự nhiên được tìm thây trong lá, hạt và trái cây của trên 63 loại nông sản
tự nhiên và là một phần của một sô" nhóm các hợp chất được biết đến như methylxathine. Caffeine là một
chất gây nghiện chủ động và thường được sử dụng như một loại dược phẩm vì có tính chất của một chất
kích thích thần kinh ôn hòa và được bài tiết ra ngoài trong vòng vài giờ sau khi được hấp thụ vào cơ thể.
Caffeine là một chất thuộc họ alkaloide. Ớ dạng tinh khiết, caffeine là một chất bột màu trắng và
có vị đắng. Công thức hóa học của caffeine là C8H10N4O2, danh pháp IƯPAC là 1,3,5-trimethylcayhine
và có công thức cấu tạo là:
Hình 1-2: Cấu trúc của caffeine
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
- 18
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
- 19
Bảng 1-7: Tính chất vật lí của caffeine [10]:
Tính chất vật lý Tính chất
Trạng thái Không mùi, màu trắng, xốp và là dạng bột
Khôi lượng phân tử (g) 194.19
Nhiệt độ nóng chảy (°C) 236
Trọng lượng riêng (g/cm
3
) 1.2
Sự bay hơi (%) 0,5

tăng này làm tăng khả năng tiếp nhận các adenosine cho tế bào thần kinh, do đó, tạo cảm giác kích
thích cho hệ thần kinh trung ương, về lâu dài, việc tồn tại mãn tính của caffeine trong cơ thể làm
tăng số lượng của các vị trí cơ quan tiếp nhận adenosine và làm cho khả năng chịu đựng của cơ thể
với caffeine tăng lên [22]. Khi đó, khả năng kích thích của caffeine đôi vđi cơ thể sẽ giảm. Bên
cạnh đó, caffeine kích thích quá trình tiết ra seroronine ở vỏ não, góp phần làm tăng sự minh mẫn
của bộ óc [221. Một ảnh hưởng khác của caffeine đôi với hệ thần kinh trung ương là làm giảm
những cơn đau đầu. Những cơn đau đầu thường xuyên xuất hiện chủ yếu là do sự giãn mạch của
các mạch máu thần kinh. Điều này được hạn chế bởi phản ứng của methylxanthine trên các cơ
quan tiếp nhận adenosine khi caffeine được sử dụng [22].
> Tác dụng thứ hai của caffeine là việc kích thích cơ năng và tăng cường hoạt động của tim. Nhờ tác
dụng này mà cơ thể chông được sự mệt mỏi, tăng cường hiệu suất làm việc và sức dẻo dai [1].
Caffeine và các methylxanthine ảnh hưởng lên chức năng của tim bằng hai cách: thứ nhất là làm
biến đổi trực tiếp những sự đôi lập của tim và mạch máu, thứ hai là ảnh hưởng đến hệ thông dẫn
truyền thần kinh và các hệ thông trung ương thứ yếu [22]. Ớ người sử dụng các sản phẩm chứa
caffeine, áp suất máu di chuyển trong cơ thể tăng nhẹ và chì trở về hàm lượng ban đầu sau 3 - 4h
[22]. Việc tăng áp suất máu đã kích thích hoạt động của cơ tim, tăng khả năng hoạt động của tất cả
các cơ quan, tăng khả năng hấp thụ và dẫn truyền oxy của máu [22]. Bên cạnh đó, caffeine gây ra
sự tăng epinephrine và norepinephrine trong huyết tương, ảnh hưởng đến hàm lượng của ion Ca
2+
của tế bào và sự phân bô" của nó trong tế bào, làm thay đổi nhịp tim, thay đổi điện lý của tim, tăng
tốc độ dẫn truyền máu. Kết quả của những tác động sinh lí trên là làm tăng hoạt động của cơ tim,
giúp cơ thể chông lại sự mệt mỏi. Điều này là hoàn toàn không tốt đôi vđi
những người có bệnh về tim mạch. Việc tăng hoạt động của cơ tim và tốc độ dẫn truyền máu làm
tăng huyết áp và nguy cơ vỡ động mạch. Bên cạnh đó, việc sử dụng các thức uống chứa hàm lượng
caffeine cao sẽ làm tăng hàm lượng homocysteine trong huyết tương và đây là một nguy cơ cho tim
mạch. Theo nhiều nghiên cứu y khoa, liều lượng của homocysteine trong huyết tương tăng sẽ tác
động mạnh hơn đến tim mạch và dễ dàng kết hợp với hàm lượng cholesterol trong huyết thanh [22].
> Tác dụng thứ ba của caffeine đôi với cơ thể là kích thích hoạt động của thận. Nhờ đó giúp cơ thể
nhanh chóng thải ra ngoài những sản phẩm thừa của quá trình trao đổi chất [1]. Caffeine làm tăng
cường tốc độ máu đến thận, tăng tốc độ lọc của thận và tăng cường sự tiết renin ở thận [221. Bên

(ng/kg)
Tổng lượng chất tích
luỹ được dị
hóa (ng/kg)
Tổng lượng chất
được giữ lại trong cơ
thể (|0,g/kg)
Đàn ông 0- 1
11.1 645 645 4294
1 - 3 7.2 867 1512 3427
3-5 6.9 829 2341 2598
5-8 4.8 860 3201 1738
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
- 22
8-12 3.8 922 4123 816
12-24 1.1 744 4867 42
Phụ nữ 0- 1
17.3 1021 1021 3979
1 - 3 6.7 806 1827 3173
3-5 6.1 727 2554 2446
5-8 4.6 828 3382 1618
8-12 3.1 732 4114 886
12-24 1.0 736 4850 150
Phụ nữ lúc ngừa
thai 0- 1
7.2 434 434 4497
1 - 3 3.4 391 825 4106
3-5 4.6 541 1366 3687
5-8 3.5 611 1977 3076
8-12 3.5 812 2789 2264

Tên chất
Hàm lượng (% tổng lượng
polyphenol)
(% tổng lượng
catechin)
Búp ba lá
(Liên Xô)
Chè xanh Búp ba lá (Việt Nam)
L-epicatechin 1.33 4.4 5.54
D,L-catechin 0.40 1.7 -
L-epigallo catechin 12.00 16.0 16.09
D,L-gallocatechin 2.00 7.9 9.98
L-epicatechin gallate 18.10 10.3 12.73
L-epigallocatechin gallate 58.10 49.1 55.64
L-gallocatechin gallate Các chất màu
vàng học Flavonols và các chất màu
khác
1.40 6.5
Tổng sô" 98.60 95.9 99.98
Công thức cấu tạo của các loại catechin quan trọng trong
chè:
CHƯƠNG 1: TỔNG
QUAN