TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: ẢNH HƯỞNG CỦA GIỐNG CHÈ VÀ CHẤT
LƯỢNG NGUYÊN LIỆU ĐẾN HOẠT TÍNH KHÁNG
BACILLUS SUBTILIS, BACILLUS CEREUS VÀ
PROTEUS SP. Hà Nội – 2010
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: ẢNH HƯỞNG CỦA GIỐNG CHÈ VÀ CHẤT
LƯỢNG NGUYÊN LIỆU ĐẾN HOẠT TÍNH KHÁNG
BACILLUS SUBTILIS, BACILLUS CEREUS VÀ
PROTEUS SP.
Người thực hiện: PHẠM THỊ HỒNG DIỆU
Lớp: LT BQ – CB
Khoá: 1
Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN
Người hướng dẫn: ThS. GIANG TRUNG KHOA
Bộ môn : CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN, KHOA CÔNG NGHỆ THỰC
PHẨM, TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
Nội đã giúp đỡ tạo điều kiện cho tôi trong nghiên cứu.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các bạn, các em, anh chị trong nhóm sinh viên
thực tập tốt nghiệp đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành chuyên đề.
Cuối cùng tôi muốn dành lời cảm ơn sâu sắc nhất tới những người thân
trong gia đình luôn dành sự cảm thông chia sẻ và điều kiện giúp đỡ tôi có đủ
nghị lực để hoàn thành chuyên đề này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2010
Sinh viên
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ thực phẩm
ii
Chuyên đề Tốt nghiệp Phạm Thị Hồng Diệu LTBQ – CBK1
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
29. Hiệp hội chè Việt Nam (2009). ‘Thực trạng ngành chè Việt
Nam’, theo Vinanet, ngày 10/09/2009
PHỤ LỤC
trang
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ thực phẩm
iii
Chuyên đề Tốt nghiệp Phạm Thị Hồng Diệu LTBQ – CBK1
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Viết tắt
C
CK
DANH MỤC CÁC BẢNG
STT Tên bảng Trang
2.1
3.1
4.1
4.2
4.3
4.4.
4.5
Thành phần hóa học trong lá chè tươi
Thị trường xuất khẩu chè 6 tháng đầu năm 2009
Tương quan giữa giá trị mật độ quang và nồng độ acid gallic
Hàm lượng polyphenol tổng số trong chè nguyên liệu (%CK)
Ảnh hưởng giống và chất lượng nguyên liệu đến khả năng
kháng của chủng Bacillus subtilis
Ảnh hưởng giống và chất lượng nguyên liệu đến khả năng
kháng của chủng Bacillus cereus
Ảnh hưởng giống và chất lượng nguyên liệu đến khả năng
kháng của chủng Proteus sp.
DANH MỤC CÁC HÌNH
STT Tựa đề của minh hoạ Trang
4.1
4.2
4.3
4.4
Đồ thị chuẩn acid gallic
Hàm lượng polyphenol tổng số trong nguyên liệu chè
Tương quan giữa hàm lượng polyphenol trong nguyên liệu
đến hoạt
Hình ảnh thể hiện hoạt tính kháng khuẩn của các giống chè
đầu xác lập cơ sở khoa học cho việc định hướng sử dụng polyphenol chè, chúng
tôi tiến hành đề tài “Ảnh hưởng của giống chè và chất lượng nguyên liệu đến
hoạt tính kháng Bacillus subtilis, Bacillus cereus và Proteus sp”
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ thực phẩm
1
Chuyên đề Tốt nghiệp Phạm Thị Hồng Diệu LTBQ – CBK1
1.2. MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU
1.2.1.1. Mục đích
Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của 03 giống chè phổ biến ở nước ta, làm
cơ sở khoa học cho việc ứng dụng polyphenol chè/nước chiết chè trong bảo
quản chế biến nông sản thực phẩm.
1.2.1.2. Yêu cầu
- Xác định hàm lượng polyphenol tổng số trong 03 giống chè thí nghiệm.
- Xác định hoạt tính kháng khuẩn đối với 03 chủng: Bacillus subtilis,
Bacillus cereus, Proteus sp.
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ thực phẩm
2
Chuyên đề Tốt nghiệp Phạm Thị Hồng Diệu LTBQ – CBK1
Phần II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CHÈ
2.1.1. Nguồn gốc và sự phân bố
Theo truyền thuyết, cây chè lần đầu tiên được phát hiện bởi người Trung
Quốc vào năm 2700 trước công nguyên. Đầu tiên được sử dụng như một dược
liệu, sau trở thành một thứ đồ uống mang đậm tính dân tộc của Trung Quốc.
Dựa vào di tích khảo cổ học và điều kiện sinh thái của cây chè, căn cứ ở các
vùng chè hoang dại và tập quán sử dụng chè, nhiều tài liệu của Trung Quốc,
Liên Xô cũ đã đi đến kết luận: cây chè có nguồn gốc phát sinh ở miền núi phía
Nam Trung Quốc, Bắc Ấn Độ và miền núi phía Bắc Việt Nam. Ngày nay, cây
chè được trồng ở nhiều nơi trên thế giới, trong vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới,
lâu đời, ở vùng Trung du Bắc Bộ. Giống có khả năng thích nghi với vùng đất
khô cằn, khả năng kháng chịu sâu bệnh tốt và thích hợp ở mức trung bình cho cả
sản xuất chè đen và chè xanh. Hiện nay, giống này chiếm khoảng 60% tổng diện
tích chè của cả nước.
2.1.2.3.2. Giống Shan
Chiếm khoảng trên 20% diện tích, được phát triển chủ yếu ở vùng núi cao
như: Hà Giang, Sơn La,…Cây thuộc loại độc thân, lá to, thích nghi với điều kiện
tương đối lạnh. Giống có hàm lượng tanin khá cao, năng suất cao, chất lượng
sản phẩm tốt. Thích hợp cho cả sản xuất chè đen lẫn chè xanh.
2.1.2.3.3. Giống PH1
Đây là giống được chọn tạo từ chè Assam-manipur tại trại chè Phú Hộ,
hiện chiếm khoảng 10% diện tích. Giống này có đặc điểm búp to, cuộng mập,
thuỷ phần cao, năng suất cao nhưng chất lượng sản phẩm thấp do hàm lượng
EGCG cao và để lại dư vị đắng cho sản phẩm.
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ thực phẩm
4
Chuyên đề Tốt nghiệp Phạm Thị Hồng Diệu LTBQ – CBK1
2.1.2.3.4. Giống 1A
Giống chè 1A được tạo ra bằng phương pháp chọn lọc cá thể từ tập đoàn
Manipur ( Ấn Độ).
Búp có lá mềm, màu xanh vàng. Trọng lượng búp thường cao hơn chè
Trung Du, cho năng suất từ trung bình đến khá. Chè 1A có hương thơm dịu, chất
lượng sản phẩm tốt, có thể chế biến thành chè xanh, chè đen và chè đặc sản với
chất lượng cao.
2.1.2.3.5. Giống TRI777
Giống chè TRI 777 được nhập nội và thuần hóa từ giống chè trong tập
đoàn của SriLanka có nguồn gốc chè Shan Việt Nam (Sơn La).
Lá thô, màu xanh đậm, thuôn dài. Búp mập hơn giống Trung Du. Cho
năng suất trung bình, chất lượng tốt. Chè TRI 777 có hương thơm đặc trưng, chế
biến thành chè đen và các loại chè đặc sản có chất lượng cao.
- Nhóm chất phi tanin: Nhóm này gồm 7 catechin khác nhau đó là
Epicatechin (EC), Epigalocatechin (EGC), Galocatechin (GC), Epicatechingalat
(ECG), Epigalocatechingalat (EGCG), Galocatechingalat (GCG) và Catechin.
Trong đó EGCG có vị đắng đặc trưng còn EC, EGC và GC có vị chát dịu. Nhóm
chất phi tanin có vị đắng ở dạng glucozit và có màu thuộc họ flavonol.
Hợp chất polyphenol là sản phẩm của quá trình quang hợp do đó nó bị ảnh
hưởng của các yếu tố: mức độ sinh trưởng của lá, chế độ bón phân, cường độ
chiếu sáng.
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ thực phẩm
6
Chuyên đề Tốt nghiệp Phạm Thị Hồng Diệu LTBQ – CBK1
2.1.3.3. Protein và chất chứa nitơ [5,27,28]
Trong đọt chè tươi có chứa một lượng lớn các hợp chất chứa nitơ, chiếm
khoảng 18% chất khô, nhờ quá trình phân giải protein dưới tác dụng của enzyme
proteaza tạo nên mùi thơm và một phần vị cho chè. Các axit amin trong lá chè
đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo hương thơm mới cho chè sản phẩm
khi lên men chè hoặc khi chế biến nhiệt.
Hàm lượng protein trong lá chè luôn luôn thay đổi và phụ thuộc vào nhiều
yếu tố như mùa vụ, chế độ chăm sóc, độ non già của nguyên liệu
2.1.3.4. Ankaloid [5,7,27,28]
Nhóm hợp chất ankaloid trong chè có nhiều nhưng về hàm lượng thì nhiều
nhất là cafein. Hàm lượng cafein trong đọt chè non một tôm 2,3 lá non chiếm
khoảng 2-4% chất khô, cao hơn hai lần trong hạt cà phê. Cafein bị thăng hoa ở
nhiệt độ 180
0
C nên ít bị tổn thất nhiều khi sấy.
Hàm lượng cafein trong chè cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống
chè, điều kiện canh tác, kỹ thuật chăm bón và nhất là độ trưởng thành của đọt
chè, lá chè càng non càng chứa nhiều cafein
2.1.3.5. Hợp chất pectin [27,28]
trọng nhất đối với công nghệ chế biến chè là nhóm enzyme thuỷ phân và nhóm
enzyme oxy hoá-khử.
- Trong nhóm enzyme thuỷ phân, proteaza và glucosidaza đóng vai trò
quan trọng trong sự tạo thành hương vị đặc trưng cho chè sản phẩm sau này.
- Nhóm enzym oxy hoá khử trong chè gồm: polyphenoloxydaza, catalaza,
peroxydaza. Nhóm này đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men chè đen.
2.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CHÈ TRÊN THẾ GIỚI VÀ
Ở VIỆT NAM
2.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè trên thế giới [30]
2.2.1.1. Tình hình sản xuất
Đến năm 2002, diện tích trồng chè trên toàn thế giới đã tăng gấp 3 lần so
với năm 1934, với hơn 2.550.000 ha chè. Cũng vào thời điểm này, theo thống kê
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ thực phẩm
8
Chuyên đề Tốt nghiệp Phạm Thị Hồng Diệu LTBQ – CBK1
của FAO, có hơn 58 nước trồng và chế biến chè. Trong đó, Ấn Độ, Sri Lanka,
Kenya và Trung Quốc luôn đứng đầu về năng suất và chất lượng[6]. Trước nhu
cầu tiêu thụ chè chất lượng cao ngày càng tăng, các nước sản xuất và tiêu thụ
chè buộc phải đầu tư chiều sâu cho vùng trồng chè như cải thiện giống, thực
hiện nghiêm các kỹ thuật canh tác, thu hái, công nghệ chế biến…[29]
Hàng năm, 45% sản lượng chè thế giới dành cho xuất khẩu. Công nghiệp
chè đã chiếm một vai trò quan trọng đối với nền kinh tế của nhiều nước. Theo
nghiên cứu, xuất khẩu chè đã mang lại 33% thu nhập từ các sản phẩm nông
nghiệp của Kenya, 55% ở Srilanca, 2% ở Indonexia và 5% tại Tanzania.[6]
2.2.1.2. Tình hình tiêu thụ[30]
Giá chè thế giới năm 2009 đã tăng gấp đôi so với năm 2008 lập kỷ lục cao
của nhiều năm nay do hạn hán ở Ấn Độ, Sri Lanka và Kenya, trong khi nhu cầu
chè thế giới tăng mạnh.
Từ mức giá trung bình 2,38 USD/kg năm 2008, giá chè hảo hạng BP1s
của Kenya đã tăng lên 2,74 USD/kg vào đầu năm 2009, tiếp tục tăng lên 3,18
xuất khẩu trong bối cảnh kinh tế toàn cầu sa sút. Việt Nam hiện có 270 doanh
nghiệp sản xuất, kinh doanh chè. Trong đó, 75% lượng chè khô làm ra hàng năm
được xuất khẩu sang 110 nước và vùng lãnh thổ và hiện đứng thứ 5 thế giới sau
Trung Quốc, Ấn Độ, Srilanka, Kenya về sản lượng cũng như kim ngạch xuất
khẩu.
Triển vọng thiếu cung chè trong những tháng tới sẽ là cơ hội tốt cho ngành
chè Việt Nam. Tuy nhiên, điểm yếu của chè nước ta là chất lượng không đồng
đều, nên giá chưa cao, chỉ bằng nửa giá thế giới. Trong khi giá chè trung bình
toàn cầu năm 2009 là 2,2 USD/kg thì chè Việt Nam chỉ khoảng 1,1 USD/kg. Do
vậy, trong khi khối lượng xuất khẩu tăng mạnh thì trị giá xuất khẩu chỉ tăng
khoảng 13,6%, đạt 167 triệu USD. Trong 6 tháng đầu năm 2009, thị trường xuất
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ thực phẩm
10
Chuyên đề Tốt nghiệp Phạm Thị Hồng Diệu LTBQ – CBK1
khẩu chè nhiều nhất của Việt Nam là Pakistan, thứ hai là Nga, xuất sang Trung
Quốc tăng nhẹ.
Bảng 2.2: Thị trường xuất khẩu chè 6 tháng đầu năm 2009 [30]
Thị trường XK Lượng (tấn) Trị giá (USD)
Ấn Độ 2.745 2.855.667
Arập xê út 121 252.078
Ba Lan 562 627.046
Tiểu VQ Arập TN 249 380.791
Đài Loan 8.141 9.797.712
Đức 873 1.106.699
Hoa Kỳ 2.097 1.915.326
Indonêsia 2.044 1.580.973
Nga 8.750 10.392.735
Pakistan 13.025 18.135.797
Philippin 132 410.161
Trung Quốc 3.258 3.485.625
= H ta có
epigallocatechin (EGC). Khi R
2
là gốc gallat:
Và, nếu R
1
= H ta có epicatechingallat (ECG), còn khi R
1
=OH ta có
epigallocatechin gallat (EGCG).
Chính các polypenol trên là thành phần chính trong phức tanin của chè.
2.3.2. Đặc tính của Polyphenol
2.3.2.1. Hoạt kháng oxy hóa
Đặc điểm chính của chất kháng oxy hóa là nó có khả năng khử các gốc tự
do. Những gốc tự do này có thể oxy hóa nucleic aicd, protein, lipid hoặc DNA
và gây bệnh thoái hóa. Hợp chất kháng oxy hóa như là phenolic acid, polypenol
và flavonoid sẽ thu nhận các gốc tự do (peroxide, hydroperoxide hoặc lipid
peroxyl ) và do đó dập tắt các quá trình tự oxy hoá này.[18,19]
Khi khảo sát khả năng quét gốc tự do tổng hợp như DPPH, ABTS…, các
polypenol – catechin chè thể hiện hoạt tính vượt trội so với các chất kháng oxy
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ thực phẩm
12
Chuyên đề Tốt nghiệp Phạm Thị Hồng Diệu LTBQ – CBK1
hóa đối chứng như vitamin C, Vitamin E, trolox từ 3 đến 6 lần. Trong các
catechin chè, EGCG và ECG có hoạt tính này trội hơn cả và được xếp theo trật
tự giảm dần như sau: ECG ≈ EGCG > EGC > GC > EC ≈ C [22]. Sự khác biệt
này là dựa trên số lượng lớn các nhóm hydroxyl trong công thức cấu tạo, cho
phép tiếp nhận electron dễ dàng hơn [19]. Trong nước chiết chè, các catechin
đóng góp khoảng 70 – 80% khả năng kháng oxy hóa. [22]. Khi tiến hành thử
nghiệm in vitro và in vivo về khả năng kháng oxy hóa trong môi trường lipid
bằng Clo ở nồng độ 120ppm. Đây là những thông tin khoa học quan trọng để sử
dụng polypenol chè trong bảo quản nông sản, thực phẩm.
2.3.3. Tiềm năng ứng dụng của Polyphenol chè[24,31]
Nhìn chung, tác dụng kháng oxy hóa của polypenol trong chè có vai trò rất
lớn và đặc biệt quan trọng trong các lĩnh vực y học – sức khỏe và thực phẩm.
Trong y học, hợp chất kháng oxy hóa đóng vai trò quan trọng như là nhân
tố bảo vệ sức khỏe. Một số nghiên cứu lâm sàng cho thấy, các chất kháng oxy
hóa có trong ngũ cốc, trái cây, rau quả, rượu vang đỏ và đặc biệt là chè có thành
phần là vitamin C, vitamin E, caroten, phenolic acid, phytate, phytoestrongen,
hợp chất polyphenol là yếu tố chính làm giảm tỷ lệ mắc các bệnh nan y như:
bệnh tim mạch, bệnh cao huyết áp, bệnh đường ruột và ngoài ra còn có tác dụng
làm chậm quá trình lão hoá, tăng tuổi thọ. EGCG chè xanh giúp ngăn ngừa và
điều trị bệnh viêm răng lợi, ngăn ngừa chứng huyết khối, nó giúp ích trong việc
phòng và điều trị các chứng tắc mạch và thiếu máu cục bộ cũng như giảm thiểu
nguy cơ đột qụy do nhồi máu cơ tim, giúp xương vững chắc, giảm cân, giúp
ngăn ngừa và điều trị chứng loét dạ dày. Một tác dụng tích cực khác từ chè là
giúp giảm nguy cơ ung thư. Hoạt chất EGCG có khả năng ức chế sự phát triển
của các tế bào ung thư, do đó nó giúp giảm nguy cơ ung thư cũng như sự lan tỏa
của các tế bào khối u.
Trong thực phẩm, đặc tính kháng oxi hoá của catechin chè có thể được sử
dụng như những chất kháng oxi hoá tự nhiên, hoặc được sử dụng để tạo ra các
thực phẩm chức năng (Yang và cộng sự, 1995; Jiang và cộng sự, 1995). Khi
nghiên cứu ảnh hưởng của polypenol chè đến sự oxi hoá lipid đối với “thịt đỏ”,
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ thực phẩm
14
Chuyên đề Tốt nghiệp Phạm Thị Hồng Diệu LTBQ – CBK1
thịt gia cầm, cá, Shuze và cộng sự (2001) nhận thấy: polypenol chè ở nồng độ
300mg/kg thịt có thể ngăn cản được quá trình tiền oxy hoá lipid. Cũng ở bảo
quản cá, Chih-Cheng và Chung-Saint (2005) đã nhận thấy rằng, chất chiết chè
xanh và chè Pouchung ở nồng độ 5% (5g chè/100ml nước) có thể ngăn cản sự
trùng. Khả năng này là do bề mặt của bào tử Bacillus rất kỵ nước. Điều này cho
phép chúng bám chặt vào bề mặt thiết bị, ngay cả với vật liệu Inox và làm giảm
mạnh hiệu quả của quá trình vệ sinh, tẩy rửa.
Trong một số trường hợp, B. subtillis cũng gây ra vấn đề ngộ độc thực
phẩm (thịt lạnh, pizza, bánh ) với các triệu chứng: nôn mửa, ỉa chảy, thường
xuất hiện sau ăn thực phẩm bị nhiễm từ 2 đến 5 giờ. Ngoài ra nó cũng là một
trong những nguyên nhân gây bệnh viêm vú ở bò, có thể tái nhiễm ngay cả khi
được xử lý kháng sinh. (Euzéby J.B. (2007). Dictionnaire de bactériologie
vétérinaire. />2.4.2. Bacillus cereus[6]
B. cereus là trực khuẩn Gram dương, sinh bào tử, kích thước bào tử không
vượt quá kích thước tế bào nên khi sinh bào tử tế bào không bị biến dạng.
Điều kiện phát triển:
- Nhiệt độ tối thích: 30 – 37
0
C
- pH: (4,3 - 9,3), bị ức chế khi có 0,1% acetic acid (pH 5,1)
- Phát triển tốt khi có oxy.
Thực phẩm bị nhiễm B. cereus gây bệnh cho người là thịt, hải sản, sản
phẩm ngũ cốc, sản phẩm rau, nhiều loại thảo mộc, gia vị sấy khô, nước sốt, xôi,
cơm đĩa. Ở Mĩ, cơm chiên được xem là một trong những nguyên nhân hàng đầu
của nhiễm vi khuẩn B. cereus. Chính vì thế mà có người còn gọi hội chứng cơm
chiên. Bào tử B. cereus thường có mặt ở trên ngũ cốc và có thể sống sót khi đun
nấu không kỹ. Trực khuẩn còn sống sót phát triển sẽ sinh độc tố.
B.cereus phân bố rộng, trong đất, bụi, không khí, nước Nó có thể sinh
bào tử và sống sót trong tất cả các giai đoạn của quá trình chế biến. Thực phẩm
chứa > 10
4
CPU B.cereus/g có thể coi là không an toàn cho sử dụng. Vi khuẩn
này có khả năng gây viêm ruột. Người bị phơi nhiễm vi khuẩn có thể bị viêm
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ thực phẩm