Đề tài Công nghệ sản xuất trà Oolong

MỤC LỤC 1. GIỚI THIỆU CHUNG ....................................................................................................... 3 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ LIỆU ....................................................................................... 3 2.1. Nguyên liệu lá chè ..................................................................................................... 3 2.2. Nguyên liệu nước ....................................................................................................... 6 2.3. Hương liệu ................................................................................................................. 7 2.4. Chỉ tiêu ....................................................................................................................... 7 2.4.1. Trà ...................................................................................................................... 7 2.4.2. Nước ................................................................................................................... 7 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ............................................................................................. 9 3.1. Quy trình 1 ................................................................................................................. 9 3.2. Quy trình 2 ............................................................................................................... 10 3.3. Giải thích quy trình .................................................................................................. 11 3.3.1. Quy trình 1 ....................................................................................................... 11 3.3.1.1. Phân loại và làm sạch ............................................................................... 11 3.3.1.2. Làm héo ................................................................................................... 11 3.3.1.3. Vò ............................................................................................................. 13 3.3.1.4. Lên men ................................................................................................... 15 3.3.1.5. Diệt men ................................................................................................... 20 3.3.1.6. Trích ly ..................................................................................................... 21 3.3.1.7. Khuấy trộn ............................................................................................... 24 3.3.1.8. Lọc ........................................................................................................... 25 3.3.1.9. Tiệt trùng UHT ........................................................................................ 27 3.3.1.10. Rót sản phẩm, đóng nắp và dán nhãn ...................................................... 29 3.3.2. Quy trình 2 ....................................................................................................... 30 3.3.2.1. Vò chè ...................................................................................................... 31 3.3.2.2. Lên men ................................................................................................... 31 3.3.2.3. Sấy............................................................................................................ 31 3.3.2.4. Phân loại................................................................................................... 32 3.3.2.5. Trích ly ..................................................................................................... 33 3.3.2.6. Tiệt trùng .................................................................................................. 33 3.3.2.7. Phối trộn ................................................................................................... 34 3.4. So sánh 2 quy trình .................................................................................................. 35 4. SẢN PHẨM TRÀ OOLONG .......................................................................................... 36 4.1. Một số sản phẩm trà Oolong đóng chai ................................................................... 36 4.2. Những chỉ tiêu chất lượng sản phẩm ....................................................................... 38 5. THÀNH TỰU .................................................................................................................. 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................................... 42 DANH MUC BẢNG Bảng 1: Thành phần hóa học cơ bản trong lá chè tươi 6 Bảng 2: Chỉ tiêu hóa lý của lá trà tươi 7 Bảng 3: Phân loại chè theo lượng lá bánh tẻ 7 Bảng 4: Các chỉ tiêu cảm quan và hóa ly của nước 8 Bảng 5: Chỉ tiêu vi sinh của nước uống 8 Bảng 6: Biến đổi các chất màu theo mức độ lên men 16 Bảng 7: Các hợp chất tạo hương trong trà 16 Bảng 8: Hàm lượng các chất chiết được ở các phẩn khác nhau của búp chè 22 Bảng 9: So sánh 2 quy trình 35 Bảng 10: Chỉ tiêu hóa lý của trà Oolong đóng chai 38 Bảng 11: Chỉ tiêu vi sinh vật của oolong đóng chai 38 Bảng 12: Những tính chất cảm quan cần đánh giá của trà Oolong 40 Bảng 13: Mẫu làm mốc để đánh giá 19 thuộc tính của trà Oolong 40 Bảng 14: Giá trị trung bình đánh giá cho bốn mẫu Oolong 41 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Thiết bị làm héo bằng băng tải 13 Hình 2: Máy vò 14 Hình 3: sơ đồ thể hiện sự biến đổi của thành phần polyphenol trong quy trình sản xuất chè lên men 19 Hình 4: Thiết bị lên men kiêu khay 20 Hình 5: Thiết bị trích ly nhiều bậc 22 Hình 6: Sơ đồ quá trình trích ly 23 Hình 7: Cấu tạo máy lọc ép khung bản 26 Hình 8: Nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc khung bản 26 Hình 9: Nguyên lý hoạt động của thiết bị truyền nhiệt bản mỏng 27 Hình 10: Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng 28 Hình 11: Van nhập liệu và buồng phun hơi 28 Hình 12: Thiết bị chiết rót chai PET tự động dạng tròn 30 Hình 13: Máy sấy 32 Hình 14: Thiết bị trích ly 33 Hình 15: Thiết bị phối trộn 34 Hình 16: Các sản phẩm trà Oolong 36 3 1. GIỚI THIỆU CHUNG Trà Oolong - Vua của các loại trà trên thế giới. Đây là giống trà có nguồn gốc từ núi Long Tĩnh thuộc tỉnh Phúc Kiến-Trung Quốc. Giống trà cao cấp này chỉ phù hợp với vùng cao nguyên có khí hậu ôn đới, đồng thời đòi hỏi một quy trình công nghệ sạch từ khâu chăm sóc đến chế biến.Khí hậu thổ nhưỡng, giống cây trồng và kỷ thuật chế biến là nền tảng để đạt được thành phần dược chất và hương vị của trà. Từ những búp non "một tôm hai lá" của các giống trà Oolong, Kim xuyên, Tứ quý, Thúy ngọc, Thanh tâm...trải qua quy trình sản xuất bán lên men, dù không được ủ ướp bất kỳ hương liệu nào nhưng trà Oolong vẫn mang lại cho người thưởng thức một hương vị thơm ngon tự nhiên vô cùng đặc sắc. Ngoài ra lượng Polyphenol phong phú trong trà Oolong là nguồn lợi vô hạn cho sức khỏe và sắc đẹp của chúng ta. 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ LIỆU 2.1. Nguyên liệu lá chè Thành phần hóa học của nguyên liệu chè có rất nhiều , ví dụ như : tanin, caffeine, protein, tinh dầu , enzyme, sắc tố , pectin, vitamin, chất khoáng , axit hữu cơ ...trong đó tanin , caffeine, sắc tố, dầu thơm, pectin là những thành phần quan trọng tạo nên màu sắc , hương vị của sản phẩm . Muốn có sản phẩm chè có chất lượng cao , cần phải xem xét ảnh hưở ng của thành phần hóa học đến chất lượng sản phẩm chè. 2.1.1. Nước Hàm lượng nước trong nguyên liệu chè thường chiếm 75%, giảm từ lá đến thân . Ngoài ra, hàm lượng nước còn thay đổi theo thời điểm thu hoạch và thời tiết lúc thu hoạch. Khi chế biến, nước là môi trường xảy ra tương tác giữa các chất có trong nguyên liệu . Ngoài ra, nước còn tham gia trực tiếp vào nhiều phản ứng thủy phân và oxy hóa khử xảy ra trong quá trình chế biến . Khi hàm lượng nước trong nguyên liệu chè < 10 % thì các loại men trong nguyên liệu chè bị ức chế hoạt động. Để tránh sự hao hụt khối lượng trong quá trình bảo quản và vận chuyển, cần phải cố gắng tránh sự mất nước sau khi thu hái. 2.1.2. Tanin Là hỗn hợp các chất polyphenol, dễ bị oxy hóa dưới tác dụng của xúc tác , men và oxy. Đặc tính của tanin có vị chát. Sản phẩm của sự oxy hóa này quyết định màu sắc, hương vị của chè. Chất tanin trong trà càng nhiều thì phẩm chất trà càng cao. Tuy nhiên còn tùy thuộc vào lượng tanin có thể hoà tan trong Oxydietyl. Còn lượng tanin nhiều nhưng ở trạng thái kết hợp thì phẩm chất kém hơn. Lượng tanin trong trà nhiều hay ít phụ thuộc vào độ tuổi, thời kỳ hái, giống trà, điều kiện ngoại cảnh, phương pháp chế biến… Lượng tanin phân bố không đồng đều trên cùng một búp trà, tập trung nhiều nhất ở tôm (39,9%), rồi đến lá non (lá một 36,8%; lá hai 36,1%; lá ba 29,25%; cọng già 25%, lá bánh tẻ, lá già… 4 Hàm lượng tanin tăng dần từ đầu vụ (tháng 3, 4) đạt cực đại vào giữa tháng 7 rồi giảm dần vào mùa thu. 2.1.3. Caffeine Công thức phân tử : C8H10C2N4, caffeine có tác dụng tạo cảm giác hưng phấn , nó có khả năng liên kết với các sản phẩm oxy hóa của tanin tạo nên muối tanat. Caffeine tan trong nước nóng tạo nên hương thơm, giảm vị đắng. Lượng caffeine trong trà biến đổi phụ thuộc hoàn cảnh bên ngoài, kỹ thuật bảo quản, giống trà, thời gian hái, vị trí địa lý. Hàm lượng caffeine thay đổi theo mùa sinh trưởng , cao nhất vào tháng 7 (2,84% so với chất khô ). Caffeine thăng hoa ở nhiệt độ 110oC nên 10% caffeine trong nguyên liệu sẽ bị hao hụt khi sấy chè. 2.1.4. Enzyme Trong nguyên liệu có nhiều loại enzyme, nhưng chủ yếu là hai nhóm sau: o Nhóm enzyme thủy phân: amilase, protease... o Nhóm enzyme oxy hóa khử: peroxydase, polyphenoloxydase... Trong quá trình chế biến chè , nhất là chế biến chè có lên men , enzyme trong nguyên liệu đóng một vai trò rất quan trọng cho những biến đổi sinh hóa trong các giai đoạn làm héo, vò, lên men, từ đó tạo ra hương vị , màu sắc đặ c biệt của chè có lên men . Các enzyme này hoạt động mạnh ở 40oC, đến 70oC thì hoạt động yếu hẳn đi và ở nhiệt độ cao hơn sẽ đình chỉ hoạt động. 2.1.5. Tinh dầu Trong nguyên liệu chè có khoảng 0,03% tinh dầu, có mùi hăng và các cấu tử phần lớn là các aldehyde. Trong quá trình chế biến, hương thơm của sản phẩm được tạo ra do phản ứng caramel và do tinh dầu có s ẵn trong nguyên liệu chè bị oxy hóa hoặc bị khử dưới tác dụng của các enzyme tạo ra những chất thơm mới. Nguyên liệu chè chứa nhiều dầu thơm, nhất là dầu thơm có nhiệt độ sôi cao, càng có lợi cho chất lượng chè thành phẩm. 2.1.6. Pectin Pectin trong nguyên liệu chè ảnh hưởng rất rõ rệt đến quá trình chế biến và chất lượng trà thành phẩm. Với một lượng pectin thích hợp thì tạo điều kiện tốt cho lá chè dễ dàng xo ắn chặt lại , nếu nguyên liệu chè chứa quá nhiều pectin thì không có lợi vì sẽ làm cho khối nguyên liệu chè vón cục lại khi vò , làm giảm hiệu quả của quá trình vò và sẽ gây khó khăn khi sấy chè (sấy không đều ). Tuy nhiên, khi sản xuất chè bánh , dưới tác dụng của nhiệt và ẩm, pectin trở nên nhờn, dính, tạo điều kiện định hình bánh chè. Pectin có tính hút ẩm nên trong quá trình bảo quản, độ ẩm của chè thành phẩm sẽ tăng làm giảm chất lượng chè. 2.1.7. Sắc tố Sắc tố trong nguyên liệu c hè gồm có : chlorophyl, caroten, xantofin, antoxianidin, ngoài ra còn có những sắc tố mới được hình thành trong quá trình chế biến . Tùy theo loại sản phẩm chè mà người ta tìm cách loại bỏ sắc tố này hoặc sắc tố kia trong quá trình chế biến. 5 Trong sản xuất trà xanh , chlorophyl là sắc tố chủ yếu quyết định màu nước pha chè thành phẩm . Do đó , nguyên liệu đem chế biến chè xanh nếu có nhiều chlorophyl thì càng thuận lợi. Ngược lại, chlorophyl lại làm giảm đi màu sắc đặc trưng của nước pha chè đen , do đó, trong quá trình chế biến chè đen, người ta tìm mọi cách phá hoại triệt để lượng chlorophyl trong nguyên liệu chè. Xantofin là sắc tố màu vàng , không tan trong nước nê n xantofin làm cho bã chè có màu vàng, màu này lộ rõ khi chlorophyl trong nguyên liệu bị phá hoại. Antoxianidin khi bị oxy hóa thì tan được trong nước và nó là sắc tố chủ yếu củ a màu sắc nước pha chè (màu đồng đỏ). 2.1.8. Chất thơm Hương thơm cũng là một chỉ tiêu rất quan trọng của trà thành phẩm. Hương thơm của trà được tạo nên từ hai nguồn chất thơm khác nhau: chất thơm có sẵn trong nguyên liệu lá chè ban đầu (tinh dầu), và chất thơm tạo ra qua quá trình chế biến. Theo quan điểm của các nhà sinh hoá thực phẩm thì aldehyde giữ vai trò quan trọng trong tạo hương cho trà. Trong quá trình gia công chế biến, hương thơm mới được tạo ra do sự tương tác giữa acid amin và đường đơn, giữa acid amin với tanin dưới tác dụng của nhiệt độ cao xúc tác bởi enzyme...thường tạo ra các aldehyde có mùi thơm hoặc chuyển hoá tiếp để tạo các chất thơm khác. 2.1.9. Chất tro Số lượng tro trong lá chè non và trong thành phẩm có khoảng từ 4 ÷ 7%. Trà càng non tro càng ít. Chất tro trong trà gồm nhiều chất khác nhau. Mỗi chất đều có quan hệ mật thiết với sự sinh trưởng của cây trà. Những chất này có trong đất, được cây trà hấp thụ làm chất dinh dưỡng để nuôi cây. Các chất chủ yếu là kim loại, cacbon, assen, kali, canxi, photpho, lưu huỳnh, silic... 2.1.10. Sinh tố (vitamin) Trong trà có nhiều loại sinh tố: A, B, C, D, E, F, K, P, PP..., nhờ đó mà trà có giá trị dược liệu cũng như giá trị dinh dưỡng cao. 2.1.11. Protein và acid amin Chiếm 22% ÷ 26% chất khô. Qua chế biến, hàm lượng protein va acid amin có thay đổi: lượng protein giảm còn lượng acid amin tăng lên. Sở dĩ như vậy là do quá trình thủy phân, một phần protein trà tạo thành acid amin trong quá trình chế biến. Acid amin tự do tác dụng với dẫn xuất catechin của trà tạo thành aldehyde có mùi thơm dễ chịu cho trà. o Albumin (protein đơn giản): Albumin là một loại chất hữu cơ có chứa Nitơ, là thành phần cấu tạo chủ yếu của các sinh vật. Hàm lượng Albumin trong trà lớn, thay đổi phụ thuộc nhiều điều kiện như thời kỳ hái, lá non hay già, điều kiện ngoại cảnh. 6 Bảng1: Thành phần hóa học cơ bản trong lá chè tươi Thành phần % chất khô Thành phần % chất khô Tổng polyphenol 25 ÷ 30 Caffeine 3 ÷ 4 Epigallocatechin gallate 8 ÷ 12 Theobromine 0,2 Epicatechin gallate 3 ÷ 6 Theophylline 0,5 Epigallo catechin 3 ÷ 6 Amino acid 4 ÷ 5 Epicatechin 1 ÷ 3 Acid hữu cơ 0,5 ÷ 0,6 Catechin 1 ÷ 2 Monosaccharide 4 ÷ 5 Gallocatechin 3 ÷ 4 Polysaccharide 14 ÷ 22 Flavonols và flavonol glucosides 3 ÷ 4 Cellulose và hemicellulose 4 ÷ 7 Polyphenolic acids and depsides 3 ÷ 4 Pectin 5 ÷ 6 Leuco anthocyanins 2 ÷ 3 Lignin 5 ÷ 6 Chlorophylls và các chất màu khác 0,5 ÷ 0,6 Protein 14 ÷ 17 Khoáng 5 ÷ 6 Lipid 3 ÷ 5 Các hợp chất bay hơi 0,01 ÷ 0,02 2.2. Nguyên liệu nước Nước được sử dụng nhiều trong quá trình trích ly trà, hàm lượng nước trong nguyên liệu rất nhiều so với các hợp chất khác nên nước có thể coi như là một nguyên liệu trong sản xuất trà Oolong đóng chai. Nước là dung môi hòa tan các chất trong trà Oolong nên thành phần hóa học trong nước sẽ ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm. Tính chất: • Nhiệt độ đông đặc: 0oC • Nhiệt độ sôi: 100oC • Chỉ số khúc xạ (ở 20oC) so với không khí: 1,333 • Nhiệt nóng chảy: 6,012 KJ/mol • Nhiệt hóa hơi: 44,01 KJ/mol • Độ nhớt: 1,004 MPa.s • Nhiệt dung riêng ở áp suất 0,101 MPa của: o Nước đá (0oC): 1,039 J/kg.K o Nước (15oC): 4,185 J/kg.K o Hơi (100oC): 2,039 J/kg.K • Độ dẫn nhiệt của: 7 o Nước đá (0oC): 2,34 W/m.K o Nước (45oC): 64,5 W/m.K o Hơi (100oC): 0,0231 W/m.K Những chỉ tiêu quan trong của nước cần quan tâm là chỉ tiêu hóa lý, chỉ tiêu cảm quan và chỉ tiêu vi sinh. 2.3. Hương liệu Ở đây sử dụng tổ hợp hương trà, nó được bổ sung để hoàn thiện sản phẩm, vì các quá trình trong sản xuất đều làm mất đi hương của trà. 2.4. Chỉ tiêu 2.4.1. Trà 2.4.1.1.Chỉ tiêu hóa lý Bảng 2: Chỉ tiêu hóa lý của lá trà tươi Tên chỉ tiêu Mức hàm lượng Hàm lượng chất hòa tan ≤ 8% Hàm lượng tannin, không nhỏ hơn 9,0% Hàm lượng caffeine, không nhỏ hơn 1.8% Hàm lượng chất xơ, không lớn hơn 16,5% Hàm lượng tro tổng số 4 ÷ 8% Hàm lượng tạp chất lạ ≤ 0,2% Hàm lượng Fe ≤ 0,05% 2.4.1.2. Chỉ tiêu cảm quan: chè nguyên liệu được phân loại theo hàm lượng lá bánh tẻ và lá già. Bảng 3: Phân loại chè theo lượng lá bành tẻ Loại chè Loại búp Lá bánh tẻ Lá già A 1 tôm và 2 – 3 lá non ≤ 10% ≤ 5% B 1 tôm và 2 – 3 lá non ≤ 20% ≤ 10% C 1 tôm và 2 – 3 lá non ≤ 30% ≤ 15% D 1 tôm và 2 – 3 lá non ≤ 45% ≤ 20% 2.4.2. Nước 2.4.2.1. Chỉ tiêu cảm quan và hóa lý 8 Bảng 4: Các chỉ tiêu cảm quan và hóa lý 2.4.2.2. Chỉ tiêu vi sinh Bảng 11 :Chỉ tiêu vi sinh của nước uống (quy định số 80/778/EEC)\ Stt Chỉ tiêu Thể tích mẫu phân tích Mức khuyến cáo Mức cao nhất cho phép Phương pháp đổ hộp (sử dụng membrance vi lọc) Phương pháp MPN 1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí 1000 10 cfu (ở 37oC) 100 cfu (ở 27oC) 2 Coliforms tổng số 100 0 MPN < 1 3 Coliform phân 100 0 MPN < 1 4 Faecal streptococci 100 0 MPN < 1 5 Sulphite reducing clostridia 20 0 MPN < 1 9 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1. Quy trình 1 Trà búp tươi (1 tôm 2 lá) Làm héo Vò sơ bộ Vò lần II Đóng nắp Rót Tiệt trùng UHT Lọc Diệt men Lên men Trích ly Thanh trùng Sản phẩm Chai PET Khuấy trộn 10 3.2. Quy trình 2 Làm héo Trà búp tươi Vò Lên men sấy Đóng chai Tiệt trùng Khuấy trộn Lọc Trích ly Phân loại Phối trộn Sản Phẩm Thanh trùng Chai PET 11 3.3. Giải thích quy trình 3.3.1. Quy trình 1 3.3.1.1.Phân loại và làm sạch Mục đích công nghệ: chuẩn bị Phân loại và làm sạch nhằm loại bỏ tạp chất trong nguyên liệu. Thông thường nguyên liệu búp chè đem vào chế biến có thể bị lẫn cành, lá quá già hoặc các loại tạp chất khác. Việc loại bỏ các tạp chất trong nguyên liệu trà sẽ góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm. Các biến đổi trong nguyên liệu: Đây là những quá trình vật lý. Do đó trong giai đoạn này, xảy ra chủ yếu các biến đổi vật lý để giảm bớt lượng tạp chất có trong nguyên liệu búp trà tươi ban đầu. Tuy nhiên, trong búp còn chứa rất nhiều enzyme nên các biến đổi hóa sinh và hóa học cũng diễn ra. Thông số công nghệ: Quá trình làm sạch thường được thực hiện trên các băng tải làm sạch. Công nhân sẽ trực tiếp kiểm tra và loại bỏ các tạp chất có trong nguyên liệu. Cuối băng chuyền có gắn nam châm điện nhằm loại tạp chất kim loại còn sót lại để tránh ảnh hưởng những quá trình sau. 3.3.1.2.Làm héo Mục đích công nghệ: chuẩn bị. Trong lá chè nguyên liệu, hàm lượng ẩm là khá cao, quá trình làm héo sẽ làm giảm ẩm, tăng nồng độ cơ chất cho phản ứng oxy hóa do hệ enzyme có trong lá trà xúc tác. Khi bị mất ẩm, lá chè sẽ thay đổi tính chất cơ lý, tạo ra những tính chất vật lý cần thiết để quá trình vò chè được tiến hành thuận lợi. Ngoài ra, các biến đổi hóa học trong quá trình làm héo sẽ tạo ra các cơ chất cần thiết để chuẩn bị cho quá trình xử lý tiếp theo trong quy trình sản xuất. Làm héo là quá trình quyết định sự thành công hoặc thất bại của quy trình sản xuất trà có lên men. Yêu cầu của nguyên liệu sau quá trình này phải có mức độ héo của mọi búp trà đồng đều nhau, cuộn búp trà héo không bẻ gãy được và khi nắm các là trà héo trong tay thì các là trà phải kết lại thành nắm được. Các biến đổi trong nguyên liệu: • Vật lý: o Bốc hơi nước: khi làm héo, nước sẽ bốc hơi và nó sẽ đi qua các mao quản ở dưới lá chè ra ngoài làm cho lá chè mềm và dẻo dai hơn. Khối lượng và thể tích nguyên liệu chè giảm. Quá trình này chia làm ba giai đoạn:  Bốc hơi nước tự do: tốc độ bốc hơi nhanh.  Tốc độ bốc hơi chậm vì nước ở các dịch bào bị cản trở bởi các dịch keo có trong lá chè.  Tế bào mất khả năng hoạt động bình thường do các nguyên sinh chất trong tế bào mất tính háo nước và không còn khả nă