Đề tài Quy trình công nghệ sản xuất trà đen

quy trình công nghệ sản xuất trà đen a. giới thiệu trà đen: I. NGUỒN GỐC CÂY TRÀ: Trà là loại cây có lịch sử trồng trọt lâu đời nhất. Nhà thực vật học Thụy Sĩ Candolle (1788-1881) đã xếp trà vào loại A, tức là đã được trồng trên 4000 năm. Theo thần thoại Trung Hoa, năm 2737 BC, trà đã được phát hiện một cách tình cờ bởi Hoàng đế Shen Nung khi một lá trà rơi vào bát nước của ông và từ đó trà đã được nhân lên, nhân lên mãi để đem đi trồng trên gần khắp thế giới. Trà được du nhập vào Nhật Bản năm 805 AD như một loại dược thảo giúp tăng cường sự tỉnh táo, bởi những nhà truyền giáo Thiền Đạo. Năm 1484, Trà đạo thiêng liêng của Nhật ra đời. Cây trà đã đến Bồ Đào Nha vào khoảng những năm 1500, khi người Bồ Đào Nha là những người đầu tiên thiết lập quan hệ buôn bán với Trung Quốc. Rồi nó xuống thuyền đến Hà Lan, để từ đó đến Pháp và các nước vùng Baltic. Sau đó, cây trà đã theo chân những người nhập cư Hà Lan đến Mỹ. Thật thú vị khi biết rằng nước Anh, vốn được biết đến như một quốc gia của những người nghiện trà, lại là quốc gia cuối cùng biết đến trà trong số những quốc gia có ngành hàng hải phát triển lúc bấy giờ. Còn truyền thuyết Aán Độ thì cho rằng công lao phát hiện ra trà thuộc về Bodhidharma, vị thiền sư đã sáng lập ra Thiền đạo. Truyền thuyết kể rằng ông đã dành 7 năm không ngủ để nghiên cứu Phật học, thế nhưng đến năm thứ năm thì ông bắt đầu buồn ngủ. Ông bèn ngắt lấy vài chiếc lá từ một cây bụi gần đó và nhai để xua đi sự mệt mỏi. Cây bụi đó chính là một cây trà dại. Là một cây thuộc họ Camellia, cây trà (Camellia Sinensis, hay Chinese Camellia) là một cây thường xanh nhiệt đới, với lá xanh sáng có răng cưa. Việt Nam cũng được xem là một cái nôi của trà. Năm 1975, sau nhiều nghiên cứu hoá sinh tỉ mỉ, giáo sư người Nga Dzemukhade đi tới kết luận những cây trà ở vùng biên giới Việt-Trung có cấu trúc di truyền cổ xưa nhất. Trà đã bước đi được hơn 4000 năm. Hiện nay các nhà thực vật học thế giới đã thống nhất là quê hương xa xưa của cây trà không phải nằm gọn trong một nước mà là cả một vùng rộng lớn bao gồm phía nam Trung Quốc, Aán Độ, Myamar, và cả phía Bắùc Việt Nam. II. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ TRÀ TRÊN THẾ GIỚI: Hiện nay trên thị trường thế giới có hai loại sản phẩm trà cơ bản là trà đen và trà xanh. Trong đó, trà đen chiếm 76% sản lượng, còn 24% còn lại là các loại trà khác như trà xanh, oolong … Sản lượng trung bình hằng năm của cả thế giới từ năm 1995 đến năm 1997 xấp xỉ 2.6 triệu tấn, với kỉ lục 2.86 triệu tấn trà năm 1998. Trà hiện nay được trồng trên ít nhất 30 quốc gia trên cả năm châu lục. Trong khoảng hai thập kỉ gần đây, sự chuyển đổi có ý nghĩa nhất trong ngành công nghiệp trà là việc phát triển các đồn điền trồng trà ở Châu Phi và Nam Mỹ. Thống kê năm 1998 cho thấy các quốc gia sản xuất trà hàng đầu trên thế giới hiện nay là Aán Độ, Trung Quốc, Kenya, Srilanka, Indonesia, Thổ Nhĩ Kì… III. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ TRÀ Ở VIỆT NAM: Việt Nam được biết đến như là một trong những cái nôi lâu đời nhất của cây trà. Người Việt Nam đã trồng trà được hơn 3000 năm và ngày nay, uống trà đã trở thành một tập quán của dân tộc Việt Nam. Nằm ở phía đông nam Châu Á, Việt Nam ta có nhiều điều kiện tự nhiên thuận lợi để trồng và chế biến trà. Hiện nay hơn một nửa đồn điền trà nằm ở các tỉnh trung du và miền núi phía Bắc, còn lại là ở vùng cao nguyên Trung bộ. Trong những năm gần đây, diện tích đất trồng trà và các cơ sở chế biến trà tăng lên nhanh chóng. Năm 2000, cả nước có 80.000 ha đất trồng trà với hơn 174 cơ sở chế biến trà. Sản lượng đạt 40.000 tấn trong 1995 và đến năm 2002 xấp xỉ 80.000 tấn, trong đó lượng xuất khẩu tăng từ 17.500 tấn lên 55.600 tấn. Năng suất tăng hàng năm khoảng 4% trong mười năm trở lại đây. Đến nay, sản phẩm trà Việt Nam đã có mặt ở trên ba mươi quốc gia. Năm 2000, khoảng 1.500 tấn trà thành phẩm được xuất khẩu sang Nga, cho phép Việt Nam xếp hạng sáu trong số 15 quốc gia Châu Á xuất khẩu trà sang thị trường này. Còn thị trường Tây Aâu, đặc biệt là Anh Quốc, nhập khẩu khoảng 2000 tấn trà mỗi năm. Hiện tại, Việt Nam nổi tiếng như một quốc gia xuất khẩu các sản phẩm trà chất lượng cao với những khách hàng đầy tiềm năng như Pakistan, Algeria, Singapore… Ở Châu Á, Đài Loan và Nhật Bản là những thị trường lớn nhất của Việt Nam với lượng nhập khẩu từ 5000 đến 10.000 tấn một năm. Những thị trường mới nổi bật như Mỹ, Pháp, Australia cũng có nhu cầu cao đối với trà Việt Nam. Tuy nhiên, ngành trà Việt Nam cũng phải đối mặt với nhiều khó khăn, mà vấn đề chính là các nhà máy chế biến. Tổng sản lượng đầu ra của các nhà máy không đáp ứng được nhu cầu trong nước và xuất khẩu vì hầu hết trang thiết bị đều cũ kĩ và lỗi thời. Thêm vào đó là phần lớn các giống trà có từ đầu thế kỉ XX đều kém phẩm chất, do đó ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm. Hơn nữa, các đối thủ hiện nay trên thị trường ngày một lớn mạnh hơn, trong khi khách hàng thì ngày càng khó tính hơn. Một thống kê gần đây cho thấy Việt Nam chỉ xếp thứ 8 trong tổng số 15 nước xuất khẩu trà trên thế giới. Để giải quyết những vấn đề này, ngành trà Việt Nam cần phải đề ra những chiến lược tiên quyết cho sự phát triển vững mạnh trong tương lai. Trước mắt, cả nhà sản xuất lẫn xuất khẩu phải đầu tư đổi mới trang thiết bị và công nghệ sản xuất, cải thiện chất lượng của trà. Gần đây, Việt Nam đã nhập một vài dây chuyền công nghệ sản xuất hiện đại và một số giống trà mới từ Aán Độ, Trung Quốc, Srilanka. Về lâu dài, chính phủ có thể khuyến khích những nhà đầu tư nước ngoài hợp tác với các doanh nghiệp Việt Nam để xây dựng những nhà máy với dây chuyền sản xuất hiện đại để có thể mở rộng thị phần. Căn cứ vào nhu cầu và tình hình sản xuất hiện nay, ngành trà Việt Nam có thể tăng diện tích trồng trà lên 100.000 ha và lượng suất khẩu lên 130.000 –150.000 tấn đến trước năm 2010. Tóm lại, ngành trà Việt Nam có tiềm năng rất lớn trong tương lai, đang từng bước chuyển mình để vươn lên mạnh mẽ, để trở thành một trong những nước xuất khẩu trà hàng đầu trên thế giới. IV. GIÁ TRỊ CỦA TRÀ : Ngày nay, trà đã là thứ đồ uống phổ biến trên toàn thế giới. Khoa học đã chứng minh được rằng uống trà ở mức độ vừa phải có tác dụng rất tốt đối với cơ thể. Caffein và một số hợp chất alcaloit khác có trong trà là những chất có khả năng kích thích hệ thần kinh trung ương, kích thích vỏ đại não làm cho tinh thần minh mẫn, tăng cường hoạt động của các cơ trong cơ thể, nâng cao được năng lực làm việc và giảm mệt nhọc sau những lúc lao động. Hỗn hợp tanin trong trà làm cho trà có khả năng giải khát, gây cảm giác hưng phấn cho người uống trà, trợ lực tiêu hoá, làm cho ăn uống ngon miệng. Thành phần catechin trong hỗn hợp tanin trà có khả năng làm tăng sức đề kháng của thành vi huyết quản, nhờ đó làm giảm nhanh hiện tượng xung huyết trong cơ thể, hơn nữa nó còn tăng cường sự tích luỹ và đồng hoá vitamin C giúp phòng ngừa bệnh hoại huyết. Những nghiên cứu gần đây còn cho thấy nước trà là một nguồn cung cấp những chất chống oxy hoá tự nhiên, giúp bảo vệ cơ thể khỏi tác hại của những gốc tự do, chống lão hoá cơ thể, làm da dẻ đẹp hơn và khoẻ hơn. Nước trà còn giúp giảm stress, giảm lượng cholesterol và giảm nguy cơ của những bệnh tim mạch và đột quỵ. Ngoài ra, trà còn ngăn ngừa được bệnh ung thư. Người Nhật trung bình uống từ 3 đến 4 tách trà một ngày và họ, kể cả những người nghiện thuốc lá, đã giảm được tỉ lệ mắc các chứng ung thư xuống đáng kể. Những năm gần đây, trà còn được dùng điều trị có hiệu quả các bệnh lỵ, xuất huyết dạ dày và ruột, xuất huyết não và suy yếu mao mạch do tuổi già. Vì vậy, nước trà không những là thức uống giải khát mà còn là một vị thuốc tuyệt vời giúp cải thiện sức khoẻ cho con người. Do đó không phải ngẫu nhiên mà trà được gọi là “phép chữa bệnh chỉ trong một cái tách”. V. CÁC SẢN PHẨM TRÀ : Sản phẩm trà ngày nay rất đa dạng và phong phú. Có thể kể một vài sản phẩm chính như sau : Trà xanh : Có màu nước pha xanh vàng, vị đậm và hương thơm tự nhiên của trà, được chế biến bằng cách đem nguyên liệu diệt men rồi vò và làm khô. Trà đen : Khác hẳn trà xanh là trong quá trình chế biến không qua giai đoạn diệt men ngay mà thêm giai đoạn lên men để tạo ra những biến đổi sinh hoá cần thiết làm cho màu sắc và hương vị của thành phẩm sau này có những đặc tính riêng mà các loại trà khác không có được, đó là màu nước pha đỏ sáng, vị dịu, hương thơm nhẹ. Trà đỏ : Được chế biến bằng cách đem nguyên liệu trà làm héo và lên men, rồi sao và vò kết hợp, cuối cùng sấy khô đóng bao thành phẩm. Trà đỏ có nước pha vàng ánh, hoặc ánh kim, vị đậm, hương thơm đặc biệt. Trà vàng : có hương thơm mạnh, vị chát dịu, màu sắc pha vàng ánh, được chế biến từ nguyên liệu trà qua giai đoạn diệt men, rồi vò hoặc không vò, cuối cùng ủ sao hoặc sấy ở nhiệt độ thấp. Nếu phân loại theo tính chất gia công, ta có trà xô (không ướp hương) và trà hương (dùng hoa tươi hoặc hương liệu khô để ướp hương cho trà). Còn phân loại theo hình thái gia công bên ngoài ta còn có : Trà rời : trà mảnh, trà vụn, trà sội, trà tròn. Trà bánh : trà đen, trà xanh, trà vụn được chế biến thành từng mảng, miếng dạng bánh lớn hoặc nhỏ. Trà bột hoặc cao trà : được chế biến từ nước trà cô đặc và sấy khô, thuận tiện cho quá trình sử dụng cũng như vận chuyển. Nếu phân loại theo đẳng cấp trà thì ta có: Trà lá : trà mới sơ chế có nhiều lá. Trà buồm : trà vẫn còn lá nhưng ít hơn loại trên Trà đọt : trà cao cấp nhất không có lẫn lá. VI. ĐẶC TÍNH THỰC VẬT CỦA CÂY TRÀ: Có nhiều quan điểm phân loại cây trà khác nhau, nhưng nhìn chung đều xếp trà vào cùng họ Camellia. Giáo sư K.M.Dzemukhade đã đưa ra cách phân loại trà như sau : Cây trà thuộc ngành : ngọc lan hạt kín Agiospermae. Thuộc lớp : ngọc lan hai lá mầm Dicctyledoneae. Thuộc họ : camelliaceae Thuộc giống : Thea Thuộc chủng : Thea wethamica Các giống là : Thea Jiunnanica, Thea Assamica và Thea Ainensis. Việt Nam hiện đang khai thác những loài sau : Loài Shan : có màu lá xanh nhạt, dài chừng 16-17 cm, rộng 4-7 cm với 13-15 đôi răng cưa. Cây có thể mọc cao đến 9-10 m hoặc hơn, có nhiều đặc tính quí như búp to, tôm dài, nặng cánh. Loài này có khả năng thích nghi với các điều kiện thời tiết nên được trồng nhiều ở các vùng cao như Hoàng liên sơn, Hà Tuyên, Lâm Đồng. Trong điều kiện thí nghiệm năng suất cho búp có thể đạt 19 tấn /ha, và trong điều kiện trồng đại trà năng suất cho búp chỉ đạt 6-7 tấn /ha. Loài Trung du: lá có màu xanh đậm, dài chừng 17 cm, rộng 7cm với 10 đôi răng cưa ở mép lá, có độ tăng trưởng rất mạnh và tính kháng bệnh khá tốt. Trong điều kiện thí nghiệm năng suất cho búp của loài này là 17-18 tấn và trong điều kiện trồng đại trà, con số này vào khoảng 4-5 tấn /ha. Ngoài ra, còn có các loài khác ít gặp hơn như Manipuri, Kimin. Loài Manipuri có nguồn gốc thuộc dòng Thea Assimica. Lá của loài này to, dài 15-17 cm, có hình ô van. Đây là loài có triển vọng thứ ba sau loài Shan và Trung du. Loài Kimin có quan hệ với dòng Thea Sinensis. Trong điều kiện thổ nhưỡng nước ta loài này phát triển kém. VII. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TRÀ : VII.1 Nước: Nước trong lá trà là môi trường, trong đó xảy ra sự tương tác của các chất hoà tan. Ngoài ra nước còn tham gia trực tiếp vào nhiều phản ứng thủy phân, oxy hoá khử xảy ra liên tục trong các tế bào. Hàm lượng nước trong các búp trà non, lá non cao hơn trong lá trà già và nó thay đổi rất lớn phụ thuộc vào thời gian thu hái, các điều kiện khí hậu và các yếu tố khác. Như đã nói trên, lượng nước trong lá trà luôn luôn thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Nếu xét sự phân bố của nước ở các bộ phận khác nhau của búp trà ta thấy lá càng non chứa nước càng nhiều.Ví dụ: Tôm có chứa : 76,60% nước Lá thứ nhất : 75,6% nước Lá thứ hai : 75,6% nước Lá thứ ba : 74,26% nước Cãng trà : 84,8% nước Đối với các quá trình công nghệ chế biến trà, hàm lượng nước trong lá trà có ý nghĩa quan trọng. Nó không những ảnh hưởng lớn đến việc định mức chỉ tiêu tiêu hao nguyên liệu trên một đơn vị sản phẩm mà còn trực tiếp quyết định đến sự lựa chọn các chế độ công nghệ trong quá trình chế biến trà. Đối với sản xuất trà đen, ở giai đoạn vò nếu thủy phần của trà cao có thể làm cho nước ép bị chiết ra mạnh gây tổn thất các chất chiết. Nếu thủy phần quá thấp thì hiện tượng vụn nát tăng lên. Còn ở giai đọan lên men lá trà cũng phải có độ ẩm nhất định mới tạo điều kiện cho quá trình oxy hoá tiến hành một cách thuận lợi và đồng đều trong cả khối trà. VII.2 Hợp chất polyphenol : Người ta chia hợp chất polyphenol của trà thành 4 nhóm chất chủ yếu : 1) Hợp chất catechin 2) Hợp chất antoxantin 3) Hợp chất antoxianin 4) Các axit phenolcacboxilic cùng một số chất khác VII.2.1 Hợp chất catechin Trong lá trà có 7 loại catechin, chúng là thành phần chính của hỗn hợp tanin trà: D, L_ Catechin L_epicatechin D, L_ galocatechin L_ eigalocatechin L_eigalocatechinsingalat L_galocatesingalat Hàm lượng của các catechin trong lá trà luôn luôn thay đổi phụ thuộc vào giống trà, thời kỳ sinh trưởng của cây trà, vị trí các lá trên búp trà. Các chất catechin trong lá trà là những chất kết tinh không màu, hình kim hoặc hình lăng trụ, chúng có vị chát dịu hoặc hơi đắng ở mức độ khác nhau. (1) (2) (3) Phản ứng [1] là phản ứng xảy ra bình thường trong trà khi còn ở trên cây hoặc khi hái xuống, sẽ xảy ra đặc biệt mạnh khi tế bào lá bị phá vỡ. Trong ïđiều kiện quá trình lên men chiếm ưu thế thì phản ứng [1] và [3] xảy ra mạnh, lúc tế bào của lá bị phá vỡ ngay từ lúc bắt đầu giai đoạn vò trong xản xuất trà đen. Sản phẩm oxy hoá trực tiếp của các catechin thường là những chất có màu tạo cho nước trà đen có màu đặc trưng của nó. VII.2.2 Hợp chất Antoxantin Hiện nay trong các lá trà của các giống trà khác nhau đã tìm thấy các chất antoxantin sau đây: Campherol và các glucozit của nó. Quecxetin và các glucozit của nó. Mirixetin và các glucozit của nó. Hợp chất antoxantin có vị chát đắng và có tính kích thích niêm mạc ở cổ họng. Đối với chất lượng trà, trong quá trình lên men trà đen các hợp chất này cũng tham gia vào các phản ứng oxy hoá thứ sinh và do đó cũng tham gia vào quá trình ngưng tụ để tạo thành các sản phẩm màu. Nhưng do hàm lượng của chúng ít hơn rất nhiều so với các catechin, cho nên không giữ vai trò chính trong sự hình thành nên các chất màu đặc trưng cho nước pha của trà đen. VII.2.3 Hợp chất Antoxianin Trong thực vật hầu như các hợp chất antoxianin đều tồn tại ở trạng thái kết hợp với các gốc đường. Một số tính chất của chúng như sau : Tan trong nước, màu sắc phụ thuộc vào nhiều yếu tố và luôn luôn thay đổi tuỳ theo trong hỗn hợp có mặt catechin và antoxantin nhiều hay ít, nhiệt độ của dung dịch và nồng độ của chúng. Hợp chất antoxianin có vị đắng, trong lá trà càng chứa nhiều antoxianin thì vị càng đắng không hợp khẩu vị người tiêu thụ . VII.2.4 Các Axit Phenolcacboxilic: Nhóm axit phenolcacboxilic là nhũng hợp chất hữu cơ trong phân tử có chứa nhóm phenol (-OH) lại có chứa nhóm cacboxil (-COOH). Trong lá trà tươi có chứa nhiều chất thuộc các axit phenolcacboxilic. Chất đơn giản nhất đã tìm thấy trong lá trà là axit galic Ngoài ra còn tìm thấy các axit sau: Axit elagic Axit metadigalic Axit izolorogenic Axit clorogenic Axit cafeic Axit paracumaric Axit paracumarilquinic Axit galoilquinic Các axit phenolcacboxilic có trong lá trà với hàm lượng không lớn, nhưng chúng cũng góp phần tạo nên vị của trà. Axit galic và axit metadigalic là những chất có ý nghĩa quan trọng tham gia vào sự hình thành các thành phần tổ hợp của hợp chất tanin. VII.3. Hợp chất Tanin của trà : Tanin của trà là thành phần hóa học quan trọng nhất trong lá trà tươi cũng như trong các lọai trà thành phẩm. Nó quyết định chất lượng của trà. Tanin không những tạo nên vị độc đáo của trà mà còn tham gia vào quá trình biến đổi hóa học dưới sự tác dụng của các enzim oxy hóa để tạo hương thơm và màu sắc nước pha đặc trưng cho mỗi loại trà. Nói chung hàm lượng tanin trong trà tươi hay trà thành phẩm càng cao thì chất lượng của trà càng tốt. Tanin quyết định chất lượng của trà, nó không phải là một đơn chất mà là một hỗn hợp phức tạp của các hợp chất có đặc tính polyphenol. Trong thành phần tổ hợp của phức chất Tanin trà gồm có các polyphenol catechin đơn giản và các sản phẩm oxy hoá của chúng. Dựa trên cấu tạo có thể chia Tanin thành 2 thành phần: Tanin thủy phân : là este của đường glucoza với các axit polyphenolic (a.galic, a.digalic, a.elagic…) Tanin ngưng tụ: hợp chất do các catechin ngưng tụ theo kiểu “đầu nối đuôi, đuôi nối đuôi, đầu nối đầu” và không bị phân giải bởi axit vô cơ cũng như enzim. Ngoài ra trong các loại trà thành phẩm, nhất là trong trà đen, có chứa hợp chất polyphenol kết hợp với protein. Phần tanin này của trà không tan trong nước, chúng chỉ có thể bị chiết ra khi xử lý bằng dung dịch kiềm yếu. VII.4. Hợp chất ancaloit trong lá trà: Ancaloit là những chất không màu, một số ít có màu vàng, chúng có tính kích thích đầu lưỡi, có vị đắng. Thành phần chủ yếu là cafein, và các chất khác với hàm lượng không lớn lắm là: Xantin Teobromin Teofili Adenin Heteroxantin Colin Metylxantin Hipoxantin Tetrametiluric Cafein là chất ancaloit chủ yếu và quan trọng nhất trong lá trà, có vị đắng, không mùi. Khi cafein tác dụng với tanin trà sẽ tạo thành váng khi để nguội nước trà, gọi là hợp chất tanat_cafein. Trong lá trà càng non càng chứa nhiều cafein, trong lá trà thành phẩm cấp cao chứa cafein nhiều hơn trong trà cấp thấp, nhưng hàm lượng cafe