Nghiên cứu công nghệ bảo quản chè thành phẩm phục vụ nội tiêu và xuất khẩu

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Viện Cơ điện NN và Công nghệ STH Cơ sở 1: Số 54/102 Đường Trường Chinh - Hà Nội Cơ sở 2: Số 4 Ngô Quyền - Hà Nội Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài: Nghiên cứu công nghệ bảo quản chè thành phẩm phục vụ nội tiêu và xuất khẩu Mã số CB 02/09 ThS. Cao Văn Hùng ThS. Phạm Thị Ngọc Thắng 6456 08/8/2007 Hà Nội, 12 - 2005 Bản quyền 2005 thuộc Viện Cơ diện NN và Công nghệ Sau thu hoạch. Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện trưởng VCĐNN&CNSTH trừ trường hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu. B N N& PTN T V C Đ N N& C N STH B N N &P TN T V C Đ N N &C N ST H BNN&PTNT VCĐ&CNSTH 3 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN Viện Cơ điện NN và Công nghệ STH Cơ sở 1: Số 54/102 Đường Trường Chinh-Hà nội Cơ sở 2: Số 4 Ngô Quyền-Hà nội Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài: Nghiên cứu công nghệ bảo quản chè thành phẩm phục vụ nội tiêu và xuất khẩu Mã số CB 02/09 ThS. Cao Văn Hùng ThS. Phạm Thị Ngọc Thắng Hà Nội, 12-2005 Bản thảo viết xong tháng 12 năm 2004 Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp Bộ mã số BQ-CB-02/09 4 DANH SÁCH CÁN BỘ THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 1. Ths. CAO VĂN HÙNG1 Chủ nhiệm đề tài (năm 2004-2005) 2. Ths. Phạm Thị Ngọc Thắng2. Nguyên Chủ nhiệm Đề tài (năm 2002-2003) 3. TS. Đỗ Văn Chương 3 4. KS. Hoàng Cự4 5. Ths. Đặng Thị Thanh Quyên5 6. Ths. Nguyễn Mạnh Hiểu6 7. KS. Trần Hồng Vân7 8. KS . Lê Anh Tuấn 8 9. KS. Cao Hoàng9 10. KS Lương Thanh Hương 10 11. KS. Nguyễn Trung Dũng 11 12. KS Đinh Thị Huyền12 13. TS Hoàng Thị Lan 13 1NCVC- Trưởng Bộ môn Nghiên cứu công nghệ và thiết bị Bảo quản nông sản, Viện Cơ điện NN và Công nghệ STH 2 NCV- Bộ môn Nghiên cứu công nghệ và thiết bị Bảo quản nông sản, Viện Cơ điện NN và Công nghệ STH 3 NCVC-Phó trưởng phòng Kỹ thuật Công nghiệp - Tổng Công ty Chè Việt Nam 4 NCVC-Trưởng phong Hóa sinh -Viện nghiên cứu Chè 5 NCV- Bộ môn Nghiên cứu công nghệ và thiết bị Bảo quản nông sản, Viện Cơ điện NN và Công nghệ STH 6 NCV- Bộ môn Nghiên cứu công nghệ và thiết bị Bảo quản nông sản, Viện Cơ điện NN và Công nghệ STH 7 NCV - Bộ môn Nghiên cứu công nghệ và thiết bị Bảo quản nông sản, Viện Cơ điện NN và Công nghệ STH 8 NCV- Bộ môn Nghiên cứu công nghệ và thiết bị Bảo quản nông sản, Viện Cơ điện NN và Công nghệ STH 9 NCV-Phòng Hóa sinh – Viện nghiên cứu Chè 10 NCV- Bộ môn Nghiên cứu công nghệ và thiết bị Bảo quản nông sản, Viện Cơ điện NN và Công nghệ STH 11 NCV – Phòng nghiên cứu Tận dụng phế phụ phẩm, Viện Cơ điện NN và Công nghệ STH 12 NCV- Bộ môn Nghiên cứu công nghệ và thiết bị Bảo quản nông sản, Viện Cơ điện NN và Công nghệ STH 13 NCVC- Trưởng khoa Vi sinh Vật và Môi trường, Viện 69 - Bộ tư lệnh bảo vệ Lăng 5 MỤC LỤC TÓM TẮT ....................................................................................... Error! Bookmark not defined. MỤC LỤC......................................................................................................................................... 5 MỞ ĐẦU........................................................................................................................................... 8 I. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC VÀ TRONG NƯỚC ............ 10 1. Ngoài nước ........................................................................................................................ 10 1.1. Chế biến .......................................................................................................................... 11 1.2. Bảo quản ......................................................................................................................... 12 2. Trong nước ........................................................................................................................ 15 2.1. Chế biến ................................................................................................................... 16 2.2. Bảo quản................................................................................................................... 18 II. VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................... 19 2.1. Vật liệu .............................................................................................................................. 19 2.2. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật đã sử dụng.............................................................. 19 III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................................................... 21 Phần 1. Nghiên cứu nguyên nhân hỏng của chè.............................................................................. 21 1. Diễn biến quá trình ô xy hóa trong thời gian BQ................................................................... 21 1.1. Đặc tính vật lý của chè đen, chè xanh thành phẩm....................................................... 21 1.2. Đặc tính sinh hoá của chè đen, chè xanh thành phẩm: ................................................. 23 1.3. Sù biến đổi chất lượng chè thành phẩm trong quá trình BQ........................................ 24 1.3.1. Chè đen cấp cao OP............................................................................................. 25 1.3.2. Chè đen cấp cao P................................................................................................ 27 1.3.3. Chè đen cấp cao FBOP:....................................................................................... 29 1.3.4. Chè đen cấp thấp PS: ........................................................................................... 31 1.3.5. Chè đen cấp thấp BPS: ........................................................................................ 33 1.3.6. Chè xanh Đặc biệt ............................................................................................... 35 1.3.7. Chè Shan.............................................................................................................. 35 2. Nguyên nhân hỏng của chè BQ.............................................................................................. 38 2.1. Tiêu chí chè xuống cấp và hỏng ................................................................................... 38 2.2. Các nguyên nhân trực tiếp chè xuống cấp và hỏng ...................................................... 39 2.3. Các nguyên nhân gián tiếp chè xuống cấp và hỏng...................................................... 40 2.4. Sơ đồ nguyên nhân và hệ quả ....................................................................................... 40 2.5. Một số cơ chế tác dụng chính đến biến đổi chất lượng Error! Bookmark not defined. 2.6. Một số biện pháp chính làm chậm sự xuống cấp và hỏng chè - Sơ đồ mục tiêu và hoạt động chính................................................................................................................................... 42 Phần 2. Nghiên cứu qui trình chế biến chè...................................................................................... 43 1. Chè đen................................................................................................................................... 43 1.1. Ảnh hưởng của công đoạn héo chè tới chất lượng chè bảo quản. ................................ 43 1.2. Ảnh hưởng của công đoạn vò chè tới chất lượng chè bảo quản. .................................. 45 1.2.1. Ảnh hưởng khối lượng chè héo cho một cối vò đến độ dập tế bào.......................... 45 1.2.2. Ảnh hưởng của tốc độ vòng quay cối vò đến độ dập tế bào .................................... 46 1.2.3. Ảnh hưởng của thời gian vò chè lần 1 đến độ dập tế bào. ....................................... 46 1.2.4. Ảnh hưởng của số lần vò chè đến độ dập tế bào...................................................... 47 1.3. Ảnh hưởng của công đọan lên men đến chất lượng chè bảo quản ............................... 48 1.3.1. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến hàm lượng tanin còn lại.......................... 49 1.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ảm tương đối của không khí trong quá trình lên men đến chất lượng chè ......................................................................................................... 50 1.4. Ảnh hưởng của công đọan sấy chè đến chất lượng chè bảo quản ................................ 52 6 1.4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng cảm quan chè ............................... 53 1.4.2. Ảnh hưởng của độ ẩm còn lại của chè sau sấy đến chất lượng cảm quan........... 54 1.5. Qui trình mới chế biến chè đen..................................................................................... 55 2. Chè xanh................................................................................................................................. 57 2.1. Ảnh hưởng của công đoạn diệt men tới chất lượng chè bảo quản................................ 57 2.2. Ảnh hưởng của công đoạn vò chè đến chất lượng chè bảo quản.................................. 59 2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của công đoạn gia nhiệt, tạo hình và làm khô tới chất lượng chè bảo quản...................................................................................................................................... 60 2.4. Qui trình chế biến mới chè xanh................................................................................... 61 3. Chè Shan ................................................................................................................................ 62 3.1. Ảnh hưởng của thời gian héo nhẹ đến chất lượng chè sau héo. ................................... 62 3.2. Ảnh hưởng của khối lượng chè đưa vào diệt men và thời gian diệt men đến chất lượng chè sau diệt men.......................................................................................................................... 63 3.3. Ảnh hưởng của thời gian vò chè đến chất lượng chè vò............................................... 64 3.4. Ảnh hưởng của độ ẩm sau sấy đến chất lượng chè sau gia nhiệt tạo hình làm khô...... 66 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian sao hương đến chất lượng chè sao hương. ............ 67 3.6. Qui trình mới chế biến chè Shan................................................................................... 68 Phần 3. Nghiên cứu qui trình bảo quản ........................................................................................... 69 1. Chè đen................................................................................................................................... 69 1.1. Mối quan hệ của độ ẩm và hoạt độ nước của chè ......................................................... 69 1.2. Ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu của chè đến chất lượng chè BQ. ................................. 81 1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng của chè bảo quản .......................................... 86 1.4. Ảnh hưởng của độ xốp chè đến chất lượng của chè bảo quản...................................... 95 1.5. Ảnh hưởng của bao bì bao gói chè đến chất lượng của chè BQ................................... 96 1.5.1. Ảnh hưởng của loại bao bì đến chất lượng chè BQ............................................. 96 1.5.2. Ảnh hưởng của độ dầy bao bì PE đến chất lượng chè BQ ................................ 104 1.6. Ảnh hưởng của vi sinh vật đến chất lượng chè........................................................... 106 1.6.1. Định dạng vi sinh vật......................................................................................... 106 1.7. Ảnh hưởng của hàm lượng khí trơ (nitơ) đến chất lượng chè bảo quản..................... 107 1.8. Quy trình công nghệ bảo quản chè đen....................................................................... 110 2. Chè xanh............................................................................................................................... 111 2.1. Ảnh hưởng của độ xốp (khối lượng riêng) chè xanh sao đến chất lượng BQ ............ 111 2.2. Ảnh hưởng của bao bì đến chất lượng chè xanh bảo quản ......................................... 111 2.3. Qui trình bảo quản chè xanh ....................................................................................... 113 3. Chè túi lọc ............................................................................................................................ 116 3.1. Đặc tính lý hóa của chè túi lọc.................................................................................... 116 3.2. Mối quan hệ giữa hoạt độ nước của chè và hoạt độ nước của túi lọc......................... 117 3.3. Ảnh hưởng của giấy lọc đến chất lượng của chè túi lọc trong thời gian BQ.............. 118 3.4. Ảnh hưởng của bao bì bao gói gói nhỏ (phong bì) đến chất lượng chè túi lọc trong thời gian BQ. .................................................................................................................................... 122 3.5. Ảnh hưởng bổ sung chất chống oxy hóa đến chất lượng chè túi lọc BQ ................... 125 3.6. Qui trình bảo quản chè túi lọc..................................................................................... 133 Phần 4. Xây dựng mô hình bảo quản............................................................................................. 134 Phần 5. Tổng quát hóa kết quả đạt được ....................................................................................... 141 IV. KẾT LUẬN ..................................................................................................................... 143 LỜI CẢM ƠN................................................................................................................................ 146 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................. 147 7 NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT VÀ CHÚ GIẢI Aw Hoạt độ nước BĐ Ban đầu BQ Bảo quản BTP Bán thành phẩm CHT Chất hòa tan CK Chất khô CN Công nghệ ĐC Đối chứng ĐT Đặc trưng HL Hàm lượng HT Hoạt tính KK Không khí NN Nông nghiệp PPO Polyphenoloxydaza RH Độ ẩm tương đối không khí STH Sau thu hoạch TR Tearubigin TF Teaflavin TS Tổng số W Độ ẩm chè 8 MỞ ĐẦU Đề tài “Nghiên cứu công nghệ bảo quản chè thành phẩm phục vụ nội tiêu và xuất khẩu” mã số CB-09 thuộc chương trình Khoa học Công nghệ trọng điểm cấp Bộ: “Bảo quản Chế biến Nông Lâm sản” do ThS. Phạm Thị Ngọc Thắng. NCV phòng Bảo quản làm Chủ nhiệm đề tài (2002-2003), sau đó ThS Cao Văn Hùng, Trưởng phòng Bảo quản - Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch thay làm Chủ nhiệm đề tài kế tiếp (2004-2005) với lý do ThS Phạm Thị Ngọc Thắng đi NCS dài hạn tại Australia. Tham gia thực hiện đề tài có người 12 người từ 4 cơ quan khác nhau: Viện Cơ điện NN và công nghệ STH, Tổng Công ty Chè Việt Nam, Viện nghiên cứu Chè, Viện 69-Bộ tư lệnh bảo vệ Lăng Mục tiêu chung của đề tài: Kéo dài thời gian bảo quản chè đen, xanh thành phẩm 18 tháng, chất lượng đảm bảo tiêu chuẩn xuất khẩu. Để đạt được mục tiêu trên, nội dung nghiên cứu của đề tài là: 1. Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình chế biến đến chất lượng của chè đen, chè xanh bảo quản 2. Nghiên cứu đặc tính lý hóa của chè đen, chè xanh thành phẩm. Diễn biến quá trình oxy hóa chè thành phẩm trong thời gian BQ. Xác định nguyên nhân gây hỏng chè trong thời gian bảo quản 3. Nghiên cứu mối quan hệ giữa hoạt độ nước và độ ẩm của các loại chè đen ở các vùng sinh thái khác nhau. 4. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ BQ đến chất lượng của chè đen thành phẩm 5. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ xốp đến chất lượng của chè đen, chè xanh BQ 6. Nghiên cứu ảnh hưởng bao bì đến chất lượng chè đen, chè xanh BQ 7. Nghiên cứu ảnh hưởng của vi sinh vật đến chất lượng của chè đen thành phẩm trong thời gian BQ 8. Nghiên cứu BQ chè đen thành phẩm bằng khí nitơ. 9. Xác định qui trình công nghệ bảo quản tổng hợp chè đen, chè xanh bao gồm cả chè Shan và chè túi lọc thành phẩm và xây dựng mô hình ứng dụng BQ chè đen khối lớn và chè túi lọc Thời gian thực hiện: 40 tháng (6/2002-12/2005), trong đó: Năm 2002: Chè đen: − Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng chế biến và BQ chè đen Năm 2003: Chè đen: − Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng chế biến và BQ chè đen (tiếp tục) Năm 2004: Chè đen: − Hoàn thiện các yếu tố ảnh hưởng chế biến và BQ chè đen 9 − Bước đầu xây dựng mô hình BQ chè đen khối lớn Chè xanh: − Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng chế biến và BQ chè xanh Chè túi nhúng: − Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng chế biến và BQ chè túi lọc Năm 2005: Chè đen: − Hoàn thiện các yếu tố ảnh hưởng chế biến và BQ chè đen (tiếp tục) và xác định qui trình BQ chè đen − Theo dõi mô hình bảo quản chè đen khối lớn (tiếp tục) Chè xanh: − Hoàn thiện Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng chế biến và BQ chè xanh và xác định qui trình BQ chè xanh − Nghiên cứu các yếu tố chế biến chè Shan Chè túi lọc: − Hoàn thiện Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng chế biến và BQ chè túi lọc và xác định qui trình BQ chè túi lọc − Xây dựng mô hình chế biến bảo quản chè túi lọc Sản phẩm của đề tài là: Dạng B: 1. Quy trình công nghệ bảo quản tổng hợp chè đen thành phẩm dạng rời, khối lớn 2. Quy trình công nghệ bảo quản tổng hợp chè xanh đóng gói nhỏ 3. Quy trình công nghệ bảo quản tổng hợp chè xanh ướp hương túi nhúng. Dạng A 1. Mô hình BQ tổng hợp chè đen thành phẩm khối lớn (2 tấn chè đen/khối) tại Xí nghiệp tinh chế chè Kim Anh-thuộc Tổng Công ty Chè Việt nam VINATEA. Km 2 Đường Phủ lỗ - Nội bài. Sóc Sơn, Hà Nội 2. .Mô hình BQ chè xanh ướp hương sen và nhài túi nhúng trên dây chuyền 70 kg chè/ca (20 tấn/năm) tại Công ty Cổ phần Chè Kim Anh. Km 2 Đường Phủ lỗ - Nội bài. Sóc Sơn, Hà Nội. (vượt ngoài kế họach) 10 I. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC VÀ TRONG NƯỚC Chè, Năm 1753, Line đặt tên khoa học cho cây chè là Thea Sinensis, sau đó lại đặt là Camellia Sinensis [1]. Cây chè đã có ở Việt Nam từ rất lâu đời, Việt Nam là một trong những vùng chè cổ xưa của thế giới (Nguyễn Ngọc Kính.1979 và J.Werkhoven,1991). Uống chè đã trở thành tập quán lâu đời của nhân dân Việt Nam nói riêng và của thế giới nói chung-là một loại thức uống có nhiều giá trị dinh dưỡng và dược liệu. Trong búp chè có chứa 192 hợp chất hóa học tạo nên hương vị, mầu sắc... của chè. Cafein (chứa 2,5%- 5%) và một số hợp chất ancaloit ở trong lá chè rất cần dùng trong lĩnh vực y tế, có khả năng kích thích hệ thần kinh trung ương, vỏ đại não làm cho tinh thần minh mẫn, tăng cường hoạt động của các cơ bắp trong cơ thể, nâng cao năng lực làm việc, giảm bớt mệt nhọc sau khi làm việc căng thẳng. Mặt khác các loại cafein có trong lá chè không gây kích thích quá mạnh làm suy nhược thần kinh như cafein ở trong cafe và các loại thức uống khác. Hỗn hợp tanin chè có khả năng giải khát và chữa nhiều loại bệnh như tả, lị, thương hàn, sỏi thận, sỏi bàng quang và chảy máu dạ dầy. Đặc biệt nước chè có khả năng chống phóng xạ, do vậy có thể coi là nước uống của thời đại nguyên tử khi trên trái đất sự nhiễm xạ ngày càng tăng lên. Trong chè còn chứa rất nhiều loại Vitamin, như Vitamin A, B1,B2, B6, K, PP...Đặc biệt có nhiều Vitamin C. Đây là nguồn dinh dưỡng vô cùng quý báu đối với con người. 1. Ngoài nước Chè được sản xuất ở gần 40 nước trên thế giới. Trong 20 năm (1980 - 2000) diện tích chè từ 2,34 triệu ha tăng lên 2,55 triệu ha (tăng 6,8%). Sản lượng tăng từ 1,85 triệu tấn lên trên 2,98 triệu tấn (tăng 61%). Tập trung chủ yếu như Trung Quốc 1,1 triệu ha (680 nghìn tấn), Ấn Độ 486 nghìn ha (850-870 nghìn tấn), Srilanca 190 nghìn ha (trên 300 nghìn tấn), Thổ Nhĩ Kỳ 80 ngàn ha (trên 100 nghìn tấn), Kenya 120 nghìn ha (trên 300 nghìn tấn). Sản lượng chè hàng năm của các quốc gia này chiếm khoả