Thạc Sĩ Nghiên cứu độ an toàn của tinh chè chiết từ phế phẩm của quá trình chế biến chè xanh Thái Nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii
LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bảy tỏ lòng biệt ơn sân sắc tới cô giáo TS.Nguyễn Thị Thanh Hương
đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Thạc sỹ.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, khoa Sau Đại học, khoa Hóa
học trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên và Thầy giáo PGS.TS Phạm Văn
Thỉnh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Đề tài thực hiện dưới kinh phí tài trợ của Đề tài nghiên cứu Khoa học tỉnh
Thái Nguyên. Mã số: KC-14-2014.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ phòng thí nghiệm
Khoa Hóa học trường ĐHSP Thái Nguyên, phòng tổng hợp hữu cơ - Viện Hóa
học, Phòng nghiên cứu hoạt tính Sinh học - Viện Công nghệ Sinh học- Viện
Hàn lâm Khoa học Việt Nam, Phòng Phân tích hóa học - Viện Khoa học sự
sống và các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá
trình thực hiện luận văn.

Học viên



Lahoun PHETSOMPHON Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii
MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN . i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC CÁC BẢNG v
DANH MỤC CÁC HÌNH vi
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ . vii
MỞ ĐẦU . 1
1. Lý do chọn đề tài . 1
2. Mục tiêu của đề tài . 2
3. Đối tượng nghiên cứu 3
4. Phương pháp nghiên cứu . 3
5. Bố cục của luận văn . 3
Chương 1. TỔNG QUAN 4
1.1. Giới thiệu về loài Chè (Camellia sinensis (L.) Kuntze 4
1.1.1. Tên khoa học 4
1.1.2. Đặc điểm thực vật của loài Chè (Camellia sinensis (L.) Kuntze 4
1.1.3. Đặc điểm sinh vật học của loài chè (Camellia sinensis (L.) Kuntze . 6
1.2. Thành phần hóa học của chè trung du 14
1.2.1. Thành phần hóa học chủ yếu 14
1.2.2. Nước . 16
1.2.3. Cacbohydrat 16
1.2.4. Protein và amino axit 17
1.2.5. Alkaloit . 18
1.2.6. Tinh dầu 19
1.2.7. Sắc tố 20
1.2.8. Vai trò enzym trong quá trình sản xuất chè . 21
1.2.9. Vitamin . 22
1.2.10. Polyphenol 23 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv
1.3. Nhóm hợp chất catechin trong chè . 24
1.3.1. Tính chất hóa lý 24
1.3.2. Vài nét về polyphenol chè xanh . 26
1.3.3. Hoạt tính sinh học của chè xanh và nhóm hợp chất polyphenol chè xanh . 30
1.3.4. Sơ lược về tình hình sản xuất chè Thái Nguyên 32
1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước . 36
1.4.1. Tình hình sử dụng sản phẩm chè xanh trên thế giới 36
1.4.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất polyphenol trong nước . 37
1.4.3. Ứng dụng của polyphenol chè xanh trong sản xuất thực phẩm chức năng 38
Chương 2. PHƯƠNG PHÁP - THỰC NGHIỆM . 39
2.1. Đối tượng nghiên cứu . 39
2.2. Các phương pháp nghiên cứu . 39
2.2.1. Nghiên cứu qui trình diệt men trên nguyên liệu lá chè già 39
2.2.2. Nghiên cứu xây dựng qui trình chế tạo chế phẩm tinh chè xanh . 39
2.2.3. Xác định các chỉ tiêu để xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho chế phẩm . 40
2.3. Phương pháp xác định các chỉ tiêu sinh hóa để xây dựng tiêu chuẩn
an toàn TP cho chế phẩm . 42
2.3.1. Xác định Tổng số các aflatoxin B1, B2, G1,G2: . 43
2.3.2. Xác định dư lượng thuốc bảo vệ thực vật 43
2.3.3. Xác định thành phần của một số kim loại nặng . 44
2.4. Nghiên cứu độc tính cấp trên động vật thực nghiệm 44
2.5. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất và thực nghiệm các phép xác định chỉ tiêu
của chế phẩm TCTN 45
2.5.1. Xác định phân tích chỉ tiêu hóa lý: độ ẩm, đường tổng số, tro tổng
số, chất hòa tan . 45
2.6. Xác định kim loại nặng( Pb, Cd,Hg, As) 48
2.7. Xác định độc tính cấp của chế phẩm 48
2.7.1. Động vật thực nghiệm, môi trường và thiết bị sử dụng nghiên cứu 48
2.7.2. Phương pháp xử lí số liệu . 48 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49
3.1. Qui trình diệt men lá chè già 49
3.1.1. Mục đích của quá trình diệt men 49
3.1.2. Kết quả nghiên cứu khảo sát xử lý diệt men lá chè già 50
3.2. Khảo sát các thông số kỹ thuật cho giai đoạn làm héo chè tự nhiên 52
3.2.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của độ ẩm không khí tới độ héo nguyên liệu 52
3.2.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ không khí tới độ héo nguyên liệu . 53
3.2.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian tới độ héo nguyên liệu chè 55
3.2.4. Điều kiê ̣n lưu thông không khí . 55
3.2.5. Kết quả các thông số kỹ thuật của phương pháp làm héo chè tự nhiên . 55
3.3. Khảo sát các thông số kỹ thuật cho giai đoạn làm héo chè nhân tạo . 56
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tới giai đoạn làm héo nhân tạo . 56
3.3.2. Kết quả thông số kỹ thuật của giai đoạn làm héo chè nhân tạo . 58
3.4. Giai đoa ̣n vò chè héo 59
3.4.1. Mục đích . 59
3.4.2. Kết quả các thông số kỹ thuật cho giai đoạn vò chè héo . 59
3.5. Thông số kỹ thuật của giai đoạn diệt men bằng phương pháp gia nhiệt 60
3.5.1. Khảo sát của phương pháp diệt men bằng gia nhiệt 61
3.5.2. Thông số kỹ thuật của phương pháp diệt men chè bằng phương
pháp nhúng quy mô pilot 62
3.6. Xây dựng quy trình chế tạo chế phẩm tinh chè Thái Nguyên từ lá
Chè già 63
3.7. Đánh giá độ an toàn của chế phẩm TCTN chế tạo từ lá Chè già . 66
3.8. Nghiên cứu độc tính của Chế phẩm TCTN 71
3.8.1. Kết quả thử nghiệm độc tính cấp của chế phẩm TCTN 71
3.8.2. Nhận xét về độc tính của chế phẩm TCTN 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

C Catechin
CT Cao chè tổng chiết nước nóng từ nguyên liệu lá chè già (tươi)
CTPT Công thức phân tử
ĐVTN Động vật thực nghiệm
EC Epicatechin
ECG Epicatechin gallate
EGC Epigallo catechin
EGCG Epigallocatechin galat
GC Gallo catechin
GCG Gallocatechin gallate
HPLC Sắc ký lỏng hiệu nâng cao
PT Phân tích
TCTN Tinh chè Thái Nguyên
TK Tinh khiết


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần hóa học chủ yếu của chè Trung du 15
Bảng 1.2: Sự phân bố nước trong búp chè . 16
Bảng 1.3: Lượng đường hòa tan trong búp chè (tính theo phần trăm
chất khô) 17
Bảng 1.4: Sự phân bố protein trong búp chè . 18
Bảng 1.5: Thành phần hóa sinh liên quan đến màu, mùi, vị của chè 21
Bảng 1.6. Hàm lượng vitamin C trong lá chè 22
Bảng 1.7: Thành phần catechin của búp chè (tính bằng mg/g tannin
trong búp chè) 23
Bảng 3.1: Sự ảnh hưởng của độ ẩm không khí tới độ héo nguyên liệu . 52
Bảng 3.2: Sự ảnh hưởng của nhiệt độ không khí tới độ héo nguyên liệu . 53
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của thời gian làm héo tới tình trạng nguyên liệu . 55
Bảng 3.4: Sự ảnh hưởng của nhiệt độ phòng nóng tới độ héo nguyên liệu 57
Bảng 3.5: Khảo sát tình hình mẫu nguyên liệu sau các lần vò chè . 59
Bảng 3.6: Kết quả chiết tinh chè xanh từ lá Chè già quy mô pilot 64
Bảng 3.7: Thông số chỉ tiêu về cảm quan của chế phẩm TCTN so với Yêu
cầu đối với chè theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7975:2008 66
Bảng 3.8: Thông số chỉ tiêu về chỉ tiêu lý hóa của chế phẩm TCTN so
với Yêu cầu đối với chè theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN
7975:2008 66
Bảng 3.9: Thông số chỉ tiêu vi sinh vật của chế phẩm TCTN so với Yêu
cầu áp dụng theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7975:2008 . 67
Bảng 3.10. Thông số chỉ tiêu Aflatoxin tổng số của chế phẩm TCTN so
với yêu cầu của TCTN 68
Bảng 3.11: Thông số chỉ tiêu dư lượng thuốc bảo vệ thực vật của chế
phẩm TCTN xác định theo TCCS so với Yêu cầu áp dụng
theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7975:2008 . 68
Bảng 3.12: Kết quả phân tích hàm lượng một số kim loại nặng trong
chế phẩm TCTN 70
Bảng 3.13: Kết quả thử độc tính cấp của chế phẩm TCTN từ lá Chè già 72 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi
DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Cây xanh pha từ búp cây chè 6
Hình 1.2: Hình hoa và quả cây chè .
Hình 1.3: Hình thân cây chè 6
Hình 1.4: Hình các bộ phận của cây Chè
Hình 1.5: Các dạng tán chè .7
Hình 1.6: Hình mầm chè cắt dọc .8
Hình 1.7: Hình búp chè . 10
Hình 1.8: Sơ đồ đợt sinh trưởng mầm chè . 11
Hình 1.9: Các loại lá trên cành chè 12
Hình 1.10: Hình các dạng lá cá . 13
Hình 1.11: Hình giải phẫu lá chè . 14
Hình 1.12: Cấu tạo khung cơ bản của hợp chất catechin và cách đánh
số cacbon 24
Hình 1.13: Công thức cấu tạo của một số catechin chính có trong chè 26
Hình 1.14: Công thức hóa học của các catechin chè xanh 27
Hình 1.15: Một số cấu trúc của theaflavin thường gặp . 28
Hình 1.16. Các proanthocyanidin và bisflavanol chủ yếu của chè 28
Hình 1.17: Các flavonol chủ yếu của chè 29
Hình 3.1: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí tới độ héo nguyên liệu 53
Hình 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí tới độ héo nguyên liệu . 54
Hình 3.3: Sự ảnh hưởng của nhiệt độ phòng nóng tới độ héo nguyên liệu . 57
Hình 3.4: Hệ thiết bị chiết tinh chè xanh từ lá Chè già quy mô pilot 65



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 3.1: Quy trình chế tạo chế phẩm TCTN từ lá Chè già quy mô pilot . 65


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Chè xanh có tên khoa học là Camellia sinensis (L.) Kuntze, là một loại
thức uống có lịch sử hàng ngàn năm và được phổ biến rộng rãi trên thế giới.
Nhiều công trình đã chứng minh chè xanh có tác dụng hiệu quả trong y sinh
học và theo các sách Đông y dược, từ lâu đời chè xanh đã được sử dụng như
một loại thuốc chữa bệnh [1,6] để chữa trị nhiều loại bệnh khác nhau.
Polyphenol chè xanh có tác dụng bảo vệ cơ thể chống lại tia phóng xạ, phòng
chống ung thư, xơ vữa động mạch, ức chế sự phát triển của vi khuẩn, hạ lipit
máu, chóng oxi hóa . Nhờ những tác dụng quý giá của polyphenol chè xanh,
hiện nay các sản phẩm trích ly từ chè xanh mang lại lợi nhuận cao hơn hẳn các
sản phẩm trà truyền thống. Chính vì vậy, việc sản xuất và sử dụng các sản
phẩm trích ly từ chè có giá trị thương mại cao và là hướng đi mới cho nhiều
nước trồng chè trên thế giới [1, 6, 7, 17].
Thái Nguyên là tỉnh có diện tích trồng chè 18.679 ha, đứng vị trí thứ hai
trên cả nước, chè Thái Nguyên nằm trong vùng chè lâu đời của Việt Nam,
với sản phẩm chè có hương vị đặc trưng mà không nơi nào khác có được. Từ
rất lâu, chè Thái Nguyên đã được tôn vinh là “đệ nhất danh trà” của đất
nước. Chè Thái Nguyên nổi tiếng khắp trong và ngoài nước với hương vị
đậm đà, khác biệt mà không nơi nào có được, chè là cây trồng truyền thống
và mang thương hiệu “chè Thái” nổi tiếng trên cả nước. Vì cây chè đóng vai
trò quan trọng trong đời sống của người dân trong vùng, đã và đang được
mệnh danh là “cây trồng xóa đói giảm nghèo” nên hiện nay nó đang được
tiếp tục đầu tư thâm canh để ngày càng sản xuất ra các sản phẩm chè có chất
lượng cao và đảm bảo thu nhập cho người dân. Vì thế, việc phát triển cây
chè là một trong những trọng tâm của chương trình nông thôn mới đã và
đang được triển khai tại tỉnh Thái Nguyên. Thực tế cho thấy những năm qua
chè Thái Nguyên luôn được thị trường trong và ngoài nước chấp nhận, sản Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2
phẩm chè có giá trị xuất khẩu cao, nhu cầu tiêu thụ lớn. Về môi trường, cây
chè có tác dụng phủ xanh đất trống đồi trọc, chống xói mòn đất, bảo vệ môi
trường sinh thái. Ngành chè là một trong những ngành sản xuất mũi nhọn
của tỉnh hiện nay. Trong tỉnh có rất nhiều vùng trồng chè trọng điểm như La
Bằng, Tân Cương, Trại Cài, Phổ Yên . Thái Nguyên là vùng chè trọng điểm
của cả nước, nhưng hiện nay sản phẩm chè Thái Nguyên mới sử dụng chè
búp và lá chè non, còn lại lượng rất lớn lá chè già, chè vụn và nhiều sản
phẩm phụ khác trong quá trình chế biến vẫn còn bị bỏ phí, làm cho hiệu quả
canh tác cây chè chưa hợp lý. [7, 13, 26]
Vì vậy việc nghiên cứu tận dụng được nguồn nguyên liệu phụ phẩm này
sẽ nâng cao giá trị sử dụng của cây chè. Từ đó tạo ra nguyên liệu làm thuốc
chữa bệnh, thực phẩm chức năng bổ dưỡng và các chất phụ gia có giá trị cao
trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm và là sản phẩm có nguồn
gốc thiên nhiên, thân thiện với môi trường và an toàn cho người sử dụng.
Mặt khác nếu khai thác được nguồn chế phẩm chè xanh từ phụ phẩm
chè thải loại, sẽ góp phần nâng cao giá trị của cây chè, nhằm phát triển sản
phẩm bền vững, thân thiện với môi trường và phát triển văn hóa chè truyền
thống của Thái Nguyên.
Dựa trên những lý do trên, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: "Nghiên cứu
độ an toàn của tinh ch è chiết từ phế phẩm của quá trình chế biến Chè xanh
Thái Nguyên”.
2. Mục tiêu của đề tài
- Xây dựng các thông số kỹ thuật cho quy trình làm héo, vò chè héo và
diệt men từ nguyên liệu lá chè già;
- Nghiên cứu xây dựng qui trình chiết xuất và hệ thiết bị tạo chế phẩm
TCTN an toàn, có tính khả thi và phù hợp với điều kiện Việt Nam;
- Khảo sát các chỉ tiêu về an toàn thực phẩm và các chỉ tiêu để xây dựng
tiêu chuẩn cơ sở cho chế phẩm TCTN chiết xuất được gồm 10 chỉ tiêu sinh hóa,
03 chỉ tiêu cảm quan và 06 chỉ tiêu hóa lý. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3
- Kết luận về tính an toàn của chế phẩm TCTN và định hướng việc sử
dụng chế phẩm làm nguyên liệu cho thực phẩm chức năng, nước giải khát hoặc
phụ gia thực phẩm một cách khoa học và hiệu quả.
3. Đối tượng nghiên cứu
Lá chè già là phụ phẩm của quá trình sản xuất chè xanh thuộc giống chè
Trung du trồng trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, được chế biến bằng công nghệ
chế biến chè xanh truyền thống.
4. Phương pháp nghiên cứu
1. Nghiên cứu và xây dựng thông số kỹ thuật quy trình làm héo chè và vò
chè héo từ nguyên liệu lá chè già.
2. Nghiên cứu quy trình xử lý diệt men từ nguyên liệu lá chè già bằng kỹ
thuật làm héo nhân tạo và làm héo tự nhiên;
3. Xây dựng thông số kỹ thuật quy trình tạo chế phẩm tinh chè TCTN từ
nguyên liệu lá chè già và chè cám khô với dung môi phù hợp;
4. Nghiên cứu xây dựng quy trình tạo chế phẩm TCTN quy mô pilot.
5. Khảo sát các chỉ tiêu an toàn thực phẩm và các chỉ tiêu xây dựng tiêu chuẩn
cơ sở của chế phẩm TCTN gồm 10 chỉ tiêu sinh hóa, 03 chỉ tiêu cảm quan và 06
chỉ tiêu hóa lý.
6. Nghiên cứu xác định độc tính cấp LD50 của chế phẩm trên động vật
thực nghiệm.
5. Bố cục của luận văn
Ngoài phần Mở đầu, kết luận và đề nghị, tài liệu tham khảo, luận văn
được trình bày chi tiết trong 3 chương:
Chương 1: Tổng quan (được trình bày trong 35 trang)
Chương 2: Phương pháp - thực nghiệm (được trình bày trong 11 trang)
Chương 3: Kết quả và thảo luận (được trình bày trong 26 trang))
Và danh mục TLTK với 81 TLTK cùng với 20 bảng, 21 hình vẽ và 1
sơ đồ.