NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH KHỬ CAFFEINE TRÊN LÁ CHÈ TƯƠI NGUYÊN LIỆU TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHÈ XANH

Thông tin tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH KHỬ CAFFEINE TRÊN LÁ CHÈ TƯƠI NGUYÊN LIỆU TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHÈ XANH SVTH : NHÂM MINH MSSV : 60301674 CBHD : ThS. LẠI QUỐC ĐẠT BỘ MÔN : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TP Hồ Chí Minh, 01/2008 - i - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN - ii - Con xin cảm ơn cha mẹ đã nuôi nấng, dạy dỗ con nên người. Cha mẹ đã luôn ủng hộ, động viên con trong suốt thời gian qua. Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lại Quốc Đạt. Thầy đã tận tình hướng dẫn để em hoàn thành tốt luận văn. Em cũng xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các Thầy Cô của trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các Thầy Cô trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm. Thầy Cô đã truyền dạy cho em những kiến thức vô cùng quý báu, cũng như đã hỗ trợ em rất nhiều để em thực hiện bài luận này thành công. Cuối cùng, tôi xin cám ơn các bạn trong lớp đã luôn động viên, giúp đỡ tôi vượt qua mọi khó khăn. TÓM TẮT LUẬN VĂN Hiện nay, chè xanh được tiêu thụ rộng rãi trên thế giới bởi vì chè là một nguồn thực phẩm chứa nhiều các chất có lợi cho cơ thể chúng ta. Tuy nhiên, với số người mắc bệnh về tim mạch, việc sử dụng chè có thể làm tăng nguy cơ về tim mạch, do trong chè có chứa nhiều caffeine. Do đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu quá trình khử caffeine trên lá chè tươi nguyên liệu trong công nghệ sản xuất chè xanh. Phương pháp chúng tôi chọn là khử caffeine bằng phương pháp Swiss water. Qua nghiên cứu, chúng tôi thu được những kết quả như sau: Về quá trình khử caffeine: hiệu suất khử caffeine là 90%, độ tổn thất chất khô hòa tan phi caffeine là 5% và tổng lượng polyphenol trong lá chè sau khử caffeine tăng 6.935% khi nhiệt độ khử là 90 o C, tỷ lệ chè/nước là 3.75g/100ml nước và thời gian khử là 7 phút. Về quá trình hấp phụ caffeine của than hoạt tính bão hòa chất khô hòa tan phi caffeine: hiệu suất hấp phụ caffeine là 22%, mức độ tổn thất chất khô hòa tan phi caffeine là 3.4% và mức độ tổn thất polyphenol tổng là 11 – 12% khi quá trình tiến hành với tỷ lệ than hoạt tính là 4% (w/v), nhiệt độ dòch nước ban đầu là 70 o C, thời gian hấp phụ là 100 phút. - iii - MỤC LỤC Đề mục Trang Trang bìa .i NHIỆM VỤ LUẬN VĂN ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .iv LỜI CẢM ƠN ii tóm tắt luận văn .iii MỤC LỤC iv DANH MỤC BẢNG .vii DANH MỤC HÌNH ix danh mục các từ viết tắt x Lời mở đầuxi CHƯƠNG 1. Tổng quan .1 1.1. Giới thiệu chung về cây chè .1 1.1.1 Đặc tính thực vật của cây chè [3] .1 1.1.2 Thành phần hóa học của lá chè .2 1.2. Caffeine .9 1.2.1 Giới thiệu chung về caffeine .9 1.2.2 Những tác động sinh lí của caffeine đối với cơ thể 10 1.3. Catechin .14 1.3.1 Giới thiệu chung về catechin 14 1.3.2 Những tác động sinh lí của catechin đối với cơ thể 16 1.4. Dược tính của cây chè .17 1.5. Mục đích của việc khử caffeine trong lá chè .17 1.6. Công nghệ khử caffeine [45] 18 1.6.1 Phương pháp khử caffeine bằng dung môi .18 1.6.2 Phương pháp khử caffeine bằng nước .20 1.6.3 Phương pháp Swiss water 23 1.6.4 Phương pháp khử caffeine bằng CO2 siêu tới hạn 27 CHƯƠNG 2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 35 2.1. Phương pháp nghiên cứu .35 2.1.1 Mục đích nghiên cứu .35 2.1.2 Nội dung nghiên cứu .35 2.2. Nguyên liệu .37 2.2.1 Lá chè nguyên liệu .37 2.2.2 Than hoạt tính 37 2.2.3 Hóa chất sử dụng .37 2.3. Các thiết bò dùng trong nghiên cứu .37 2.4. Quy trình công nghệ khử caffeine .38 2.4.1 Quy trình chuẩn bò dòch trích cân bằng các chất khô hòa tan trong lá chè 38 2.4.2 Quy trình chuẩn bò than hoạt tính bão hòa không chứa caffeine .40 - iv - 2.4.3 Quy trình chuẩn bò dòch trích cân bằng chứa ít caffeine .41 2.5. Các phương pháp phân tích .41 2.6. Phương pháp tính toán .41 2.6.1 Quá trình khử caffeine 41 2.6.2 Quá trình hấp phụ caffeine từ dòch trích cân bằng bằng than hoạt tính bão hòa .42 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 44 3.1. Khảo sát nguyên liệu lá chè tươi 44 3.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chè:nước đến quá trình khử caffeine .45 3.2.1 Hiệu suất khử caffeine 45 3.2.2 Tổn thất chất khô hòa tan phi caffeine .47 3.2.3 Hàm lượng polyphenol tổng của lá chè sau khử caffeine 49 3.2.4 Kết luận .51 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình khử caffeine .51 3.3.1 Hiệu suất khử caffeine 51 3.3.2 Tổn thất chất khô hòa tan phi caffeine .53 3.3.3 Hàm lượng polyphenol tổng 54 3.3.4 Kết luận .56 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình khử caffeine 56 3.3.5 Hiệu suất khử caffeine 56 3.3.6 Tổn thất chất khô hòa tan 57 3.3.7 Hàm lượng polyphenol tổng 60 3.3.8 Kết luận .61 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ dòch qua than hoạt tính đến quá trình hấp phụ caffeine .63 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ than:nước đến quá trình hấp phụ caffeine của than hoạt tính 65 3.5.1 Hiệu suất hấp phụ caffeine .65 3.5.2 Tổn thất chất khô hòa tan 66 3.5.3 Hàm lượng polyphenol tổng 67 3.5.4 Kết luận .68 3.6. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ đến quá trình hấp phụ caffeine của than hoạt tính 69 3.6.1 Hiệu suất hấp phụ caffeine .69 3.6.2 Tổn thất chất khô hòa tan 70 3.6.3 Tổn thất hàm lượng polyphenol tổng 72 3.6.4 Kết luận .73 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO .77 PHỤ LỤC 82 Phụ lục 1: Các phương pháp phân tích 82 Phụ lục 2: Xây dựng đường chuẩn caffeine: .92 Phụ lục 3: Xây dựng đường chuẩn xác đònh hàm lượng polyphenol tổng theo phương pháp Prussian Blue: tính theo mg acid gallic/ 100g chất khô 95 - v - Phụ lục 4: Xây dựng đường chuẩn xác đònh hàm lượng đường khử có trong nguyên liệu (tính theo glucose) 96 - vi - DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1: Hàm lượng các chất trong lá chè tươi [46] .2 Bảng 1-2: Thành phần hóa học của tôm chè tươi và các lá chè non [52] 3 Bảng 1-3: Sự phân bố nước trong búp chè [52] .4 Bảng 1-4: Lượng đường hòa tan trong búp chè (tính theo phần trăm chất khô) [1] .5 Bảng 1-5: Sự phân bố proteine trong búp chè [6] .6 Bảng 1-6: Thành phần catechin của búp chè (tính bằng mg/g tannin trong búp chè) [6]: .9 Bảng 1-7: Tính chất vật lí của caffeine [10]: .10 Bảng 1-8: Hàm lượng caffeine trong búp chè [3] 10 Bảng 1-9: Sự dò hóa caffeine ở người tiêu thụ 5mg caffeine/kg thể trọng [22] .12 Bảng 1-10: Thành phần tổ hợp các chất tanin trong lá chè tươi [1]: 15 Bảng 1-11: Ảnh hưởng của cấu trúc lá đến quá trình khử caffeine [35]: .22 Bảng 1-12: So sánh tốc độ khử caffeine ở những loài vi sinh vật khác nhau [25] .26 Bảng 1-13: Tính chất của CO2 siêu tới hạn: .27 Bảng 1-14: Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến quá trình khử caffeine: .29 Bảng 1-15: Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất đến quá trình khử caffeine [28] 30 Bảng 1-16: Ảnh hưởng của chất đồng dung môi đến quá trình khử caffeine [27]: 32 Bảng 1-17: Ảnh hưởng của tốc độ dòng CO2 đến quá trình khử caffeine [27]: .33 Bảng 3-18: Kết quả khảo sát nguyên liệu giữa hai lần mua khác nhau: 44 Bảng 3-19: Hiệu suất khử caffeine ở các tỷ lệ chè/ nước khác nhau .45 Bảng 3-20: Ảnh hưởng của tỷ lệ chè/nước đến tiêu hao chất khô hòa tan tổng 47 Bảng 3-21: Ảnh hưởng của tỷ lệ chè/ nước đến tổn thất chất khô hòa tan phi caffeine 47 Bảng 3-22: Ảnh hưởng của tỷ lệ chè/ nước đến hàm lượng polyphenol tổng của lá chè sau khử caffeine.49 Bảng 3-23: Ảnh hưởng của tỷ lệ chè/nước đến sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng của lá chè sau khử .50 Bảng 3-24: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất khử caffeine .52 Bảng 3-25: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tiêu hao chất khô hòa tan tổng 53 Bảng 3-26: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tổn thất chất khô hòa tan phi caffeine .53 Bảng 3-27: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng polyphenol trong lá chè sau khử .54 Bảng 3-28: Ảnh hưởng đến nhiệt độ đến sự thay đổi polyphenol tổng 54 Bảng 3-29: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất khử caffeine 57 Bảng 3-30: Ảnh hưởng của thời gian đến sự tiêu hao chất khô hòa tan tổng của lá chè. .58 Bảng 3-31: Ảnh hưởng của thời gian đến tổn thất chất khô hòa tan phi caffeine của lá chè. 58 Bảng 3-32: Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng polyphenol tổng của lá chè sau khử caffeine. 60 Bảng 3-33: Ảnh hưởng của thời gian đến sự thay đổi lượng polyphenol tổng của lá chè sau khử 60 Bảng 3-34: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất hấp phụ caffeine của than hoạt tính 63 Bảng 3-35: Ảnh hưởng của tỷ lệ than hoạt tính đến hiệu suất hấp phụ caffeine .65 Bảng 3-36: Ảnh hưởng của tỷ lệ than hoạt tính đến tổn thất chất khô hòa tan tổng .66 Bảng 3-37: Ảnh hưởng của tỷ lệ than đến tổn thất chất khô hòa tan phi caffeine. .66 - vii - [...]... caffeine trên lá chè tươi nguyên liệu trong công nghệ sản xuất chè xanh Đề tài có những nội dung chính như sau:  Tìm hiểu về chè xanh, caffeine và những tác động của nó đến cơ thể cơ người  Tìm hiểu về các công nghệ khử caffeine  Lựa chọn phương pháp khử caffeine trên lá chè tươi  Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử caffeine Đánh giá ảnh hưởng của quá trình đến hiệu suất khử caffeine, ... chè thì màu sắc của nước pha chè là một chỉ tiêu chất lượng được các nhà chế biến chè quan tâm Trong công nghệ chế biến chè xanh, màu sắc của nước pha chủ yếu do các sắc tố có trong nguyên liệu và các sắc tố tạo ra trong quá trình chế biến Trong lá chè chủ yếu chứa nhiều sắc tố thuộc họ chlorophyll và carotenoids Trong công nghệ sản xuất chè xanh, chlorophyll là sắc tố quyết đònh đến màu của nước chè. .. hóa khử để tạo ra hương vò và màu sắc nước pha đặc trưng cho mỗi loại chè Trong công nghệ sản xuất chè xanh, ngay tại quá trình đầu tiên của công nghệ có quá trình diệt men Tại giai đoạn này ta tiến hành vô hoạt hoàn toàn enzyme polyphenoloxydase, nên catechin trong chè hầu như không bò biến đổi đáng kể trong suốt các quá trình chế biến còn lại Chính nhờ các enzyme bò vô hoạt hoàn toàn trong quá trình. .. phẩm của Mỹ), quá trình khử caffeine bằng methylene chloride cho kết quả khá tốt Hầu hết các sản phẩm đã khử caffeine thì có hàm lượng methylene chloride còn lại thấp hơn 0.1ppm 1.6.1.2 Phương pháp thực hiện Quy trình khử caffeine trong chè bằng dung môi được bắt đầu bằng quá trình diệt men, làm sạch và làm ẩm lá chè Các quá trình này được thực hiện bằng cách xông hơi vào lá chè Lá chè tươi được làm... TỔNG QUAN 1.6 Công nghệ khử caffeine [45] Nguyên tắc của các phương pháp khử caffeine là dựa trên sự hòa tan chọn lọc của caffeine trong các loại dung môi khác nhau, từ đó trích ly caffeine khỏi nguyên liệu Hiện nay, trên thế giới có bốn phương pháp khử caffeine trong chè xanh nói riêng và trong các loại thực phẩm dạng rắn chứa caffeine nói chung Các phương pháp này được phân loại dựa trên việc lựa... của hoa tươi, mùi mật ong [1] 1.1.2.3 Các hợp chất chứa nitrogen 1.1.2.3.1 Proteine và amino acid Các hợp chất proteine chiếm khoảng 25 – 30% khối lượng chất khô của lá chè tươi [3] Trong công nghệ sản xuất chè xanh, proteine có vai trò quan trọng trong việc điều hòa vò của chè [3] Bên cạnh đó, những búp chè chứa nhiều proteine sẽ hỗ trợ khá nhiều cho quá trình vò chè Proteine giúp quá trình vò chè được... tại trong các cơ quan của cây chè Hàm lượng tinh dầu trong lá chè tươi và trong chè thành phẩm rất thấp, chúng chỉ chiếm khoảng 0.02% chất khô Mặc dù vậy, tinh dầu có ý nghóa hết sứ c quan trọng cho sản phẩm -6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN chè xanh vì chúng ảnh hưởng đến hương vò của chè thành phẩm [1] Tinh dầu của cây chè được hình thành trong quá trình sinh trưởng, phát dục của cây chè và trong quá trình. .. thể làm tăng 12% lượng caffeine Việc thêm nitrogen trong phân bón làm tăng caffeine lên đến 40% Bên cạnh đó, hàm lượng caffeine trong lá chè phân bố cũng không đồng đều trong các bộ phận của búp Bảng 1-8: Hàm lượng caffeine trong búp chè [3] Vò trí của búp Lượng caffeine (% Vò trí của búp khối lượng chất khô) Lá thứ I 3.39 Lá thứ V Lá thứ II 4.20 Lá già Lá thứ III 3.40 Cuống chè Lá thứ IV 2.10 1.2.2... khử với đại diện là enzyme polyphenol oxydase hiện diện trong các tế bào biểu bì của lá chè Đối với công nghệ sản xuất chè xanh, enzyme này hoàn toàn không có lợi và được tiêu diệt hoàn toàn trong giai đoạn diệt men Bên cạnh enzyme polyphenol oxydase, trong lá chè còn tồn tại một hệ gồm nhiều enzyme khác Trong đó, các enzyme chủ yếu là:  Proteinase: xúc tác cho quá trình thủy phân proteine trong quá. .. hưởng của thời gian trích ly đến quá trình khử caffeine .31 Hình 2-9: Quy trình công nghệ khử caffeine 38 Hình 2-10: Quy trình tạo dòch trích cân bằng chất khô hòa tan tổng (so với thành phần của chúng trong lá chè tươi 38 Hình 2-11: Quy trình tạo than hoạt tính phi caffeine bão hòa chất khô hòa tan 40 Hình 2-12: Quy trình tạo dòch trích phi caffeine có nồng độ các chất khô

Ngày đăng: 22/04/2013, 17:19

Xem thêm: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH KHỬ CAFFEINE TRÊN LÁ CHÈ TƯƠI NGUYÊN LIỆU TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHÈ XANH, NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH KHỬ CAFFEINE TRÊN LÁ CHÈ TƯƠI NGUYÊN LIỆU TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHÈ XANH, Đặc tính thực vật của cây chè [3], Nước: Carbonhydrate Thành phần hóa học của lá chè, Proteine vaø amino acid Alkaloide, Tinh dầu Thành phần hóa học của lá chè, Sắc tố Enzyme Polyphenol, Giới thiệu chung về caffeine, Những tác động sinh lí của caffeine đối với cơ thể, Giới thiệu chung về catechin, Những tác động sinh lí của catechin đối với cơ thể, Dược tính của cây chè Mục đích của việc khử caffeine trong lá chè