Sản xuất bột trà xanh từ lá trà phụ liệu với hiệu quả cao
13-09-2021Kết quả nghiên cứu khoa học cũa nhóm giảng viên, sinh viên Đại học Bách Khoa TPHCM mở ra hướng tiếp cận mới cho việc phát triển tính hiệu quả của lá trà xanh trong chế biến thực phẩm, cũng như gián tiếp nâng cao giá trị kinh tế của sản xuất nông nghiệp.
Với điều kiện thổ nhưỡng và thời tiết thuận lợi, cây chè (trà) là một trong những thế mạnh của Việt Nam. Phần lớn sản phẩm trà tiêu dùng trong nước hoặc xuất khẩu đều dưới dạng trà búp khô, được chế biến từ nguyên liệu là đọt trà tươi thuộc phần non của cây trà. Vì thế, lá già ở thân cây trở thành phụ phẩm (lá trà phụ liệu) tồn dư một lượng lớn. Lá trà phụ liệu có hàm lượng polyphenol tổng (TPC) là 238,26 mgGAE/gck, chỉ số chống oxy hóa (DPPH) là 283,58mg TEAC/gck, EGCG đạt 10,9%. Rõ ràng, tuy chứa rất nhiều chất chống oxy hóa và khoáng có lợi cho sức khỏe cùng nhiều giá trị sinh học khác, nhưng lá trà phụ liệu chưa được tận dụng để sản xuất thành các sản phẩm giá trị gia tăng cao, gây lãng phí.
GS.TS. Đống Thị Anh Đào, chủ nhiệm đề tài “Nghiên cứu sản xuất bột trà xanh giàu polyphenol, caffeine, EGCG từ lá trà xanh Camellia Sinensis và ứng dụng trong thực phẩm, mỹ phẩm” cho biết mục tiêu của nhiệm vụ khoa học công nghệ được Sở KH&CN TPHCM giao thực hiện là tạo ra sản phẩm bột trà từ việc tận dụng những lá trà phụ liệu, từ đó đa dạng hóa sản phẩm từ trà xanh có giá trị kinh tế phục vụ cho cộng đồng và thị trường xuất khẩu, góp phần nâng cao giá trị của lá trà.
Sản phẩm bột trà xanh matcha Haru (trái) và bột trà xanh thực nghiệm (phải)
Từ 2kg cành lá ban đầu, nhóm nghiên cứu phân loại được 800g lá đạt yêu cầu, đưa vào sản xuất và thu được 76g thành phẩm bột trà xanh. Bột trà xanh thu được ở dạng bột hòa tan, có thể khuếch tán trong nước ở nhiệt độ khoảng 60oC, thuận tiện và được ưa thích cao do tạo nên dung dịch huyền phù có màu sắc chlorophyll đẹp, dịch không chứa chất xơ không tan. Bột trà xanh có TPC đạt 336,06 mgGAE/gck, hoạt tính CHống oxy hóa là 360,2 hàm lượng EGCG là 11,4% so với chất khô, hàm lượng caffeine là 2,8 % so với chất khô. Trong quy trình thực hiện, nhóm nghiên cứu tiến hành xử lý lá trà theo hướng kết hợp lạnh đông nguyên liệu và chần lá ở 85oC, trong 45 giây để giữ được màu diệp lục chlorophyll ở thành phẩm bột, nên sản phẩm có màu sắc đẹp tự nhiên, bắt mắt.
Với hàm lượng protein 18-25%, với khoảng 16 loại amino acid và khoảng 27 loại khoáng, tổng lượng khoáng là 0,9-0,95%, thành phẩm bột trà xanh phù hợp để dùng trong chế biến thực phẩm, thực phẩm chức năng, phụ gia thực phẩm, mỹ phẩm, tốt cho sức khỏe, có thể thay thế hàng ngoại nhập. Sản phẩm bột trà xanh giàu polyphenol (≥ 270mg GAE/g chất khô sản phẩm, giá trị chống oxy hóa theo DPPH ≥ 270 mg TEAC/mg chất khô sản phẩm) có thể sử dụng cũng như một số chất phụ gia bảo quản chống vi sinh vật và chống oxy hoa chất béo cho các loại bánh tươi, và xúc xích thanh trùng. Sản phẩm bột trà xanh có hạn sử dụng khoảng 5 tháng (hết hạn sử dụng thì hàm lượng chlorophyll giảm 12,85%, TPC 5,71% so với ngày đầu sau khi sản xuất), dễ dàng bảo quản nhiệt độ thường (khi chưa mở bao bì đóng kín).
Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm bột trà xanh hòa tan
Nhóm nghiên cứu cũng đã dùng bột trà xanh để làm chất bảo quản chống oxy hóa và chống vi sinh vật cho thực phẩm chế biến như bánh bông lan, xúc xích, cũng như tiến hành phối chế vào mỹ phẩm dạng xà bông tắm.
Cụ thể, đối với sản phẩm bánh bông lan, nhóm nghiên cứu đã bổ sung 1% bột trà xanh để thay cho hàm lượng chất bảo quản sorbat K 0,1%, thì bánh tươi bảo quản được 14 ngày ở nhiệt độ bình thường, đảm bảo tính ổn định của bánh và không có sự xuất hiện của vi sinh vật.
Đối với xúc xích tươi, dùng khoảng 0,5% bột trà xanh (so khối lượng nguyên liệu thịt) thay cho nitrit K 0,016% hoặc sorbat K 0,1%, thì xúc xích bảo quản được 25 ngày (dùng bao bì hút chân không) hoặc 11 ngày (dùng bao bì không hút chân không) ở 0-4oC. Hàm lượng bổ sung 0,5% không ảnh hưởng đến mùi vị đặc trưng của xúc xích, có hiệu quả đối với vi sinh vật E.Coli, Samonella, tổng vi sinh vật hiếu khí.
Sản phẩm bột trà xanh có thể phối chế vào xà bông tắm với các tỷ lệ 1-4% để tăng tính chống oxy hóa. Theo kết quả khảo sát của nhóm nghiên cứu, TPC trong 120 ngày đầu không thay đổi nhiều, nhưng ở ngày thứ 150 thì hàm lượng polyphenol giảm đáng kể. Hoạt tính chống oxy hóa giảm từ ngày thứ 30. Vào ngày thứ 150 của quá trình khảo sát thì hàm lượng hoạt tính chống oxy hóa giảm mạnh.
Theo GS.TS. Đống Thị Anh Đào, quy trình công nghệ sản xuất bột trà xanh hòa tan cơ học không phức tạp, sử dụng các thiết bị thông thường như thiết bị rửa, tủ lạnh đông, thiết bị rã đông (chần), máy nghiền ướt, thiết bị lọc khung bản, thiết bị phối trộn, thiết bị sấy phun. Vì thế, tuy chi phí đầu tư ở mức thấp nhưng hiệu suất cao, đáp ứng yêu cầu sản xuất bột trà xanh hòa tan quy mô công nghiệp để dùng rộng rãi trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, hoặc sản xuất mỹ phẩm.
Để xây dựng quy trình công nghệ, nhóm nghiên cứu đã tiến hành những công đoạn quan trọng như: khảo sát nguồn nguyên liệu và khảo sát quá trình xử lý nguyên liệu; khảo sát quá trình trích ly hoạt chất và chất khô bằng phương pháp siêu âm và enzym; tối ưu hoá quá trình thuỷ phân; khảo sát quá trình sấy phun và sấy lạnh dịch trích ly để tạo sản phẩm bột hoà tan.
Sau khi khảo sát tính ổn định của thành phẩm bột trà xanh và nghiên cứu kỹ các công đoạn trong quy trình công nghệ, nhóm nghiên cứu đã đăng ký bảo hộ sở hữu trí tuệ và được chấp nhận đơn hợp lệ cho sáng chế “Phương pháp sản xuất bột trà xanh hòa tan” do Sở KH&CN TPHCM là chủ sở hữu.
Trong quá trình nghiên cứu, GS.TS. Đống Thị Anh Đào cùng các cộng sự đã công bố 04 bài báo khoa học trên các tạp chí nước ngoài như Journal of Chemical Technology & Biotechnology, Natural product communication, Current research in nutrition and food science, Food Science & Nutrition, được giới chuyên môn đánh giá cao, ghi nhận các số liệu, quy trình, thành quả nghiên cứu khoa học là thiết thực, có giá trị tri thức cao để phục vụ các nghiên cứu khoa học tiếp nối.
Sau các giai đoạn triển khai khảo sát và thực nghiệm, nhóm nghiên cứu đã sản xuất thành công bột trà xanh giàu hoạt chất tự nhiên bằng quy trình cơ học không phức tạp, đồng thời xây dựng tiêu chuẩn chất lượng cơ sở của nguyên liệu cùng tiêu chuẩn chất lượng cơ sở của sản phẩm. Đây là cơ sở vững chắc để tiến hành chuyển giao công nghệ, sẵn sàng ứng dụng cho triển khai sản xuất quy mô công nghiệp tạo giá trị gia tăng cao cho ngành nông nghiệp trồng trà, đồng thời mở ra cơ hội xuất khẩu bột trà xanh “Made in Vietnam”.
Bên cạnh việc thiết lập được quy trình công nghệ sản xuất bột trà xanh hòa tan với các thông số kỹ thuật phù hợp điều kiện sản xuất thực tế, tạo sản phẩm dạng bột có chất lượng tương đương và giá thành thấp hơn sản phẩm ngoại nhập, nhóm nghiên cứu còn mở ra phương hướng khai thác, sử dụng hiệu quả lá trà xanh phụ liệu (vốn chưa được sử dụng hiệu quả), tạo thêm giá trị cho cây chè, giúp người trồng chè có thêm thu nhập.
