Tài liệu Nghiên cứu sự biến đổi thành phần một số tiền chất tạo mùi trong sản xuất chè đen

Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHÂM BỘ MÔN QUẢN LÍ CHẤT LƢỢNG ------ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN CỦA MỘT SỐ TIỀN CHẤT TẠO MÙI TRONG SẢN XUẤT CHÈ ĐEN Giảng viên hƣớng dẫn: TS VŨ HỒNG SƠN Học viên: VŨ HỒNG HẠNH Mã số học viện: CB140394 Lớp: QLCL2014B - Hà Nội, 09/2016MỤC LỤC i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là hoàn toàn trung thực, chưa từng được ai sử dụng để công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các thông tin, tài liệu trích dẫn trong luận án đã được ghi rõ nguồn gốc. TÁC GIẢ LUẬN ÁN Vũ Hồng Hạnh LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu sự biến đổi một số tiền chất tạo mùi trong sản xuất chè đen”, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, tạo điều kiện của thầy cô trong bộ môn Quản lý chất lượng trường đại học Bách Khoa Hà Nội và các em sinh viên, những người đã giúp tôi thực hiện quá trình khảo sát, thực hiện nghiên cứu này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Vũ Hồng Sơn người hướng dẫn trực tiếp và chỉ bảo cho tôi hoàn thành luận án này. TÁC GIẢ LUẬN ÁN Vũ Hồng Hạnh Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội MỞ ĐẦU ......................................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................................. 1 2. Mục tiêu của đề tài..................................................................................................................... 1 3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................................. 2 4. Ý nghĩa khoa học của đề tài ...................................................................................................... 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ......................................................................................................3 1.1. Tổng quan về cây chè ............................................................................................................. 3 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại....................................................................................................... 3 1.1.2. Một số giống chè tại Việt Nam và sự phân bố ................................................................... 3 1.1.2.1. Một số giống chè tại Việt Nam ..................................................................................3 1.1.2.2. Sự phân bố các vùng chè tại Việt Nam .......................................................................6 1.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè....................................................................................... 6 1.1.3.1. Trên thế giới. ............................................................................................................6 1.1.3.2. Tại Việt Nam............................................................................................................9 1.1.4. Thành phần hóa học của lá chè ......................................................................................... 11 a. Nƣớc................................................................................................................................. 12 b. Tanin ................................................................................................................................ 12 c. Gluxit và pectin ................................................................................................................. 12 d. Protein và các axit amin ..................................................................................................... 12 e. Lipid và axit béo ................................................................................................................ 13 f. Alkaloid............................................................................................................................. 13 g. Tinh dầu............................................................................................................................ 14 h. Enzym .............................................................................................................................. 14 i. Sắc tố................................................................................................................................ 15 k. Chất tro ............................................................................................................................. 15 l. Các axit hữu cơ.................................................................................................................. 16 1.2. Quy trình sản xuất chè đen ................................................................................................... 16 1.2.1. Quy trình sản xuất chè đen theo phƣơng pháp Orthodox................................................. 16 1.2.2. Yêu cầu kỹ thuật và các biến đổi sinh hóa qua từng giai đoạn ........................................ 17 a) Nguyên liệu ....................................................................................................................... 17 b) Héo chè ............................................................................................................................. 17 c) Vò chè............................................................................................................................... 18 b Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội d) Lên men ............................................................................................................................ 19 e) Sấy.................................................................................................................................... 20 f) Phân loại, đấu trộn và bảo quản ......................................................................................... 20 1.3. Sự hình thành chất thơm từ tiền chất tạo mùi trong quá trình sản xuất chè đen ................. 21 1.3.1. Hƣơng thơm trong chè đen ............................................................................................... 21 1.3.2. Sự tạo thành hƣơng thơm từ tiền chất tạo mùi................................................................. 22 1.3.2.1. Sự tạo thành hƣơng thơm từ axit béo.............................................................................. 23 1.3.2.2. Sự tạo thành hƣơng thơm từ nhóm carotenoids ............................................................... 24 CHƢƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ..................... 27 2.1. Nguyên liệu nghiên cứu........................................................................................................ 27 2.2. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất ............................................................................................... 27 2.3. Phƣơng pháp chuẩn bị mẫu .................................................................................................. 28 2.4. Phƣơng pháp phân tích ......................................................................................................... 30 a. Phƣơng pháp phân tích hàm lƣợng carotenoids tổng số ............................................................ 30 b. Phƣơng pháp xác định thành phần lipid ................................................................................... 31 c. Phƣơng pháp xác định sự thay đổi cấu tử bay hơi đƣợc hình thành qua quá trình sản xuất chè đen ................................................................................................................................................ 33 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................ 34 3.1. Nghiên cứu sự biến đổi hàm lƣợng của hai nhóm tiền chất tạo mùi Carotenoids và Axit Béo qua từng giai đoạn của quá trình sản xuất chè đen. ............................................................. 34 3.1.1. Giai đoạn Héo..................................................................................................................... 34 a. Nhóm Carotenoids. ................................................................................................................ 34 b. Nhóm axit béo. ...................................................................................................................... 35  Axit béo no........................................................................................................................ 35  Axit béo không no ............................................................................................................. 36 3.1.2. Giai đoạn Vò. ..................................................................................................................... 37 a. Nhóm Carotenoids. ................................................................................................................ 37 b. Nhóm axit béo. ...................................................................................................................... 38  Axit béo no........................................................................................................................ 38  Axit béo không no ............................................................................................................. 38 3.1.3. Giai đoạn lên men. ............................................................................................................. 40 a. Nhóm carotenoids. ................................................................................................................. 40 b. Nhóm axit béo. ...................................................................................................................... 41 c Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội  Axit béo no........................................................................................................................ 41  Axit béo không no.............................................................................................................. 41 3.1.4. Giai đoạn sấy. ..................................................................................................................... 42 a. Nhóm carotenoids. ................................................................................................................. 42 b. Nhóm axit béo. ...................................................................................................................... 43  Axit béo no ........................................................................................................................ 43  Axit béo không no. ............................................................................................................. 43 3.2. Nghiên cứu sự thay đổi của một số cấu tử bay hơi hình thành từ hai nhóm Carotenoids và Lipid qua từng giai đoạn của quá trình chế biến chè đen............................................................ 44 3.2.1. Giai đoạn Héo..................................................................................................................... 44 a. Nhóm Carotenoids. ................................................................................................................ 44 b. Mối tƣơng quan giữa nhóm carotenoids và cấu từ bay hơi tạo thành từ nhóm carotenoids ........... 46 c. Nhóm Lipid. .......................................................................................................................... 47 d. Mối tƣơng quan giữa nhóm Lipid (axit béo no và axit béo không no) và các cấu tử bay hơi đƣợc tạo thành từ nhóm Lipid ............................................................................................................. 49 3.2.2. Giai đoạn Lên men............................................................................................................. 51 a. Nhóm Carotenoids. ................................................................................................................ 51 b. Mối tƣơng quan giữa nhóm Carotenoids và cấu tử bay hơi đƣợc hình thành qua giai đoạn lên men.. ........................................................................................................................................ 52 c. Nhóm Lipid. ...................................................................................................................... 53 d. Mối tƣơng quan giữa nhóm lipid và cấu tử bay hơi trong giai đoạn lên men ........................... 55 3.2.3. Sự thay đổi của các thành phần bay hơi sau quá trình sấy................................................ 56 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 58 4.1. Kết luận. ................................................................................................................................ 58 4.2. Kiến nghị............................................................................................................................... 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................................... 60 PHỤ LỤC…………………………………………………………………………….....60 d Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC BẢNG Bảng 1- 1: Cơ cấu sản phẩm chè tiêu thụ giai đoạn 2012-6 tháng đầu năm 2015 .............. 9 Bảng 1- 2: Xuất khẩu chè Việt Nam phân theo sản phẩm..................................................... 11 Bảng 1- 3: Tóm tắt một số hợp chất bay hơi trong chè đen .................................................. 22 Bảng 3- 1: Sự thay đổi hàm lƣợng ax béo no trong giai đoạn héo ....................................... 35 Bảng 3- 2: Sự thay đổi hàm lƣợng ax béo không no trong giai đoạn héo ........................... 36 Bảng 3- 3: Sự thay đổi hàm lƣợng ax béo no trong giai đoạn vò ......................................... 38 Bảng 3- 4: Sự thay đổi hàm lƣợng ax béo không no trong giai đoạn vò ............................. 38 Bảng 3- 5: Sự thay đổi hàm lƣợng ax béo no trong giai đoạn lên men ............................... 41 Bảng 3- 6: Sự thay đổi hàm lƣợng ax không béo no trong giai đoạn lên men ................... 41 Bảng 3- 7: Sự thay đổi hàm lƣợng ax béo no trong giai đoạn sấy ....................................... 43 Bảng 3- 8: Sự thay đổi hàm lƣợng ax béo không no trong giai đoạn sấy ........................... 43 Bảng 3- 9: Các thành phần bay hơi có nguồn gốc carotenoid trong quá trình h o ............ 44 Bảng 3- 10: Hệ số tƣơng quan giữa nhóm Carotenoids và cấu tử bay hơi đƣợc hình thành. ....................................................................................................................................................... 46 Bảng 3- 11: Các thành phần bay hơi có nguồn gốc lipid trong quá trình h o .................... 48 Bảng 3- 12: Hệ số tƣơng quan giữa nhóm Axit b o và cấu tử bay hơi đƣợc hình thành. . 50 Bảng 3- 13: Các thành phần bay hơi có nguồn gốc carotenoid trong quá trình lên men .. 51 Bảng 3- 14: Hệ số tƣơng quan giữa nhóm Carotenoids và cấu tử bay hơi đƣợc hình thành. ....................................................................................................................................................... 52 Bảng 3- 15: Các thành phần bay hơi có nguồn gốc lipid trong quá trình lên men. ........... 54 Bảng 3- 16: Hệ số tƣơng quan giữa nhóm Axit b o và cấu tử bay hơi đƣợc hình thành. . 55 Bảng 3- 17: Các thành phần bay hơi sau quá trình sấy.......................................................... 57 e Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1- 1: Giống trung du ........................................................................................................... 3 Hình 1- 2: Giống chè Shan Chất Tiền........................................................................................ 4 Hình 1- 3: Giống chè lai LDP1 ................................................................................................... 4 Hình 1- 4: Giống chè lai LDP2 ................................................................................................... 5 Hình 1- 5: Giống chè PH11 ......................................................................................................... 5 Hình 1- 6: Biểu đồ sản lƣợng chè thế giới giai đoạn 2009 – 2013........................................ 7 Hình 1- 7: Biểu đồ sản lƣợng chè xuất khẩu trên thế giới giai đoạn 2009 – 2013 ............... 8 Hình 1- 8: Biểu đồ tiêu thụ chè trên thế giới giai đoạn 2009 – 2013.................................... 8 Hình 1- 9: Biểu đồ tỷ trọng thị trƣờng xuất khẩu chè Việt Nam năm 2014........................ 10 Hình 1- 11: Quy trình sản xuất chè đen theo phƣơng pháp Orthodox ................................. 17 Hình 1- 12: Cơ chế hình thành các dẫn xuất bay hơi của axit béo ....................................... 24 Hình 1- 13: Các thành phần hợp chất bay hơi chính khi phân giải β-carotene................... 25 Hình 2- 1: Nguyên liệu giống chè PH11 ................................................................................. 27 Hình 2- 2: Quy trình sản xuất chè đen bằng phƣơng pháp Orthodox .................................. 28 Hình 3- 1: Sự thay đổi hàm lƣợng carotenoids trong giai đoạn héo .................................... 34 Hình 3- 2: Sự thay đổi hàm lƣợng carotenoids trong giai đoạn vò ...................................... 37 Hình 3- 3: Sự thay đổi hàm lƣợng carotenoids trong giai đoạn lên men............................. 40 Hình 3- 4: Sự thay đổi hàm lƣợng carotenoids trong giai đoạn sấy..................................... 42 Hình 3- 5: Sự thay đổi của thành phần bay hơi có nguồn gốc carotenoid trong quá trình h o ................................................................................................................................................ 45 Hình 3- 6: (Đƣờng tuyến tính: y = -0.0187x + 1.4021, R2 = 0,9616) .................................. 46 Hình 3- 7: (Đƣờng tuyến tính: y = -0.0293x + 2.5533, R2 = 0.9618) .................................. 47 Hình 3- 8: (Đƣờng tuyến tính: y = -0.017x + 1.8139, R2 = 0.962) ...................................... 47 Hình 3- 9: Sự thay đổi của các thành phần bay hơi có nguồn gốc từ lipid qua quá trình héo ................................................................................................................................................ 49 Hình 3- 10: Sự thay đổi của các thành phần bay hơi có nguồn gốc carotenoid trong giai đoạn lên men ............................................................................................................................... 51 Hình 3- 11: (Đƣờng tuyến tính: y = -0.1798x + 9.3812, R2 = 0.9939) ................................ 52 Hình 3- 12: (Đƣờng tuyến tính: y = -0.2221x + 12.148, R2 = 0.9535) ................................ 53 Hình 3- 13: (Đƣờng tuyến tính: y = -0.1815x + 10.435, R2 = 0.7771) ................................ 53 Hình 3- 14: Sự thay đổi của các thành phần bay hơi có nguồn gốc từ lipid qua quá trình lên men ......................................................................................................................................... 55 f Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam là nƣớc có lịch sử trồng chè từ lâu đời. Chè cũng là một trong những sản phẩm xuất khẩu thế mạnh của Việt Nam và sản lƣợng chè Việt Nam xuất khẩu đứng thứ 5 trên thế giới, trong đó chủ yếu là chè đen. Tuy nhiên, ngành chè Việt Nam vẫn đang đứng trƣớc những thách thức lớn về các vấn đề nhƣ chất lƣợng sản phẩm, an toàn vệ sinh thực phẩm và giá thành. Giá xuất khẩu bình quân của chè Việt Nam chỉ bằng 60 - 70% mức độ giá so với các nƣớc trong danh mục xuất khẩu thế giới. Vấn đề đặt ra trƣớc hết là cần cải thiện chất lƣợng sản phẩm. Chất lƣợng của chè đen phụ thuộc chủ yếu vào hƣơng thơm. Cho đến nay, tại Việt Nam chƣa có một nghiên cứu cụ thể nào về hƣơng thơm chè cũng nhƣ biện pháp cải thiện chúng. Trên thế giới, nghiên cứu về mùi chè đen đã có từ rất lâu với nhiều công trình nghiên cứu đã đƣợc công bố rộng rãi. Điển hình, trong nghiên cứu về hƣơng thơm trong chè đen, hai nhà nghiên cứu Sanderson & Graham (1973) đã báo cáo về sự hình thành hƣơng thơm trong quá trình sản xuất chè từ một số tiền chất tạo mùi (carotenoids, axit amin). Năm 1983, Hazarika và cộng sự tiếp tục nghiên cứu về sự phân giải của carotenoids để tạo thành hƣơng thơm trong quá trình sản xuất một số giống chè theo phƣơng pháp CTC. Một nghiên cứu khác về mùi chè đen đƣợc thực hiện bởi Mahanta và cộng sự (1993), nghiên cứu này đƣa ra kết quả về sự biến đổi của axit béo bởi enzyme lypoxygenase trong quá trình sản xuất chè Orthodox và CTC. Xuất phát từ lí do đó, em chọn hƣớng nghiên cứu với đề tài “Nghiên cứu sự biến đổi thành phần một số tiền chất tạo mùi trong sản xuất chè đen” đƣợc thực hiện dựa trên quy trình sản xuất chè đen Orthodox theo dây chuyền sản xuất tại Việt Nam, nhằm giúp hiểu rõ hơn hệ thống kiến thức về con đƣờng hình thành các cấu tử bay hơi tạo hƣơng thơm trong chè đen từ tiền chất tạo mùi, phân tích và tìm mối tƣơng quan giữa tiền chất tạo mùi và các cấu tử bay hơi đƣợc hình thành trong các giai đoạn của quá trình sản xuất. 2. Mục tiêu của đề tài 1 Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội _ Nghiên cứu sự thay đổi hàm lƣợng một số tiền chất tạo mùi (carotenoids, axit béo) trong sản xuất chè đen. _ Nghiên cứu sự hình thành các cấu tử bay hơi từ một số nhóm tiền chất tạo mùi (carotenoids, axit béo) trong sản xuất chè đen. 3. Nội dung nghiên cứu  Sản xuất chè đen bằng phƣơng pháp Orthodox theo quy mô phòng thí nghiệm.  Xác định sự thay đổi hàm lƣợng carotenoids và axit béo theo từng giai đoạn của quá trình sản xuất chè đen.  Sự hình thành cấu tử bay hơi và xác định sự thay đổi theo từng giai đoạn của quá trình sản xuất chè đen. 4. Ý nghĩa khoa học của đề tài Nghiên cứu sự hình thành hƣơng thơm trong sản xuất chè đen đƣợc thực hiện theo quy mô phòng thí nghiệm, với nguyên liệu làm từ giống chè PH11, góp phần tối ƣu hóa quy trình sản xuất để phù hợp tại các nhà máy chè đen tại Việt Nam bằng cách kiểm soát các phản ứng xảy ra trong từng giai đoạn sản xuất, cải tiến hƣơng thơm chè đen, nâng cao tính cạnh tranh sản phẩm với các nƣớc khác trên thế giới. Ngoài ra, giúp cải tiến hƣơng thơm trong sản phẩm chè đen, nâng cao tính cạnh tranh sản phẩm, là cơ sở dữ liệu để tìm ra phƣơng pháp làm hạn chế các hợp chất mùi không mong muốn và tăng các hợp chất tạo mùi tốt với sản phẩm chè đen. 2 Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về cây chè 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại Chè là cây công nghiệp lâu năm. Tên khoa học là Camellia sinensis, thuộc họ Theacae, khí hàn, vị khổ cam, không độc. Đây một loại cây xanh lá quanh năm, có hoa màu trắng. Cây chè phải trồng khoảng 5 năm mới bắt đầu hái và thu hoạch trong vòng 25 năm. Việt Nam là một trong 7 vùng đƣợc xác định là quê hƣơng của cây chè. Đất đai, khí hậu vùng trung du, miền núi phía Bắc, miền Bắc Trung Bộ, vùng cao nguyên Nam Trung Bộ rất thích hợp cho cây chè sinh trƣởng, phát triển. Việt Nam đã có lịch sử phát triển chè trên 1 thế kỉ. Chè ở Việt Nam chia thành 4 thứ: (1)  Thứ chè Trung Quốc lá nhỏ (Chine microphylla)  Thứ chè Trung Quốc lá to (Chine macrophylla)  Thứ Chè Tuyết (Shan)  Thứ chè Ấn Độ (Assamica) 1.1.2. Một số giống chè tại Việt Nam và sự phân bố 1.1.2.1. Một số giống chè tại Việt Nam a) Giống Trung Du (2) Hình 1- 1: Giống trung du Tập trung chủ yếu ở vùng trung du và vùng đồi thấp. Do trồng bằng hạt thƣờng không đƣợc chọn lọc nên quần thể cây trồng rất lẫn tạp, năng suất thấp (bình quân chỉ đạt 5 – 6 3 Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội tấn/ha) và chất lƣợng bình thƣờng. Sản phẩm chính là chè đen và chè xanh, nhƣng phẩm cấp chỉ đạt mức trung bình. Tuy nhiên giống Trung Du có khả năng chống chịu sâu bệnh, hạn hán khá tốt, có tính thích ứng cao và khá rộng với các vùng chè. b) Giống Shan Chất Tiền (2) Hình 1- 2: Giống chè Shan Chất Tiền Tập trung chủ yếu ở vùng núi cao. Hiện nay có hai phƣơng thức trồng chè Shan: trồng công nghiệp tập trung nhƣ các vùng chè Mộc Châu (Sơn La), Tam Đƣờng (Lai Châu) và trồng theo kiểu chè rừng của đồng bào vùng cao nhƣ Suối Giàng (Yên Bái), Thƣợng Sơn (Hà Giang). c) Giống chè lai LDP1 (2) Hình 1- 3: Giống chè lai LDP1 Giống chè đƣợc chọn lọc từ hạt lai hữu tính năm 1981 tại Phú Hộ, với mẹ là giống Đại Bạch Trà (giống Trung Quốc chất lƣợng tốt) và bố là giống PH1 (giống chon lọc có năng suất cao). Khả năng thích ứng rộng, chống chịu hạn hán và sâu bệnh tốt. Thích hợp trồng ở những vùng đồi núi thấp dƣới 500 mét so mặt biển. 4 Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội d) Giống chè lai LDP2 (2) Hình 1- 4: Giống chè lai LDP2 Đây là giống chè đƣợc chọn lọc từ hạt lai hữu tính năm 1981 tại Phú Hộ cùng bố mẹ với giống LDP1. Đặc điểm sinh trƣởng rất khoẻ, sớm cho năng suất búp cao, bình quân 15 - 16 tấn /ha. Hàm lƣợng tanin 31 – 33 %, chất hoà tan 42 – 44 %, thích hợp chế biến chè đen. e) Giống PH11 (3) Hình 1- 5: Giống chè PH11 Giống PH11 có chất lƣợng tốt, có màu nƣớc rất đặc trƣng của sản phẩm chè đen đó là đỏ nâu viền vàng, và có hƣơng thơm nhẹ, vị đậm dịu. Giống PH11 có búp to, khối lƣợng búp lớn nên sản phẩm chế biến chè theo công nghệ Orthodox hơi thô vì vậy nên chế biến theo công nghệ CTC. Giống PH11 có khả năng kháng sâu bệnh tốt. Một số giống có chất lƣợng cao đang đƣợc lựa chọn từ tập đoàn những giống chè Trung Quốc, Đài loan, Nhật Bản và Inđônêxia. Bƣớc đầu có một số giống có triển vọng nhƣ giống Kim Tuyên, Thuý Ngọc, Bát Tiên, Phúc Vân Tiên, PT95 và Long Vân 2000 v.v. 5 Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội 1.1.2.2. Sự phân bố các vùng chè tại Việt Nam (1) Ở Việt Nam, cây chè có từ lâu đời trên các vùng núi cao phía Tây Bắc với những cây chè nguyên thủy ở Suối Giàng (Yên Bái), Thông Nguyên, Cao Bồ, Lũng Phìn (Hà Giang), Chồ Lồng, Tả Xùa (Sơn La), Tam Đảo (Vĩnh Phúc). Cây chè đƣợc trồng với quy mô đồn điền đầu tiên ở Phú Thọ vào năm 1890. Sau đó, chè đƣợc phân bố trên phạm vi cả nƣớc, trải dài trên 15 vĩ độ bắc. Ngày nay, ở hầu hết các tỉnh có đều kiện thuận lợi đều trồng chè, song ba vùng trồng chè lớn nhất là:  Vùng chè thƣợng du (Hà Giang, Tuyên Quang, Lai Châu, Yên Bái) chiếm khoảng 25% sản lƣợng chè miền Bắc.  Vùng chè trung du (Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Bắc Cạn, Thái Nguyên). Đây là vùng chè chủ yếu chiếm đến 75% sản lƣợng chè miền Bắc với nhiều nhà máy sản xuất lớn.  Vùng chè Tây Nguyên (Gia Lai, Kon Tum, Lâm Đồng, Đắc Lắc) chủ yếu trồng giống chè Ấn Độ và chè Shan, chè Ô Long. Sự hình thành các vùng chè tập trung trên mang tính tự nhiên, song còn hạn chế trong phân vùng phát triển, chƣa khai thác tốt đƣợc lợi thế về tự nhiên của từng vùng. 1.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè 1.1.3.1. Trên thế giới. a) Sản xuất Sản xuất chè trên thế giới trong giai đoạn 2009 – 2013 tăng đáng kể 6%, đạt 5.07 nghìn tấn năm 2013. Trong đó, sản lƣợng chè đen tăng 5.4% và chè xanh tăng 5.1%. Các nhà sản xuất lớn nhất Trung Quốc, Ấn Độ, Kenya , Sri Lanka, Việt Nam và Thổ Nhĩ Kỳ. 6 Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Nghìn Tấn Tổng Chè đen Chè xanh Hình 1- 6: Biểu đồ sản lượng chè thế giới giai đoạn 2009 – 2013 (17) Sản lƣợng chè thế giới tăng do sự gia tăng sản lƣợng đáng kể ở các nƣớc sản xuất chè quy mô lớn. Trung Quốc vẫn là quốc gia sản xuất chè lớn nhất, chiếm 38% của tổng số thế giới với sản lƣợng 1,9 triệu tấn; Ấn Độ là quốc gia sản xuất chè đứng thứ hai, tăng lên đến 1,2 triệu tấn; và hai nƣớc xuất khẩu lớn nhất Kenya và Sri Lanka đạt 436.300 tấn và 343.100 tấn. Ngoài sự suy giảm sản lƣợng 7,5% ở Việt Nam xuống còn 185.000 tấn, sản xuất ở các nƣớc sản xuất lớn khác đều tăng: Indonesia đạt 152.700 tấn; Bangladesh đạt 66.200 tấn; Uganda đạt 58.300 tấn; Malawi đạt 46.500 tấn; Tanzania đạt 32.400 tấn và Rwanda đạt 25.200 tấn. Sản lƣợng tại các nƣớc Châu Phi tăng nhẹ: Burundi đạt 8.800 tấn; Zimbabwe đạt 8.500 tấn; và Nam Phi đạt 2.500 tấn. b) Xuất khẩu Xuất khẩu chè thế giới đạt 1,77 triệu tấn trong năm 2013, tăng 5% so với năm 2012, chủ yếu là do các nƣớc xuất khẩu chè đen lớn nhất là Kenya và Sri Lanka. Xuất khẩu chè đen đã tăng 5,8% trong năm 2013, trị giá 5,7 tỷ USD, tăng 10% theo giá trị. Đối với xuất khẩu chè xanh, Trung Quốc tiếp tục chiếm ƣu thế với 13,2% tăng trƣởng trong năm 2013, và Việt Nam, nƣớc xuất khẩu chè xanh lớn thứ hai tăng 14,5%. 7 Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Nghìn tấn Hình 1- 7: Biểu đồ sản lượng chè xuất khẩu trên thế giới giai đoạn 2009 – 2013 (17) c) Tiêu thụ Tiêu thụ chè thế giới tăng gần 5% đạt 4,84 triệu tấn trong năm 2013 (Biểu đồ 1-8). Việc gia tăng nhu cầu tiêu thụ chè bởi sự tăng trƣởng nhanh chóng trong thu nhập bình quân theo đầu ngƣời tại các nƣớc, đặc biệt là ở Trung Quốc, Ấn Độ và các nền kinh tế mới nổi khác. Nghìn tấn Hình 1- 8: Biểu đồ tiêu thụ chè trên thế giới giai đoạn 2009 – 2013 (17) 8 Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội 1.1.3.2. Tại Việt Nam. Bảng 1- 1: Cơ cấu sản phẩm chè tiêu thụ giai đoạn 2012-6 tháng đầu năm 2015 (6) a) Sản xuất Theo cơ cấu sản phẩm tiêu thụ của Vinatea, chiếm tỷ trọng lớn nhất là sản phẩm chè xuất khẩu, khoảng 70% - 80% tổng sản lƣợng chè. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, sản lƣợng đang có xu hƣớng giảm dần. (6) Theo thống kê của Hiệp hội Chè Việt Nam (Vitas), nƣớc ta hiện có khoảng 140.000 ha đất trồng chè, năng suất bình quân đạt 8 tấn búp tƣơi/ha, tổng sản lƣợng hàng năm đạt xấp xỉ 180.000 - 190.000 tấn/năm. Thống kê sơ bộ của Hiệp hội Chè Việt Nam (Vitas), hiện nay cả nƣớc có khoảng 450 công ty, nhà máy sản xuất chế biến chè (có đăng ký kinh doanh) nằm rải rác trên các địa bàn, chƣa kể các cơ sở chế biến nhỏ lẻ. Tuy nhiên chỉ có 10% trong số này có vùng nguyên liệu riêng để phục vụ chế biến, còn lại các cơ sở khác đều thu mua nguyên liệu trên thị trƣờng. b) Xuất khẩu Cũng theo thống kê của Hiệp hội Chè Việt Nam (Vitas), chè xuất khẩu chiếm đến 60 – 65% tổng sản lƣợng. 9 Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Năm 2014, nƣớc ta đã xuất khẩu 130.000 tấn chè, kim ngạch đạt 230 triệu USD. Với sản lƣợng và kim ngạch xuất khẩu trên, Việt Nam tiếp tục đứng ở vị trí thứ 5 trên thế giới, sau Trung Quốc, Ấn Độ, Kenya và Srilanka. (6) Theo số liệu của Tổng cục hải quan, xuất khẩu chè của Việt Nam trong 4 tháng đầu năm 2015 đạt 33.127 tấn, trị giá 54.190.257 USD, giảm 2,92% về lƣợng nhƣng tăng 2,29% về trị giá so với cùng kỳ năm trƣớc. Pakistan vẫn là thị trƣờng xuất khẩu chè lớn nhất của Việt Nam, với 8.560 tấn, trị giá 18.254.766 USD, tăng 44,32% về lƣợng và tăng 45,92% về trị giá so với cùng kỳ năm trƣớc, chiếm 33,6% tổng trị giá xuất khẩu. Nga và Đài Loan là những thị trƣờng lớn xuất khẩu chè của Việt Nam. Xuất khẩu sang Nga chiếm 13%. Xuất khẩu chè sang Đài Loan chiếm 11% tổng trị giá xuất khẩu chè trong tháng 4 tháng đầu năm 2015. Ngoài ra xuất khẩu chè Việt Nam sang một số thị trƣờng quan trọng khác trong những tháng đầu năm 2015 cũng có mức tăng trƣởng khá cao so với cùng kỳ năm trƣớc nhƣ Các tiểu vƣơng quốc Ả rập Thống nhất (tăng 83,19%), Đức (78,35%), Ucraina (76,63%). Tuy nhiên, xuất khẩu chè sang một số quốc gia lại giảm so với năm 2014 nhƣ Trung Quốc (- 46,31%), Ả rập Xê út (- 35,19%), Ba Lan (- 29,91%). 1.65% Pakistan 17.98% 0.50% 5.05% 1.56% 2.59% 2.61% 2.91% 7.56% Nga Đài Loan 35.53% Trung Quốc UEA 13.85% 8.21% Ả rập Xê út Hình 1- 9: Biểu đồ tỷ trọng thị trường xuất khẩu chè Việt Nam năm 2014 (6) (Đvt: %) (Nguồn: Tổng cục Hải quan) 10 Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Bảng 1- 2: Xuất khẩu chè Việt Nam phân theo sản phẩm (6) Đvt: nghìn USD Năm Sản phẩm Tổng xuất khẩu chè của Việt Nam 2009 2010 2011 2012 2013 180.219 200.537 204.017 224.589 229.406 110.398 112.874 106.192 113.392 93.829 55.444 75.447 94.681 96.651 38.221 11.185 6.639 2.477 7.071 6.381 3.192 5.577 2.189 8.333 1.546 Chè đen và Chè Oolong Chè xanh Chè đen và chè Oolong (đóng gói sẵn trọng lƣợng gói không quá 3 kg). Chè xanh (đóng gói sẵn trọng lƣợng gói không quá 3 kg). Nguồn: Trademap – ITC _ Cụ thể, sản lƣợng chè giảm từ mức 4,618 tấn năm 2012 xuống còn 3,748 tấn năm 2014, theo thống kê từ Vinatea, nguyên nhân chủ yếu là do tình hình chính trị bất ổn trên biển Đông dẫn đến khó khăn trong việc xuất khẩu chè sang thị trƣờng lớn Trung Quốc. Đối với thị trƣờng Nga. Công ty đang phải cạnh tranh về giá quyết liệt với các doanh nghiệp chè tƣ nhân trong nƣớc. Đối với thị trƣờng châu Âu, sự thắt chặt kiểm tra dƣ lƣợng thuốc bảo vệ thực vật dẫn đến sản lƣợng chè xuất khẩu sụt giảm nghiêm trọng. 1.1.4. Thành phần hóa học của lá chè (6) _ Cây chè trong quá trình sống đã tự tổng hợp và tích lũy nhiều chất khác nhau. Thành phần hóa học của búp chè phụ thuộc rất nhiều yếu tố và thay đổi trong một khoảng giới hạn rộng, phụ thuộc vào điều kiện khí hậu và thổ nhƣỡng, độ non của búp, thời điểm thu hái búp, giống các phƣơng pháp canh tác cho từng nƣơng chè. Các thành phần hóa học chính của lá chè: 11 Vũ Hồng Hạnh-CB140394 Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội a. Nƣớc (7) _ Trong lá chè nƣớc tồn tại ở 2 dạng là nƣớc liên kết và nƣớc tự do. Nƣớc chiếm 75  80 % trong lá chè. Hàm lƣợng nƣớc cùng trạng thái của nó trong lá chè thay đổi phụ thuộc vào độ non của lá, tuổi thọ, sự phân bố địa lí của cây, các biện pháp canh tác đối và theo mùa. Hàm lƣợng nƣớc trong lá chè vào mùa xuân lớn hơn mùa hè, mùa thu. Ngoài ra, hàm lƣợng nƣớc còn thay đổi theo thời điểm thu hoạch và thời tiết lúc thu hoạch. b. Tanin (7) _ Hợp chất tanin (polyphenol) thƣờng chiếm 27 - 34% chất khô trong chè. Thành phần tổ hợp tanin trong chè gồm có : _ Nhóm chất catechin đơn phân tử chiếm trên 80% tổng lƣợng tanin, có vị chát, đắng mạnh hơn so với tanin đặc biệt. _ Nhóm tanin đặc biệt: Là polyphenol đa phân tử, chúng tạo màu và vị chát dịu cho chè. _ Nhóm gồm 7 catechin khác nhau là Epicatechin (EC), Epigallocatechin (EGC), Gallocatechin (GC), Epicatechingalate (ECG), Epigallocatechingale (EGCG), Gallocatechingalate (GCG), Catechin. c. Gluxit và pectin (7) _ Tổng lƣợng gluxit không cao trong chè non. Các gluxit không hòa tan chiếm tỷ lệ lớn, chứa rất ít các các gluxit hòa tan, (thƣờng là 1,63 - 4,33% so với lƣợng chất khô). Trong chè có các loại đƣờng tự do sau: glucose, fructose, sucrose, stachyose, raffinose. Chất xơ không tan: Xenlulose và hemixenlulose và ligins cũng tăng lên theo tuổi của lá. _ Pectin thuộc về nhóm gluxit và nó là hỗn hợp của các polysaccharide khác nhau và những chất tƣơng tự chúng, chiếm hàm lƣợng trong chè khá cao từ 11 – 17% so với lƣợng chất khô. Các hợp chất pectin gồm có: protopectin, pectin, axit pectic. Chè càng già hàm lƣợng pectin càng cao. d. Protein và các axit amin (7) _ Thành phần các hợp chất protein trong búp chè rất cao, khoảng 17 – 29% so với lƣợng chất khô và phân bố không đồng đều của búp chè. _ Trong chè, protein nói chung là hòa tan trong nƣớc. Protein bị thủy phân trong quá trình sản xuất chè đen tạo ra các axit amin. 12