Theo Bộ Công Thương, Việt Nam là nước sản xuất trà lớn thứ 7 và xuất khẩu trà lớn thứ 5 toàn cầu với 124.000 ha diện tích trồng trà và hơn 500 cơ sở sản xuất, chế biến, công suất đạt trên 500.000 tấn trà khô/năm. Tuy nhiên, giá trị xuất khẩu thường thấp chủ yếu do sự yếu kém, lạc hậu trong kỹ thuật trồng trọt, canh tác cũng như quá trình chế biến, bảo quản sau thu hoạch.

Nhiều giải pháp đã và đang được đưa ra nhằm nâng cao chất lượng cũng như giá trị của trà Việt Nam. Cách thức canh tác theo nông nghiệp hữu cơ cũng ngày càng được quan tâm nhiều hơn khi người sản xuất nhận thấy rõ sự bất lợi của phương thức canh tác nông nghiệp truyền thống và đôi khi kể cả đi theo các tiêu chuẩn VietGAP, GlobalGAP. Tuy nhiên, việc đánh giá, quản lý chất lượng vẫn còn lỏng lẻo, thiếu sự kết hợp chặt chẽ và toàn diện giữa khoa học và sản xuất, kinh doanh. Các phương pháp kiểm nghiệm nhằm quản lý chất lượng từ khâu trồng trọt cho đến thu hoạch và chế biến vẫn còn nhiều bất cập, thiếu độ chính xác, tin cậy so với công tác kiểm nghiệm tại các nước phát triển. Các kỹ thuật phân tích nhằm xác định nguồn gốc thực vật và địa lý vẫn chưa được áp dụng để chứng minh sản phẩm xuất phát từ Việt Nam. Tính minh bạch trong thông tin về sản phẩm chưa được đảm bảo một cách chặt chẽ do chưa áp dụng các công cụ, kỹ thuật cần thiết hoặc có áp dụng nhưng rời rạc, thiếu hệ thống và thiếu sự xuyên suốt từ quá trình canh tác đến chế biến và đóng gói, xuất khẩu.

Trong nghiên cứu về trà, các loại trà khác nhau được phân loại dựa trên sự khác biệt và tương đồng về hàm lượng thành phần hoá học (nguyên tố, các hợp chất polyphenol và khả năng kháng oxy hoá). Sự khác biệt về giống, khí hậu, thổ nhưỡng, điều kiện canh tác, phương thức chế biến, bảo quản,… sẽ dẫn đến sự khác biệt về thành phần nội chất mà đôi khi sự khác biệt này rất nhỏ nên cần đến sự hỗ trợ của một số công cụ toán học như phương pháp phân tích dữ liệu đa biến (chemometrics).

Nhu cầu cần biết rõ về chất lượng và xuất xứ sản phẩm trong xã hội rất cao, nhưng người tiêu dùng thông thường hoặc các doanh nghiệp phần lớn không đủ chuyên môn hoặc dữ liệu để nắm rõ các thông tin này. Mặc dù các công ty sản xuất đều có bộ phận kiểm định chất lượng nhưng nó chỉ mang tính nội bộ và chỉ tập trung một số khía cạnh mà doanh nghiệp quan tâm, do vậy người tiêu dùng thường chỉ dựa vào uy tín doanh nghiệp để sử dụng sản phẩm hoặc tin theo các thông tin truyền miệng hoặc trên mạng xã hội.

Đề tài nêu trên được thực hiện với mục tiêu xây dựng bộ dữ liệu về hàm lượng nội chất của các nguyên tố hóa học, polyphenol tổng số và nguyên dạng, khả năng kháng oxy hoá của các loại trà khác nhau đến từ nhiều vùng miền canh tác tại Việt Nam, từ đó xây dựng các công cụ cho việc đánh giá và xác định nguồn gốc một số loại trà sản xuất tại Việt Nam.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành các nội dung cụ thể như khảo sát địa điểm lấy mẫu và thu thập mẫu theo từng vùng trồng trà; đánh giá cảm quan và xác định một số chỉ tiêu hoá lý cơ bản trong các mẫu trà; đánh giá thành phần nguyên tố trong mẫu trà khô thành phẩm; đánh giá hàm lượng tổng các hợp chất phenolic trong mẫu trà khô thành phẩm; đánh giá hàm lượng một số nguyên dạng các hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh học cao trong trà khô thành phẩm; đánh giá hoạt tính khử gốc tự do DPPH trong trà khô thành phẩm; ứng dụng phương pháp phân tích hồi quy đa biến (chemometrics) trong việc phân loại, định danh nguồn gốc hỗ trợ cho việc nhận danh các loại trà; xây dựng công cụ cho việc đánh giá và xác định nguồn gốc của sản phẩm trà nhằm minh bạch giá trị sản phẩm.

Kết quả, đã hoàn thành bộ dữ liệu phân tích đầu tiên một cách đầy đủ các vùng miền và các chủng loại trà của Việt Nam. Các quy trình lấy mẫu, lưu mẫu và phân tích mẫu đã được thẩm định và kiểm soát chặt chẽ trong quá trình phân tích, cụ thể gồm: quy cách lấy mẫu trà; quy trình lấy mẫu phân tích trà; quy trình chuẩn bị mẫu trà thử nghiệm; quy trình lưu mẫu và bảo quản mẫu trà; quy trình xác định hao hụt khối lượng trà khi sấy; quy trình xác định hàm lượng chất chiết trong nước của trà; quy trình xác định tro tổng trong trà; quy trình xác định hàm lượng xơ thô trong trà; quy trình xác định hàm lượng các nguyên tố trong trà với phương pháp phá mẫu bằng acid trong lò vi sóng và phân tích bằng F-AAS, ICP-MS; quy trình xác định hàm lượng polyphenol tổng (TPCs) trong trà bằng phương pháp phân tích quang phổ hấp thu phân tử dùng thuốc thử Folin-Ciocalteu; quy trình xác định hàm lượng một số nguyên dạng các polyphenol và caffeine (CFI) trong trà bằng phương pháp sắc ký lỏng siêu hiệu năng ghép nối đầu dò khối phổ hai lần (UPLC-MS/MS); quy trình xác định hàm lượng antioxidant trong trà bằng phương pháp DPPH.

Các quy trình phân tích đã được áp dụng để xác định các chỉ tiêu hóa học (gồm hàm lượng các nguyên tố, hàm lượng polyphenol tổng số, hàm lượng polyphenol nguyên dạng, khả năng khử gốc tự do DPPH) của 636 mẫu trà, trong đó có 582 mẫu trà xác thực nguồn gốc (được lấy mẫu trực tiếp từ cơ sở sản xuất tại các tỉnh Hà Giang, Yên Bái, Lào Cai, Phú Thọ, Thái Nguyên và Lâm Đồng) và 54 mẫu trà thương mại được mua từ nhiều nguồn hoặc cửa hàng khác nhau trong và ngoài nước. Kết quả cho thấy sự khác biệt về tính chất hóa lý và tính chất chống oxy hóa của các loại trà. Các thông số phân tích các hợp chất polyphenol cho thấy khá rõ sự khác biệt trong quá trình chế biến. Các số liệu về phân tích nguyên tố cho thấy khả năng phân biệt về vùng miền trồng trọt canh tác. Ngoài ra, các kết quả phân tích cũng cho thấy một số cơ sở sản xuất chưa nắm vững quy trình chế biến cho từng thời điểm nên dẫn tới chất lượng bị ảnh hưởng và không đồng đều.

Về ứng dụng phương pháp phân tích hồi quy đa biến (chemometrics), có hai phương pháp phân tích dữ liệu đa biến (MVDA) là phân tích thành phần chính (Principal Component Analysis – PCA) và phân tích phân biệt bình phương nhỏ nhất từng phần (Partial Least Squares-Discriminant Analysis - PLS-DA) đã được ứng dụng vào việc đánh giá các số liệu phân tích lý-hóa-sinh của các mẫu trà trong nghiên cứu này. Nhiều mô hình phân tích dữ liệu đa biến theo PCA và PLS-DA đã được tính toán và mô phỏng cho ra các biểu đồ điểm số và tải trọng cho phép diễn giải các biến dữ liệu ở các khía cạnh khác nhau để tìm ra các thuộc tính của mẫu trà, từ đó có thể áp dụng vào việc so sánh, đánh giá chất lượng và xác thực nguồn gốc trà. Với mỗi phương pháp thống kê thì đều tạo ra các tập dự đoán (predicted set) để đưa các mẫu thương mại vào đánh giá mức độ tương đồng so với mẫu xác thực. Các kết quả thu được sau khi áp dụng các phương pháp MVDA cho thấy vai trò quan trọng trong việc ứng dụng chúng để so sánh, đánh giá chất lượng và xác thực nguồn gốc trà.

Về công cụ cho việc đánh giá và xác định nguồn gốc của sản phẩm trà, phần mềm quản lý chất lượng và truy xuất nguồn gốc với công cụ WebApp/MobileApp đã được phát triển trên các nền tảng kỹ thuật cơ bản nhằm cung cấp thông tin minh bạch về chất lượng và nguồn gốc trà. Từ phần mềm này có thể phát triển thêm các tác vụ bổ sung tùy theo nhu cầu ứng dụng. Phần mềm đã sẵn sàng chuyển giao áp dụng vào thực tế. Các thông tin về xuất xứ, khối lượng, chất lượng sản phẩm, thành phần hóa sinh... được ghi nhận và phản hồi 2 chiều từ phía nhà sản xuất và người mua hàng, hạn chế việc buông lỏng chất lượng sau kiểm định của nhà sản xuất.

Kết quả của đề tài sẽ làm tiền đề cho việc xây dựng tiêu chuẩn quản lý chất lượng trà Việt Nam và cải tiến quy trình sản xuất cũng như quản lý việc khai thác các vùng nguyên liệu. Dựa trên nền tảng phần mềm quản lý chất lượng và truy xuất nguồn gốc trà, các công ty công nghệ có thể phát triển thành những ứng dụng cụ thể cho việc quảng bá và kinh doanh trà. Điều này giúp gia tăng nhận thức về chất lượng trà trong xã hội, minh bạch thông tin, góp phần tăng tính cạnh tranh trên thị trường và làm minh bạch giá trị trà Việt Nam. Người tiêu dùng cũng tiếp cận được những thông tin cần thiết về sản phẩm trà để lựa chọn phù hợp với nhu cầu.