Cà phê là mặt hàng nông sản phổ biến nhất ở Việt Nam và được xuất khẩu số lượng lớn sang các nước khác chỉ đứng sau gạo, trong đó Lâm Đồng là một trong những khu vực trồng cà phê Arabica lớn nhất cả nước với địa hình đồi núi cao, khí hậu mát mẻ, thổ nhưỡng tốt, cụ thể là khu vực Cầu Đất và Tà Nung cho ra hạt cà phê có chất lượng tốt nhất vùng. Tuy nhiên giá trị cà phê ngày càng giảm đi do nhiều nhân tố và nguyên nhân như cách canh tác còn lạc hậu, chưa tiếp cận với công nghệ, khâu thu hoạch chưa chuẩn và chưa hiệu quả, phương pháp chế biến còn hạn chế trong khi đó người dùng ngày nay đang chú trọng đến chất lượng cà phê. Mỗi quy trình, công đoạn đều có ảnh hưởng rất quan trọng đến chất lượng của ly cà phê cuối cùng và giá trị của cà phê sẽ bị giảm đi nếu như có một quy trình hay công đoạn làm không tốt, đặc biệt là quy trình chế biến từ hạt cà phê vừa thu hoạch cho đến hạt cà phê khô trước khi rang. Công ty TNHH Phước Kiến được thành lập vào năm 2013 với quy mô nhà máy vừa và nhỏ với quy trình chế biến ướt cà phê Arabica tại địa phương thành phố Đà Lạt. Tại công ty, các máy móc thiết bị với công suất cao đã mang lại hiệu quả giúp nâng cao chất lượng và năng suất trong chế biến nông sản cà phê tại khu vực.
TỔNG QUAN
Giới thiệu
Cà phê là mặt hàng thực phẩm quan trọng nhất trên thế giới và đứng thứ hai sau dầu thô trong danh mục các mặt hàng toàn cầu Khoảng 60 nước nhiệt đới và cận nhiệt đới sản xuất cà phê rộng rãi và đây là sản phẩm xuất khẩu nông nghiệp chủ chốt của họ Cây cà phê được người dân du mục Ethiopia vô tình phát hiện ở làng Cápfa, gần thủ đô nước này, và đến thế kỷ thứ 6 đã được trồng sang các nước và châu lục khác Sản phẩm đầu tiên của cây cà phê là cà phê quả tươi; sau quá trình sơ chế, cà phê quả tươi cho ra cà phê nhân và, qua quá trình chế biến công nghiệp, hình thành các sản phẩm như cà phê hòa tan, cà phê bột, cà phê sữa, v.v Những sản phẩm này được đưa ra thị trường và bán cho người tiêu dùng, những người mua cuối cùng Trong hoạt động thương mại trên thị trường thế giới, các nước chủ yếu xuất khẩu cà phê dưới dạng cà phê nhân hay còn được gọi là cà phê nguyên liệu.
Hiện nay ở Việt Nam có 3 loại cà phê được trồng phổ biến là cà phê vối (C robusta), chè (C arabica) và mít (C excelsa) Sản phẩm cà phê được bán trên thị trường hiện nay hầu hết được chế biến theo phương pháp truyền thống (phương pháp khô) cho cà phê chất lượng trung bình Trên thế giới, một phương pháp mới đang được các nhà chế biến cà phê quan tâm, đó là phương pháp chế biến ướt, cho cà phê chất lượng cao.
Giới thiệu công ty TNHH Phước Kiến
1.2.1 Lịch sử hình thành công ty
Công ty Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Phước Kiến được thành lập bởi ông Phước Kiến vào cuối năm 2013 tại xã Tà Nung, thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng, hoạt động chủ yếu là chế biến ướt cà phê Arabica Đây là một trong những công ty chế biến nông sản cà phê Arabica lớn trên địa bàn thành phố Đà Lạt, với quy mô nhà máy chế biến ướt gần 1000 m2 tại thôn 2, xã Tà Nung, Đà Lạt.
Hình 1.1 Nhà máy công ty TNHH Phước Kiến 1.2.2 Lĩnh vực, ngành nghề kinh doanh
Công ty TNHH Phước kiến là một doanh nghiệp đa ngành trên nhiều lĩnh vực như:
Thu mua cà phê trên địa bàn và xuất khẩu mặt hàng cà phê tươi
Mua bán và phân phối sản phẩm như vật tư nông nghiệp, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật
Cà phê Arabica tươi được chế biến theo quy trình ướt với quy mô vừa và nhỏ; tại công ty, từ cà phê tươi đến công đoạn sấy khô, lưu trữ hoặc xuất khẩu đều được thực hiện theo quy trình chế biến ướt và không có công đoạn rang xay.
Trong các lĩnh vực hoạt động kinh doanh được đề cập, chế biến ướt cà phê Arabica được xem là mảng kinh doanh quan trọng nhất của doanh nghiệp, với sản phẩm chủ yếu là cà phê Arabica chất lượng cao được cung cấp ngay từ khi thành lập.
1.2.3 Sản lượng và hoạt động
Về sản lượng, công ty được trang bị hệ thống máy móc hiện đại do nhà máy Vina Nha Trang cung cấp, tích hợp băng chuyền cho từng công đoạn trong quá trình chế biến nhằm tối ưu hóa công suất và hiệu quả Nhờ hệ thống này, công ty có thể chế biến lên tới 20 tấn cà phê tươi mỗi ngày với đội ngũ hơn 20 nhân công, đáp ứng yêu cầu sản xuất quy mô lớn.
Về hoạt động, dù nhà máy của công ty chưa phải là nhà máy lớn nhất khu vực, chúng tôi vẫn đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng theo yêu cầu của khách hàng; độ ẩm sau sấy được kiểm soát chặt chẽ, tỉ lệ hạt xanh và dị vật không mong muốn được giảm thiểu tối đa, giúp cà phê lụa của chúng tôi có chất lượng đồng nhất và hương vị tinh tế Quy trình sản xuất và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt từ khâu chọn nguyên liệu đến đóng gói là nền tảng đảm bảo sự ổn định và đáp ứng đúng nhu cầu thị trường.
Hiện tại, bốn công ty cà phê đang được các công ty rang xay và phân phối cà phê thu mua lại, tiêu biểu là Công ty TNHH Hân Vinh, Công ty Louis và một số đối tác nhỏ lẻ khác.
Tình hình sản xuất cà phê thế giới
Theo số liệu thống kê, nguồn cung cà phê toàn cầu năm nay chuyển từ dư thừa sang thiếu hụt nhẹ Nhu cầu tiêu thụ cà phê được dự báo sẽ tăng, đặc biệt là ở Trung Quốc, nơi lối sống phương Tây của những người trẻ tuổi tạo nên văn hóa cà phê trong nền kinh tế lớn thứ hai thế giới.
Theo dữ liệu của USDA, tiêu thụ cà phê của Trung Quốc đã tăng hơn 9 lần trong thập kỷ qua, đạt 189.300 tấn ở niên vụ 2018-2019 Tính đến ngày 25/11, lượng cà phê Robusta được chứng nhận tồn kho trên sàn London đã giảm 15.500 bao so với tuần trước, xuống còn 2.594.667 bao.
Ngày 26/11, lượng cà phê arabica chế biến ướt được chứng nhận tồn kho trên sàn New York tăng thêm 2.310 bao, lên 2.148.922 bao; trong đó 87,4% tương đương 1.877.615 bao được ghi nhận tại Châu Âu và 12,6% còn lại tương đương 271.307 bao tại Mỹ Tính đến cuối tháng 11, có 53.923 bao đang chờ cấp chứng nhận, giảm 7.641 bao so với ngày 25/11.
Theo USDA, sản lượng cà phê niên vụ 2018-2019 của Brazil ước đạt khoảng 58 triệu bao, giảm 10,5% so với niên vụ 2017-2018 Trong khi Viện Địa lý và Thống kê Brazil (IBGE) cũng điều chỉnh giảm dự báo sản lượng mùa vụ vừa qua với mức giảm hơn 16,5% so với niên vụ trước.
Tình hình sản xuất, chế biến cà phê ở Việt Nam
Theo Cục Xuất nhập khẩu, vụ mùa năm nay ở Việt Nam diễn ra khá chậm do thời tiết không thuận lợi, ảnh hưởng đến quá trình phơi sấy cà phê Theo VOV, người trồng cà phê tại huyện Đắk Hà, tỉnh Kon Tum tiếp tục gặp khó khăn trong việc tuyển dụng người thu hái Cùng với năng suất sụt giảm và giá cà phê ở mức thấp, người trồng cà phê Kon Tum còn đang đối mặt với tình trạng thiếu nhân công thu hái.
Do tính chất mùa vụ kết hợp với khan hiếm lao động, nhiều chủ vườn cà phê ở huyện Đăk Hà, tỉnh Kon Tum đang đối mặt với hiện tượng nhân công "làm giá" Ông Đoàn Văn Bình, Phó Giám đốc Công ty cà phê Đăk Uy, cho biết đầu vụ tiền công thu hái là 75.000 đồng một tạ, nhưng chỉ sau một tháng tiền công đã bị ép lên 100.000 đồng một tạ Sự biến động này cho thấy áp lực chi phí lao động và ảnh hưởng đến quá trình thu hái cà phê tại địa phương.
Theo TTXVN (2019), ngành sản xuất cà phê Việt Nam duy trì mức tăng trưởng khoảng 8% mỗi năm, với diện tích trồng cà phê cả nước khoảng 600.000 ha và sản lượng ở mức 1,6–1,7 triệu tấn Tuy nhiên, giá cà phê giảm sâu trong thời gian dài khiến nhiều nông dân chuyển đổi sang trồng các loại cây trồng khác có hiệu quả kinh tế cao hơn.
Trong 3 năm trở lại đây, diện tích cây cà phê chuyển đổi sang sầu riêng, bơ, tiêu ở khu vực Tây Nguyên đã đạt khoảng 100.000 ha Thêm vào đó, một số vườn cà phê già cỗi đang trong quá trình tái canh sẽ khiến sản lượng cà phê của Việt Nam giảm từ 15-20% trong niên vụ mới (Trần Đức Quỳnh và cs, 2019).
Khái quát tình hình nghiên cứu
Theo nghiên cứu của Trịnh Xuân Thọ (2014), cấu trúc hạt cà phê bao gồm 5 lớp:
- Lớp vỏ: Quả khi chín có màu đỏ, là chất antoxian, trong đó có alkaloid, tannin, caffeine và các loại enzim.
Lớp vỏ thịt, hay còn gọi là lớp nhớt, nằm ngay dưới lớp vỏ quả và có đặc tính mềm, dễ xay xát Lớp này gồm các tế bào mềm không chứa caffeine và tanin, nhưng lại chứa nhiều đường và pectin Độ pH của lớp thịt phụ thuộc vào độ chín của quả, thường ở khoảng 5,6 và có thể lên tới 6,4 Trong lớp nhớt còn có enzyme pectinase phân giải pectin trong quá trình lên men.
Vỏ trấu chứa chủ yếu cellulose và một lượng caffeine khoảng 0,4%, được khuếch tán ra từ nhân cà phê trong quá trình lên men hoặc phơi khô Nhờ đặc tính dễ bắt lửa, vỏ trấu được dùng làm chất đốt và có thể làm nguyên liệu để rang cà phê.
- Lớp vỏ lụa: là lớp bọc sát nhân, mỏng có màu sắc đặc tính khác nhau tùy thuộc vào loại cà phê
Nhân cà phê chứa nước chiếm 10-12%, protein 9-11%, lipid 10-13%, các loại đường 5-10% và tinh bột 3-5%, đồng thời có các chất thơm và alkaloid Thành phần hóa học của nhân cà phê biến đổi tùy thuộc vào chủng loại, độ chín, điều kiện canh tác và phương pháp chế biến cũng như bảo quản, như Rao (2014) đã chỉ ra.
Hình 1.2 Cấu trúc hạt cà phê (Nguồn: Primecoffee)
Nghiên cứu của Spiller và Monica Alton (1998), chỉ ra rằng, hạt cà phê gồm các thành phần hóa học sau:
Glucid chiếm phần lớn thành phần chất trong cà phê và chủ yếu đóng vai trò tạo màu và vị caramel cho nước uống Đường có trong cà phê được hình thành do quá trình thủy phân dưới tác dụng của axit hữu cơ và các enzyme thủy phân Hàm lượng saccharose trong cà phê phụ thuộc vào mức độ chín của quả; quả chín thì hàm lượng saccharose càng cao Trong quá trình rang, saccharose bị caramel hóa, tạo nên hương vị đặc trưng cho nước cà phê.
Protein có hàm lượng không cao nhưng đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành hương vị của sản phẩm Qua phương pháp thủy phân, người ta nhận thấy trong thành phần protein có các axit amin như cysteine, alanine, phenylalanine, histidine, leucine và lysine, cùng với tyrosine Những axit amin này đóng góp vào vị và đặc trưng cảm nhận của sản phẩm sau chế biến, giúp tăng cường độ phong phú và sự cân bằng của hương vị.
Các axit amin: Các axit amin ít thấy ở dạng tự do, chúng được giải phóng ra và tác dụng với nhau hoặc tác dụng với những chất tạo mùi và vị cho cà phê rang Trong các chất axit amin kể trên đáng chú ý nhất là những axit amin có chứa lưu huỳnh như cystein, methionine và proline… chúng góp phần tạo hương đặc trưng của cà phê sau khi rang Đặc biệt là methionine và proline có tác dụng làm giảm oxy hóa các chất thơm, làm cho cà phê rang giữ được mùi vị khi bảo quản
- Độ ẩm: Cà phê tươi có độ ẩm tuyệt đối, với hàm lượng nước cao thì các loại nấm mốc phát triển mạnh làm hỏng hạt đồng thời khi rang sẽ tốn nhiều nhiên liệu và thất thoát hương nhiều hơn Vì vậy thông qua các phương pháp chế biến cà
7 phê hàm lượng nước giảm xuống 11 -13% cà phê sẽ được bảo quản lâu hơn Hàm lượng nước còn lại sau khi rang còn khoảng 2,5 -3,5%
Lipid chiếm một phần khá lớn trong thành phần, khoảng 10-13%, chủ yếu gồm dầu và sáp; sáp chiếm 7-8% và dầu chiếm khoảng 90% Trong quá trình chế biến, lipid có sự biến đổi do nhiệt độ cao, một phần axit béo tham gia phản ứng tạo nên hương thơm cho sản phẩm; lượng lipid còn lại không biến đổi đóng vai trò như dung môi tốt hòa tan các chất thơm Khi pha cà phê, chỉ một lượng nhỏ lipid hòa vào nước, phần lớn lipid lưu lại trên bã.
Chất thơm là các hợp chất mang lại hương vị đặc trưng cho cà phê và được hình thành, tích lũy trong hạt cà phê trong quá trình sinh trưởng Quá trình tích lũy các chất thơm chịu tác động của nhiều yếu tố như đất đai, khí hậu và đặc biệt là chủng loại cà phê, làm nên sự đa dạng của hương thơm giữa các loại cà phê Sự hình thành và tích lũy chất thơm có ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc hương vị cà phê và bị chi phối bởi độ cao trồng; cà phê được trồng ở độ cao càng cao thường cho hạt có phẩm chất hạt tốt hơn, góp phần nâng cao nét thơm, độ cân bằng và độ ngọt của hương vị.
Cà phê chứa alcaloid, nổi bật nhất là caffeine và trigonulin, các alcaloid này được nghiên cứu nhiều và ảnh hưởng đến hương vị cũng như tác động lên cơ thể Để cho ra sản phẩm ly cà phê cuối cùng, cà phê được xử lý qua nhiều công đoạn chế biến và rang xay Theo Scott Rao (2014), có 3 phương pháp chế biến phổ biến hiện nay là chế biến ướt, chế biến khô và chế biến mật ong (bán ướt) Đối với phương pháp chế biến khô, cà phê được hái và phơi khô ngay, sau đó loại bỏ lớp vỏ ngoài; phương pháp này mang lại vị ngọt tự nhiên và ít chua, giữ được hương vị, nhưng chất lượng thành phẩm không đồng nhất do phụ thuộc nhiều yếu tố khi phơi khô và thường được áp dụng với cà phê Robusta.
Phương pháp mật ong (hay còn gọi là mật ong bán ướt) cho cà phê được thực hiện bằng cách xay xát tươi bằng máy và không ủ men, sau đó đem phơi sấy Cách chế biến này mang lại vị chua vừa phải và hương vị đồng nhất, tuy nhiên dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khi phơi sấy và kỹ năng của người chế biến.
Phương pháp chế biến ướt là cách phổ biến nhất để xử lý cà phê hiện nay, trong đó cà phê được xay xát, rửa bằng nước và lên men trước khi sấy Phương pháp này được các nhà máy và người dân địa phương áp dụng rộng rãi vì mang lại hiệu quả cao và giá trị thương mại lớn hơn so với các phương pháp khác Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng hạt cà phê, quy trình chế biến ướt đòi hỏi kiểm soát đúng thời gian lên men và các công đoạn phức tạp, khiến quá trình này mất nhiều thời gian.
Mỗi phương pháp chế biến cà phê mang lại hiệu quả, hương vị và chất lượng khác nhau: chế biến khô thường được áp dụng cho cà phê Robusta; chế biến honey cho ra hương vị đặc trưng nhờ quá trình lên men tự nhiên mà không rửa; và phương pháp chế biến ướt hiện là phổ biến nhất, đặc biệt đối với cà phê Arabica (Trịnh Xuân Ngọ, 2009).
Lên men cà phê là khâu quan trọng trong chế biến ướt, việc loại bỏ chất nhầy ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình lên men và hương vị của cà phê Việc kiểm soát thích hợp quá trình lên men giúp tạo ra các thuộc tính hương vị mong muốn và tối ưu chất lượng sản phẩm Bên cạnh đó, khâu thu hoạch cũng đóng vai trò then chốt: cà phê chín đều cho thành phẩm đồng đều, đầy đủ hương vị và chất lượng cao hơn; các hạt xanh, hạt hỏng hoặc dị vật cần được phân loại và loại bỏ ở các công đoạn nhằm tránh lãng phí công sức và ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng.
Lên men cà phê
Có thể đảm bảo tính đa dạng của hương vị trong khi vẫn có thể cải thiện tính nhất quán và chất lượng cà phê
Quá trình lên men là hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật, trong đó vi khuẩn biến đổi đường thành các hợp chất năng lượng và sinh ra các chất hữu cơ khác Trong ngành cà phê, định nghĩa dễ hiểu hơn là quá trình sau khi cà phê đã sát vỏ được ngâm trong một bể nước cho tới khi chất nhầy (mucilage) phân rã hoàn toàn Quá trình này ảnh hưởng đến hương vị, mùi và độ chua của cà phê và phụ thuộc vào thời gian ngâm, điều kiện nhiệt độ và sự có mặt của các loại vi sinh vật tham gia.
Có hai cách lên men:
Quá trình lên men hiếu khí diễn ra khi có mặt oxy, bằng cách bỏ quả cà phê tươi vừa hái vào một bể chứa và để các vi sinh vật xử lý phần việc còn lại Để mẻ cà phê đạt chất lượng, cần kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và thời gian lên men Khi oxy có sẵn trong không khí, các vi sinh vật sử dụng oxy và cơ chất là các hợp chất hữu cơ trong thành phần vỏ quả cà phê để phát triển và thải ra các chất hữu cơ thứ cấp (Katerine và cs, 2018).
Quá trình lên men kỵ khí cho cà phê bắt đầu bằng việc cho quả cà phê tươi hái vào một bể chứa và đổ ngập nước, có thể thực hiện trước hoặc sau khi nghiền Trong trường hợp này, quả cà phê ngâm chìm hoàn toàn trong bể nước (sau khi xát vỏ), nhờ vậy các vi sinh có điều kiện phát triển tham gia vào quá trình lên men Điều đó cho phép các vi sinh hoạt động và tạo ra chu trình lên men kỵ khí, ảnh hưởng đến hương vị, độ axit và chất lượng tổng thể của cà phê sau rang.
Chín loại vi sinh vật khác nhau có thể hoạt động mà không cần oxy Hai quá trình này có thể diễn ra đồng thời trong quy trình chế biến cà phê, nhưng quá trình lên men cà phê nhờ các vi sinh vật kị khí dễ dàng kiểm soát và đồng nhất hơn (Katerine và cộng sự, 2018).
Enzyme là chìa khóa xúc tác cho mọi phản ứng diễn ra trong quá trình lên men cà phê Các nghiên cứu trước đây xác định có trên 50 loại nấm men và vi khuẩn tham gia quá trình này, và ba enzyme quan trọng nhất do vi sinh vật sản xuất để giảm pectin trong quá trình lên men cà phê là pectin lyase, polygalacturonase và pectin methyl esterase, trong đó polygalacturonase là enzyme chính tham gia lên men Quá trình lên men kỵ khí được thực hiện đồng nhất và dễ quản lý hơn, còn lên men hiếu khí phức tạp và khó kiểm soát hơn (Clarke, 1985).
1.6.2 Vai trò của vi sinh vật trong quá trình lên men
Vi sinh vật xuất hiện ở hầu hết mọi môi trường và đóng vai trò then chốt trong quá trình chế biến cà phê cũng như các sản phẩm lên men khác Ngay cả trước khi quá trình chế biến bắt đầu, vi sinh vật đã bám trên bề mặt quả cà phê; đặc biệt là vi khuẩn axit lactic, chúng phát triển mạnh trên nguồn nguyên liệu thực vật giàu dinh dưỡng như vỏ quả hoặc chất nhầy được giải phóng ra môi trường Trong suốt các giai đoạn chế biến sau thu hoạch, vi sinh vật xuất hiện đa dạng gồm vi khuẩn axit axetic, vi khuẩn axit lactic, trực khuẩn, nấm men và nấm sợi Tuy nhiên, mức độ cần thiết của vi sinh vật để sản xuất cà phê chất lượng cao vẫn chưa được làm rõ (Mazzafera và Paulo, 1999).
Trong quá trình phát triển, hệ vi sinh tham gia lên men bằng cách chuyển hóa chất dinh dưỡng thực vật thành các chất chuyển hóa và tích lũy chúng trong môi trường chế biến Với chất nhầy trong quá trình chế biến ướt, sucrose được tiêu thụ hoàn toàn ở cuối quá trình lên men bất kể thời gian kéo dài; nồng độ fructose và glucose giảm theo thời gian lên men Lên men ướt cũng dẫn tới sự tích lũy đáng kể các chất chuyển hóa liên quan đến hoạt động của vi sinh như axit axetic, ethanol, glycerol, axit lactic và mannitol, các hợp chất này tăng dần theo thời gian lên men So với chất nhầy, sự biến động nồng độ chất chuyển hóa diễn ra mạnh mẽ hơn trong nội nhũ (phôi hạt) của cà phê Sau quá trình lên men, nồng độ fructose, glucose, sucrose và caffeine trong phôi hạt thể hiện những thay đổi đáng kể so với giai đoạn trước.
Ten components exhibit significant changes during fermentation Prolonged fermentation times decrease the concentration of sucrose while increasing the levels of acetic acid, ethanol, glycerol, glucuronic acid, lactic acid, mannitol, and succinic acid The accumulation of these compounds is proportional to the duration of fermentation (Spiller & Alton, 1998).
Trong quá trình chế biến ướt, cà phê được lên men trong bể ngâm và nhóm vi khuẩn axit lactic (như Leuconostoc, Lactococcus và Lactobacillus) được sử dụng phổ biến nhất, cùng với nhóm vi khuẩn Enterobacteria và nấm men (Pichia và Starmerella); một số chất chuyển hóa liên quan đến hoạt động của vi khuẩn axit lactic như axit lactic, axit axetic và mannitol được tạo ra trong chất nhầy được tìm thấy trên hạt cà phê Quá trình chế biến khô diễn ra ở các lớp ngoài của quả cà phê, với sự xuất hiện của các loại vi nấm đa dạng hơn so với chế biến ướt, điển hình là nhóm nấm men (Saccharomycopsis), và nhóm vi khuẩn thể hiện sự đa dạng của vi khuẩn axit axetic và vi khuẩn axit lactic (ví dụ, L mesenteroides, Acetobacter và Gluconobacter); sự tham gia của các vi sinh vật này cho phép tích lũy các chất chuyển hóa như axit gluconic và rượu đường trong lớp vỏ thịt của quả cà phê khô Do đó, cả hai phương pháp chế biến ướt và khô đều có sự tham gia đáng kể của cấu trúc cộng đồng vi sinh vật và do đó thành phần của hạt cà phê xanh cuối cùng, tuy nhiên một số chất chuyển hóa được tạo ra trong quá trình lên men vẫn còn trên bề mặt của hạt, và thậm chí có thể tồn tại trong toàn bộ quá trình (Mazzafera và Paulo, 1999).
Quy trình chế biến cà phê gồm các công đoạn chính như chà xát quả cà phê để tách vỏ, ngâm ủ để chất nhầy lên men và phân hủy, sau đó phơi sấy để thu được cà phê thóc.
Hình 1.3 Bể lên men cà phê (Nguồn: O’coffee, 2018)
Chế biến ướt gồm bốn công đoạn chính: phân loại, xát bỏ vỏ quả, lên men để loại bỏ chất nhầy và phơi sấy, quy trình này giúp cà phê hạt có phẩm chất vị cao hơn, đặc biệt ở các giống cà phê chất lượng như Arabica, nhờ lên men bởi hệ enzyme của hạt hoặc do enzyme do vi sinh vật tạo ra giúp phát triển tối đa hương vị trong hạt Trong quá trình, chà xát quả để tách vỏ, ngâm ủ cho chất nhầy lên men, cuối cùng là phơi sấy để thu được cà phê thóc Chế biến ướt giữ giá trị của hạt, đảm bảo chất lượng đồng nhất và giảm thiểu khiếm khuyết trong thử nếm Quá trình lên men giúp bảo tồn tối đa lượng axit tự nhiên trong hạt và mang lại độ chua đặc trưng của từng loại, tạo nên hương vị được giới sành cà phê ưa chuộng.
1.6.4 Quy trình chế biến ướt cà phê
1.6.4.1 Nguyên liệu đầu vào, phân loại cà phê
Cà phê nguyên liệu dễ mất phẩm chất nếu thu hái không đúng lúc và chế biến không kịp thời Để đảm bảo phẩm chất cà phê tốt và đồng thời ngăn ngừa lãng phí do rơi rụng hoặc hư hỏng, quy trình thu hái và chế biến cần được thực hiện đúng thời điểm và bài bản.
Thu hái cà phê phải đạt các yêu cầu cơ bản: thu đúng lúc, kịp thời và đúng độ chín, không thu quả xanh hay quả chín non chưa đạt chất lượng Phải hái từng quả, không hái theo chùm để bảo vệ cây và năng suất mùa sau Trong quá trình thu hái, cần bảo vệ nụ hoa, đặc biệt cà phê mít Cà phê được phân loại theo màu sắc và đóng bao; nhân cà phê được phân loại theo trọng lượng Cần giữ vệ sinh khi thu hái, tránh lẫn rác, cành, đất, đá làm nhiễm bẩn khối hạt Sau khi thu hái xong, vận chuyển ngay về nơi chế biến, không để ủ đống quá lâu khiến cà phê nẫu và bốc nóng (Wang, 1967).
Cà phê được đưa vào bể phân loại để loại bỏ tạp chất và các thành phần kém chất lượng như cà phê khô, cành cây, lá và quả chưa chín nhằm bảo đảm chất lượng cà phê; sau đó, cà phê được phân loại ở bể nước để loại bỏ các quả bị hư, các tạp chất khác như cành, lá, bùn đất dính với quả sâu sẽ nổi lên mặt nước Quá trình phân loại nhằm tách biệt giữa trái cà phê chín và trái chưa chín, giữa quả to và quả nhỏ; dựa vào sự khác biệt về kích thước của nguyên liệu và tạp chất, cà phê sẽ được qua máy rung sàng hạt để phân loại Các quả cà phê nên được xử lý càng sớm càng tốt để tránh sự mất nước (Nguyễn Quang Thọ, 1968).
1.6.4.2 Xát loại bỏ vỏ quả Đây là giai đoạn được xem là quan trọng nhất trong phương pháp chế biến cà phê ướt Công đoạn được thực hiện bởi máy xát, xát vỏ, loại bỏ thịt và chất nhầy khỏi hạt cà phê Sau khi phân loại cần lập tức xát trái cà phê để tránh tác động hưởng đến chất lượng của cà phê Công đoạn này chủ yếu làm cho vỏ, thịt kèm theo chất nhầy và hạt cà phê được tách ra, cà phê được làm sạch Đây là công đoạn tạo ra sự khác biệt quan trọng giữa hai phương pháp chế biến khô và ướt nhằm tránh quá trình lên men ngoài ý muốn và phát sinh các vị lạ trong hạt cà phê Vỏ quả cà phê với thành phần chính là Cellulose rất dày và khó bị vi sinh vật phân hủy trong điều kiện tự nhiên nên cần được loại bỏ Cà phê sẽ đi qua một máy nghiền tách vỏ, hoặc nếu theo phương pháp thủ công ở một số vùng châu phi như Kenya hay Ethiopi, chỉ cần cho vào máng gỗ rồi dùng đá nghiền vỡ quả bằng tay Điều cần thiết là việc xát vỏ nhanh chóng, nhằm tránh tiến trình lên men ngoài ý muốn và phát sinh các vị lạ trong hạt cà phê Để bóc vỏ quả, người ta thường dùng phương pháp cơ học, các máy xát kiểu Gosdon, Hamburg hay Raoeng thường hay được sử dụng Đối với máy xát đĩa kiểu Hamburg, các đĩa được bố trí gờ trên mặt để tăng hiệu quả bóc vỏ
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Các nội dung nghiên cứu
Tìm hiểu quy trình chế biến cà phê – chế biến ướt tại đơn vị thực tập
- Nguyên liệu đầu vào, phân loại cà phê
- Xát loại bỏ vỏ quả
- Lên men loại bỏ chất nhầy
- Làm khô hạt và dự trữ
Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Địa điểm, thời gian, đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Địa điểm thực tập là Công ty TNHH Phước Kiến Đà Lạt, đơn vị chuyên chế biến ướt cà phê Arabica Công ty tọa lạc tại thôn 2, xã Tà Nung, Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng.
- Đối tượng nghiên cứu: quy trình chế biến ướt cà phê Arabica
- Phương pháp nghiên cứu: thực tập và quan sát, tìm hiểu tài liệu quy trình chế biến cà phê và so sánh với quy trình chế biến cà phê
2.2.2 Quy trình chế biến tại công ty TNHH Phước Kiến
Sơ đồ 2.1 Quy trình chế biến ướt tại công ty Phước Kiến 2.2.2.1 Nguyên liệu đầu vào, phân loại cà phê
- Tiến hành quan sát thời điểm thu mua cà phê của công ty, địa phương thu mua và thời gian thu hoạch cà phê của các hộ nông dân
Dựa vào lý thuyết về tiêu chí độ chín của hạt cà phê (mục 1.6.4.1.), bài viết xem xét thực tế tỉ lệ giữa hạt chín và hạt xanh cà phê tươi làm nguyên liệu thu mua tại nhà máy, nhằm đánh giá mức độ đồng nhất của nguồn nguyên liệu và tác động tới chất lượng sản phẩm cuối cùng Việc đo lường tỉ lệ này giúp dự báo khả năng rang xay, tối ưu hoá quy trình chế biến và kiểm soát chi phí từ nguồn hàng đầu vào Kết quả cho thấy sự chênh lệch giữa hạt chín và hạt xanh ở các đợt thu mua có ảnh hưởng đến hương vị, độ đồng đều và giá trị thương mại của cà phê khi đưa vào sản xuất Dựa trên đó, đề xuất các biện pháp quản lý chất lượng như đánh giá độ chín trước thu mua, phân loại hạt ở nguồn và điều chỉnh lịch thu mua cùng quá trình rang xay để nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.
Nguyên liệu đầu vào, phân loại cà phê
Xay loại bỏ vỏ quả
Lên men loại bỏ chất nhầy nhầy
Làm khô hạt và dự trữ
Để quan sát cách hoạt động của máy rửa phân loại cà phê tại nhà, nắm bắt nguyên lý cơ bản là cho cà phê vào bể nước phân loại: những trái chín sẽ chìm xuống, còn dị vật và trái kém chất lượng sẽ nổi lên Quá trình này giúp loại bỏ tạp chất và tách các hạt cà phê có chất lượng thấp trước khi sấy và rang Trong khi vận hành, điều chỉnh lưu lượng nước và mức nước sẽ tối ưu hóa sự phân loại, cho phép bạn đánh giá hiệu quả của máy dựa trên sự phân tách giữa hạt chìm và nổi.
2.2.2.2 Xát loại bỏ vỏ quả
Thành phần chủ yếu của lớp vỏ quả là nước, glucid và protein, khiến vỏ quả có đặc tính ảnh hưởng đến quá trình chế biến Vỏ quả gây khó khăn trong chế biến do dễ thối rửa và kéo dài thời gian phơi sấy, vì vậy phải loại bỏ lớp vỏ quả trước khi xử lý Hiệu suất và kỹ thuật xát tươi ảnh hưởng lớn đến chất lượng của thành phẩm cũng như hiệu suất các công đoạn tiếp theo và giá thành sản xuất.
Quan sát quá trình xay xát cà phê tại nhà máy cho thấy thiết bị xay gồm 3 cối xay, mỗi cối được trang bị động cơ và có hệ thống hoạt động liên tục, và lượng cà phê được chia đều bằng máy.
Trong khu vực vận hành, người giám sát theo dõi quá trình hoạt động của máy móc và hệ thống xay xát để đảm bảo hiệu suất và chất lượng sản phẩm Họ ghi nhận và điều chỉnh lượng cà phê sau xay xát, kiểm tra độ mịn và độ đồng nhất của phần hạt cà phê nhằm đáp ứng yêu cầu sản phẩm cuối cùng Đồng thời, họ giám sát cách xử lý phần vỏ đã được xay, phân loại, tái chế hoặc loại bỏ phần thải một cách an toàn và hiệu quả Toàn bộ quy trình được thực hiện theo các bước chuẩn hóa và được ghi nhận để đảm bảo tính liên tục và an toàn cho người lao động, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất vận hành máy móc.
Việc theo dõi thời gian giữa hai công đoạn xay xát và lên men là yếu tố then chốt trong quy trình chế biến cà phê Sau xay xát, enzyme trong hạt cà phê kích hoạt quá trình lên men nhanh hơn, điều này có thể làm ảnh hưởng đến hương vị của cà phê thành phẩm nếu thời gian lên men không được kiểm soát Vì vậy, quản lý chính xác thời gian lên men sau xay xát giúp tối ưu hóa sự cân bằng giữa hương thơm, độ axit và vị ngọt, từ đó nâng cao chất lượng và tính đồng nhất của cà phê thành phẩm.
2.2.2.3 Lên men loại bỏ chất nhầy
Việc lên men cà phê là một bước rất quan trọng trong quy trình chế biến ướt, đóng vai trò là công đoạn giúp xác định và phân biệt rõ ràng giữa phương pháp chế biến ướt và phương pháp chế biến mật ong.
- Tiến hành quan sát, cách thức lên men, tỉ lệ giữa nước và cà phê, nguồn nước của nhà máy
- Theo dõi thời gian lên men cho cả mẻ cà phê, tham khảo cách nhận biết cà phê đã được lên men và công đoạn nửa lớp nhầy
2.2.2.4 Làm khô hạt và dự trữ
Sau khi rửa sạch nhớt và các tạp chất, lượng nước còn lại trong hạt và nước bám quanh hạt chiếm khoảng 8–10% Nếu để lượng nước này mang cà phê đi sấy sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng cà phê nhân, vì vậy quá trình sấy cà phê tại công ty được thực hiện qua hai giai đoạn: sấy sàng tĩnh và sấy trống Trong quá trình sấy, cần quan sát cấu tạo và cách hoạt động của lò sấy tĩnh tại nhà máy để đảm bảo thời gian kết thúc mẻ sấy và đạt được độ ráo mong muốn cho cà phê nhân.
- Quan sát và tìm hiểu công suất, nhiệt độ của trống sấy, vật liệu đốt
- Theo dõi thời gian kết thúc quá trình sấy của, tiêu chí độ ẩm của công ty cho sản phẩm
- Sau khi kết thúc công đoạn sấy, tiến hành quan sát khâu đóng gói lưu trữ của công ty
2.2.3 Tổng hợp và so sánh
Trong khuôn khổ thực tập, tôi áp dụng phương pháp tổng hợp tài liệu kết hợp với phân tích thực tế để so sánh quy trình chế biến của công ty với quy trình chuẩn Việc tổng hợp tài liệu giúp nắm rõ cấu trúc, yêu cầu chất lượng và các bước thực hiện, đồng thời việc quan sát thực tế cho thấy những biến thiên và điểm hạn chế trong quá trình chế biến Từ đó, tôi đánh giá mức độ tuân thủ quy trình chuẩn, nhận diện sự khác biệt về thời gian, nguồn lực và hiệu suất, và rút ra kết luận về tính phù hợp cũng như đề xuất cải tiến Kết quả thực tập bao gồm các đề xuất tối ưu hóa quy trình, biện pháp kiểm soát chất lượng và kế hoạch triển khai nhằm đảm bảo tuân thủ chuẩn ngành, nâng cao năng suất và giảm thiểu rủi ro cho công ty Các kết luận được trình bày rõ ràng, có minh chứng từ tài liệu và quan sát thực tế, nhằm hỗ trợ công ty cải thiện quy trình chế biến theo chuẩn quy định.