Thiết lập quy trình và lập khảo sát Tuần 2 Thực hiện rang thử, thu nhận sản phẩm, rút kinh nghiệm Tuần 3 Khảo sát 1&2, thu sản phẩm sau khảo sát, nhận xét vàđánh giá kết quả khảo sát Tuầ
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
BÁO CÁO THỰC HÀNH CHẾ
BIẾN CÂY NHIỆT ĐỚI
GVHD: Đỗ Viết Phương Lớp: DHTP16C
Nhóm thực hiện: Tổ 4 – Nhóm 4
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
BÁO CÁO THỰC HÀNH CHẾ
BIẾN CÂY NHIỆT ĐỚI
GVHD: Đỗ Viết Phương Lớp: DHTP16C
Nhóm thực hiện: Tổ 4 – Nhóm 4
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Lời cám ơn đầu tiên chúng em xin gửi đến ban lãnh đạo nhà trường cùng ban lãnh đạoViện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất chochúng em có thể tiếp cận việc sản xuất và nắm bắt quy trình công nghệ sản xuất cà phê.Chúng em cũng xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Đỗ Viết Phương đã tận tâm giảngdạy, truyền đạt những kiến thức và tận tình hướng dẫn để chúng em có thể hoàn thành bàibáo cáo này
Bài báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót mong thầy sẽ góp ý để chúng em có thểhoàn thiện hơn kỹ năng viết báo cáo cho sau này ạ
Chúng em xin chân thành cám ơn!
Trang 4MỤC LỤC
Trang 6CHƯƠNG 1: NỘI DUNG KHẢO SÁT
1.1 Kế hoạch khảo sát
Tuần 1 Tìm hiểu quy trình sản xuất cà phê rang xay quy mô
phòng thí nghiệm Thiết lập quy trình và lập khảo sát
Tuần 2 Thực hiện rang thử, thu nhận sản phẩm, rút kinh nghiệm
Tuần 3 Khảo sát 1&2, thu sản phẩm sau khảo sát, nhận xét vàđánh giá kết quả khảo sát
Tuần 4 Khảo sát 3&4, thu sản phẩm sau khảo sát, nhận xét vàđánh giá kết quả khảo sát
Tuần 5 Khảo sát 5, thu sản phẩm sau khảo sát, nhận xét và đánhgiá kết quả khảo sát
1.2 Nội dung khảo sát
1.2.1.1 Nguyên liệu
- Nguyên liệu đầu vào: 300g cà phê vối
- Chất lượng của nguyên liệu đầu vào:
- Hạt trong trạng thái khá tốt, ít hạt bị vỡ hay rỗng ruột, độ ẩm không cao
- Kích thước các hạt có độ đồng đều chưa cao, có xuất hiện một vài hạt cà phê loại khácnhư cà phê vối, số lượng hạt bị vỡ và rỗng ruột tuy ít nhưng vẫn gây hao hụt nguyênliệu
- Nhân xanh – đen: bị ảnh hưởng do việc làm khô cà phê thóc và cà phê quả không đúng
kỹ thuật (làm khô trên sân hoặc làm khô bằng cơ học), ví dụ: nhiệt độ cao (không có sựphát triển vi sinh vật)
- Nhân còn vỏ trấu: Xát khô và tách vỏ trấu không đúng kỹ thuật
- Nhân vỡ: Xử lý thông thường; hình thành chủ yếu trong quá trình vận hành máy xát vỏtrấu hoặc xát khô
Trang 7- Khối lượng cà phê nhân (100g/1 lần)
1.2.1.5 Các chỉ tiêu đo đạc trong khảo sát
- Thời gian rang cà phê
- Nhiệt độ khối hạt
- Các hiện tượng vật lý diễn ra trong quá trình rang như xuất hiện khói, tiếng nổ, …
1.2.1.6 Cách tiến hành khảo sát
- Chuẩn bị nguyên vật liệu cần dùng để khảo sát
- Phân cỡ cà phê vối để lấy kích thước đồng đều nhau rồi cân, khối lượng cần dùng chomột mẻ rang
- Kiểm tra các dụng cụ như bếp gas, nhiệt kế hồng ngoại, nồi inox 2 đáy, chuẩn bị đũa
(3-4 chiếc), chén, muỗng
- Đặt nồi lên bếp và chỉnh mức độ lửa phù hợp
- Dùng nhiệt kế hồng ngoại kiểm tra đáy nồi tại vị trí có nhiệt độ cao nhất đến khi nhiệt
độ tại vị trí đó ổn định
- Ghi lại nhiệt độ đáy nồi và tiến hành khảo sát
- Cho 100g cà phê vối vào nồi và đảo đều khối hạt bằng đũa với tốc độ đảo nhanh và đều
để khối hạt không bị cháy mặt
- Cứ 1 phút trôi qua sẽ tiến hành đo nhiệt độ khối hạt tại vị trí đã xác định nhiệt độ nồi vàlấy 1 lượng hạt ra để chụp màu sắc
- Ghi nhận lại thời gian xuất hiện các hiện tượng vật lý trong quá trình rang
1.2.1.7 Kết quả và biểu đồ
Nhiệt độ đáy nồi = 172
Trang 8Nhiệt độ đáy nồi = 177
Trang 10Biểu đồ thể hiện nhiệt độ tâm hạt cà phê trong quá trình rang lần 2 qua từng phút
1.2.1.8 Nhận xét và giải thích
Nhận xét:
- Màu sắc: Hạt chuyển từ màu xanh-vàng sang màu nâu-đen
+ 1-2 phút màu xanh chuyển thành vàng
+ 2-6 phút màu vàng chuyển thành màu vàng nâu
+ 7-12 phút màu vàng nâu chuyển thành màu nâu
+ 13-18 phút màu nâu chuyển thành màu nâu-đen
Trang 111.2.1.9 Kết luận
- Thời gian rang ảnh hưởng rất lớn đến nhiệt độ và màu sắc của khối hạt Thời gian cànglâu thì nhiệt độ càng tăng cao và đạt đến mức ổn định Thời gian càng lâu thì màu sắccàng đậm
1.2.2.1 Nguyên liệu
- Nguyên liệu đầu vào: 300g cà phê vối
- Chất lượng của nguyên liệu đầu vào:
- Hạt trong trạng thái khá tốt, ít hạt bị vỡ hay rỗng ruột, độ ẩm không cao
- Kích thước các hạt có độ đồng đều chưa cao, có xuất hiện một vài hạt cà phê loại khácnhư cà phê vối, số lượng hạt bị vỡ và rỗng ruột tuy ít nhưng vẫn gây hao hụt nguyênliệu
- Nhân xanh – đen: bị ảnh hưởng do việc làm khô cà phê thóc và cà phê quả không đúng
kỹ thuật (làm khô trên sân hoặc làm khô bằng cơ học), ví dụ: nhiệt độ cao (không có sựphát triển vi sinh vật)
- Nhân còn vỏ trấu: Xát khô và tách vỏ trấu không đúng kỹ thuật
- Nhân vỡ: Xử lý thông thường; hình thành chủ yếu trong quá trình vận hành máy xát vỏtrấu hoặc xát khô
- Khối lượng cà phê nhân (15g/1 lần)
- Thời gian rang cà phê
- Nhiệt độ tối đa của khối hạt
1.2.2.5 Các chỉ tiêu đo đạc trong khảo sát
- Khối lượng hạt trước và sau khi rang
- Thể tích hạt trước và sau khi rang
Trang 121.2.2.6 Cách tiến hành khảo sát
- Chuẩn bị nguyên vật liệu cần dùng để khảo sát
- Phân cỡ cà phê vối để lấy kích thước đồng đều nhau rồi cân, khối lượng cần dùng chomột mẻ rang
- Kiểm tra các dụng cụ như bếp gas, nhiệt kế hồng ngoại, nồi inox 2 đáy, chuẩn bị đũa
(3-4 chiếc), chén, muỗng
- Đặt nồi lên bếp và chỉnh mức độ lửa phù hợp
- Dùng nhiệt kế hồng ngoại kiểm tra đáy nồi tại vị trí có nhiệt độ cao nhất đến khi nhiệt
độ tại vị trí đó ổn định
- Ghi lại nhiệt độ đáy nồi và tiến hành khảo sát
- Cho khối lượng cà phê vối đã cân vào nồi và đảo đều khối hạt bằng đũa với tốc độ đảonhanh và đều để khối hạt không bị cháy mặt trong 1 phút
- Sau 1 phút sẽ tiến hành, lấy khối hạt ra để cân lại khối lượng và thể tích
- Lặp lại thí nghiệm đến khi khối lượng hạt sau rang không đổi, mỗi lần lặp lại tăng lên 1phút
- Ghi nhận lại khối lượng và thể tích sau mỗi lần rang
Trang 13Bảng khảo sát sự thay đổi khối lượng khối hạt qua từng phút rang Thời
gian Thể tích khối hạt và nước (ml) Thể tích nước (ml) Thể tích khối hạt (ml)
Trang 14Biểu đồ thể hiện thể tích khối hạt qua từng phút rang
1.2.2.8 Nhận xét và giải thích
Nhận xét
- Khối lượng khối hạt giảm dần theo thời gian rang
- Thể tích khối hạt tăng dần theo thời gian rang
Giải thích
- Khối lượng khối hạt giảm dần do quá trình gia nhiệt có xảy ra hiện tượng thoát nước bêntrong hạt dưới tác động của nhiệt độ Thời gian rang càng lâu thì nhiệt độ khối hạt sẽcàng tăng làm hiệu suất thoát hơi nước của hạt cao hơn Hơi nước lớp bên ngoài hạt sẽthoát trước, đến khi nhiệt độ khối hạt đạt cực đại và ổn định thì hơi nước trong tâm khốihạt sẽ thoát hết hoàn toàn nên phần trăm hao hụt khối lượng của khối hạt sẽ không đổi
- Thể tích khối hạt tăng dần do quá trình gia nhiệt có xảy ra hiện tượng nở hạt dưới tácđộng của nhiệt độ Ngoài ra thể tích khối hạt còn tăng do hiện tượng nước thoát nướctrong khối hạt Hơi nước thoát ra sẽ để lại trong khối hạt những khoảng trống
sau khi rang
- Khảo sát nhiệt độ ảnh hướng như thế nào đến cảm quan sản phẩm cà phê sau khi rang
1.2.3.4 Các thông số cố định khi thực hiện khảo sát
- Kích cỡ hạt cà phê nhân (
- Khối lượng cà phê nhân (300g/1 lần)
- Thời gian rang cà phê
Trang 151.2.3.5 Các chỉ tiêu đo đạc trong khảo sát
- Chỉ tiêu cảm quan về màu, mùi, vị của sản phẩm
- Chỉ tiêu cảm quan về màu nước, mùi, vị, trạng thái của sản phẩm được chấm điểm bằng
bảng điểm sau:
Vị
1.2.3.6 Cách tiến hành khảo sát
- Chuẩn bị nguyên vật liệu cần dùng để khảo sát
- Phân cỡ cà phê vối để lấy kích thước đồng đều nhau rồi cân khối lượng cần dùng cho
một mẻ rang
- Kiểm tra các dụng cụ như bếp gas, nhiệt kế hồng ngoại, nồi inox 2 đáy, chuẩn bị đũa
(3-4 chiếc), chén, muỗng
- Đặt nồi lên bếp và chỉnh mức độ lửa phù hợp
- Dùng nhiệt kế hồng ngoại kiểm tra đáy nồi tại vị trí có nhiệt độ cao nhất đến khi nhiệt
độ tại vị trí đó ổn định
- Ghi lại nhiệt độ đáy nồi và tiến hành khảo sát
- Cho 300g cà phê vối vào nồi và đảo đều khối hạt bằng đũa với tốc độ đảo nhanh và đều
để khối hạt không bị cháy mặt
- Tiến hành rang đến khi sản phẩm đạt màu sắc mong muốn
- Sau khi rang mẻ đầu tiên sẽ tiến hành tăng nhẹ nhiệt độ nồi rang ở mẻ thứ 2 và rang đến
khi hạt đạt màu sắc mong muốn
Trang 161.2.3.7 Kết quả và biểu đồ
Bảng thời gian và nhiệt độ các lần rang
Loại cà phê Lần rang Thời gian rang Nhiệt độ tối đa của
khối hạt
Bảng 1 3 Phiếu chấm điểm cảm quan mẫu cà phê vối rang lần 1
Bảng 1 4 Phiếu chấm điểm cảm quan mẫu cà phê vối rang lần 2
Bảng 1 5 Phiếu chấm điểm cảm quan mẫu cà phê chè rang lần 1
Trang 17Bảng 1 6 Phiếu chấm điểm cảm quan mẫu cà phê chè rang lần 2
- Đối với mẫu cà phê vối, sự chênh lệch điểm số đối với chỉ tiêu màu nước là 18,18%,chênh lệch điểm chỉ tiêu mùi là 4,55%, chênh lệch điểm chỉ tiêu vị là 21,74%, chênhlệch điểm chỉ tiêu trạng thái là 5%
Trang 18- Đối với mẫu cà phê chè, sự chênh lệch điểm số đối với chỉ tiêu màu nước là 8,7%,chênh lệch điểm chỉ tiêu mùi là 4,8%, chênh lệch điểm chỉ tiêu vị là 0%, chênh lệchđiểm chỉ tiêu trạng thái là 4,8%.
Giải thích
- Điểm cảm quan về màu nước của cà phê vối có sự chênh lệch khá lớn (18,18%) có thể
do các nguyên nhân về thời gian rang và kĩ thuật rang Cảm quan hạt cà phê ở lần rangthứ 2 cháy bề mặt hơn 1 chút, tuy nhiên xung quang hạt vẫn còn giữ màu nâu không quáđậm Vì vậy có thể xác định được người rang không đảo đều tay Ngoài ra thời gian ranglần 2 là 25 phút có thể vẫn chưa đủ rang Điểm cảm quan màu nước của cà phê chè lạikhông có sự chênh lệch nhiều do đã khắc phục được các nhược điểm về kĩ thuật và canhthời gian rang
- Điểm cảm quan về mùi của cà phê vối có sự chênh lệch khá thấp (4,55%) dù có mứcchênh lệch màu nước pha cao có thể do kĩ năng của người pha mẫu và người thử mẫuảnh hưởng đến kết quả
- Điểm cảm quan vị của cà phê vối chênh lệch khá cao (21,74%) do ảnh hưởng về chấtlượng hạt cà phê Hạt cà phê vối rang lần 1 có sự đồng đều về màu sắc từ trong tâm rangoài nhân, không có hiện tượng cháy hạt Tuy nhiên hạt cà phê rang lần 2 lại mắc phảinhững lỗi như cháy bề mặt và không đồng đều màu từ trong tâm đến vỏ ngoài của hạt
nên làm vị của cà phê đắng mạnh và có mùi khét
Hình 1 2 Hình ảnh sản phẩm cà phê chè của 2 lần rang
Hình 1 3 Hình ảnh sản phẩm cà phê chè của 2 lần rang
1.2.4
Trang 19Nguyên liệu (Cà phê nhân)
Trang 20Mục đích chính của quá trình làm sạch là loại các tạp chất (lá, vỏ cà phê, đá, cát) ra khỏinguyên liệu cà phê nhằm nâng cao chất lượng của sản phẩm
Bên cạnh đó, để đảm bảo sự đồng đều của cà phê trong quá trình rang, quá trình phân loại sẽgiúp loại bỏ các hạt cà phê không đảm bảo về kích thước (quá nhỏ hoặc quá to, hạt cà phê bị vỡnát) và tỷ trọng (hạt bị lép, hạt cà phê được chế biến từ các quả chín )
Các biến đổi của nguyên liệu: Trong quá trình làm sạch, biến đổi quan trọng nhất là hàm lượngtạp chất sẽ giảm, nguyên liệu cà phê sẽ đồng đều hơn về kích thước và tỷ trọng
Phương pháp thực hiện, thiết bị và thông số công nghệ
Quá trình làm sạch được thực hiện qua 2 bước liên tục: phân loại dựa trên kích thước và dựatrên tỷ trọng:
Quá trình phân loại dựa trên sự khác biệt về kích thước được thực hiện bằng cách sàng Thôngthường, quá trình phân loại được thực hiện trên hai sàng nối tiếp nhau Cà phê được cho vàosàng thứ nhất, phần tạp chất có kích thước lớn được giữ lại trên sàng, phần đi qua sàng sẽ đượctiếp tục chuyển đến sàng thứ 2 Tại đây, các tạp chất có kích thước nhỏ hơn lỗ sàng sẽ đi quasàng, hạt cà phê có kích thước theo yêu cầu sẽ được giữ lại trên sàng Kích thước lỗ sàng củahai sàng này phụ thuộc vào từng loại cà phê nguyên liệu
Cà phê sau khi sàng xong được chuyển sang công đoạn tiếp theo là làm sạch bằng khí động.Tại đây, các tạp chất có khối lượng nhẹ hơn hạt cà phê sẽ được tách ra do bị dòng khí lôi cuốnđi
Trang 21Phương pháp rang cà phê: rang là quá trình gia nhiệt cho cà phê, sử dụng tác nhân truyền nhiệt
là không khí nóng có nhiệt độ 180-260oC Trong quá trình rang, hạt được đảo trộn liên tục nêntrong thiết bị rang có cả 3 phương thức truyền nhiệt: bức xạ, dẫn nhiệt và đối lưu
Dựa vào sự biến đổi về màu sắc và trạng thái bề mặt, quá trình rang cà phê được phân loại theocác mức độ rang khác nhau Mức độ rang ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm cà phê rangxay (màu sắc, hương vị…) và mức độ biến đổi các hợp chất hóa học trong nguyên liệu
Các biến đổi của nguyên liệu
Vật lý
+ Trong quá trình rang, nhiệt độ của hạt cà phê tăng là do nhiệt lượng cung cấp từ tác nhân gianhiệt và nhiệt lượng do các phản ứng hóa học bên trong hạt sinh ra Trong giai đoạn đầu củaquá trình rang, nhiệt lượng sinh ra từ các phản ứng nhiệt phân là không đáng kể Sau đó, nhiệtlượng sinh ra từ các phản ứng nhiệt phân sẽ tăng do cường độ các phản ứng tăng lên Nhiệtlượng này tăng mạnh khi nhiệt độ của hạt cà phê dao động trong vùng 170-250oC Để hạn chếhiện tượng tăng nhiệt này trong quá trình rang, khi rang đến nhiệt độ trong vùng nói trên, cácnhà sản xuất cầm giảm lượng nhiệt cung cấp từ bên ngoài bằng cach giảm lưu lượng tác nhânrang
+ Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, nước và một số chất có phân tử lượng thấp sẽ bay hơi, do đólàm trương nở và giảm khối lượng hạt cà phê, tỷ trọng hạt cũng giảm đi Các biến đổi này phụthuộc vào giống, chất lượng cà phê nhân nguyên liệu, mức độ rang và phương thức rang Thểtích hạt sau khi rang có thể tăng lên 40-60% Cà phê Robusta trương nở ít hơn cà phê Arabicakhi có cùng mức độ rang Cùng một giống cà phê, độ trương nở và mức độ giảm khối lượng hạtcàng nhiều khi mức độ rang càng “đậm”, hay khi sử dụng phương thức rang nhiệt độ cao vàthời gian ngắn Khối lượng hạt giảm còn do trogn quá trình rang, lớp vỏ lụa bị tách ra Cà phênhân được đánh bóng càng tốt trong quá trình chế biến sau thu hoạch thì mức độ giảm khốilượng do lớp vỏ lụa bị tách ra sẽ càng ít
Hóa lý: Biến đổi hóa lý quan trọng nhất trong quá trình rang là hiện tượng bay hơi ẩm và cáchợp chất dễ bay hơi Quá trình này làm cho cấu trúc bên trong hạt trở nên giòn xốp
Hóa học: Biến đổi hóa học là biến đổi quan trọng nhất trong quá trình rang Những biến đổihóa học sẽ tạo ra các đặc trưng về hương vị cho cà phê thành phẩm Các biến đổi hóa học chínhdiễn ra trong quá trình rang gồm:
+ Độ ẩm của hạt cà phê trước khi rang khoảng 12-13% Độ ẩm của cà phê sau khi rang thường
Trang 22+ Sự tổn thất chất khô: hàm lượng chất khô trong quá trình rang sẽ bị giảm do các phản ứngphân hủy Khi cà phê rang càng đậm, lượng chất khô sẽ giảm càng nhiều.
+ Sự thay đổi hàm lượng chất khô hòa tan: trong quá trình rang, hàm lượng chất khô hòa tancủa cà phê Arabica sau khi rang xấp xỉ 30% (chất khô), còn lượng chất khô hòa tan của cà phêRobusta thì có thể cao hơn 3-4% (xét trường hớp 2 loại cà phê có cùng mức độ rang) Để đtạcùng một mức độ rang, nếu thời gian rang càng ngắn thì hàm lượng chất khô hòa tan trong càphê thành phẩm sẽ càng cao
+ Các phản ứng hóa học xảy ra dưới tác dụng của nhiệt độ cao có thể kể đến là phản ứngMailard, phản ứng Strecker, phản ứng caramel, phản ứng phân hủy trigonelline, phản ứng oxihóa lipid, phản ứng phân hủy các hợp chất phenolic, phản ứng nhiệt phân Các phản ứng nàytạo cho sản phẩm có mùi đặc trưng của cà phê rang, màu nâu sẫm, vị đắng và hình thành cácchất khí làm nở hạt Thành phần của các khí này bao gồm CO2 (87%), CO (7,3%), các oxidecủa nito (5,3%) và một số các thành phần tạo hương khác Trong các khí tạo ra, đáng kể nhất làCO2 Khí CO2 tạo thành sẽ được giữ lại một phần bên trong hạt cà phê với hàm lượng khoảng2-5 ml/g Hiện tượng lưu giữ CO2 trong hạt cà phê sau rang gây ra hiện tượng trương phồngbao bì khi bao gói cà phê nếu lượng khí này không được tách trước khi bao gói
Hóa sinh và vi sinh: Do nhiệt độ hạt rất cao nên sau quá trình rang, các enzyme và vi sinh vật
có khối hạt ban đầu sẽ bị vô hoạt hoàn toàn
Trong quá trình rang cà phê, người ta nhận thấy có một số biến đổi cảm quan: Đầu tiên, bề mặthạt cà phê dần trơn và nhẵn Sau đó, bề mặt hạt sẽ khô và bắt đầu xuất hiện các vết nứt Cuốicùng, bề mặt hạt sẽ dàn bóng lên do dầu từ bên trong nhân cà phê thoát ra bề mặt Trong quátrình rang, có hai thời điểm quan trọng đó là khi bề mặt cà phê xuất hiện vết nứt thứ nhất và vếtnứt thứ hai Đây là các đặc điểm quan trọng để đánh giá mức độ rang của cà phê Màu sắc củahạt cà phê sẽ biến đổi dần từ màu xanh xám sang màu vàng nhạt, vàng đậm, nâu cánh gián, nâuđen và cuối cùng có màu đen đậm
Các thông số công nghệ: Trong quá trình rang, hai thông số công nghệ quan trọng nhất chính lànhiệt độ và thời gian rang Tùy theo mức độ rang của sản phẩm mà nhiệt độ và thời gian sẽkhác nhau Nhiệt độ càng cao, thời gian rang càng dài thì mức độ rang cũng càng đậm Nhiệt
độ của hạt cà phê quá 254oC sẽ làm cho nó bị hóa than Thông thường, trong quá trình rang,nhiệt độ của hạt cà phê nên nằm trong giới hạn 180 – 240oC Thời gian rang được xác địnhtheo mức độ rang mong muốn và nhiệt độ thực hiện trong quá trình rang Thông thường, thờigian rang cà phê không vượt quá 1 giờ