Báo cáo Tiểu luận môn học phát triển sản phẩm Nghiên cứu phát triển sản phẩm cà phê bột khử cafein DECAF COFFEE

I.Đặt vấn đề - Ý tưởng Cà phê là một loại thức uống màu đen có chứa chất cafein và được sử dụng rộng rãi, được sản xuất từ những hạt cà phê được rang lên, từ cây cà phê.. I.Đặt vấn đề -

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Đỗ Thị Hải Yến LỚP: 11BCNTP.KH

I.Đặt vấn đề - Ý tưởng

Cà phê là một loại thức uống

màu đen có chứa chất cafein và được sử dụng rộng rãi, được sản xuất từ những hạt cà phê được rang lên, từ cây cà phê Cà phê được sử dụng lần đầu tiên vào thế

kỉ thứ 9, khi nó được khám phá ra

từ vùng cao nguyên Ethiopia Ba loài cà phê là Coffea Arabica – cà phê chè, Coffea Robusta – cà phê vối, và Coffea Liberica Chỉ có cà phê Arabica và Robusta là có giá trị kinh tế Ba phần tư lượng cà phê của thế giới là Arabica Cà phê là một chất cực kỳ phức tạp Người ta ước lượng rằng cà phê chứa hơn

2000 chất hoá học.Chất thu hút sự quan tâm của người tiêu dùng là cafein trong cà phê.

I.Đặt vấn đề - Ý tưởng

Ngày nay, cà phê là một trong những thức uống thông dụng toàn cầu

 Trong cà phê có chứa Cafein là chất kích thích nhẹ, tạo sự tỉnh táo trong công việc hàng ngày

 Tuy nhiên Cafein cũng gây ra một số tác dụng như tăng huyết áp, tăng nhịp tim Có người lại bị dị ứng với cafein Do đó, họ không thể

sử dụng cà phê với hàm lượng cafein cao được

 Ngoài ra, cà phê không có cafein sẽ giảm được một phần vị đắng

Và nhu cầu về cà phê không có cafein xuất hiện

 Tại Việt Nam, các sản phẩm từ cà phê chưa được đa dạng và phong phú Chúng ta chủ yếu xuất nguyên liệu thô cho thế giới, còn quá trình chế biến để tạo nên những sản phẩm cà phê có giá trị thương phẩm cao vẫn chưa được phát triển xứng với tiềm năng

I.Đặt vấn đề - Ý tưởng

• Việc tách bớt hàm lượng cafein trong

cà phê là giải pháp cần thiết để giảm thiểu các tác hại của cà phê có hàm lượng cafein cao, giúp cho nhiều đối tượng có thể sử dụng cà phê, góp phần phát triển ngành chế biến cà phê của Việt Nam theo xu hướng tiêu thụ của thế giới

• Xuất phát từ lý do trên chúng tôi có ý tưởng nghiên cứu phát triển sản phẩm

cà phê bột khử cafein  (decaf coffee)

như là một món quà tuyệt vời cho những ai bị tim mạch hoặc muốn thưởng thức café vào buổi tối mà không bị mất ngủ

II Nhu cầu thị trường

1 Tình hình ngoài nước

• Tình trạng tiêu thụ cà phê trên thế giới gần đây đang thay đổi Tiêu thụ ở các nước sản xuất cà phê tăng lên, trong khi tiêu thụ của các nhập khẩu truyền thống giảm đi.

• - Brazil là nước sản xuất cà phê lớn nhất thế giới nhưng là nước tiêu thụ cà phê lớn thứ ba thế giới, khoảng 13.75 triệu bao trong niên vụ 2003.

• - Ethiopia, quê hương của cà phê có truyền thống uống cà phê, trong năm 2004 họ tự tiêu thụ khoảng 42% lư ợng cà phê trong nước sản xuất ra.

• - Các nước sản xuất khác tiêu thụ cà phê nhiều là: Indonesia, Colombia, Mexico và Ấn Độ.

• - Việt Nam đang khuyến cáo người dân tăng cường uống cà phê và số lượng các nhà rang xay cà phê cung cấp cho thị trường nội địa ngày càng nhiều

2 Tình hình tiêu thụ cà phê tại Việt Nam

• Sản xuất cà phê tại Việt Nam được bắt đầu từ những năm đầu thế kỉ 20 đến nay đã được 100 năm nhưng ngành cà phê chỉ mới thực sự phát triển cả về mở rộng diện tích và nâng cao năng suất, sản lượng trong vòng

25 năm lại đây

• Trong khoảng 1/4 thế kỉ, ngành cà phê Việt Nam đã tăng sản lượng cà phê lên 100 lần và đứng vào hàng thứ hai trong các nước sản xuất cà phê trên thế giới, hàng năm cung cấp cho thị trường 12 -14 triệu bao cà phê Robusta

• Tháng 6/2004, các chuyên gia của ngân hàng thế giới đã đánh giá cao ngành cà phê Việt Nam: “Chỉ trong vòng 10 năm đã phát triển lên vị trí thứ 2 thế giới trong khi để làm được việc đó Colombia đã phải trải qua chặng đường 75 năm”

3 Nhu cầu về cà phê khử cafein

Ngày nay, mối quan tâm về sức khỏe và những loại thực phẩm có liên quan đến sức khỏe ngày càng gia tăng Do đó, khi các tác dụng sinh lý của cafein trong cà phê được biết đến rộng rãi thì ngày càng có nhiều người chuyển dùng các loại đồ uống có ít hoặc không có cafein Tại Mỹ và Tây Âu, khoảng 8-10% lượng cà phê nhân nhập khẩu hàng năm được xử lý để loại cafein.

III Cơ sở khoa học của sản xuất cà phê tách cafein

1.Hợp chất cafein

- Công thức phân tử : C8H10N4O2

- Tên hóa học: 1,3,7_Trimethylxanthine; 1H-purine-2,6-dione; 1,3,7-Trimethyl-2,6-dioxopurine; 7-

3,7-Dihydro-1,3,7-Trimethyl-Methyltheophylline

- Cafein có bản chất hóa học là một alkaloid, thuộc nhóm các hợp chất

có vòng purine Cafein tồn tại ở dạng tinh thể trắng ngậm nước, nóng chảy ở 1360C, thăng hoa ở 1780C Độ tan của cafein: Cafein tan trung bình trong nước Độ tan của cafein thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ.

Cấu tạo phân tử Cafein

2.Ảnh hưởng của cafein đến cơ thể người

• Cafein ảnh huởng rất nhiều đến,thần kinh, hệ tiêu hóa, hệ bài tiết của con người Đã có rất nhiều những nghiên cứu

về ảnh hưởng của cafein tới sức khỏe của con người Trong đó:

• Cafein ảnh hưởng đến hệ thần kinh:

Tác dụng chính của cafein là kích thích hệ thần kinh trung ương Cafein liều cao có thể gây ra một hiệu ứng giống như stress.

• Cafein ảnh hưởng đến hệ tuần hoàn

Cafein và một số methylxanthine khác có thể ảnh hưởng đến chức năng tim mạch bằng cách làm thay đổi sự co bóp của tim và mạch máu

Cafein ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa

Cafeine làm tăng tiết acid dạ dày, do đó không tốt cho những người bị viêm loét dạ dày Ngoài ra, cafein có thể gây ra một số triệu chứng như khó tiêu, ợ nóng, đau bụng, hoặc táo bón

Cafein ảnh hưởng đến hệ bài tiết

Cafein giúp lợi tiểu vì làm tăng lưu lượng máu qua thận và tốc độ lọc của thận Cafein làm tăng sự giải phóng các

thận tố từ thận

Các ảnh hưởng khác

Li và các cộng sự của mình tại nghiên cứu của Viện Kaiser Permanente (Oakland, Mỹ)

Kết quả cho thấy, những phụ nữ uống 200mg cafein hoặc

nhiều hơn thế trong một ngày sẽ tăng gấp đôi nguy cơ

sẩy thai so với những phụ nữ hoàn toàn không uống gì liên quan đến chất cafein

Các nhà khoa học cũng cho rằng cafein làm giảm khả năng hấp thu canxi của cơ thể

3 Ưu thế của cà phê tách cafein

• Do chất cafein có tác dụng trực tiếp đến sức khỏe của con người, có thể là tác động tích cực hoặc tiêu cực nhưng theo xu thế hiện nay người tiêu dùng càng ngày càng quan tâm tới sức khỏe vì vậy sản phẩm cà phê không có cafein đang được sự chú ý của người sử dụng và phát triển mạnh mẽ.

• Theo nghiên cứu do các nhà khoa học Anh thực hiện 2010, những người uống 5 tách cà phê không còn cafein/ngày giảm được tới 40% nguy cơ ung thư não so với những người uống ít hơn hoặc không uống,

• Tạp chí chuyên đề JNCI của Viện Ung thư quốc gia Mỹ số

ra đầu tháng 5/2011 đăng tải nghiên cứu dài kỳ của các chuyên gia ở ĐH y khoa Harvard (Mỹ) phát hiện thấy sử dụng cà phê thường xuyên, nhất là cà phê khử cafein có tác dụng giúp cơ thể tránh xa nguy cơ mắc bệnh ung thư tiền liệt tuyến.

IV Các bước tiếp cận sản phẩm

Hiện nay, trên thế giới nhu cầu sử dụng sản phẩm

cà phê không có cafein cũng ngày càng tăng Đây là một sản phẩm mới có giá trị cao do đáp ứng nhu cầu tiêu thụ đặc biệt Ở Việt Nam dòng sản phẩm này chưa được các đơn vị chế biến cà phê quan tâm Trên cơ sở đó, sản

phẩm cà phê khử cafein (decaf coffee) được phát triển

nhằm đáp ứng một cách tốt hơn đòi hỏi người tiêu dùng

Bước 1: Tổng hợp các ý kiến của khách hàng, nhất là

khách hàng có nhu cầu sử dụng cà phê thường xuyên

nhưng mẫn cảm với cafein (tim mạch, tiểu đường….)từ đó

phát triển ý tưởng sp mới ( decaf coffee) có sự cải tiến phù

hợp hơn, đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng

- Bước 2:Nghiên cứu quy trình chiết tách cafein, xây dựng

quy trình sản xuất, sản xuất thử sản phẩm mẫu, đánh giá các chỉ tiêu cảm quan và phân tích các chỉ tiêu chất lượng chủ yếu

- Bước 3: Đánh giá hiệu quả và sự chấp nhận của đối tượng

sửdụng

- Bước 4: sản xuất sản phẩm decaf coffee ở quy mô công

nghiệp

V Thiết kế sản phẩm

1.Tiêu chuẩn nguyên liệu

Nguyên liệu là cà phê nhân

-Độ ẩm: 12,5% max

- Đen, vỡ: 0% - 3% max

- Tạp chất: 0% - 0,5% max

- Cỡ hạt đồng đều

- Hàm lượng cafein: ≥ 1% khối lượng

- Màu sắc, mùi vị tự nhiên

- Không lên men, mốc, không mùi vị lạ… (theo tiêu chuẩn TCVN 4807: 2001)

Hiện nay có 3 phương pháp tách cafein chính là:

Tách cafein bằng nước (Swiss water)

Carbon dioxide khử cafein

 Dung môi khử cafein

Trong đó Swiss Water là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất Do có hiệu suất tách cafein cao, 100% không có hóa chất

Theo phương pháp này, hạt cà phê sẽ được đem ngâm với nước nóng ở nhiệt độ thích hợp, sau đó, nước này được xử lý với than hoạt tính để loại cafein rồi đem đi thu hồi các cấu tử hương và tinh dầu khác

3.1.Chỉ tiêu cảm quan

Màu sắc: bột cà phê thành phẩm có màu cánh gián đậm

Trạng thái: không cháy, không vón cục

Mùi: thơm đặc trưng, không có mùi lạ

Vị: Vị đậm đà, thể chất phong phú, hấp dẫn

 Độ mịn: dưới rây ɸ0.56mm ít hơn 30% khối

lượng, trên rây ɸ0.25mm không nhiều hơn 15%

QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ BỘT TÁCH CAFEIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SWISS WATER

 Làm sạch

o Dòng hạt cà phê nguyên liệu đi qua sàng rung 2

lớp, lớp trên sẽ giữ lại những tạp chất có kích thước lớn, những hạt qua sàng sẽ được tiếp tục tách bụi cát nhỏ qua lưới sàng

o Dòng nguyên liệu đi đến đầu máy sàng thì quạt

gió đặt ở đây sẽ thổi bay các tạp chất nhẹ như vỏ trấu, bụi…

o dòng nguyên liệu sẽ đi qua thiết bị tách từ để tách

các tạp chất kim loại

 Quy trình tách cafein bằng phương pháp Swiss water

Bước1: tạo dich chiết

Bước2:

tách cafein

 Quá trình rang

Hạt sau khi sấy được đưa xuống băng tải chuyển đến thiết bị rang

• Mục đích: tạo màu và hương vị đặc trưng cho cà phê

• Thiết bị rang dạng thùng quay với thành đục lỗ

• Thông số công nghệ

- Nhiệt độ tác nhân: 450oC

- Nhiệt độ hạt cao nhất là 250oC

- Số vòng quay của thùng: 2-7 vòng / phút

- Thời gian lưu hạt trong thiết bị: 10-12 phút

• Phụ gia: Rượu, muối ăn, bơ, magarin, dầu mỡ, chất tạo hương (Essence of coffee/ Coffee Aroma),bột sữa béo (milk flavour/ milk emulsion), đường và một số chất tạo vị khác và một số phụ gia khá

- Độ ẩm hạt cà phê đưa vào xay là: 2,5%.

- Nhiệt độ xay : 60-70oC

- Kích thước hạt sau xay: tùy chế độ xay

• Phụ gia trong quá trình xay: các chất độn (chất thay thế) thương dung là bắp hạt và đậu tương

• Mục đích: Hoàn thiện sản phẩm, tăng giá trị cảm quan, tạo

hương vị hấp dẫn cho sản phẩm

• Thiết bị: Dùng máy trộn hình nón trộn Máy trộn hình nón

được sản xuất từ thép không rỉ Thời gian phối trộn khoảng 30 phút Hệ thống phối trộn kiểu đứng và kiểu ngang

• Phụ gia: tùy vào quá trình chế biến mà ta bổ sung thành phần

phụ (hương, đường, màu) Có thể sử dụng phụ gia để tạo hương Sử dụng phụ gia tạo vị, acid citric – tạo vị chua

• Mục đích:

- Phân chia lại sản phẩm theo khối lượng, chất lượng đồng thời góp

phần làm tăng tính cảm quan cho sản phẩm

- Bảo quản: hạn chế sự tiếp xúc của sản phẩm với ánh sáng, không khí và độ ẩm từ môi trường xung quanh

• Vật liệu bao bì: vật liệu bằng plastic và phải có một lớp nhôm để chắn ánh sáng và tránh thất thoát hương

• Thiết bị: sử dụng thiết bị chuyên dụng để đóng gói các loại bột.

• Thông số công nghệ:

Nhiệt độ đóng gói: 50-600C

Sấy -Tốc độ dòng khí: 1-3m/s

-Nhiệt độ: 60-70oC -Thời gian: 1h, Độ ẩm vào : 53%, Độ ẩm ra : 10- 12%.

Rang -Nhiệt độ tác nhân: 450oC

- Nhiệt độ hạt cao nhất là 250oC

- Số vòng quay của thùng: 2-7 vòng / phút

- Thời gian lưu hạt trong thiết bị: 10-12 phút.

Xay -Độ ẩm hạt cà phê đưa vào xay là: 2,5%

- Nhiệt độ xay : 60-70oC

- Kích thước hạt sau xay: tùy chế độ xay

Sản phẩm mới là một yếu tố quan trọng trong sự phát triển và tồn tại của DN PTSP mới để đáp ứng tốt hơn nhu cầu của khách hàng, tạo sự khác biệt, phát huy cạnh tranh, giảm chi phí, gia tăng lợi nhuận.

Ngày nay, với những phương pháp tiên tiến về máy móc và công nghệ, người tiêu dùng có thể chọn lựa rất nhiều loại cà phê khử cafein (Coffee Decaf) chất lượng cao Và với xu hướng quan tâm tới sức khỏe người tiêu dùng như bây giờ thì ngành công nghiệp sản xuất cà phê Decaf sẽ còn phát triển mạnh mẽ.

DECAF COFFEE là sản phẩm mới, được phát triển theo nhu cầu của thị trường dựa trên cơ sở nghiên cứu khoa học, hiệu quả của sản phẩm đối với sức khỏe của người tiêu dùng.

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ

CHÚ Ý LẮNG NGHE !!!