CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH CÀ PHÊ

NỘI DUNG 1. Giới thiệu chung về cà phê 1.1. Nguồn gốc cà phê 1.2. Cây cà phê 2. Tính chất khối hạt 2.1. Tính chất vật lý 2.1.1. Mật độ và độ rỗng của khối hạt 2.1.2. Độ rời 2.1.3. Tính hấp thu của khối hạt 2.2. Tính chất hóa sinh của khối hạt 2.2.1. Quá trình hô hấp 2.2.2. Quá trình chín sau thu hoạch 2.2.3. Quá trình tự bốc nóng khối hạt 3. Những biến đổi trong quá trình bảo quản 4. Sinh vật trong khối hạt 4.1. Các loại vi sinh vật nhiễm vào khối hạt 4.2. Các loại côn trùng và sâu hại 5. Thu hoạch, vận chuyển và bảo quản cà phê 5.1. Thu hoạch và vận chuyển 5.2. Các phương pháp chế biến trước khi bảo quản 5.2.1. Bảo quản quả tươi 5.2.2. Phương pháp khô 5.2.3. Phương pháp ướt 5.2.4. Chế biến cà phê nhân 5.3. Bảo quản 5.3.1. Bảo quản cà phê thóc 5.3.2. Bảo quản cà phê nhân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÀI BÁO CÁO MÔN CÔNG NGHỆ

SAU THU HOẠCH

CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH CÀ PHÊ

GVHD: ThS.TRẦN THỊ THU TRÀ NHÓM SVTH:

LÊ THỊ MINH PHƯƠNG 60801615 NGUYỄN QUỲNH THƯƠNG 60802193

LÊ THỊ HUYỀN TRÂM 60802302

TP HỒ CHÍ MINH, 12/2010

2.1.3 Tính hấp thu của khối hạt

2.2 Tính chất hóa sinh của khối hạt

2.2.1 Quá trình hô hấp

2.2.2 Quá trình chín sau thu hoạch

2.2.3 Quá trình tự bốc nóng khối hạt

3 Những biến đổi trong quá trình bảo quản

4 Sinh vật trong khối hạt

4.1 Các loại vi sinh vật nhiễm vào khối hạt

4.2 Các loại côn trùng và sâu hại

5 Thu hoạch, vận chuyển và bảo quản cà phê

5.1 Thu hoạch và vận chuyển

5.2 Các phương pháp chế biến trước khi bảo quản

5.2.1 Bảo quản quả tươi

5.2.2 Phương pháp khô

5.2.3 Phương pháp ướt

5.2.4 Chế biến cà phê nhân

5.3 Bảo quản

5.3.1 Bảo quản cà phê thóc

5.3.2 Bảo quản cà phê nhân

1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÀ PHÊ

1.1 Nguồn gốc cà phê

Theo một truyền thuyết đã được ghi lại trên giấy vào năm 1671, những người chăn dê ở Kaffa (thuộc Ethiopia ngày nay) phát hiện ra một số con dê trong đàn sau khi ăn một cành cây cóhoa trắng và quả màu đỏ đã chạy nhảy không mệt mỏi cho đến tận đêm khuya Họ bèn đem chuyện này kể với các thầy tu tại một tu viện gần đó Khi một người chăn dê trong số đó ăn thử loại quả màu đỏ đó anh ta đã xác nhận công hiệu của nó Sau đó các thầy tu đã đi xem xét lại khuvực ăn cỏ của bầy dê và phát hiện ra một loại cây có lá xanh thẫm và quả giống như quả anh đào

Họ uống nước ép ra từ loại quả đó và tỉnh táo cầu nguyện chuyện trò cho đến tận đêm khuya Như vậy có thể coi rằng nhờ chính đàn dê này con người đã biết được cây cà phê

Hình 1: Cây cà phê Hình 2: Một quán cà phê cổ ở Palestine

1.2 Cây cà phê

Cây cà phê bắt nguồn từ châu Phi Có ba loài cà phê, và mỗi loài có rất nhiều biến thể Các biến thể của cà phê là kết quả của đột biến tự nhiên và cả của công nghệ sinh học

Trên thế giới, cà phê có rất nhiều loại, đây là một loại cây có khả năng thích nghi với môi

trường Hiện nay, các nước trên thế giới cũng như ở nước ta đều trồng ba loại cà phê là: Arabica (cà phê chè) chiếm hơn 70%, Robusta (canephora hay cà phê vối) chiếm gần 30%, Excelsa (cà

phê mít) sản lượng không đáng kể

Trong tự nhiên, cây cà phê hoang có thể đạt tới độ cao 7 đến 10 mét, cây cà phê chè có thể cao tới 6 m, cà phê vối tới 10 m Cây cà phê trồng được cắt tỉa để giữ tại độ cao 2 đến 4 mét nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc chăm sóc

Lá cây cà phê có cuống ngắn, xanh đậm, lá cây cà phê mọc theo đôi, dài hình oval, mặt trên lá có màu xanh thẫm và bóng, mặt dưới xanh nhạt hơn Chiều dài của lá khoảng 8-15 cm, rộng 4-6 cm

Rễ cây cà phê là loại dễ cọc, cắm sâu vào lòng đất từ 1 đến 2,5 m với rất nhiều rễ phụ tỏa

ra xung quanh làm nhiệm vụ hút chất dinh dưỡng nuôi cây

Sau hai đến bốn tuổi cây cà phê cho ra hoa.

Hoa cà phê màu trắng, có năm cánh, thường mọc thành chùm đôi hoặc chùm ba Màu hoa

và hương hoa dễ làm ta liên tưởng tới hoa nhài Hoa chỉ nở trong vòng 3 đến 4 ngày và thời gian thụ phấn chỉ vài ba tiếng Một cây cà phê trưởng thành có từ 30.000 đến 40.000 bông hoa

Ngay từ khi cây cà phê ra hoa kết quả người ta đã có những đánh giá đầu tiên về vụ mùa

cà phê Ở các nước sản xuất cà phê lớn điều này đặc biệt quan trọng trong việc đưa ra những nhận định về giá cả và thị trường Tuy vậy những đợt rét đậm hoặc hạn hán có thể làm đảo lộn mọi sự tính toán và đẩy thị trường vào tình thế hoàn toàn khác

Trái của cây hình oval, dài khoảng 1.5 cm (0.6 in), và có màu xanh lá khi chưa chín muồi, nhưng chín dần thành màu vàng, sau đó đỏ thắm và trở thành đen lại Mỗi trái thường có 2hạt nhưng đến 5-10% trái chỉ có 1

Hình 3: Cây, hoa và quả cà phê

Hình 4: Cây và quả cà phê chè

Hình 5: Cây và quả cà phê vối

Hình 6: Cây và quả cà phê mít

Trong hai loại cà phê phổ biến nhất là Arabica và Robusta, cà phê Arabica thường được

đánh giá cao hơn về tính chất hương vị và thường được dùng để sản xuất cà phê rang xay Cà

phê Robusta thường được sử dụng để sản xuất cà phê hòa tan hoặc phối trộn với cà phê Arabica

để sản xuất cà phê rang xay

Thời gian từ khi ra hoa đến khi chín 9 tháng 10 – 11 tháng

Thời gian trổ hoa Sau khi mưa Bất thường

Sản lượng (kg hạt/ha) 1500 - 3000 2300 – 4000

Gió Ít gió, tránh gió lớn cho cây con

Tuy nhiên ở nước ta trồng chủ yếu là cà phê vối, còn cà phê chè chỉ chiếm khoảng 10% tổng sản lượng (chủ yếu trồng ở các tỉnh miền núi phía Bắc)

1.2.1 Cấu tạo quả cà phê

1-Trung tâm cắt, 2-Nhân (nội nhũ), 3-Vỏ lụa, 4-Vỏ trấu, 5-Lớp pectin, 6-Vỏ thịt, 7-Vỏ quả

Hình 7: Cấu tạo quả cà phê

Quả cà phê đưa vào chế biến gồm có các phần sau: lớp vỏ quả, lớp nhớt (vỏ nhớt), lớp vỏtrấu (lớp vỏ thóc), lớp vỏ lụa và nhân

Thành phần Cà phê chè (Arabica) % Cà phê vối (Robusta) %

Nhân và vỏ lụa 26 – 30 29

Bảng 1: Tỉ lệ giữa các thành phần cấu tạo của quả cà phê: (tính theo % quả tươi)

1.2.2 Thành phần hóa học cà phê nhân

Phụ thuộc vào chụng loại, độ chín, điều kiện canh tác, phương pháp bảo quản và chế biến

• Nước: trong nhân đã sấy khô còn khoảng 10-12% nước ở dạng liên kết → độ ẩm cao vi sinh vật dễ phát triển nên hương cà phê dễ bị tổn thất

• Chất khoáng: 3-5% (K, Mg, P, Cl là chủ yếu, ngoià ra có Al, Fe, Cu, I, S…) Cà phê có hàm lượng khoáng càng thấp càng tốt (vì ảnh hưởng đến mùi cà phê rang)

• Protein: hàm lượng không cao nhưng có vai trò quan trọng trong việc hình thành hương

vị cho sản phẩm (các acid amin chứa S như: cystine, methionine là quan trọng nhất, chúng tạo nên hương thơm mạnh cho cà phê) Methionine và proline có tác động làm giảm oxy hóa các chất thơm nên giữ được mùi thơm trong quá trình bảo quản

• Lipid: 10-13% bao gồm dầu và sáp, tạo hương cho sản phẩm và là dung môi hòa tan chất thơm

• Các ankaloid:

- Caffeine: 1-3% phụ thuộc chủng loại, điều liện khí hậu, điều kiện canh tác: cà phê chè1,3%, cà phê vối 1,5-3%, cà phê mít 1,02-1,15%

- Trigonelline: không có hoạt tính sinh lý, ít tan trong ethanol, không tan trong

cloroform, tan nhiều trong nước nóng Dưới tác dụng của nhiệt độ cao bị thủy phân thành acid nicotinic (tiền vitamin PP)

• Chất thơm: hơn 800 chất thơm hỗn hợp tạo nên mùi thơm của cà phê Hàm lượng chất thơm trong hạt tương đối nhỏ gồm: acid, aldehyde, aceton, rượu, phenol, ester… được hình thành và tích lũy trong quá trình phát triển của quả ahy được tạo thành trong quá trình rang

Cà phê Arabica Cà phê Robusta

cơ, các tạp chất hữu cơ, vi sinh vật, côn trùng và khí giữa các hạt

Tuy nhiên, trên một giống cà phê trồng trên cùng một thửa đất, nhìn chung là có đặc tính giống nhau về chỉ tiêu chất lượng, hình dáng, màu sắc…nhưng thực ra có rất nhều đặc điểm khácnhau, do sự hình thành, phát triển và quá trình sống khác nhau Ngay trên cùng một trái cà phê cũng có thể có 2 nhân khác nhau, có nhân đen hơn, có nhân lép hơn, hoặc bị côn trùng ăn…Cà phê nhân được thu về từ nhiều nguồn khác nhau, nên tính chất các nhân trong một khối, trong một bao là không giống nhau

Do đó gây ra nhiều khó khăn trong việc bảo quản Những hạt lép và chưa già hẳn thường

hô hấp nhiều hơn, dễ hút ẩm tạo điều kiện cho vi sinh vật, sâu hại, côn trùng phát triển và thúc đẩy các quá trình trong hạt xảy ra mạnh

2.1.1 Mật độ và độ rỗng của khối hạt

Khi vun nhân cà phê thành đống, giữa các nhân có những khe hở chứa không khí, gọi là

độ rỗng của khối hạt Thường tính theo công thức:

S = x 100%

Ngược lại, độ chặt là phần thể tích các nhân chiếm chỗ trong không gian

Độ rỗng và độ chặt của khối hạt luôn tỷ lệ nghịch với nhau Chúng phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, khối lượng, độ đàn hồi và trạng thái bề mặt của nhân.

Hình dạng, kích thước xilô và cách đổ cà phê nhân vào xilô cũng ảnh hưởng tới độ rỗng

và độ chặt của khối hạt Xilô lớn, sứa nén khối hạt lớn, độ hặt tăng Độ rỗng ở những khu vực khác nhau cũng khác nhau do tính tự phân loại Trong quá trình bảo quản, độ rỗng của khối hạt

có thể thay đổi do độ ẩm và thời gian bảo quản Độ ẩm và thời gian bảo quản tăng, độ rỗng khối hạt giảm

Khối hạt có độ rỗng cao, không khí lưu thông tốt, giảm độ ẩm của khối hạt

2.1.2 Độ rời

Tính tảng rời là đặc tính khi đổ hạt từ trên cao xuống, hạt tự chuyển dịch để tạo thành khối hạt có hình chóp nón, nhọn đỉnh và các hạt không dính vào nhau Khi dó tạo thành góc nghiêng α (đặc trưng cho tính tản rời) là góc nhỏ nhất tạo bởi một mặt phẳng ngang và mặt phẳng nghiêng của chóp Khối hạt ó góc nghiêng α càng nhỏ thì tính tản rời càng lớn (độ rời càng lớn)

Dựa vào độ rời có thể sơ bộ xác định được chất lượng và sự thay đổi chất lượng của đốnghat

Hạt có độ rời càng lớn càng dễ di chuyển Dựa vào khả năng tự chảy của khối hạt, xác định ảnh hưởng của lực ép của khối hạt lên thành xilô hay lên thiết bị vận chuyển Độ rời càng lớn thành xilô và thiết bị càng phải bền vững

2.1.3 Tính hấp thu của khối hạt

Do trong khối hạt có độ rỗng và cấu tạo của nhân cà phê nên tất cả các khí có trong khối hạt đều có thể hấp thụ vào từng hạt Tùy từng chất khí mà quá trình nhả khí ra manh hay yếu Thông thường quá trình hấp thụ xảy ra dễ hơn nhả khí

Lượng nước tự do có trong hạt ngoài việc do đô khô của khối hạt quyết định còn phụthuộc vào độ ẩm của không khí bao quanh khối hạt độ ẩm của không khí bao quanh lớn thì hạt

sẽ hút thêm ẩm, ngược lại độ ẩm của không khí nhỏ thì hạt nhả bớt hơi ẩm và thuỷ phần giảm.Hạt nhả ẩm khi áp suất riêng phần của hơi nước trên bề mặt hạt lớn hơn áp suất riêng phần củahơi nước trong không khí Hạt hút ẩm ở trương hợp ngược lại Hai quá trình hút và nhả hơi ẩmtiến hành song song với nhau cho tới khi đạt tới trạng thái cân bằng (thuỷ phần của hạt khôngtăng và không giảm) ở một điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhất định Độ ẩm cân bằng của hạtthường từ 10% - 35%

Thuỷ phần cân bằng của hạt phụ thuộc vào độ ẩm và độ nhiệt của không khí bao quanh khối hạt, phụ thuộc vào cấu tạo và nhiệt độ của bản thân khối hạt:

- Ở một điều kiện độ nhiệt và độ ẩm xác định mỗi loại hạt có một thuỷ phần cân bằng xácđịnh.Ở cùng một nhiệt độ độ ẩm tương đối của không khí tăng lên thì thuỷ phần cân bằng càngtăng.

- Thành phần hoá học của hạt cũng ảnh hưởng tới độ ẩm cân bằng (lượng chất béo càng cao thì độ ẩm cân bằng càng thấp)

- Trong hạt bao gồm các hạt khô và chắc , đồng thời có những hạt còn non, chưa hoàn thiện

Do đó tạo nên những thành phần và khu vực có thuỷ phần không đồng đều

- Do ảnh hưởng của độ ẩm tương đối không khí tới khối hạt không đều nhau Lớp hạt ở trênmặt và xung quanh tường kho, gần cửa do tiếp xúc nhiều với không khí nên thường có độ thuỷphần cao hơn

Như vậy có nhiều nguyên nhân khác nhau làm cho sự thuỷ phần trong khối hạt không đềugây khó khăn cho công tác bảo quản Trong các nguyên nhân đó thì độ ẩm và nhiệt độ của khôngkhí là nguyên nhân chủ yếu Vì vậy muốn khắc phục tình trạng phân bố ẩm không đều trong khốihạt điều quan trọng là phải ngăn ngừa ảnh hưởng của nhiệt độ cao và độ ẩm lớn của không khí

2.2 Tính chất hóa sinh của khối hạt

2.2.1 Quá trình hô hấp

Mặc dù đã tách khỏi cây, khi bảo quản nó không quang hợp nữa nhưng hạt vẫn là vật thểsống và thường xuyên trao đổi chất với môi trường bên ngoài Bất kì một cơ thể sống nào muốnduy trì được sự sống đều phải có năng lượng Hô hấp là quá trình trao đổi chất quan trọng nhấtcủa hạt khi bảo quản Số lượng chất dinh dưỡng của hạt bị tiêu hao trong hô hấp nhiều hay ít phụthuộc vào nhiều yếu tố sau: thành phần hoá học của hạt, mức độ hoàn thiện của hạt, thuỷ phâncủa hạt, độ ẩm và độ nhiệt của không khí

Khi chưa tách khỏi cây, hạt vẫn hô hấp, chi phí chất dinh dưỡng, nhưng do quá trình tổnghợp lớn hơn tiêu tốn, do đó chất dinh dưỡng trong hạt vẫn tăng dần Ngược lại, khi hạt được tách

ra khỏi cây thì chất dinh dưỡng do hô hấp không bù đắp được nữa nên trong bảo quản, khối lượng chất khô của hạt chỉ có giảm đi

a) Các dạng hô hấp

Các loại hạt có thể tiến hành hô hấp yếm khí hoặc hiếu khí Trong quá trình hô hấp, hạt sự

dụng gluxit để sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt và tạo ra sản phẩm khác nhau tuỳ theo điều kiện hô hấp

Trong quá trình hô hấp hiếu khí, hạt sử dụng oxi trong không khí để oxy hoá gluxit quanhiều giai đoạn trung gian khác nhau và sản phẩm là khí CO2 và hơi nước, đồng thời sinh ra

nhiệt và phân tán các sản phẩm này vào không gian xung quanh khối hạt Phương trình tổng quátcủa quá trình hô hấp hiếu khí phân huỷ gluxit trong hạt:

C6H12O6 + 6 O2 = 6 H2O + 6 CO2 + 674 KcalNhư vậy khi thuỷ phân 1 gam phân tử glucozo thì sẽ sinh ra 134,4 lít CO2, 108 gam nước

và 674 kcal nhiệt

 Hô hấp yếm khí

Nếu khối hạt bị bịt kín hoàn toàn hoặc bị nén chặt thì tỉ lệ oxi trong khoảng không gianxung quanh khối hạt sẽ giảm xuống dưới 1/4 , trong khối hạt ngoài hô hấp hiếu khí sẽ xảy rahiện tượng hô hấp yếm khí (hô hấp không có sự tham gia của oxi ) Khi hô hấp yếm khí, cácenzim trong hạt sẽ tham gia oxy hoá gluxit để sinh ra năng lượng Quá trình hô hấp yếm khí nóichung là khá phức tạp và trải qua nhiều giai đoạn trung gian, song phương trình tổng quát có thểbiểu diễn như sau:

C6H12O6 = 2CO2 + 2C2H5OH + 28KcalNhư vậy trong quá trình hô hấp yếm khí thì cứ một phân tử gam glucozo sẽ cho ra 44,8 lítCO2, 92 gam rượi etylic, 28 kcal nhiệt

b) Cường độ hô hấp của khối hạt:

Để xác định cường độ hô hấp mạnh hay yếu của hạt người ta thường dùng khái niệmcường độ hô hấp Theo quy định thì cường độ hô hấp là số miligam CO2 thoát ra 24h do 100g vậtchất khô của hạt hô hấp Đôi khi người ta còn dùng quy ước cường độ hô hấp là số miligam khíoxi hấp thụ trong 24h do 100g vật chất khô của hạt hô hấp Cũng có thể xác định cường độ hôhấp bằng cách xác định lượng vật chất khô hao hụt trong một đơn vị thời gian ( 1h hoặc 24h) của

1 khối lượng vật chất khô xác định (thương thì tính theo 100g) ; cũng có thể xác định cường độ

hô hấp theo nhiệt lượng sinh ra theo một đơn vị thời gian của một khối lượng nhất định của vậtchất khô của hạt

Như vậy, cường độ hô hấp càng lớn khi lượng khí CO2 thoát ra càng nhiều, lượng nhiệt thoát ra càng lớn, lượng oxi hấp thụ lớn và lượng vật chất khô tiêu hao nhiều

Để xác định cường độ hô hấp của hạt, có nhiều phương pháp khác nhau:

- Phương pháp dùng hệ thống kín của Bailey

- Phương pháp dùng ống Pettencpphe

- Phương pháp dựa vào lượng vật chất khô hao hụt

c) Hệ số hô hấp:

Hệ số hô hấp k biểu thị mức độ và phương pháp hô hấp của hạt đó là tỉ số giữa số phân

tử hay thể tích khí CO2 thoát ra với số phân tử hay thể tích khí O2 hấp thụ trong cùng một thời gian

Hệ số hô hấp phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, thuỷ phân của hạt, áp lực không khí , áp lực hơi nước, nồng độ của nitơ trong việc trao đổi khí, phụ thuộc vào chất dinh dưỡng của hạt tiêu hao trong khi hô hấp

Hệ số hô hấp bằng 1 khi hạt hạt hô hấp theo phương thức hiếu khí và hạt chứa nhiều tinh bột Còn hệ số hô hấp lớn hơn một khi hạt hô hấp theo phương thức yếm khí Còn trong trường hợp ngoài lượng oxi tham gia vào quá trình hô hấp còn phải tính thêm một lượng oxi vào các quátrình khác (như oxi hoá chất béo) thì k<1 (hiện tượng này thường xảy ra với các hạt có dầu nhiều)

Kết quả của quá trình hô hấp

Quá trình hô hấp của hạt sẽ dẫn tới những kết quả như sau:

- Làm hao hụt lượng chất khô của hạt: như trên chúng ta có thể thấy,quá trình hô hấp thựchiện là quá trình phân huỷ và tiêu hao chất khô để tạo thành năng lượng cần thiết cho quá trình sống của hạt Hô hấp càng mạnh thì lượng chất khô bị tiêu hao càng nhiều

- Làm tăng thuỷ phân của hạt và độ ẩm tương đối của không khí xung quanh hạt: khi hôhấp theo phương thức hiếu khí hạt sẽ nhả nước và khí CO2, nước sẽ tích tụ trong khối hạt làm cho thuỷ phần của hạt tăng lên và độ ẩm của không khí cũng tăng lên Thuỷ phần của hạt và độ

ẩm tương đối của không khí tăng cũng khích thích hô hấp mạnh, làm cho hơi nước thoát ra nhiềutạo điều kiện cho sâu mọt , nấm mốc trong hạt phát triển, đẫn tới hạt bị hư hỏng nặng

- Làm tăng nhiệt độ trong khối hạt: năng lượng sinh ra trong quá trình hô hấp của hạt chỉđược sự dụng một phần năng lượng còn lại thoát ra ngoài làm cho hạt bị nóng lên Do tính truyền nhiệt, dẫn nhiệt của hạt kém nên nhiệt lương bị tích tụ lại và dần dần làm cho toàn bộ khốihạt nóng lên, chính nhiệt độ cao đó thúc đẩy mọi quá trình hư hỏng xảy ra nhanh hơn, dẫn tới sự tổn thất lớn

- Làm thay đổi thành phần không khí trong khối hạt: dù hạt hô hấp theo phương thức nàothì cũng nhả khí CO2 nên tỉ lệ khí CO2 tăng lên Khí CO2 nặng hơn không khí nên lặng xuống dưới, làm cho các hạt dưới đáy phải hô hấp yếm khí, dẫn tới sự hư hỏng, hao hụt tóm lại là cần phải hạn chế đến mức tối đa các dạng hô hấp của hạt để bảo quản hạt có hiệu quả cao

d) Những yếu tố ảnh hưởng đến cường độ hô hấp của hạt

Cường độ hô hấp của hạt có liên quan chặt chẽ tới mức độ an toàn của hạt trong bảoquản Cường độ hô hấp càng thấp thì hạt càng dễ giữ trong điều kiện an toàn, ngược lại cường độ

hô hấp càng lớn thì càng dễ bị hư hỏng, biến chất Những yếu tố ảnh hưởng tới cường độ hôhấp :

- Thuỷ phần của hạt và độ ẩm tương đối của không khí:

Thuỷ phân của hạt là yếu tố có ảnh hưởng rất lớn và trực tiếp tới cường độ hô hấp Hạt càng

ẩm thì cường độ hô hấp của nó càng mạnh Sở dĩ độ ẩm tăng thì hô hấp mạnh vì bất kì một cơthể nào nước cũng là môi trường để thực hiện các phản ứng trao đổi chất Nếu lượng ẩm tronghạt sẽ ở trạng thái liên kết rất bền vững với protein và tinh bột Do đó nó không chuyển dịch từ tếbào này sang tế bào khác được và không tham gia vào các phản ứng trao dổi chất được Khi độ

ẩm trong hạt tăng thì xuất hiện nước tự do, nước tự do sẽ tham gia vào các phản ứng thuỷ phân(biến tinh bột thành dường,chất béo thành glyxerin và axit béo…) và nó chuyển từ tế bào nàyqua tế bào khác dẽ dàng Mặt khác khi xuất hiện nước tự do thì làm tăng hoạt tính enzim hô hấp

và thuỷ phân, chính vì thế mà cường độ hô hấp của hạt sẽ tăng

- Nhiệt độ của không khí và của hạt

Nhiệt độ của không khí xung quanh và của hạt có ảnh hưởng khá lớn và trực tiếp tới cường độ hô hấp Khi độ nhiệt tăng thì cường độ hô hấp cũng tăng theo

- Mức độ thông thoáng của khối hạt

Mức độ thông thoáng của khối hạt có ảnh hưởng rõ rệt tới cường độ hô hấp, nhất là đốivới hạt có thuỷ phân cao Trong điều kiện bảo quản lâu dài mà không có thông gió và đảo trộnthì khối lượng CO2 sẽ tích luỹ dần lên còn lượng O2 thì giảm xuống, tạo ra nhiệt bắt buộc hạtphải hô hấp yếm khí nên không có lợi cho hạt Nồng độ CO2 tích luỹ trong khối hạt còn phụthuộc vào mức độ kín của kho bảo quản Sự thiếu oxi và tích luỹ CO2 chỉ ảnh hưởng đến các hạt

có độ ẩm cao Đối với các hạt khô, sự thiếu oxi hoàn toàn và CO2 tích luỹ nhiều cũng không gâykhó khăn cho hoạt động sống của nó Chỉ có những hạt có độ ẩm cao sẽ hô hấp yếm khí vànhanh chóng giảm khả năng nảy mầm Do đó khi bảo quản ta phải thay đổi không khí liên tụccho lớp hạt bằng cách giảm chiều cao của khối hạt hoặc thông gió cho nó

- Cấu tạo và trạng thái sinh lí của hạt

Các hạt khác nhau và các bộ phận khác nhau trong một hạt có tính chất và cấu tạo khácnhau nên cường độ hô hấp của chúng cũng không giống nhau Trong phôi hạt thì phôi là bộ phận

có cường độ mạnh nhất Hạt không hoàn thiện ( hạt xanh, non lép…) có cường độ hô hấp baogiờ cũng lớn hơn hạt hoàn thiện Sở dĩ như vậy vì hạt lép có độ ẩm cao hơn và bề mặt hoạt hoálớn hơn so với hạt phát triển bình thường Còn các hạt bị sâu bọ, lớp vỏ bảo vệ bị phá vở nên visinh vật và không khí dễ xâm nhập vào nên làm cho hạt bị ẩm hơ, hô hấp mạnh hơn Do đó nênkhi thu hoạch thì nên xem xét kĩ những hạt nào chưa chín hoàn toàn, chưa hoàn thiện về mặt chấtlượng về phương diện sinh lí nó hoạt động khá mạnh trong thời gian để hoàn chỉnh về mặt chấtlượng khi giai đoạn đầu mới thu hoạch hạt có cường độ hô hấp khá lớn nên cần chú ý bảo quản

- Các yếu tố khác:

Ngoài các yếu tố kể trên thì hoạt động của sâu hại và vi sinh vật cũng có ảnh hưởng trựctiếp đến cường độ hô hấp của hạt Bởi vì khi hoạt động thì sâu hại và vi sinh vật thải ra khí CO2,hơi nước và nhiệt làm cho thuỷ phần của hạt thay đổi và làm cho cả thành phần không khí cũngthay đổi Số lượng sâu hại và vi sinh vật càng nhiều, sự hoạt động của nó càng mạnh thì cường

độ hô hấp của hạt càng tăng

2.2.2 Quá trình chín sau thu hoạch

Hạt vừa mới thu hoạch khả năng nảy mầm rất kém do hạt đang trong trạng thái ngủ Hạtngủ sẽ chỉ nảy mầm nếu được bảo quản trong điều kiện thích hợp cho các biến đổi về vật lý vàhóa học để hạt thoát khỏi trạng thái ngủ Quá trình bảo quản này được gọi là quá trình chín sauthu hoạch Thực chất quá trình chín sau thu hoạch là cả một quá trình sinh hóa phức tạp của cácloại rau, quả, củ, hạt Nhờ quá trình chín sau thu hoạch, năng lực nảy mầm và chất lượng cảmquan của hạt tăng

Quá trình bảo quản nhân cà phê rất ít hiện tượng nảy mầm, tuy nhiên tính chất cảm quancủa hạt thay đổi (về màu sắc và hương vị)

Nguyên nhân của hiện tượng trên có thể được giải thích do sau thu hoạch các quá trìnhchín của hạt vẫn tiếp tục Trong hạt vẫn còn các chất đơn giản mạch ngắn như các acid amin,peptid, đường glucose, dextrin, các acid béo, glycerin, các andehyt các chất này sẽ được hệenzyme tổng hợp của hạt xúc tác để tiếp tục tổng hợp thành các loại protein, glucid, lipid đặcthù làm chất lượng hạt tăng Các quá trình này còn làm giảm các liên kết hóa học kiềm hãm sựnảy mầm như liên kết andehyt acetic, andehyt fomic

Để tạo cho quá trình biến đổi sau thu hoạch diễn ra thuận lợi, biện pháp là làm khô kịp thời bằng phơi hoặc sấy, đặc biệt hiệu quả cao khi ta quạt không khí khô vào khối hạt

Quá trình nảy mầm cần nhiều năng lượng nên cần oxy để hạt hô hấp hiếu khí, do đó hàm lượng oxy thiếu sẽ làm chậm và có thể ngưng quá trình nảy mầm

Như vậy, chính độ ẩm ảnh hưởng nhiều nhất đến quá trình nảy mầm Khả năng nảy mầm của hạt phụ thuộc vào quá trình chín và điều kiện bảo quản hạt

- Do hoạt động của vi sinh vật, 5-10% lượng nhiệt cần cho vi sinh vật, 95% thải ra khối hạt.

- Do hiện tượng tự động phân cấp

- Do điều kiện môi trường, nhiệt độ, độ ẩm, bốc nóng tầng sâu 5-70cm

- Do điều kiện kho chứa không đảm bảo

Đống hạt là tập hợp các sinh vật sống bao gồm các loại hạt, vi sinh vật và côn trùng, do

đó trong đống hạt tồn tại quá trình hô hấp Mặt khác đống hạt lại có khả năng dẫn nhiệt kém dẫnđến sự gia tăng nhiệt độ nhanh của đống hạt Quá trình như vậy gọi là quá trình tự bốc nóng củahạt Khi vi sinh vật hô hấp, một phần nhỏ năng lượng thật sự cần cho hoạt động sống của vi sinhvật, phần còn lại biến thành nhiệt năng Tùy theo loài vi sinh vật mà độ ẩm cho phát triển cókhác nhau Thông thường, vi sinh vật phát triển tốt khi độ ẩm đống hạt trên 16% Nếu ẩm hạtnhỏ hơn giá trị 12% vi sinh vật hầu hết ngưng hoạt động Khi vi sinh vật sinh sôi, nhiệt độ củađống hạt sẽ tăng rất nhanh và hạt sẽ bị bốc nóng mạnh đến khoảng nhiệt độ 60oC thì ngưng dolúc này phần lớn nấm mốc và nấm mem phát triển trên hạt sẽ bị tiêu diệt Côn trùng cũng gópphần trong quá trình làm tăng nhiệt độ của đống hạt Trong điều kiện hạt được bảo quản ở độ ẩmnhỏ hơn 12%, mặc dù hô hấp của hạt và vi sinh vật đều rất thấp, đống hạt vẫn có khả năng bị bốcnóng nếu nhiễm côn trùng Khi bốc nóng do côn trùng, nhiệt độ cuối của quá trình bốc nốngkhông cao do côn trùng bị tiêu diệt ở nhiệt độ 42÷45oC

b) Các giai đoạn của quá trình bốc nóng khối hạt:

Quá trình bốc nóng khối hạt không phải bắt đầu trong toàn khối hạt mà chỉ tại một vàiđiểm có độ ẩm tăng cục bộ và được chia thành 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: là giai đoạn khởi nguồn nhiệt

+ Giai đoạn 2: là giai đoạn mà vi sinh vật (đặc biệt là nấm mốc), côn trùng phát triểnmạnh do độ ẩm và nhiệt độ tăng thích hợp, hạt cũng tăng mạnh quá trình hô hấp

+ Giai đoạn 3: diễn ra khi lượng vi sinh vật và côn trùng sinh sôi cực đại, nhiệt độ khốihạt tăng rất nhanh, đạt đến trên 50oC

c) Tác hại của hiện tượng tự bốc nóng

-Giảm khối lượng và chất lượng của hạt Mức độ mất mát phụ thuộc tỉ lệ thuận vào thờigian khối hạt bị bốc nóng

-Sự gia tăng của loài, lượng vi sinh vật và côn trùng kéo theo những tổn thất gây ra bởi sựphát triển của chúng, đặc biệt tổn thất về cảm quan và dinh dưỡng

=> Có 3 tác hại chính:

+Thay đổi các chỉ số cảm quan:

Màu sắc thay đổi: có thể bị đen đi, mốc, đốm…

Mùi hôi mốc

Độ ẩm tăng

Độ rời giảm

Độ cứng giảm+Thay đổi chất lượng của hạt:

Hàm lượng chất béo giảmHàm lượng đạm protit giảm, còn hàm lượng đạm không protit tăngHàm lượng globulin giảm, còn albumin tăng

Hàm lượng sacarose giảm nhiều, đường khử tăngHàm lượng tinh bột thay đổi: amilo tăng, còn amilopectin giảmKhối lượng giảm

+Thay đổi chất lượng giống:

Cường độ nảy mầm của hạt giảmd) Các dạng tự bốc nóng:

Dựa vào nguyên nhân gây ra hiện tượng chia ra:

- Dạng bốc nóng vùng, hiện tượng xảy ra vùng, nơi khác nhau, đặc điểm khác nhau do tích

tụ côn trùng hoặc nhà kho dột

và khả năng cách ẩm của tường xilô kém

3 NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN

Thông thường người ta không quan tâm nhiều đến thánh phần dinh dưỡng của cà phê, mà chỉ chú trọng về các tính chất cảm quan của nó và các thành phần tạo nên các tính chất cảm quan đó

Biến đổi về tính chất cảm quan

Việc thay đổi độ ẩm cũng làm thay đổi màu sắc của hạt

Quá trình hấp thu làm cho nhân và cả khối hạt có mùi lạ ảnh hưởng đến chất lượng cà phê thương phẩm

Sự phát triển của các loại VSV, côn trùng và các loại sinh vật phát hại khác làm giảm hương vị tự nhiên của hạt, làm cho hạt có những mùi lạ không mong muốn Đồng thời cũng làm thay đổi màu của hạt (màu nhạt dần, có màu của mốc)

4 SINH VẬT TRONG KHỐI HẠT

4.1 Các loại vi sinh vật nhiễm vào khối hạt

Việc qảo quản cà phê nên giữ ở độ ẩm nhỏ hơn 12% w/w tại độ ẩm này, sự phát triển củanấm mốc và hoạt động của enzyme là thấp nhất

Khi độ ẩm tương đối của không khí trên 74% (tương ứng với độ ẩm cân bằng trong nhân

cà phê khoảng 13%, phụ thuộc vào nhiệt độ), không hại đến sự phát triển của nấm mốc, như:

Aspergillusniger, A.ochraceous, Rhizopus

Khi độ ẩm tương đối của không khí trên 85% (tương ứng với độ ẩm cân bằng trong nhân

cà phê khoảng 18% w/w) là cần thiết cho nấm men và vi khuẩn phát triển Phụ thuộc vào độ ẩm/nhiệt độ không khí và thời gian bảo quản, do đó những biến đổi hóa học (hay sinh học) diễn

ra trong cà phê nhân thường dẫn đến sự đổi màu (nhạt màu hoặc xuất hiện màu trắng) tuy nhiên,những biến đổi về mặt hóa học là không đáng kể

4.2 Các loại côn trùng và sâu hại

Tác hại

Trong số các loài côn trùng có khả năng gây hư hỏng (như các lổ khoan…) trên cà phê

nhân trong quá trình bảo quản thì Araecerus fasciculatus là nguy hiểm nhất, Lasiodeerma

serricornis, Tribolium castaneum và Carpophilus …

Tác hại do côn trùng gây ra cũng gần giống các tác hại của VSV, có thể kể đến như hao hụt về trọng lượng khô của hạt, làm giảm chất lượng của hạt về cảm quan cũng như về dinh dưỡng, vệ sinh thông qua các hoạt động trao đổi chất của côn trùng Về mặt kinh tế, sự phát triểncủa trùng bọ làm tốn thêm nhiều tiền để giải quyết hậu quả, làm giảm uy tín trong buôn bán và tổn thất hạt giống trong vụ kế tiếp

Cách phòng ngừa

Gồm 3 phương pháp cơ bản