Nghiên cứu quy trình sản xuất cà phê nấm linh chi (ganoderma lucidum) quy mô phòng thí nghiệm

LỜI CẢM ƠN  Trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu quy trình sản xuất cà phê nấm Linh Chi Ganoderma Lucidum quy mô phòng thí nghiệm” em đã nhận được sự giúp đỡ tận

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ NẤM

LINH CHI (GANODERMA LUCIDUM) QUY MÔ

Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU

VIỆN KỸ THUẬT – KINH TẾ BIỂN

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI

Trình độ đào tạo: Đại học

Hệ đào tạo: Chính quy

Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm

1 Tên đề tài: Nghiên cứu quy trình sản xuất cà phê nấm Linh Chi (Ganoderma

Lucidum) quy mô phòng thí nghiệm

2 Giảng viên hướng dẫn: TS Phùng Thị Mỹ

3 Ngày giao đề tài: tháng 2 năm 2017

4 Ngày hoàn thành đồ án/ khóa luận tốt nghiệp: tháng 6 năm 2017

Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày…tháng…năm 2017

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

(ký và ghi rõ họ tên) (ký và ghi rõ họ tên)

CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

(ký và ghi rõ họ tên) (ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN



Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày … tháng … năm 2017

Giảng viên hướng dẫn

(Kí và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIÁNG VIÊN PHẢN BIỆN



Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày … tháng … năm 2017

Giảng viên phản biện

(Kí và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN



Trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu quy trình sản xuất

cà phê nấm Linh Chi (Ganoderma Lucidum) quy mô phòng thí nghiệm” em đã

nhận được sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô, gia đình và bạn bè Em xin chân thành cảm ơn thầy cô trong Viện Kỹ thuật – Kinh tế biển của trường Đại hoc Bà Rịa – vũng Tàu đã tận tình hướng dẫn cho em trong thời gian qua

Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc đến cô Phùng Thị Mỹ đã tận tình hướng dẫn

em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Mặc dù cô trong giai đoạn thai kỳ và bận rộn cuộc sống hằng ngày nhưng cô luôn giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để em có thể hoàn thành bài đồ án của mình

Em cũng xin cảm ơn anh Nguyễn Văn Tới và thầy Nguyễn Văn Toàn phụ trách phòng thí nghiệm đã giúp đỡ em rất nhiều, tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành các thí nghiệm trong bài đồ án này

Đặc biệt gửi lời sâu sắc đến gia đình đã tạo điều kiện tốt nhất để con được học hành, là nguồn động viên to lớn và mạnh mẽ nhất giúp con vượt qua khó khăn trong hoc tập

Sau cùng xin cảm ơn tất cả các bạn sinh viên lớp DH13TP và một số bạn lớp DH13HD đã giúp đỡ mình trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp này

Vì kiến thức cũng như thời gian còn hạn chế nên bài báo cáo đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót Mong nhận được sự thông cảm và đóng góp ý kiến từ Thầy Cô và các bạn

Xin chân thành cảm ơn!

Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày … tháng … năm 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản đồ án này do tôi thực hiện, thiết kế và nghiên cứu dưới

sự hướng dẫn của giảng viên hướng dẫn – TS Phùng Thị Mỹ

Để hoàn thành đồ án này, tôi chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà không được ghi

Nếu sai, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định

Sinh viên thực hiện

(kí tên)

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 4

1.1 Nguyên liệu bột cà phê 4

1.1.1 Giới thiệu về cà phê (Rubiaceae) 4

1.1.1.1 Phân loại cà phê 4

1.1.1.2 Cấu tạo và thành phần hóa học 6

1.1.2 Chỉ tiêu yêu cầu cảm quan và hóa lý của cà phê 8

1.1.3 Quy trình sản xuất cà phê rang xay 10

1.2 Nguyên liệu nấm Linh Chi (Ganoderma Lucidum) 16

1.2.1 Giới thiệu về nấm Linh Chi 16

1.2.1.1 Phân loại 17

1.2.1.2 Cấu tạo và thành phần hóa học nấm Linh chi 18

1.2.2 Quy trình sản xuất bột nấm Linh Chi 21

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.1 Đối tượng nghiên cứu 23

2.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện 23

2.1.2 Nguyên liệu và hóa chất thí nghiệm 23

2.1.3 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 24

2.2 Quy trình nghiên cứu 24

2.2.1 Đề xuất quy trình sản xuất dòng sản phẩm cà phê nấm Linh Chi thứ I 24

2.2.2 Đề xuất quy trình sản xuất dòng sản phẩm cà phê nấm Linh Chi thứ II 25

2.2.3 Bố trí thí nghiệm 26

2.2.4 Phương pháp phân tích 31

2.2.4.1 Các phương pháp phân tích lí hóa 31

2.2.4.2 Phương pháp đánh giá cảm quan 35

2.3 Phương pháp xử lý số liệu 39

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40

3.1 Dòng sản phẩm thứ I: phối trộn bột cà phê và bột nấm Linh Chi 40

3.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát kích thước thích hợp của nấm Linh Chi đến sản phẩm 40

3.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ cà phê và nấm Linh Chi đến giá trị cảm quan của dòng sản phẩm thứ I 41

3.2 Dòng sản phẩm thứ II: phối trộn bột cà phê và cao nấm Linh Chi 43

3.2.1 Thí nghiệm 3 Khảo sát thời gian trích ly chất polysaccharide tổng từ nấm Linh Chi 43

3.2.1.1 Xây dựng đường chuẩn dextrose 43

3.2.1.2 Kết quả xác định hàm lượng polysaccharide tổng trong nấm Linh Chi 45

3.2.2 Thí nghiệm 4: Khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ cà phê và nấm Linh Chi đến giá trị cảm quan của dòng sản phẩm thứ II 47

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50

Kết luận 50

Kiến nghị 51

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cây cà phê 4

Hình 1.2 Cấu tạo hạt cà phê 6

Hình 1.3 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất cà phê rang xay 11

Hình 1.4 Cây nấm Linh chi 17

Hình 1.5 Nấm Linh chi mọc trên thân gỗ 17

Hình 1.6 Sáu loại nấm Linh Chi 18

Hình 1.7 Cấu tạo cây nấm Linh Chi 19

Hình 1.8 Thành phần hóa học của nấm Linh Chi 19

Hình 1.9 Quy trình sản xuất bột nấm Linh Chi 21

Hình 2.1 Quy trình sản xuất dòng sản phẩm cà phê nấm Linh Chi thứ I 24

Hình 2.2 Quy trình sản xuất dòng sản phẩm cà phê nấm Linh Chi thứ II 25

Hình 2.3 Sơ đồ tóm tắt bố trí thí nghiệm 26

Hình 2.4 Pha chế cà phê 27

Hình 2.5 Mẫu đánh giá cảm quan 28

Hình 2.6 Cao nấm Linh Chi 30

Hình 2.7 Mẫu đánh giá cảm quan 30

Hình 3.1 Độ phóng đại 40 a) mẫu 1 b) mẫu 2 c) mẫu 3 40

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn kết quả cảm quan sản phẩm với các tỉ lệ cà phê và nấm Linh Chi khác nhau 42

Hình 3.3 Dãy chuẩn đã thực hiện phản ứng lên màu 44

Hình 3.4 Đường chuẩn dextrose dung để xác định polysaccharide tổng 44

Hình 3.5 Các mẫu đã thực hiện phản ứng lên màu 45

Hình 3.6 Biểu đồ hàm 46

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn kết quả cảm quan sản phẩm với các tỉ lệ cà phê và nấm Linh Chi khác nhau 48

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Một số thành phần hóa học cơ bản có trong cà phê 7

Bảng 1.2 Yêu cầu cảm quan đối với cà phê bột 9

Bảng 1.3 Yêu cầu về hóa – lý đối với cà phê bột 10

Bảng 1.4 Các mức độ rang cà phê 13

Bảng 1.5 Các thông số của quá trình rang 14

Bảng 1.6 Các thông số của quá trình làm nguội 15

Bảng 1.7 Các thông số của quá trình nghiền 16

Bảng 2.1 Kích thước của mẫu cần khảo sát 27

Bảng 2.2 Xây dựng đường chuẩn dextrose 32

Bảng 2.3 Thang điểm đánh giá cảm quan theo TCVN 3215 – 79 35

Bảng 2.4 Bảng đánh giá cảm quan sản phẩm cà phê nấm Linh Chi theo phương pháp cho điểm TCVN 3215-79 36

Bảng 2.5 Các mức chất lượng 39

Bảng 3.1 Ảnh hưởng kích thước của nấm Linh Chi đến sản phẩm 40

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ cà phê và nấm Linh Chi đến giá trị cảm quan của dòng sản phẩm thứ I 41

Bảng 3.3 Bảng đánh giá xếp loại chất lượng sản phẩm 42

Bảng 3.4 Kết quả đường chuẩn dextrose 44

Bảng 3.5 Hàm lượng polysaccharide tổng trong các mẫu 46

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của tỉ lệ cà phê và nấm Linh Chi đến giá trị cảm quan của sản phẩm 47

Bảng 3.7 Bảng đánh giá xếp loại chất lượng sản phẩm 48

1

LỜI MỞ ĐẦU

Khoa học Kỹ thuật ngày càng phát triển, điều kiện sống và nhu cầu con người ngày càng cao, chính vì vậy xuất hiện nhu cầu đa dạng hóa sản phẩm để thu hút người tiêu dùng, đảm bảo cả về số lượng và chất lượng

Những năm gần đây, cùng với sự phát triển của các quán cà phê, hệ thống cung ứng cà phê và nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng (NTD), thì số lượng tiêu thụ cà phê trong nước cũng như suất khẩu tăng nhanh (với 2/3 là cà phê bột rang xay, 1/3 là cà phê hòa tan) Theo nghiên cứu số liệu thống kê có 65% NTD có sử dụng cà phê Việt Nam 7 lần/tuần, nghiêng về nam giới (59%)

Tỷ lệ sử dụng cà phê tại nhà và bên ngoài là ngang nhau 49/50% [17]

Theo nghiên cứu của Hiệp hội cà phê quốc tế cho thấy những người uống

cà phê hằng ngày có thể giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường đến 50% Đồng thời

có thể giảm bớt căng thẳng, tăng cường sức khỏe, xóa tan sự mệt mỏi Với các hoạt động chất giúp tiêu hao lượng mỡ sâu trong cơ thể

Theo tiến sĩ Clara Rose cho rằng nấm Linh Chi là loại thuốc bổ diệu kỳ, tăng cường miễn dịch, chữa bệnh tiểu đường, viêm gan, viêm phế quản mãn

có rất nhiều giá trị sức khỏe, mà ở nước ta mọc ra nhiều trang trại nấm Linh Chi Tuy nhiên, chủ trại nấm còn gặp nhiều khó khăn về việc giải quyết đầu ra

Chính những lý do như trên mà chúng tôi đã đề xuất đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất cà phê nấm Linh Chi (Ganoderma Lucidum) quy mô phòng thí nghiệm” nhằm góp phần đa dạng hơn về sản phẩm cà phê trên thị

trường, giải quyết đầu ra cho nấm Linh Chi

2

 Mục đích nghiên cứu

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất cà phê nấm Linh Chi, nhằm đa dạng hóa sản phẩm trên thị trường

 Nội dung thực hiện

a) Khảo sát một số yếu tố trong quá trình sản xuất dòng sản phẩm thứ I: phối trộn bột cà phê và bột nấm Linh Chi

- Khảo sát ảnh hưởng kích thước của nấm Linh Chi đến sản phẩm cà phê và nấm Linh Chi

- Khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ cà phê và nấm Linh Chi đến giá trị cảm quan của sản phẩm

b) Khảo sát một số yếu tố trong quá trình sản xuất dòng sản phẩm thứ II: phối trộn bột cà phê và cao nấm Linh Chi

- Khảo sát thời gian trích ly hàm lượng chất polysaccharide tổng từ nấm

Linh Chi

- Khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ cà phê và nấm Linh Chi đến giá trị cảm quan của sản phẩm

 Phương pháp nghiên cứu

- Định lượng polysaccharide tổng trong nấm Linh Chi (Ganoderma Lucidum) bằng phương pháp đo quang

- Phương pháp đánh giá cảm quan dựa trên phép thử cho điểm chất lượng tổng hợp sản phẩm theo TCVN 3215 - 79

- Xác định tỷ lệ chất hòa tan trong nước theo TCVN 5252

- Xác định hàm lượng tro không tan trong acid clohydric theo TCVN 5253

- Xác định hàm lượng tro tổng theo TCVN 5253

- Xử lý số liệu bằng phần mềm Statgraphic Centurion 16.1

- Phần mềm Microsoft Excel

3

 Các kết quả đạt được

a) Dòng sản phẩm thứ I: phối trộn bột cà phê và bột nấm Linh Chi

- Xác định được kích thước nấm Linh Chi thích hợp cho sản phẩm là chiều dài 2,67 ± 0,41 (mm), chiều rộng 0,5 ± 0,04 (mm)

- Xác định được tỉ lệ tối ưu cà phê: nấm Linh Chi là 20:1 (g)

b) Dòng sản phẩm thứ II: phối trộn bột cà phê và cao nấm Linh Chi

- Xác định được tỉ lệ tối ưu cà phê: nấm Linh Chi đem đi trích ly là 20:0,9 (g)

- Xác định được thời gian trích ly nấm Linh Chi thích hợp nhất là 25 phút trở lên với nhiệt độ 90 – 1000C

 Bố cục nghiên cứu

- Lời mở đầu

- Chương 1: Tổng quan lý thuyết

- Chương 2: Đối tượng và phương pháp nguyên cứu

- Chương 3: Kết quả và thảo luận

- Kết luận và kiến nghị

- Tài liệu tham khảo

- Phụ lục

4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Nguyên liệu bột cà phê

1.1.1 Giới thiệu về cà phê (Rubiaceae) [8]

Cà phê có nhiều loại Tuy nhiên, không phải loại nào cũng cho năng suất cao Chỉ có 2 loại cà phê có ý nghĩa kinh tế: loài thứ nhất có tên thông thường trong tiếng Việt là Cà phê chè (tên khoa học là Coffea arabica), đại diện khoảng 61% các sản phẩm cà phê trên thế giới Loại thứ hai là cà phê vôi (tên khoa học

là Coffea canephora hay Coffea robusta), chiếm gần 39% các sản phẩm cà phê Ngoài ra còn có Coffea liberica và chari (ở Việt Nam gọi là Cà phê mít) với sản lượng không đáng kể Cà phê được sử dụng khá nhiều lĩnh vực của công nghiệp thực phẩm Tuy nhiên, cà phê được sử dụng nhiều nhất là để sản xuất cà phê rang xay và cà phê hòa tan

Khi sử dụng sản phẩm từ cà phê, người sử dụng chủ yếu quan tâm đến chất lượng cảm quan và giá trị dược tính của chúng Còn giá trị dinh dưỡng thì ít được quan tâm

Hình 1.1 Cây cà phê

1.1.1.1 Phân loại cà phê [8]

Hiện nay, hai loại cà phê được trồng nhiều nhất trên thế giới là cà phê Arabica, cà phê Robusta Các loại cà phê khác chiếm không đáng kể Trong hai loại cà phê phổ biến nói trên, cà phê Arabica thường được đánh giá cao hơn về các tính chất hương vị, và thường được sử dụng để sản xuất cà phê rang xay Còn cà phê Robusta thì thường được sử dụng để sản xuất cà phê hòa tan hoặc

Cà phê vôi (Robusta)

Tên khoa học: Coffea canephora hay Coffea robusta, thường được gọi là cà phê vôi, chiếm gần 39% các sản phẩm cà phê Có nguồi gốc từ khu vực sông Conggô và miền núi thấp xích đạo với nhiệt đới Tây Phi Châu Quả chín màu đỏ sẫm, đường kính 10 – 13 mm, hình bầu dục hoặc tròn có hai nhân đôi khi một nhân, vỏ quả cứng có cuống dài hơn arabica Cứ khoảng 3 kg quả cho ra 1 kg nhân, nhân hình bầu dục hơi tròn có màu xám xanh, xanh bạc, vàng mỡ gà,… Tùy thuộc vào cách chế biến lượng caffein có khoảng 1,5 – 3%

Cà phê mít (Chari)

Tên khoa học: Coffea chari, ở Việt Nam thường được gọi là cà phê mít Có nguồn gốc ở xứ Ubangui Chari thuộc Biển Hồ gần xa mạc Xahara, du nhập vào Việt Nam năm 1905 Hoa của ba loại cà phê trên thường nở đồng loạt, thành chùm màu trắng muốt, hương thơm ngào ngạt Một cây cà phê trưởng thành có

từ 30.000 – 40.000 hoa, 5 – 3%

Vỏ lụa: nằm dưới lớp vỏ trấu, mỏng, mềm, có màu sắc tùy chủng

Nhân cà phê: lớp tế bào phần ngoài của nhân cứng, có những tế bào nhỏ, trong có chứa những chất dầu Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn

Hình 1.2 Cấu tạo hạt cà phê

b) Thành phần hóa học [1]

Trong hạt cà phê nhân có rất nhiều các thành phần hóa học khác nhau Hàm lượng của các chất trong cà phê thường dao động trong một giới hạn khá rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, thổ nhưỡng, khí hậu, phương thức canh tác và các phương pháp chế biến và thu hoạch

số phản ứng tạo màu và mùi của cà phê rang Các polysaccharide không hòa tan trong nước, chúng tạo nên những thành tế bào của hạt cà phê và sau khi pha trở thành bã cà phê

Các chất béo: trong cà phê nhân tổng hàm lượng chất béo chiếm khoảng 10 – 15% chất khô Trong quá trình rang các lớp chất béo mất đi 1 – 2% Các hợp

8

chất béo chủ yếu tạo thành dầu cà phê là trigliceride và diterpene

Các acid: đại diện quan trọng nhất của nhóm acid là các loại acid chlorogenic Đây là những loại acid đặc trưng đối với cà phê Trong quá trình rang chúng bị phân hủy 30 – 70%, sau khi rang có sự hình thành một số acid dễ bay hơi Tất cả các acid này đều góp phần tạo vị chua của cà phê

Các loại protein: hầu như không có mặt trong cà phê rang, do rang ở nhiệt

độ cao nên một phần bị phân hủy, phần còn lại kết hợp với hydrocarbon và các acid chlorogenic tạo thành những chất màu nâu Khi gia nhiệt, các mạch polypeptide bị phân cắt, các acid amin được giải phóng ra tác dụng với nhau hoặc tác dụng với những chất tạo nên mùi và vị cho cà phê rang Acid amin có chứa lưu huỳnh như cystein, methionine và proline, chúng góp phần tạo nên hương vị đặc trưng của cà phê sau khi rang Đặc biệt, methionine và proline có tác dụng làm giảm tốc độ oxi hóa các chất thơm, làm cho cà phê rang giữ được mùi vị khi bảo quản Trong quá trình chế biến chỉ có một phần protein bị phân giải thành acid amin, còn phần lớn bị biến thành hợp chất không tan

Các chất khoáng: hàm lượng chất khoáng trong cà phê khoảng 4 – 4,5%, chủ yếu là kali, nitơ magie, photpho, clo Ngoài ra còn thấy nhôm, sắt, đồng, iod, lưu huỳnh

1.1.2 Chỉ tiêu yêu cầu cảm quan và hóa lý của cà phê [1]

a) Yêu cầu đối với hạt cà phê

Do sự đa dạng về sản phẩm theo thị hiếu của người sử dụng, hiện nay tiêu chuẩn cà phê nguyên liệu để sản xuất cà phê rang phụ thuộc vào từng nhà sản xuất cụ thể Để đánh giá chất lượng cà phê nhân, người ta thường dựa vào các chỉ tiêu sau đây:

+ Độ ẩm: thường nhỏ hơn 13% (w/w)

+ Kích thước hạt: dựa vào số lượng hạt qua các lỗ sàng có kích thước theo

bộ tiêu chuẩn của ISO về kích thước lỗ sàng

+ Tỷ trọng và khối lượng của 100 hạt

9

+ Số lượng lỗi có trên 100 hạt (các lỗi như màu sắc không đặc trưng, sâu bọ, hạt non, các tổn thương do quá trình chế biến…)

+ Hàm lường tạp chất và tỷ lệ lẫn các loài cà phê khác nhau

+ Các tính chất cảm quan về màu sắc và thể chất của hạt cà phê

Hiện nay, đối với cà phê nhân của Việt Nam, các nhà sản xuất cà phê nhân dựa vào bộ tiêu chuẩn TCVN 4193: 2005 để đánh giá chất lượng Bộ tiêu chuẩn này có nội dung gần như tương tự với các tiêu chuẩn đánh giá của Hiệp hội Cà phê Thế giới (ICO)

b) Yêu cầu cảm quan cà phê bột

Yêu cầu cảm quan đối với cà phê bột được thể hiện ở bảng 1.2 theo TCVN 5251: 2007

Bảng 1.2 Yêu cầu cảm quan đối với cà phê bột

Màu sắc Màu nâu cánh gián đậm Màu nâu cánh gián không đều

Mùi Thơm rất đặc trưng của cà

phê bột, không có mùi lạ

Thơm rất đặc trưng của cà phê bột, không có mùi lạ

Vị Có vị rất đặc trưng của cà

phê bột

Có vị rất đặc trưng của cà phê

bột

Trạng thái Dạng bột, đồng đều, tơi xốp Dạng bột, không vón

Cà phê pha Có màu cánh gián đậm, sánh

tự nhiên

Có màu cánh gián, ít sánh

10

c) Yêu cầu hóa – lý cà phê bột

Yêu cầu về hóa – lý đối với cà phê bột được thể hiện ở bảng 1.3 theo TCVN 5251: 2007

Bảng 1.3 Yêu cầu về hóa – lý đối với cà phê bột

1 Độ mịn, tính theo % khối lượng

- Dưới rây F 0,56 mm, không nhỏ hơn

- Trên rây F 0,25 mm, không lớn hơn

30

15

2 Độ ẩm, tính theo % khối lượng, không lớn hơn 5

3 Hàm lượng cafein, tính theo % khối lượng, không nhỏ hơn 1,0

4 Hàm lượng tro, tính theo % khối lượng, không nhỏ hơn

- Tro tổng số

- Tro không tan trong axit clohydric

5 0,2

5 Tỷ lệ chất tan trong nước, tính theo % khối lượng, không nhỏ hơn 25

1.1.3 Quy trình sản xuất cà phê rang xay [1]

Nguyên liệu trong sản xuất cà phê rang xay là hạt cà phê hay còn gọi là cà phê nhân Quả cà phê sau khi được thu hái sẽ qua các quá trình sơ chế bóc tách lớp vỏ và thịt quả, rửa sạch, sấy khô, xát lớp vỏ thóc và đánh bóng tách lớp vỏ lụa để thu hạt cà phê khô thương phẩm được gọi là cà phê nhân Có hai phương pháp chính để sơ chế là phương pháp khô và phương pháp ướt:

Sơ chế theo phương pháp khô: cà phê được thu hái theo kiểu tuốt cành, gồm quả chín, chưa chín và quả quá chín Cà phê sau khi thu hái xong sẽ đem đi phơi hay sấy khô, xát vỏ thóc và đánh bóng Quá trình sơ chế cà phê theo phương pháp khô là phương pháp đơn giản nhất, thích hợp với cà phê vối (Robusta) Tuy nhiên, do chất lượng của khối quả thu hái là không đồng đều, dẫn đến sản phẩm chế biến theo phương pháp này thường có chất lượng không cao và không ổn định

11

Sơ chế theo phương pháp ướt: cà phê phải được thu hái theo kiểu nhặt quả, đảm bảo chín đồng đều, không được lẫn các hạt xanh hoặc quá chín Sau khi thu hái xong, nguyên liệu được đem vào bể phân loại càng sớm càng tốt để hạn chế tổn thất về số lượng Tiếp theo, cà phê được đưa sang thiết bị tách nhớt Có thể thực hiện quá trình lên men để giúp việc tách lớp vỏ nhớt bên ngoài được dễ dàng hơn Sau đó, được đưa qua hệ thống rửa và tiến hành sấy khô có được cà phê thóc Cuối cùng, cà phê thóc sẽ được xát vỏ, đánh bóng, phân loại và bao gói thành hạt cà phê thương phẩm Quá trình sơ chế theo phương pháp ướt sẽ giúp sản phẩm cà phê có chất lượng cao hơn so với phương pháp khô Phương pháp này thích hợp để sản xuất cà phê chất lượng cao như cà phê chè (Arabica)

Hình 1.3 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất cà phê rang xay

Cà phê nhân

Làm sạch Trộn Rang

Nghiền Bao gói

Cà phê rang xay

12

Nguyên liệu

Để đảm bảo sự đồng đều của cà phê trong quá trình rang, phải loại bỏ các hạt cà phê không đảm bảo về kích thước (quá nhỏ hoặc quá to, hạt cà phê bị vỡ nát) và tỷ trọng (hạt bị lép, hạt cà phê được chế biến từ các quả quá chín…) Độ

ẩm nguyên liệu đầu vào là nhỏ hơn 13%

a) Làm sạch

 Mục đích

Cà phê nhân khi được đưa đến nhà máy sản xuất có thể lẫn các loại tạp chất Thành phần tạp chất thường là lá, vỏ cà phê còn sót lại, đá, cát… Các tạp chất có thể ảnh hưởng đến tính chất cảm quan của sản phẩm Riêng kim loại có thể làm hỏng thiết bị trong quá trình nghiền sau này

b) Phối trộn

 Mục đích

Nhằm đa dạng hóa sản phẩm và đáp ứng yêu cầu của người sử dụng, người

ta thường trộn một số loại cà phê với nhau trong sản xuất cà phê rang xay Thông thường là trộn cà phê Arabica với cà phê Robusta với nhau Tỷ lệ phối trộn tùy theo từng nhà sản xuất và loại sản phẩm sẽ được phục vụ cho những đối tượng tiêu dùng nào

 Phương pháp thực hiện

Quá trình phối trộn thường được thực hiện trong thiết bị trộn dạng thùng quay

 Các biến đổi của nguyên liệu

Trong quá trình phối trộn, không có biến đổi quan trọng nào diễn ra

c) Quá trình rang

 Mục đích

Là công đoạn quan trọng nhất và mang tính chất quyết định đến chất lượng của cà phê thành phẩm và tạo ra các biến đổi tính chất cơ lý hóa của hạt cà phê, làm cho quá trình nghiền cà phê tiếp theo được dễ dàng hơn

13

 Phương pháp thực hiện

Rang là quá trình gia nhiệt cho hạt cà phê, sử dụng tác nhân truyền nhiệt là không khí nóng có nhiệt độ 180 – 2600C Trong quá trình rang, hạt được đảo trộn liên tục nên trong thiết bị rang có cả 3 phương pháp truyền nhiệt: bức xạ, dẫn nhiệt và đối lưu nhiệt Có 3 chế độ nhiệt độ để lựa chọn [1]

+ Nhiệt độ thấp, thời gian dài: 2200C, 9 – 12 phút

+ Nhiệt độ cao, thời gian ngắn: 2600C, 2,5 – 3 phút

+ Nhiệt độ cao, thời gian dài

Độ acid rõ và hương vị tăng nhẹ

Bề mặt hạt cà phê khô Rang trung bình Màu nâu vừa

Độ acid và hương vị tăng Hầu hết các hạt cà phê vẫn khô Rang hơi đậm –

rang hơi kỹ

Màu nâu tối

Bề mặt có sự hiện diện của những hạt dầu nhỏ

Độ acid giảm nhẹ và hương vị mạnh nhất Rang đậm – rang

kỹ

Màu đen hoặc nâu đen Hạt cà phê có những đóm dầu hay cà hạt đều có dầu Hương vị giảm trong khi độ béo tăng mạnh

Rang rất đậm –

rang rất kỹ

Hạt màu đen với bề mạt phủ đầy dầu Hương vị giảm rất mạnh, độ béo cũng giảm

14

 Sự biến đổi của nguyên liệu

Biến đổi vật lý: dưới tác dụng của nhiệt độ cao, nước và một số chất có

phân tử lượng thấp sẽ bay hơi, do đó làm trương nở và giảm khối lượng hạt cà phê, tỷ trọng hạt cũng giảm đi

Biến đổi hóa lý: hiện tượng bay hơi ẩm và các hợp chất dễ bay hơi Quá

trình này làm cho cấu trúc bên trong hạt trở nên giòn xốp

Biến đổi hóa học: sẽ tạo ra các đặc trưng về hương vị cho cà phê thành

phẩm, làm tổn thất chất khô Các phản ứng hóa học xảy ra như là phản ứng Maillard, caramel, oxy hóa lipid v.v.v

Biến đổi hóa sinh và vi sinh: các enzyme và vi sinh vật có trong khối hạt

ban đầu sẽ bị vô hoạt hoàn toàn

Biến đổi cảm quan: đầu tiên hạt cà phê dần trơn và nhẵn Sau đó, bề mặt

hạt sẽ khô và bắt đầu xuất hiện các vết nứt Cuối cùng, bề mặt hạt sẽ dần bóng lên do dầu từ bên trong nhân cà phê thoát ra bề mặt Màu sắc của hạt cà phê sẽ biến đổi dần từ màu xanh xám sang màu vàng nhạt, vàng đậm, nâu cánh gián, nâu đen và cuối cùng có màu đen đậm

 Thông số kỹ thuật

Các thông số kỹ thuật được thể hiện ở bảng 1.5 như sau:

Bảng 1.5 Các thông số của quá trình rang

Thời gian Không quá một giờ

15

 Phương pháp thực hiện

Dùng không khí để làm nguội Ở một số cơ sở sản xuất, người ta có thể phun ẩm hoặc phun rượu Ngoài việc phun rượu còn có tác dụng là tạo ra phản ứng ester hóa có mùi thơm Có một số nơi dùng dung dịch đường

 Sự biến đổi của nguyên liệu

Biến đổi hóa học: trong quá trình làm nguội, các hợp chất hương tạo thành

vẫn tiếp tục bay hơi Mặt khác, do nhiệt độ cao nên các phản ứng hóa học trong hạt cũng tiếp tục diễn ra, nhất là phản ứng caramel và phản ứng Maillard

 Thông số kỹ thuật

Các thông số kỹ thuật được thể hiện ở bảng 1.6 như sau:

Bảng 1.6 Các thông số của quá trình làm nguội

Giảm kích thước của hạt cà phê, phá vỡ cấu trúc vốn có của hạt cà phê rang

để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình pha chế cà phê khi sử dụng Ngoài ra, mục đích của quá trình nghiền còn nhằm tạo điều kiện cho một số khí (đặc biệt

là CO2) được sinh ra trong quá trình rang và giữ lại bên trong hạt sẽ thoát ra ngoài, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình bao gói

 Phương pháp thực hiện

Sau quá trình làm nguội, sản phẩm được đưa vào thiết bị nghiền (đôi khi còn gọi là máy xay) Sau quá trình nghiền, bột cà phê được đưa tới rây Các thành phần đạt yêu cầu sẽ được đem bao gói, thành phần có kích thước quá lớn được hoàn lưu trở về máy nghiền

16

 Sự biến đổi của nguyên liệu

Biến đổi vật lý: quá trình nghiền sẽ làm giảm kích thước của hạt cà phê

Khí CO2, hơi nước và các chất dễ bay hơi được tạo thành từ giai đoạn rang sẽ tiếp tục giải phóng, làm giảm khối lượng sản phẩm

Biến đổi hóa lý: xảy ra sự bay hơi của một số chất mùi

Biến đổi hóa học, hóa sinh và vi sinh: các biến đổi này không đáng kể

 Thông số kỹ thuật

Các thông số kỹ thuật được thể hiện ở bảng 1.5 như sau:

Bảng 1.7 Các thông số của quá trình nghiền

Quá trình bao gói sẽ giúp cho sản phẩm giữ được tính chất cho sản phẩm

và dễ vận chuyển và phân phối đến tay người tiêu dùng Ngoài ra, việc bao gói còn làm tăng giá trị hình thức bên ngoài của sản phẩm

1.2 Nguyên liệu nấm Linh Chi (Ganoderma Lucidum)

1.2.1 Giới thiệu về nấm Linh Chi

Nấm Linh Chi có tên khoa học là Ganoderma Lucidum, thuộc họ nấm Lim (Ganodermataceae) Theo đông y, nấm có vị nhạt, có tác dụng bảo can (bảo vệ

gan), giải độc, cường tâm, kiện não (bổ óc), an thần tăng trí nhớ Gần đây các nhà khoa học Trung Quốc và Nhật Bản còn phát hiện nấm Linh Chi cũng có hiệu quả trong phòng và chống ung thư, chống lão hóa…[6]

17

Hình 1.4 Cây nấm Linh chi

Nấm Linh Chi mọc trên thân gỗ (thuộc họ đậu fabales) sống hay đã chết

ôn hòa, thích hợp nhiệt độ thấp (20 – 260C)

Hình 1.5 Nấm Linh chi mọc trên thân gỗ 1.2.1.1 Phân loại

Linh Chi (Ganoderma) có chu trình sống giống các loại nấm khác, vị trí

phân loại như sau:

Ngành phụ: Basidiomycotina

Hiện tại chỉ có 6 loại nấm Linh Chi được nghiên cứu khả năng trị liệu tốt,

đó là nấm Linh Chi đỏ, nấm Linh Chi đen, nấm Linh Chi xanh da trời, nấm Linh Chi trắng, nấm Linh Chi vàng và nấm Linh Chi tím [6]

Hình 1.6 Sáu loại nấm Linh Chi

Có nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã định danh được các hoạt chất và xác định tác dụng dược lý của nấm Linh Chi như: Germanium, acid ganoderic, acid ganodermic, acid oleic, ganodosteron, ganoderans, adenosin, beta-D-glucan, (đặc biệt trong nấm Linh Chi, có hàm lượng germanium cao hơn trong nhân sâm từ 5 đến 8 lần) Các nhà khoa học Việt Nam tìm thấy trong nấm Linh Chi có chứa 21 nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự vận hành và chuyển hóa của cơ thể như: đồng, sắt

Ngày nay người ta biết trong nấm Linh Chi có germanium giúp tế bào hấp thụ oxy tốt hơn: polysaccharit làm tăng sự miễn dịch trong cơ thể, làm mát gan, diệt tế bào ung thư, acid ganodermic chống dị ứng, chống viêm

1.2.1.2 Cấu tạo và thành phần hóa học nấm Linh chi

a) Cấu tạo [6]

Nấm Linh Chi là dạng thể quả Thể quả có cuống dài hoặc ngắn, thường đính bên, đôi khi đính tâm Cuống nấm thường hình trụ hoặc thanh mảnh (cỡ 0,3

19

– 0,8 cm đường kính), hoặc mập khỏe (2 – 3,5 cm đường kính), ít khi phân nhánh, dài từ 2,7 – 22 cm, đôi khi có uốn khúc cong quẹo Mũ nấm khi non có hình trứng, lớn dần có dạng thận, gần tròn, đôi khi xòe hình quạt hoặc có dạng khác thường Trên mặt nấm có vân gợn đồng tâm và có chia rãnh phóng xạ, màu sắc đỏ nâu, nâu tím, nâu đen, nhẫn bóng, thường sẫm màu dần khi già Kích thước tán biến động lớn từ 2 – 36 cm, dày 0,8 – 3,3 cm

Hình 1.7 Cấu tạo cây nấm Linh Chi

b) Thành phần hóa học [9]

Nấm Linh Chi từ lâu đã được xem như thần dược với những tác dụng tuyệt vời đến sức khỏe con người Nấm Linh chi có tác dụng thần kỳ với sức khỏe thông qua tác động của 5 thành phần cơ bản có trong nấm Chúng tác động đến sức khỏe con người theo một chu trình: làm sạch, cân bằng, điều chỉnh, kiến tạo

và tái sinh

Hình 1.8 Thành phần hóa học của nấm Linh Chi

Thành phần hóa hoc của nấm Linh Chi bao gồm: nước, cellulose, lignine, lipid, monosaccharide, polysaccharide, sterol, protein, thành phần khác như: K,

20

Zn, Ca, Mn, Na, khoáng thiết yếu, nhiều vitamin, amino acid, enzyme và hợp chất alkaloid

Trong nấm Linh Chi có nhiều nguyên tố khoáng như: Zn, Fe, Cu, Na, Mg,

Ge Chúng tham gia vào các quá trình sinh học và trao đổi chất Chẳng hạn germanium (Ge) trong các dược phẩm từ Linh Chi là một chỉ tiêu có giá trị trong điều trị tim mạch và giảm đau trong điều trị ung thư

Các thành phần hoạt tính dược lý quan trọng nhất của Ganoderma lucidum

là triterpenoids và polysaccharides

Triterpenoids đã được báo cáo là có hepatoprotective, chống tăng huyết áp, ảnh hưởng hypocholesterol và chống histaminic, chống khối u và hoạt động

chống engiogenic, ảnh hưởng đến kết tập tiểu cầu và bổ sung cho sự ức chế

Polysaccharides (0,5 – 1,2%), đặc biệt là beta-d-glucans, đã được biết là có tác dụng chống khối u thông qua hoà miễn dịch và chống hình thành mạch Ngoài ra, polysaccharides có tác dụng bảo vệ chống lại các gốc tự do và làm giảm tổn thương tế bào gây ra bởi chất gây đột biến

Có trên 200 loại polysaccharide được trích ly và thu nhận từ nấm Linh Chi nhưng polysaccharide chỉ gồm 2 loại chính và tỉ lệ các thành phần có trong mỗi loại như sau: GL – A có thành phần chính là Gal, nên gọi là Glactan, còn GL –

B có thành phần chính là Glu, nên gọi là Glucan

Trong nhóm polysaccharide chiết từ nấm Linh Chi có rất nhiều thành phần khác nhau, nhưng chỉ có một số hoạt chất được biết đến và thử nghiệm hoạt tính sinh học như: Ganoderans A, B, C có tác dụng hạ đường huyết, Beta- D- Glucan chống ung thư tăng cường miễn dịch, D- 6 làm tăng tổng protein, tăng chuyển hóa acid nucleic

21

1.2.2 Quy trình sản xuất bột nấm Linh Chi

Hình 1.9 Quy trình sản xuất bột nấm Linh Chi

Tai nấm Linh Chi tươi

Tai nấm Linh chi thu hoạch phải đúng thời điểm, thời kỳ thu hái khi nấm bắt đầu sản sinh bào tử nấm khoảng hơn 10 ngày sau đó thì thu hái

Tai nấm Linh Chi tươi

Phơi khô Nghiền

Bao gói

Sản phẩm

22

b) Nghiền [11]

Công đoạn chia làm hai giai đoạn: nghiền thô là Linh Chi được xé nhỏ Nghiền mịn là Linh Chi sau cắt xé nhỏ cho vào máy nghiền mịn, đảm bảo kích thước bột Linh Chi 1 – 1,2 mm Làm cho giai đoạn trích ly trong quá trình chế biến được tốt hơn, dễ sử dụng trong sản phẩm cà phê nấm Linh Chi

c) Bao gói sản phẩm [19]

Thời gian bảo quản từ 1 – 2 năm nếu đóng gói bằng túi ép chân không Chỉ tiêu kiểm nghiệm nấm Linh Chi

- Độ ẩm < 13%

- Chỉ tiêu cảm quan: trạng thái, màu sắc, mùi vị

- Chỉ tiêu hóa lý: độ ẩm, năng lượng, hàm lượng cacbohydrat, hàm lượng lipid, xơ thô, hàm lượng polisacchride, định tính nấm linh chi, hàm lượng chất tan trong nước

- Chỉ tiêu vi sinh vật: TSVSVHK, Coliforms, E.coli, Cl.perfringens, B.cereus

- Chỉ tiêu kim loại nặng: Cadimi (Cd), Chì (Pb), Thủy ngân

- Hàm lượng độc tố vi nấm và hàm lượng hóa chất không mong muốn khác: Aflatoxin B1, B2, G1, G2

23

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện

Địa điểm: thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm của ngành Công nghệ thực phẩm, Viện Kỹ thuật – Kinh tế biển, Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu

Thời gian thực hiện đề tài tại phòng thí nghiệm từ tháng 02 đến tháng 06 năm 2017

2.1.2 Nguyên liệu và hóa chất thí nghiệm

a) Nguyên liệu

Nấm Linh Chi đỏ được mua tại Công ty tinh sản xuất thực phẩm nông nghiệp công nghệ cao “U.S FARM” Địa chỉ: thôn Sông Xoài 4 – Láng Lớn – Châu Đức – BRVT

Cà phê Trung Nguyên loại 1 được sản xuất tại Công ty Trung Nguyên

2.2 Quy trình nghiên cứu

2.2.1 Đề xuất quy trình sản xuất dòng sản phẩm cà phê nấm Linh Chi thứ I

Hình 2.1 Quy trình sản xuất dòng sản phẩm cà phê nấm Linh Chi thứ I

1,83 ± 0,26 - 0,33 ± 0,03

2,67 ± 0,41 - 0,5 ± 0,04

4,75 ± 0,82 - 0,85 ± 0,06

Tai nấm Linh Chi

Tỉ lệ cà phê: nấm (g)

20:0,5 20:1 20:1,5 Bột cà phê

Tỉ lệ

cà phê: nấm (g)

Cách tiến hành: trước khi pha ta cần đảm bảo phin và ly tách được sạch sẽ

và khô ráo, cân lấy 20 g cà phê và 1g nấm Linh Chi đã được xay với 3 kích thước khác nhau cho vào bình pha phin, cho 10 ml nước sôi 90 – 1000C để 3 phút để đợi bột cà phê và nấm Linh Chi hấp thụ hết nước Tiếp tục cho thêm 50

ml nước sôi, đậy kín nắp phin ta thu được dịch Cân giấy lọc, rồi lấy dịch đem đi lọc qua giấy lọc Lấy giấy lọc và cặn đặt vào tủ sấy và tiến hành sấy khô đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 100 – 1050C, đem đi cân giấy lọc và bã lọc thu được

Nội dung nghiên cứu

tỉ lệ cà phê và nấm Linh Chi đến giá trị cảm quan

TN3:

Khảo sát thời gian trích ly hàm lượng polysaccharide tổng trong nấm Linh Chi

TN4:

Khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ

cà phê và nấm Linh Chi đến giá trị cảm quan

27

Tính kết quả: hàm lượng cặn lọt phin (X) tính bằng % theo công thức

Trong đó:

m là lượng mẫu cân (g)

M1 là khối lượng giấy lọc (g)

Bảng 2.1 Kích thước của mẫu cần khảo sát

Mẫu Chiều dài (mm) Chiều rộng (mm)

c) Thí nghiệm 3: khảo sát thời gian trích ly chất polysaccharide tổng từ nấm Linh Chi

Mục đích: nhằm xác định thời gian trích ly hàm lượng chất polysaccharide tổng để sản phẩm đạt tiêu chuẩn

Cách tiến hành: cân chính xác 1 (g) nguyên liệu bột nấm Linh Chi đã sấy

khô đến khối lượng không đổi, tiến hành chiết với dung môi là nước Thời gian khảo sát 15 phút, 25 phút, 35 phút, 45 phút với nhiệt độ 90 – 1000C Lấy dịch chiết định mức vào bình 100 ml bằng nước cất Lấy 20 ml dịch chiết trên cho

29

vào bình tam giác, thêm 150 ml ethanol 96o để lấy kết tủa polysaccharide không tan trong cồn ở nhiệt độ 40C, trong 24 giờ Ly tâm lấy kết tủa, hòa tan kết tủa và định mức trong bình định mức 50 ml, định mức bằng nước cất, thu được dung dịch có nồng độ Cm Sử dụng dung dịch này thực hiện phản ứng lên màu với thuốc thử anthrone trong môi trường acid H2SO4 dd (98%), thời gian lên màu là

30 – 45 phút kể từ khi thực hiện phản ứng lên màu Tìm khối lượng polysaccharide gián tiếp thông qua độ hấp thụ ở bước sóng tối ưu là 618 nm [5]

Yếu tố thí nghiệm: khối lượng polysaccharide tổng thu được khảo sát thời

gian trích ly ở 4 mức: 15 phút, 25 phút, 35 phút, 45 phút Thí nghiệm bố trí theo kiểu 1 yếu tố hoàn toàn ngẫu nhiên, lặp lại 3 lần

d) Thí nghiệm 4: khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ cà phê và nấm Linh Chi đến giá trị cảm quan của dòng sản phẩm thứ II

Mục đích: xác địch được tỉ lệ nấm linh chi và cà phê thích hợp cho giá trị

cảm quan

Cách tiến hành: cân lần lượt 0,3; 0,6; 0,9 và 1,2 (g) nấm Linh Chi đã được xay nhuyễn Cho vào 200 ml nước sôi, nấu ở nhiệt độ 90 – 1000C trong 25 – 45 (phút) Sau đó đem lọc qua vải Lấy dịch thu được nung tiếp cho thành dạng cao