Khảo sát quy trình sản xuất cà phê robusta

Phần lớn là các polysaccharide hòa tan hoặc không hòa tan trong nước và một phần nhỏ là các đường saccharose, glucoze,… Trong quá trình rang các Hydratecarbon biến đổi nhiê

ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI

KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ ROBUSTA

SVTH : NGUYỄN THẾ ÂN MSSV:1311523016

Tp Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2016

ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TÊN ĐỀ TÀI

KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ ROBUSTA

GVHD: Th.s Lê Văn Vui SVTH : NGUYỄN THẾ ÂN

Tp Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2016

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc đối với các thầy cô của trường Đại học Nguyễn Tất Thành, đặc biệt là các thầy cô trong Khoa Công Nghệ Hóa Học & Thực Phẩm Và em cũng xin chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Vui đã hướng dẫn em hoàng thành khóa luận tốt nghiệp

Trong quá trình báo cáo và tổng quan tài liệu do kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn còn bị hạn chế nên bài báo cáo không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót,chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô để hoàn thiện hơn

Em chân thành cám ơn!

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH v

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT vi

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Tình hình cà phê hiện nay tại Việt Nam 1

1.2 Tình hình cà phê trên Thế Giới 2

1.3 Lý do chọn đề tài 3

1.4 Mong muốn đối với sản phẩm 3

Chương 2 LượC KHẢO TÀI LIỆU 4

2.1 Lịch sử phát triển của cây cà phê trên thế giới [2] 4

2.1.1 Tên gọi 4

2.1.2 Nguồn gốc 4

2.1.3 Du nhập vào Châu Âu 6

2.1.4 Lịch sử phát triển cà phê ở Việt Nam 7

2.2 Sinh vật học[2] 8

2.2.1 Cà phê chè (arabica) 9

2.2.2 Cà phê vối (robusta) 9

2.2.3 Cà phê mít (chari) 10

2.3 Cấu tạo và thành phần hóa học của quả cà phê[2] 11

2.3.1 Cấu tạo giải phẫu 11

2.3.2 Cấu tạo hóa học 12

2.3.3 Tác dụng của cà phê 16

2.4 Tổng quan nguyên liệu[4] 17

2.5 Đặc điểm cây cà phê Robusta[3] 18

2.6 Chất lượng hạt[4] 19

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 20

3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 20

3.2 Thời gian và địa điểm thực hiện 21

3.3 Phương tiện thí nghiệm 21

3.3.1 Dụng cụ thí nghiệm 21

3.3.2 Hóa chất 23

3.3.3 Nguyên liệu khảo sát 23

3.4 Phương pháp khảo sát 23

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 23

3.4.2 Phương pháp thu nhận kết quả 25

3.5 Quy trình công nghệ sản xuất cà phê tham khảo 26

3.5.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 26

3.5.2 Thuyết minh quy trình 27

Chương 4 Kết Quả và bàn Luận 45

4.1 Khảo sát thành phần nguyên liệu 45

4.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát mức độ rang đến chất lượng cà phê thành phẩm 46

4.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung rượu đến chất lượng cà phê thành phẩm 50

4.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bơ đến chất lượng cà phê thành phẩm 51 Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 53

5.1 Kết luận 53

5.2 Khuyến nghị 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

PHỤ LỤC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH viii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần của quả cà phê 12

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của vỏ trấu 13

Bảng 2.3 Thành phần hóa học của cà phê nhân 13

Bảng 3.1 Bảng phương pháp phân tích các chỉ tiêu 23

Bảng 3.2 Sự biến đổi màu của cà phê phụ thuộc vào nhiệt độ trong quá trình rang 29

Bảng 4.1 Hàm lượng các thành phần của cà phê Robusta 45

Bảng 4.5 Hàm lượng tro tổng cà phê Robusta 49

Bảng 4.6 Hàm lượng chất tan cà phê Robusta 50

Bảng 4.7 Đánh giá bổ sung rượu 51

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ thực trạng cà phê được trồng ờ các tỉnh 1

Hình 2.1 Hoa cà phê 4

Hình 2.2 Trái cà phê 6

Hình 2.3 Cà phê chè 9

Hình 2.4 Cà phê chè 10

Hình 2.5 Cà phê mít 11

Hình 2.6 Cấu tạo của quả cà phê 11

Hình 2.7 Hạt cà phê Robusta 18

Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nhiệm 20

Hình 3.2 Dụng cụ thí nghiệm 22

Hình 3.3 Sơ đồ sản xuất cà phê tham khảo 26

Hình 3.4 Bếp gas mini 30

Hình 3.5 Một loại máy rang cà phê 30

Hình 3.6 Bình xịt đựng rượu 36

Hình 3.7 Bơ Úc 37

Hình 3.8 Hộp nhựa kín 38

Hình 3.9 Máy xay hạt 39

Hình 3.10 Một loại máy xay cà phê 40

Hình 3.11 Bao bì cà phê sau khi thành phẩm 43

Hình 3.12 Máy hút chân không 43

Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ ẩm của cà phê Robusta 46

Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn độ màu cà phê Robusta 47

Hình 4.3 Bảng màu cà phê 48

Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn hàm lượng caffeine của cà phê Robusta 49

Hình 4.5 Biểu đồ kết quả đánh giá cảm quan 52

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

ICO (International Coffee Organization): tổ chức quốc tế cà phê HĐBT: hội đồng bộ trưởng

USD: đồng đô la Mĩ

TCVN: tiêu chuẩn Việt Nam

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Tình hình cà phê hiện nay tại Việt Nam

Việt Nam là nước đứng đầu thế giới về sản xuất cà phê vối và đứng thứ ba về xuất khẩu

cà phê Ngày 26/3/1991 Việt Nam chính thức gia nhập tổ chức quốc tế cà phê (ICO)

Ngày 13/10/1992 hội đồng bộ trưởng đã kí nghị định 174-HĐBT thành lập liên hiệp các

xí nghiệp cà phê thuộc bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn

Cà phê Việt Nam hiện mất uy tín trên thị trường quốc tế do các nguyên nhân chính gồm:

1 Thị trường nội địa ngập tràn cà phê “bẩn”

2 Cà phê xuất khẩu chiến hơn 90% là nhân thô

3 Các doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh chưa xây dựng được nền tảng về tài chính, nhân lực, sản phẩm

Hiện cà phê VN đang rất thấp và yếu nên tính cạnh tranh chưa cao

Diện tích trồng cà phê của chúng ta là 660.000 ha, hiện có khoảng 2,6 triệu người làm việc trong ngành cà phê Việt Nam, Doanh thu năm 2014 hơn 3,4 tỷ USD

Hình 1.1 Sơ đồ thực trạng cà phê được trồng ờ các tỉnh

Như vậy đủ thấy chúng ta quá thiệt thòi về nhiều thứ, nếu vẫn cứ chấp nhận thực trạng cà phê hiện nay thì liệu mai sau con cháu chúng ta liệu còn ai quan tâm gì về cà phê với tư duy ích kỉ, ấu trĩ và tham lam Chảy máu chất xám đau lòng của cà phê là những hạt Arabica thơm phức chất lượng cao không cánh mà bay khỏi tổ quốc, mà đúng ra nó phải

ở lại

Việt Nam có đủ các nền tảng để xây dựng lên nhiều các thương hiệu giá trị cao để cạnh tranh trên trường quốc tế nếu có nhiều doanh nhân dám dấn thân và quyết tâm làm sáng tạo theo những giá trị cốt lõi

1.2 Tình hình cà phê trên Thế Giới

Trên thế giới hiện nay có 79 nước trồng cà phê với diện tích trên 10 triệu ha, và tổng sản lượng hàng năm là 6 triệu tấn Các nước có cà phê lớn nhất là Braxin với trên 3 triệu ha, Coted’Ivoire (Châu Phi) và Indonesia mỗi nước khoảng một triệu ha, Columbia với gần một triệu ha

Braxin vẫn là nước sản xuất cà phê lớn nhất thế giới, giá cà phê trên thế giới cũng chịu ảnh hưởng bởi tình hình sản xuất của Braxin Nhờ áp dụng một số tiến bộ kỹ thuật, giống mới, mật độ cây trồng nên hàng chục nước đã đưa năng suất bình quân đạt 1 triệu tấn nhân/ha như Costarica có diện tích cà phê chè là 80.000 ha đạt năng suất bình quân trên 1.5 tấn/ha

Thị trường cà phê thế giới trong những năm vừa qua thường chao đảo không ổn định về giá cả Tổ chức cà phê trên thế giới ICO không còn giữ được hạn ngạch xuất nhập khẩu, giá cả trôi nổi trên thị trường tự do nên có những giai đoạn giá cà phê hạ xuống rất thấp Tình trạng này dẫn đến nhiều nước phải hủy bỏ bớt diện tích trồng cà phê, hoặc không tiếp tục chăm sóc cà phê nữa vì kinh doanh không còn thấy hiệu quả

Từ sau năm 1992, thị trường cà phê trên thế giới lại rơi vào tình trạng thiếu hụt, cung không đáp ứng đủ cầu Nhưng tình trạng này chỉ kéo dài đến niên vụ cà phê năm 1997/1998 khi sản lượng cà phê đạt 96.8 triệu bao, sản lượng cà phê trên thế giới niên vụ 1998/1999 đạt 104 triệu bao đưa đến cung vượt cầu, làm cho cà phê bị rớt giá thảm hại và tình hình đó kéo dài cho đến hiện nay

1.3 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại cà phê nhưng vì lợi nhuận một số nhà sản xuất đã thêm những nguyên liệu như đậu nành, bắp và một số chất tạo màu, mùi Từ đó trên thị trường xuất hiện loại cà phê bẩn, làm ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng

Theo một nghiên cứu được công bố vào tháng 8 năm 2005 của nhà hóa học Mĩ Joe Vinson thuộc đại học Scranton thì cà phê là một nguồn quan trọng cung cấp các chất chống ôxi hóa (antioxidant) cho cơ thể, vai trò mà trước đây người ta chỉ thấy ở hoa quả

và rau xanh Những chất này cũng gián tiếp làm giảm nguy cơ bị ung thư ở người

Cà phê vừa có lợi cũng như có hại Chỉ cần chúng ta biết sử dụng và biết rõ về nó thì những lợi ích mà nó đem lại sẽ còn nhiều hơn nữa

Từ những vấn đề trên mà nhóm em chọn “Khảo sát quy trình sản xuất cà phê Robusta” làm để tài

1.4 Mong muốn đối với sản phẩm

Mong muốn từ các kiến thức của thầy cô truyền đạt cho em Từ đó em tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của cà phê và công thức phối trộn cà phê mới Tạo ra loại cà phê ngon sạch

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Lịch sử phát triển của cây cà phê trên thế giới [2]

Tên gọi

Từ "cà phê" trong tiếng Việt có gốc từ chữ CAFÉ của tiếng Pháp Giống như các ngôn ngữ thuộc hệ ngôn ngữ Ấn-Âu, café có gốc từ kahveh của tiếng Thổ Nhĩ Kỳ và kahveh đến từ Qahwa của tiếng Ả Rập

Trong tiếng Anh, từ Coffee xuất hiện lần đầu tiên từ sớm cho đến giữa những năm 1600, nhưng thể sớm nhất của từ này đến vào khoảng 10 năm cuối của những năm 1500 Xuất phát từ từ Caffè của tiếng Ý Từ trên được giới thiệu ở châu Âu thông qua những người Thổ Nhĩ Kỳ Ottoman Kahve có nguồn gốc từ tiếng Ả Rập: Qahweh Nguồn gốc nguyên thủy của từ Ả Rập là không rõ ràng; nó cũng có nguồn gốc tôn giáo Kaffa ở phía Tây Ethiopia, nơi cà phê được trồng trọt, hoặc sự bới đi từ Qahwat Al-Būnn', có ý nghĩa là

"rượu của đậu" trong tiếng Ả Rập Ở Eritrea, "Būnn" (cũng có nghĩa là "rượu của đậu"

trong Tigrinya) cũng được dùng Tên Amharic và Afan Oromo cho cà phê là Bunna

Nguồn gốc

Hình 2.1 Hoa cà phê

Những câu chuyện về cà phê thì rất nhiều, thực hay hư thì cũng ít ai kiểm chứng, đôi khi họ phóng đại lên cho nó ly kỳ, thú vị như chính cái hậu vị để lại khi giọt cà phê tan vào trong từng tế bào cảm giác

Trong những câu chuyện đó, từ chuyện nghe có vẻ hợp lý nhất là câu chuyện về anh chàng chăn dê tên Kaldi người xứ Abyssinia với đàn dê của anh ta Chuyện kể rằng, đàn

dê của anh đã ăn một loại cây lạ có hoa màu tắng, quả có màu đo đỏ rồi sau đó có những biểu hiện lạ thường Kaldi phát hiện ra điều đó, anh liều ăn thử và thấy mình hưng phấn hẳn lên, ngờ rằng mình đã gặp một phép lạ bèn báo ngay cho vị quản nhiệm ở một tu viện gần đó Nhà tu kia sợ rằng đây chính là một thứ trái cấm của quỷ dữ nên lập tức vứt vào

lò lửa, thế nhưng khi những quả kia cháy xém tỏa ra một mùi thơm lừng, đến lúc này người tu sĩ kia mới tin rằng đó là một món quà của Những câu chuyện về cà phê thì rất nhiều, thực hay hư thì cũng ít ai kiểm chứng, đôi khi họ phóng đại lên cho nó ly kỳ, thú vị như chính cái hậu vị để lại khi giọt cà phê tan vào trong từng tế bào cảm giác Trong những câu chuyện đó, từ chuyện nghe có vẻ hợp lý nhất là câu chuyện về anh chàng chăn

dê tên Kaldi người xứ Abyssinia với đàn dê của anh ta Chuyện kể rằng, đàn dê của anh đã ăn một loại cây lạ có hoa màu tắng, quả có màu đo đỏ rồi sau đó có những biểu hiện lạ thường Kaldi phát hiện ra điều đó, anh liều ăn thử và thấy mình hưng phấn hẳn lên, ngờ rằng mình đã gặp một phép lạ bèn báo ngay cho vị quản nhiệm ở một tu viện gần đó Nhà

tu kia sợ rằng đây chính là một thứ trái cấm của quỷ dữ nên lập tức vứt vào lò lửa, thế nhưng khi những quả kia cháy xém tỏa ra một mùi thơm lừng, đến lúc này người tu sĩ kia mới tin rằng đó là một món quà của hượng Đế ban tặng nên vội kêu thêm những tăng lữ khác đến tiếp tay Họ đem rang lên, giã nhỏ rồi pha vào nước uống để mọi người cùng hưởng thiên ân Đến những câu chuyện về sự độc hại của cà phê, như câu chuyện ở đất nước Thụy Điển, quốc vương Gusitafu đệ tam muốn thử xem cà phê có độc hay không bèn ra quyết định bắt hai anh em tội phạm bị kết án tử hình đang giam trong ngục mỗi ngày phải được cho uống thứ nước làm từ quả ấy hai lần, thử xem họ chết ra sao? Đến lúc chết, vị hoàng đế này vẫn để lại di chỉ cho người kế vị là phải tiếp tục làm theo lệnh của ông ta, như một phép lạ, hai tử tù kia qua đời ở tuổi hơn 80! Và có lẽ đó là ghi nhận đầu tiên của loài người về tính dược lý của cà phê, …

Hình 2.2 Trái cà phê

Đó là truyền thuyết, còn những di chỉ khảo cổ, những ghi chép của con người còn lại cho đến ngày nay Người ta biết rằng, Kaffa (Ethiopia ngày nay) chính là vùng đất khởi nguyên của cây cà phê, từ thế kỷ thứ IX đã có những ghi nhận ở đây, đến thế kỷ XIV những người buôn nô lệ đã mang cà phê từ Ethiopia sang xứ Ả Rập Nhưng tới tận thế kỷ

XV người ta mới biết rang cà phê lên và sử dụng làm đồ uống Cà phê đã trở thành một thức uống truyền thống của người Ả Rập và là nơi trồng cà phê độc quyền với trung tâm giao dịch cà phê là thành phố cảng Mocha, hay còn được gọi là Mokka, tức là thành phố

Al Mukha thuộc Yemen ngày nay Người Ả Rập rất tự hào về phát minh ra loại thức uống này và giữ bí mật để bảo tồn độc quyền về một loại sản phẩm Họ đưa ra những chế tài xuất và xuất khẩu cà phê như: Chỉ mang hạt ra khỏi xứ sau khi đã rang chín,người ngoại quốc cũng bị cấm không cho bén mảng đến các đồn điền cà phê Thế nhưng dù nghiêm ngặt đến mức nào thì cũng có người vượt qua được, những khách hành hương được thưởng thức nước cà phê đã lén lút mang hạt giống về trồng, chẳng bao lâu khắp khu vực Trung Đông đều có trồng và truyền đi mỗi lúc một xa hơn

Du nhập vào Châu Âu

Sau nhiều lần thất bại, người Hà Lan là dân tộc đầu tiên ở Châu Âu lấy được hạt giống cây này mang về thử trồng ở đảo Java ( khi đó là thuộc địa của họ) Năm 1723, một sĩ quan hải quân Pháp tên De Clieu được về nghỉ phép ở Paris, đã quyết định đem cây này về xứ Martinique nơi anh trú đóng Sau nhiều hoạn nạn De Clieu cũng trồng được cây cà phê ở một nơi kín đáo với 3 thủy thủ canh gác ngày đêm Hơn 50 năm sau, Pháp trở thành

đối thủ cạnh tranh gay gắt với Hà Lan, bất đồng xảy ra không thể giải quyết họ nhờ đến chính quyền Brasil đứng ra dàn xếp Đây là cơ hội, với những quỷ kế, Brasil đã mang được hạt giống về nước và đây là khởi đầu cho giống cà phê trồng tại Brasil, biến các quốc gia Trung, Nam Mỹ trở thành những đế quốc cà phê lớn bậc nhất thế giới

Trong khi đó, vào năm 1660 cà phê được người Hà Lan truyền vào Bắc Mỹ ở vùng Amsterdam, Bốn năm sau, người Anh chiếm vùng này và đặt tên là New York, cà phê trở thành một thức uống quen thuộc chỉ dành cho giới thượng lưu trong khi trà là thức uống phổ thông trong mọi tầng lớp Thế nhưng đến năm 1773, khi Anh Hoàng George đánh thuế trà và người dân Mỹ nổi lên chống lại thì tình hình thay đổi Người Mỹ giả dạng dân

da đỏ tấn công những tàu chở trà đem đổ xuống biển Biến cố lịch sử dưới tên Boston Tea Party đã làm cho người Mỹ nghiêng qua uống cà phê và chẳng bao lâu thức uống này trở thành quốc ẩm

Lịch sử phát triển cà phê ở Việt Nam

Lần đầu tiên cà phê được đưa vào Việt Nam vào năm 1875, giống Arabica được người Pháp mang từ đảo Bourton sang trồng ở phía Bắc sau đó lan ra các tỉnh miền Trung như Quảng Trị, Bố Trạch, … Sau thu hoạch chế biến dưới thương hiệu “Arabica du Tonkin”, cà phê được nhập khẩu về Pháp

Sau khi chiếm nước ta thực dân Pháp thành lập các đồn điền cà phê như Chinê, Xuân Mai, Sơn Tây chúng canh tác theo phương thức du canh du cư nên năng suất thấp giảm từ

400 ÷ 500 kg/ha những năm đầu xuống còn 100 ÷ 150 kg/ha khi càng về sau Để cải thiện tình hình, Pháp du nhập vào nước ta hai giống mới là cà phê vối (C robusta) và cà phê mít ( C mitcharichia) vào năm 1908 để thay thế, các đồn điền mới lại mọc lên ở phía Bắc như ở Hà Tĩnh (1910), Yên Mỹ (1911, Thanh Hóa), Nghĩa Đàn (1915, Nghệ An) Thời điểm lớn nhất (1946 – 1966) đạt 13.000 ha

Năm 1925, lần đầu tiên được trồng ở Tây Nguyên, sau giải phóng diện tích cà phê cả nước khoảng 20.000 ha, nhờ sự hỗ trợ vốn từ quốc tế, cây cà phê dần được chú trọng, đến năm 1980 diện tích đạt 23.000 ha, xuất khẩu trên 6000 tấn

Trận sương muối năm 1994 ở Brasil đã phá huỷ phần lớn diện tích cà phê ở nước này, cộng hưởng đợt hạn hán kéo dài năm 1997 đã làm nguồn cung trên toàn thế giới sụp giảm mạnh, giá tăng đột biến đã khích lệ mở rộng diện tích cà phê ở Việt Nam, đầu tư kỹ thuật

canh tác thâm canh, chuyên canh, … nhờ đó diện tích và sản lượng tăng nhanh, trung bình 23,9%/năm, đưa tổng diện tích cây cà phê năm 2000 lên đến 516,7 nghìn ha, chiếm 4,14% tổng diện tích cây trồng của Việt Nam, đứng thứ ba chỉ sau hai loại cây lương thực chủ lực là lúa (chiếm 61,4%) và ngô (chiếm 5,7%)

Trong thập kỷ 90 thế kỷ XX, sản lượng tăng lên trên 20%/năm (và các năm 1994, 1995,

1996 sản lượng tăng thậm chí còn cao hơn với tỷ lệ lần lượt là 48,5%, 45,8% và 33%) Năm 2000, Việt Nam có khoảng 520 nghìn ha cà phê, tổng sản lượng đạt 800 nghìn tấn Nếu so với năm 1980, diện tích cà phê của Việt Nam năm 2000 đã tăng gấp 23 lần và sản lượng tăng gấp 83 lần Mức sản lượng và diện tích vượt xa mọi kế hoạch trước đó và suy đoán của các chuyên gia trong nước và quốc tế.Cho đến nay sản lượng cà phê cả nước chiếm 8% sản lượng nông nghiệp, chiếm 25% giá trị xuất khẩu và là nước xuất khẩu cà phê Robusta lớn nhất thế giới với hai tỉnh có diện tích canh tác lớn nhất là ĐăkLăc và Gia Lai, mang lại việc làm ổn định, thu nhập cao cho hàng triệu người Góp phần ổn định kinh tế xã hội ở những vùng xa xôi hẻo lánh, dân tộc ít người, …

2.2 Sinh vật học[2]

Cà phê là tên một chi thực vật thuộc họ Thiên thảo (Rubiaceae) Họ này bao gồm khoảng

500 chi khác nhau với trên 6.000 loài cây nhiệt đới Chi cà phê bao gồm nhiều loài cây lâu năm khác nhau.Tuy nhiên, không phải loài nào cũng chứa caffein trong hạt, một số loài khác xa với những cây cà phê ta thường thấy Chỉ có hai loài cà phê có ý nghĩa kinh tế Loài thứ nhất có tên thông thường trong tiếng Việt là Cà phê chè (tên khoa học: Coffea arabica), đại diện cho khoảng 61% các sản phẩm cà phê trên thế giới Loài thứ hai là Cà phê vối (tên khoa học: 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 thuộc giống coffea gồm 70 loại khác nhau, nhưng chỉ có khoảng 10 loại có giá trị kinh tế và trồng trọt Hiện nay thường trồng 3 loại chính:

• Giống Arabica

• Giống Robusta

• Giống Chari

Ba giống này có thời vụ xen kẽ nhau tạo điều kiện thuận lợi cho việc trồng trọt và thu hoạch.Lần đầu tiên cà phê được đưa vào Việt Nam vào năm 1875, giống Arabica được người Pháp mang từ đảo Bourton sang trồng ở phía Bắc sau đó lan ra các tỉnh miền Trung như Quảng Trị, Bố Trạch, … Sau thu hoạch chế biến dưới thương hiệu “Arabica du Tonkin”, cà phê được nhập khẩu về Pháp

Cà phê chè (arabica)

Tên khoa học là Coffee arabica, thường được gọi là cà phê chè, đại diện cho khoảng 61% các sản phẩm cà phê trên thế giới Có nguồn gốc từ Cao Nguyên nhiệt đới Ethiopia đông Phi Châu Arabica cao từ 3 - 7 m tùy điều kiện đất đai, khí hậu, độc thân hoặc nhiều thân,

lá nhỏ hình oval hoặc lưỡi mác, cành nhỏ mảnh khảnh ít phân nhánh, tán nhỏ, quả hình bầu dục đôi khi hình tròn, quả chín có giống màu vàng có giống màu đỏ tươi, đường kính

10 - 15 mm, thường có hai nhân, hiếm khi có ba nhân, cuống quả khi chín rất mềm dễ rụng, nứt khi trời mưa Thời gian nuôi quả 6 - 7 tháng, khí hậu lạnh ở miền Bắc arabica chín rộ vào tháng 12 - 1 năm sau và muộn hơn 2 - 3 tháng so với Tây Nguyên Khoảng

800 - 1200 quả/kg, cứ 2,5 - 3 kg hạt cho ra 1 kg nhân, nhân có màu xám xanh, xanh lục,xanh nhạt, …Tuỳ theo phương pháp chế biến lượng caffein trong nhân khoảng 1 - 3%

Hình 2.3 Cà phê chè

Cà phê vối (robusta)

Tên khoa học: Coffea canephora hay Coffea robusta, thường được gọi là cà phê vối, chiếm gần 39% các sản phẩm cà phê Có nguồn gốc từ khu vực sông Conggô và miền núi

thấp xích đạo và nhiệt đới Tây Phi Châu Robusta cao 5 - 7 m, độc thân hoặc nhiều thân, cành khá lớn phân nhiều nhánh, tán rộng, lá trung bình mặt lá gồ ghề Đặc biệt, hoa robusta không bao h ra lại vào mùa sau tại vị trí cũ, 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 và cuống dai 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,…Tuỳ thuộc vào cách chế biến lượng caffein có khoảng 1,5 - 3%

Hình 2.4 Cà phê chè

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, cây lớn cao 6 ÷ 15 m lá to hình trứng hoặc hình lưỡi mác, gân lá nổi lên ở mặt dưới, cành lớn tán rộng Quả hình bầu dục, núm to và lồi, tùy điều kiện khí hậu vùng đất quả sẽ chín sớm hơn hoặc cùng lúc với thời điểm cây ra hoa, cà phê mít có đặc điểm ra hoa tại vị trí cũ vào vụ kế tiếp nên vào vụ thu hoạch (tháng 5 – tháng 7) trên tại một đốt cành có thể có cùng lúc quả xanh, quả chín, nụ, hoa Đây là yếu tố bất lợi cho thu hoạch và giảm năng suất Hoa của ba loại cà phê trên thường nở đồng loạt, thành chùm màu trắng muốt, hương thơm ngào ngạt Hoa chỉ nở trong 3 ÷ 4 ngày, thời gian thụ phấn khoảng 2 ÷ 3 h Một cây cà phê trưởng thành có từ 30.000 ÷ 40.000 hoa.,5 ÷ 3%

Hình 2.5 Cà phê mít

2.3 Cấu tạo và thành phần hóa học của quả cà phê[2]

Cấu tạo giải phẫu

Hình 2.6 Cấu tạo của quả cà phê

Quả cà phê bao gồm các phần: Lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa, nhân

Lớp vỏ quả: Là lớp vỏ ngoài cùng, có màu đỏ, đỏ sẫm hoặc vàng tùy chủng, mền, cà phê

chè mền hơn cà phê vối và cà phê mít

Lớp vỏ thịt (lớp nhớt): nằm dưới lớp vỏ, mền Vỏ thịt cà phê vối và cà phê chè mền,

ngọt, mỏng, dễ bong tróc khi xay xát hơn cà phê mít

Vỏ trấu: Là một lớp vỏ cứng bao bọc nhân, cấu tạo chủ yếu là cellulose Vỏ trấu cà phê

chè mỏng hơn, dễ vỡ hơn cà phê vối và cà phê mít

Vỏ lụa: Nằm dưới lớp vỏ trấu, mỏng, mền, có màu sắc tùy chủng như đã trình bày

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 Một quả cà phê thường có

từ 1(Bi÷culi), 2 hoặc 3 nhân Thông thường chỉ có 2 nhân (vối, mít, chè) Trong nhân có phôi mầm

Cấu tạo hóa học

Cà phê Robusta được cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau gồm nhiều lớp để tạo nên hạt cà phê

Bảng 2.1 Thành phần của quả cà phê

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

Vỏ quả: là lớp ngoài mềm có nhiều màu vàng hay đỏ Vỏ quả cà phê chè thường mềm

hơn vối và mít

Vỏ thịt: Là những tế bào mềm chứa nhiều đường và pectine, ngoài ra còn có enzyme

pectinase phân giải pectine trong quá trình lên men và lên men đường làm pH dao động trong khoảng 5,6 – 6,4

Vỏ trấu: Chứa chủ yếu là cellulose, một ít caffein (0,4%) do khếch tán từ vỏ trong lúc

phơi khô hoặc lên men Vỏ tráu cà phê chè mỏng, dễ đập hơn võ trấu của cà phê mít và vối

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của vỏ trấu

Thành phần hóa học Cà phê chè(%) Cà phê vối (%)

Nhân: Nước chiếm 10÷12%, protein chiếm 9÷11%, lipid chiếm 10÷13%, các loại đường

chiếm 5÷10%, tinh bột chiếm 3÷5% Ngoài ra còn có một số chất thơm, khoáng và alkaloid Thành phần hóa học của nhân quyết định chất lượng cà phê, nó phụ thuộc vào chủng loài, điều kiện đất đai, kỹ thuật canh tác, phương pháp chế biến bảo quản, …Và trong chế biến cà phê thì thành phần hóa học của nhân là nhân tố quan tâm hàng đầu

Thành phần hóa học của trái cà phê

Bảng 2.3 Thành phần hóa học của cà phê nhân

Vai trò của một số chất hóa học trong việc tạo ra màu – mùi - vị đặc trưng của cà phê:

• Hydratecarbon: hàm lượng Hydratecarbon trong cà phê khô khoảng 60% Phần

lớn là các polysaccharide hòa tan hoặc không hòa tan trong nước và một phần nhỏ là các đường saccharose, glucoze,… Trong quá trình rang các Hydratecarbon biến đổi nhiều, chúng có thể phân hủy thành các hợp chất khác nhau hoặc biến mất hầu như hoàn toàn như các chất đường đã nói ở trên Các đường khử tham gia một phản ứng tạo màu và mùi cho 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

13%.Trong quá trình rang các hợp chất béo mất đi 1÷2% Các chất béo chủ yếu tạo thành dầu cà phê là triglyceride và diterpene, là dạng este của acid bão hòa, nhất là panmitic, behenic, arachidic Các diterpene này rất nhạy cảm với acid, nhiệt và ánh sáng Hàm lượng diterpene giảm đi trong quá trình bảo quản cũng như quá trình rang có thể là do tạo thành các terpinene bay hơi, naphthalene và quinoline

• Các acid: đại diện quan trọng nhất của nhóm acid là loại acid chlorogenic Đây là

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 Hydratecarbon và các acid chlorogenic tạo thành những chất màu nâu Bằng phương pháp thủy phân, người ta thấy trong thành phần protein của cà phê có những acid amin sau: cysteine, alanine, phenylalanine, histidine, leucine, lysine

Các acid amin này ít thấy ở trạng thái tự do, chúng thường ở dạng liên kết 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 mùi và vị cho cà phê rang Trong số các acid amin kể trên đáng chú ý nhất là những 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 loại alkaloid: trong quá trình rang, hàm lượng caffein hầu như không thay

đổi Trigoneline giảm khoảng 75%, tạo thành các sản phẩm gồm acid nicotinic (niacin), nicitinamide và các chất thơm bay hơi như pyrine và pyrol Trong đó đáng chú ý nhất là niacin, trong cơ thể con người có tác dụng như một loại vitamine

• Các chất thơm: trong thành phần của các hợp chất thơm có khoảng 50%

aldehyde, 20% ketone, 8% ester, 7% heterocylic, 2% dimethyl sulfide, một lượng ít hơn

là các sulfide hữu cơ khác, còn có một lượng nhỏ nitrile, alcohol hoặc các hydrocarbon đã bão hòa và chưa bão hòa có trọng lượng phân tử thấp như isoprene

• Các chất khoáng: hàm lượng chất khoáng trong cà phê khoảng 3÷5%, chủ yếu là

kali, nitơ magie, photpho, clo Ngoài ra còn thấy nhôm, sắt, đồng, iod, lưu huỳnh, … những chất này ảnh hưởng không tốt đến mùi vị cà phê Chất lượng cà phê cao khi hàm lượng chất khoáng càng thấp và ngược lại

Tác dụng của cà phê

• Lợi ích:

Cà phê từ lâu đã được biết đến với công dụng kích thích sự hưng phấn của thần kinh dưới ảnh hưởng của caffein Nhưng có những công hiệu của cà phê còn ít được biết đến Chẳng hạn như cà phê có tác dụng an thần Người ta đã chứng minh được rằng, nếu đi ngủ trong vòng 15 phút sau khi uống cà phê thì giấc ngủ sẽ sâu hơn, bởi máu trong não được lưu thông tốt hơn Nhưng nếu tiếp tục chần chừ thì tác dụng này sẽ mất dần đi, và sau đó thì caffein bắt đầu phát huy hiệu quả, chúng ta sẽ không ngủ được nữa

Phương pháp an thần này đã được sử dụng ở nhiều bệnh viện, đặc biệt đối với các bệnh nhân cao tuổi Ở những người này cà phê sẽ chống lại sự suy giảm nhịp thở trong lúc ngủ, khiến cho giấc ngủ của họ được tốt hơn

Trung tâm ung thư quốc gia Nhật Bản ở Tokyo đã thực hiện một thí nghiệm kéo dài 10 năm trên 100.000 người uống cà phê và phát hiện ra trong số họ chỉ có 214 người mắc phải chứng ung thư thận Trong khi đó ở những người không uống cà phê, tỉ lệ này là

547/100.000, nghĩa là cao hơn hai lần Từ đó họ rút ra kết luận rằng các chất chống ôxy hoá (antioxidant) trong cà phê có khả năng bảo vệ các tế bào thận khỏi bị ăn mòn

Thí nghiệm so sánh cũng chỉ ra rằng trà xanh không có tác dụng bảo vệ trên giống như của cà phê

• Tác hại:

Tuy vậy loại đồ uống thơm ngon này cũng có thể có một vài tác dụng xấu đối với sức khỏe Nó làm tăng đột ngột lượng insulin trong máu, làm mất thăng bằng cơ thể cũng như ảnh hưởng không tốt tới tuyến tụy Đặc biệt đối với những người bị viêm tụy thì việc sử dụng cà phê là điều cấm tuyệt đối Những bệnh nhân bị bệnh tiểu đường cũng không nên dùng cà phê, hoặc nếu có thì chỉ được dùng rất ít

Cà phê nếu dùng quá nhiều cũng có thể làm sưng màng nhầy ở dạ dày Quan niệm cho rằng uống cà phê với sữa sẽ làm giảm bớt nguy cơ này là hoàn toàn sai lầm Caffein sẽ hoà quyện với chất béo trong sữa và nhờ đó bám được ở màng dạ dày trong thời gian lâu hơn

Những nghiên cứu ngày nay cũng chỉ ra rằng tác dụng lợi niệu của cà phê là không rõ ràng Ở nhiều nhà hàng người ta thường phục vụ một ly nước kèm theo tách cà phê, với mục đích bù đắp lại lượng nước tưởng như sẽ bị mất của cơ thể Nhưng thực ra việc uống nước sau khi nhấp một ngụm cà phê chỉ có tác dụng tráng miệng để tiếp tục thưởng thức vị ngon của ngụm tiếp theo, hoặc của các đồ ăn thức uống khác mà thôi

2.4 Tổng quan nguyên liệu[4]

- Cà phê Robusta còn gọi là cà phê Vối (danh pháp hai phần: Coffea Canephora hoặc Coffea Robusta) là cây cà phê quan trọng thứ hai trong các giống cà phê, nó chi phối gần như toàn bộ trong số 3 tỉ cây trồng và sản lượng xuất khẩu toàn cầu Khoảng 39% các sản phẩm cà phê được sản xuất từ giống cà phê Robusta Và quốc gia xuất khẩu cà phê Robusta lớn nhất thế giới đó chính là Việt Nam, có diện tích chiếm tới 90% tổng diện tích

cà phê cả nước Và các tỉnh như Gia Lai hay Buôn Ma Thuột là nơi trồng cây cà phê Robusta đứng đầu Hẳn là thiên nhiên đã ban tặng cho chúng ta những điều kiện tuyệt vời để có thể làm nên được kỳ tích trên và biến cà phê Robusta trở thành linh hồn của cà phê Việt Nam

- Cà phê Robusta, ngay cái tên chúng ta cũng nhận định được sự mạnh mẽ của hạt cà phê đặc biệt này Trong tiếng Anh Robusta có gốc từ robust – có ý nghĩa là mạnh Như vậy, robusta có nghĩa là một loại cà phê có vị mạnh, có hàm lượng caffeine cao

- Loại cà phê đặc biệt này có vị trung tính hoặc đắng đậm chứ không chua thanh như Arabica, bởi vì tính acid trong nó thấp.Tuy nhiên dư vị của nó để lại thì dịu rất dễ chịu Mùi của nó lúc chưa rang được nhận xét là giống mùi đậu phông tươi

Hình 2.7 Hạt cà phê Robusta

2.5 Đặc điểm cây cà phê Robusta[3]

Đây là một giống cây bụi hoặc dạng cây than gỗ, tuy than nhỏ nhưng sức khỏe mạnh và cường tráng Chiều cao của cây trưởng thành có thể lên tới 10m nhưng hệ thống rễ ngắn, phát triển không sâu Quả cà phê có hình tròn cà mất khoảng 11 tháng để trưởng thành Giống cà phê Robusta được trồng nhiều ở phía tây và Trung Phi, rộng khắp Đông Nam Á và một vài vùng ở Brazil (vốn được biết đến với tên gọi là cà phê Conilon)

Giống cà phê Arabica, cây cà phê Robusta 3-4 tuổi có thể bắt dầu thu hoạch Cây cho hạt

từ 20 – 30 năm Cà phê Robusta ưa sống ở vùng nhiệt đới, chúng có thể trồng được ở những độ cao thấp (độ cao thích hợp là từ 200 ÷ 800 m), có sức đề kháng tốt đối với dịch bệnh Nhiệt độ ưa thích của cây cà phê Robusta ấm hơn, vào khoảng 24 ÷ 29oC và lượng

mưa caafnthieest cũng cao hơn khoảng 2,200 ÷ 3,000 mm/năm so với Arabica Cây cà phê Robusta cần nhiều ánh sáng mặt trời hơn so với Arabica

Ở Việt Nam hiện nay, do đặc tính về thỗ nhưỡng rất thích hợp nên gần 90% diện thích cà phê được trồng là giống cà phê Robusta này Trong những năm gần đây, Việt Nam với tư cách là nước chuyên trồng trọt và sản xuất cà phê Robusta, đã vượt qua cả Brazil, Ấn Độ và Indonesia để trở thành quốc gia có sản lượng cà phê Robusta lớn nhất trên thế giới

2.6 Chất lượng hạt[4]

Hạt cà phê Robusta thường nhỏ hơn hạt cà phê Arabica nhưng có tính chất cứng hơn Tùy thuộc vào mật độ trồng mà hạt cà phê Robusta có thể có dạng hình oval, tròn đều hoặc thuôn dần về phía 2 đầu

Hàm lượng caffeine có trong hạt cà phê Robusta gần gấp đôi hạt cà phê Robusta (2% ÷ 2.5% so với 1.1% - 1.5%) Hạt cà phê Robusta sản sinh ra mùi vị đậm đà, nồng nàn mạnh

mẽ được biết đến như hạt cà phê mang theo hương vị và tinh túy của đất

Cũng bởi vì có mùi vị mạnh mẽ và vị đắng nhiều hơn, cà phê Robusta thường không được dùng uống một mình mà sẽ phối trộn cùng các loại cà phê khác như Arabica để cân bằng các tính chất, mùi hương cà mùi vị với nhau để tạo thành loại cà phê ngon nhất dùng để uống

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nhiệm

TN2: Khảo sát tỉ lệ

bổ sung rượu đến

chất lượng cà phê

- Hàm lượng chất tan

- Hàm lượng tro tổng

- Hàm lượng caffeine

- Độ ẩm

- Mức độ màu

- Hàm lượng caffeine

Khảo sát các chỉ tiêu

Khảo sát các chỉ tiêu

Khảo sát các chỉ tiêu

TN3: Khảo sát tỉ lệ

bổ sung bơ đến

chất lượng cà phê

thành phẩm

Khảo sát các chỉ tiêu

- Tỉ lệ bơ

3.2 Thời gian và địa điểm thực hiện

- Thí nghiệm được tiến hành tại Phòng thí nghiệm của trường Đại học Nguyễn Tất Thành Địa chỉ: 27A Nguyễn Oanh, phường 17, quận Gò Vấp, Tp.HCM

- Thời gian từ ngày 15/10/2015 đến ngày 15/01/2015

3.3 Phương tiện thí nghiệm

Dụng cụ thí nghiệm

 Cốc thuỷ tinh

 Cân điện tử

 Bình cách thủy

 Chén sứ

 Bình định mức 200 ml, 250ml và 25ml

 Phễu thuỷ tinh

Hóa chất

- Nước cất

- Dung dịch HCl đậm đặc

- Dung dịch Clorofom

- Dung dịch NaOH 15%

- Dung dịch H2O2

Nguyên liệu khảo sát

- Cà phê nguyên liệu trước khi đưa vào quy trình

- Cà phê sau quá trình rang

- Cà phê thành phẩm

3.4 Phương pháp khảo sát

Bảng 3.1 Bảng phương pháp phân tích các chỉ tiêu

đổi

Phương pháp bố trí thí nghiệm

i Thí nghiệm 1: Khảo sát mức độ rang đến chất lượng cà phê thành phẩm

- Mục tiêu: tìm được mức màu thích hợp để nhận biết cà phê rang chín tới

- Cách tiến hành: Cà phê nhân được loại bỏ những hạt không đạt yêu cầu và làm sạch Sau đó, cà phê sẽ được mang đi rang Quan sát mỗi giai đoạn rang, ta lấy ra vài hạt để giử lại đưa đi đo màu Mỗi lần đo sẽ ứng với mỗi một giai đoạn rang, kết quả của mỗi giai đoạn rang sẽ cho biết được hạt chuyễn sang màu gì ở giai đoạn này và có mức màu là bao nhiêu Từ đó, ta có được mức độ màu nào sẽ cho ra hạt cà phê ngon

- Nhân tố: mức độ rang cà phê (A)

 A1: Trước khi nổ

 A2: Nổ lần 1

 A3: Kết thúc nổ lần 1

- Mục tiêu: Xác định tỷ lệ rượu bổ sung nhằm giúp cà phê có chất lượng tốt

- Cách tiến hành: sau khi có được thành phẩm của thí nghiệm 1 Cà phê sẽ được cho vào một rổ bằng kim loại để loại bỏ vỏ lụa và xả rượu Ta xả rượu đều trên cà phê ở nhiều mức tỉ lệ khác nhau và đánh giá cảm quan

- Nhân tố: Rượu (B)

 B1: 1%

 B2: 1.5%

 B3: 2%

- Chỉ tiêu theo dõi:

 Giá trị cảm quan của sản phẩm

iii Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bơ đến chất lượng cà phê thành phẩm

- Mục tiêu: Xác định tỷ lệ bơ bổ sung nhằm tạo sản phẩm cà phê chất lượng cao

- Cách tiến hành: khi có được kết quả ở thí nghiệm 2 cà phê khi còn nóng sẽ tiếp tục được bổ sung bơ để tăng mùi thơm cho cà phê Ở thí nghiệm 3 này, bơ sẽ được bổ sung với nhiều tỉ lệ khác nhau và được đánh giá cảm quan

- Nhân tố: Bơ (C)

 C1: 1%