TRÀ - CÀ PHÊ - CA CAO LÊN MEN

TRÀ - CÀ PHÊ - CA CAO LÊN MEN

Trường Đại học Bách Khoa Khoa Công nghệ Hóa học & Dầu khí BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Lý Hồng Ngọc Vân

Năm học : 2005 – 2006

Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh

TRANG PHẦN I: TRÀ LÊN MEN

I GIỚI THIỆU VỀ TRÀ 02

1.Giới thiệu về trà 02

1.1 Nguồn gốc cây trà 02

1.2 Một số giống cây trà 2 Giới thiệu về trà 03

2.1 Định nghĩa 03

2.2 Phân loại 03

2.3 Tình hình sản xuất trà ở nước ta 03

2.4 Thành phần hóa học của trà 03

2.4.1 Tanin 05

2.4.2 Protid và axit amin 05

2.4.3 Ancaloit 05

2.4.4 Enzym 05

2.4.5 Gluxit 05

2.4.6 Chất màu 05

2.4.7 Chất thơm 05

II.QUY TRÌNH SẢN XUẤT 1 Quy trình sản xuất trà đen 06

2 Một số quy trình sản xuất các loại trà khác 07

3 Giải thích quy trình 07

3.1 Giai đoạn làm héo 07

3.2 Giai đoạn vò 08

3.3 Lên men 08

3.4 Sấy 09

PHẦN II: CÀ PHÊ LÊN MEN CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÀ PHÊ VÀ CÀ PHÊ NHÂN 11

I Nguồn gốc và lịch sử phát triển 11

II Mô tả cây cà phê và ph ân loại 11

1 Mô tả cây cà phê 12

2 Phân loại 12

2.1 Cà phê chè 12

2.2 Cà phê vối 13

2.3 Cà phê mít 13

III Thành phần hóa học của cà phê nhân 14

1 Cấu tạo hạt cà phê 14

2 Thành phần hóa học hạt cà phê 15

3 Tổng quan về caffeine 16

3.1 Tính chất hóa học 16

3.2 Tác dụng dược lý của caffeine 16

IV Công dụng cà phê 18

1 Công dụng cà phê 18

V Tiêu chuẩn chất lượng cà p hê hòa tan 18

1 Yêu cầu thành phần 18

2 Chỉ tiêu khác 18

CHƯƠNG III: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THEO PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG I Tác nhân vi sinh vật 19

II Bản chất sinh hóa 19

III Quy trình công nghệ 19

CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ THEO P HƯƠNG PHÁP SINH HỌC I Tác nhân vi sinh vật 25

II Bản chất sinh hóa 26

III Quy trình sản xuất và phân tích quy trình 26

1 Thu nhận cà phê 28

2 Bóc vỏ 28

3 Lên men 28

4 Sấy 28

IV Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 29

1 Aûnh hưởng độ ẩm hạt cà phê đến quá trình lên men 29

2 Aûnh hửơng thời gian lên men đến pH của dung dịch và trọng lượng khối lên men 29

3 Aûnh hưởng hàm lượng mốc thêm vào 29

4 Aûnh hưởng nhiệt độ của quá trình lên men 29

V Chỉ tiêu cảm quan và chỉ tiêu chất lượng 30

PHẦN III: CA CAO LÊN MEN I Giới thiệu về cây ca cao 32

1 Phân loại thực vật học 32

2 Đặc điểm hình thái cây ca cao 32

3 Đặc điểm sinh thái cây ca cao 33

4 Thành phần hóa học trái ca cao 33

II Thị trường sản xuất ca cao 33

III Quá trình lên men ca cao 34

1 Mục đích của quá trình lên men ca cao 34

2 Hệ vi sinh vật gây lên men ca cao 34

3 Bản chất sinh hóa và những biến đổi sinh hóa diễn ra trong quá trình lên men ủ hạt ca cao 35

4 Những biến đổi vi sinh vật trong quá trình lên men 35

5 Thời gian lên men 35

6 Các kiểu lên men hạt ca cao trên thế giới 35

6.1 Phương pháp ủ thành đống 35

6.2 Phương pháp ủ trong thúng 35

6.3 Phương pháp ủ trong thùng 35

6.4 Phương pháp ủ trên khay 35

IV Công nghệ sản xuất bột ca cao 36

2 Giải thích quy trình 37

2.1 Uû hạt ca cao 37

2.2 Phơi và sấy hạt ca cao nhân 38

2.3 Lọai bỏ tạp chất 39

2.4 Rang tách vỏ 39

2.5 Nghiền thô, phân ly 39

2.6 Nghiền nhân ca cao 39

2.7 Eùp 39

2.8 Xay bánh dầu 40

2.9 Sàng 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN

PHẦN IIII : : : : TRÀ LÊN MEN TRÀ LÊN MEN TRÀ LÊN MEN

LÊN MEN TRÀ

I GIỚI THIỆU VỀ TRÀ:

1 Giới thiệu về cây trà:

1.1.Nguồn gốc của cây trà[1]:

Cây Trà xuất hiện từ lúc nào trên quà điạ cầu nầy chưa ai xác định được , theo như các bảng thống kê việc sản xuất trà trên thế giới và kho dử liệu về trà cuả Trung Hoa đã làm cho người ta lầm tưởng rằng quê hương cuả cây trà là Trung Quốc hay Ấn-Độ Nhưng theo các tài liệu xưa cổ và kết quả nghiên cứu gần đây cuả những nhà khoa học và hiệp hội trà thì trà không xuất xứ từ Trung Hoa hay Ấn Độ ( người ta không tìm thấy cây trà thiên nhiên hay cây trà hoang mọc ở các vùng châu thổ sông Hoàng Hà hay sông Hằng Hà).Quê hương thật sự của cây trà ở tận mãi phương Nam Mặc dù người Trung Hoa đã biết đến cây trà từ thời nhà Châu (1134 -770 BC) nhưng mải đến đời nhà Tuỳ ( 581 - 618 AC) trà mới được du nhập vào Trung Quốc từ hai nước Nam Chiếu và Nam-Việt Ðến đất Tàu trà được châm sóc kỷ lưởng và tinh vi, sau khoảng thời gian dài, trà được đưa lên hàng nghệ thuật Hiện nay trên thế giới có trên 40 dân tộc có thới quen dùng trà làm thức uống

Năm 1753, nhà thực vật học Thuỵ-Ðiển tên là Carl Von Liaeus đặt tên khoa-học cho cây trà là Theaceae, loại Camellia sinensis và xác định cây trà có nguồn gốc ở Trung Quốc

Nhưng một số các nhà học giả người Anh thì cho rằng nguồn gốc cây trà xuất phát từ Ấn-Độä, và cuộc tranh luân kéo dài trên hai thế kỷ

Năm 1976, Djemukhatze một nhà nghiên cứu thuộc viện Hàn-Lâm khoa-học Nga-Xô , đã đến nghiên cứu vùng trà cổ thụ tại Việt Nam trong 2 năm liền bằng phương pháp sinh hoá thực vật, Ông đã tìm ra những vết tích cây trà và lá trà hoá thạch từ thời kỳ đồ đá ở vùng đất tổ Hùng Vương Phú-Thọ Tại vùng Suối Giàng, Nghỉa Lộ Yên-Bái trên độ cao khoảng 1000 thước trên mặt biển, có một vùng trà hoang dại khoảng 40,000 cây, có 3 cây trà cổ thụ sống hằng ngàn năm, cây lớn nhất chiều cao khoảng 9 thước, vòng ngang độ 3 người ôm không xuể Ở vùng Cao Bắc Lạng có những cây trà hoang cổ thụ cao tới18 thước Do đó ông xác định rằng Việt-Nam chính là quê-hương cuả cây trà trên thế giới

1.2 Một số giống cây trà [2]:

Trà trồng ở vùng đồi núi cao có khí hậu và thổ nhưỡng thích hợp

-Camellia sinensis: là cây trà trồng ở Ấn Độ và Trung Quốc

-Honey bush (Cyclopia spp): trồng ở Nam Phi, có vị ngọt nhẹ, giống vị mật ong

2 Giới thiệu về tra:

2.1 Trà là một loại nước giải khát phổ biến hiện nay người ta đã phát hiện ra ngoài tác dụng giải khát ra, trà còn có khả năng chữa bệnh bởi vì trong trà có những dược chất như: vitamin C, B, PP, cafein, cathesin, muối khoáng trà làm tinh thần sảng khoái, tỉnh táo, đỡ mệt mỏi, dễ tiêu hóa, trà còn chống được bệnh đường ruột như tiêu chày

2.2 Phân loại:

Có 3 loại trà được sản xuất hiện nay:

-Trà đen (Black Tea) là trà được lên men hoàn toàn, có mùi thơm nồng, màu hổ phách hay màu đỏ nâu đậm

-Trà xanh (green tea) là trà không lên men, có mùi thơm nhẹ, màu xanh

-Trà lên một phần( Oolong tea)

Non-fermented Light-fermented Medium-fermented Fully-fermented

Oolong tea Fuding Yinzhen teaBai Hao , a white tea

Green Pu-erh tuo cha, a type of compressed raw pu-erh

2.3 Tình hình sản xuất trà ở nước ta:

Theo Tổng công ty trà Vinatea ( Trà Việt Nam ) từ năm 2000, toàn cỏi Việt Nam có 124 đầu mối xuất khẩu trà và 43 quốc gia bạn hàng Và Việt Nam trở thành một trong 10 quốc gia sản xuất trà nhiều nhất trên thế giới với sản lượng 327 ngàn tấn /1 năm trà khô

Ngoài nước ta ra còn có rất nhiều nước trên thế giới sản xuất trà rất mạnh như India, China, Bangladesh, Pakistan, Iran, Sri Lanka, Taiwan, Japan, Indonesia, Nepal, Australia, Argentina, và Kenya

2.4 Thành ph ần hóa học của trà:

Nước : chiếm 76% ở búp trà và 74-75% ở lá trà non

Chất hòa tan: chiếm 56% trọng lượng chất khô, trong đó 50 % là hợp chất phenol và gần 50% là gluxit tan, protit, axit amin, alcaloit ( chủ yếu là cafein), sắc tố, vitamin, enzyme

Bảng 1: Thành phần hương của trà đen

Phenyl acetaldehyde cis-nerolidol Geranyl acetate Methyl jasmon Bảng 2: Thành phần hóa học của trà đen

2.4.1 Tanin:

Tannin là hợp chất phenol và poliphenol (dẫn xuất của nó) Hiện nay có nhiều kiểu phân loại tannin nhưng người ta thường dùng 2 kiểu phân loại sau:

*Phân loại theo thành phần hóa học:

-Tanin ngưng tụ: gồm ester của acid galic với đường

-Tanin thủy phân: gồm ester của axit galic với phần phi đường

*Phân loại theo khung cacbon:

-Dạng 1:có khung cacbon dạng C6-C1

-Dạng 2: có khung cacbon dạng C6-C2

-Dạng 3: có khung cacbon dạng C6-C3-C6

2.4.2 Protit và axitamin:

Chiếm 22-26% chất khô

Protit của trà hòa tan trong nước và có tính chất kiềm, tan ít trong cồn và axit

Ơû trà khô lượng protit chiếm 29,6% còn ở trà non lipit chiếm 24-26%

Qua chế biến hàm lượng protit và axit amin có thay đổi Lượng protit giảm còn lượng axit amin tăng lên do trong quá trình thủy phân một phần protit tạo thành axit amin Axit amin tự do tác dụng với dẫn xuất cathesol của trà tạo andehyt có mùi thơm dễ chịu cho trà

2.4.3 Ancaloit:

Cafein là ancaloit quan trọng chiếm thành phần chủ yếu trong trà Chiếm 3-5 % trọng lượng trà Ngoài ra còn có Theo-bromin, Theo-philin với hàm lượng rất nhỏ 0.33% nhưng có vai trò quan trọng trong tạo hương trà Lượng cafein trong trà nhiều gấp 4 lần trong cà phê

Màu của nước trà là một chỉ tiêu cảm quan quan trọng của trà thành phẩm Màu của trà

do hai loại sắc tố tạo nên: sắc tố có sẵn trong nguyên liệu ban đầu và sằc tố tạo ra trong quá trình chế biến

-Sắc tố tự nhiên ban đầu chủ yếu là clorofil A, clorofil B, pheo[hytyl A, B carotenoit, Xantophin, Viocxantin,…qua gia công chế biến thì thường giảm đi

-Sắc tố tạo ra trong quá trình chế biến: Teaflavin (TF) và Tearubigin (TR) là 2 chất mầu đặc trưng có trong chè đen TF có mầu vàng ánh kim, còn TR có mầu đỏ nâu Chúng được hình thành do hàng loạt phản ứng kế tiếp nhau, ôxy hoá các hợp chất polyphenol trong quá trình lên men lá chè, nhờ đó, đã tạo ra những tính chất đặc trưng về mùi, vị mầu sắc của chè đen

1 Quy trình sản xuất trà đen:

2 Một số quy trình sản xuất các lọai trà khác:

3 Giải thích quy trình:

3.1) Giai đoạn làm héo:

Mục đích giai đoạn này là giảm bớt hàm lượng nước trong búp chè, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vỏ Khi làm héo, lượng nước của búp chè giảm đi 38 - 40%, làm cho búp chè dẻo dai hơn giúp cho quá trình vò đỡ giập nát Khi lượng nước giảm thì hàm lượng chất khô trở nên đậm đặc, tạo điều kiện cho các phản ứng sinh hóa và các quá trình biến đổi khác diễn ra

dễ dàng hơn, nâng cao chất lượng chè thành phẩm Protein biến đổi sâu sắc để tạo thành các

axit amin hoà tan Một số chất khác như VitaminC, diệp lục Tinh bột giảm đi, cafein có tăng

lên một chút do axitamin hình thành cafein

Điều kiện cần thiết để làm héo tốt là:

- Ẩm độ không khí : 60 - 70%

- Nhiệt độ không khí: 44 - 450 C

- Thời gian héo: 3 - 4 giờ

Phương pháp làm héo: có thể dùng phương pháp tự nhiên như nhờ nắng, gió, không

khí…hay dùng phương pháp nhân tạo :Trà thu hoạch sẽ được trải đều trên các máng có nhiều lỗ nhỏ đan sen có bề ngang 4 đến 5 feet, còn chiều dài là từ 50-70 feet Không khí nóng và

lạnh sẽ được thổi xuyên qua các lá trà để làm giảm độ ẩm , thời gian thực hiện là 16-18 giơ

ø

3.2 Giai đoạn vò :

Các chất hoà tan trong nước có trong tế bào, đặc biệt là Catesin muốn thực hiện được quá trình oxy hoá dưới tác dụng của các enzym Polyphenoxlaza và Peroxidaza phải được tiếp cận với oxygen, vậy cần phải phá vỡ vỏ và màng tế bào để chuyển các enzym và cơ chất của chúng ra bề mặt của lá Ngoài ra, do quá trình vò, các chất hoà tan sẽ đi vào nước nóng tốt và nhanh hơn khi pha chè, và thể tích khối chè cũng giảm hẳn đi Quá trình vò cần đạt được độ giập của tế bào là 70 – 75%

Trong giai giai đoạn này quá trình lên men cũng bắt đầu xay một phần Nhiệt độ là

22-240 C, độ ẩm không khí 90 - 92%

Hiện nay dùng phương pháp vò thủ công hay vò bằng máy

Trong giai đoạn lên men để các enzyme trong lá trà có thể hoạt động ở điều kiện tốt nhất thì nhiệt độ lên men là 24-26 0C, độ ẩm không khí là 95-98%, trung bình 1 m3 không khí/70-100 kg trà và phải luôn lưu thông không khí mát cho phòng lên men (6 lần/không

khí/giờ) Ta xếp trà lên các khay bằng ximang hay bằng nhôm, chiều dày lớp trà trên khay lên men là 4-6 cm các khay có thể được xếp chồng lên nhau trên một giá đỡ

Trong quá trình lên men hàng loạt phản ứng sinh học xảy ra.hàm lượng tanin giảm dần trong quá trình lên men Sự giảm hàm lượng tanin là do quá trình ôxy hoá dưới sự xúc tác của men polyphenoloxydaza để hình thành các chất mới có vị chát dịu và tạo nên chất mầu

(oquinon)

Đồng thời với sự giảm tannin là sự tích luỹ hàm lượng TF có xu hướng liên tục giảm dần một cách đều đặn, điều đó chứng tỏ có sự chuyển hoá mạnh mẽ để biến TF là chất có mầu vàng sáng thành TR Mầu sắc của nước chè biến đổi dần từ mầu xanh vàng - Vàng nhạt - Đỏ nâu sáng - Đỏ nâu, có viền vàng - Đỏ nâu đậm, có viền vàng - Nâu, hơi tối - Nâu, tối đục, có thể thấy rất rõ hàm lượng TR tăng dần, làm cho nước chè đậm dần và chuyển sang mầu nâu và nước chè trở nên đục, đó là dấu hiệu suy giảm chất lượng của chè Mùi thơm của nước chè

cũng thay đổi cùng với thời gian lên men Thời gian đầu, quá trình lên men mới xẩy ra chưa đủ tích luỹ mùi đặc trưng nên nước chè kém thơm và có mùi hăng ngái

Vị của chè cũng thay đổi nhiều phụ thuộc vào thời gian lên men Khoảng thời gian đầu của quá trình lên men, vị của chè còn mang nhiều nét của tanin chưa bị ôxy hoá nên nước chè có vị chát đắng Vị của chè dần dần chuyển từ vị chát sang vị chát dịu rồi sau vị nước chè trở nên đậm và có hậu Đây là vị rất đặc trưng của chè đen có chất lượng cao Sau thời điểm này, nước chè dần dần giảm cường độ vị, tức là vị chè nhạt dần Điều này xẩy ra là do tanin chè đã

bị tổn thất một phần do liên kết với prôtêin trong lá chè và biến thành trạng thái không hoà tan

Các sắc tố carotenoid bị oxy hóa sẽ tạo thành các chất thơm như andehyt không no và các axeton, vị đắng chát của trà sẽ bị thay dần bởi vị chát dịu hấp dẫn Thời gian lên men là từ

2 -4 giơ.ø

Trong quá trình lên men có sự lên men của nấm sợi Aspergillus spp., A indicus, A flavus and A niveus, các loại nấm sợi này sẽ tiết ra enzyme pectinase, giúp cho quá trình giải phóng các chất trở nên dễ dàng hơn

3.4 Sấy:

Như đã nói ở trên, mức độ lên men trà khác nhau sẽ tạo ra các loại trà khác nhau, khi đã thấy là lá trà có màu và mùi đặc trung của loại sản phẩm mà ta nuốn thu nhận thì dừng quá trình lên men lại bằng cách đem trà đi sấy ở nhiệt độ khoảng 1200C để loại hết độ ẩm của trà, sấy 30-40 phút

Nếu độ ẩm của trà không thích hợp thì lúc này các nấm mốc có sẵn trên lá trà sẽ phát triển và tạo ra các chất độc và những chất gây bệnh ung thư, do đó đây là quá trình lên men không cần thiết và ta phải tránh quá trình này

PHẦN II

PHẦN II : : : : CÀ PHÊ LÊN MEN

CÀ PHÊ LÊN MEN

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÂY CÀ PHÊ VÀ CÀ PHÊ NHÂN

I NGUỒN GỐC VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY CÀ PHÊ:

Tên gọi “coffee” xuất phát từ tiếng Ả rập là “kahwa”, mà lúc đầu là một từ ngữ trong thơ ca để chỉ rượu vang Do luật của đạo hồi nghiêm cấm giáo dân uống rượu, nên tên gọi ấy bị biến tướng thành coffee và thông qua tiếng gọi tương đương của thổ nhỹ kỳ là Kahweb trở thành Cafe ( Pháp), Caffee (Yù), Kaffee (Đức), Koffie (Hà Lan), Coffee (Anh), và tên Latinh là Coffea dùng trong phân loại giống cà phê thực vật

Tại Việt Nam cây cà phê được các nhà truyền đạo công giáo đưa vào trồng thử năm

1857 ở Bố Trạch (Quảng Bình) và Quảng Trị Đến năm 1870 cây cà phê đã thấy ở Hà Nam Ninh Năm 1888, thực dân Pháp đã thành lập các đồn điền cà phê ở Nghệ An, Quảng Trị, Đắc Lắc Các đồn điền lớn mọc lên ở Ngàn Trươi, Ngàn Phố, Ngàn Sâu - Hà Tĩnh (1910), Yên Mỹ - Thanh Hóa (1911), Nghĩa Đàn - Nghệ An (1913)…Đến 1920-1925, khi khai phá vùng đất bazan phì nhiêu ở Tây Nguyên, người Pháp đã đưa cà phê vào trồng ở đây Đến 1945 tổng diện tích cà phê toàn quốc khoảng 10.070 ha, năng suất cà phê chè khoảng 4-5 tạ/ha, cà phê vối 5-6 tạ/ha

Khoảng 10 năm gần đây, cây cà phê Việt Nam đã có những bước phát triển mạnh mẽ về diện tích, năng suất và sản lượng

II MÔ TẢ CÂY CÀ PHÊ VÀ PHÂN LOẠI:

1 Mô tả cây cà phê:

Hình 1.1: Cây cà phê Hình 1.2: Quả cà phê Hình 1.3: Hoa cà phê

Cà phê là tên một chi thực vật thuộc họ thiên thảo với bao gồm khoảng 500 chi khác nhau với trên 6000 loài cây nhiệt đới Chi cà phê bao gồm nhiều loại cây lâu năm khác nhau Tuy nhiên không phải loài nào cũng chứa caffeine trong hạt Chỉ có hai loài cà p hê có ý nghĩa kinh tế là cà phê Arabica và cà phê Robusta ngoài ra còn có cà phê mít với sản lượng không đáng kể

Cây cà phê chè có thể cao tới 6m, cà phê vối tới 10m tuy nhiên ở các trang trại người ta thường phải cắt tỉa để giữ được độ cao từ 2-4m, thuận lợi cho việc thu hoạch Cây cà phê có cành thon dài, lá cuống ngắn, xanh đậm, hình oval Mặt trên lá có màu xanh thẫm, mặt dưới xanh nhạt hơn Chiều dài của lá khoảng 8-15cm, rộng 4-6cm Rễ cây cà phê là loại dễ cọc, cắm sâu vào lòng đất từ 1-2.5cm với rất nhiều rễ phụ toả ra xung quanh làm nhiệm vụ hút chất dinh dưỡng nuôi cây

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 tửơng tới hoa nhài Hoa chỉ nở trong vòng từ 3 đến 4 ngày và thời gian thụ phấn chỉ vài ba tiếng

Trong thời gian chín màu sắc của quả thay đổi từ xanh sang vàng rồi cuối cùng là đỏ Quả có màu đen khi đã chín nẫu Thông thường quả càphê có hai hạt Chúng được bao bọc bởi lớp thịt quả bên ngoài Hai hạt cà phê nằm ép sát nhau Mỗi hạt được bảo vệ bởi hai màng mỏng: một lớp màu trắng bám chặt lấy vỏ hạt, một lớp màu vàng rời rạt hơn bọc ở bên ngoài Thỉnh thoảng cũng gặp những quả có một hạt

Hình 1.4: Cấu tạo quả cà phê

2 Phân loại:

Cà phê có nhiều chủng loại nhưng phổ biến nhất là 3 giống sau:

2.1 Cà phê chè (coffea Arabica L ):

Giới: Thực vật

Nghành: Magnoliophyta (Hạt kín)

Lớp: Magnoliopsida (Hai lá mầm)

Bộ: Gentianales (Long đởm)

Họ: Rubiaceae (Cà phê)

Chi: Coffea (Cà phê)

Loài : C arbica

Danh pháp khoa học là Coffea Arabica

Hình 2.1: Cây cà phê chè Hình 2.2: Quả cà phê chè

Nguồn gốc ở cao nguyên Jimma, thuộc nước Etiopia, vùng nhiệt đới ở phía đông Châu Phi Gồm các chủng như : Typpica Bourbon, Moka, Caturra, Catuai, Catimor…

Đây là cà phê được trồng lâu đời nhất và tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới vì thơm ngon, dịu (chiếm 70% sản lượng cà phê trên thế giới) Hàm lượng caffeine trong hạt trung bình 1,3%

Cây thuộc dạng bụi, thân cao 3 - 4m, cành đối xứng, mềm, rủ xuống Lá mọc đối xứng, hình trứng dài, đầu nhọn, rìa lá quăn, xanh đậm Quả cà phê thuộc loại quả thịt, hình trứng, khi chín có màu đỏ tươi (chủng Caturra amarello có quả màu vàng), chiều dài 10 - 18mm, rộng 8 - 12mm Hạt cà phê hình tròn dẹt, có màu xanh xám, xanh lục, xanh cốm tùy theo giống và điều kiện bảo quản, chế biến Cây cà phê chè có đặc tính tự thụ phấn nên có độ thuần chủng cao hơn các loại cà phê khác

Cây cà phê chè ưa nơi mát và hơi lạnh Phạm vi thích hợp 18 – 25oC, thích hợp nhất là từ 10 – 20oC Do yêu cầu như vậy nên cà phê thường trồng ở miền núi có độ cao từ 1000 - 1500m Các nước trồng cà phê chè có hương vị thơm ngon như : Kenya, Tazania, Etiopia, Colombia…thường trồng ở nơi có độ cao 800m trở lên

Đây là cây có giá trị kinh tế nhất trong số các loài cây cà phê Cà phê chè chiếm 61% các sản phẩm cà phê trên toàn thế giới Cà phê Arabica còn được gọi là Brazilian Milds nếu nó đến từ Brasil, gọi là Colombian Milds nếu nó đến từ Colombia và gọi là Other Milds nếu nó đến từ các nước khác Qua đó ta thấy Barsil và Colombia là hai nước xuất khẩu chính loại cà phê này, chất lượng cà phê của họ cũng được đánh giá cao nhất Các nước xuất khẩu gồm có Ethiopia, Mexico, Guatemala, Honduras, Peru, Ấn Độ

Trên thị trường cà phê chè được đánh giá cao hơn cà phê vối vì có hương vị thơm ngon và chứa ít hàm lượng caffeine hơn Một bao cà phê thường có giá cao gấp 2 lần cà phê vối Việt nam là nước xuất khẩu cà phê lớn đứng thứ hai trên thế giới nhưng chủ yếu là cà phê vối

2.2 Cà phê vối ( Coffea Canephora hay Coffea Robusta):

Hình 2.3: Cây cà phê vối Hình 2.5: Quả càphê vối

Giới: Thực vật

Nghành: Magnoliophyta (Hạt kín)

Lớp: Magnoliopsida (Hai lá mầm)

Bộ: Gentianales (Long đởm)

Họ: Rubiaceae (Cà phê)

Chi: Coffea (Cà phê)

Loài : C robusta

Danh pháp khoa học là Coffea canephora

Cà phê vối là cây quan trọng thứ hai trong các loài cà phê Khoảng 39% các sản phẩm cà phê được sản xuất từ loại cà phê này Nước xuất khẩu cà phê vối lớn nhất thế giới là việt nam Các nước xuất khẩu quan trọng khác gồm: Uganda, Brasil, Ấn Độ

Nguồn gốc ở khu vực sông Công-gô, miền vùng thấp xích đạo và nhiệt đới Tây Châu Phi, có rất nhiều chủng loại khác nhau về kích thước lá, độ gợn sóng của phiến lá, màu sắc lá và quả, hình dạng quả…Song chủng loại được trồng phổ biến nhất ở các nước trên thế giới là Robusta

Cà phê vối có hàm lượng caffeine trong hạt chiếm 1,97 - 3,06% (cao nhất trong 3 loại cà phê)

Cây có một hoặc nhiều thân, cây cao 8 - 12m, cành dài rủ xuống Lá hình trứng hoặc hình lưỡi mác, mũi nhọn, phiến lá gợn sóng mạnh Quả hình trứng, núm quả nhỏ, trên quả thường có nhiều gân dọc, quả chín có màu đỏ hoặc hồng Kích thước hạt thường nhỏ hơn cà phê chè, hạt có dạng hình tròn, dày, màu xanh bạc, xanh lục hoặc xanh nâu tùy chủng loại và cách chế biến Tỉ lệ nhân trên quả cao hơn cà phê chè

Cà phê vối không tự thụ phấn được, điều này dẫn tới sự đa dạng ở vườn cà phê vối trồng bằng hạt

Cà phê vối thích nơi nóng ẩm, nhiệt độ thích hợp nhất là 24-29oC, cần nhiều ánh sáng mặt trời hơn cà phê chè

Cà phê vối chứa hàm lượng caffeine cao hơn và có hương vị không tinh khiết bằng cà phê chè, do vậy được đánh giá thấp hơn Giá một bao cà phê Canephora thường chỉ bằng một nửa so với cà phê Arabica Hiện nay cà phê này gần 90% diện tích cà phê ở việt nam, 10% trồng cà phê chè, khoảng 1% còn lại trồng cà phê mít

Loại này hiện nay có hai loại đang được trồng ở Việt Nam là:

Moka: mùi thơm quyến rũ, ngào ngạt, vị ngọt nhẹ, nhưng sản lượng rất thấp, vì trồng không đủ chi phí nên người dân ít trồng loại cà phê này

Catimor: mùi thơm nồng nàn, hơi có vị chua, giá xuất gấp hai lần Robusta nhưng không thích hợp với khí hậu vùng đất tây nguyên vì trái chín trong mùa mưa và không tập trung nên chi phí hái rất cao Hiện nay tại Quảng Trị hiện đang trồng thí nghiệm, đại trà loại cây và có triển vọng tốt

2.3 Cà phê mít (Coffea Excelsa Chev):

Phát hiện đầu tiên năm 1902 ở xứ Ubagui- Chari nên thường được gọi là cà phê Chari Hàm lượng caffeine trong hạt 1,02-1,15% Cây cao 6 - 15m, lá to, hình trứng hoặc hình lưỡi mác Quả hình trứng, hơi dẹt, núm quả lồi Quả to khi chín có màu đỏ sẫm, hạt màu xanh ngả vàng, vỏ lụa bám chặt vào hạt khó làm tróc hết Cà phê mít ít thơm, có vị chua hương kém hoặc không có hương, chất lượng nước uống ít được ưa chuộng

III THÀNH PHẦN CỦA CÀ PHÊ NHÂN:

1 Cấu tạo hạt cà phê:

Hạt cà phê bao gồm có vỏ quả, lớp thịt quả, vỏ thóc, vỏ lụa và nhân

2 Thành phần hoá học của hạt cà phê:

Hạt cà phê xanh giàu lucid và lipid, glucid chiếm hơn 50% phần lớn là các polysacaride Thành phần hóa học của cà phê nhân phụ thuộc vào chủng loại, độ chín, điều kiện canh tác, phương pháp chế biến và bảo quản Thành phần hoá học trong hạt cà phê có ảnh hưởng rất tốt trong quá trình đánh giá chất lượng thử nếm cảm quan

1.1.1 2.1 Nước:

Trong nhân cà phê đã sấy khô còn khoảng 10-12% nước ở dạng liên kết Sau khi rang, hàm lượng nước trong cà phê còn khoảng 2,7% Hàm lượng nước trong cà phê ảnh hưởng thực

tiếp đến chất lượng cà phê Nếu độ ẩm cao, vi sinh vật dễ phát triển và hương cà phê dễ bị tổn thất

1.1.2 2.2 Chất khoáng:

Hàm lượng chất khoáng trong cà phê khoảng 3-5%, chủ yếu là Kali, Magie, Phospho, Clo ngoài ra còn có nhôm, sắt, đồng, iot, lưu huỳnh… Những chất này ảnh hưởng không tốt đến mùi cà phê rang Cà phê có lượng khoáng càng thấp thì càng tốt

1.1.5 2.5 Lipid:

Hàm lượng lipid trong cà phê khá lớn (10 -13%) gồm có dầu và sáp Trong quá trình chế biến, một phần acid béo tham gia phản ứng dưới tác dụng của nhiệt độ cao tạo nên hương thơm cho sản phẩm Lượng lipid còn lại không bị biến đổi chính là dung môi tốt để hòa tan các chất thơm

Hàm lượng chất thơm trong hạt cà phê tương đối nhỏ bao gồm các acid, andehit, ceton, rượu, phenol, ester… Các chất này được hình thành và tích lũy trong quá trình phát triển của quả cà phê hay được tạo thành trong quá trình chế biến nhất là trong quá trình rang

Cà phê rang lên có những chất thơm, gọi chung là cafeol nhưng đồng thời tạo ra một yếu tố phức hợp độc là cafeotoxin Các chất thơm của cà phê dễ bị bay hơi, dễ biến đổi làm giảm chất lượng cà phê nên cần bảo quản cà phê trong bao bì kín

Ngoài ra trong nhân cà phê còn có một lượng đáng kể vitamin Trong cà phê chủ yếu là vitamin nhóm B như B1, B2, B6, B12 và các loại acid hữu cơ là tiền các loại vitamin

3 Tổng quan về caffeine:

Caffeine là một hợp chất tự nhiên có mặt trong lá, hạt và quả của hơn 60 loài thực vật

Do đó, các loại thực phẩm hay đồ uống sử dụng các loài thực vật trên làm nguyên liệu sẽ chứa caffeine một cách tự nhiên Ngoài ra, nhiều nhà sản xuất thực phẩm còn bổ sung caffeine vào sản phẩm để tăng mùi vị hoặc tăng tác dụng y học đối với một số sản phẩm đặc biệt

3.1 Tính chất hoá học của Caffeine:

Caffeine là một alkanoid chứa đạm, công thức C8H10O2N4.H2O, thuộc nhóm hợp chất có vòng purin Caffein kết tinh với một phân tử nứơc nhưng trở nên khan khi đun nóng đến nhiệt độ 80-100oC Caffeine khan chứa 28.8%N

Caffein khan ở dạng tinh thể trắng hình kim, tan trong nước và chloroform

Công thức cấu tạo của caffeine

3.2 Tác dụng dược lý của caffeine:

Đối với hệ thần kinh trung ương, caffein có tác dụng rất mạnh, người dùng caffein hoặc đồ uống chứa caffein cảm thấy tỉnh táo, mất buồn ngủ, ít mệt mỏi và tư duy minh mẫn

Caffein dùng với liều lớn thì kích thích mạnh hệ thần kinh trung ương, xuất hiện trạng thài bồn chồn, lo lắng, mất ngủ, ở những người quen dùng cafe thì những triệu chứng này nhẹ hơn Liều cao sẽ làm xuất hiệm co giật cục bộ hoặc toàn thân

Caffeine còn có tác dụng kích thích hô hấp Đối với hệ tim mạch, caffeine có tác dụng làm giảm trở ngại kháng ngoại vi, , kích thích tim Liều 250-350g caffein gây nên nhịp tim nhanh, huyết áp tăng nhanh cả huyết áp tăng thu và huyết áp tăng trương, nhưng cũng với liều lượng trên đối với những người dùng café thì các triệu chứng trên không xuất hiện Ơû nồng độ cao hơn, caffein có tác dụng làm tăng nhịp tim rõ rệt, ở những người mẫn cảm có thể xuất hiện loạn nhịp tim

Đối với cơ trơn, caffeine có tác dụng làm giảm cơ trơn khí phế quản đặc biệt đối với khí phế quản bị co thắt ở những bệnh nhân hen suyễn lâm sàng hoặc trong mô hình gây co thắt khí phế quản thực nghiệm

Đối với cơ vân, caffeine có tác dụng tăng cường khản năng làm việc của cơ bắp ở người Sự hấp thu caffeine từ hệ thống dạ dày và ruột diễn ra nhanh chóng và kết thúc chỉ sau 45’sau khi được tiêu hóa Khoảng 15÷120’sau khi tiêu hóa nồng độ caffeine trong huyết tương có thể đạt được giá trị cực đại : 8÷10mg/l nếu sử dụng 5÷8mg caffeine/kg thể trọng

Cơ chế chuyển hóa caffeine tùy thuộc giống loài Ở người khoảng 80% caffeine bị loại nhóm methyl thành paraxanthine và 16% chuyển thành theobromine và theophylline tại gan Các quá trình loại methyl và oxy hóa tiếp theo sinh ra các muối urate và các dẫn xuất uracil

Nhiều nghiên cứu cho thấy caffeine kích thích giải phóng calcium nội bào Ở nồng độ 0.5÷1mM caffeine ức chế hoạt động của các enzyme nucleotide phosphodiesterase (thuộc hệ thống tuần hoàn) Cơ chế chính gây ra tác dụng kích thích hệ thần kinh trung ương của caffeine được cho là bắt đầu ở nồng độ 10µM, tại đó caffeine ức chế hoạt động của adenosine (chất dẫn truyền xung động thần kinh) bằng cách cạnh tranh với adenosine trong việc kết hợp với các đầu tiếp nhận adenosine, qua đó làm thay đổi nồng một số chất trong nội bào

Ngoài tác dụng kích thích hệ thần kinh trung ương bằng cơ chế được giải thích ở trên, caffeine còn được coi là gây ra một số tác dụng tiêu cực cho sức khỏe như :

• Gây mất hoặc khó ngủ,

• Aûnh hưởng đến hệ tim mạch: Ở mức hấp thu 250mg caffeine làm giãn các cơ mềm của mạch máu và làm tăng nhịp tim

• Caffeine làm tăng tiết acid dạ dày, do đó không tốt cho những người bị chứng

viêm loét dạ dày

• Caffeine còn được cho là liên quan đến các bệnh mạch vành

IV CÔNG DỤNG CỦA CÀ PHÊ:

1 Công dụng của cà phê:

Cà phê là một loại nước uống cao cấp được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới Cà phê là sản phẩm của các nứơc nhiệt đới, nhưng thị trường chủ yếu lại ở các vùng ôn đới

Cà phê được dùng làm đồ uống dưới dạng chiết hãm bằng nước sôi, từ bột hạt cà phê rang Hoạt chất chủ yếu trong càphê là caffein Ngoài ra, trong hạt cà phê còn chứa nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể như: đường saccharose, đường khử, protein hoà tan, các vitamin nhóm B và PP là những vitamin cần thiết cho cơ thể

Đồng thời cà phê còn có hương vị độc đáo Bằng phương pháp phân tích quang phổ,

người ta đã xác định gần 300 hợp chất phức tạp khác nhau cấu thành nên hương thơm cà phê

Do đó tập tục uống càphê trở thành nhu cầu và thức uống thông dụng của nhân dân nhiều nước trên thế giới

Ngoài ra phụ phẩm của cà phê như thịt quả còn là nguyên liệu chế biến rượu, nước giải khát, vỏ cà phê làm phân bón, bã chế biến thức ăn gia súc Một số thuốc chữa bệnh cũng được chế biến từ cà phê

2 Dược tính của càphê:

Cà phê có vị đắng, có tác dụng kích thích thần kinh, làm tăng hoạt động của tim, co

mạch trung ương, co mạch ngoại vi

Cà phê còn có tác dụng hạ sốt, lợi tiểu, làm khoan khoái, kích thích tiêu hóa Cây có

chóng tiêu thức ăn

Trong y học, càphê thường được dùng để chữa suy nhược, mất sức do bệnh nhiễm trùng, mất trương lực dạ dày Người ta có thể pha bột cà phê để uống, dùng caffein dạng viên hoặc dạng thuốc tim duới da Tuy nhiên chóng chỉ định cho một số trường hợp như loạn thần kinh,

viêm cơ tim tiến triển

V TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG CỦA CÀ PHÊ HOÀ TAN:

Tiêu chuẩn này do Bộ Y tế của nước Cộng hòa Philippines ban hành ngày 18/10/1985 số 136-a s 1985

Theo tiêu chuẩn này, cà phê hòa tan là sản phẩm dehydrate hóa có khả năng hòa tan trong nước, có dạng bột, hạt, dạng bông hay dưới dạng rắn khác, được sản xuất duy nhất từ dịch chiết cà phê (dung môi phải là nước)

1 Yêu cầu về thành phần:

Hàm lượng caffein (% w/w trên khối

lượng chất khô)

2 Các chỉ tiêu khác:

2.1 Độ hòa tan: 25g sản phẩm hòa tan trong 150 ml nước sôi trong 30 giây với điều kiện khuấy ôn hòa

2.2 Cảm quan: cà phê hòa tan có màu và vị đặc trưng, có hương của cà phê rang

Không được thêm bất kỳ chất tạo hương tạo vị nào có nguồn gốc không phải từ nguyên liệu cà phê

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ HÒA TAN THEO PHƯƠNG PHÁP

TRUYỀN THỐNG

I Tác nhân vi sinh vật:

Leuconostoc mesenteroides;Lactobacillus plantarum; Lactobacillus brevis, Streptococcus faecalis, Aerobacter (Enterobacter) và Escherichia (vi khuẩn), Saccharomyces marscianus, S bayanus, Erwinia dissolvens, Fusarium spp, Aspergillus spp and Penicillium

II Bản chất sinh hoá:

Tiến trình lên men thông thường do các vi sinh vật, đầu tiên là các loài nấm men tìm thấy các điều kiện thích hợp để phát triển và trong quá trình phát triển, chúng làm gia tăng lượng cồn từ các chất đường trong khối ủ Sau đó, các vi khuẩn sử dụng các chất cồn này để làm thức ăn, tạo thành các axit lactic, acid butyric và các axit carboxylic do sự oxy hóa trong quá trình lên men Khi axit butyric bắt đầu hình thành cũng là lúc vị axit phát triển trong cà phê

III Quy trình công nghệ:

Cà phê Thu hái chỉ chọn hạt cà phê chín không bị hư hỏng Tách phần vỏ và phần thịt

Phương pháp chế biến khô phương pháp chế biến ướt

Sấy khô sấy tự nhiên bằng cách phơi nắng hay

sấy nhân tạo bằng máy sấy Đóng gói

Sản phẩm

IV Giải thích quy trình công nghệ:

 Hái cà phê:

Có 2 cách hái cà phê:

− Hái toàn bộ trong 1 vụ: Có thể thực hiện bằng tay hay bằng máy

− Chỉ chọn những trái chín mà hái: cách này chỉ thực hiện bằng tay Những người hái đảo một vòng khắp các sau mỗi 8 – 10 ngày Do cách làm này phải tập trung nhiều lao động nên chi phí cao, chỉ được sử dụng để thu họach cà phê Arabica do lọai này có chất lượng cao hơn Những trái có màu xanh, vàng, cam có chất lượng thấp hơn nên không được lựa chọn

Những trái có chất lượng tốt thường nằm ở trung tâm cây

Một người hái lành nghề trung bình hái đựơc khỏang 100 – 200 pound cà phê 1 ngày Số này có thể sản xuất được 20 – 40 pound cà phê nhân (1 pound = 0,454 kg)

Hình 4.1: Cà phê được lựa chọn và thu hái

Cà phê sau khi hái rất dễ bị hư hỏng nên phải tiến hành chế biến ngay

 Chế biến: có 2 phương pháp chế biến

o Phương pháp chế biến khô

o Phương pháp chế biến ướt

 Phương pháp chế biến khô:

Đây là phương pháp lâu đời và đơn giản hơn so với phương pháp ướt, thường được áp dụng cho cà phê Robusta