39

CHƯƠNG 5
CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ
1. Giới thiệu chung về cà phê:

1.1. Các loại cà phê
[
Phổ biến ở Việt Nam hiện nay có 3 loại cà phê: Arabica, Robusta, Cheri
1.1.1. Robusta
Loại cây trông này rất thích hợp với khí hậu, thổ nhưỡng tại vùng Tây Nguyên Việt
Nam nhất là vùng ñất bazan (Gia lai, ðắclắc) hằng năm ñạt 90-95% tổng sản lượng cà phê
Việt Nam, mùi thơm nồng, không chua, ñộ cafein cao, thích hợp với khẩu vị người Việt,
nhưng quá ñậm ñặc với người nước ngoài. Trồng cà phê Robusta phải thâm canh mới ñạt
ñược năng suất cao vì trái ñậu trên cành một lần, phải tạo cành mới (cành thứ cấp 1,2,3).
ñể ñạt ñược yếu tố này, người nông dân phải có một kiến thức cơ bản. Thường thì mới
năm thứ hai thời kỳ kiến thiết cơ bản-người trồng ñã thu hoạch, không hãm ngọn sớm nên
ñến năm thứ 1 kinh doanh (năm thứ 3 của cây trồng) cây ñã yếu, có hình tán dù, thiếu
cành thứ cấp.
1.1.2. Arabica
Loại này có hai loại ñang trồng tại Việt Nam: Moka và Catimor
a) Moka
: Mùi thơm quyến rũ, ngào ngạt, vị nhẹ, nhưng sản lượng rất thấp, giá trong nước
không cao vì không xuất khẩu ñược, trong khi giá xuất rất cao-gấp 2-3 lần Robusta – vì
trồng không ñủ chi phí nên người nông dân ít trồng loại café này.
b) Catimor
: Mùi thơm nồng nàn, hơi có vị chua, giá xuất gấp hai lần Robusta – nhưng
không thích hợp với khí hậu vùng ñất Tây Nguyên vì trái chín trong mùa mưa và không
tập trung – nên chi phí hái rất cao - hiện nay tại Quảng Trị ñang trồng thí nghiệm, ñại trà

1.2.3. Quả cà phê: Quả cà phê chè
Cà phê là loài cây tự thụ phấn, do ñó gió và côn trùng có ảnh hưởng lớn tới quá trình sinh
sản của cây. Sau khi thụ phấn từ 7 ñến 9 tháng cây sẽ cho quả hình bầu dục, bề ngoài giống như
quả anh ñào. Trong thời gian chín, màu sắc của quả thay ñổi từ xanh sang vàng rồi cuối cùng là
ñỏ. Quả có màu ñen khi ñã chín nẫu. Do thời gian ñâm hoa kết trái lâu như vậy mà một vụ cà
phê kéo dài gần một năm trời và có thể xảy ra trường hợp trên một cây vừa có hoa, vừa có quả.
Thông thường một quả cà phê chứa hai hạt. Chúng ñược bao bọc bởi lớp thịt quả bên ngoài.
Hai hạt cà phê nằm ép sát vào nhau. Mặt tiếp xúc giữa chúng là mặt phẳng, mặt hướng ra bên
ngoài có hình vòng cung. Mỗi hạt còn ñược bảo vệ bởi hai lớp màng mỏng: một lớp màu trắng,
bám chặt lấy vỏ hạt; một lớp màu vàng rời rạc hơn bọc ở bên ngoài. Hạt có thể có hình tròn
hoặc dài, lúc còn tươi có màu xám vàng, xám xanh hoặc xanh. Thỉnh thoảng cũng gặp nhưng
quả chỉ có một hạt (do chỉ có một nhân hoặc do hai hạt bị dính lại thành một).
2. Các tác dụng của cà phê
:
2.1 Tác dụng tích cực
: 41

Cà phê là loại thức uống ñược tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới. ðã có nhiều những nghiên
cứu ở phạm vi nhỏ về tác dụng của cà phê ñối với sức khoẻ của con người. Nhiều nghiên cứu
gần ñây ñã ñưa ra nhiều lợi ích khác nhau ñối với sức khoẻ của loại thức uống ñơn giản mà hấp
dẫn như cà phê. Những lợi ích ñó là:
-[ Một nghiên cứu ở Trung Quốc về lợi
ích của việc uống cà phê về cơ bản ñã chứng minh ñược rằng caffeine trong cà phê giúp ngăn
chặn bệnh Parkinson

những người vận ñộng nhiều và mạnh tránh ñược sự mệt mỏi cơ bắp. 42

- Cà phê chứa methylpyridinium, một hợp chất chống ung thư. Hợp chất này không có nhiều
trong những nguyên liệu thực phẩm khác
- Cà phê cũng có tác dụng kích thích mạnh mẽ ñối với sự nhu ñộng và ñôi khi nó chống ñược
chứng táo bón và cũng có tác dụng lợi tiểu. Tuy nhiên, cà phê cũng gây nên chứng ñi ngoài
lỏng nếu quá lạm dụng cà phê vào tác dụng này.
- Caffeine trong cà phê ñược hấp thụ tốt bởi dạ dày và ñường ruột, khoảng 45-60 phút sau khi
ta tiêu thụ vào. Khi xâm nhập vào ñường máu, caffeine gây ra trong cơ thể những phản ứng
chống lại nó. Caffeine ñược biết ñến như một chất kích thích tác ñộng lên não người, nhưng
bên cạnh ñó còn có những tác ñộng sinh lý khác xảy ra.
2.2 Tác dụng tiêu cực:
Bên cạnh những tác dụng như ñã nêu thì cà phê cũng có những tác dụng tiêu cực, mà những
ảnh hưởng ñáng chú ý của nó có liên quan ñến hàm lượng caffeine chứa trong ñó. Những tiêu
cực ñó là:
- Nhiều người uống cà phê thì quen thuộc với "coffee jitters", một trạng thái bị kích thích xảy
ra khi một người tiêu thụ quá nhiều caffeine. Cà phê cũng làm tăng áp suất trong máu với triệu
chứng là huyết áp cao, nhưng những nghiên cứu tiếp theo chỉ ra rằng cà phê làm giảm nguy cơ
chết vì bệnh ñau tim.
- Cà phê cũng có thể gây ra chứng mất ngủ ở một vài người, trong khi trái lại nó giúp một số
người ngủ ñược ñầy ñủ hơn. Cà phê cũng có thể gây nên sự lo âu và dễ bị kích thích ñối với
những người tiêu thụ quá mức caffeine. Có những tác ñộng khác nhau lên từng giới: làm giảm
khả năng sinh sản, tăng nguy cơ bệnh loãng xương ở phụ nữ, làm ảnh hưởng ñến thai nhi nếu
những người này uống trên 8 tách cà phê mỗi ngày.
- Một nghiên cứu vào tháng 2/2003 của Danish trên 18478 phụ nữ ñã chỉ ra rằng những người
này tiêu thụ nhiều cà phê trong suốt thời kì mang thai sẽ làm tăng nguy cơ sẩy thai. Nghiên cứu
cũng chỉ ra rằng giới hạn tác dụng là khoảng 4-7 tách cà phê mỗi ngày. Những người uống 8

3. Thành phần chính có trong cà phê
: [
Cà phê là một sản phẩm dùng ñể chế ra loại nước uống cao cấp. ðể cấu tạo thành nhân của
cà phê theo những kết quả phân tích có tới 670 hợp chất hữu cơ hợp thành, trong ñó có nhiều
hợp chất tạo nên hương thơm của cà phê. Các thành phần trong cà phê ñều có những mặt lợi và
hại nhất ñịnh cho sức khoẻ của con người tuỳ theo cách thức và liều lượng sử dụng chúng.
Hợp phần trong cà phê là nước và chất khô. Thành phần hoá học bao gồm những hợp chất có
trong phần chất khô mà chúng có thể hoà tan ñược trong nước. Theo Dr. Duke's Phytochemical
Database, những hạt cà phê còn tươi chứa những hợp chất như sau:
2,3,5-trimethylphenol 2-ethylphenol
2-methoxy-4-ethylphenol 2,4-methylenephenol
dicaffeoyl-quinic acid 4-ethylphenol
4-methoxy-4-vinylphenol acetaldehyde
Caffeine caffeol
caffeoyl-3-quinic acid caffetannic acid
chlorogenic acid citric acid
daturic acid guaiacol
hypoxanthine isochlorogenic acid
putrescine scopoletin spermidine
spermine sugars
tannic acid tanni theobromine
theophylline thiamin
trigonelline xanthine
Nhiều hợp chất trong những hợp chất trên, như chlorogenic acids, sẽ bị phân huỷ trong quá
trình rang, và nhiều hợp chất khác sẽ bị oxi hoá tạo thành những hợp chất mới ñã không ñược
liệt kê trên ñây. Trong những hợp chất này thì những hợp chất thuộc họ phenol sẽ quyết ñịnh
mùi hương của cà phê, trong khi ñó những chất khác như dẫn xuất của xanthine sẽ gây ra tác
dụng kích thích của cà phê.
BÓC VỎ LỤA (ðánh bóng)

PHÂN LOẠI THEO KÍCH THƯỚC

PHÂN LOẠI THEO TỈ TRỌNG

PHÂN LOẠI THEO MÀU SẮC

ðẤU TRỘN

CÀ PHÊ NHÂN 45

4.2. Thuyết minh qui trình:
4.2.1 Phân loại:
Phân loại nhằm mục ñích tách các chất tạp chất lẫn trong nguyên liệu, làm cho
kích thước nguyên liệu ñồng ñều, tạo ñiều kiện cho việc bóc vỏ ñược triệt ñể, ñảm bảo chất lượng
của sản phẩm.
4.2.2 Bóc vỏ quả, vỏ thịt (xát tươi):
a. Mục ñích: Thành phần chủ yếu của lớp vỏ quả là nước, gluxit và protein, các chất này
không tham gia vào quá trình hình thành chất lượng sản phẩm mà còn gây khó khăn như thối rữa,
làm kéo dài thời gian phơi sấy nên vỏ quả cần phải loại bỏ. Ngoài ra, lớp vỏ thịt, thành phần chủ
yếu là pectin, cũng không có lợi cho các quá trình chế biến tiếp theo nên cũng cần phải loại bỏ.
b. Phương pháp bóc vỏ quả, vỏ thịt:
- ðể bóc vỏ quả, người ta thường dùng phương pháp cơ học.
- Bóc vỏ nhớt: Sau khi bóc vỏ quả, lớp vỏ nhớt vẫn còn bám chung quanh hạt cà phê, do ñó cần
phải bóc lớp vỏ nhớt. Việc bóc vỏ nhớt phải ñảm bảo sao cho chất lượng hạt không bị biến ñổi,
màu sắc của hạt sau khi bóc vỏ nhớt phải tự nhiên và tỉ lệ hạt bị dập vỡ hoặc tách cả vỏ trấu

4.2.4 Rửa:
a. Mục ñích: loại bỏ những phẩm vật tạo thành trong quá trình lên men, loại bỏ các vết
của lớp vỏ nhớt, ñây là công ñoạn quan trọng vì nếu còn các phẩm vật kể trên bám vào hạt cà 46

phê, không những chúng làm cho màu sắc của hạt, mùi vị của hạt bị ảnh hưởng mà còn kéo dài
thời gian phơi sấy nữa.
4.2.5 Làm ráo, phơi sấy:
4.2.5.1 Làm ráo:
a. Mục ñích: làm mất phần nước tự do ở hạt cà phê sau khi rữa, nếu không làm ráo mà
ñem sấy ngay sẽ sinh ra hiện tượng "luộc" nguyên liệu tạo ra một màng cứng bên ngoài hạt cà
phê làm kéo dài thời gian sấy và sấy không ñều làm ảnh hưởng ñến chất lượng thành phẩm.
Làm ráo có thể rút ngắn thời gian phơi sấy, ñộ ẩm của nguyên liệu có thể giảm từ 7 ÷ 10
% sau công ñoạn này.
b. Các phương pháp làm ráo:
- Làm ráo nước trên sân phơi: yêu cầu sân có ñộ nghiêng 10 ÷ 12
0
ñể nước thoát dễ dàng,
trên sàn làm ráo có thể ñổ và phê thành từng ñống nhỏ, bề dày lớp hạt khoảng 10 ÷ 20 cm, thời
gian làm ráo khoảng 2 ÷ 4 giờ.
- Làm ráo trên lưới: kích thước lổ lưới phải phù hợp với từng loại cà phê ñể hạt không lọt
qua lưới ñược. Lưới ñược ñặt trên giá cách mặt ñất 0,5 ÷ 0,8 m ñể dễ thoát nước và cách ẩm ở
ñất, chiều dày lớp hạt trên lưới từ 12 ÷ 15 cm.
- Làm ráo bằng phương pháp li tâm: dùng máy li tâm có tốc ñộ 1000 ÷ 1500 vòng/phút.
Phương pháp này rút ngắn ñược thời gian làm ráo và còn làm cho quá trình rữa ñược hoàn chỉnh
hơn do lực li tâm kéo các chất còn sót lại trên hạt trong quá trình rữa.
4.2.5.2 Phơi:
a. Mục ñích: phơi nhằm hạ ñộ ẩm xuống còn 10 ÷ 12 % ñể thực hiện những quá trình chế

vỏ lụa cho hạt cà phê ñược bóng, tăng giá trị cảm quan và tránh VSV xâm nhập.
Yêu cầu sau khi ñánh bóng hạt cà phê, nhiệt ñộ của khối cà phê không quá 550 C, tỉ lệ hạt
nứt vỡ không quá 1 %. Tỉ lệ vỏ lụa trong cà phê nhân phải ñạt 90 % (ñối với arabica), 80 % (ñối
với canephora) và 70 % (ñối với excelsa), qui ñịnh rằng hạt có 1/2 diện tích bóc vỏ lụa trở lên
ñược xem là hạt sạch.
4.2.8 Phân loại:
Cà phê sau khi ñánh bóng là một hỗn hợp gồm: cà phê tốt, cà phê xấu, vỏ trấu, vỏ lụa, cà
phê vụn do ñó cần phải phân loại ñể ñảm bảo ñược yêu cầu của khách hàng và tiêu chuẩn của
nhà máy. Trong sản xuất cà phê nhân, người ta thường phải phân loại theo ba phương pháp:
a. Phân loại theo kích thước: sử dụng sàng phân loại gồm sàng tròn hoặc sàng lắc với các
lưới sàng , hình dạng các lổ cũng khác nhau
b. Phân loại theo tỉ trọng: dựa vào sự chuyển ñộng khác nhau của các hạt có tỉ trọng khác
nhau trong luồng không khí chuyển ñộng ngược chiều với khối hạt, mục ñích của việc phân loại
theo tỉ trọng nhằm loại bỏ các hạt xấu, hạt lép kém chất lượng.
c. Phân loại theo màu sắc: Phân loại theo kích thước và tỉ trọng chỉ loại bỏ ñược tạp chất,
tăng ñộ ñồng ñều của khối hạt nhưng chưa thể tạo ñược cho khối hạt ñộ ñồng nhất về màu sắc
ñược, do ñó, ñể tăng cường chất lượng của khối hạt hơn nữa, người ta tiến hành phân loại theo
màu sắc. Phân loại theo màu sắc có thể tiến hành bằng thủ công hoặc bằng những thiết bị ñiện tử.
4.2.9 ðấu trộn, ñóng bao, bảo quản:
Cà phê nhân ñược ñấu trộn theo một tỉ lệ nhất ñịnh ñể ñảm bảo hiệu quả kinh tế cho cơ sở
sản xuất hoặc ñảm bảo theo yêu cầu của khách hàng.
ðối với cà phê arabica và canephora ñóng thành 2 lớp: một lớp polietilen ở trong và một
lớp bằng ñay gai ở ngoài, ñối với cà phê excelsa chỉ cần ñóng một lớp, trọng lượng mỗi bao 50
kg hoặc 70 kg.
Trong quá trình bảo quản cà phê nhân cần chú ý những ñiếm sau:
- ðộ ẩm cà phê nhân ñưa vào bảo quản < 13 %,
- Hàm lượng tạp chất < 0,5 %,
- Kho bảo quản phải ñược cách ẩm và cách nhiệt tốt,
- Thời gian bảo quản không quá 5 tháng.


rang xay. Quá trình này tạo ra một hỗn hợp nhiều chất khác nhau hơn là việc sản xuất cà phê thủ
công tại nhà. Trong trường hợp ñặc biệt, tỉ lệ hàm lượng caffein trong cà phê hoà tan
Qui trình sản xuất
Dưới ñây là sơ ñồ chung những giai doạn sản xuất cà phê hoà tan:
5.1.3.1. Rang
Bản thân những hạt cà phê còn tươi không có mùi vị như mong muốn, ñầu tiên nó phải ñược
rang ñể có ñược mùi vị và hương thơm.
Loại xi lanh quay chứa hạt cà phê còn tươi và khí ñược ñốt nóng thì ñược sử dụng chủ yếu
trong sấy hạt nông sản. Khi nhiệt ñộ của hạt ñạt và vượt quá 165
o
C, kèm theo tiếng nổ pốp là ñể
sản xuất bỏng ngô. Những loại xilanh làm việc gián ñoạn này mất khoảng 8-15 phút ñể hoàn
thành quá trình rang với hiệu suất ñạt 25-75%.
ðối với quá trình sấy tầng sôi liên tục chỉ mất khoảng 0.5-4 phút và cũng ñược làm việc ở nhiệt
ñộ thấp mà cho phép giữ lại nhiều hơn mùi vị và hương thơm của cà phê. 49

5.1.3.2. Nghiền
Giai ñoạn tiếp theo là nghiền nhỏ hạt cà phê ñến kích cỡ khoảng 0.5 - 1.1 mm cho phép cà
phê chuyển sang dạng hoà tan trong nước ñể phục vụ cho công ñoạn sấy tiếp theo. Bộ các trục
lăn có răng ñược thiết kế ñặc biệt ñể cắt và sau ñó là nghiền những hạt cà phê ñược lựa chọn.
5.1.3.3. Chiết tách
Cà phê rang xay phải ñược hoà tan trong nước tạo nên một dung dịch. Giai ñoạn này ñược gọi
là chiết tách. Thông thường, nước ñược cho vào trong 5-10 cột lọc ở nhiệt ñộ khoảng 310-
360
o
F (155-180
o


Trong những năm gần ñây, người ta ñã bàn luận rất nhiều về ảnh hưởng của caffein ñến sức
khoẻ con người Những tranh cãi về vấn ñề này vẫn còn là một chủ ñề cần ñược thảo luận và
nghiên cứu.
Quá trình khử caffein (decaffeination) là quá trình mà caffein ñược tách khỏi hạt cà phê. Tiến
sĩ Ludwig Roselius là người ñầu tiên phát minh ra kỹ thuật khử caffein mà không làm ảnh
hưởng ñến hương vị của cà phê.
Cà phê ñã ñược khử 97% caffein thì ñược gọi là Cà Phê Khử Caffein 50

(Decaffeinated Coffee – Decaf Coffee). Một tách cà phê khoảng 8 ounce ñã ñược khử
caffein chứa khoảng 5 miligram caffein, còn một tách cà phê pha bằng phương pháp nhỏ
giọt, hay một tách Espresso với cùng khối lượng chứa tới 40-180 miligram. Nhưng bù lại,
cà phê Decafeine ñắt hơn cà phê bình thường. Sự chênh lệch về giá cả này là do những
công nghệ ñược sử dụng trong quá trình chế biến ñể tách caffein. Xu hướng uống cà phê
Decafeine ñang tăng lên từng ngày, vì vậy doanh thu của những nhà sản xuất loại cà phê
này cũng tăng nhanh chóng.
5.2.2 Những phương pháp khử caffeine:
Có ba phương pháp ñể khử caffein khỏi hạt cà phê: phương pháp nước (Water Solvent
method), phương pháp cacbon dioxin (Supercritical Carbon Dioxide method) và phương pháp
dung môi (Solvent method)
a) Khử caffein dùng nước:
(Water Decaffeination)
ðây là phương pháp ñược sử dụng rộng rãi nhất ñể khử caffein. Phương pháp này chỉ sử dụng
nước làm dung môi, là nước chứ không dùng thêm bất kì một chất hoá học nào khác. Một trong
số những phương pháp khử caffein bằng nước phổ biến nhất là phương pháp kiểu Thụy Sĩ.
Phương pháp này không gây ñộc hại và không làm ảnh hưởng tới hương vị của cà phê.
Việc tách caffein dùng nước ñược phát minh năm 1941 bởi General Foods.

hầu như nguyên vẹn. 97-99% caffein sẽ ñược tách khỏi hạt cà phê. Phương pháp này cũng
không ñể lại những chất ñộc hại có khả năng ñe doạ sức khỏe con người. Sự bất tiện của 51

phương pháp này là về giá cả. ðây là một phương pháp ñắt tiền, bởi việc tạo áp suất cao ñòi hỏi
nhiều máy móc và thiết bị phức tạp.
c) Khử caffein bằng dung môi
: (Solvent Decaffeination)
ðây là phương pháp cổ nhất dùng ñể tách chiết caffein khỏi hạt cà phê. Ở phương pháp này,
hạt cà phê ñược xóc trong một dung môi có khả năng hấp thụ caffein, sau ñó dung môi này sẽ
ñược tách ra. Quá trình xóc và tách chiết sẽ tiếp tục cho tới khi mức caffein ñạt tới ñộ mong
muốn.
Phương pháp này thường ñược bị hạn chế sử dụng vì nó ñể lại những chất thải ñộc hại trong
hạt cà phê.
Những dung môi ñược dùng phổ biến nhất là trichloroethylene, methylene chloride hay tương
tự những hydrocacbon ñã khử clo.
Quá trình tách caffein dùng dung môi phải thích hợp ñể lượng ẩm thêm vào ñạt yêu cầu.
Phương pháp ñưa lượng ẩm này vào thì không có vấn ñề gì, ñiều quan trọng là lượng nước
chứa trong hạt cà phê, và thường dao ñộng trong khoảng 18-55% là ñạt yêu cầu. Lượng ẩm ñưa
vào nhằm làm mềm cấu trúc tế bào của hạt cà phê.
* Những bước cơ bản của quá trình tách cà phê dùng dung môi:
1. Quá trình làm bốc hơi hạt cà phê trong 30 phút ở nhiệt ñộ 230
o
F (110
o
C).
2. Tăng lượng ẩm chứa trong hạt cà phê ñến trên 40%.
3. Những hạt cà phê ñi qua cột tách chứa dung môi bên trong ở nhiệt ñộ trong khoảng 120-