DỰ ÁN HỖ TRỢ NÔNG DÂN TIẾP CẬN CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHUỖI SẢN
XUẤT VÀ TIÊU THỤ CÀ PHÊ ĐỂ NÂNG CAO NĂNG LỰC CẠNH TRANH CỦA MẶT HÀNG
CÀ PHÊ VIỆT NAM TRONG BỐI CẢNH HỘI NHẬP KINH TẾ QUỐC TẾ
SỔ TAY HƯỚNG DẪN
QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ THEO PHƯƠNG PHÁP
ƯỚT
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ENZYM
Cơ quan thực hiện dự án
Cơ quan tài trợ
Viện Công nghiệp Thực phẩm
Bộ Công Thương
Chương trình Hỗ trợ Kỹ thuật
Hậu gia nhập WTO
AUSAID
UKAID
LỜI CẢM ƠN
Ban Quản lý Dự án Viện Công nghiệp thực phẩm xin chân thành cảm ơn các nhà tài
trợ: Cơ quan Phát triển Quốc tế Úc (AusAID) và Bộ Phát triển Quốc tế Vương quốc
Anh (DFID) đã hỗ trợ chúng tôi về mặt tài chính để biên soạn cuốn tài liệu này.
Tài liệu được biên soạn trong thời gian ngắn và chưa nhận được sự góp ý đầy đủ của
các cán bộ giảng dạy, của các chuyên gia chế biến, vì vậy có thể có những thiếu sót
2. Phạm vi tài liệu: gồm các chỉ dẫn về nguyên tắc và các thao tác chính
trong chế biến cà phê theo phương pháp ướt ứng dụng công nghệ enzym để
đạt được sản phẩm có chất lượng tốt nhất và hạn chế ô nhiễm môi trường. Các
khâu từ thu hoạch đến phơi sấy và bảo quản cà phê thóc sẽ được chú trọng
nhiều hơn vì những khâu này ảnh hưởng đến chất lượng hạt, chất lượng cà
phê tách nhiều nhất và cần sự giám sát chặt chẽ nhất. Các khâu từ xay xát cà
phê thóc khô đến phân loại cà phê nhân tuy không ảnh hưởng nhiều đến chất
lượng vốn có của hạt cà phê nhưng cũng quan trọng, vì vậy chúng sẽ được giới
thiệu với mức độ vừa phải. Các thông số liên quan tính toán thiết kế xây dựng
xưởng chế biến cũng sẽ được giới thiệu. Phương pháp chế biến ướt có thể áp
dụng để chế biến cà phê chè (Arabica) và cà phê vối (Robusta) nhưng đặc biệt
thích hợp với cà phê chè có giá trị kinh tế cao. Tất cả các khâu chế biến đều
được hướng dẫn theo quy định về sản xuất tốt (GMP) và quy trình thực hành
sản xuất nông nghiệp tốt (VIETGAP). Các công đoạn khác liên quan như xử lý
phế phụ phẩm cũng được giới thiệu 3. Đối tượng áp dụng: Tài liệu này soạn cho các quản đốc phân xưởng,
cán bộ và công nhân kỹ thuật của xưởng chế biến cà phê và các hộ nông dân
chế biến cà phê.
3
THUẬT NGỮ - CHỮ VIẾT TẮT:
Cà phê Robusta: Cà phê vối
Cà phê Arabica: Cà phê chè
Enzym: một loại hoạt chất sinh học bản chất protein có đặc tính xúc tác phản
ứng hóa học
Pectinaza: tên loại enzym sử dụng trong chế biến cà phê
- Dựa trên kêt quả phân tích các yếu tố rủi ro, xây dựng và triển khai kế
hoạch thực hiện nhằm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm trong quá trình thu
hoạch cà phê và có người chịu trách nhiệm thực hiện kế hoạch này.
- Cần xây dựng kế hoạch nhân công, công cụ thu hoạch đảm bảo phù hợp
với sản lượng vườn và thời gian chín của quả. Có kế hoạch đào tạo nhân công.
- Trong quá trình thu hoạch không để quả cà phê tiếp xúc trực tiếp với đất
(có thể dùng bạt trải dưới gốc khi thu hái). Thiết bị, dụng cụ chứa cà phê phải
được làm từ các nguyên liệu không gây ô nhiễm lên sản phẩm.
- Nếu phát hiện bất cứ một ô nhiễm nào về hóa chất (dư lượng hoá chất
trong sản phẩm), vật lý, sinh học, … cà phê vượt quá mức tối đa cho phép phải
ngừng ngay việc chế biến sản phẩm, xác định nguyên nhân ô nhiễm và nhanh
chóng áp dụng các biện pháp ngăn chặn giảm thiểu ô nhiễm đồng thời có biện
pháp xử lý sản phẩm và ghi chép cụ thể trong hồ sơ lưu trữ.
- Thiết bị, dụng cụ chứa sản phẩm cà phê sau thu hoạch và vật liệu đóng
gói phải đảm bảo vệ sinh cất giữ ở khu vực riêng biệt, có biện pháp hạn chế
nguy cơ gây ô nhiễm.
- Không dùng thùng đựng phế thải, hoá chất bảo vệ thực vật và các chất
nguy hiểm khác để đựng sản phẩm.
- Kiểm định hàng năm các dụng cụ sử dụng cân, đong cà phê trong khi
thu hoạch
5
Kỹ thuật thu hoạch và bảo quản cà phê
Chất lượng yêu cầu của quả khi thu hoạch
- Quả chất lượng tốt nhất: là quả chín đầy đủ mà toàn bộ vỏ quả màu đỏ,
mặc dù gần cuống quả có thể còn hơi xanh hoặc hồng, không có dấu hiệu bị
côn trùng bệnh hại.
- Quả xanh, quả ương: Quả xanh non: là quả có nhân chưa phát triển đầy
đủ, có màu xanh nhạt hoặc hơi đậm. Quả ương: Là quả đã phát triển nhân đầy
đủ nhưng lớp vỏ chưa biến đổi từ tinh bột thành đường và pectin nên khó tách
Tỷ lệ tạp chất và
quả xanh non,
(%)
Tỷ lệ quả
thối, mốc,
(%)
Đối với chế
biến ướt
≥ 90 ≤ 9 ≤ 3 ≤ 1 ≤ 1
Đối với chế
biến khô
≥ 80 ≤ 15 ≤ 5 ≤ 2 ≤ 1
Hình 1. Các loại quả xanh, quả chín và quả chín nẫu 6
Yêu cầu kỹ thuật trong thu hoạch cà phê
Có 4 cách thu hoạch cơ bản được biết là: (i) Hái tuốt một lần, tất cả các cành
mang quả được hái trong một lần; (ii) Hái tuốt nhiều lần, chỉ hái ở những cành
mang nhiều quả chín; (iii) Hái chọn nhiều lần (hái bằng ngón tay), chỉ hái những
quả chín và (iv) Thu hoạch bằng máy, các kiểu máy khác nhau được sử dụng
để hái tất cả quả trong một lần.
- Thời gian thu hoạch:
+ Quả cà phê được thu hoạch ít nhất làm nhiều đợt trong một vụ theo độ
chín:
Đối với cà phê vối (Robusta): lần hái đầu tiên có ít nhất 40% quả chín trên cây,
50% trở lên cho lần hái thứ 2 và phần còn lại sẽ được tận thu ở lần thứ 3.
Đối với cà phê chè (Arabica): tỷ lệ quả chín trên cây cho lần hái đầu tiên phải
đạt từ 30% trở lên, tỷ lệ quả chín trên cây cho lần hái thứ 2 là 30%, cho lần hái
thứ 3 là 30% và lần cuối tận thu 10%;
Phương tiện vận chuyển phải đảm bảo sạch sẽ. Trong quá trình vận chuyển,
tránh làm rách bao và rơi vãi sản phẩm.
- Bảo quản, lưu giữ quả
+ Lưu giữ quả tươi sau thu hái và trước chế biến không quá 24 giờ.
+ Trường hợp chế biến không kịp, cần đổ quả cà phê trên nền khô ráo,
sạch sẽ và thoáng mát; chiều dày lớp cà phê không quá 40 cm. Cũng có thể lưu
giữ quả trong bể nước sạch trước khi xát bỏ vỏ quả.
Hình 2. Hái theo từng hàng
Hình 3. Trải bạt để hái
8
Kiểm tra và phân loại quả trước khi chế biến
Cần làm sạch khối quả chín thu hoạch về, vì trong khối quả luôn luôn có
lẫn quả xanh, quả khô, cành lá cây, thậm chí các tạp chất như đá sỏi… làm
giảm chất lượng của quả chín và làm hại máy trong quá trình chế biến.
- Bước 1: Sơ loại: Chọn lựa bằng tay - rất cần thiết để lựa ra những quả
xanh. Trong trường hợp đưa trực tiếp quả vào máy xát không qua bể siphon
hay máy rửa thì phải lựa ra cả những quả khô, cành lá, đá sỏi một cách triệt để.
Hình 4. Quả sau khi thu hoạch lẫn quả
xanh
Hình 5. Tách quả xanh
bằng tay
- Bước 2: Phân loại qua bể siphon - sau khi quả được sơ loại, đưa vào
Hình 7: Máy xát có hệ thống tách quả xanh
10 CHÚ Ý!
+ Thu hoạch quả đúng khi vừa chín.
+ Các loại quả xanh, quả khô, quả chín nẫu, quả rụng trên đất
đưa vào chế biến riêng
+ Quả chín ép, quả sâu bệnh cần phải vứt bỏ.
+ Quả thu hoạch ngày nào được xát tươi ngay ngày đó. Nếu quả
bị bốc nóng trước khi xát thì không thể khắc phục được hậu
quả vỏ lụa nhuốm màu nâu và giảm chất lượng cà phê nhân.
11
PHẦN II: HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ THEO PHƯƠNG
PHÁP ƯỚT CÓ SỬ DỤNG ENZYM
Quy trình chế biến cà phê theo phương pháp ướt thông dụng
(Phương pháp lên men truyền thống)
Thu nhận nguyên liệu
Phân loại kích thước, làm sạch
Phân loại trong bể sifon
Xát quả cà phê tươi
Ngâm ủ
Rửa nhớt
Làm ráo nước
Phơi sấy
Sàng tạp chất, tách đá
Sàng tạp chất, tách đá
Xát cà phê thóc khô
Đánh bóng
Vỏ quả
Nhớt thải
Tạp chất
Tạp chất nhẹ, nặng
Nước thải
Tạp chất nhẹ, nặng
Tạp chất nhẹ
Vỏ lụa
Phân loại kích thước nhân
Phân loại trọng lượng nhân
Phân loại màu sắc
Phối trộn
Cân đóng bao, bảo quản
Nước cấp
Làm ráo nước 13
Quy trình chế biến cà phê theo phương pháp ướt ứng dụng enzym
3.1.
Thu nhận nguyên liệu
Phân loại kích thước, làm sạch
Nguyên tắc sản xuất tốt cho quy trình chế biến ướt
- Chỉ sử dụng nước đạt tiêu chuẩn theo quy định nước sinh hoạt cho quá trình
xát vỏ, rửa và lên men cà phê.
- Phải xử lý nước thải từ quá trình chế biến ướt đạt tiêu chuẩn theo quy định
trước khi thải ra môi trường.
- Vỏ cà phê và các chất thải rắn trong quá trình chế biến phải được thu gom,
xử lý để không làm ô nhiễm môi trường.
-
Các nguyên tắc thực hiện lên men cà phê
- Lên men càng nhanh càng tốt, tránh đọng nước trong bể lên men, tránh để
cà phê đang ủ lên men bị chiếu nắng hoặc hứng mưa.
- Rửa nhớt và đảo trở cà phê đang lên men vào đầu mổi buổi sáng (rửa ngay
trong bể lên men). Việc này ngăn ngừa màu nâu chui vào hạt và cho phép
một phần màu nâu đi ra khỏi hạt. Sau khi rửa xong phải đưa cà phê thóc đi
phơi ngay
- Quá trình lên men kết thúc khi vỏ thóc nhám và không còn nhớt ở rãnh giữa
(khe ) hạt.
- Rửa cà phê kỹ lưỡng để loại bỏ toàn bộ nhớt đã phân huỷ. Việc rửa tiến
hành ngay trong bể lên men. Để rửa thuận lợi, đừng đưa quá nhiều cà phê
vào bể. Sẽ rất khó rửa nếu bề dày khối cà phê trên 0,6 m và nếu cho nước
vào bể quá đầy.
- Hệ enzym pectinaza sẽ thúc đẩy nhanh quá trình lên men.
- Giữ đáy bể lên men, bể ngâm luôn phẳng và sạch thật sự. Nếu chúng không
sạch và các hạt được nằm sót lại sẽ lên men thối và chúng sẽ nhiểm bẩn cà
phê khác được đưa vào sau đó.
Ưu điểm phương pháp ứng dụng enzym trong chế biến cà phê ướt
- Tăng tỷ lệ sạch nhớt, giảm tỷ lệ bóc tách vỏ thóc và vỡ nhân
- Giảm thời gian ủ lên men cà phê từ 12h-36h xuống còn 2-3h.
- Hỗ trợ cho quá trình rửa nhớt
Nguyên liệu, bảo quản: Yêu cầu đạt tiêu chuẩn đã nêu trong phần 1 – trang 6
Xử lý nguyên liệu trước khi xát tươi:
- Cà phê chế biến theo phương pháp ướt, trước khi đem xát tươi nếu có
điều kiện thì nên sàng phân riêng các loại to nhỏ khác nhau và tách bớt tạp
chất, sau đó ngâm làm mềm và rửa sạch quả. Thời gian ngâm khoảng 6-12h.
Nếu dùng máy Raoeng thì thời gian ngâm ít hơn hoặc không cần ngâm.
- Ngâm cà phê nguyên liệu trong bể siphon đầy nước, đổ nước trước, đổ
cà phê sau, vớt quả nổi và tạp chất để hạn chế tắc ống
- Vệ sinh bể siphon 24h/1 lần
Kỹ thuật xát tươi:
- Tuân thủ quy trình sử dụng máy xát tránh làm dập nát nhân cà phê
- Các chỉ số kỹ thuật cho máy xát tươi
Tỷ lệ vỏ còn lẫn trong khối hạt (%) Tỷ lệ cà phê thóc bị bóc
vỏ trấu và bị dập (%)
Tỷ lệ cà phê
không được
bóc vỏ
Arabica Robusta
5-10 15 0-5 0-5 17
Kỹ thuật ngâm, ủ, rửa nhớt theo phương pháp thông thường:
Mục đích:
Cà phê sau khi xát bằng máy xát tách vỏ quả vẫn còn lớp nhớt bao bọc quanh
vỏ thóc. Nếu lớp nhớt này nằm lại trên vỏ thóc thì sẽ có những nguy cơ sau
đây:
Phương pháp lên men có sử dụng enzym:
- Kỹ thuật sử dụng enzym pectinaza trong quá trình ủ cà phê
+ Cà phê sau khi xát tươi cần phải xử lý bằng chế phẩm enzym chứa
pectinaza để loại bỏ hoàn toàn lớp nhớt trước khi phơi/sấy.
+ Thường sử dụng enzym tách nhớt trong vòng 2 giờ. Khi thực hiện xát
tươi vào sáng sớm, cần tách nhớt nhanh để kịp phơi ráo vỏ cà phê ngay trong
ngày. Việc phối trộn cà phê với enzym thực hiện trong các bể ủ. Cách làm như
sau để cà phê phân hủy lớp nhớt trong vòng 2 giờ.
- Chuẩn bị bể ủ
+ Vệ sinh sạch sẽ bể ủ. Đóng van xả hoặc ống rút nước của bể ủ để
tránh rò rỉ. Bể ủ xây bằng gạch, bê tông hoặc làm bằng kim loại không bị rỉ sét.
- Pha chế enzym
+ Pha chế phẩm enzym trong thùng nước nhỏ 5-10 lít. Liều lượng
enzym theo chỉ dẫn (ví dụ 100 gam “Rohapect 10L” cho 1 tấn cà phê thóc
Arabica). Liều lượng enzym có thể tăng thêm nếu nhiệt độ ngoài trời thấp.
+ Lưu ý: Chế phẩm enzym chỉ được pha loãng ngay trước khi dùng.
- Trộn enzym với cà phê
+ Cho đủ nước vừa ngập khối cà phê trong bể.
+ Tưới đều dung dịch enzym lên khối cà phê trong bể ủ. Khuấy đảo cà
phê, bằng máy hoặc bằng tay kỹ lưỡng để enzym phân bố đồng đều trong khối
hạt.
Lưu ý: Nếu bổ sung ít nước thì cần khuấy đảo kỹ hơn để enzym tiếp xúc đồng
đều với khối hạt cà phê.
- Kiểm tra và kết thúc quá trình xử lý enzym
+ Quá trình phân hủy lớp nhớt có thể xẩy ra nhanh hơn hoặc chậm hơn
so với thời gian dự kiến, vì vậy, sau khi xử lý khoảng 90 phút, cứ sau mỗi 10
phút kiểm tra cà phê một lần để xem quá trình phân hủy lớp nhớt đã hoàn thành
hay chưa và quyết định thời điểm rửa cà phê. Cách kiểm tra gồm 3 bước như
sau:
(1) Bốc một nắm cà phê trong bể ủ, cho vào bát nước sạch và rửa sơ bộ;
(2) Bóp mạnh cà phê trong lòng bàn tay, nếu nghe có tiếng “lạo xạo“ thì quá
trình phân hủy lớp nhớt đã hoàn thành;
(3) Lấy khoảng 10 hạt cà phê đã rửa, dùng móng tay cào mạnh bề mặt lớp vỏ
thóc, nếu không còn dấu hiệu của nhớt trên bề mặt vỏ thóc thì quá trình phân
hủy lớp nhớt đã hoàn thành. Hình 10. Cho nước vừa đủ ngập cà phê, cho
enzym vào rồi đảo trộn kỹ
Hình 11. Khi enzym phân hủy xong lớp nhớt,
cần rửa sạch cà phê Hình 12. Một loại chế phẩm enzym đóng can
30 lít sử dụng cho cà phê
Hình 13. Phơi cà phê thóc sạch nhớt
20
- Sử dụng nước hồi lưu
+ Các xưởng xát tươi có hệ thống nước hồi lưu có thể dùng cách khác
* Các loại enzym thông dụng cho xử lý cà phê: “Rohapect 10L”, “Lumipect”, “Pectinex”,
“Ultrazym®100” hoặc Rohament Pulpex v.v
21
CHÚ Ý!
+ Sử dụng enzym pectinaza hoặc nước hồi lưu có thể đẩy nhanh quá
trình lên men.
+ Sử dụng nguồn nước sạch, dụng cụ và đồ chứa đựng đảm bảo vệ
sinh cho quá trình pha chế và xử lý cà phê thóc bằng enzym
+ Cần chú ý thực hiện đúng các thông số cho quá trình ứng dụng
enzym, nên khuấy trộn trong quá trình xử lý để enzym hòa trộn đều
trong khối cà phê thóc
+ Kiểm tra nhiệt độ nước ngâm, nếu nhiệt độ xuống thấp hơn 25
0
C
nên tăng tỷ lệ enzym lên gấp 1,5-2 lần
+ Làm sạch kỹ thiết bị và bể lên men sau mỗi mẻ chế biến
Hình 14. Cà phê lên men
22
Những trường hợp lên men không tốt, tác hại và cách tránh
Cà phê lên men chưa xong
+ Lớp nhớt chưa được phân huỷ hết, làm cho việc rửa cà phê thóc rất khó
sạch. Khi phơi lớp nhớt trên vỏ thóc bị thâm đen và nhân bên trong bị nhuốm
PHƯƠNG
PHÁP
Nhược điểm Ưu điểm
CHẾ BIẾN KHÔ Thời gian chế biến kéo dài
Chất lượng cà phê nhân phụ thuộc thời
tiết
Yêu cầu diện tích sân phơi
Khó đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm
Điều kiện và quy trình chế biến
đơn giản
Không phải đầu tư máy móc đẳt
tiền
Sử dụng lao động phổ thông
CHẾ BIẾN ƯỚT
TRUYỀN THỐNG
Yêu cầu đầu tư thiết bị, bể ngâm
Tốn năng lượng, nước hơn
Quy trình và điều kiện công nghệ phức tạp
Xử lý chất thải và nước thải khó
Cơ sở chế biến phải có kiến thức
Sản xuất chủ động hơn
Rút ngắn thời gian
Chất lượng sản phẩm cao hơn
Kiểm soát vệ sinh an toàn thực
phẩm
CHẾ BIẾN ƯỚT KẾT
HỢP ĐÁNH NHỚT
CƠ HỌC
Làm ráo nước sơ bộ:
- Hạt cà phê nhân sau khi được rửa nhớt cần được làm ráo sơ bộ để giảm
lượng nước tự do bám quanh hạt cà phê nhằm làm sạch các chất keo còn bám
trên hạt cà phê để quá trình phơi sấy được tốt hơn.
- Quá trình làm ráo có thể dùng các dụng cụ thô sơ có lỗ: vỉ tre, liếp, lưới,
hoặc dùng thiết bị ly tâm
Kỹ thuật phơi sấy
- Phơi: làm khô hạt cà phê tự nhiên bằng năng lượng nắng và gió. Khi phơi
cần chú ý:
+ Vệ sinh sân phơi cần khô, sạch
+ Phơi mỏng 3-5 cm trong ngày đầu
+ Phơi dày dần vào các ngày sau 4-6 cm
+ Nếu có sương hoặc mưa cần che đậy
+ Vun luống nhỏ và cào đảo 2h/1 lần
- Sấy: có thể dùng phương pháp lò sấy thủ công hoặc sấy cơ giới
+ Cần làm ráo trước khi sấy đến độ ẩm 45-50% trước khi sấy.
+ Lấy mẫu kiểm tra giai đoạn cuối 30 phút/lần để kiểm tra ẩm
+ Cà phê sau khi sấy ủ lại 6-8h cho đều nhiệt khổi hạt trước khi đi xay xát
khô
Xay xát cà phê khô: tách vỏ thóc khỏi cà phê nhân
- Phân loại tạp chất nặng và tạp chất nhẹ: thường dùng sàng phân loại
- Độ ẩm cà phê thóc đưa vào xát 10-12%, nhiệt độ không quá 300C
Đánh bóng: tăng độ tinh khiết, và độ bóng của hạt cà phê
- Có thể sử dụng máy 1 trục hoặc 2 trục. Nhiệt độ cà phê ra khỏi máy không
quá 55
0
C
25