BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

1959

PHAN VĂN BÌNH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA GIỐNG CÀ PHÊ VÀ
KỸ THUẬT CHẾ BIẾN ĐẾN CHẤT LƯỢNG
CÀ PHÊ BỘT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KHÁNH HÒA - 2015
i


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

1959

PHAN VĂN BÌNH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA GIỐNG CÀ PHÊ VÀ KỸ
THUẬT CHẾ BIẾN ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÀ PHÊ BỘT

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Ngành:

Công nghệ sau thu hoạch

Nha Trang, ngày 25 tháng 12 năm 2015

Phan Văn Bình

iii


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của quý phòng ban
trường Đại học Nha Trang, khoa Sau đại học, khoa Công nghệ Thực Phẩm đã tạo điều
kiện tốt nhất cho tôi được hoàn thành đề tài. Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của TS
Nguyễn Văn Thường và TS Vũ Ngọc Bội đã giúp tôi hoàn thành tốt đề tài.
Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn đến Phòng Sinh hóa và Công nghệ Sinh học của
Viện Khoa học Kỹ Thuật Nông Lâm Nghiệp Tây Nguyên (WASI) đã quan tâm, giúp đỡ
tạo điều kiện thực hiện các thí nghiệm, thảo luận và đưa ra những chỉ dẫn, đề nghị cho
đề tài của tôi.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và tất cả bạn bè đã giúp
đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Nha Trang, ngày 25 tháng 12 năm 2015

Phan Văn Bình

iv


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................iii
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... iv
MỤC LỤC ......................................................................................................................... v

2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................. 45
2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm ................................................................................. 45
v


2.2.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu .......................................................................... 51

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................................... 57
3.1. Lựa chọn các giống chất lượng cao nhất ......................................................................... 57
3.1.1. Xác định giống cà phê vối chọn lọc được chế biến khô và ướt ............................... 57
3.1.2. Xác định giống cà phê chè được chế biến ướt .......................................................... 61
3.2. Xác định ảnh hưởng của cấp độ rang .............................................................................. 63
3.2.1. Xác định cấp độ rang thích hợp cho cà phê vối ........................................................ 63
3.2.2. Xác định cấp độ rang thích hợp cho cà phê chè ....................................................... 65
3.3. Xác định ảnh hưởng của độ mịn của bột ........................................................................ 67
3.4. Xác định các công thức phối trộn giữa cà phê chè và cà phê vối .................................... 71
3.5. Xác định ảnh hưởng của đóng gói sản phẩm ................................................................... 73

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................................... 78
1. Kết luận .............................................................................................................................. 78
2. Kiến nghị ............................................................................................................................ 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 79
PHỤ LỤC ........................................................................................................................ 82

vi


DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
1. ICO: International Coffee Organization

nhau ................................................................................................................................. 63
Bảng 3.9: Kết quả đánh giá chất lượng cà phê tách của cà phê vối ở ............................. 64
các mức độ rang khác nhau. ............................................................................................ 64
Bảng 3.10: Kết quả đánh giá thành phần hóa học của cà phê chè ở ............................... 65
các mức độ rang khác nhau ............................................................................................. 65
Bảng 3.11: Kết quả đánh giá chất lượng cà phê tách của cà phê chè ở các mức độ rang
khác nhau. ........................................................................................................................ 66
Bảng 3.12: Kết quả đánh giá chất lượng cà phê tách của các loại cà phê ở .................... 68
các mức độ nghiền khác nhau.......................................................................................... 68
Bảng 3.13: Kết quả đánh giá chất lượng cà phê vối ở các mức độ nghiền khác nhau. ... 69
Bảng 3.14: Kết quả đánh giá chất lượng cà phê chè ở các mức độ nghiền khác nhau. .. 69
Bảng 3.15: Kết quả đánh giá thành phần hóa học của cà phê bột sau phối trộn giữa
giống TR10 và TN2 ......................................................................................................... 71
Bảng 3.16: Kết quả đánh giá chất lượng CP tách ở các mức độ phối trộn khác nhau .... 72
giữa 2 giống TR10 và TN2 .............................................................................................. 72
Bảng 3.17: Kết quả đánh giá thành phần hóa học sản phẩm cà phê bột ......................... 73
sau 4 tháng bảo quản ....................................................................................................... 73
Bảng 3.18: Kết quả đánh giá thử nếm sản phẩm cà phê bột sau 4 tháng bảo quản......... 74
viii


Bảng 3.19: Kết quả đánh giá thành phần hóa học sản phẩm cà phê bột ......................... 75
sau 6 tháng bảo quản ....................................................................................................... 75
Bảng 3.20: Kết quả đánh giá thử nếm sản phẩm cà phê bột sau 6 tháng bảo quản......... 75

ix


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Quả cà phê chè................................................................................................... 3

Đồ thị 7: Minh họa kết quả đánh giá chất lượng cà phê chè ở các mức độ nghiền khác
nhau ................................................................................................................................. 70
Đồ thị 8: Minh họa kết quả đánh giá thử nếm SP cà phê bột sau 6 tháng bảo quản ....... 76

xi


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
1. Chủ đề nghiên cứu
Đối với chế biến cà phê bột thì giống cà phê, kỹ thuật chế biến… là những yếu tố
ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị, chất lượng của nước pha cà phê. Từ kết quả nghiên cứu
và chọn lọc được những giống cà phê mới có chất lượng hạt tốt, để tạo ra sản phẩm cà
phê bột có chất lượng cao nhất từ các giống chọn lọc này cần có nghiên cứu về nguyên
liệu, phương thức rang, xay, phối trộn, đóng gói và đánh giá chất lượng riêng là cần
thiết. Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng
của giống cà phê và kỹ thuật chế biến đến chất lượng cà phê bột” với mục đích tìm
ra các biện pháp nâng cao chất lượng cà phê bột, phục vụ nhu cầu ngày càng cao của
người tiêu dùng.
2. Mục tiêu của đề tài
Xác định được giống cà phê chọn lọc có chất lượng cao nhất và kỹ thuật chế biến
thích hợp để chế biến cà phê bột có chất lượng tốt phục vụ người tiêu dùng.
3. Phương pháp nghiên cứu
3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm: Trong 5 giống cà phê vối và 2 giống cà phê chè
chọn lọc bố trí 05 sơ đồ thí nghiệm: 1) Lựa chọn có chất lượng tốt nhất; 2) Xác định ảnh
hưởng của cấp độ rang; 3) Xác định ảnh hưởng của độ mịn của bột; 4) Xác định các
công thức phối trộn giữa cà phê chè và cà phê vối; 5) Xác định ảnh hưởng của đóng gói
sản phẩm.
3.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu: 1) Đánh giá chỉ tiêu nguyên liệu cà phê nhân
sống theo TCVN 4193-2012; 2) Xác định độ ẩm của cà phê bột bằng phương pháp sấy
khô ở 1030C đến trọng lượng không đổi theo TCVN 7035:2002; 3) Xác định độ mịn của



MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề.
Cà phê là một loại thức uống khá phổ biến trên thế giới, có màu nâu đen chứa
caffeine và được sản xuất từ hạt cà phê rang xay. Hiện nay, trên thị trường có hàng
trăm loại sản phẩm cà phê bột nhưng chất lượng của các sản phẩm này là một trong
những vấn đề cần phải quan tâm, đặc biệt là ở các vùng (các tỉnh) không canh tác và
chế biến cà phê nhân. Để giảm bớt giá thành sản phẩm và tăng cường cảm giác đắng,
độ sánh, màu đen… các nhà sản xuất cà phê đã bổ sung thêm nhiều loại phụ gia và các
chất hỗ trợ khác nhau (caramen, bột ngô, bột đậu nành, bột sắn, chất tạo sánh, chất tạo
bọt…) nhằm làm giảm giá thành và làm cho sản phẩm có hương vị giống như cà phê
thật. Chính phương thức chế biến như vậy đã làm ảnh hưởng đến thương hiệu và uy tín
của các loại cà phê chế biến từ cà phê nguyên chất.
Đối với chế biến cà phê nguyên chất thì giống cà phê, kỹ thuật chế biến… là
những yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị, chất lượng của cà phê nhưng lại chưa có
các công trình nghiên cứu công bố về khía cạnh này. Gần đây đã có một số công ty,
lớn sản xuất cà phê nguyên chất có chất lượng cao từ cà phê hạt rang không pha trộn
phụ gia, nhưng nguyên liệu để sản xuất cà phê vẫn là nguyên liệu của nhiều dòng,
giống cà phê trộn chung do đó mức độ đồng đều về chất lượng không cao. Đặc biệt là
các giống cà phê truyền thống có kích thước hạt nhỏ, tỷ trọng thấp… nên khi chế biến
chung với các loại hạt cà phê thu nhận từ giống mới thường dẫn tới sản phẩm có chất
lượng không đồng nhất.
Trong những năm qua các nhà nghiên cứu của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông
lâm nghiệp Tây Nguyên đã nghiên cứu và chọn lọc được những giống cà phê mới có
chất lượng hạt tốt (hạt to, hương vị nước uống tốt). Đối với những loại cà phê này việc
áp dụng những quy trình chế biến hiện tại sẽ làm hạn chế đáng kể chất lượng của
chúng. Do đó để tạo ra sản phẩm cà phê có chất lượng cao nhất từ các giống chọn lọc
này cần có nghiên cứu về nguyên liệu, phương thức rang, xay, phối trộn, đóng gói và
đánh giá chất lượng riêng là cần thiết. Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi tiến

Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cà phê
1.1.1. Các chủng loại cà phê
Cà phê tên một chi thực vật thuộc họ Thiên thảo (Rubiaceae) [1]. Họ này bao gồm
khoảng 500 chi khác nhau với trên 6.000 loài. Trên thế giới cũng như ở nước ta hiện
nay thường trồng ba loài cà phê chính, đó là:
- Cà phê Arabica [8]
Tên khoa học là Coffee arabica, thường được gọi là cà phê chè, thể hiện ở hình 1.1.

Hình 1.1. Quả cà phê chè
Ở nước ta cà phê chè thường được trồng nhiều ở Hòa Bình, Lai Châu, Lạng Sơn,
Nghệ An, Lâm Đồng, Daklak, Kontum, Gialai, Thừa Thiên Huế. Thời gian chín rộ ở
miền Bắc vào tháng 12 và tháng 1 năm sau, ở Tây Nguyên vào tháng 10 và tháng 11.
Trong một quả thường có hai nhân, một số ít quả có 3 nhân. Từ 4,5 – 6 kg quả tươi
sẽ thu được 1 kg nhân hạt. Màu hạt xám xanh, xanh lục, xanh nhạt tuỳ theo cách chế
biến, lượng caffeine khoảng 1 – 3%.
- Cà phê Robusta [8]
Tên khoa học là Coffee canephora hay Coffee robusta, thường được gọi là cà phê
vối, thể hiện ở hình 1.2.
Tuỳ thuộc chủng loại và phương pháp chế biến, lượng caffeine khoảng 1,5 - 3%. Ở
Việt nam, cà phê vối được trồng nhiều ở Đắk Nông, Đắk Lắk, Gia Lai, Lâm Đồng và
Đồng Nai. Từ 4 – 5 kg quả tươi sẽ thu được 1kg nhân hạt. Thời gian chín rộ ở Tây
Nguyên vào tháng 11 và tháng 12.
3


Hình 1.2. Quả cà phê vối
- Cà phê Chari [8]

Tên khoa học: Coffee chari, ở Việt Nam thường được gọi là cà phê mít thể hiện ở

hợp chất chứa pectin và các loại đường tạo nên độ nhớt trong lớp nhớt trên vỏ thóc bao
quanh hạt. Đặc tính của lớp nhớt này là không hòa tan trong nước, hút ẩm rất mạnh vì
vậy gây trở ngại cho việc phơi sấy khô và bảo quản hạt cà phê. Do đó, trong thực tế
cần có biện pháp hữu hiệu để loại bỏ chúng trước khi phơi cà phê.
Độ pH của lớp nhớt tùy theo độ chín của quả, thường từ 5,6 - 5,7; có khi lên đến
6,4. Trong lớp nhớt còn có enzyme pectinase với hàm lượng cực kỳ nhỏ [1].
Kết quả phân tích của R. Bressani, J. E. Braham (1980) [23] cho thấy lớp vỏ của
quả cà phê (gồm lớp vỏ thịt - pulp và lớp nhớt - mucilage layer) chiếm 33,6% trọng
lượng khô của quả, trong đó riêng lớp nhớt chiếm 4,9%.
Các thành phần chính trong lớp vỏ thịt có chứa 27,65% cellulose, đường khử như
glucose 12,4%, đường không khử sucrose 2,02% và tổng số pectin 6,52%.
5


Bảng 1.1: Các thành phần hóa học vỏ cà phê
Thành phần

Tỷ lệ (%db)
1,8 – 8,56

Tanin
Tổng số pectin

6,5

Đường khử

12,4

Đường không khử

33%

Các loại đường khử

30%

Các loại đường không khử

20%

Cellulose, tro tổng số, v.v.

17%

Tổng số

100%
Nguồn: R. Cleves S. (2004) [26]

1.1.2.4. Lớp vỏ thóc
Bao bọc quanh nhân, có màu trắng ngà, cứng, nhiều chất xơ. Vỏ thóc cà phê chè
mỏng, dễ đập vỡ hơn vỏ thóc của cà phê vối và cà phê mít. Thành phần chính của vỏ
thóc là cellulose, ngoài ra còn có hemicellulose và đường,…
1.1.2.5. Lớp vỏ lụa
6


Nằm sát nhân cà phê còn một lớp vỏ mỏng, mềm gọi là vỏ lụa, chúng có màu sắc
và đặc tính khác nhau tùy theo từng loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè màu trắng bạc rất
mỏng và dễ bong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vối màu nâu nhạt.

53,7

50,7

Axit Chlorogenic

8,1

9,9

Chất béo

15,2

9,4

Amino acid

11,1

11,8

Acid hữu cơ

2,3

1,7

Tro



41 - 42

Lớp nhớt

20 - 23

21 - 22

7


Vỏ thóc

6 - 7,5

6-8

Nhân và vỏ lụa

26 - 30

26 - 29

1.1.3. Các giống cà phê chọn lọc
1.1.3.1. Cà phê chè TN 1
Giống TN1[20] là con lai F1 giữa KH3-1(vật liệu hoang dại được thu nhập từ
Ethiopia) x Catimor (giống thương mại đang được trồng phổ biến ở Việt Nam). Giống
TN1 được Bộ NN &PTNN công nhận nhận giống chính thức năm 2012.
- Đặc điểm chính

Các vùng trồng cà phê chính của các tỉnh: Sơn La, Điện Biên, Hòa Bình, Quảng Trị,
Đắk Lắk, Lâm Đồng.
1.1.3.3. Cà phê vối TR4
- Cây sinh trưởng khỏe, cao trung bình, tán phân cành nhiều, cành hơi rũ, lá to trung
bình, lá non màu xanh nhạt, lá thuần thục màu xanh vàng, dạng lá mũi mác, quả chín
màu đỏ cam, dạng quả hình trừng ngược, số quả/kg: 750-800. Hạt to trung bình, tỷ lệ
tươi/nhân: 4,1, khối lượng 100 nhân: 17,1, hạt loại 1: 70,9%, hàm lượng caffeine:
1,69g/100g chất khô [21].
- Năng suất thời kỳ kinh doanh: 6-7 tấn nhân/ha, kháng cao với bệnh gỉ sắt, thời gian
thu hoạch tháng 11-12. Chăm sóc theo tiêu chuẩn ngành 10TCN 478-2001 (Quy trình
kỹ thuật trồng, chăm sóc và thu hoạch cà phê vối)
- Một số lưu ý trong chăm sóc: Thâm canh cao, tạo hình mạnh, cành tăm nhiều, hãm
ngọn thấp.
1.1.3.4. Cà phê vối TR9
- Nguồn gốc
Giống TR9 [21] được tuyển chọn từ tập đoàn giống cà phê vối tại Đắklắk. Nguồn
vật liệu ban đầu thu thập cây đầu dòng tại xã Hòa Thắng, TP. Buôn Ma Thuột, tỉnh
Đắk Lắk, vào năm 1996. Giống được Bộ NN &PTNT công nhận chính thức theo
Quyết định số 175/QĐ-TT-CCN ngày 4 tháng 5 năm 2011.
- Đặc điểm chính
Sinh trưởng khỏe, tán to trung bình, phân cành ít, cành hơi rũ, dạng lá thuôn dài, lá
thuần thục có màu xanh đậm. Năng suất: 4-6 tấn nhân/ha, khối lượng 100 nhân: 23g,
hạt loại 1: > 95%, tỷ lệ tươi/nhân: 4,5. Kháng cao với bệnh gỉ sắt.
- Hướng sử dụng và yêu cầu kỹ thuật
Đây là giống có năng suất khá cao, kích cỡ hạt lớn, yêu cầu sản xuất giống TR9 phải
theo quy trình kỹ thuật nhân giống vô tính để đảm bảo giữ nguyên đặc tính của giống
và chăm sóc theo quy trình thâm canh. Đặc biệt cần chú ý tạo hình để có năng suất ổn

9


quy trình kỹ thuật nhân giống vô tính để đảm bảo giữ nguyên đặc tính của giống và
chăm sóc theo quy trình thâm canh. Trên vườn trồng phối hợp với các giống cà phê

10


vối khác. Thích hợp rộng trên tất cả các vùng trồng cà phê vối. Đặc biệt giống này
phát triển rất tốt ở Lâm Đồng.
- Điển hình áp dụng thành công
Một số mô hình tiêu biểu: Xã Nam Ban, huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng; xã
ĐắkBlao, huyện Đắk Min, tỉnh Đắk Nông; xã Ea Kênh, huyện Krông Păk, tỉnh Đắk
Lắk; xã Đắk Uy, huyện Đắk Hà, tỉnh Kon Tum…
1.1.3.7. Cà phê vối TR12
- Nguồn gốc
Giống TR12 [21] được tuyển chọn từ tập đoàn giống cà phê vối tại Đắk Lắk.
Nguồn vật liệu ban đầu thu thập cây đầu dòng tại huyện Cư M’gar, tỉnh Đắk Lắk, vào
năm 1996. Giống được Bộ NN &PTNT công nhận chính thức theo Quyết định số
175/QĐ-TT-CCN ngày 4 tháng 5 năm 2011.
- Đặc điểm chính
Sinh trưởng khỏe, tán trung bình, phân cành thứ cấp nhiều, cành ngắn, dạng lá hơi
to, lá thuần thục có màu xanh đậm. Năng suất: 4-5 tấn nhân/ha, khối lượng 100 nhân:
25g, hạt loại 1: 100%, tỷ lệ tươi/nhân: 4,2-4,5. Kháng cao với bệnh gỉ sắt.
- Hướng sử dụng và yêu cầu kỹ thuật
Đây là giống có năng suất khá cao, kích cỡ hạt lớn, yêu cầu sản xuất giống TR9
phải theo quy trình kỹ thuật nhân giống vô tính để đảm bảo giữ nguyên đặc tính của
giống và chăm sóc theo quy trình thâm canh. Đặc biệt cần chú ý tạo hình để có năng
suất ổn định. Trong chế biến cần phân loại vì đây là giống có kích cỡ hạt rất lớn, hạt
loại 1 đạt 100%. Trên vườn trồng phối hợp với các giống cà phê vối khác. Thích hợp
rộng trên tất cả các vùng trồng cà phê vối.
- Điển hình áp dụng thành công