CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Giới thiệu về cà phê Cà phê là một cây công nghiệp có vai trò quan trọng, cho hiệu quả kinh tế cao đối với nhiều quốc gia trên thế giới nói chung và đối với Việt Nam nói riêng. Ở Việt Nam, cà phê là một trong những cây có giá trị xuất khẩu cao, đứng hàng đầu trong các loại nông sản như gạo, tiêu, điều, chè,. Cây cà phê bắt nguồn từ châu Phi.
Cà phê xuất hiện đầu tiên ở Việt Nam vào năm 1857 ở Quảng bình. Hiện nay, cà phê được trồng ở hơn 70 quốc gia trên thế giới, chủ yếu ở các nước châu Á, châu Mỹ, châu Phi. Năm 2016 sản lượng cà phê Việt Nam chiếm 16% sản lượng cà phê thế giới, giúp cho Việt Nam là nước đứng thứ 2 về xuất khẩu cà phê, chỉ đứng sau Brasil. Riêng cà phê vối, Việt Nam là nước đứng đầu về sản lượng.
Các giống cà phê [1] Trên thế giới có tới trên 100 loài cà phê khác nhau. Tuy nhiên, số loại cà phê có giá trị kinh tế cao thì không nhiều. Hiện nay, có 3 giống cà phê được trồng chủ yếu trên thế giới cũng như ở Việt Nam, gồm: • Coffee Arabica - cà phê chè: xuất xứ ở cao nguyên Êthiopia; cây nhỏ, lá mỏng và nhỏ, hoa màu trắng có hương thơm, có khả năng chịu lạnh; nhân hình tròn (cà phê bi), nhỏ, có hương và mùi thơm hơn các loại cà phê khác; hàm lượng caffeine khoảng 1,3-1,7%.1: Các loại cà phê chè khác nhau [2] • Coffea Robusta - cà phê vối: xuất xứ ở Congo; dễ trồng, chịu được điều kiện vùng đất xấu, chịu hạn tốt hơn, cho năng suất cao hơn giống cà phê chè nhưng không chịu được lạnh và gió mạnh; nhân hình trứng (cà phê sẻ), to; hàm lượng caffeine khoảng 2,0-3,6%, phù hợp cho sản xuất cà phê hoà tan. • Coffea Liberia - cà phê mít: cây cao tới 8-10m, lá to, quả mọng, năng suất cao, có khả năng sinh trưởng ở vùng đất xấu, chịu hạn tốt, chịu ẩm tốt nhưng hương thơm kém và có vị đắng mạnh; hàm lượng caffeine khoảng 0,8-1,2%.
Ngoài các giống ở trên, trên thế giới còn trồng một số giống cà phê khác như Coffee liberica Bull.in Hiern, Coffee excelsa Chey. Trong đó, các giống được trồng chủ yếu ở Việt Nam là cà phê vối và cà phê chè, cà phê mít chiếm rất ít. Cà phê chè, cà phê vối, cà phê mít quả tươi Hình 1. Nhân cà phê chè, cà phê vối, cà phê mít 1.
Cấu tạo quả cà phê [2] Quả cà phê có 2 dạng: dạng hình trứng (robusta coffee - cà phê vối) hoặc hình tròn (arabica coffee - cà phê chè). Thông thường một quả cà phê chứa hai hạt. Chúng được 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. Cấu tạo của quả cà phê sẽ bao gồm: • Lớp vỏ quả (vỏ ngoài): Là lớp vỏ ngoài, mềm có màu vàng hay đỏ. Trong vỏ quả có 31.0% chất khô • Lớp vỏ thịt: Dưới lớp vỏ quả, mềm, vỏ thịt cà phê chứa nhiều đường và pectin. • Lớp nhớt: nằm sát nhân, khó tách ra, thành phần chính của lớp nhớt lá pectin, các loại đường khử và không đường, cellulose.
• Lớp vỏ trấu (vỏ thóc): Bao bọc quanh nhân, có màu trắng ngà, cứng, nhiều chất xơ. • Lớp vỏ lụa: Bọc sát nhân, rất mỏng, mềm, có màu sắc và đặc tính khác nhau tùy mỗi loại cà phê. • Nhân (hạt cà phê): Ở trong cùng, là phần chính của trái, mỗi trái thường có hai nhân, có khi một hay ba nhân. Cấu tạo trái cà phê 1.
Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cà phê [1] a. Thành phần khối lượng của quả cà phê Thành phần khối lượng là tỷ số khối lượng của một thành phần nào đó so với toàn bộ khối lượng của quả. Thành phần khối lượng phụ thuộc vào giống, mùa vụ, đất đai,. Thành phần khối lượng quả cà phê Thành phần Cà phê chè (%) Cà phê vối (%) Nhân và vỏ lụa 26-30 26-29 Vỏ trấu (vỏ thóc) 6,0-7,5 6,0-8,0 Vỏ thịt (vỏ nhớt) 20-23 21-22 Vỏ quả 43-45 41-44 b.
Thành phần hoá học của lớp vỏ quả Bảng 1. Thành phần hóa học vỏ quả cà phê Thành phần Cà phê chè (%) Cà phê vối (%) Protein 9,20-11,20 9,17 Lipit 1,73 2,00 Xenlluloza 13,16 21,65 Tro 3,20 3,30 Hợp chất phi protein 66,16 57,85 Đường - 14,60 Tanin - 4,46 Pectin - 6,50 Caffeine 0,88 - c. Thành phần hoá học của lớp vỏ thịt Bảng 1. Thành phần hóa học vỏ thịt cà phê Thành phần Cà phê chè (%) Cà phê vối (%) Pectin 33.0 38,0 Đường không khử 20,0 - Đường khử 30,0 - Xenlluloza 17,0 - d.
Thành phần hoá học của lớp vỏ trấu Bảng 1. Thành phần hóa học vỏ trấu cà phê Thành phần Cà phê chè (%) Cà phê vối (%) Xenlulloza 61,80 67,8 Hemixenlluloza 11,60 - Protein 1,46 2,22 Đường 27,00 - Tro 0,96 3,30 Các hợp chất có dầu 0,35 0,35 e. Thành phần hoá học của nhân cà phê Bảng 1. Thành phần hóa học nhân cà phê Thành phần g/100g Thành phần g/100g Protein 9,0-16,0 Nước 8,0-12,0 Lipit 4,0-18,0 Hemixenlulloza 20,0 Xenlluloza 10,0-20,0 Licnhin 4,0 Tro 2,5-4,5 Axit clorogenic 2,0-8,0 Tinh bột 5,0-23,0 Axit cafetanic 8,0-9,0 Đường 5,0-10,0 Axit cafeic 1,0 Tanin 2,0 Pentosan 5,0 Dextrin 0,85 Caffeine 0,8-2,0 f.
Các cấu tử thơm của nhân cà phê Trong nhân cà phê có chứa khoảng 30-40 cấu tử thơm, thành phần và tính chất của các cấu tử chính như sau: Bảng 1. Các chất thơm của nhân cà phê Cấu tử Tỷ lệ (%) Khối lượng phân tử Điểm sôi (oC) Axetaldehyt 19,9 44 21 Diaxetyl 7,5 86 88 Izoloxin 3,0 72 63 Furan 3,2 68 32 Dimetylsunfit 1,0 62 38 n- Butaldehyt 0,7 72 75 Metylmercaptan 0,1 48 6 Axeton 18,7 58 56 1. Thu hoạch cà phê Quả cà phê tươi cần được thu hái từ trên cây để đưa về cơ sở chế biến thành sản phẩm ổn định. Chỉ tiêu chất lượng cà phê Cà phê quả tươi sau khi thu hái về phải đạt được các yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 9278:2012: Cà phê quả tươi Bảng 1.
Yêu cầu kỹ thuật cà phê quả tươi Tỷ lệ quả khô, Tỷ lệ tạp chất Tỷ lệ quả Tỷ lệ quả Tỷ lệ quả Chỉ tiêu quả chùm, quả và quả xanh thối, mốc, chín, % lép, % xanh, % non, % % Đối với chế ≥ 90 ≤9 ≤3 ≤1 ≤1 biến ướt Đối với chế ≥ 80 ≤ 15 ≤5 ≤2 ≤1 biến khô Thu hoạch sản phẩm phải bảo đảm • Quả đúng độ chín. Tùy vào các loại cà phê khác nhau mà màu sắc của chúng khi chín khác nhau. Thông thường, quả chín có màu đỏ, các quả chưa chín thì có màu xanh. • Tỷ lệ quả xanh, quả khô < 3% (đầu và giữa vụ), cho phép 15% vào thời kỳ tận thu.
• Cà phê hái không để lẫn đất cát và tạp chất khác, cành lá khô, tỷ lệ tạp chất < 0,5% (đầu và giữa vụ), 1% (tận thu cuối vụ). Các ảnh hưởng chất lượng trong suốt quá trình thu hoạch [3] Chất lượng quả thu hoạch xác định phần lớn chất lượng cà phê nhân sau này. Thu hoạch tuy không thể làm tăng chất lượng vốn có của cà phê đã được hình thành trong quá trình trồng trọt từ giống, phân bón, chăm sóc,. nhưng nếu thu hoạch đúng tầm chín thì chất lượng cà phê được đảm bảo, nếu thu hoạch không tốt chất lượng sản phẩm sẽ bị giảm sút và hư hỏng.
Thường các quả chín đầy đủ luôn luôn cho chất lượng tốt nhất. Các loại quả xanh, quả chín nẫu, quả khô trên cây và rụng dưới đất thường cho chất lượng thấp. Giữ quả tươi trong một thời gian dài sau thu hoạch không kịp chế biến có thể dẫn tới giảm chất lượng cà phê chế biến sau này. Và trong quá trình thu hoạch, một số biến đổi xảy ra qua các yếu tố ảnh hưởng sau: a.
Kỹ thuật thu hái Yêu cầu đầu tiên đối với việc thu hái cà phê là hái đúng tầm chín. Để có cà phê chất lượng cao nhất thiết phải có quả chín đỏ hay vừa chín, không hái quả xanh. Không để quả chín nẫu hay khô trên cây. Chất lượng của các loại quả cà phê như sau: • Quả chín đầy đủ luôn luôn cho chất lượng nhân tốt nhất • Quả xanh đầu và giữa vụ cho chất lượng nhân thấp, cuối vụ cho chất lượng nhân tốt • Quả chín nẫu thuờng cho nhân chất lượng thấp tới trung bình • Các loại quả khô trên cây, quả rụng dưới đất, quả chín ép, quả sâu mọt đều cho chất lượng thấp Hình 1.
Quả mọt và quả chín nẫu Hình 1. Quả chín ép, khô trên cây Hình 1. Quả xanh và quả chín Việc thu hái lựa các quả chín và hái từng quả một sẽ là một trong các yếu tố đảm bảo cà phê có chất lượng cao nhưng điều này đòi hỏi số lượng lao động thu hái lớn hơn nhiều. Do đó các trang trại áp dụng kiểu hái phổ biến là hái “tuốt cành”.
Sản phẩm thu hoạch gồm hỗn hợp quả có độ chín khác nhau làm cho chất lượng quả kém và cà phê nhân thường không đồng đều về màu sắc. Với cách hái này đã ảnh hưởng đáng kể đến sinh trưởng của cây cà phê do một số cành bị gãy, rụng lá, rụng nụ làm giảm năng suất vụ sau. Thời điểm thu hái Khi hái quả quá xanh, sẽ làm giảm chất lượng cà phê nhân do nhân bị xanh non, hạt nhăn làm tăng trị số lỗi trong mẫu cà phê so với thu hái chín. Bên cạnh đó còn bị giảm về sản lượng cà phê do nhân nhẹ hơn, hạt chưa tích luỹ đầy đủ chất khô: • Đầu vụ: hạt khô từ quả xanh nhẹ hơn từ quả chín khoảng 22%.
• Giữa vụ: hạt khô từ quả xanh nhẹ hơn từ quả chín khoảng 2,5%. • Cuối vụ: hạt khô từ quả xanh và quả chín nặng ngang nhau. Nếu thu hái khi còn xanh thì các thành phần hoá học của quả cà phê chưa được tích luỹ đầy đủ. Do đó, chất lượng cà phê sẽ kém và sẽ khó xử lý để tách lớp vỏ nên không được thu hái quả cà phê xanh, còn nếu quả cà phê quá chín sẽ xảy ra quá trình oxi hóa lên men làm chuyển hóa các chất, tạo ra các chất không có lợi gây biến mùi và làm giảm các chất có lợi nên cũng không được để quả cà phê quá chín mới thu hái.
Vì vậy, việc thu hái quả cà phê phải đúng vào thời điểm chín kỹ thuật của quả. Thời gian lưu trữ trước khi xử lý Quả tươi sau khi thu hoạch, nếu lưu giữ 4-7 ngày có thể làm hụt khối lượng hạt từ 2- 3%.