Nghiên cứu điều kiện sinh tổng hợp enzyme cellulase từ vi khuẩn bacillus pumilus và ứng dụng trong xử lý nhân cà phê

Chuyên khảo phân tích Nghiên cứu điều kiện sinh tổng hợp enzyme cellulase từ vi khuẩn bacillus pumilus và ứng dụng trong, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

• Tác giả: Nguyễn Thị Tuyết Mai
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Quang Duy
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Enzyme Cellulase Từ Bacillus Pumilus Trong Xử Lý Nhân Cà Phê
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục tiêu của đề tài
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Nội dung nghiên cứu
• 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.6. Bố cục của báo cáo
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Giới thiệu chung về cà phê
• 2.2. Lịch sử phát triển cà phê
• 2.3. Tình hình sản xuất, tiêu thụ cà phê tại Việt Nam
• 2.4. Tầm quan trọng của ngành chế biến cà phê
• 2.5. Trái cà phê
• 2.5.1. Cấu tạo trái cà phê
• 2.5.2. Thành phần hóa học
• 2.5.2.1. Thành phần hóa học của vỏ quả
• 2.5.2.2. Thành phần hóa học của lớp nhớt
• 2.5.2.3. Thành phần hóa học của vỏ trấu
• 2.6. Nhân cà phê
• 2.6.1. Tính chất vật lý
• 2.6.2. Thành phần hóa học của nhân cà phê
• 2.6.2.1. Hợp chất chứa nitơ
• 2.6.2.2. Chất khoáng
• 2.7. Chế phẩm vi sinh sử dụng trong quá trình lên men cà phê
• 2.7.1. Cellulose trong cà phê
• 2.7.2. Phân loại và cơ chế tác dụng
• 2.7.3. Hệ vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp cellulase
• 2.7.4. Chế phẩm vi sinh được nghiên cứu trong bài
• 2.7.5. Hình thái vi khuẩn Bacillus pumilus
• 2.7.6. Tính an toàn
• 2.7.7. Sinh tổng hợp cellulase
• 2.7.8. Tổng quan điều kiện nuôi cấy thu nhận chế phẩm cellulase từ vi khuẩn Bacillus pumilus
• 2.8. Các phương pháp chế biến cà phê
• 2.8.1. Giới thiệu về xử lý cà phê nhân bằng chế phẩm
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nguyên vật liệu
• 3.1.1. Nguồn vi sinh vật
• 3.1.2. Nhân cà phê
• 3.2. Môi trường sử dụng trong nghiên cứu
• 3.2.1. Môi trường giữ giống
• 3.2.2. Môi trường nhân giống
• 3.2.3. Môi trường lên men
• 3.3. Hóa chất sử dụng cho môi trường
• 3.4. Hóa chất sử dụng để xác định hoạt tính enzyme
• 3.5. Thiết bị - dụng cụ
• 3.6. Phương pháp nghiên cứu
• 3.6.1. Phương pháp vi sinh
• 3.6.1.1. Phương pháp cấy chuyền
• 3.6.1.2. Phương pháp giữ giống
• 3.6.1.3. Phương pháp nhân giống
• 3.6.1.4. Phương pháp đánh giá khả năng phát triển của vi khuẩn bằng phương pháp đo mật độ quang
• 3.6.2. Phương pháp lên men
• 3.6.3. Phương pháp thu nhận enzyme
• 3.6.4. Phương pháp hóa sinh
• 3.6.4.1. Phương pháp xác định hoạt tính enzyme cellulase
• 3.6.5. Khảo sát chất lượng chế phẩm theo thời gian bảo quản
• 3.6.6. Phương pháp hóa lý
• 3.6.6.1. Phương pháp xác định độ ẩm
• 3.6.6.2. Phương pháp trích ly chất hòa tan
• 3.6.7. Phương pháp nghiền
• 3.6.8. Phương pháp rây
• 3.7. Phương pháp xử lý số liệu
• 3.8. Cách bố trí thí nghiệm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Kết quả khảo sát xây dựng đường cong sinh trưởng và phát triển của Bacillus pumilus
• 4.2. Nghiên cứu xác định điều kiện tạo chế phẩm có hoạt tính cellulase cao
• 4.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hòa tan (oBrix) đến hoạt độ của cellulase
• 4.2.2. Xác định lượng muối (NH4)2SO4 đến khả năng sinh tổng hợp cellulase
• 4.2.3. Xác định pH của dung dịch malt đến khả năng sinh tổng hợp cellulase
• 4.2.4. Xác định thời gian tối ưu cho sinh tổng hợp cellulase
• 4.2.5. Xác định nhiệt độ tối ưu đến khả năng sinh tổng hợp cellulase
• 4.2.6. Thí nghiệm nuôi cấy tĩnh
• 4.2.7. Thí nghiệm nuôi cấy có đảo trộn
• 4.3. Khảo sát chất lượng chế phẩm theo thời gian bảo quản
• 4.4. Khả năng trích ly chất hòa tan sau bổ sung chế phẩm
• 4.4.1. Ảnh hưởng của thời gian ngâm và độ ẩm cà phê
• 4.4.2. Ảnh hưởng tỷ lệ chế phẩm đến khả năng trích ly chất hòa tan
• 4.4.3. Ảnh hưởng thời gian đến khả năng trích ly chất hòa tan
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về enzyme cellulase từ Bacillus pumilus

Enzyme cellulase là một trong những enzyme quan trọng trong quá trình phân hủy cellulose, một thành phần chính trong cấu trúc thực vật. Bacillus pumilus là một loại vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp enzyme cellulase hiệu quả. Nghiên cứu này tập trung vào việc khai thác tiềm năng của Bacillus pumilus trong việc sản xuất enzyme cellulase và ứng dụng của nó trong xử lý nhân cà phê.

1.1. Đặc điểm của enzyme cellulase và Bacillus pumilus

Enzyme cellulase có khả năng phân hủy cellulose thành glucose, giúp tăng cường khả năng trích ly chất hòa tan từ nhân cà phê. Bacillus pumilus là một vi khuẩn gram dương, có khả năng sinh trưởng tốt trong môi trường nuôi cấy và sản xuất enzyme cellulase với hoạt tính cao.

1.2. Vai trò của enzyme cellulase trong nông nghiệp

Enzyme cellulase đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy chất thải nông nghiệp, cải thiện chất lượng đất và tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây trồng. Việc ứng dụng enzyme này trong xử lý nhân cà phê có thể giúp nâng cao hiệu suất sản xuất.

II. Thách thức trong xử lý nhân cà phê bằng enzyme cellulase

Xử lý nhân cà phê bằng enzyme cellulase gặp nhiều thách thức, bao gồm điều kiện môi trường nuôi cấy, thời gian xử lý và tỷ lệ enzyme sử dụng. Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả trích ly chất hòa tan từ nhân cà phê.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme cellulase

Nồng độ chất khô hòa tan, pH, nhiệt độ và thời gian nuôi cấy là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme cellulase. Việc tối ưu hóa các yếu tố này là cần thiết để đạt được hiệu quả cao nhất trong xử lý nhân cà phê.

2.2. Vấn đề về chất lượng sản phẩm sau xử lý

Chất lượng sản phẩm cà phê sau khi xử lý bằng enzyme cellulase có thể bị ảnh hưởng bởi sự phân hủy không hoàn toàn của cellulose. Điều này có thể dẫn đến sự giảm chất lượng hương vị và màu sắc của cà phê.

III. Phương pháp nghiên cứu enzyme cellulase từ Bacillus pumilus

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp vi sinh để khảo sát điều kiện tối ưu cho sinh tổng hợp enzyme cellulase từ Bacillus pumilus. Các thí nghiệm được thực hiện để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme.

3.1. Thiết kế thí nghiệm và điều kiện nuôi cấy

Thí nghiệm được thiết kế để khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô hòa tan, pH, nhiệt độ và thời gian nuôi cấy đến hoạt tính enzyme cellulase. Mỗi yếu tố được điều chỉnh để tìm ra điều kiện tối ưu nhất.

3.2. Phương pháp đánh giá hoạt tính enzyme

Hoạt tính enzyme cellulase được đánh giá thông qua các phương pháp hóa sinh, bao gồm đo mật độ quang và xác định nồng độ glucose sinh ra sau quá trình phân hủy cellulose.

IV. Kết quả nghiên cứu enzyme cellulase từ Bacillus pumilus

Kết quả nghiên cứu cho thấy điều kiện tối ưu để sinh tổng hợp enzyme cellulase từ Bacillus pumilus là nồng độ chất khô hòa tan 7°Brix, pH 6, nhiệt độ 30℃ và thời gian nuôi cấy 60 giờ. Hoạt tính enzyme đạt 23,52 ± 0,435 U/ml.

4.1. Ảnh hưởng của các yếu tố đến hoạt tính enzyme

Nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ muối (NH4)2SO4 và pH có ảnh hưởng lớn đến khả năng sinh tổng hợp enzyme cellulase. Việc tối ưu hóa các yếu tố này giúp tăng cường hoạt tính enzyme.

4.2. Khả năng trích ly chất hòa tan từ nhân cà phê

Sử dụng enzyme cellulase trong xử lý nhân cà phê cho thấy khả năng trích ly chất hòa tan tăng lên đáng kể, với tỷ lệ chế phẩm 10% và thời gian xử lý 16 giờ cho kết quả cao nhất là 3,84 ± 0,046 °Brix.

V. Ứng dụng thực tiễn của enzyme cellulase trong ngành cà phê

Enzyme cellulase từ Bacillus pumilus có thể được ứng dụng rộng rãi trong ngành chế biến cà phê, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu suất trích ly. Việc áp dụng enzyme này không chỉ cải thiện chất lượng cà phê mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

5.1. Lợi ích kinh tế từ việc sử dụng enzyme cellulase

Việc ứng dụng enzyme cellulase trong chế biến cà phê có thể giúp giảm chi phí sản xuất và tăng lợi nhuận cho các nhà sản xuất. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng gia tăng.

5.2. Tương lai của enzyme cellulase trong ngành nông nghiệp

Nghiên cứu và phát triển enzyme cellulase từ Bacillus pumilus mở ra nhiều cơ hội mới trong ngành nông nghiệp, không chỉ trong chế biến cà phê mà còn trong các lĩnh vực khác như xử lý chất thải và cải tạo đất.

VI. Kết luận và triển vọng nghiên cứu enzyme cellulase

Nghiên cứu về enzyme cellulase từ Bacillus pumilus đã chỉ ra tiềm năng lớn trong việc ứng dụng enzyme này trong xử lý nhân cà phê. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi mới cho việc cải thiện chất lượng cà phê và nâng cao hiệu suất sản xuất.

6.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả cho thấy enzyme cellulase từ Bacillus pumilus có khả năng trích ly chất hòa tan cao, góp phần nâng cao chất lượng cà phê. Điều này khẳng định vai trò quan trọng của enzyme trong ngành chế biến cà phê.

6.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các điều kiện tối ưu và ứng dụng enzyme cellulase trong các lĩnh vực khác nhau, nhằm phát triển bền vững trong ngành nông nghiệp và chế biến thực phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu Chương 2: Tổng quan Chương 3: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu Chương 4: Kết quả và bàn luận Chương 5: Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2. Giới thiệu chung về cà phê 2. Lịch sử phát triển cà phê Trải qua nhiều thời đại, có vô số truyền thuyết về nguồn gốc và sự phát hiện ra cà phê. Tuy nhiên, người ta biết rằng cây cà phê dại (Coffea arabica) là một loài thực vật bản địa của Ethiopia, được phát hiện vào khoảng năm 850 sau Công nguyên.

Việc trồng cây cà phê đầu tiên diễn ra vào khoảng năm 1870 ở lưu vực Congo (Smith, 1985). Bắt đầu từ thế kỷ thứ 8, một số hạt cà phê được vận chuyển từ Ethiopia đến Yemen, được gieo trồng cho đến cuối thế kỷ 14. Đầu thế kỷ 17, cà phê đến châu Âu, do một thương nhân Hà Lan mang đến. Cà phê vối (Coffea canephora) có nguồn gốc ở vùng Trung Phi.

Thế kỷ 20 cà phê vối được trồng ở Tây Phi. Đầu những năm 1900, một số giống đã được lan truyền đến đảo Java - Indonesia, nơi đây trở thành trung tâm chọn lọc và nhân giống. Trong thời kỳ này, Java là nơi cung cấp chính các giống Robusta cho Uganda, Congo, Brazil (Montagnon C. và cộng sự, 1998).

Hầu hết các giống Robusta hiện tại được trồng ở Việt Nam được mang về từ Java (ICO, 2019). Ở Việt Nam, cây cà phê chè (Arabica) được thấy năm 1857 ở Quãng Trị và Bố Trạch (Bình Trị Thiên). Năm 1888, Pháp chiếm nước ta thành lập những đồn điền cà phê ở trung du Xuân Mai, Sơn Tây làm theo phương thức du canh, năng suất cao nhất là 400–500 kg/ha. Sau thấp dần còn 100–150 kg cà phê nhân/ha.

Để cứu vãn tình hình, năm 1905, Pháp đã đưa vào Việt Nam cà phê vối (C. Robusta) và cà phê mít (C. excelsa Chari) thay thế cho cà phê chè ở vùng thấp, năm 1910 những đồn điền cà phê mới lại tiếp tục mọc lên ở Hà Tĩnh, năm 1911 ở Thanh Hóa, năm 1915 ở Nghệ An. Đồng thời cũng thăm dò khả năng thích nghi của cà phê ở Tây Bắc.

Năm 1925 cà phê được phát triển ở Tây Nguyên (Hoàng, 1983). Tình hình sản xuất, tiêu thụ cà phê tại Việt Nam Việt Nam sản xuất chủ yếu tập trung vào hạt Robusta chiếm 92,9% tổng diện tích trồng cà phê, còn Arabica chỉ chiếm không quá 5% tổng sản lượng. Diện tích cà phê 2020 giảm 2% so với 2019 là 680. Do mấy năm giá cà phê thấp nên người dân trồng xen canh với các loại cây khác (ICO, 2020).

Niên vụ 2020 - 2021 khá thành công nhờ thời tiết thuận lợi, sản lượng cà phê vẫn duy trì ở mức 26 - 27 triệu bao. Theo số liệu của Tổng Cục Hải quan xuất khẩu cà phê trong tháng 10/2021 đạt hơn 99 nghìn tấn, tương đương 217 triệu USD giảm 1,1% về lượng nhưng 4 tăng 3,5% về giá trị. Trong 10 tháng năm, xuất khẩu cà phê ướt đạt 1,3 triệu tấn, trị giá 2,4 tỷ USD, giảm 4,2% về khối lượng nhưng giá trị vẫn tăng 5,4% so với cùng kỳ năm trước (ICO, 2021). Trong tháng 12/2021 đạt 169,3 nghìn tấn, trị giá 378,86 triệu USD, tăng 57,6% về lượng và tăng 56,9% về trị giá so với tháng 11/2021, so với tháng 12/2020 tăng 21,8% về lượng và tăng 49,6% về trị giá.

Tính chung cả năm 2021, xuất khẩu cà phê của Việt Nam đạt 1,56 triệu tấn, trị giá 3,07 tỷ USD, giảm 0,2% về lượng, nhưng tăng 12,1% về trị giá so với năm 2020 (ICO, 2020). Tầm quan trọng của ngành chế biến cà phê Trong nhiều thập kỷ qua, sản xuất cà phê Việt Nam đã phát triển như một ngành công nghiệp định hướng xuất khẩu. Với vị thế là nhà sản xuất và xuất khẩu cà phê lớn thứ hai thế giới. Hiện nay, có nhiều công ty đang ứng dụng công nghệ lên men ướt nhằm tách vỏ và lớp nhớt cà phê để thu được cà phê đạt tiêu chuẩn xuất khẩu.

Do thành phần pectin và cellulose còn chiếm một tỉ lệ cao trong hạt chưa được tách triệt để (Việt, 2000), làm cho hạt sau khi bóc vỏ thịt có độ nhớt cao, khó sấy khô, làm giảm chất lượng cà phê (Bùi và cộng sự, 2009). Để phá hủy lớp nhớt trong vỏ hạt cà phê có nhiều phương pháp khác nhau như phương pháp sinh học: sử dụng các enzyme pectinase, protopectinase, cellulase….Với những yêu cầu về kinh tế và tính chủ động trong sản xuất thì phương pháp lên men sử dụng các vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp enzyme có nhiều triển vọng hơn. Sử dụng hệ enzyme cellulase và môi trường acid do các vi sinh vật tổng hợp nhằm tạo ra chế phẩm vi sinh để xử lý nhớt cà phê trong phương pháp chế biến ướt có tính kinh tế cao, dễ thực hiện, chủ động trong sản xuất. Trái cà phê 2.

Cấu tạo trái cà phê Quả cà phê gồm có những phần sau: Cấu trúc chính của quả cà phê được thể hiện trong Hình 2. Quả cà phê và cấu trúc của nó. Lớp vỏ quả (Husk) Là lớp vỏ bên ngoài, cấu trúc mềm, có màu vàng hoặc đỏ, vỏ cà phê chè mềm hơn cà phê vối và cà phê mít. Trong vỏ quả có chứa khoảng 31,5 – 30% chất khô (Trịnh, 2009).

Lớp vỏ thịt (Pulp) Nằm dưới lớp vỏ mỏng hay còn gọi là trung bì, vỏ thịt cà phê chè mềm chứa nhiều chất ngọt, dễ xay xát hơn. Vỏ thịt cà phê mít cứng và dày hơn. Vỏ thịt chứa nhiều đường và pectin. Nó dính chặt vào vỏ trấu làm trở ngại cho việc phơi sấy khô và bảo quản cà phê.

Trong lớp nhớt còn chứa một lượng đường khá lớn là môi trường thuận lợi cho sự phát triển các loài nấm, vi khuẩn,… đặc biệt là các loại nấm mốc và vi sinh vật có hại gây trạng thái lên men. 6 Lớp vỏ trấu (Parchment) Bao bọc bên ngoài nhân là lớp vỏ cứng, nhiều chất sơ gọi là lớp vỏ trấu tức là nội bì. Vỏ trấu của cà phê chè mỏng và dễ dập vỡ hơn cà phê vối và cà phê mít. Hạt cà phê sau khi loại các chất nhờn và phơi khô gọi là cà phê thóc.

Thành phần chính của vỏ trấu là cellulose, ngoài ra còn có hemicellulose và đường,… Lớp vỏ lụa (Silver Skin) Đây là một lớp vỏ mỏng và mềm. Nằm sát nhân cà phê chúng có màu sắc và đặc tính khác nhau tùy theo loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc rất mỏng, có thể dễ dàng bong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vối màu nâu nhạt, vỏ lụa cà phê mít màu vàng nhạt bám sát vào nhân cà phê.

Nhân cà phê (Coffee bean) Đây là lớp trong cùng của quả cà phê, phía ngoài của nhân là lớp tế bào rất cứng có những tế bào nhỏ chứa những chất dầu. Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn. Một quả cà phê thường có 1, 2 hoặc 3 nhân, thông thường thì chỉ 2 nhân. Thành phần hóa học Bảng 2.

Thành phần khối lượng của quả cà phê (Nguyễn và cộng sự, 2010) Thành phần Cà phê chè (%) Cà phê vối (%) Nhân và vỏ lụa 26-30 26-29 Vỏ trấu (vỏ cứng) 6,0-7,5 6,0-8,0 Vỏ thịt (vỏ nhớt) 20-23 21-22 Vỏ quả 43-45 41-44 2. Thành phần hóa học của vỏ quả Là chất altoxian trong đó có các vết của alkaloid, tannin, caffeine và các loại men, vỏ quả có từ 21,5 – 30% chất khô. Thành phần hóa học của vỏ quả (Nguyễn và cộng sự, 2010) Vỏ quả Arabica Robusta Protein 9,2-11,2 9,17 Béo 1,73 2,00 Cellulose 13,16 27,65 Tro 3,22 3,33 Hợp chất không nitơ 66,16 57,15 Chất đường - - Tanin - 14,42 Pectin - 4,07 Caffeine 0,58 0,25 2. Thành phần hóa học của lớp nhớt Lớp nhớt là những tế bào mềm không có caffeine, tannin, có nhiều đường và pectin.

Thành phần hóa học của lớp nhớt (% chất khô) (Nguyễn và cộng sự, 2010) Thành phần Cà phê chè (%) Cà phê vối (%) Pectin 33 38,7 Đường khử 30 45,8 Đường không khử 20 - Cellulose và tro 17 - 2. Thành phần hóa học của vỏ trấu Bảng 2. Thành phần hóa học của vỏ trấu (Nguyễn và cộng sự, 2010) Thành phần Cà phê chè (%) Cà phê vối (%) Hợp chất có dầu 0,35 0,35 Protein 1,46 0,22 Cellulose 61,8 67,8 Hemicellulose 11,6 - Chất tro 0,96 - Đường 27 3,3 Pantosan 0,2 - 8 2. Nhân cà phê 2.

Tính chất vật lý Hình dạng của các giống cà phê nhân có hình dáng bầu dục (Abdel, 2008). Hạt cà phê nhân riêng lẻ có khối lượng khác nhau từ dưới 100 mg đến hơn 200 mg với sự giống nhau đáng kể giữa Arabica và Robusta, sự khác biệt liên quan đến nguồn gốc địa lý (Clifford, 1985). Giá trị tối thiểu, tối đa và trung bình của khối lượng hạt cà phê nhân chế biến khô lần lượt là 0,11; 0,18 và 0,15 g. Trọng lượng tối thiểu (0,11g) đối với tất cả các giống Mechara trong khi tối đa (0,18g) đối với giống Sende từ Haru.

Trọng lượng trung bình hạt cà phê của các giống khác nhau là 0,15 g, thấp hơn 0,19 g của nghiên cứu trước đây của Chandrasekar và Viswanathan (1999). Điều này có thể là do sự khác biệt về giống. Trọng lượng riêng của hạt cà phê ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất phân loại bằng sức gió, nếu cùng một sản phẩm mà có trọng lượng riêng khác nhau thì những hạt có trọng lượng riêng lớn hơn sẽ rơi xuống, còn những hạt có trọng lượng riêng nhỏ sẽ bay lên. Trọng lượng riêng của hạt cà phê phụ thuộc nhiều vào độ ẩm của nó và thường giao động trong khoảng (1,1 – 1,3) kg/m3 (Ramalakshmi, 2007).

Hạt cà phê Arabica thóc có sắc xanh đậm hơn Robusta (Ramalakshmi, 2007). Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan nằm trong khoảng 29% đến 34%. Giống Robusta cho nhiều chất rắn hòa tan hơn so với giống Arabica được chế biến theo cả hai phương pháp (Ramalakshmi, 2007). Thành phần hóa học của nhân cà phê Hạt cà phê nhân được cấu tạo chủ yếu, giống như hầu hết các mô thực vật, bởi các polysaccharide không hòa tan như cellulose và hemicellulose (50% w/w).

Chúng cũng chứa các carbohydrate hòa tan, chẳng hạn như monosaccharaides fructose, glucose, galactose và arabinose, oligosaccharides sucrose, raffinose và stachyose, và các polyme của galactose, mannose, arabinose và glucose. Carbohydrate hòa tan có tác dụng tạo mùi thơm, ổn định bọt, tạo cặn và tăng độ nhớt của dịch chiết. Ngoài ra, còn có các acid béo không bay hơi (acid citric, malic và quinic) và các acid dễ bay hơi (như acid acetic, propanoic, butanoic, isovaleric, hexanoic). Dầu và sáp cũng là những thành phần quan trọng, chiếm 8-18% khối lượng khô, cùng với protein và acid amin tự do (9-12% w / w) và chất khoáng (3-5% w / w).