Phân Tích Hàm Lượng Cà Phê và Caffeine Trong Cà Phê Rang Xay Bằng Phương Pháp UV-Vis

• Tác giả: Phạm Võ Phương Duyên
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Ánh Mai
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh - Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
• Đề tài: Phân Tích Hàm Lượng Cà Phê Và Caffeine Trong Cà Phê Rang Xay Bằng Phương Pháp UV-Vis Kết Hợp Phân Tích Dữ Liệu Đa Biến
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• GIỚI THIỆU CHUNG
• A. DANH MỤC HÌNH ẢNH
• B. DANH MỤC BẢNG BIỂU
• C. TỔNG QUAN
• 1.1. Thành phần hóa học của cà phê
• 1.2. Các hợp chất tạo vị đắng – Caffeine và Trigonelline
• 1.3. Các hợp chất tạo vị béo – Lipid
• 1.4. Các hợp chất tạo vị ngọt – Carbohydrate và phản ứng Maillard
• 1.5. Các hợp chất tạo vị chua – Các acid hữu cơ
• 1.6. Phân loại cà phê
• 1.6.1. Phân biệt theo cảm quan
• 1.6.2. Phân biệt theo thành phần hóa học chính
• 1.7. Các phương pháp phân tích cà phê
• 1.7.1. Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao HPLC-UV (theo TCVN 9723:2013)
• 1.7.2. Phương pháp sắc ký khí đầu dò ion hóa ngọn lửa GC-FID
• 1.7.3. Phương pháp NIR kết hợp với chemometrics
• 1.8. Giới thiệu phương pháp phân tích dữ liệu đa biến
• 1.8.1. Phương pháp thành phần chính PCA (Principal Component Analysis)
• 1.8.2. Phương pháp bình phương tối thiểu từng phần PLS (Projection to Latent Structures - Partial Least Square)
• 1.8.3. Các công cụ mô tả trong mô hình dữ liệu đa biến
• 1.9. Hiện trạng cà phê ở Việt Nam
• D. ỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT
• 2.1. Thiết bị, dụng cụ và phần mềm
• 2.2. Lấy mẫu, xử lí sơ bộ và bảo quản mẫu
• 2.3. Quy trình chiết mẫu
• 2.4. Quy trình chiết mẫu để đo trắc quang
• 2.5. Quy trình xử lý mẫu cho việc xác định caffeine phương pháp HPLC – UV
• 2.6. Quy trình thiết lập các mô hình PCA và PLS
• E. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
• 3.1. Mở rộng mô hình xác định hàm lượng cà phê bằng phương pháp trắc quang kết hợp với dữ liệu đa biến
• 3.2. Mô hình phân loại các mẫu đơn - mô hình thành phần chính PCA
• 3.3. Phương pháp định lượng - Mô hình bình phương tối thiểu từng phần PLS
• 3.4. Thiết lập mô hình xác định hàm lượng caffeine bằng phương pháp trắc quang kết hợp với dữ liệu đa biến
• 3.5. So sánh phương pháp chiết trong quy trình xác định hàm lượng caffeine bằng phương pháp HPLC-UV
• 3.6. Xác định hàm lượng caffeine bằng phương pháp HPLC-UV
• 3.7. Xây dựng mô hình PLS
• KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 4. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về cà phê và vai trò của caffeine

Cà phê là một trong những thức uống phổ biến nhất trên thế giới, đặc biệt tại Việt Nam, nơi sản xuất cà phê lớn thứ hai toàn cầu. Cà phê không chỉ là một mặt hàng nông sản chủ lực mà còn đóng góp lớn vào nền kinh tế. Hai loại cà phê chính được trồng là cà phê Arabica và cà phê Robusta. Caffeine, một hợp chất quan trọng trong cà phê, không chỉ tạo ra vị đắng mà còn có nhiều tác động đến sức khỏe con người. Nghiên cứu về hàm lượng caffeine trong cà phê rang xay là cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường.

1.1. Thành phần hóa học của cà phê

Cà phê chứa nhiều hợp chất hóa học như caffeine, trigonelline, và các hợp chất lipid, carbohydrate. Những hợp chất này không chỉ tạo nên hương vị đặc trưng mà còn ảnh hưởng đến chất lượng cà phê. Trong quá trình rang, các hợp chất này có thể thay đổi, dẫn đến sự hình thành các hương vị mới. Caffeine, mặc dù chỉ đóng góp một phần nhỏ vào vị đắng, vẫn là một yếu tố quan trọng trong việc xác định chất lượng cà phê.

II. Phương pháp phân tích hàm lượng caffeine

Phương pháp UV-Vis là một trong những kỹ thuật phổ biến để xác định hàm lượng caffeine trong cà phê rang xay. Phương pháp này cho phép đo lường nồng độ caffeine thông qua sự hấp thụ ánh sáng tại các bước sóng nhất định. Kết hợp với phân tích dữ liệu đa biến, phương pháp này có thể cung cấp thông tin chính xác về hàm lượng caffeine trong các mẫu cà phê khác nhau. Việc sử dụng phương pháp này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu sai sót trong quá trình phân tích.

2.1. Quy trình thực hiện phân tích

Quy trình phân tích bao gồm các bước như chiết xuất mẫu, đo lường bằng thiết bị UV-Vis và xử lý dữ liệu. Mẫu cà phê được chiết xuất bằng dung môi thích hợp, sau đó được đo lường để xác định nồng độ caffeine. Kết quả thu được sẽ được so sánh với các tiêu chuẩn đã được thiết lập để đảm bảo tính chính xác. Phương pháp này không chỉ áp dụng cho cà phê rang mà còn có thể được sử dụng cho các sản phẩm cà phê khác như cà phê hòa tan.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng caffeine trong các mẫu cà phê khác nhau có sự biến đổi đáng kể. Việc áp dụng phương pháp UV-Vis kết hợp với phân tích dữ liệu đa biến đã cho phép xác định chính xác hàm lượng caffeine trong các mẫu cà phê trộn lẫn. Điều này không chỉ giúp người tiêu dùng nhận biết được chất lượng cà phê mà còn hỗ trợ các nhà sản xuất trong việc cải thiện quy trình sản xuất. Sự phát triển của các phương pháp phân tích hiện đại như vậy là rất cần thiết trong bối cảnh thị trường cà phê ngày càng cạnh tranh.

3.1. Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin về hàm lượng caffeine mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phân tích chất lượng cà phê. Việc áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong việc kiểm tra chất lượng sản phẩm. Điều này có thể giúp bảo vệ người tiêu dùng khỏi các sản phẩm kém chất lượng và đồng thời thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành cà phê Việt Nam.