MỞ ĐẦU phòng chống rác thải thực phẩm quốc gia nhằm mục tiêu giảm thiểu lượng chất thải thực phẩm ít nhất 30% từ ngày 1 tháng 1 năm 2017 đến ngày 31 tháng 12 năm 2025. Cà phê là một trong những loại đồ uống được tiêu thụ nhiều nhất trên hành tinh. Tổng sản lượng trong năm 2014 – 2015 được ước tính là 141,9 triệu bao 60kg (Tổ chức Cà phê Quốc tế, 2015). Một loạt sáng kiến tác động đến chuỗi cung ứng cà phê: vật liệu đóng gói tái chế, giảm phát thải, phát triển các cơ sở sinh thái và thiết kế sản phẩm cà phê mới.
Mối quan tâm đến điều đó đã kích thích rất nhiều sự hợp tác giữa ngành cà phê và các viện nghiên cứu. Phương pháp chế biến cà phê theo phương pháp ướt sẽ là xu hướng phát triển trong tương lai, cùng với đó lượng vỏ thải ra cũng là vấn đề cần xử lý. Nhận thấy trong vỏ và thịt quả cà phê có nhiều hợp chất quý như các chất khô hòa tan (đường, xơ, protein,…), polyphenol và pectin – một phụ gia tạo gel được sử dụng khá phổ biến, nghiên cứu nhắm đến việc khai thác các hợp chất này và ứng dụng trong chế biến thực phẩm. Mặt khác, thị trường rau quả chế biến có nhiều hứa hẹn trong tương lai.
Ngành rau củ quả thế giới năm 2015 đã đạt doanh thu gần 250 tỉ đô la Mỹ, trong đó mặt hàng tươi chiếm 63% và hàng chế biến là 37%. Dự báo đến năm 2021, riêng hàng chế biến sẽ đạt đến 317 tỉ đô la Mỹ, tương lai ngành này sẽ dẫn đầu xu hướng tiêu dùng thực phẩm thế giới. Do đó, các nền kinh tế phát triển như Liên minh châu Âu (EU), Mỹ hiện đã chuyển sang xu hướng này. Dựa vào tình hình thực tế, nhằm giúp giải quyết vấn đề xử lý môi trường với lượng vỏ và thịt quả cà phê thải ra trong quy trình sản xuất cà phê rang xay và tăng giá trị sử dụng của chúng, tôi quyết định thực hiện đề tài “Tận dụng hỗn hợp vỏ và thịt quả cà phê tạo sản phẩm thực phẩm giá trị gia tăng”.
Mục đích của nghiên cứu là tách chiết các hợp chất có trong nguyên liệu vỏ và thịt quả cà phê, xác định hiệu suất trích ly và khả năng kháng oxy hóa của dịch trích và xây dựng công thức sản phẩm mứt đông từ dịch trích. 2 HVTH: Phạm Thị Hoài Trâm CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN CHƯƠNG 2. Giới thiệu chung Cây cà phê (Tên khoa học: Coffea) thuộc họ Thiên thảo (Rubiaceae).
Trên thế giới có tới trên 100 loại cà phê khác nhau. Tuy nhiên, số loại cà phê có giá trị kinh tế cao thì không nhiều. Hiện nay, có ba giống cà phê được trồng chủ yếu trên thế giới cũng như ở Việt Nam là giống cà phê chè (Arabica coffee), giống cà phê vối (Robusta coffee) và giống cà phê mít (Chari coffee) [1]. Giống cà phê chè (Coffea arabica Linn) xuất xứ ở cao nguyên Ethiopia có đặc điểm là cây nhỏ, lá mỏng và nhỏ, hoa màu trắng có hương thơm, có khả năng chịu lạnh (ở nhiệt độ 15 – 20oC), nhân hình tròn (cà phê bi), có hương và mùi thơm hơn các loại cà phê khác.
Hàm lượng caffeine khoảng 1,3 – 1,7%. Ở Việt Nam hiện nay trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc nơi có điều kiện thời tiết lạnh, thời gian thu hoạch từ tháng 10 năm trước đến tháng 3 năm sau [1]. Giống cà phê vối (Coffea canephora Piere ex Froehner) xuất xứ ở Congo có đặc điểm là 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%. Loại này phù hợp cho sản xuất cà phê hòa tan, thời gian thu hoạch từ tháng 12 năm trước tới tháng 4 năm sau [1]. Giống cà phê mít (Coffea excelsa A.) có đặc điểm là 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%.
Thời gian thu hoạch từ tháng 5 đến tháng 8 hằng năm [1]. Cà phê là một cây công nghiệp quan trọng đối với nhiều quốc gia trên thế giới, cho hiệu quả kinh tế cao. Cà phê vừa là yếu tố đảm bảo nguồn thu ngoại tệ cho nhiều nước sản xuất nông nghiệp vừa là nguồn thu ngân sách nhà nước hấp dẫn. Cà phê là cây trồng có tầm quan trọng đối với cơ cấu xã hội, ngành trồng cà phê đòi hỏi nhiều lao động nên góp phần vào việc phát triển và nâng cao mức sống của người dân.
Sản 3 HVTH: Phạm Thị Hoài Trâm CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN xuất cà phê góp phần gắn bó người nông dân với đồng ruộng vì vậy đảm bảo cơ cấu lao động hợp lý. Việc phát triển mạnh cây cà phê ở vùng trung du và miền núi dẫn tới việc phân bố các xí nghiệp công nghiệp sản xuất cà phê hiện đại ngay ở những vùng đó, do đó làm cho việc phân bố công nghiệp được đồng đều và làm cho vùng trung du và miền núi mau chóng đuổi kịp miền xuôi về kinh tế và văn hóa. Hiện nay, ở Việt Nam cà phê là mặt hàng nông sản xuất khẩu có giá trị lớn đứng thứ hai sau gạo.
Giá trị xuất khẩu cà phê chiếm khoảng 10% tổng kim ngạch xuất khẩu hằng năm [1]. Tình hình sản xuất và tiêu thụ chung của thế giới Theo báo cáo thị trường cà phê thế giới của Tổ chức Cà phê thế giới (ICO) ước tính sản lượng cà phê toàn cầu trong năm 2018 – 2019 tăng 3,7% lên 168,87 triệu bao, gồm một phần của vụ mùa mới của các nước sản xuất với các vụ mùa bắt đầu vào tháng 4 và tháng 7. Sản lượng arabica và robusta đều tăng trong năm 2018 – 2019. Phần lớn mức tăng đến từ robusta, với 6,7% lên 66,04 triệu bao so với năm 2017 – 2018; sản lượng arabica tăng 1,8% lên 102,68 triệu bao, theo ICO.
Trong 11 tháng đầu năm 2018 – 2019, xuất khẩu cà phê thế giới tăng 9,2% lên tới 120,28 triệu bao so với cùng kì năm ngoái. Các lô hàng robusta tăng 5,6% lên 42,84 triệu bao trong 11 tháng đầu năm 2018 – 2019. Việt Nam là nước xuất khẩu cà phê robusta lớn nhất thế giới và tổng chuyến hàng tăng 3,9% lên 24,97 triệu bao. Theo Bộ Nông nghiệp Mỹ, sản lượng cà phê robusta của Việt Nam (nguyên liệu chính trong cà phê hòa tan) được dự đoán có mức tăng trưởng 0,3% lên 29,1 triệu bao (60 kg) trong niên vụ 2019 – 2020.
Con số này tăng 10% so với 5 năm trước. Sản lượng cà phê tại Ấn Độ cũng được dự đoán tăng 8,1% so với niên vụ 2018 – 2019 lên 4 triệu bao, tăng gần 5% so với 5 năm trước. Brazil, quốc gia xuất khẩu cà phê robusta lớn thứ hai thế giới, cũng dự báo sản lượng cà phê này cũng tăng khoảng 10% lên 18,3 triệu bao. Như vậy, Việt Nam và Brazil chiếm lần lượt 40% và 25% lượng cà phê robusta trên toàn thế giới [2].
4 HVTH: Phạm Thị Hoài Trâm CHƯƠNG 2. Thị trường cà phê Việt Nam Theo Trung tâm Khuyến nông Quốc gia, diện tích cà phê cả nước đến năm 2018 là khoảng 688 nghìn ha, trong đó vùng Tây Nguyên và duyên hải Nam Trung bộ chiếm 625 nghìn ha. Tây Nguyên là vùng chủ lực cây cà phê robusta với diện tích khoảng 622 nghìn ha (chiếm trên 90% diện tích cả nước) và năng suất bình quân đạt vào khoảng 26 tạ/ha. Đại diện Trung tâm Khuyến nông Quốc gia cho biết, việc tái canh cây cà phê đã được thực hiện trong nhiều năm qua và các Bộ, ngành, địa phương đã vào cuộc nghiên cứu.
Theo ICO, trong 11 tháng đầu năm, Việt Nam là nước xuất khẩu cà phê robusta lớn nhất thế giới và tổng chuyến hàng tăng 3,9% lên 24,97 triệu bao. Con số này tương đương hơn 58% tổng lượng cà phê robusta xuất khẩu trên thế giới. Ngành cà phê Việt Nam đang dần chuyển mình sang chế biến cà phê, tăng giá trị cho sản phẩm. Theo số liệu của ICO, lượng cà phê rang xay xuất khẩu của Việt Nam 10 tháng đầu niên vụ 2018 – 2019 giảm gần 20% xuống 116.
Tuy nhiên, lượng cà phê hòa tan xuất khẩu tăng mạnh tới 48% lên hơn 1 triệu bao. Theo thống kê của tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên hiệp quốc (FAO) sản lượng cà phê của Việt Nam luôn trên 1,5 triệu tấn/năm nên tổng lượng phụ phẩm của ngành cà phê trong nước ước tính là gần 0,7 triệu tấn/năm [3]. Số liệu này cho thấy phụ phẩm ngành cà phê của Việt Nam là vô cùng lớn. Vỏ và thịt quả cà phê 2.
Giới thiệu chung Trên thế giới, cà phê là loại thức uống được sử dụng nhiều thứ hai sau trà. Chủ yếu cà phê được buôn bán dưới dạng hạt cà phê nhân, thu được sau khi bóc bỏ các lớp vỏ bên ngoài của quả cà phê. Trong quá trình chế biến hơn 90% quả cà phê bị loại bỏ như một chất thải nông nghiệp hoặc phụ phẩm, trong đó có chứa các chất có hoạt tính sinh học và chất dinh dưỡng. Cấu tạo của quả cà phê được trình bày trên Hình 2.
Cấu tạo quả cà phê đi từ ngoài vào trong gồm có: lớp vỏ quả, lớp thịt quả, lớp nhớt, lớp vỏ thóc, lớp vỏ lụa và hạt. 5 HVTH: Phạm Thị Hoài Trâm CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN Hình 2.1 Cấu tạo quả cà phê Lớp thịt quả chiếm 29% tổng khối lượng của quả cà phê và được tách ra bằng lực cơ học thông qua các quá trình nghiền, chà. Thành phần hóa học chủ yếu của lớp này là carbohydrate (44% – 50%), protein (10% – 12%), xơ (18% – 21%) và một lượng đáng quan tâm polyphenol (1,48%) và caffeine (1,3%) [4].
Lớp nhớt (hay lớp pectin) nằm giữa lớp thịt quả và vỏ thóc, chiếm khoảng 5% tổng khối lượng quả. Thành phần của nó gồm có nước (84,2%), protein (8,9%), đường (4,1%), pectin (0,91%) và tro (0,7%) [4]. Theo Tổ chức Cà phê Thế giới (ICO), lớp nhớt có thể sử dụng trong thực phẩm như một nguồn pectin không tinh chế [5]. Lớp vỏ thóc là một lớp vỏ cứng bao bọc cả hai bán cầu của hạt cà phê và tách chúng ra khỏi nhau, chiếm 5,8% trọng lượng của quả.
Vỏ thóc được tạo thành từ cellulose (40 – 49%), hemicellulose (25 – 32%), lignin (33 – 35%), và tro (0,5 – 1%). Không có ứng dụng nào của lớp vỏ thóc được sử dụng như một thành phần của thực phẩm.
