Báo cáo thí nghiệm cà phê cacao_Bùi Kim Ngọc| Môn Công nghệ sản phẩm nhiệt đới| Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM NHIỆT ĐỚI
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG NGHỆ CÀ PHÊ – CACAO
Giảng viên PGS.TS. Hồ Phú Hà PGS.TS. Phan Thanh Tâm
Sinh viên Bùi Kim Ngọc - 20175007 HÀ NỘI, THÁNG 1/2022 BÀI 1.
XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU CÀ PHÊ NHÂN
THỰC HÀNH RANG, XAY CÀ PHÊ, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÀ PHÊ RANG
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÀ PHÊ THÀNH PHẨM
A. Đánh giá chất lượng cà phê nhân 1. Độ ẩm
Theo TCVN:2007 (ISO 6673:2003): Đây là chỉ tiêu rất quan trọng quyết định chất
lượng trong quá trình bảo quản và kỹ thuật rang cà phê. Độ ẩm cho phép ≤ 12,5%. Cách tiến hành:
- Đo bằng dụng cụ xác định độ ẩm nhanh (cho các loại hạt ngũ cốc) hoặc sấy
đến trọng lượng không đổi. Trong bài thực hành này ta sử dụng máy đo độ ẩm
nhanh, với hạt cà phê (Coffee beans) mã số là 63.
Hình 1. Thực hành đo độ ẩm cà phê bằng máy đo độ ẩm nhanh
- Cân 100 gam cà phê nhân mỗi loại, đổ vào máy đo độ ẩm nhanh, ấn nút 63 và
thu được kết quả như bảng sau:
Bảng 1. Kết quả độ ẩm của 2 loại hạt cà phê Arabica Robusta Lần 1 13,6% 14,5% Lần 2 13,7% 14,6% Lần 3 13,9% 14,5% Trung bình 13,7% 14,5% Nhận xét:
- Cà phê Robusta và Arabica trên không đạt chỉ tiêu về độ ẩm.
- Nguyên nhân có thể do cà phê đã được bảo quản lâu trong điều kiện không tốt
khiến ẩm bên ngoài dễ dàng xâm nhập khiến độ ẩm hạt vượt mức cho phép. 2.
Phân loại chất lượng cà phê nhân theo TCVN 4193:2014
Bảng 2. Phân hạng chất lượng cà phê nhân Loại cà phê
Hạng chất lượng Cà phê chè Cà phê vối A118a R118a A116a R118b Hạng 1 A116b R116a - R116b - R116c A214a R213a Hạng 2 A213a R213b A213b R213c Hạng 3 - R3
Dùng 3 loại sàng với kích cỡ No15, No13, No12 xếp lần lượt theo thứ tự từ trên
xuống dưới. Kết quả thu được cả 2 loại nhân cà phê đều nằm trên sàng No15 và có
sự đồng đều cao về kích cỡ hạt.
Hình 2. Hạt cà phê Robusta
Hình 3. Hạt cà phê Arabica 3.
Tổng trị số lỗi cho phép đối với từng hạng cà phê TCVN 4193:2014
Cân 300 g hạt cà phê nhân mỗi loại, xác định trị số lỗi và phân loại theo bảng 3, 4 và 5 dưới đây:
Bảng 3. Tỷ lệ khối lượng khuyết tật tối đa cho phép đối với từng loại hàng cà phê chè Hạng chất lượng Nhân lỗi Tạp chất
(tính bằng % khối lượng)
(tính bằng % khối lượng) Hạng 1 A118a 6 0,1 A116a 8 0,1 A116b 10 0,1 Hạng 2 A214a 11 0,1 A213a 12 0,1 A213b 14 0,1
Bảng 4. Tỷ lệ khối lượng khuyết tật tối đa cho phép đối với từng hạng cà phê vối Nhân lỗi Tạp chất Hạng chất lượng
tính bằng % khối lượng
tính bằng % khối lượng Hạng 1 R118a 10 0,1 R118b 15 0,5 R116a 14 0,5 R116b 16 0,5 R116c 18 0,5 Hạng 2 R213a 17 0,5 R213b 20 0,5 R213c 24 1,0 Hạng 3 R3 70 5,0
Bảng 5. Tỷ lệ khối lượng tối đa cho phép đối với một số khuyết tật Cà phê chè Cà phê vối Nhân đen Nhân đen Hạng Hạng
Nhân nâu Nhân non chất Tính bằng phần chất
lượng trăm khối lượng
Tính bằng % khối lượng lượng (%) Hạng 1 Hạng 1 A118a 0,1 R118a 0,1 - - A116a 0,1 R118b 1,2 1,5 0,5 A116b 0,1 R116a 0,6 - - - - R116b 1,2 2,0 2,0 - - R116c 2,0 - - Hạng 2 Hạng 2 A214a 0,1 R213a 0,6 - - A213a 0,1 R213b 2,0 3,0 3,0 A213b 0,1 R213c 3,5 4,0 5,0 Hạng 3 Hạng 3 - - R3 - - -
Từ phần mẫu thử N khoảng 300g được lấy theo bảng 5, tách riêng nhân lỗi và tạp
chất, cân từng loại. Từ phần nhân lỗi, tách riêng nhân đen, nhân nâu, nhân non,
cân từng loại. Các khối lượng thu được là nj, tính bằng gam (g), trong đó j là ký
hiệu tương ứng cho từng loại. Tính tỷ lệ của từng loại tương ứng, bj, bằng % khối lượ 𝑛
ng, theo công thức sau: 𝑏 𝑗 𝑗 =
× 100, trong đó: N là khối lượng mẫu thử 𝑁
Đối với mỗi chỉ tiêu, tiến hành trên 2 mẫu song song. Chênh lệch giữa 2 kết quả
thử song song không được quá 0,5%. Lấy kết quả cuối cùng là trung bình cộng
của 2 kết quả trên. Ta thu được bảng kết quả sau đây:
Bảng 6. Bảng tổng hợp khối lượng cà phê lỗi
Cà phê chè (Arabica) Cà phê vối (Robusta) Khối lượng hạt = N (g) 1010 1130
Khối lượng hạt lỗi (g) 141,6 95,82 Nhân đen (g) 0 1,02 Nhân nâu (g) 43,95 43,07 Loại lỗi Nhân non (g) 62,43 16,51 Nhân đốm (g) 9,74 Lỗi khác: 35,22 (g) Nhân vỡ (g) 25,48
Hình 4. Một số hạt cà phê lỗi và hình ảnh phân loại lỗi cà phê thường gặp
Bảng 7. Bảng phân hạng cà phê dựa vào phần trăm khối lượng hạt lỗi
Tạp chất Nhân lỗi Nhân đen Nhân nâu Nhân non
Tính bằng phần trăm khối lượng (%)
Cà phê chè (Arabica) 0% 14% 0% 4% 6% Hạng chất lượng Hạng 2
Cà phê vối (Robusta) 0% 8% 0,1% 4% 1% Hạng chất lượng Hạng 1 Hạng 2 4.
Chỉ tiêu cảm quan Chuẩn bị:
- Tiến hành CUPTEST, thử nếm hương vị tự nhiên của cà phê: Cà phê được
rang ở 200°C trong thời gian 7 phút đến màu cánh rán nhạt, lúc này những
hợp chất hữu cơ tự nhiên trong cà phê chưa kịp biến đổi, vậy nên có thể
nhận biết được tất cả mùi vị của cà phê (bao gồm mùi hương đặc trưng và
hương thơm không mong muốn)
- Cà phê sau khi rang được xay thành dạng bột.
- Chuẩn bị 6 cốc cho mỗi mẫu thử, xếp thành 1 hình tam giác trên bàn. Trên
đỉnh tam giác, đặt một mẫu cà phê xanh và một mẫu cà phê rang. Còn cần
có một cốc đựng nước có nhiệt độ bằng nhiệt độ phòng thử và một cốc đựng thìa cà phê.
- Cân 10 gam cà phê trong cốc thủy tinh với 110 ml nước đun sôi, khuấy nhẹ và để lắng 5 phút Kết quả:
Hình 5. Bột cà phê cuptest (bên trái Robusta – bên phải Arabica)
Hình 6. Mẫu cuptest (bên trái Arabica – bên phải Robusta)
Bảng 8. Bảng so sánh kết quả cảm quan giữa 2 mẫu cuptest Arabica Robusta Hương thơm Mùi thơm nhẹ nhàng pha
Mùi nồng gắt gây khó chịu
giữa mùi malt đại mạch và khi ngửi, có mùi chua và
mùi hoa quả; mùi chua nhẹ mùi đắng rõ ràng Màu sắc Nâu vàng sáng, có ánh
Nâu đậm, có ánh vàng, màu xanh nhạt sẫm hơn so với Arabica Mùi vị
Đắng nhẹ, vị hài hòa, hậu
Hậu vị chua, đắng gắt hơn
vị ngọt nhẹ khá dễ chịu
rất nhiều so với Arabica
B. Thực hành rang, xay cà phê và đánh giá chất lượng cà phê rang 1.
Thực hành rang, xay cà phê
- Chuẩn bị máy rang cà phê, bật điện và khởi động phần đốt nóng để nhiệt độ
thùng quay đạt 220oC mới cho hạt cà phê nhân vào.
- Cân 1000 g cà phê nhân mỗi loại (Arabica và Robusta) sau khi đã sàng phân
loại và tách tạp chất cho vào máy rang cà phê. Tiến hành rang với chế độ rang
Full City Roast (225-230oC với cà phê Arabica và 230-235oC với cà phê
Robusta) – sản phẩm sau rang có màu nâu cánh gián đậm.
- Thời gian rang tùy khối lượng hạt và loại thiết bị, với thiết bị rang thùng quay
ở PTN thì rang 1kg cà phê đạt đến đến nhiệt độ theo yêu cầu trên là khoảng 15-
18 phút. Có thể đánh giá bằng đồng hồ đo nhiệt độ của thiết bị.
- Đánh giá chất lượng cà phê rang theo TCVN 5250-2007 (ISO 9116:2004).
Kết quả thu được:
- Thời gian rang mẫu Arabica (15 phút – 225oC) mẫu Robusta (17 phút – 230oC).
- Mẫu Arabica rang đạt độ chuẩn của sản phẩm: màu nâu cánh gián đậm, đồng
đều, không có hạt bị cháy, có lớp dầu bóng phủ bên ngoài hạt.
- Mùi thơm đặc trưng của hạt cà phê rang, không có mùi lạ, đậm mùi mailard.
- Khi hạt đạt nhiệt độ 215-220oC sẽ nghe thấy tiếng nổ lần 1 nhưng khá nhỏ và
bắt đầu có khói bốc lên. Lên đến nhiệt độ yêu cầu của sản phẩm sẽ nghe thấy
tiếng nổ giòn giã và khói bốc lên nhiều. Do thiết bị vận hành có tiếng kêu của
thiết bị quá lớn làm ảnh hưởng đến quá trình rang để đạt chuẩn.
- Về yêu cầu cảm quan đối với cà phê rang thì mẫu Arabica đạt hạng 1.
Hình 7. Hình ảnh hạt cà phê Arabica sau rang
Bảng 9. Bảng so sánh thông số 2 loại hạt cà phê Arabica Robusta Khối lượng đem rang (g) 868,4 1034,18 Khối lượng sau rang (g) 660 890
Khối lượng giảm (%) 24 14
Thể tích trước rang (ml) 1350 1100
Thể tích sau rang (ml) 2250 1860,6 Thể tích tăng (%) 66,67 86,09 Độ ẩm trước rang (%) 13,7 14,5 Độ ẩm TB sau rang (%) < 1 1,3 Nhận xét:
Cà phê Robusta được rang trước, tuy rang với chế độ Full City Roast nhưng có thể
thấy thành phẩm sau rang chỉ ở dạng Light City Roast, có thể đoán rằng thời gian
rang chưa đủ hoặc ban đầu thời gian làm nóng lò chưa lâu – nhiệt độ bên trong
buồng rang chưa đạt được đủ/đều 220°C. Còn cà phê Arabica tuy rang với chế độ
thấp hơn nhưng rang sau, nhiệt trong lò đã đủ nóng nên cà phê này đạt được đúng
chế độ Full City Roast, cùng với đó cũng có quá trình bốc khói trắng nghi ngút ở
giai đoạn cuối của quá trình rang, vì vậy, cà phê có màu đẹp và bên ngoài phủ một
lớp dầu bóng, do chính chất béo từ trong hạt cà phê chảy ra.
Theo TCVN 5250-2007 (ISO 9116:2004) về yêu cầu cảm quan, cà phê Robusta
được xếp hạng 2 do tuy có màu cánh gián nhưng hạt rang không đều màu nhau,
còn cà phê Robusta được xếp hạng 1 do tất cả các chỉ tiêu màu sắc, mùi, vị đều đạt
yêu cầu. Về yêu cầu hóa lý, cả hai loại Arabica và Robusta đều được xếp hạng 1
do số lượng mảnh vỡ hầu như không có, độ ẩm xấp xỉ 1% (máy thể hiện thông số dưới 1%). 2.
Đánh giá chất lượng cà phê bột
- Từ cà phê sau khi rang, làm nguội, phân loại, tiến hành xay cà phê bằng máy xay,
điều chỉnh kích thước hạt sau khi xay theo TCVN 5251:2007 và tiến hành đánh
giá chất lượng cà phê bột qua các chỉ tiêu chất lượng.
- Tại phòng thí nghiệm, xay cà phê ở mức 3 – mức dùng cho cà phê phin, xay mỗi
mẻ 20 gam cà phê nhân và đánh giá.
Bảng 10. Bảng đánh giá chất lượng cảm quan cà phê bột Arabica Robusta Màu sắc
Màu nâu trầm, nâu hổ phách Màu nâu cánh gián đậm Mùi Hương thơm trong khoang
Có mùi thuốc lá và khói miệng nhiều Vị Vị đắng, ngô cháy,
Vị ngô cháy, đắng hơn so với Arabica rất nhiều,
Cà phê pha Hầu như không sánh, như Hầu như không sánh, như nước thông thường nước thông thường 3.
Đánh giá chất lượng cà phê thành phẩm bằng phương pháp pha phin
Cân 20 g cà phê bột mỗi loại cho vào phin pha cà phê, lắp chặt phin lọc, sau đó
chuẩn bị 100 ml nước sôi (92 – 93oC), rót 1 phần nhỏ (~30ml) vào phin để nước
ngấm đều vào cà phê, sau đó cho hết lượng nước còn lại vào và chờ để cà phê chiết
và tách thành dạng giọt nhỏ từ từ cho đến khi thôi chảy.
Lưu ý: với phin nhỏ thì cân 10g cà phê bột và 50 ml nước sôi (92 – 93oC).
Hình 8. Pha cà phê bằng phương pháp pha phin
Tiến hành đánh giá hương vị các mẫu cà phê sau khi pha qua mùi và vị, nhận xét
và so sánh ghi vào phiếu đánh giá cảm quan.
Bảng 11. Bảng đánh giá chất lượng cảm quan 2 mẫu cà phê pha phin Arabica Robusta Màu
Màu nâu đậm giống màu pha Espresso, đồng đều ở 2 mẫu Hương
Thơm mùi caramel xen lẫn mùi
Đậm mùi caramel và mùi đắng đặc
hoa quả và cỏ khô, thơm nồng đặc trưng của cà phê, có xen lẫn mùi trưng khét và mùi chua Vị
Vị đắng nhẹ, chua thanh, hậu vị
Vị đắng gắt rõ ràng và xen lẫn vị
ngọt, dư vị hài hòa khá dễ chịu
chua, không có hậu vị ngọt
Bảng 12. Bảng tính toán tỷ lệ chiết xuất cho từng mẫu cà phê thành phẩm Arabica Robusta Cà phê bột (g) 20 20 Lượng nước sôi (ml) 100 100
Dịch chiết (g) = Tổng KL chiết xuất 64,66 69,11
Bx = TDS (Tổng chất rắn hoà tan) 6 7,5 6% × 64,66 7,5% × 69,11
KL chất hoà tan(g) = TDS × Tổng KL chiết xuất = 3,9 = 5,2
Tỷ lệ chiết xuất – Extraction yield (Ey)
𝐾𝐿 𝑐ℎấ𝑡 ℎ𝑜à 𝑡𝑎𝑛 19,40 % 25,92 % 𝐸𝑦 =
𝑇ổ𝑛𝑔 𝐾𝐿 𝑐à 𝑝ℎê 𝑏ộ𝑡 BÀI 2.
XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU HẠT CACAO
THỰC HÀNH RANG CACAO VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
THỰC HÀNH ỔN ĐỊNH NHIỆT SOCOLA
A. Xác định một số chỉ tiêu chất lượng nguyên liệu hạt cacao
1. Xác định độ ẩm khối hạt bằng máy đo độ ẩm
Lấy 300g hạt cacao xác định độ ẩm bằng máy đo độ ẩm nhanh, tiến hành đo 3 lần
và tính kết quả trung bình.
Bảng 13. Bảng kết quả đo độ ẩm hạt cacao Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Độ ẩm 7,3 7,1 7,3 7,2 (%)
Nhận xét: Độ ẩm là một trong những thông số quan trọng khi xác định chỉ tiêu hạt
cacao, từ độ ẩm trên có thể thấy cacao đủ điều kiện đạt chất lượng loại I (độ ẩm không lớn hơn 7.5%)
2. Xác định mức độ lên men và sấy bằng cách quan sát vết cắt
Tiến hành đếm số hạt/100g và cắt dọc hạt cacao rồi so sánh vết cắt với bảng mẫu
trên thu được kết quả như sau:
Từ hình ảnh mẫu và hình ảnh hạt cacao sau khi cắt cho thấy hạt cacao đủ tiêu chuẩn đạt hạt loại I Lần 1 Lần 2 Lần 3 Tổng số hạt có 83 86 90 trong 100 gam Số hạt % Số hạt % Số hạt % Hạt chưa lên 8 9.64 8 9.33 8 8.88 men xong Hạt không thể 0 0 0 0 0 0 lên men Hạt chai xám 0 0 0 0 0 0 Hạt mốc 0 0 0 0 0 0
B. Thực hành rang cacao và chế biến đồ uống truyền thống Maya Mục đích:
Rang hạt cacao để tạo hương và tách vỏ cacao taoh thuận tiện cho sản xuất dịch cacao.
Nguyên liệu, dụng cụ:
Hạt cacao đã lên men: 1kg Máy rang Cân Máy xay sinh tố Nhiệt kế Tiến hành:
- Cân khối lượng trước và sau khi rang để xác định hiệu suất
- Tiến hành rang hạt cacao ở nhiệt độ 140oC trong 10 phút - Tách vỏ
- Làm sạch nhân, cân lại
- Xay nhuyễn bằng máy xay sinh tố
- Đánh giá sơ bộ mùi vị, màu sắc và cấu trúc
- Chế biến đồ uống kiểu Maya Kết quả:
Tiến hành rang hạt cacao ở nhiệt độ 140°C trong 50 phút. Thời gian rang
gấp 5 lần so với thời gian dự kiến là do trong quá trình set up lò, chỉ để một
thanh gia nhiệt thay vì hai thanh thông thường. Bên cạnh đó, trong quá trình
rang, nhiều lần lấy mẫu cacao ra kiểm tra, quá trình này không chỉ mất thời
gian dừng máy – mở nắp mà còn làm thất thoát một phần nhiệt độ, khiến
cho cacao lâu chín hơn thời gian dự định.
Khối lượng hạt cacao trước rang (g) 890
Khối lượng hạt cacao sau rang (g) 800
Khối lượng hạt cacao sau bóc vỏ (g) 620 Hao hụt sau rang (%) 10 Hao hụt sau bóc vỏ (%) 23
Chế biến đồ uống kiểu Maya:
Nguyên liệu bao gồm: cacao sau khi xay, 2 hộp sữa tươi, 2 hộp sữa đặc, đường, quế và nước.
Đun hỗn hợp và đánh giá chất lượng cảm quan:
Trạng thái: Hỗn hợp không đồng nhất do kích thước của hỗn hợp từ cacao sau
khi xay chưa mịn, vẫn còn hạt lợn cợn khi uống
Mùi: Mùi thơm giống như socola và milo, rất thơm
Vị: Có vị ngọt từ đường nhưng vị đắng và chua gắt từ cacao, lí do là cacao
chưa được trải qua quá trình kiềm hóa nên hàm lượng axit từ cacao không mất
đi (axit được sinh ra trong quá trình lên men)
Hình 9. Đồ uống kiểu Maya
C. Thực hành ổn định nhiệt socola (tempering) Mục đích:
Thực hành qua các bước ổn định nhiệt nhằm tạo dạng thù hình thích hợp để làm socola.
Nguyên liệu, dụng cụ:
Socola đen (loại cooking): 300g
Cốc thủy tinh có mỏ 500 ml Nhiệt kế Đũa khuấy Cánh khuấy Bát inox, thìa, dao Khuôn làm socola Cân Bình ổn nhiệt Tiến hành:
Mẫu có bình ổn nhiệt
Mẫu không bình ổn nhiệt
Cân 200 g sôcôla đen, cắt nhỏ, cho vào Sau khi làm nóng chảy socola, làm nguội
xuống 320C rồi khuôn, rung loại khí và
cốc thủy tinh, làm nóng chảy sôcôla trong để vào tủ lạnh.
lò vi sóng khoảng 2 phút (nhiệt trung bình) Lấy ra khỏi khuôn và so sánh với mẫu có thườ ổn đị
ng xuyên kiểm tra và khuấy. nh nhiệt.
Cân khoảng 5 g sôcôla cắt miếng nhỏ để riêng.
Đặt cốc sôcôla nóng chảy vào bình ổn
nhiệt hoặc nồi cách thủy, dùng thìa khuấy
liên tục ở nhiệt độ 48oC trong 5 phút.
Nhấc cốc ra khỏi bình ổn nhiệt, làm nguội
hạ nhiệt độ xuống 28oC (khuấy liên tục) -
Cho 5 g sôcôla miếng vào trộn đều.
Điều chỉnh nhiệt độ bình ổn nhiệt đến 32oC.