Báo cáo thí nghiệm cà phê cacao_Đỗ Quang Hào| 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 hướng dẫn PGS.TS. Hồ Phú Hà PGS.TS. Phan Thanh Tâm
Sinh viên thực hiện Đỗ Quang Hào -20174651 Hà Nội, 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
1. Đánh giá chất lượng cà phê nhân 1.1. Độ ẩm:
- Đo bằng máy đo độ ẩm
- Cách tiến hành: Cân 100 gam cà phê nhân, đổ vào máy đo độ ẩm nhanh, ấn nút 64
cho cà phê nhân (coffee beans) và đọc kết quả  Cà phê Arabica Độ ẩm Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Kết quả 13.6% 13.9% 13.7% 13.73%  Cà phê Robusta Độ ẩm Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Kết quả 14.5% 14.6% 14.5% 14.53%
 Nhận xét: Theo TCVN:2007 (ISO 6673:2003) chỉ tiêu độ ẩm là chỉ tiêu rất
quan trọng quyết điịnh chất lượng trong quá trình bảo quản và kĩ thuật rang cà
phê, độ ẩm cho phép không lớn hơn 12,5%, vậy 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 tốt khiến ẩm bên ngoài dễ dàng xâm nhập. 1.2.
Phân loại chất lượng cà phê nhân theo TCVN 4193:2014:
- Cà phê Robusta và Arabica đều có kích thước lớn hơn lỗ sàng N°15 (sàng cỡ lớn
tại phòng thí nghiệm) nên không cần tiến hành thí nghiệm này 1.3.
Tổng trị số lỗi cho phép đối với từng hạng cà phê TCVN 4193:2014
- Cân hạt cà phê nhân mỗi loại, xác định trị số lỗi: Loại cà phê
Nhân lỗi (% khối lượng)
Tạp chất (% khối lượng) Arabica 19.19% 0% Robusta 31.94% 0%
 Nhận xét: Theo TCVN 4193:2014, cà phê Arabia sẽ không đủ tiêu chuẩn để
xếp hạng (hạng thấp nhất cho phép tỉ lệ nhân lỗi là 14%), cà phê Robusta sẽ
được xếp hạng 3 (tỉ lệ nhân lỗi nhỏ hơn 70% nhưng lại lớn hơn 24%)
Hình ảnh nhận biết nhân lỗi của cà phê Loại cà phê Nhân đen Nhân nâu Nhân non Nhân lỗi khác (g) (%) (g) (%) (g) (%) (g) (%) Robusta
1.02 0.34 % 43.07 14.36% 16.51 5.5% 35.22 11.74% (300gr) Arabica 0 0% 43.95 4.35% 52.43 5.19% 97.4 9.37% (1010 gr)
 Nhận xét: Tỉ lệ nhân nâu chiếm phần lớn trong số hạt lỗi của cà phê, có nhiều
nguyên nhân gây ra, có thể là do bị côn trùng tấn công trên quả non (rệp
Antestia), do quả chín quá mức, do xát tươi không đúng kĩ thuật hoặc do kéo
dài thời gian làm khô quả chín. 1.4.
Chỉ tiêu cảm quan:
- 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, cân 10 gam cà phê trong cốc thủy
tinh với 110 ml nước đun sôi, khuấy nhẹ và để lắng 5 phút - Kết quả: Loại cà Hương thơm Màu sắc Mùi vị phê Arabica Mùi malt đại mạch, Nâu vàng sáng, có
Vị đắng, chát nhẹ, có vị mùi mật ong ánh xanh lục
giống khi uống bột đỗ xanh
Robusta Mùi ngũ cốc (gạo, Nâu đậm, có ánh
Vị rễ cây, mùi vị của
ngô xay), khi ngửi kĩ vàng, màu sẫm hơn
đậu tương, đắng hơn so thấy có mùi mốc so với Arabica với cà phê Arabica
2. Thực hành rang, xay cà phê và đánh giá chất lượng cà phê rang: 2.1.
Thực hành rang, xay cà phê
- Chuẩn bị máy rang cà phê, bật điện và khởi động đốt nóng để nhiệt độ thùng quay đạt 220°C
- Tiến hành cân và rang với chế độ nhiệt khác nhau cho từng loại cà phê: Loại cà phê Khối lượng Thể tích Thời Nhiệt độ Trước Sau Trước Sau gian rang (gr) rang rang rang (gr) (ml) (ml) Arabica 868 660 1350 2250 15 phút 225-230°C Robusta 890 880 15 phút 230-235°C
 Nhận xét: Khối lượng chất bay hơi của cà phê Arabica chiếm 24% và thể tích
tăng 60%, như vậy có thể thấy cà phê Arabica được rang đúng yêu cầu do khi
so sánh với lí thuyết, rang cà phê đạt tiêu chuẩn khi thể tích tăng từ 50-100%
 Nhận xét: Hình ảnh hai loại cà phê lần lượt là Arabica và Robusta sau khi
rang. 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.  Nhận xét:
 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
 Theo TCVN 5250-2007 (ISO 9116:2004) 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%) 2.2.
Đánh giá chất lượng cà phê thành phẩm:
- Từ cà phê sau khi rang, làm nguội, 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.
- 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: Loại cà Màu sắc Mùi Vị Cà phê pha Nồng phê độ chất khô Arabica Màu nâu Hương Vị đắng, ngô Hầu như 6 trầm, nâu thơm trong cháy, không sánh, hổ phách khoang như nước đậm miệng thông thường Robusta Màu nâu Có mùi Vị ngô cháy, Hầu như 7.5 cánh gián thuốc lá và đắng hơn so không sánh, khói nhiều
với Arabica rất như nước nhiều, thông thường
 Nhận xét: Từ nồng độ chất khô hòa tan, có thể tính được chỉ số EI của hai loại cà phê như sau: 6
𝐸𝐼𝐴𝑟𝑎𝑏𝑖𝑐𝑎 = × 100% = 30% 20 7.5
𝐸𝐼𝐴𝑟𝑎𝑏𝑖𝑐𝑎 = × 100% = 37.5% 20
 Từ chỉ số trên, so sánh với lí thuyết, quá trình chiết xuất hợp lí khi chỉ số EI
nằm trong khoảng từ 18-22%, nếu chỉ số vượt ngưỡng 22%, sẽ thu được nhiều
vị đắng chát và hương vị không mong muốn – phù hợp với tính chất cảm quan
thu được (mùi khói/vị ngô cháy). Lí do có thể do quá trình xay cà phê quá kĩ,
bột cà phê được xay qua mịn khiến cho vị không mong muốn cũng được giải
phóng và hàm lượng chất khô cao.
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
1. Xác định một số chỉ tiêu chất lượng nguyên liệu hạt cacao:
- Xác định độ ẩm khối hạt bằng máy đo độ ẩm: Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Độ ẩm 6.5% 6.7% 6.7% 6.63%
 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%)
- Xác định mức độ lên men và sấy bằng cách quan sát vết cắt:
 Nhận xét: 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 83 86 90 có trong 100 gam Số hạt % Số hạt % Số hạt % Hạt chưa 8 9.64 8 9.33 8 8.88 lên men xong Hạt không 0 0 0 0 0 0 thể lên men Hạt chai 0 0 0 0 0 0 xám Hạt mốc 0 0 0 0 0 0
2. Thực hành rang hạt cacao và chế biến đồ uống truyền thống Maya:
- Mục đích của quá trình rang để tạo hương và tách vỏ cacao, thuận tiện cho sản xuất dịch cacao
- Tiến hành rang hạt cacao ở nhiệt độ 140°C trong 50 phút.
 Nhận xét: 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.
- Tách vỏ, làm sạch nhân và cân lại: Khối lượng (gam) Trước rang 890 Sau rang 800 Sau khi tách vỏ 620
- Tiến hành xay nhuyễn bằng máy xay sinh tố:
 Nhận xét: Trong quá trình xay, nhiệt tỏa ra rất lớn, một phần là do ma sát của
máy, một phần là do chất béo từ hạt cacao được giải phóng ra tạo ra lực ma sát
với lưỡi dao của máy xay sinh tố, vậy nên trong quá trình xay cần phải dừng lại
và mở nắp để giải phóng nhiệt. Khi mở nắp, hương thơm của cacao ngào ngạt,
rất giống hương thơm của socola, cấu trúc của hỗn hợp dần chuyển sang lỏng
nhớt. Tuy nhiên, do xay bằng máy xay sinh tố nên không thể xay mịn hoàn
toàn hạt cacao, khi nếm thấy rất nhiều lợn cợn.
- Chế biến đồ uống kiểu Maya: Nguyên liệu bao gồm: cacao sau khi xay, sữa tươi (2
hộp), sữa đặc (2 hộp), đường, quế, 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)
3. Thực hành ổn nhiệt socola:
- Mục đích: Thực hành qua các bước ổn định nhiệt nhằm tạo dạng thù hình thích hợp để làm socola
- Tiến hành: Sử dụng socola đen 55%, ít ngọt Mẫu ổn nhiệt Mẫu không ổn nhiệt
 Cân 200 gam socola đen, cắt nhỏ, cho
 Cân 200 gam socola đen, cắt
vào cốc thủy tinh, làm nóng chảy socola
nhỏ, cho vào cốc thủy tinh,
 Đặt socola đã nóng chảy vào nồi cách làm nóng chảy socola
thủy, giữ ở 48°C trong 5 phút
 Đặt socola đã nóng chảy vào
 Làm nguội xuống 28°C khuấy liên tục
nồi cách thủy, giữ ở 48°C
 Cân 5 g socola cắt miếng nhỏ, sau đó trong 5 phút
trộn đều với hỗn hợp socola đã đun chảy
 Làm nguội xuống 32°C rồi rót
 Cho cốc vào bình ổn nhiệt, khuấy, giữ ở
khuôn, rung loại khí và để
nhiệt độ 32°C xong 15 phút vào tủ lạnh khoảng 1h
 Khuôn được làm ấm lên 30°C, rót socola
vào khuôn, rung nhẹ để làm vỡ bọt khí,
cho khuôn vào tủ lạnh khoảng 1h  Cơ sở lý thuyết:
- Socola được làm nóng ở 48°C để làm tan chảy hoàn toàn các tinh thể chất béo
- Socola được hạ lạnh xuống 28°C và trộn với 5 gam socola đã cắt nhỏ với mục đích
để tạo mầm kết tinh (beta IV và beta V)
- Sau đó socola được nâng lên nhiệt độ 32°C – đây là nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ
nóng chảy của tinh thể α và β’ không bền nhưng dưới điểm nóng chảy của βv
mong muốn  Đưa hỗn hợp socola tới nhiệt độ này và giữ ở 15 phút với mong
muốn chuyển tinh thể chất béo về dạng beta V bền vững - ở dạng này, socola sẽ
cứng, tan chảy trong miệng, có độ vỡ giòn tốt, bề mặt bóng, có khả năng chống nở hoa chất béo tốt.
- Làm nóng khuôn có nhiệt độ 30°C trước để tránh hiện tượng lớp vỏ sát thành khuôn bị lồi lõm  Kết quả:
- 4 hàng khuôn bên tay trái là hình ảnh của mẫu có trải qua quá trình tempering, 4
hàng khuôn bên tay phải là hình ảnh mẫu không có quá trình tempering:
 Mẫu có tempering có màu nâu đậm vẻ ngoài bóng hơn, khi bẻ có tiếng kêu, khi
cầm không dính tay và tan chảy khi ngậm ở trong miệng một khoảng thời gian
 Mẫu không có quá trình tempering có màu nâu vàng, giống như dung dịch socola,
rất khó dóc khuôn, khi cầm bị dính tay ngay và tan chảy tạo cảm giác ướt ngay khi ở trong miệng.
 So sánh vị của hai mẫu, không thấy khác biệt quá lớn.
 Nhận xét: Như vậy, do không có quá trình tempering khiến cho socola mất vẻ
ngoài bóng đẹp và màu không được đẹp như màu của mẫu có tempering, khi
cầm bị dính tay và tan chảy ngay trong miệng do cấu trúc tinh thể chất béo α
và β’ rất mềm. Bên cạnh đó, mẫu không có quá trình tempering dễ dóc khuôn
hơn do là chất béo không được chuyển về dạng beta V, nên chúng không co lại
tốt trong quá trình đổ khuôn.