Báo cáo thí nghiệm cà phê cacao_Nguyễn Thu Trang| Môn Công nghệ sản phẩm nhiệt đới| Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
MÔN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ - CACAO GVHD: PGS.TS Hồ Phú Hà PGS. TS Phan Thanh Tâm SVTH: Nguyễn Thu Trang MSSV: 20175261
Hà Nội, tháng 1 năm 2022
PHẦN 1. THÍ NGHIỆM PHẦN CÀ PHÊ
1. Đánh giá chỉ tiêu cơ lý 1.1. Độ ẩm -
Phương pháp: đo bằng dụng cụ xác định độ ẩm nhanh (cho các loại hạt ngũ cốc) -
Tiến hành: cân 100g cà phê nhân, đổ vào máy đo độ ẩm nhanh, đọc và
xử lý kết quả. Mỗi mẫu đo 3 lần và lấy kết quả trung bình. - Kết quả: Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Arabica 13,6% 13,9% 13,7% 13,73% Robusta 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
định 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 là do cà phê được bảo quản trong điều kiện không tốt khiến hạt cà phê hút ẩm từ
môi trường, độ ẩm tăng vượt quá chỉ tiêu cho phép. 1.2.
Phân hạng chất lượng cà phê nhân -
Phương pháp: Sử dụng các lỗ sàng No15; No13; No12 – Theo TCVN 4193:2014 -
Tiến hành: Lỗ sàng to nhất ở trên, xuống dưới kích thước giảm dần, nhỏ
nhất ở dưới. Đổ hạt cà phê lên sàng đầu tiên và tiến hành sàng -
Kết quả: hầu hết các hạt cà phê đều nằm trên sàng No15
Hình: Cà phê Robusta trước phân loại và rang (hạt có ánh hơi nâu, không đồng đều)
Hình: Cà phê Arabica trước phân loại và rang (hạt có ánh xanh, đồng đều) 1.3.
Tổng trị số lỗi với từng hạng cà phê -
Phương pháp: Phân loại bằng tay -
Tiến hành: Lấy khoảng 1000g, 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.
Từ đó tính nhân lỗi theo % khối lượng - Kết quả: Arabica Robusta Khối lượng (g) % khối lượng Khối lượng (g) % khối lượng Tổng 1010 100% 1130 100% Tạp chất 0 0 0 0 Hạt đốm 9,74 0,96% - - Hạt nâu 43,95 4,35% 43,07 3,8% Hạt đen 0 0 1,02 0,09% Hạt non 52,43 5,19% 16,51 1,46% Hạt vỡ 25,48 2,5% - - Lỗi khác - - 35,22 3,11% Tổng lỗi 131,6 13,03% 95,82 8,48%
Hình: Bảng tham chiếu hạt lỗi cà phê -
Nhận xét: Theo TCVN 4193:2014
Với cà phê Arabica, tỉ lệ nhân lỗi = 13,03% đạt chất lượng của hạng chất lượng
A213b (chỉ tiêu lỗi = 14%). Tỉ lệ nhân đen = 0%, đạt chỉ tiêu đối với mọi hạng chất
lượng của cà phê Arabica.
Với cà phê Robusta, tỉ lệ nhân lỗi đạt chất lượng của hạng chất lượng R118a (chỉ
tiêu lỗi = 10%). Tỉ lệ nhân đen, nhân nâu, nhân non đạt chỉ tiêu đối với hạng R213c 1.4.
Chỉ tiêu cảm quan (TCVN 5249-1990) -
Phương pháp: Cuptest
300g cà phê được rang ở 200°C trong thời gian 7 phút đến màu cánh gián 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 các hương
không mong muốn như mùi mốc, mùi chua, mùi thối, mùi ôi khét, mùi ngái, mùi thuốc
trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật,..) - Tiến hành:
300g cà phê được rang ở 200°C trong thời gian 7 phút đến màu cánh gián nhạt.
Sau đó làm nguội và tiến hành xay thành dạng bột. Pha 10 g cà phê bột (±0,1g) cho vào
cốc thủy tinh trong, chuẩn bị 3 cốc cho 3 lần thử, mỗi cốc đổ vào 110 ml nước đun sôi,
khuấy nhẹ và để lắng 5 phút. Cốc đựng thìa cà phê cũng phải được cho thêm nước nóng
để đảm bảo rằng thìa cũng có nhiệt độ giống như cà phê trong cốc. Chờ 1-2 phút, sau
đó dùng thìa đã được hâm nóng để khuấy cốc cà phê. - Kết quả: Arabica Robusta Hương
Mùi cỏ cháy, thảo mộc cháy, mùi thơm
Mùi ngũ cốc, ngô cháy, khét hơn hơi ngái
Nâu đậm, có ánh vàng, màu sẫm Màu sắc
Nâu vàng sáng, có ánh xanh lục hơn Arabica
Vị đắng nhẹ, vị hài hòa, hậu vị Vị đắng cao, chát, nồng, vị đắng Mùi vị ngọt
kéo dài, không có hậu vị ngọt
2. Thực hành rang, xay cà phê và đánh giá chất lượng cà phê rang -
Phương pháp: Chuẩn bị máy rang cà phê, bật điện và khởi động đốt nóng
để nhiệt độ thùng quay đạt 220°C - Tiến hành: Arabica Robusta Khối lượng 868 890 Thời gian 15 phút 15 phút Nhiệt độ 225-230oC 230-235oC - Kết quả: Arabica Robusta Trước rang Sau rang Trước rang Sau rang Độ ẩm ≈ 1% < 1% Khối lượng 868 660 1034 890 % KL giảm 23,96% 13,93% Thể tích 1350ml 2250ml - - % thể tích tăng 66,67% - - Nhận xét:
Khối lượng giảm của cà phê Arabica chiếm 24% (là lượng nước bay hơi), và thể
tích tăng 60% (do hạt xốp hơn sau rang), như vậy cà phê Arabica được rang đúng yêu
cầu do khi so sánh với lí thuyết, rang cà phê đạt tiêu chuẩn khi khối lượng giảm từ 20-
25% và thể tích tăng từ 50-100%
Hình: Hạt cà phê Arabica sau rang
Hình: Hạt cà phê Robusta sau rang
Cà phê Robusta được rang trước – khi này thùng rang nguội, phải nâng đến nhiệt
độ rang yêu cầu. Tuy rang với chế độ Full City Roast nhưng thành phẩm sau rang chỉ ở
dạng Light City Roast (màu nâu sáng), có thể do thời gian rang chưa đủ, hoặc ban đầu
chưa làm lò nóng đạt nhiệt độ – nhiệt độ bên trong buồng rang chưa đạt được 220°C.
Kết thúc quá trình rang (15 phút) chưa có nhiều khói trắng. Ngoài ra, nhiệt kế thùng
rang cắm ở vỏ ngoài, nên có thể có sai số.
Cà phê Arabica tuy rang với chế độ như trên nhưng rang sau, nhiệt trong lò đã
đủ nóng nên cà phê này đạt được đúng chế độ Full City Roast, ngoài ra có quá trình bốc
khói trắng nghi ngút ở giai đoạn cuối của quá trình rang và tiếng nổ lách tách trong
thùng, vì vậy, cà phê có màu đẹp và bên ngoài phủ một lớp dầu bóng, do chính chất béo
từ trong hạt cà phê thoát ra bề mặt hạt.
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 nâu nhạt, nhưng hạt rang không đều màu,
còn cà phê Robusta được xếp hạng 1 do tất cả các chỉ tiêu cảm quan như 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%, có thể do mới rang xong đem đo độ ẩm luôn nên độ ẩm thấp)
3. Đánh giá chất lượng cà phê thành phẩm -
Phương pháp: 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.
Sau đó, tiến hành pha cà phê bằng phin. - Tiến hành:
Xay cà phê ở mức 3 (mức dùng cho cà phê phin)
Pha cà phê phin: 20g bột cà phê + 100ml nước 93-94oC - Kết quả:
Hình: Cà phê Arabica pha phin Arabica Robusta Màu sắc Màu nâu cánh gián đậm Màu nâu sáng Mùi hương Mùi ngái Mùi ngô cháy, hơi khét Vị
Có vị chua nhiều, đắng nhẹ,
Đắng cao, vị ngô cháy, vị hậu vị ngọt
đắng kéo dài trong miệng
Dịch chiết cà phê Màu nâu đậm, hơi sánh
Màu nâu nhạt hơn Arabica, hơi sánh Công thức pha 20g + 100ml nước 20g + 100ml nước KL dịch chiết 69,11g 64,66g Bx 7,5 6
Hiệu suất chiết xuất 25,92% 19,4%
• Công thức tính hiệu suất chiết xuất
𝐾ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 ℎò𝑎 𝑡𝑎𝑛 -
Hiệu suất chiết xuất (EY) = (%)
𝑇ổ𝑛𝑔 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐à 𝑝ℎê 𝑏ộ𝑡
𝐾ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 ℎò𝑎 𝑡𝑎𝑛 - TDS (%) =
𝑇ổ𝑛𝑔 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑑ị𝑐ℎ 𝑐ℎ𝑖ế𝑡
(Trong đó: TDS (%) đo bằng chiết quang kế, hay = Bx)
→ Khối lượng chất hòa tan (g) = TDS (%) * Tổng khối lượng dịch chiết - Nhận xét:
Theo lý thuyết, hiệu suất chiết xuất tối ưu ở khoảng 18-22%. Đối với Robusta
hiệu suất chiết xuất là hợp lý, thu được hương vị chuẩn nhất. Tuy nhiên ở đây Arabica
đạt 25,92%, vượt ngưỡng 22%, sẽ thu được nhiều vị đắng chát và hương vị không mong
muốn, át mất mùi, vị nguyên bản của cà phê.
Có thể do quá trình xay cà phê quá kĩ, bột cà phê được xay qua mịn khiến cho vị
không mong muốn và khó tan cũng đi vào cà phê.
PHẦN 2. THÍ NGHIỆM PHẦN CACAO
1. Xác định một số chỉ tiêu chất lượng nguyên liệu hạt cacao 1.1. Độ ẩm -
Phương pháp: đo bằng dụng cụ xác định độ ẩm nhanh (cho các loại hạt ngũ cốc) -
Tiến hành: cân 100g cà phê nhân, đổ vào máy đo độ ẩm nhanh, đọc và
xử lý kết quả. Mỗi mẫu đo 3 lần và lấy kết quả trung bình. - Kết quả: 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 (6,63%), có thể thấy cacao đủ điều kiện đạt chất lượng loại I (độ ẩm
không lớn hơn 7.5% theo TCVN 7519:2005 1.2. Số hạt/100g -
Phương pháp: Đếm -
Tiến hành: Cân 100g hạt cacao và đếm số lượng hạt - Kết quả: Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Khối lượng 100g 100g 100g 100g Số hạt 83 86 90 86 - Nhận xét:
Số hạt/100g của cacao trong thí nghiệm = 86 hđạt chỉ tiêu của cacao hạng 1A (không lớn hơn 100 hạt/100g) 1.3.
Xác định mức độ lên men và sấy -
Phương pháp: Quan sát màu sắc nhân cacao đã bổ đôi -
Tiến hành: Bổ đôi 100g hạt cacao và so sánh vết cắt các mẫu khác nhau - Kết quả:
Hình: Hạt cacao sau khi bổ đôi Số hạt Tỉ lệ % Ban đầu có 77 100% Hạt mốc - - Hạt bị hư hại - - Hạt chai xám 11 14,28%
Hạt chưa lên men hết 8 10,39% Tạp chất - - - Nhận xét:
Tỉ lệ hạt lỗi lớn, không đạt tiêu chuẩn các hạng cacao
Có thể do chất lượng lên men và sấy không tốt, hoặc lấy mẫu/ số lần đếm chưa có
tính khái quát, phạm vi đếm nhỏ
2. Thực hành rang cacao và đánh giá chất lượng sản phẩm -
Phương pháp: Chuẩn bị máy rang cà phê, bật điện và khởi động đốt nóng
để nhiệt độ thùng quay đạt 140°C -
Tiến hành: Rang ở 140oC trong 10-15 phút - Kết quả:
Hình: Hạt cacao sau rang Khối lượng trước rang 890g Khối lượng sau rang 800g % KL giảm 10,11%
Khối lượng sau tách vỏ 620g % KL vỏ 22,5% Độ ẩm sau rang 4,7% - Nhận xét:
Quá trình rang nhiệt độ không ổn định, không đạt đủ 140oC như yêu cầu và thời
gian rang chưa đủ; ngoài ra trong quá trình rang có mở ra kiểm tra mẫu nhiều lần
nên thất thoát nhiệt nhiều; vậy nên quá trình rang vẫn “non”, dẫn đến khó tách vỏ
3. Thực hành ổn định nhiệt socola -
Phương pháp, tiến hành:
Mẫu có ổn định nhiệt
Mẫu không ổn định nhiệt
Cân 200 g sôcôla đen 55% ít ngọt, cắt
Cân 200 g sôcôla đen 55% ít ngọt, cắt
nhỏ, cho vào cốc thủy tinh, làm nóng
nhỏ, cho vào cốc thủy tinh, làm nóng
chảy socola, dùng thìa khuấy liên tục ở
chảy socola, dùng thìa khuấy liên tục ở
nhiệt độ 48oC trong 5 phút
nhiệt độ 48oC trong 5 phút
Làm nguội hạ nhiệt độ xuống 28oC (khuấy liên tục)
Cho 5 g sôcôla miếng đã cắt nhỏ vào, trộn đều
Tăng đến 32oC, giữ nhiệt độ này ít nhất Làm nguội đến 32oC
15 phút trước khi đổ khuôn
Khuôn làm ấm lên 30oC, rót sôcôla vào
Khuôn làm ấm lên 30oC, rót sôcôla vào
khuôn, rung nhẹ để loại khí, cho khuôn
khuôn, rung nhẹ để loại khí, cho khuôn
sôcôla vào tủ lạnh khoảng 1giờ
sôcôla vào tủ lạnh khoảng 1giờ - Kết quả:
Hình: Socola sau khi ổn định nhiệt và rót khuôn
Hình: Sản phẩm socola - Nhận xét:
Hình: Socola thành phẩm
4 cột bên trái là mẫu có ổn định nhiệt, 4 cột bên phải là mẫu không ổn định nhiệt
Mẫu có ổn định nhiệt bề mặt bóng, dễ lấy ra khỏi khuôn, khi bẻ có tiếng giòn,
khi lấy ra bằng tay không bị chảy ngay, tan chảy trong miệng
Mẫu không ổn định nhiệt ít bóng hơn, rất khó lấy ra khỏi khuôn, khi bẻ/cắt bị
bở, không giòn cầm bằng tay tan chảy ngay, dễ chảy
➔ Khi có quá trình ổn định nhiệt (28oC → 32oC), tinh thể bơ cacao dạng V được
hình thành, là dạng tinh thể bền nên khi cầm trên tay sẽ lâu bị chảy, khi ngậm
trong miệng mới tan chảy. Ngoài ra tinh thể dạng V cũng tạo cấu trúc cho socola
có độ giòn nhất định, bề mặt sáng bóng và tránh được hiện tượng “nở hoa”.
➔ Mẫu không ổn định nhiệt (32oC) không tạo được thành tinh thể dạng V nên không
có được các tính chất mong muốn và ổn định như mẫu có ổn định nhiệt
4. Pha chế đồ uống Maya
• Xay nhuyễn hạt cacao bằng máy xay sinh tố
Trong khi xay, nhiệt tỏa ra nhiều do ma sát của máy, cũng do chất béo chảy ra
từ hạt cacao tạo thành 1 khối đặc quánh, sệt nên ma sát lớn, nên khi xay cần cho máy
nghỉ liên tục, tránh tăng nhiệt quá cao.
Khi xay ra, khối cacao có mùi rất thơm (giống mùi socola), khối hạt dần chuyển
từ dạng khô sang dạng sệt. Tuy nhiên kích thước các hạt vẫn rất to do chỉ xay bằng máy
xay sinh tố, tạo cảm giác lợn cợn trong miệng.
• Pha đồ uống Maya: nguyên liệu gồm dịch cacao, sữa tươi, sữa đặc, đường, quế,
nước → Đun, khuấy đều
Đồ uống có mùi thơm đặc trưng của cacao và quện với mùi thơm của sữa và quế.
Khi uống vào có cảm giác lợn cợn trong miệng, các hạt kích thước lớn khi vào miệng
tan ra gây vị đắng và chua gắt. Vị chua này có thể là do chưa có quá trình kiềm hóa nên
lượng axit sinh ra từ quá trình lên men chưa được trung hòa, tạo vị chua gắt.