Báo cáo thí nghiệm cà phê cacao_Phùng Thị Oanh| 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 VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ----------
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MÔN
CÔNG NGHỆ CÀ PHÊ, CACAO Họ và tên sinh viên: Phùng Thị Oanh MSSV: 20175056 Lớp: KTTP-02_K62 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phan Thanh Tâm PGS.TS Hồ Phú Hà Hà Nội, 01/2022 Phần 1: CACAO I.
Mục đích thí nghiệm
- Xác định một số chỉ tiêu chất lượng nguyên liệu hạt ca cao  Số hạt có trong 100g  Độ ẩm  Hạt chai xám  Hạt mốc
 Hạt bị hư hại do côn trùng, hạt nảy mầm
 Phân loại chất lượng theo TCVN 7519:2005
- Thực hành rang hạt ca cao và chế biến đồ uống truyền thồng Maya II. Tiến hành thí nghiệm
1. Xác định một số chỉ tiêu chất lượng hạt ca cao
- Số hạt có trong 100g: cân chính xác 100g nguyên liệu hạt cacao. Tiến hành đếm số
hạt trong 100g nguyên liệu hạt cacao. Thực hiện đếm 3 lần với 3 mẫu khác nhau.
- Xác định đo độ ẩm hạt cacao: cân 100g hạt ca cao rồi đo độ ẩm bằng máy đo độ ẩm.
Thực hiện đo 3 lần với 3 mẫu khác nhau.
- Xác định phần trăm hạt chai xám, hạt mốc, hạt bị hư hại do côn trùng, hạt nảy mầm,
tạp chất, hạt chưa lên men. Cắt đôi hạt và quan sát. Sau đó đếm số hạt bị khuyết tật sau khi cắt.
2. Rang hạt ca cao và chế biến đồ uống truyền thồng Maya a) Rang hạt ca cao
- Mục đích: rang hạt cacao để tạo hương và tách vỏ cacao tạo thuận tiện cho sản xuất dịch cacao. - Nguyên liệu, dụng cụ
 Hạt cacao đã lên men: 1225g  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 140°C 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, cấu trúc
b) 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 - Nguyên liệu, dụng cụ
 Socola đen (loại cooking): 300g
 Cốc thủy tinh có mỏ 500ml  Nhiệt kế  Đũa khuấy  Bình ổn nhiệt  Cánh khuấy  Bát inox, thìa, dao  Khuôn làm socola  Cân - Tiến hành
 Mẫu có ổn định nhiệt:
 Cân 200g socola đen, cắt nhỏ, cho vào cốc thủy tinh, đun cách thủy để làm nóng
chảy socola (nhiệt trung bình) thường xuyên kiểm tra và khuấy
 Cân khoảng 5g socola cắt miếng nhỏ để riêng
 Đặt cốc socola nóng chảy vào bình ổn nhiệt, làm nguội hạ nhiệt độ 48°C trong 5 phút
 Nhấc cốc ra khỏi bình ổn nhiệt, làm nguội hạ nhiệt độ xuống 28°C (khuấy liên tục)
 Cho 5g socola miếng vào trộn đều
 Điều chỉnh nhiệt độ bình ổn nhiệt đến 33°C
 Cho cốc vào bình ổn nhiệt, bật cánh khuấy liên tục, khi nhiệt độ tăng đến 32°C. giữ
nhiệt độ này ít nhất 15 phút trước khi đổ khuôn.
 Khuôn làm ấm lên 30̊C, rót socola vào khuôn, rung nhẹ để loại khí, cho khuôn
socola vào tủ lạnh khoảng 1 giờ.
 Lấy ra úp khuôn lấy socola
 Đo độ cứng của socola bằng máy Texture Analyser, quan sát so sánh với mẫu không ổn định nhiệt.
 Mẫu không ổn định nhiệt
 Sau khi làm nóng chảy socola, làm nguội xuống 32°C rồi rót khuôn, rung loại khí và để vào tủ lạnh.
 Lấy ra khỏi khuôn và so sánh với mẫu có ổn định nhiệt. III. Kết quả thí nghiệm
1. Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng nguyên liệu hạt ca cao
Hình 1. Hạt ca cao nguyên liệu
- Đếm số hạt có trong 100g nguyên liệu  Mẫu 1: 76 hạt  Mẫu 2: 83 hạt  Mẫu 3: 81 hạt  Mẫu 4: 86 hạt  Mẫu 5: 89 hạt
 Số hạt trung bình có trong 100g nguyên liệu: 76+83+81+86+89 = 83 (hạt) 5 - Đo độ ẩm  Mẫu 1: 8%  Mẫu 2: 7,5%  Mẫu 3: 7,5%  Mẫu 4: 7%  Mẫu 5: 7,3%
 Độ ẩm trung bình trong 100g nguyên liệu: 8%+7,5%+7,5%+7%+7,5% = 7,46% 5
- Phần trăm hạt không đạt yêu cầu:
Trong100g nguyên liệu (88 hạt) thì có:  23 hạt chưa lên men  2 hạt chai  1 hạt mốc
 Phần trăm số hạt chưa lên men: 23x100% = 26,14% 88
Phần trăm số hạt chai: 2 x100% = 2,27% 88
Phần trăm hạt mốc: 1 x100% = 1,14% 88 Hình 2. Cắt hạt cacao
 Dựa trên kết quả vừa tính toán được ở các mục trên:
 Số hạt trung bình trong 100g nguyên liệu hạt cacao: 87,67 hạt
 Độ ẩm trung bình: 7,5%
 Phần trăm số hạt chai: 2,27% < 2,5%
 Phần trăm số hạt mốc: 1,14% < 3%
Theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7519:2005 thì nguyên liệu hạt cacao trên đạt chất lượng loại A.
2. Thực hành rang hạt cacao và đánh giá chất lượng sản phẩm
Hình 3. Máy rang dạng thùng quay
- Máy thuộc dạng thùng quay,đầu đo nhiệt độ được đặt bên ngoài vỏ nên nhiệt độ bên
ngoài và bên trong và trong vỏ là khác nhau  nên để rang cacao ở nhiệt độ 140°C
thì cần cài đặt chế độ gia nhiệt lên 170°C để nhiệt độ tâm đạt như yêu cầu. Khi nhiệt
độ bên trong thùng đạt 140°C thì cho hạt cacao vào rang trong 10 phút.
- Tuy nhiên, do lần đầu được thao tác, vận hành với máy, nhiệt độ trên máy hiển thị
cũng không phải chính xác nhiệt độ trong thùng quay nên xử lý chưa được nhanh
làm lỡ mất thời gian, do đó thời gian bị kéo dài và dẫn đến kết quả bị cháy.
Hình 4. Hạt cacao sau khi rang 3. Ổn đinh nhiệt socola
- Về màu sắc: so sánh giữa 2 mẫu thì mẫu tempering có màu sắc đậm hơn.
- Về sự róc khuôn: mẫu tempering róc khuôn và dễ lấy ra khỏi khuôn hơn mẫu không có tempering.
- Mùi vị, cấu trúc: Với mẫu không tempering có cấu trúc cứng hơn, khi ăn không tan
trong miệng. Còn mẫu có tempering có độ mềm mịn và mượt hơn, khi ăn có cảm giác tan trong miệng.
Hình 5. Mẫu socola có tempering Phần 2: CÀ PHÊ I.
Mục đích thí nghiệm
- Xác nhận một số chỉ tiêu chất lượng nguyên liệu cà phê nhân  Độ ẩm
 Phân hạng chất lượng cà phê nhân theo TCVN 4193:2014
 Tỷ lệ phần trăm hạt khuyết tật, tạp chất
 Cảm quan (thử cup test)
- Thực hành rang, xay cà phê và đánh giá chất lượng cà phê rang
- Đánh giá chất lượng thành phẩm II. Tiến hành thí nghiệm
1. Xác định một số chỉ tiêu chất lượng nguyên liệu cà phê nhân
Tiến hành xác định chỉ tiêu chất lượng của cà phê nhân đối với 2 loại: Arabica và Robusta.
- Đo độ ẩm của hạt cà phê bằng cách sử dụng máy đo độ ẩm. Đo độ ẩm của 100g hạt
cà phê, thực hiện đo với 3 mẫu khác nhau.
- Xác định tỷ lệ cà phê trên cà phê trên lỗ sàng (lỗ sàng các kích thước 15, 13 và 12).
Xếp các sàng lần lượt từ dưới lên trên theo kích thước lỗ sàng tăng dần. Thực hiện
sàng 300g cà phê nhân qua lần lượt các lỗ sàng 15-13-12 sau đó cân khối lượng hạt cà phê trên từng sàng.
- Xác định tỷ lệ hạt khuyết tật và tính tỷ lệ khuyết tật trên tổng khối lượng cà phê nhân đem phân loại.
- Chỉ tiêu cảm quan: rang và thử cuptest
 Rang 140g cà phê nhân rang (2 loại cà phê Arabica và Robusta) ở 200°C trong từ 5 đến 7 phút.
 Sau đó làm nguội và xay cà phê thành bột.
 Pha thử cup test: mỗi nhóm chuẩn bị 3 cốc và thử. Thực hiện đánh giá mùi hương,
màu sắc, mùi vị. Cân 10g cà phê vào cốc thủy tinh. Mỗi cốc đổ 150ml nước sôi, đưa
cốc lên mũi và cảm nhận mùi hương thơm. Khuấy nhẹ và để lắng 5 phút. Uống 1
ngụm cà phê và cảm nhận về vị: vị đắng, độ chua, độ đậm nhạt như nào, hậu vị của cà phê như nào?
2. Thực hành rang xay cà phê và đánh giá chất lượng cà phê rang
- Chuẩn bị máy rang cà phê, bật điện và khởi động phần đốt nóng để nhiệt độ thùng
quay đạt 220°C rồi mới cho cà phê nhân vào
- Rang ở 230°C trong 12 phút với cà phê Arabica và rang ở 220°C trong 21 phút đối
với cà phê Robusta nhầm chế độ rang do ban đầu xác định nhầm 2 loại cà phê nhân.
- Đánh giá chất lượng rang theo TCVN 5250-2007 (ISO 9116:2004)
3. Đánh giá chất lượng cà phê bột
- Nguyên liệu: Cà phê nhân đã rang ở trên - Dụng cụ:  Máy xay cà phê  Bộ phin pha cà phê  Cốc, thìa - Tiến hành
 Cà phê sau khi rang được làm nguội
 Xay cà phê thành bột mịn
 Đánh giá cảm quan cà phê bột
 Pha cà phê bằng phin và đánh giá cảm quan: Cho 1 lượng cà phê bột vào phin, đậy
nhẹ nắp phin. Đổ 1 chút nước nóng để cà phê ngấm nước và nở ra, rồi rót tiếp phần nước còn lại III.
Kết quả thí nghiệm
Hình 1. Cà phê nhân Arabica (bên trái) và Robusta (bên phải)
1. Xác đinh một số chỉ tiêu chất lượng hạt cà phê nhân
- Đo độ ẩm: đo độ ẩm của 2 loại cà phê: Arabica và Robusta bằng máy đo độ ẩm
nhanh, ta thu được bảng kết quả sau: Loại cà phê Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Trung bình Arabica 13,7% 14% 13,9% 13,87% robusta 14,5% 14,7% 14,3% 14,5%
 Theo tiêu chuẩn TCVN:2007 (ISO 6673:2003) thì độ ẩm cho phép của cà phê nhân
là ≤ 12,5%. Nhận thấy rằng độ ẩm của 2 loại cà phê đo được đều không đạt tiêu
chuẩn (ẩm trung bình đều >12,5%). Kết quả trên có thể do hạt cà phê tiếp xúc lâu
ngoài không khí nên hút ẩm trở lại, do khay chứa hạt cà phê còn ẩm, hoặc do trong
quá trình đo ẩm không chính xác. - Kích thước hạt:  Arabica: sàng 300g
Khối lượng hạt trên sàng 15: 300g
 Tỷ lệ hạt trên sàng 15: 100%  Robusta: sàng 300g
Khối lượng hạt trên sàng 15: 300g
 Tỷ lệ hạt trên sàng 15: 100%
So sánh với bảng tỷ lệ khối lượng đối với từng hạng cà phê trên lỗ sàng theo TCVN
4193:2014, ta thấy cả 2 loại cà phê nhân đều có tỷ lệ trên sàng 15 là 100%  cả 2
loại đều đạt chất lượng từ hạng 2 trở lên.
- Tỷ lệ hạt khuyết tật:
Hình 2. Bảng tham chiếu các lỗi, khuyết tật của cà phê nhân
Sau khi phân loại khuyết tật, ta có bảng kết quả sau:
Bảng 2. Tỷ lệ khuyết tật của cà phê nhâ Arabica và Robusta Arabica Robusta Khối lượng Phần trăm (%) Khối lượng Phần trăm (g) (g) (%) Ban đầu 1100 100 960 100 Nhân non 19,05 1,73 8,66 0,9 Nhân đen 0 0 29,40 3,06 Nhân nâu 9,22 0,84 34,18 3,56 Tổng khuyết tật 200 18,18 112,76 11,74
 Tỷ lệ khuyết tật khá lớn do quá trình phân loại quá kỹ
- Cảm quan (Thử cup test):
Hình 3. Nhân cà phê sau khi rang cup test (bên trái là Robusta, bên phải là Arabica)  Arabica:
 Màu sắc: hơi đậm màu quá so với yêu cầu do thao tác chậm nên thời gian trên bếp hơi lâu.
 Mùi: hơi ngái, không có mùi mốc, khác với mùi tự nhiên do bị biến đổi một phần khi rang.
 Nếm thử: mùi khét, ngái, màu đậm, vị đắng và chua nhẹ hơn Robusta, có hậu vị mạnh  Robusta:
 Màu sắc: vừa đạt chuẩn so với cup test
 Mùi: thơm mùi mật ong, cỏ cây, không có mùi mốc, mùi tự nhiên không bị
biến đổi trong quá trình rang
 Nếm thử: có mùi mật ong, cỏ cây, vị chua hơn và ít đắng hơn so với Arabica, hậu vị ngọt
2. Thực hành rang xay cà phê và đánh giá chất lượng cà phê rang
Cả 2 loại cà phê sau khi rang đều có màu nâu cánh gián đậm, không có mùi khét, cháy, có
mùi thơm đặc trưng của cà phê.
Hình 4. Nhân cà phê Arabica sau khi rang - Arabica:
 Khối lượng trước rang: 900g
 Thể tích trước rang: 1460ml
 Khối lượng sau rang: 760g
 Thể tích sau rang: 2200ml
 Tỷ lệ giảm khối lượng: 900−760x100% = 15,56% 900
Tỷ lệ tăng thể tích: 2200−1460x100% = 50,68% 1460
Thể tích hạt cà phê sau khi rang tăng gấp 1,5 lần trước khi rang. - Robusta:
 Khối lượng trước rang: 847,24g
 Thể tích trước rang: 1340ml
 Khối lượng sau rang: 700g
 Thể tích sau rang: 1850ml
 Tỷ lệ giảm khối lượng: 847,24−700x100% = 17,38% 847,24
Tỷ lệ tăng thể tích: 1850−1340x100% = 38,06% 1340
Thể tích hạt cà phê sau khi rang tăng gấp 1,38 lần trước khi rang.
 Thể tích của Arabica tăng 50%, như vậy phù hợp với lý thuyết cà phê đạt chuẩn khi
thể tích tăng từ 50-100%
3. Đánh giá chất lượng cà phê bột
- Đánh giá cảm quan bột cà phê: Cả 2 loại bột đều mịn, đồng đều, tơi xốp, có màu
nâu cánh gián. Arabica có mùi đậm hơn so với Robusta (Robusta mùi ngai ngái do
rang hơi non, chưa đạt đến độ yêu cầu), hương của Arabica không thơm bằng Robusta.
- Đánh giá cà phê pha phin: Robusta đắng hơn và chua ít hơn Arabica, vị nhạt hơn so với Robusta - Hiệu suất thu dịch:
 Arabica: khối lượng dịch chiết thu được:  Mẫu 1: 66,84g  Mẫu 2: 75,37g  66,84+75,37
Khối lượng dịch chiết trung bình là: = 71,085g 2
o Nồng độ chiết xuất là:
𝐾ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 ℎò𝑎 𝑡𝑎𝑛 265 %TDS = = ×100%=6%
𝑇ổ𝑛𝑔 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎ𝑖ế𝑡 𝑥𝑢ấ𝑡 71,085
o Nồng độ chất khô của dịch chiết là: Bx = 6
Khối lượng chất hòa tan của dịch chiết là: 6 ×71,085=4,265g 100
o Tỷ lệ chiết xuất là:
𝐾ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 ℎò𝑎 𝑡𝑎𝑛 4,265 Ey = = ×100% = 21,308%
𝑇ổ𝑛𝑔 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐à 𝑝ℎê 𝑏ộ𝑡 20
 Robusta: khối lượng dịch chiết thu được:  Mẫu 1: 45,84g  Mẫu 2: 40,12g
 Khối lượng dịch chiết trung bình là: 45,84+40,12 = 42,98g 2
o Nồng độ chiết xuất là:
𝐾ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 ℎò𝑎 𝑡𝑎𝑛 3,224 %TDS = x100% = ×100%=7,5%
Tổng khối lượng chiết xuất 42,98
o Nồng độ chất khô của dịch chiết là: Bx = 7,5
Khối lượng chất hòa tan của dịch chiết là: 7,5 ×42,98=3,224g 100
o Tỷ lệ chiết xuất là:
𝐾ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 ℎò𝑎 𝑡𝑎𝑛 3,224 Ey = = ×100% = 32,235%
𝑇ổ𝑛𝑔 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐à 𝑝ℎê 𝑏ộ𝑡 20
 Thường thì chỉ số Ey sẽ nằm trong khoảng từ 18-22%. Như vậy, theo tính toán ở
trên thì quá trình chiết xuất của Arabica là hợp lý vì nằm trong khoảng này. Còn
chỉ số Ey của Robusta nằm vượt khoảng đó nên sẽ thu được những hương vị
không mong muốn và nhiều vị đắng chát hơn bình thường.