Báo cáo thí nghiệm cà phê cacao_Vũ Văn Quyết| 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
Công nghệ các sản phẩm nhiệt đới
Module: Công Nghệ Café - Cacao
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Phan Thanh Tâm PGS.TS Hồ Phú Hà
Sinh viên thực hiện: Vũ Văn Quyết
Mã số sinh viên: 20175118
Mã lớp: 130015
Mã lớp thí nghiệm: 712886
Hà Nội, 01 năm 2022
PHẦN 1: THÍ NGHIỆM CÔNG NGHỆ CACAO
1.1 Xác định một số chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu hạt cacao
1.1.1 Các chỉ tiêu chất lượng cần xác định
Chất lượng của nguyên liệu hạt cacao được xác định theo Tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 7519:2005. Trong bài thí nghiệm, tiến hành xác định các chỉ tiêu sau: - Số hạt trong 100 g - Độ ẩm
- Phần trăm hạt chai xám - Phần trăm hạt mốc
- Phần trăm hạt bị hư hại do côn trùng, hạt nảy mầm - Phần trăm tạp chất
- Phần trăm hạt chưa lên men 1.1.2 Tiến hành
Xác định số hạt trong 100 g: cân 100 g nguyên liệu hạt cacao. Tiến hành đếm số hạt
trong 100 g hạt. Thực hiện đếm 3 lần với 3 mẫu khác nhau.
Xác định độ ẩm của hạt cacao: sử dụng máy đo ẩm nhanh. Đo độ ẩm của 100 g hạt
cacao. Thực hiện đo 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: cân 100 g hạt cacao. Cắt đôi hạt và quan sát. Đếm số hạt theo yêu cầu.
1.1.3 Kết quả thí nghiệm
a) Số hạt trong 100 hạt
Kết quả đếm số hạt trong 100 g của 3 mẫu hạt cacao: - Mẫu 1: 87 hạt - Mẫu 2: 88 hạt - Mẫu 3: 88 hạt
Vậy số hạt trung bình trong 100 g hạt cacao là: (87 + 88 + 88) ÷ 3 = 87,67 hạt b) Độ ẩm
Kết quả đo độ ẩm của 100 g hạt cacao của 3 mẫu: - Mẫu 1: 7,6% - Mẫu 2: 7,4% - Mẫu 3: 7,5%
Vậy số hạt trung bình trong 100 g hạt cacao là: (7,6 + 7,4 + 7,5) ÷ 3 = 7,5% 1
c) Phần trăm hạt không đạt yêu cầu
Hình 1: Hạt cacao cắt đôi
Kết quả đếm số hạt không đạt yêu cầu trong 100 g hạt cacao (gồm 88 hạt):
- Hạt chưa lên men: 23 hạt - Hạt chai xám: 2 hạt - Hạt mốc: 1 hạt
Tỷ lệ phần trăm hạt chưa lên men là: × 100 = 26,14%
Tỷ lệ phần trăm hạt chai xám là: × 100 = 2,27%
Tỷ lệ phần trăm hạt mốc là: × 100 = 1,14% d) Nhận xét
Nguyên liệu hạt cacao có số hạt trong 100 g là 87,67 hạt (nhỏ hơn 100 hạt) Độ ẩm cacao đạt 7,5%
Hạt chai xám là 2,27% (thấp hơn 3%)
Hạt mốc là 1,14% (thấp hơn 3%)
Theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7519:2005, nguyên liệu hạt cacao đạt chất lượng loại 1A.
1.2 Thực hành rang cacao và đánh giá chất lượng sản phẩm 1.2.1 Mục đích
Rang hạt cacao để tạo hương và tách vỏ cacao, tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất dịch cacao. 2
1.2.2 Nguyên liệu – dụng cụ - Hạt cacao đã lên men - Máy rang - Cân - Máy xay sinh tố - Nhiệt kế 1.2.3 Tiến hành
B1: Cân khối lượng hạt cacao trước khi rang
B2: Tiến hành rang hạt cacao ở 140oC trong 10 phút
B3: Cân khối lượng hạt cacao sau khi rang để tính hiệu suất
B4: Tách vỏ, làm sạch nhân. Cân lại khối lượng để tính hiệu suất thu hồi
B5: Xay nhuyễn hạt cacao sau khi rang bằng máy xay sinh tố
B6: Đánh giá mùi vị, màu sắc, cấu trúc của dịch cacao
B7: Chế biến đồ uống kiểu Maya
1.2.4 Kết quả thí nghiệm
Khối lượng hạt cacao trước khi rang: 1225 g
Rang cacao: làm nóng thiết bị rang thùng quay đến 140oC sau đó cho hạt cacao vào
rang. Thiết bị tại phòng thí nghiệm chỉ có sensor đo nhiệt độ đặt cạnh thùng quay nên
để đảm bảo đủ nhiệt độ, cài đặt nhiệt độ rang đến 170oC.
Kết quả rang: hạt cacao bị cháy do thời gian rang quá dài.
1.3 Thực hành ổn nhiệt socola (tempering) 1.3.1 Mục đích
Thực hành qua các bước ổn định nhiệt nhằm tạo dạng thù hình thích hợp để làm socola.
1.3.2 Nguyên liệu – dụng cụ
- Socola đen (loại cooking)
- Cốc thủy tinh có mỏ 500 ml
- Nhiệt kế - Đũa khuấy - Bình ổn nhiệt - Cánh khuấy - Bát inox, thìa, dao - Khuôn làm socola - Cân 1.3.3 Tiến hành 3
a) Mẫu có ổn định nhiệt
B1: Cân 200 g socola đen, cắt nhỏ, cho vào cốc thủy tinh. Cân 5 g socola cắt miếng
nhỏ để riêng (để làm mầm tinh thể).
B2: Đặt cốc socola vào nồi nước đun cách thủy, nhiệt độ nước khoảng 80oC.
Đun socola đến 48oC và giữ trong 5 phút. Trong quá trình đun khuấy liên tục.
B3: Nhấc cốc ra khỏi nồi, làm nguội hạ nhiệt độ xuống 28oC (khuấy liên tục).
B4: Cho 5 g socola miếng vào trộn đều.
B5: Đưa cốc socola vào nồi đun đến 32oC và giữ trong 15 phút. Trong quá trình đun khuấy liên tục.
B6: Làm ấm khuôn đến 30oC. Rót socola vào khuôn, rung nhẹ để loại khí, cho khuôn
socola vào tủ lạnh trong khoảng 1 giờ.
B7: Lấy socola ra khỏi khuôn và đánh giá chất lượng.
b) Mẫu không ổn định nhiệt
B1: Cân 200 g socola đen, cắt nhỏ, cho vào cốc thủy tinh.
B2: Đặt cốc socola vào nồi nước đun cách thủy, nhiệt độ nước khoảng 80oC. Đun
socola đến 48oC để làm nóng chảy socola.
B3: Làm nguội socola đến 32oC và rót khuôn, rung nhẹ để loại khí, cho khuôn socola
vào tủ lạnh trong khoảng 1 giờ.
B4: Lấy socola ra khỏi khuôn và đánh giá chất lượng.
1.3.4 Kết quả thí nghiệm
Hình 2: Mẫu socola tempering (bên trái) và mẫu không tempering (bên phải) 4
- Về màu sắc: mẫu tempering có màu sắc nâu đậm, mang đặc trưng của màu socola hơn.
- Sự róc khuôn: mẫu tempering róc khuôn và dễ lấy ra khỏi khuôn hơn.
- Mùi vị, cấu trúc: mẫu tempering có độ mềm mượt, khi ăn có cảm giác tan
trong miệng. Mẫu không tempering cứng hơn, cảm giác tan trong miệng thấp hơn.
2 PHẦN 2: THÍ NGHIỆM CÔNG NGHỆ CÀ PHÊ
2.1 Đánh giá chất lượng cà phê nhân
2.1.1 Các chỉ tiêu chất lượng cần xác định
Chất lượng của cà phê nhân được xác định theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
4193:2014. Trong bài thí nghiệm, tiến hành xác định các chỉ tiêu sau: - Độ ẩm - Kích thước hạt
- Phần trăm hạt khuyết tật, tạp chất
- Cảm quan (rang và thử cup test) 2.1.2 Tiến hành
Các chỉ tiêu chất lượng của cà phê nhân đối với 2 loại cà phê là Arabica và Robusta.
Xác định độ ẩm của hạt cacao: sử dụng máy đo ẩm nhanh. Đo độ ẩm của 100 g hạt
cacao. Thực hiện đo với 3 mẫu khác nhau.
Xác định tỷ lệ hạt cà phê trên lỗ sàng (kích thước hạt): sàng 300 g cà phê nhân qua
các lỗ sàng 15 – 13 – 12.
Xác định phần trăm hạt khuyết tật: đếm số nhân dị tật, mảnh vỡ nhân, nhân bị côn
trùng hại, nhân đen, nhân nâu, nhân non... và tính tỷ lệ phần trăm trên tổng khối lượng
cà phê nhân đem phân loại. Cảm quan:
- Rang 140 g cà phê nhân ở 200oC trong 5 – 7 phút
- Làm nguội và xay cà phê thành bột
- Pha thử cup test: chuẩn bị 3 cốc cho 3 lần thử. Đánh giá màu sắc, mùi hương
của bột cà phê. Cân 10 g cà phê bột vào cốc thủy tinh. Mỗi cốc đổ 150 ml
nước sôi, đưa cốc lên mũi và cảm nhận hương thơm. Sau đó khuấy nhẹ và để
lắng 5 phút (thìa đã được ngâm trong cốc nước sôi trước khi khuấy). Uống 1
ngụm cà phê và cảm nhận về vị: vị đắng, độ chua, độ đậm nhạt (body) và dư vị của cà phê.
2.1.3 Kết quả thí nghiệm 5 a) Độ ẩm
Kết quả đo độ ẩm nhanh của cà phê Arabica và Robusta: Arabica Robusta Mẫu 1 13,7% 14,5% Mẫu 2 14% 14,7% Mẫu 3 13,9% 14,3% Trung bình 13,87% 14,5%
Nhận xét: Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4193:2014, độ ẩm cho phép của cà
phê nhân là ≤ 12,5%. Hai mẫu cà phê Arabica và Robusta đều đo được độ ẩm trên
12,5%. Nguyên nhân có thể do phương pháp đo ẩm nhanh có độ chính xác không cao,
hoặc trong quá trình thí nghiệm cà phê bị hút ẩm từ môi trường.
b) Kích thước hạt Cà phê Arabica: -
Khối lượng hạt trước khi sàng: 300 g -
Khối lượng hạt trên sàng 15: 300 -
Tỷ lệ hạt trên sàng 15: 100% Cà phê Robusta: -
Khối lượng hạt trước khi sàng: 300 g -
Khối lượng hạt trên sàng 15: 300 -
Tỷ lệ hạt trên sàng 15: 100%
Tỷ lệ khối lượng tối thiểu với từng hạng cà phê trê lỗ sàng (TCVN 4193:2014):
Nhận xét: Hai loại cà phê Arabica và Robusta đề có tỷ lệ khối lượng hạt trên sàng 15
là 100%. Vì vậy, hai loại cà phê đều có chất lượng trên hạng 2. Tuy nhiên, bộ sàng sử
dụng trong thí nghiệm là sàng 15 – 13 – 12, không có sàng 16 và 18 nên chưa thể kết
luận chất lượng cà phê nhân có đạt hạng 1 hay không.
c) Tỷ lệ hạt khuyết tật
Kết quả xác định tỷ lệ phần trăm khối lượng hạt khuyết tật của cà phê nhân: 6 Arabica Robusta
Khối lượng Phần trăm Khối lượng Phần trăm Trước phân loại 1100 g 100% 960 g 100% Nhân nâu 9,22 g 0,84% 34,18 g 3,56% Nhân đen 0 g 0% 29,40 g 3,06% Nhân non 19,05 g 1,73% 8,66 g 0,9% Tổng hạt khuyết tật 200 g 18,18% 112,76 g 11,74%
Sau phân loại (hạt đạt 900 g 81,82% 847,24 g 88,26% chất lượng)
Nhận xét: quá trình phân loại quá kỹ, dẫn đến loại bỏ cả những hạt yêu cầu làm
cho tỷ lệ các lỗi khuyết tật lớn hơn so với Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 4193:2014). d) Cảm quan
Rang cup test Arabica: - Nhiệt độ đặt: 190oC - Thời gian rang: 6 phút
- Hạt cà phê sau khi rang, bột cà phê: hơi sẫm màu, một phần thành phần chất
của cà phê đã bị biến đổi; cà phê được rang hơi quá so với yêu cầu của rang
cuptest (đánh giá hương vị tự nhiên của cà phê). - Bột cà phê: có mùi cà phê
đặc trưng, có mùi hơi ngái
- Thử nếm: cà phê hơi có mùi khét, có vị đắng hơn và chua nhẹ hơn so với Robusta.
Rang cup test Robusta: - Nhiệt độ đặt: 190oC
- Thời gian rang: 4 phút 30 giây.
- Hạt cà phê sau khi rang, bột cà phê: màu sáng tự nhiên; cà phê được rang đạt
yêu cầu so với yêu cầu của rang cuptest (đánh giá hương vị tự nhiên của cà phê).
- Bột cà phê: chưa có mùi thơm đậm và rõ ràng
- Thử nếm: cà phê hơi có mùi chua, có vị đắng nhẹ hơn và chua nhiều hơn so với Arabica.
2.2 Thực hành rang xay cà phê và đánh giá chất lượng cà phê rang
2.2.1 Nguyên liệu – dụng cụ
- Cà phê Arabica và Robusta đã phân loại từ phần 1 - Cân - Máy rang 7 2.2.2 Tiến hành
B1: Chuẩn bị máy rang cà phê: bật điện và khởi động phần đốt nóng để nhiệt độ thùng
quay đạt 220oC mới cho cà phê nhân vào.
B2: Rang cà phê ở chế độ 225 – 230oC với Arabica và 230 – 235oC với Robusta.
B3: Đánh giá chất lượng cà phê rang
2.2.3 Kết quả thí nghiệm
Hình 3: Cà phê sau rang của Robusta và Arabica
Cà phê Arabica: rang ở 230oC trong 12 phút.
Cà phê Robusta: rang ở 220oC trong 21 phút.
Nhận xét: lúc đầu của quá trình thí nghiệm xác định sai loại cà phê (nhận định
Arabica thành Robusta và ngược lại). Do đó, Robusta được rang ở nhiệt độ thấp hơn
so với yêu cầu và thời gian rang kéo dài hơn.
Khối lượng và thể tích của cà phê trước và sau khi rang: Arabica Robusta Trước rang Sau rang Trước rang Sau rang Khối lượng 900 g 760 g 847,24 g 700 g Thể tích 1460 ml 2200 ml 1340 ml 1850 ml Hiệu suất thu hồi 760 ÷ 900 = 84,44% 700 ÷ 847,24 = 82,62% sản phẩm Tỷ lệ tăng thể tích 2200 ÷ 1460 = 1,51 lần 1850 ÷ 1340 = 1,38 lần
Đánh giá cảm quan: cà phê Arabica và Robusta sau khi rang đều có màu nâu cánh
gián đậm, hạt rang đồng đều không cháy, có mùi thơm đặc trưng của cà phê rang. 8
2.3 Đánh giá chất lượng cà phê bột
2.3.1 Nguyên liệu – dụng cụ - Cà phê rang ở phần 2 - Máy xay cà phê - Phin pha cà phê - Cốc, thìa 2.3.2 Tiến hành
- Cà phê ở phần 2 sau khi rang tiến hành làm nguội
- Xay cà phê thành cà phê bột
- Đánh giá cảm quan cà phê bột
- Pha cà phê bằng phương pháp pha phin và đánh giá chất lượng o Arabica: pha
20 g bột cà phê và 110 g nước o Robusta: 10 g bột cà phê và 55 g nước
- Cà phê chưa sử dụng hất cất vào túi nilong để bảo quản
2.3.3 Kết quả thí nghiệm
Bột cà phê: hai loại bột cà phê Arabica và Robusta đều có màu nâu cánh gián đặc
trưng, có mùi thơm cà phê, bột đồng đều và tơi xốp. Arabica có hương thơm đậm đà hơn so với Robusta.
Cà phê pha phin: Arabica có vị chua hơn và đắng dịu hơn so với Robusta.
Tính tỷ lệ chiết xuất (Ey) của cà phê Arabica:
- Pha 20 g bột cà phê và 110 g nước - Khối lượng dịch chiết thu được: o Mẫu 1: 66,84 g o Mẫu 2: 75,37 g o Trung bình: 71,085 g
- Nồng độ chất khô của dịch chiết: Bx = 6
- Khối lượng chất hòa tan của dịch chiết: 71,085 × = 4,2651 g
- Nồng độ chiết xuất:
𝐾ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 ℎò𝑎 𝑡𝑎𝑛 4,2651 %TDS = = 𝐵𝑥 = = 6%
𝑇ổ𝑛𝑔 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎ𝑖ế𝑡 𝑥𝑢ấ𝑡 71,085 - Tỷ lệ chiết xuất:
𝐾ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 ℎò𝑎 𝑡𝑎𝑛 4,2651 Ey = = = 21,3075%
𝑇ổ𝑛𝑔 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐à 𝑝ℎê 𝑏ộ𝑡 20
Tính tỷ lệ chiết xuất (Ey) của cà phê Robusta:
- Pha 10 g bột cà phê và 55 g nước
- Khối lượng dịch chiết thu được: o Mẫu 1: 45,84 g 9 o Mẫu 2: 40,12 g o Trung bình: 42,98 g
- Nồng độ chất khô của dịch chiết: Bx = 7,5 7,5
- Khối lượng chất hòa tan của dịch chiết: 42,98 × = 3,2235 g 100
- Nồng độ chiết xuất:
𝐾ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 ℎò𝑎 𝑡𝑎𝑛 3,2235 %TDS = = 𝐵𝑥 = = 7,5%
𝑇ổ𝑛𝑔 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎ𝑖ế𝑡 𝑥𝑢ấ𝑡 42,98 - Tỷ lệ chiết xuất:
𝐾ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 ℎò𝑎 𝑡𝑎𝑛 3,2235 Ey = = = 32,235%
𝑇ổ𝑛𝑔 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐à 𝑝ℎê 𝑏ộ𝑡 10 10