Thẩm định quy trình phân tích và đánh giá hàm lượng tổng các hợp chất phenolic trong sản phẩm cà phê rang xay

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỤC PHẤM VÀ MƠI TRUỜNG

NGUYEN TAT THANH

KHỐ LUẬN TĨT NGHIỆP

THẨM ĐỊNH QUY TRÌNH PHÂN TÍCH
VÀ ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG TỔNG
CÁC HỢP CHẤT PHENOLIC TRONG
SẢN PHẨM CÀ PHÊ RANG XAY

NGUYỄN THỊ KIM CHI

Tp.HCM, tháng 10 năm 2021


TÓM TẮT
Cà phê đã được coi là một trong những đồ uống không cồn phổ biến nhất được tiêu thụ

trên tồn cầu do hương vị hấp dần và lợi ích sức khỏe cho người uống. Tong hàm lượng các
hợp chat phenolic (TPC, được tinh bang miligram đương lượng gallic acid trên gram, mg GAE
g') có thế được sử dụng như một tiêu chí đơn gián đê đảnh giá sự thay đổi cùa các thành phần
hóa học và khá năng chống oxy hỏa trong các sản phàm cà phê do sự khác biệt về giong và che

độ rang. Nghiên cứu này nham mục đích kháo sát ánh hướng cùa một số thông so quan trọng,
bao gom thời gian chiết, tỳ lệ, vịng chiết và có/khơng có sự hỗ trợ cùa sóng siêu ảm (chiết bằng

sóng siêu ám và cách thủy), trong quá trình chiết dựa trên tiêu chuẩn TCVN 9745-1:2013 để

xác định TPC. Ket quá cho thấy quy trình chiết xuất hiệu quá nhất sừ dụng 10 mL methanol

70% v/v làm dung môi chiết cho 0.200 g mau cà phê và được thực hiện chiết hai lan (20 phút

cho mỗi lần chiết) trong bể ủ nhiệt ở 70 °C mà không có sự hồ trợ cùa siêu âm. Đường chuẩn
được xây dựng từ 10 đen 70 mg GAE L~', R2 = 0.999. Độ lặp lại, độ tái lặp và độ lặp lại phù

hợp với Phụ lục Fcùa AOAC (2016). Các mầu Robusta có TPC cao hơn Arabica (37.27-48.23
mg GAE g"1 so với 29.07-40.54 mg GAE g~‘).

111


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN..............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................... ii
TÓM TẮT........................................................................................................................ iii

ABSTRACT..................................................................................................................... iv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT..................................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH........................................................................................................ ix
DANH MỤC BẢNG........................................................................................................ X

MỞ ĐẦU............................................................................................................................ 1
Chương 1.

1.1.

TỐNG QUAN VÈ NGHIÊN cứu......................................................... 6

Giới thiệu về cà phê........................................................................................... 6

1.1.1.

Nguồn gốc và một số vùng trồng cà phê................................................ 6

1.1.2.

Giả trị kinh tế của cà phê......................................................................... 7

1.1.3.

Phân loại cà phê........................................................................................ 8

1.2.

Thành phần hóa học của cà phê..................................................................... 10

1.3.

Giá trị sinh học của cà phê.............................................................................. 13

1.3.1.

Các hợp chat polyphenol......................................................................... 14

1.3.2.

Flavonoid tơng..........................................................................................15

1.3.3.

Khá năng khảng oxy hóa........................................................................ 17

1.4.

Phương pháp phân tích............................................................................... 17

1.4.1.

Phương pháp chiết................................................................................... 17

1.4.2.

Phương pháp xác định tống hàm lượng phenolic (TPC) trong cà phê
18

1.5.

Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài................................................... 20

1.5.1.

Tình hình nghiên cứu trên thế giới........................................................ 20

1.5.2.

Tình hình nghiên cứu trong nước.......................................................... 22

Chương 2.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CÚƯ.........................................................23

2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị...........................................................................23
2.1.1.

Hỏa chất................................................................................................... 23
V


2.1.2.

Chuẩn bị hóa chất.................................................................................... 23

2.1.3.

Dụng cụ..................................................................................................... 24

2.1.4.

Thiết bị....................................................................................................... 24

2.2.

Lấy mẫu và bảo quản mầu............................................................................... 24

2.2.1.

Lấy mẫu.....................................................................................................24

2.2.2.

Tiền xử lý mẫu và bảo quản mau............................................................ 25

2.3.
2.4.

Độ ấm trong các mẫu cà phê..................................................................... 26

Khảo sát điều kiện chiết mầu........................................................................ 27

2.4.1.

Quy trình khảo xát tông hàm lượng phenolic (TPC) trong các mẫu cà

phê tham khảo từ TCVN 9745-1:2013 .

.................................... .. 27

2.4.2.

Khảo sát thời gian chiết................................................................. 29

2.4.3.

So sánh điều kiện chiết có ho trợ sóng siêu âm.......................... 31

2.4.4.

Kháo sát ảnh hưởng của tỷ lệ và sổ lần chiết.............................. 33

2.5.

Quy trình phân tích.......................................................................................... 33

Quy trình lên màu xác định tong hàm lượng phenolic (TPC)............... 33

2.5.1.

2.6.

Thẩm định phương pháp..................................................................................36

2.6.1.

Ước lượng giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng.........................37

2.6.2.

Xây dựng khoảng tuyến tínhvà đường chuẩn....................................... 37

2.6.3.

Độ lặp lại và độ tái lặp............................................................................ 38

2.7.

Xác định tong hàm lượng phenolic (TPC) trong mẫu cà phê.................... 39

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................40

3.1.

Xác định độ ẩm mầu cà phê........................................................................... 40

3.2.

Hàm lượng tổng các hợp chất phenolic (TPC) trong cà phê...................... 41

3.2.1.

Anh hưởng của thời gian chiết đen hàm lượng tống các hợp chat

phenolic (TPC) trong dịch chiết của mẫu cà phê......................................................41
3.2.2.

Đảnh giá điều kiện chiết có sự ho trợ của sóng siêu ám.....................42

3.2.3.

Anh hưởng của tỷ lệ và số lần chiết đến hàm lượng tổng các hợp chất

phenolic (TPC) trong dịch chiết của mẫu cà phê..................................................... 44
3.2.4.
3.3.

Quy trình chiết được khảo sát và áp dụng............................................45

Thẩm định phương pháp phân tích hàm lượng tổng các hợp chất phenolic

trong sản phẩm cà phê...................................................................................................... 45
vi

3.3.1.

ước lượng giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng....................... 45

3.3.2.

Xây dựng đường chuẩn Gallic acid..................................................... 45

3.3.3.

Đảnh giá độ lặp lại và độ tái lặp......................................................... 47

3.4. Xác định hàm lượng tống các hợp chat phenolic trong các sản phấm cà phê
47
Chương 4.

ĐÈ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP................................................................ 50

KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................... 51
1.

Kết luận.............................................................................................................51

2.

Kiến nghị........................................................................................................... 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................ 52

PHỤ LỤC

vii


DANH MỤC TỪ VIẾT TAT
ABTS
AOAC

2,2'-Azino-Bis-3-Ethylbenzthiazoline6-Sulfonic Acid

Association

of

Official

Analytical

Chemists

Hiệp hội các nhà hóa phân tích
chính thức

DPPH

2,2'-Diphenyl-1 -picrylhydrazyl

DW

Dry Weight

FRAP

Feric reducing antioxidant power

GAE

Gallic Acid Equivalent

MeOH

Methanol

ỌE

Quercetin

RPM

Revolutions Per Minute

Vòng trên phút

RSD

Relative Standard Deviation

Độ lệch chuẩn tương đối

TCVN

Tiêu chuân Việt Nam

TFC
TPC
ƯV - Vis

Khối lượng khô

Đương lượng gallic acid

Tổng hàm lượng các hợp chất

Total flavonoid content

flavonoid

Tổng hàm lượng các họp chất

Total polyphenol content

phenolic

Ultraviolet - Visible Spectroscopy

viii

Tử ngoại - khả khiến

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Coffea Arabica (cà phê Chè)................................................................................. 8
Hình 1.2. Coffea Robusta (cà phê vối).................................................................................9
Hình 1.3. Coffea Liberica (cà phê Mít)............................................................................... 10
Hình 1.4. Cơng thức cấu tạo của cafeine trong càphê..................................................... 13
Hình 1.5. Phân loại các họp chat phenol............................................................................. 16

Hình 1.6. Sơ đồ và nguyên tắc cùa hệ đo quang phổ hấp thu phân tử (Rendina 1971) 19
Hình 1.7. Sự thay đoi màu sắc trong phản ứng của Folin-Ciocalteu với polyphenol... 19
Hình 2.1. Quy trình chiết mẫu tham khảo từ TCVN 9745-1:2013 ................................28
Hình 2.2. Quy trình khảo sát thời gian chiết polyphenol trong cà phê......................... 30
Hình 2.3. Quy trình chiết mầu bằng thiết bị be siêu âm.................................................. 32
Hình 2.4. Quy trình chiết xuất tổng hàm lượng phenolic (TPC) đãqua khảo sát.........34
Hình 2.5. Quy trình lên màu với thuốc thử Folin-Ciocalteu............................................ 35
Hình 3.1. Anh hưởng của thời gian chiết xuất lên hiệu suất chiết hàm lượng tống các

họp chất phenolic (TPC)...............................................................................................41

Hình 3.2. Ảnh hưởng của điều kiện chiết đến hàm lượng tổng các họp chất phenolic
(TPC) trong dịch chiết của mẫu cà phê...................................................................... 43
Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ chiết và số lần chiết đến hàm lượng tổng các hợp chất

phenolic (TPC) trong dịch chiết cùa mẫu cà phê..................................................... 44

Hình 3.4. Đường chuẩn của Gallic acid............................................................................. 46
Hình 3.5. Hàm lượng tống các hợp chat phenolic trong các mầu cà phê....................... 48

IX

DANH MỤC BANG

Bảng 1.1. Thành phần hóa học trong nhân cà phê.............................................................11
Bảng 2.1. Thông tin các mẫu cà phê được thực hiện trong đề tài................................... 25
Bảng 2.2. Thí nghiệm đánh giá sự ảnh hưởng của tỷ lệ chiết và so lần chiết lặp......... 33
Bảng 2.3. Giá trị xây dựng đường chuan Gallic acid........................................................37
Bảng 3.1. Kết quả độ ẩm của các mẫu cà phê (Trung bình ± độ lệch chuẩn)...............40
Bảng 3.2. So sánh giữa kết quả của đường chuẩn Gallic acid và TCVN 9745-1:2013 46
Bảng 3.3. Ket quả đánh giá độ lặp lại và độ tái lặp........................................................... 47

X


MỞ ĐÀU
1. ĐẬT VẤN ĐÈ

Cà phê trong tiếng Pháp gọi là Café, đây là một loại đồ uống có màu đen được ủ

từ hạt cà phê rang xay lấy từ quả của cây cà phê. Cà phê được trồng hầu hết trên các
quốc gia thuộc khu vực xích đạo và cận xích đạo. Hạt cà phê, bã cà phê và các dịch trích
từ cà phê được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghệ thực phẩm, công nghệ mỹ phẩm

và dược pham do có chứa phần lớn là hàm lượng caffeine và polyphenol (Patay, Bencsik,
and Papp 2016).

Cà phê thuộc chi Coffea L., họ phụ là Cinchonoidea thuộc họ Rubiacaeae, họ này

có nhiều họ phụ bao gồm các lồi cây thân gồ, cây bụi, nửa bụi và cây thân thảo với trên
450 chi và 7000 loài. Giống cà phê được chia làm 4 nhóm chính là Eucoffea K. Schum,

Argocoffea Pierre và Mascarocoffea Chev. có nguồn gốc từ châu Phi và nhóm
Paracoffea Miq. có nguồn gốc từ Ấn Độ, Sri Lanka và Malaysia (Jackie Nguyen 2019).

Ngày nay, có ba giống cà phê nổi tiếng trên thế giới đó là Coffea arabica L. (cà phê

Chè), Cojfea robusta L. Linden (cà phê vối) và Coffea liberica Hier. (cà phê Mít). Trong

khoa học, các giống cà phê này mang một tầm quan trọng rất lớn nhờ vào các giá trị
sinh học mà chúng mang lại. Ngoài ra, về mặt kinh tế cà phê chiếm vị trí thứ hai sau

xăng dầu trên thị trường quốc tế. Hàng năm, cà phê đã mang lại nguồn giá trị kinh tế
cho hơn 20 triệu gia đình trên hơn 50 quốc gia (Davis et al. 2007).
Tại Việt Nam, phần lớn diện tích trong cà phê là giong cà phê Robusta, chiếm 90%

diện tích. Robusta được trồng trên khoảng 600.000 ha và tập trung chủ yếu tại khu vực
Tây Nguyên như Đăk Lăk, Lâm Đồng, Đăk Nông, Gia Lai và Kom Turn. Giống cà phê

Arabica được trong tập trung tại khu vực miền núi phía Bắc như Sơn La, Hịa Bình,

Quảng Trị và Lâm Đồng cũng phát triển giống cà phê này (Jackie Nguyen 2019).
2. MỤC TIÊU NGHIÊN củu
2.1. Mục tiêu tổng quát

Trong đề tài nghiên cứu này, chúng tôi khảo sát và thấm định quy trình phân tích
tổng hàm lượng các hợp chất phenolic trong sản phẩm cà phê theo phương pháp Folin-

Ciocalteu, tham khảo từ TCVN 9745-1:2013. Sau đó, ảnh hưởng của giống cà phê và
quá trinh chế biến den tong hàm lượng các họp chat phenolic được đánh giá cho các sản
phấm cà phê rang xay được sản xuất tại Việt Nam.

1


2.2. Mục tiêu cụ thể

Các mục tiêu cụ the được đặt ra trong nghiên cứu này nhằm thực hiện được các mục
tiêu tổng quát đà nêu trên như sau:
•

Khảo sát và tối ưu quy trình chiết trong việc xác định hàm lượng tổng các họp
chat phenolic trong các sản phẩm cà phê rang xay tham khảo từ TCVN 9745-

1:2013;
•

Thẩm định phương pháp phân tích tổng hàm lượng các hợp chất phenolic (TPC)

trong các sản phấm cà phê rang xay trên thiết bị ƯV-Vis Shimadzu 1800 tại

phịng thí nghiệm Hóa phân tích thuộc Khoa Kỳ thuật Thực phẩm và Mơi

trường;
•

Đánh giá tong hàm lượng các hợp chat phenolic (TPC) trong các sản phẩm cà

phê thu được tại khu vực các tỉnh Tây Nguyên của Việt Nam (Đăk Lăk, Gia

Lai, Lâm Đồng) bằng phương pháp đã được thấm định.

3. NỘI DUNG NGHIÊN cúu
Kết quả cần đạt

STT Các nội dung công việc
1

Nội dung 1: Thu thập và tống hợp tài liệu.

• Tong quan về nguồn gốc, phân loại, các
phương pháp chê biên, tình hình sản xt, thành
phần hóa học...
• Tong quan về các phương pháp đánh giá
thành phần các họp chat phenolic và khả năng
kháng oxy hóa của sản phâm cà phê.
•
Tong quan về phương pháp chiết mầu.

Báo cáo tổng họp tài liệu,
tong quan về đối tượng,
phương pháp phân tích.

• Tong quan về tình hình nghiên cứu trong
nước và quốc tế.
2

Báo cáo danh sách các mầu
Nội dung 2: Tiền xử lý và bảo quản mẫu.
cà phê, báo cáo về điều
• Phân loại và tiền xử lý đe thu được mẫu
kiện xử lý và bảo quản mầu

đong nhất.
tại phịng thí nghiệm.
•
Bảo quản mầu trong điều kiện thích hợp.

3

2


STT

Các nội dung công việc

Kết quả cần đạt

Nội dung 3: Khảo sát quy trình chiết hàm
lượng tong các họp chat phenolic trong sản phẩm
cà phê rang xay.
• Nội dung 3.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời
gian chiết mầu.
• Nội dung 3.2. Khảo sát ảnh hưởng giữa
điều kiện chiết có sự hồ trợ của sóng siêu âm và
ủ nhiệt.
• Nội dung 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của số
lần chiết và tỷ lệ chiết.

Báo cáo quy trình chiết
mẫu:
• Khảo sát ảnh hưởng

của thời gian chiết
• Khảo sát ảnh hưởng
giữa điều kiện chiết có sự
hỗ trợ của sóng siêu âm và
ủ nhiệt
• Khảo sát ảnh hưởng
của số lần chiết và tỷ lệ
chiết.
Ket quả được trình bày
dưới dạng bảng số liệu và
đo thị kèm theo nhận xét
và đánh giá của người làm.

4

Báo cáo thẩm định
Nội dung 4: Tham định phương pháp phân
tích hàm lượng tơng các họp chât phenolic trên phương pháp phân tích
thiết bị UV-Vis 1800 Shimadzu, bao gồm:
hàm lượng tông các hợp
chat phenolic trong sản
• Ước lượng giới hạn phát hiện và giới hạn
phâm cà phê rang xay trên
định lượng;
thiết bị UV-VIS 1800
•
Xây dựng đường chuẩn;
Shimadzu bao gồm các nội
•
Đánh giá độ lặp lại, độ tái lặp;

dung: giới hạn phát hiện,
•
Đánh giá độ đúng.
giới hạn định lượng, đường
Các tiêu chí thẩm định dựa theo phụ lục F của chuân, độ lặp lại, độ tái lặp
AO AC và số liệu tham chiếu tham khảo từ TCVN và độ đúng.
9745-1:2013.

5

Báo cáo kết quả hàm
Nội dung 5: Đánh giá hàm lượng tong các
hợp chat phenolic trong các mầu cà phê khác lượng tong các hợp chất
nhau
phenolic trong các sản
phẩm cà phê.
Kêt quả được trình bày
dưới dạng bảng số liệu và
đo thị kèm theo nhận xét
và đánh giá của người thực
hiện.

6

Nội dung 6: Tong hợp số liệu và viết báo cáo
Poster trình bày trên
giấy A0
tơng kêt
• Tong họp số liệu và trình bày kết quả
Bài viết khóa luận tốt

• Thiết ke poster khoa học tóm tắt nội dung nghiệp hoàn chỉnh
và kết quả nghiên cứu

3


Chng 1.

1.1.

TĨNG QUAN VỀ NGHIÊN cứu

Giới thiệu về cà phê

1.1.1. Nguồn gốc và một số vùng trồng cà phê
Cà phê là tên gọi của một chi thực vật thuộc họ Thiến thảo, bao gồm khoảng 500
chi khác nhau với trên 6.000 lồi cây nhiệt đới và họ này có tên khoa học là Rubiaceae.

Trong tiếng Pháp, họ gọi cà phê là Café cịn tên gọi cà phê có nguồn gốc từ tiếng A Rập.

Cà phê có nguồn gốc từ Châu Phi cận nhiệt đới và các vùng Madagascar, Comoros,
Mauritius, Reunion trên các khu vực thuộc xích đạo. Có một nghiên cứu đã cho rằng

lịch sử của cây cà phê được bắt đầu phát hiện và được lưu giữ bởi các tu sĩ tại các tu

viện trong địa phương thuộc các khu rừng cà phê Ethiopia (Bobková et al. 2020b). Cây

cà phê từ cao nguyên Ethiopia (Châu Phi) được du nhập sang Ả Rập vào khoảng thế kỷ
13-14 cho đến thế kỷ 17 đã có mặt tại Án Độ. Năm 1685 cây cà phê được du nhập tới

Xrilanca và đảo Java thuộc Indonesia (Trịnh Xuân Ngọ 2009). Cho đến hiện nay cà phê
đã có mặt phổ biến trên tồn thế giới và được trồng trên hơn 70 quốc gia. Các loài được

trồng rộng rãi nhất là cà phê Arabica (Coffea Arabica) và cà phê Canephora (Coffea

Robusta). Tỉnh Kaffa ở Ethiopia là được coi là xuất xứ của cà phê Arabica và miền
Trung Châu Phi được coi là nguồn gốc của cà phê Robusta. Với phạm vi trồng rộng rãi
trên toàn cầu, hiện nay Brazil được biết là nước sản xuất và xuất khấu cà phê lớn nhất

thế giới, đứng thứ hai là Việt Nam và sau đó là Colombia và Indonesia.
Cây cà phê lần đầu tiên được trồng tại Việt Nam vào năm 1857, do người Pháp

đưa vào và được trồng tại khu vực phía Bắc Việt Nam, giống cà phê được trồng đầu tiên
tại đây là giống cà phê Chè (Coffea Arabica), giống cà phê này được lấy từ đảo
Martinique và vùng Guyane thuộc Pháp ở châu Mỹ Latin vì nơi này có khí hậu và thổ
nhưỡng tương tự với Việt Nam ta. Sau đó giống cà phê này được trong lan ra các tỉnh

miền Trung như Quảng Trị, Bố Trạch, ... Sau khi thu hoạch và chế biến cà phê dưới
thương hiệu cà phê Arabica du Tonkin sè được nhập khẩu về Pháp. Đầu thế kỷ 20, vào

năm 1908 thực dân Pháp đã du nhập vào nước ta thêm hai giong cà phê nữa đó là cà phê
Vối (Coffea Robusta) và cà phê Mít (Coffea Mitcharichia hay Coffee Liberỉca). Năm

1925, cây cà phê được trồng tại các tỉnh Tây Nguyên như Đăk Lăk, Đăk Nông, Lâm
Đồng, Gia Lai, Kon Turn (Trịnh Xuân Ngọ 2009).

6


1.1.2. Giả trị kinh tế của cà phê

Cà phê là một trong nhừng thức uống phố biến, được tiêu thụ rộng rãi trên toàn

cầu. Từ thế kỷ 17, những câu chuyện về một loại thức uống màu đen sầm khác thường
đã được các nhà thám hiếm mang từ Ả Rập đen các nước Châu Âu, từ đó sự phố biến
của cà phê bắt đầu được lan rộng và phát triển trên toàn thế giới (Bobková et al. 2020a).

Trong niên vụ 2017-2018, lượng cà phê tiêu thụ trên thế giới được ước tính đạt 9714
triệu kg, cao hơn 1.8% so với năm trước (2016-2017). Theo Hiệp hội Công nghiệp Cà

phê Brazil vào năm 2018 cho biết các nước như Colombia, Việt Nam, Indonesia,
Ethiopia và Brazil là nhừng nước sản xuất chính nhưng Châu Âu lại là nơi có nguồn tiêu

thụ cao nhất (một phần ba tổng lượng cà phê tiêu thụ trên toàn thế giới). Cũng trong

năm 2018, Tổ chức Cà phê Quốc tế cho biết các quốc gia như Trung Quốc, Panama,
Kenya, Senegal và Hoa Kỳ được coi là những quốc gia có thị trường tiềm năng cao nhất

trong những năm tới.

Cà phê có nhiều loại, tuy nhiên khơng phải loại nào cũng cho năng suất cao. Chỉ
có 2 loại cà phê mang lại giá trị kinh tế: loại thứ nhất là cà phê Arabica (cà phê Chè)

chiếm khoảng 61% trong tống các sản phẩm từ cà phê trên thế giới. Loại thứ hai là cà
phê Robusta (cà phê vối hay cà phê Canephora), loại cà phê này chiếm gần 39% trong
tổng các sản phẩm từ cà phê và ngoài ra cịn có 1 loại cà phê nữa là cà phê Liberica hay
Chari (ở Việt Nam gọi là cà phê Mít) với sản lượng khơng đáng kể (de Melo Pereira et

al. 2020).

Trên thế giới, cà phê là mặt hàng buôn bán lớn đứng thứ hai chỉ sau dầu mỏ và

giá trị xuất khẩu của cà phê cao hon trà và ca cao rất nhiều. Tại Việt Nam, tính đến tháng

10 năm 2019 tình hình xuất khẩu cà phê của Việt Nam ước tính đạt 1.35 triệu tấn và
2.33 tỷ USD, giá trị xuất khấu của cà phê chỉ đứng sau gạo (Bộ nông nghiệp và Phát

triển nông thôn 2019). Trong 9 tháng đầu cảu năm 2019, giá cà phê xuất khẩu bình quân
đạt 1.717 USD/tấn, tăng 15% tại thị trường tiêu thụ Đức và Hoa Kỳ và 2 thị trường này

cũng là thị trường tiêu thụ lớn nhất của nước ta trong năm đó (Bộ nơng nghiệp và Phát
triến nơng thơn 2019). Trong lình vực thực phẩm, ngồi việc dùng để pha làm thức uống

thì cà phê cịn là nguồn nguyên liệu đe sản xuất một số sản phẩm như bánh, kẹo, rượu,
sữa cà phê (Trịnh Xuân Ngọ 2009).

7


1.1.3. Phân loại cà phê

Thông thường, cà phê được phân loại theo giống và có thế được chia thành các

loại chính như: Coffea Arabica (cà phê Chè), Coffea Robusta (cà phê vối) và Coffea
Liberica (Coffea Chari hay cà phê Mít).
Coffea Arabica (cà phê Chè)

Coffea Arabica hay còn gọi là cà phê Chè, giống cà phê này được bắt nguồn từ
cao ngun Jimma thuộc Ethiopia vùng nhiệt đới phía Đơng Châu Phi. Giống cà phê
này bao gồm nhiều chủng khác nhau như: Typpica, Moka, Caturra, Catuai, Catimor đại

diện cho khoảng 61% các sản phâm cà phê và chiếm 70% sản lượng cà phê trên the giới

(Trịnh Xuân Ngọ 2009).

Hình 1.1. Coffea Arabica (cà phê Chè)

Cà phê Arabica là giống cà phê thuộc dạng cây bụi được trồng ở khu vực có độ
cao khoảng từ 600-2599 m, có thân cao từ 3-4 m (Hình 1.1), hạt cà phê thường có hai

nhân, hiếm khi có ba nhân, cuống quả khi chín rất mềm dề rụng, nứt khi trời mưa.
Khoảng 800-1200 quả/kg, cứ 2.5-3 kg hạt cho ra 1 kg nhân, nhân có màu xám xanh,

xanh lục, xanh nhạt tùy theo phương pháp chế biến và bảo quản. Cây cà phê chè có đặc
tính tự thụ phấn nên có độ thuần chủng cao hơn các loại cà phê khác và có lượng caffein
trong nhân khoảng 1-3% tùy theo giống.
❖

Coffea Robusta (cà phê Voi)
Coffea Robusta hay Coffea Canephora tại Việt Nam cịn có tên gọi khác là cà

phê Vối, chiếm gần 39% các sản phẩm cà phê. Có nguồi gốc từ khu vực sơng Congo và
8


miền núi thấp xích đạo với nhiệt đới Tây Châu Phi (de Melo Pereira et al. 2020). Giống

cà phê này rất thích hợp với khí hậu và thổ nhường của vùng Tây Nguyên Việt Nam và
thích hợp nhất là khu vực đất đở bazan như Đăk Lăk, Gia Lai. Hàng năm, tong sản lượng

cà phê Vối thu hoạch được từ khu vực này chiếm 90-95% trên tong sản lượng cà phê
Việt Nam. Cây cà phê vối có chiều cao từ 5-7 m, cây có một thân hoặc nhiều thân với

cành khá lớn và phân ra thành nhiều nhánh, tán cây rộng, mặt lá go ghề. Có một điều
đặc biệt ở cây cà phê vối đó là hoa của giống cà phê này sè khơng bao giờ ra lại vào vị

trí cũ ở mùa vụ tiếp theo, quả chín màu đỏ sầm, đường kính 10-13 mm, hình bầu dục
hoặc trịn có hai nhân đơi khi một nhân, vỏ quả cứng có cuống dài hơn arabica (Hình
1.2).

Hình 1.2. Coffea Robusta (cà phê vối)

Đối với giống cà phê này, cứ khoảng 3 kg cà phê tươi sau khi phơi khô và xử lý

sè cho ra 1 kg cà phê nhân, nhân có hình bầu dục, hơi trịn và có màu xám xanh, xanh
bạc, vàng mờ gà,...Tùy thuộc vào cách chế biến mà lượng caffein có khoảng 1.5-3%

(Trịnh Xuân Ngọ 2009).
❖

Cofea Liberỉca (Coffea Chari hay cà phê Mít)

Cà phê Chari có tên khoa học Coffea liberica hay Coffea Mỉtcharichia, ở Việt
Nam thường được gọi là cà phê Mít. Giống cà phê này có nguồn gốc ở xứ Ưbangui
Chari thuộc Biển Hồ gần xa mạc Sahara, du nhập vào Việt Nam năm 1905. Cây cà phê

mít cao từ 6-15 m, có lá to hình trứng hoặc hình lưỡi mác, ở mặt dưới cá lá cây sè nổi
gân, có cành lớn và tán cây rộng (Hình 1.3).

9


Hình 1.3. Coffea Liberica (cà phê Mít)

Hoa của loại cà phê này thường nở đồng loạt, thành chùm màu trắng và có hương

thơm ngào ngạt. Cà phê Mít có quả hình trứng, quả chín có màu đỏ sầm, hạt có màu

xanh ngả vàng, lớp vỏ lụa bám chặt vào hạt dần đến khó khăn trong việc tách và làm
tróc ra. Đặc tính của giống cây này là trên cùng một đốt cành có the đồng thời vừa có
quả chín, vừa có quả xanh, vừa có nụ hoa và hoa nở vì quả cà phê có thể chín muộn và

chín cùng lúc với đợt hoa mới. Đây được xem là điểm bất lợi trong thu hoạch của giống

cà phê này (Trịnh Xuân Ngọ 2009).
Ngoài ra, dựa theo cách chế biến cà phê người ta có the chia thành bốn loại khác

nhau bao gồm cà phê rang nhẹ, rang vừa, rang đậm vừa và rang đậm. Điểm khác biệt để
phân loại chính là thời gian và nhiệt độ rang. Đối với che độ rang nhẹ quá trình rang sè

kết thúc sớm khi hạt cà phê rang sau khi phát ra tiếng nổ đầu tiên trong khoảng nhiệt độ

từ 195-205 °C sẽ được lấy ra ngay. Medium roast là giai đoạn thứ hai, giừa hai lần no
của cà phê, mẻ rang sè được lấy ra trước khi tiếng no thứ hai phát ra lúc này nhiệt độ

đạt khoảng 210-220 °C. Nếu để tiếng nổ thứ hai phát ở nhiệt độ từ 225-230 °C thì hạt cà
phê đà được rang ở chế độ trung bình đậm. ở giai đoạn 4 là cà phê rang dark roast, cà
phê sau khi xuất hiện tiếng nổ lần thứ 2 khoảng 30-60 giây, khi đã đạt được nhiệt độ
trên 250 °C cà phê sè đưa ra khỏi máy rang.
1.2.

Thành phần hóa học của cà phê

Nhân cà phê có thành phần hóa học rất phức tạp, các yếu tố khác nhau như giống,

điều kiện rang, xay và ủ ảnh hướng trực tiếp đến việc xác định thành phần hóa học và

10


hàm lượng của chúng một cách chính xác. Nghiên cứu của de Melo Pereira và các cộng
sự vào năm 2020 cho thấy trong cà phê có chứa khoảng 48-50% là ấm và khoảng 50-

52% là hàm lượng chất khơ. Ngồi ra thì cà phê cịn chứa một số các họp chất mang giá

trị sinh học như là phenolic (chlorogenic acid, cafestol và kahweol), alkaloid (caffeine

và trigoneline), diterpenes và các chất chuyển hóa thứ cấp khác (de Melo Pereira et al.
2020). Ngồi ra, trong cà phê nhân cịn chứa một số thành phần khác như cacbonhydrate,
chất béo, protein, các acid hữu co (Bảng 1.1).
Bảng 1.1. Thành phần hóa học trong nhân cà phê
Thành phần

Hàm lượng (%)

Nước
Acid béo
caffeine
Proteine (Amino acid)
Lipid

8-12
13

0.8-3
9-11
10-13

Carbonhydrate:

Đường khừ
sucrose
Glucose, Fructose, Galactose
Tinh bột
Lignine
Tro (các khống chat)

4
2-8.5
2
10
2
4

Các acid hữu cơ:

Chlorogenic
Oxalic
Malic
Citric
Tartaric

•

7
0-2
0.3
0.3
0.4

Carbohydrate trong cà phê: các carbohydrate có trọng lượng phân tử cao

được gọi là polysaccharide. Các carbohydrate có trọng lượng phân tử thấp (hoặc đơn

giản là đường) trong cà phê nhân xanh là sucrose. Hầu hết giá trị dinh dưỡng của đường
sucrose có hàm lượng nằm trong khoảng từ 2% đến 5% đoi với hạt Robusta và 5% đến
8.5% đối với hạt Arabica (Nguyễn Tường Hải Vân 2021). Khi thực hiện quá trình rang,
các carbohydrate này phản ứng với các amino acid đe tạo thành các phân tử cấu trúc,

phức họp này được gọi là melanoidin. Thành phần chính xác của chúng vần chưa được
phổ biến, tuy nhiên các họp chất cao phân tử này thường có màu nâu và góp phần tạo
nên màu sầm của cà phê. Trong một so nghiên cứu đã cho thấy rằng melanoidin có thể
có nhiều hoạt tính sinh học, bao gom khảng khuẩn, chống oxy hóa và khả năng ảnh

hưởng đến hệ vi sinh vật đường ruột.
11


•

Các chất béo: tổng hàm lượng chất béo trong cà phê nhân chiếm khoảng

10-15% trong tong hàm lượng chất khô. Trong quá trình rang, các lớp chất béo mất đi
khoảng 1-2%. Các họp chất béo này chủ yếu được tạo thành dầu cà phê là trigliceride

và diterpene, chúng phân phối trong tế bào chất. Trong quá trình tồn trừ hạt sè xảy ra sự
oxy hóa và ơi dầu nhưng lại ít xảy ra trong quá trình rang. Hàm lượng chất béo thơ có
trong cà phê arabica thường nhiều hơn trong cà phê robusta, trong cùng một giống cà

phê thì hàm lượng chất béo cũng sè thay đoi tùy theo khu vực canh tác.
•

Các acid hữu cơ: đại diện quan trọng nhất cùa nhóm acid hữu cơ này là

các loại acid chlorogenic (CGA), tồn tại ở dạng ester, có nhiều trong hạt cà phê sống,

hạt cà phê rang, bột cà phê hòa tan và nước pha cà phê. Hàm lượng CGA chứa trong

nhân cà phê arabica khoảng 5% và trong cà phê robusta khoảng 7%. Qua các phương
pháp chế biến và bảo quản, hàm lượng CGA hầu như không bị ảnh hưởng nhiều. Ngồi
ra, trong cà phê nhân cịn chứa các loại acid hữu cơ khác như acid citric, acid malic, acid

oxalic và acid tartatic (Bảng 1.1).
•

Protein: hầu như khơng ton tại trong cà phê rang, một phần là do bị phân

hủy trong quá trình rang ở nhiệt độ cao, phần còn lại kết hợp với hydrocarbon và
chlorogenic acid tạo thành chất màu nâu. Khi gia nhiệt, chuồi polypeptide bị phân cắt

và các amino acid được giải phóng để tương tác hoặc phản ứng với các chất tạo ra mùi
và vị của cà phê rang. Các amino acid có chứa lưu huỳnh như cysteine, methionine và

proline góp phần tạo nên hương vị độc đáo của cà phê rang. Đặc biệt, methionine và

proline có tác dụng làm giảm tốc độ oxy hóa các chất thơm giúp cà phê rang xay giữ

được mùi vị ban đầu trong quá trình bảo quản. Trong quá trình chế biến, chỉ một phần
của protein bị phân hùy thành các amino acid, và hầu hết nó được chuyến thành các hợp
chất khơng hịa tan.

•

Chất khống: hàm lượng chất khoáng trong cà phê chiếm khoảng 4-4.5%,

chù yếu là potassium, nitrogen, magnesium, phosphorus, chlorum. Ngồi ra cịn thấy
aluminium, iron, copper, iod, sulfur.

Hàm lượng caffeine trong cà phê là một trong những thành phần quan trọng góp
phần tạo vị đắng đặc trưng của cà phê và đem lại nhiều giá trị sinh học. Caffeine được
biết đến là một alkaloid có cơng thức phân tử là C8H10O2N4.

12


o

Hình 1.4. Cơng thức cấu tạo của cafeine trong cà phê

Trong hạt cà phê nhân, ngoài các thành phần đã nêu trên thì cịn chứa một lượng

lớn enzyme, một trong số nhùng enzyme đặc trưng là p-glucosidase, protease, lipase,
... giúp làm tăng các hoạt động trong quá trình chế biến và bảo quản. Giá trị sản phẩm
có the làm tăng thêm nhờ tạo thành các aglycone, amino acid tự do và acid béo tự do

làm cho nước pha cà phê có giá trị dinh dưỡng tốt hơn (de Melo Pereira et al. 2020). Các
polyphenol oxydase (PPO) trong cà phê liên kết chặt chẽ với màng tế bào và chúng hoạt

động chỉ khi được phóng thích. Các PPO ngồi có chứa trong hạt cà phê thì cịn tồn tại
trong vỏ cà phê ở lóp ngồi. PPO là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng cà phê.

Các hoạt tính của PPO thể hiện một cách đặc biệt, trong quá trình bảo quản các hoạt tính

thứ cấp của PPO là một trong những yếu tố làm giảm chất lượng của nước pha cà phê.
Hoạt tính của PPO bị giảm là do sự hư hỏng của màng tế bảo và sự oxy hóa acid

ceffoquuinic (CQA) thành quinon và sự ức chế của enzyme do quinon (Ruano et al. 2016).

Các cacbonhydrate trong cà phê có khối lượng phân tử nhỏ, ngồi tan trong nước

thì 80% cacbonhydrate tan trong ethanol. Hàm lượng cacbonhydrate bị giảm đi trong
quá trình bảo quản ở nhiệt độ cao và sẽ bị biến đối màu, điều này làm ảnh hưởng lớn

đến chất lượng của nước pha cà phê. Đặc biệt là trong các cacbonhydrate có

polysaccharide là một hợp chất quan trọng góp phần tạo màu, mùi, vị cho sản phấm cà

phê. Các polysaccharide chính là mantose, galactose và acid galacturonic.

Polysacchanride dự trừ nằm trong lóp vỏ tế bào gồm những sợi cellulose kết chặt như
lignin, pectin và hemicellulose.
1.3.

Giá trị sinh học ciia cà phê

Cà phê là một loại thức uống giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học, đặc biệt là
polyphenol, phenolic acid, chlorogenic acid, caffeine, những họp chất này đóng góp vào

tống hàm lượng phenolic (TPC) trong che độ ăn uống và có lợi cho sức khỏe của người
13


tiêu dùng. Việc sử dụng cà phê có thể làm giảm các bệnh như ung thư, bệnh tiểu đường,

bệnh gan, ức chế q trình oxy hóa cholesterol LDL, giúp bảo vệ và chống lại bệnh
Parkinson và thậm chí là giảm nguy cơ tử vong (Król et al. 2020).

Một phân tích tống họp năm 2018 gồm 30 nghiên cứu được công bố trước đây
đã kết luận rằng, tiêu thụ cà phê giúp giảm nguy cơ mắc bệnh đái tháo đường type 2.

Các nhà nghiên cứu cho hay, nguy cơ mắc bệnh có thể giảm 6% nếu bạn uống 1 cốc

mồi ngày. Các nhà khoa học cho biết, nguyên nhân là do tác dụng chống oxy hóa, chống
viêm, khả năng tăng cường đốt chảy calo, tác động đến hàm lượng và sự đa dạng cùa
các vi khuẩn đường ruột bảo vệ sức khỏe của cà phê. Các nghiên cứu cho thấy rằng uống

cà phê có thể chống lại một số bệnh ung thư, bao gồm ung thư vú, đại trực tràng, nội
mạc tử cung và tuyến tiền liệt, cũng như bệnh tim và bệnh Parkinson, về mặt sức khỏe
nào bộ, cà phê có chứa caffein làm tăng sự tỉnh táo và cải thiện trí nhớ trong khoảng 24

giờ sau khi uống (de Melo Pereira et al. 2020).
Trên thế giới hiện nay, cà phê là một trong ba loại thức uống phố biến bao gồm
chè, cà phê, ca cao. Cà phê mang hương vị độc đáo và có nhiều giá trị sinh học đối với
sức khỏe của con người, ngoài ra trong cà phê cịn chứa nhiều chất có the dùng làm rượu,

thức ăn cho gia súc và dùng làm phân bón. Hàm lượng caffeine trong cà phê còn được
tinh chế để sử dụng làm thuốc gây mê trong y học. Tuy nhiên, vì cà phê có chứa caffeine

là chất kích thích hệ thần kinh nên việc lạm dụng cà phê để tỉnh táo cũng gây ảnh hưởng
đến sức khỏe, các đặc tính kích thích của caffeine có thể gây mất ngủ, tăng nhịp tim và

rối loạn hệ thần kinh nếu sử dụng quá nhiều (Trịnh Xuân Ngọ 2009).

1.3.1. Các hợp chat polyphenol
Trong các thành phần hóa học cùa cà phê, polyphenol được biết đến là một thành

phần quan trọng góp phần tạo giá trị sinh học cho sản phẩm cà phê. Polyphenol hay còn
được gọi là polyhydroxyphenol, polyphenol được đặc trưng bởi sự có mặt của nhiều đơn

vị cấu trúc phenol. Các tính chất vật lý, hóa học hay các hoạt tính sinh học của những
chất thuộc nhóm polyphenol phụ thuộc vào số lượng và đặc điểm của các đơn vị phenol

này (Nattapon Kaisangsri et al. 2020). Polyphenol là các họp chất tự nhiên, nói chung

là chất chuyển hóa thứ cấp, được sản xuất bởi thực vật và được tìm thấy chủ yếu trong

trái cây, rau và ngũ cốc và trong các dần xuất của chúng. Chúng phát huy chức năng của
mình trong suốt giai đoạn phát triển, sinh sản, dinh dưỡng, tăng trưởng và giao tiếp với
14


các thực vật khác, cũng như trong các cơ chế bảo vệ thực vật như kháng lại mầm bệnh

vi sinh vật, động vật ăn cở, côn trùng và bảo vệ khỏi bức xạ tia cực tím. Hơn 8.000
polyphenol đã được xác định trong các loài thực vật khác nhau (Ruano et al. 2016). Tất

cả chúng đều bắt nguồn từ các tiền chất phô biến như phenylalanin và shikimic acid.
Thông thường, chúng được liên kết với một đường thông qua gốc hydroxyl, trực tiếp

với vòng thơm hoặc liên hợp với các hợp chất khác. Polyphenol được đặc trưng bởi cấu
trúc hydroxyphenyl tối thiểu, và mặc dù có vơ so polyphenol hiện có, chúng được nhóm
thành các lớp khác nhau theo số lượng vịng phenol. Các nhóm chính là acid phenolic,

flavonoid, stilbene và lignans (Hình 1.5) (Ruano et al. 2016). Trong cà phê, polyphenol
ngồi việc là chất chuyển hóa thứ cấp có giá trị sinh học đối với sức khỏe con người thì
cịn góp phần vào việc tạo thành vị đắng đặc trưng của cà phê. Polyphenol bảo vệ tế bào

và mô chống lại tác hại của q trình oxy hóa bằng cách hoạt động như chất chống oxy

hóa. Chúng thực hiện điều này bằng cách làm sạch các gốc và bằng cách bảo vệ DNA
khỏi bị oxy hóa và LDL khỏi q trình peroxy hóa (GỦNE$ BAYIR et al. 2019).
Khoảng một phần ba polyphenol trong cà phê là phenolic acid, những acid này
có the được phân loại là hydroxybezoic acid hoặc hydroxycinnamic acid. Trong số các
dần xuất của benzoic acid có các họp chất như ellagic acid, p-hydroxybenzoic acid,

protocatechuic acid, vanillic acid và gallic acid (Rambaran 2020).
Tong hàm lượng phenolic (TPC) trong cà phê được xác định bằng cách sử dụng
thuốc thử Folin-Ciocallteu 10%. Thuốc thử Folin-Ciocalteu là một hồn họp của chất xúc
tác phosphomolybdate và phosphotungstate (Vemon L. Singleton et al. 1999). Trong

môi trường kiềm, các họp chat phenolic trải qua q trình tự oxy hóa, các điện tử được
chuyển từ các phenolic và các chất khử khác đến molybdenum để tạo thành các phức
màu xanh lam đặc trưng có the được phát hiện ở bước sóng 765 nm (Vemon L. Singleton
etal. 1999).

1.3.2. Flavonoid tông
Trong số tất cả các phenol trong chế độ ăn uống của chúng ta, khoảng hai phần
ba được ước tính là flavonoid (Rambaran 2020). Các họp chất này có cấu trúc chung
bao gồm hai vịng thơm (vòng A và B) được liên kết bởi 3 nguyên tử cacbon thường

nằm trong một vịng dị vịng có oxy hay còn gọi là vòng c. Sự thay đổi trong vịng dị
vịng có thể tạo ra một so flavonoid và chúng có the được phân loại thành flavonols,

15


flavon, flavanols, flavanones, anthocyanidins và isoflavonoid (Hình 1.5) (GỮNE$

BAYIRet al. 2019).

Hình 1.5. Phân loại các hợp chất phenol

Flavanol có hai dạng: Catechin trong cấu trúc monome và proanthocyanidin
trong cấu trúc polyme. Hau het catechin được tìm thấy trong các lồi trái cây, các nguồn

giàu nhất là trà xanh, ca cao, cà phê và rượu vang đỏ. Tuy nhiên, trà đen chứa ít flavanol
ở dạng monome vì trà xanh bị oxy hóa trong q trình lên men nhưng lại giàu theaflavin

và thearubigine là những polyphenol ở dạng polyme (GỦNE§ BAYIR et al. 2019).
Flavonols là loại flavonoid phố biến nhất trong thực pham. Flavonoid chịu trách

nhiệm về màu sắc, mùi vị và ngăn ngừa q trình oxy hóa chất béo. Isoflavone, flavonols

và flavon là những flavonoid chính được tìm thấy trong nguồn thực phấm của chúng ta.

Flavonoid ảnh hưởng đến chất lượng thực phâm bằng cách hoạt động như chất chống
oxy hóa, chất tạo hưong vị và chất tạo màu. Các flavonoid được tìm thấy trong cà phê

có the có tác dụng tích cực chống lại bệnh Parkinson và cũng có the giúp cải thiện trí

16


nhớ của người cao tuổi. Nhiều nghiên cứu khác nhau đã xác nhận rằng những hợp chất

này có chức năng bảo vệ sức khỏe con người (Kumar et al. 2019).

1.3.3. Khả năng khảng oxy hóa
Khả năng kháng oxy hóa được định nghía là “bất kỳ chất nào, khi có mặt ở nồng
độ thấp hon so với một chất nên dề oxy hóa, làm chậm hoặc ngăn cản đáng kể quá trình

oxy hóa của chất nên đó” (Opitz et al. 2014). Đo lường hoạt động/khả năng kháng oxy
hóa của các thành phần thực phấm và chất lỏng sinh học được thực hiện để so sánh có

ý nghĩa về hàm lượng chất chống oxy hóa trong thực phẩm. Tuy nhiên, sự đa dạng của
các chất chống oxy hóa gây khó khăn cho việc phân tách và định lượng các chất chống

oxy hóa từ nền mầu thực phẩm. Do đó, người ta mong muốn xác định khả năng kháng

oxy hóa trực tiếp từ các chất chiết xuất từ thực vật và chất lỏng sinh học (Xiao et al.

2020).
1.4.

Phương pháp phân tích

1.4.1. Phương pháp chiết
Đe đánh giá chất lượng của cà phê và các sản phẩm từ cà phê, tổng hàm lượng
phenolic (TPC) là một trong số các tiêu chí rất quan trọng được các nhà nghiên cứu khoa
học thực hiện.

Trên thế giới hiện có rất nhiều phương pháp với kỳ thuật khác nhau được sử dụng

để chiết xuất các polyphenol như chiết bằng nước nóng, chiết bằng dung mơi hay hồn
hợp của các dung môi với nước dưới sự hồ trợ của thiết bị điều nhiệt hoặc thiết bị có hồ

trợ sóng siêu âm (Vemon L. Singleton et al. 1999). Đe tối ưu được quy trinh chiết tách,

dung môi chiết là một trong yếu to rất quan trọng, cần lựa chọn được dung mơi chiết có
khả năng hịa tan tốt các polyphenol. Tham khảo từ TCVN 9745-1:2013, dung môi chiết

là hồn họp của methanol và nước có tỷ lệ là 70:30, trong đó methanol được lựa chọn là

dung mơi chính chiếm 70% (v/v) và 30% (v/v) cịn lại là nước bởi vì nước có khả năng
hịa tan tốt sè giúp len sâu vào trong cấu trúc của mầu để q trình hịa tan polyphenol

được diễn ra một cách tối ưu hơn so với việc chỉ chiết với methanol nguyên chat 100%.

Trong quá trình chiết, không chỉ dung môi mà điều kiện chiết và tỷ lệ chiết (tỷ lệ
giữa khối lượng mầu và thể tích dung mơi chiết) cũng như số lần chiết đóng vai trị quan
trọng khơng kém. Những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tổng hàm lượng phenolic (TPC)
chiết được trong nền mầu cà phê có thế kể đến như là nhiệt độ, các yếu tố khuấy trộn

17

(máy lắc, vortex, khuấy từ), sự hỗ trợ của sóng siêu âm. Quy trình chiết tham khảo từ

TCVN 9745-1:2013, trong tiêu chuẩn này yếu tố nhiệt độ được sử dụng ở mức 70 °C và
chiết ở 10 phút, quy trình chiết được thực hiện chiết hai lần lặp. Ngoài tiêu chuẩn trên,

trên thế giới có nhiều nhà khoa học đã thực hiện chiết với sự hồ trợ của sóng siêu âm và

kết quả cho thấy rằng đối với polyphenol, sóng siêu âm là một yếu tố hồ trạ cho quá
trình chiết đạt hiệu suất cao. Sự hồ trợ của sóng siêu âm giúp làm phá vờ các thành tế

bào sinh học giúp dung môi len lởi vào nền mầu với diện tích tiếp xúc rộng giữa pha rắn

và pha lỏng, việc này tạo điều kiện cho chất phân tích được khuếch tán nhanh chóng từ
trong nền mẫu sang dung mơi (Ghafoor and Choi 2009).

1.4.2. Phương pháp xác định tông hàm lượng phenolic (TPC) trong cà phê
Trong đề tài nghiên cứu này, chúng tôi thực hiện xác định tống hàm lượng

phenolic (TPC) trong cà phê dựa theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9745-1:2003 bằng
thiết bị phân tích trắc quang (ƯV-Vis).
Phương pháp phân tích trắc quang là phương pháp phân tích định lượng dựa vào

hiệu ứng hấp thụ xảy ra khi phân tử vật chất tương tác với bức xạ điện từ. Vùng bức xạ
được sử dụng trong phương pháp này là vùng tử ngoại gần hay khả kiến ứng với bước

sóng khoảng từ 200-800 nm. Hiện tượng hấp thụ bức xạ điện từ tuân theo định luật
Bouger-Lambert-Beer. ứng dụng phương pháp phổ đo quang, người ta có thề xác định

nhiều hợp chất trong phạm vi nồng độ khá rộng nhờ các cải tiến quan trọng trong thủ

tục phân tích. Đây là phương pháp phân tích được phát triển mạnh vì độ đơn giản, đáng

tin cậy và được sử dụng nhiều trong lĩnh vực phân tích hố học, luyện kim và trong
nghiên cứu hố sinh, mơi trường, cơng nghệ thực phẩm và nhiều lĩnh vực khác.

Bản chất của phổ hấp thụ phân tử UV-Vis: khi chiếu một chùm sáng có bước
sóng phù hợp đi qua một dung dịch chất màu, các phân từ hấp thụ sẽ hấp thụ một phần

năng lượng chùm sáng, một phần ánh sáng truyền qua dung dịch. Xác định cường độ
chùm ánh sáng truyền qua đó ta có thể xác định được nồng độ của dung dịch. Sự hấp
thụ ánh sáng của dung dịch tuân theo định luật Bouger-Lambert-Beer (Hình 1.6).

18


Hình 1.6. Sơ đồ và nguyên tắc của hệ đo quang phổ hấp thu phân tử (Rendina 1971)

Theo sơ đồ mô tả nguyên tắc hoạt đọng của hệ đo quang phổ hấp thu phân tử

chúng ta có lo là cường độ ánh sáng tới và It là cường độ ánh sáng đi ra.

Độ hấp thu (hay còn gọi là mật độ quang, tiếng Anh là Absorbance) được tính
theo cơng thức: A = logj2 = 2 - log?

Trong đó: T = y- X 100% với T: Độ truyền qua (Transmittance).
to

Phương pháp phân tích quang pho phân tử bằng cách sử dụng thuốc thử FolinCiocalteu đã tạo thành một phương pháp định lượng polyphenol với độ nhạy và độ tái

lặp cao. Thuốc thừ Folin-Ciocalteu là hồn hợp của phosphotungstic acid (H3PW12O40)

và phosphomolybdic acid (H3PM012O40) phản ứng với phenol và các chất khử nonphenol để tạo thành chất mang sắc tố và được phát hiện bằng phương pháp đo quang

pho (Rosa M. Lamuela-Raventós 2018). Trong điều kiện kiềm, oxotungstate và
oxomolybdate được tạo thành trong phản ứng oxy hóa khử và hiển thị dưới màu xanh

lam tỷ lệ với nồng độ polyphenol (Hình 1.7).

Folin-ciocalteu reagent
(W6+, Mo6+)

Reduced folin-ciocalteu reagent
(W5\ Mo5+)

Hình 1.7. Sự thay đối màu sắc trong phản ứng của Folin-Ciocalteu với polyphenol
(Ford et al. 2019)

19