khảo sát hàm lượng caffeine, pb và cd trong cà phê trên địa bàn quận ninh kiều thành phố cần thơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN HÓA
  

HUỲNH THỊ CẨM GIANG

KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG CAFFEINE, Pb VÀ Cd
TRONG CÀ PHÊ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN NINH KIỀU
THÀNH PHỐ CẦN THƠ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: HÓA HỌC

CẦN THƠ
2014


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN HÓA
  

HUỲNH THỊ CẨM GIANG

KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG CAFFEINE, Pb VÀ Cd
TRONG CÀ PHÊ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN NINH KIỀU
THÀNH PHỐ CẦN THƠ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: HÓA HỌC

Mã ngành: 204

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Ths. LÂM PHƯỚC ĐIỀN
Ths. NGUYỄN QUỐC PHONG
Kỹ sư NGUYỄN XUÂN DƯ

CẦN THƠ
2014


XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG

Sinh viên: Huỳnh Thị Cẩm Giang
Mã số sinh viên: 2111962
Lớp: Hóa phân tích – Khóa: 37
Đề tài thực hiện: Khảo sát hàm lượng caffeine, Pb và Cd trong cà phê trên địa
bàn quận Ninh Kiều thành phố Cần Thơ
Tôi, tác giả của luận văn này, xin cam đoan đã chỉnh sửa luận văn theo ý kiến
đóng góp của Hội đồng phản biện.

Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2014
Cán bộ hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

Ths. Lâm Phước Điền

Huỳnh Thị Cẩm Giang

Trường Đại học Cần Thơ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Khoa Khoa Học Tự Nhiên

Độc lập – Tự dọ - Hạnh phúc

Bộ môn Hóa

--------

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1. Cán bộ hướng dẫn: Ths. LÂM PHƯỚC ĐIỀN
Ths. NGUYỄN QUỐC PHONG
Kỹ sư. NGUYỄN XUÂN DƯ
2. Đề tài: Khảo sát hàm lượng caffeine, Pb và Cd trong cà phê trên địa
bàn quận Ninh Kiều thành phố Cần Thơ
3. Sinh viên thực hiện: HUỲNH THỊ CẨM GIANG
 Mã số sinh viên: 2111913
 Lớp: Hóa phân tích – khóa: 37
4. Nội dung nhận xét
a. Nhận xét về hình thức của LVTN
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung của LVTN
 Đánh giá nội dung thực hiện

.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
 Những vấn đề còn hạn chế
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
c. Nhận xét về sinh viên thực hiện LVTN
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................


.........................................................................................................................
d. Kết luận, kiến nghị và điểm
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................

Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2014

Cán bộ hướng dẫn


Trường Đại học Cần Thơ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Khoa Khoa Học Tự Nhiên

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn Hóa

--------

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

1. Cán bộ phản biện:
2. Đề tài: Khảo sát hàm lượng caffeine, Pb và Cd trong cà phê trên địa
bàn quận Ninh Kiều thành phố Cần Thơ
3. Sinh viên thực hiện: HUỲNH THỊ CẨM GIANG
 Mã số sinh viên: 2111913
 Lớp: Hóa phân tích – khóa: 37
4. Nội dung nhận xét
a. Nhận xét về hình thức LVTN
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung LVTN
 Đánh giá nội dung thực hiện của LVTN
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
 Những vấn đề còn hạn chế
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................

.........................................................................................................................
c. Nhận xét về sinh viên thực hiện
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................


d. Kết luận, kiến nghị và điểm
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................

Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2014

Cán bộ phản biện


Trường Đại học Cần Thơ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Khoa Khoa Học Tự Nhiên

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn Hóa

--------

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

1. Cán bộ phản biện:
2. Đề tài: Khảo sát hàm lượng caffeine, Pb và Cd trong cà phê trên địa
bàn quận Ninh Kiều thành phố Cần Thơ
3. Sinh viên thực hiện: HUỲNH THỊ CẨM GIANG
 Mã số sinh viên: 2111913
 Lớp: Hóa phân tích – khóa: 37
4. Nội dung nhận xét
a. Nhận xét về hình thức LVTN
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung LVTN
 Đánh giá nội dung thực hiện của LVTN
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
 Những vấn đề còn hạn chế
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
c. Nhận xét về sinh viên thực hiện
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................

d. Kết luận, kiến nghị và điểm
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................

Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2014

Cán bộ phản biện


LỜI CẢM TẠ


Đầu tiên, em xin kính gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn bộ quý thầy cô
trong Bộ môn Hoá học, khoa Khoa học tự Nhiên, trường Đại học Cần Thơ đã
tận tình dạy dỗ, truyền đạt cho những kiến thức bổ ích trong suốt quá trình em
học tập ở trường. Bên cạnh đó, quý thầy cô cũng luôn quan tâm, động viên và
tạo điều kiện thuận lợi giúp chúng em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp.
Đặc biệt, em xin kính gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Lâm Phước Điền
đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu và giúp đỡ em
trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Em xin kính gửi lời cảm ơn đến anh Nguyễn Quốc Phong, anh Nguyễn
Xuân Dư cùng các anh chị tại Trung tâm kỹ thuật Tiêu chuẩn đo lường chất
lượng thành phố Cần Thơ đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ để em hoàn thành luận
văn tốt nghiệp. Các anh chị luôn tạo mọi cơ hội để em tiếp cận với môi trường

làm việc thực tế, góp phần nâng cao kiến thức trong ngành Hoá và tích luỹ
được nhiều kỹ năng làm việc.
Cuối cùng, con xin kính gửi lời cảm ơn chân thành ơn và sâu sắc nhất
đến cha mẹ đã luôn gắn bó, yêu thương con để con được học tập tốt. Tôi xin
gửi lời cảm ơn đến các thành viên trong lớp Cử nhân Hoá học K37, đăc biệt là
những bạn cùng tôi thực tập tại Trung tâm kỹ thuật Tiêu chuẩn đo lường chất
lượng thành phố Cần Thơ. Các bạn đã luôn động viên giúp đỡ tôi trong lúc
học tập, đời sống cũng như trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn.

i


TÓM TẮT


Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu và đánh giá chất lượng cà phê trên địa
bàn quận Ninh Kiều thành phố Cần Thơ. Đề tài thực hiện nghiên cứu các chỉ
tiêu như hàm lượng caffeine, hàm lượng Pb, Cd. Các phương pháp phân tích
được chọn để nghiên cứu bao gồm phân tích caffeine bằng hệ thống sắc ký
lỏng hiệu năng cao ghép đầu dò phát quang diod (HPLC-DAD), phân tích Pb
và Cd bằng hệ thống phổ phát xạ quang học-kết hợp plasma cảm ứng (ICPOES). Các phương pháp phân tích này được nghiên cứu trên các mẫu cà phê
được lấy từ 3 điểm chợ thuộc quận Ninh Kiều thành phố Cần Thơ. Kết quả
nghiên cứu cho thấy các mẫu cà phê có hàm lượng caffeine cao (lớn hơn
10.000 ppm) và các mẫu đều bị ô nhiễm kim loại Pb, Cd. Tuy nhiên, sự ô
nhiễm này đều thấp hơn giới hạn cho phép của QCVN về sự ô nhiễm kim loại
nặng trong thực phẩm.

ii

LỜI CAM ĐOAN


Tất cả những dữ liệu, số liệu sử dụng trong luận văn này đã được tham
khảo từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau và được ghi nhận từ kết quả thực
nghiệm mà tôi đã thực hiện trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Tôi xin
cam đoan tính trung thực của những dữ liệu và số liệu này.
Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2014

Huỳnh Thị Cẩm Giang

iii


MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ ..................................................................................................i
TÓM TẮT ...................................................................................................... ii
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG ......................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... viii
CHƯƠNG 1.

PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................. 1

1.1

Đặt vấn đề........................................................................................ 1

1.2

Mục tiêu .......................................................................................... 2

CHƯƠNG 2.

TỔNG QUAN ...................................................................... 3

2.1

Sơ lược về cà phê ............................................................................. 3

2.1.1

Lịch sử ............................................................................................. 3

2.1.2

Một số khái niệm cơ bản .................................................................. 3

2.1.3

Phân loại .......................................................................................... 3

2.1.4

Thành phần hóa học của nhân cà phê ............................................... 5

2.1.5
Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nhân cà phê của hội liên hiệp cà phê
đặc biệt Hoa Kỳ (SCAA) ................................................................................. 7
2.1.6

Quy trình sản xuất cà phê rang ....................................................... 10

2.2

Một số thành phần độc tố trong cà phê ........................................... 12

2.2.1

Caffeine ......................................................................................... 12

2.2.2

Kim loại Pb .................................................................................... 14

2.2.3

Kim loại Cd ................................................................................... 15

2.3

Các phương pháp xác định độc tố .................................................. 16

2.3.1

Phương pháp xác định caffeine ...................................................... 16

2.3.2

Phương pháp xác định Pb, Cd ........................................................ 17

2.4

Giới thiệu sơ lược về thiết bị sử dụng............................................. 19
iv


2.4.1

Hệ thống HPLC ............................................................................. 19

2.4.2

Hệ thống ICP-OES ........................................................................ 21

CHƯƠNG 3.

THỰC NGHIỆM ................................................................ 24

3.1

Địa điểm, thời gian và phương tiện thực hiện ................................. 24

3.1.1

Địa điểm ........................................................................................ 24

3.1.2

Thời gian: ...................................................................................... 24

3.1.3

Thiết bị, dụng cụ ............................................................................ 24

3.1.4

Hóa chất ........................................................................................ 25

3.2

Đối tượng nghiên cứu: ................................................................... 25

3.3

Phương pháp nghiên cứu................................................................ 26

3.4

Hoạch định thí nghiệm ................................................................... 26

3.5

Thực nghiệm .................................................................................. 26

3.5.1

Thẩm định phương pháp HPLC và xác định hàm lượng caffeine ... 26

3.5.2
Xác định hàm lượng Pb, Cd bằng phương pháp ICP-OES (phương
pháp 2) 32
CHƯƠNG 4.

KẾT QUẢ .......................................................................... 34

4.1

Thẩm định phương pháp HPLC và xác định hàm lượng caffeine ... 34

4.1.1

Thẩm định phương pháp ................................................................ 34

4.1.2

Xác định hàm lượng caffeine ......................................................... 38

4.2
Xác định hàm lượng Pb, Cd bằng phương pháp ICP-OES (phương
pháp 2) 39
4.2.1

Xác định hàm lượng Pb.................................................................. 39

4.2.2

Xác định hàm lượng Cd ................................................................. 41

CHƯƠNG 5.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................ 44

5.1

Kết luận ......................................................................................... 44

5.2

Kiến nghị ....................................................................................... 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 46
PHỤ LỤC ..................................................................................................... 48

v


DANH MỤC BẢNG


Bảng 2.1 Thành phần hóa học của nhân cà phê................................................ 7
Bảng 2.2 Những khuyết tật cấp I ..................................................................... 9
Bảng 2.3 Những khuyết tật cấp II .................................................................... 9

Bảng 3.1 Địa điểm thu mẫu cà phê ................................................................ 25
Bảng 3.2 Khoảng nồng độ và hiệu suất thu hồi .............................................. 27
Bảng 4.1 Kết quả khảo sát độ lặp lại.............................................................. 34
Bảng 4.2 Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi tại điểm chuẩn 0,5 ppm ............. 35
Bảng 4.3 Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi tại điểm chuẩn 4 ppm ................ 35
Bảng 4.4 Kết quả sát hiệu suất thu hồi tại điểm chuẩn 10 ppm ...................... 36
Bảng 4.5 Kết quả khảo sát LOD và LOQ....................................................... 36
Bảng 4.6 Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính ................................................ 37
Bảng 4.7 Kết quả khảo sát hàm lượng caffeine .............................................. 38
Bảng 4.8 Kết quả xây dựng đường chuẩn Pb ................................................. 39
Bảng 4.9 Kết quả xác định hàm lượng Pb trong cà phê .................................. 40
Bảng 4.10 Kết quả xây dựng đường chuẩn Cd ............................................... 41
Bảng 4.11 Kết quả xác định hàm lượng Cd ................................................... 42

vi


DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Quy trình sản xuất cà phê rang ........................................................ 10
Hình 2.2 Kim loại Pb..................................................................................... 14
Hình 2.3 Kim loại Cd .................................................................................... 15
Hình 2.4 Sơ đồ mô tả quá trình sắc ký trong cột ............................................ 20
Hình 2.5 Các bộ phận cơ bản của hệ thống HPLC ......................................... 21
Hình 2.6 Sơ đồ minh họa sự phát xạ của nguyên tử ....................................... 22
Hình 2.7 Các bộ phận cơ bản của hệ thống ICP-OES .................................... 23
Hình 3.1 Hệ thống HPLC .............................................................................. 24
Hình 3.2 Hệ thống ICP-OES ......................................................................... 24
Hình 3.3 Sơ đồ minh họa tỷ lệ S/N ................................................................ 29
Hình 4.1Đồ thị minh họa tính tuyến tính của phương pháp ............................ 37

Hình 4.2 Đồ thị minh họa đường chuẩn Pb .................................................... 39
Hình 4.3 Đồ thị minh họa đường chuẩn Cd ................................................... 41

vii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT


DAD:

Detector Aray Diod

Đvcđ:

Đơn vị cường độ

Đvdt:

Đơn vị diện tích

ECC:

N-ethyl-3-carbazolecarbaxaldehyde

ECCT:

N-ethylcarbazolecarbaxaldehyde-3-thiosemicarbazone

HPLC:

High Performance Liquid Chromatoghaphy

MS:

Mass Spectrometry

ICP:

Inductively Coupled Plasma

OES:

Optical Emission Spectrometry

LOD:

Limit of Detection

LOQ:

Limit of Quantification

Ppm:

parts per million

QCVN:

Quy chuẩn Việt Nam

SCAA:

Speciatly Coffee Association of America

UV-Vis:

Ultraviolet-Visible

viii


Luận văn tốt nghiệp đại học

CHƯƠNG 1.
1.1

Huỳnh Thị Cẩm Giang – MSSV: 2111913
Ngành: Hóa phân tích – Khóa: 37
PHẦN MỞ ĐẦU

Đặt vấn đề

Người xưa có câu: “Có thực mới vực được đạo”, thật vậy, vấn đề thực
phẩm đã trở thành nhu cầu thiết yếu trong đời sống con người. Ngày nay, cùng
với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, chất lượng cuộc sống người
dân ngày càng hoàn thiện nên những đòi hỏi về đời sống vật chất, tinh thần
cũng tăng cao. Nắm bắt được điều đó, các nhà sản xuất đã cung cấp đến người
tiêu dùng nhiều loại hình sản phẩm khác nhau và cà phê dần trở nên phổ biến.
Thật vậy, cà phê không những là thức uống được ưa chuộng mà còn là

mặt hàng có giá trị kinh tế cao. Nó được biết đến đầu tiên ở Ethiopia, sau đó
lan dần ra toàn thế giới. Sản lượng cà phê tăng hằng năm , một số nước đứng
đầu trong xuất khẩu như Brasil, Việt Nam, Colombia,… Cà phê trở thành mặt
hàng xuất khẩu có lợi nhuận cao nhất thế giới chỉ sau dầu hoả.
Đối với nhiều người Việt Nam, một ly cà phê buổi sáng là thói quen
hằng ngày, nếu không có sẽ có cảm giác thiếu thốn, bồn chồn. Tại Hoa Kỳ,
hơn một trăm triệu người Mỹ có thói quen dùng cà phê mỗi ngày. Bởi vì trong
cà phê có chứa một thành phần có tên gọi là caffeine – là một alkaloid – nó
kích thích hoạt động hệ thần kinh giúp tỉnh táo và tập trung. Tuy nhiên,
caffeine là chất gây nghiện, khi thói quen dùng cà phê mỗi ngày của một
người bị gián đoạn, họ sẽ trở nên cáu gắt, mất bình tĩnh, đó là tác hại xấu của
caffeine. Ngoài ra, nếu dùng cà phê quá nhiều làm tăng hàm lượng caffeine
trong máu gây mất ngủ, suy giảm trí nhớ, đặc biệt là tăng nguy cơ mắc bệnh
tim mạch.
Ngày nay, những tiến bộ kỹ thuật trong nông nghiệp không ngừng tăng
cao, việc sử dụng phân bón , thuốc trừ sâu để tăng năng suất nông sản càng
được lạm dụng. Chính vì thế, cà phê sau thu hoạch có thể bị ô nhiễm một số
kim loại nặng, đặc biệt là Pb và Cd. Không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng cà
phê thành phẩm, mà Pb và Cd còn là hai độc tố. Khi đi vào cơ thể chúng tích
tụ ở các mô, đặc biệt là gan và thận, chúng làm tổn thương thậm chí phá hủy
các mô của gan và thận. Bên cạnh đó, Pb còn ảnh hưởng đến quá trình tạo sắc
tố cho máu làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình hô hấp. Cd có thể giải
phóng Ca trong xương làm xương yếu và dễ vỡ.
Vậy, đề tài “Khảo sát hàm lượng caffeine, Pb và Cd trong cà phê
trên địa bàn quận Ninh Kiều thành phố Cần Thơ” được tiến hành nhằm
xác định một số độc tố
1


Luận văn tốt nghiệp đại học

Huỳnh Thị Cẩm Giang – MSSV: 2111913
Ngành: Hóa phân tích – Khóa: 37

trong cà phê. Qua đó có thể đánh giá sơ bộ chất lượng cà phê trên địa bàn quận
Ninh Kiều thành phố Cần Thơ.
1.2

Mục tiêu

Nhằm đánh giá chất lượng cà phê trên địa bàn quận Ninh Kiều thành phố
Cần Thơ thông qua khảo sát một số độc tố như: caffeine, Pb, Cd. Cụ thể:
 Xác định hàm lượng caffeine bằng hệ thống HPLC-DAD
 Xác định hàm lượng Pb và Cd bằng hệ ICP – OES

2


Luận văn tốt nghiệp đại học

Huỳnh Thị Cẩm Giang – MSSV: 2111913
Ngành: Hóa phân tích – Khóa: 37

CHƯƠNG 2.
2.1

Sơ lược về cà phê

2.1.1

Lịch sử

TỔNG QUAN

Từ xa xưa, con người đã biết sự tồn tại của cà phê. Vào năm 850 sau
Công Nguyên, lần đầu tiên các thổ dân người Ethiopia phát hiện ra cà phê,
nhưng đến vài thế kỉ sau họ mới gieo trồng và sử dụng chúng bằng cách ăn
hoặc lên men rượu. Thế kỉ XIV, cà phê từ Ethiopia được đưa sang Ả Rập.
Đến những năm 1600, cà phê từ cảng Mocha thuộc Ymen được xuất
khẩu sang châu Âu để cung cấp cho những quán cà phê đang rất thịnh hành ở
Hà Lan, Anh và Pháp lúc bấy giờ. Từ đó cà phê đã nhuộm nâu cả châu Âu.
Bước sang thế kỉ XVII, người Hà Lan và Pháp tiến hành các cuộc chinh
phạt chiếm đảo Java và Martinique làm thuộc địa. Tại đây họ cho gieo trồng
giống cà phê Arabica có nguồn gốc từ Ethiopia và Ymen.
Năm 1850, một người Pháp theo đạo Thiên Chúa Giáo đã đưa cà phê du
nhập vào Việt Nam. Mở ra thời kì mới cho thương hiệu cà phê Việt Nam.
Bắt đầu những năm 1900, cà phê được xếp vào những loại hàng hóa có
giá trị kinh tế cao chỉ sau dầu lửa và trở thành loại thức uống được ưa chuộng
trên thế giới
2.1.2

Một số khái niệm cơ bản[2]

Cà phê là một thuật ngữ chung nói về những sản phẩm được chế biến từ
quả và hạt của các loài cây thuộc họ Thiến thảo (Rubiacea) – họ cà phê.
Cà phê rang là nhân của quả cà phê sau khi làm sạch và bóc vỏ sẽ được
rang lên. Do được cung cấp nhiệt nên làm thay đổi các yếu tố vật lý và hoá
học từ đó thay đổi màu sắc, mùi vị và trọng lượng của sản phẩm.
2.1.3

Phân loại[7]

Cà phê rất đa dạng về chủng loại nhưng phổ biến là 3 loại sau:
2.1.3.1 Cà phê chè (Coffea Arabica)
Cà phê chè là tên gọi theo Tiếng Việt, do loài cà phê này có lá nhỏ, cây
thường để thấp giống như cây chè – một loài cây công nghiệp phổ biến ở Việt
Nam.

3


Luận văn tốt nghiệp đại học

Huỳnh Thị Cẩm Giang – MSSV: 2111913
Ngành: Hóa phân tích – Khóa: 37

Đây là loài cây có giá trị kinh tế nhất trong số các loài cây cà phê, nó
chiếm 61% sản lượng cà phê toàn thế giới. Brasil và Colombia là hai nước
xuất khẩu chính loại cà phê này, chất lượng cà phê của họ được đánh giá cao
nhất. Các nước xuất khẩu khác gồm Ethiopia, Mexico, Peru, Ấn Độ,…
Cây cà phê chè ưa sống ở vùng núi cao nguyên ở độ cao từ 1000-1500 m.
Nhiệt độ ưa thích là từ 16-25 0C, lượng mưa khoảng trên 1000 mm. Cây có
tán lớn, màu xanh đậm, hình oval. Cây cà phê trưởng thành có thể cao từ 4-6
m, nếu để mọc hoang dã có thể cao đến 15 m. Quả hình bầu dục, mỗi quả chứa
hai hạt cà phê. Cà phê chè sau khi trồng khoảng 3-4 năm thì có thể bắt đầu thu
hoạch.
Trên thị trường, cà phê chè được đánh giá cao hơn cà phê vối. Vì nó có
hương vị thơm ngon và hàm lượng caffeine cao nên một bao cà phê chè (60
kg) có giá cao gấp đôi một bao cà phê vối.
Việc phát triển cà phê chè ở Việt Nam gặp nhiều khó khăn, năm 2005

diện tích đất trồng cà phê chè chỉ đạt 10% tổng diện tích cà phê cả nước
(khoảng 40.000 ha/410.000 ha). Các cao nguyên Buôn Ma Thuột (Đắk Lắk),
Bảo Lộc (Lâm Đồng),…chỉ cao 500-1000 m so với mực nước biển nên cà phê
chè mắc nhiều sâu bệnh hại không kinh tế bằng trồng cà phê vối.
2.1.3.2 Cà phê vối (Coffea Robusta)
Cà phê vối là cây quan trọng thứ hai trong các loài cà phê,đây là loại cà
phê mạnh (“robus” nghĩa là mạnh mẽ), hàm lượng caffeine cao chiếm 2,7%.
Khoảng 39% các sản phẩm cà phê được sản xuất từ loại cà phê này. Việt Nam
là nước xuất khẩu cà phê vối lớn nhất thế giới.
Cà phê thích hợp trồng ở độ cao dưới 1000 m, ưa sống ở vùng nhiệt
đới. Các cao nguyên Việt Nam rất thích hợp loài cây này. Cà phê vối thuộc
dạng cây gỗ hoặc cây bụi, chiều cao của cây trưởng thành lên đến 10 m, quả
hình tròn, hạt nhỏ hơn cà phê chè. Giống như cà phê chè, cà phê vối có thể thu
hoạch sau khi cây được 3-4 năm tuổi.
Cà phê vối có hàm lượng caffeine gấp đôi cà phê chè nhưng hương
thơm không tinh khiết, do vậy nó được đánh giá thấp hơn. Năm 2004, Việt
Nam xuất khẩu 14 triệu bao cà phê vối, chiếm gần một nửa lượng cà phê toàn
thế giới (trên 30 triệu bao). Hiện nay diện tích trồng cà phê vối chiếm gần 90%
diện tích đất trồng cà phê ở Việt Nam, mang lại hiệu quả kinh tế cao.

4


Luận văn tốt nghiệp đại học

Huỳnh Thị Cẩm Giang – MSSV: 2111913
Ngành: Hóa phân tích – Khóa: 37

2.1.3.3 Cà phê mít (Coffea Excels)
Cà phê mít thuộc họ Thiến thảo, là một trong 3 loại chính của họ cà phê.

Cà phê mít thường được trộn với cà phê vối hay cà phê chè khi rang để tạo
hương vị đặc biệt.
Cà phê mít có thân cây cao 2-5m. Thân, lá, quả đều to, khác biệt hẳn
các loại cây khác. Do lá to, xanh đậm, nhìn xa như cây mít nên được gọi là cà
phê mít; hạt to, thon dài và màu trắng. Cây có đặc tính chịu hạn và có sức
chống chọi với sâu bệnh nên được dùng làm gốc ghép cho các loại cà phê
khác.
Ở Việt Nam, Tây Nguyên là nơi thích hợp trồng cà phê mít nhưng với
diện tích rất ít. Chúng thường nở hoa và thu hoạch muộn hơn các loài cà phê
khác do đặc điểm nở hoa vào mùa mưa, quả thu hoạch vào tháng 12 âm lịch.
Sản lượng thu hoạch thấp nên thường được trồng quảng canh.
2.1.4

Thành phần hóa học của nhân cà phê[7]

Thành phần hoá học nhân cà phê phụ thuộc vào chủng loại, độ chín, điều
kiện canh tác, phương pháp chế biến và bảo quản.
2.1.4.1 Nước
Trong nhân cà phê đã sấy khô có khoảng 10-12% nước dạng liên kết.
Sau khi rang hàm lượng nước chỉ còn khoảng 2,7%. Hàm lượng nước trong cà
phê ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cà phê. Nếu độ ẩm cao, vi sinh vật dễ
phát triển và làm giảm hương vị cà phê.
2.1.4.2 Chất khoáng
Hàm lượng chất khoáng khoảng 3-5%, chủ yếu là K, Mg, P, Cl, Al, Fe,
Cu, I, S,… những chất này sẽ hạn chế mùi vị của cà phê rang. Cà phê có hàm
lượng chất khoáng càng thấp càng tốt.
2.1.4.3 Glucid
Glucid chiếm 50% tổng số chất khô, nó không tham gia thành phần nước
uống mà chỉ tạo màu và vị caramel cho cà phê.

5


Luận văn tốt nghiệp đại học

Huỳnh Thị Cẩm Giang – MSSV: 2111913
Ngành: Hóa phân tích – Khóa: 37

2.1.4.4 Proteine
Hàm lượng protein không cao nhưng đóng vai trò quan trọng trong quá
trình hình thành hương vị sản phẩm. Trong đó, các acid amin chứa lưu huỳnh
như cystine, methionie, proline,…là quan trọng nhất, chúng tạo hương thơm
đặc trưng cho cà phê sau khi rang. Bên cạnh đó, methionine và proline còn có
tác dụng làm giảm oxy hoá các chất thơm, làm cà phê sau khi rang giữ được
mùi vị khi bảo quản.
2.1.4.5 Lipid
Hàm lượng lipid khá lớn chiếm 10-13%, gồm có dầu và sáp. Trong quá
trình chế biến, dưới tác dụng của nhiệt, một phần lipid tham gia phản ứng tạo
hương thơm. Phần lipid còn lại không bị biến đổi, nó trở thành dung môi tốt
hoà tan các chất thơm.
2.1.4.6 Các alkaloid
Trong cà phê chứa các alkaloid như caffeine, trigonelline, betain, colin.
Trong đó, quan trọng nhất là caffeine và trigonelline.
Caffeine: chiếm từ 1-3%, phụ thuộc vào chủng loại cà phê, điều kiện khí
hậu, điều kiện canh tác. Caffeine không bị biến đổi trong quá trình rang.
Trigonelline: là một alkaloid không có hoạt tính sinh lý, tan nhiều trong
nước, ít tan trong ethanol, không tan trong ether và chloroform. Tính chất quý
của trigonelline là dễ phân huỷ tạo thành acid nicotinic (tiền vitamine PP) dưới
tác dụng của nhiệt.
2.1.4.7 Chất thơm

Hàm lượng chất thơm trong cà phê tương đối nhỏ, bao gồm các acid,
aldehide, cetone, phenol, alcohol, ester,…chúng hình thành và tích luỹ trong
trong quá trình phát triển của quả cà phê hay trong quá trình chế biến, nhất là
trong quá trình rang. Ngoài ra, nhân cà phê còn chứa một số vitamin, chủ yếu
là vitamin nhóm B như: B1, B2, B6, B12.

6


Luận văn tốt nghiệp đại học

Huỳnh Thị Cẩm Giang – MSSV: 2111913
Ngành: Hóa phân tích – Khóa: 37

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của nhân cà phê
Thành phần

Hàm lượng
(g/100 g)

Nước

8-12

Chất dầu

4-18

(mg/100 g)

1,8-2,5

Đạm

1-2

Caffeine
Chlorogenic acid

1

Trigonelline

2

Tannin

2
8-9

Caffetanic acid
Caffeic acid

1

Pentosane

5

Tinh bột

5-23

Saccharose

5-10
10-20

Cellulose

20

Hemicellulose

4

Lignine
Ca

85-100

P

130-165

Fe

3-10

Na

4

Mn

1-4,5

2.1.5 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nhân cà phê của hội liên
hiệp cà phê đặc biệt Hoa Kỳ (SCAA)
Theo tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nhân cà phê của SCAA, cà phê
được phân thành 5 hạng; trong đó, cà phê hạng 1 có chất lượng cao nhất.
Với phương pháp này, người ta lấy 300 g mẫu và phân tích các tiêu
chuẩn về khuyết tật như Bảng 2.2 và Bảng 2.3, tiến hành phân cấp theo tiêu
chuẩn bên dưới. Sau khi phân cấp cà phê được đem đi rang để đánh giá cảm
quan các ính chất cảm quan. Các hạng được phân cấp như sau:
7


Luận văn tốt nghiệp đại học

Huỳnh Thị Cẩm Giang – MSSV: 2111913
Ngành: Hóa phân tích – Khóa: 37

 Hạng 1 (Speciatly grade): không có quá 5 đơn vị khuyết tật trong 300 g
cà phê, không được phép có những khuyết tật cấp I. Chỉ được phép có tối đa
5% khối lượng cà phê không đúng kích thước. Phải có ít nhất một tính chất
đặc trưng về thể chất, mùi hương, vị hoặc tính acid. Hoàn toàn không có hạt
nào bị hỏng, bị sâu và không được phép có hạt thứ phẩm. Độ ẩm khoảng
9-13%.
 Hạng 2 (Premium grade): không có quá 8 đơn vị khuyết tật trong 300 g

cà phê, được phép có những khuyết tật cấp I. Chỉ được phép có tối đa 5% khối
lượng cà phê không đúng kích thước; phải có ít nhất một tính chất đặc trưng
về thể chất, mùi hương, vị hoặc tính acid. Không có hạt nào bị hỏng và được
phéo có 3 hạt thứ phẩm, độ ẩm khoảng 9-13%.
 Hạng 3 (Exchange Grade): có 9-23 đơn vị khuyết tật trong 300 g cà
phê. Phải có 50% khối lượng trên sàng 15 và có ít hơn 5% khối lượng dưới
sàng 14. Không có mùi vị lạ trong nước cà phê và tối đa chỉ có 5 hạt thứ
phẩm. Độ ẩm từ 9-13%.
 Hạng 4 (Below Standard Grade): có 24-86 đơn vị khuyết tật.
 Hạng 5 (Off grade): có nhiều hơn 86 đơn vị khuyết tật.

8