Kiểm tra chất lượng cà phê

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
.......................
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN PHÂN TÍCH THỰC PHẨM
ĐỀTÀI: CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG
CÀ PHÊ NHÂN NGUYÊN LIỆU

LỚP: 04DHDB2

Tp.HCM, tháng 06, năm 2016

1


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên em xin gởi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các thầy cô
của trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là cô….đã
giúp đỡ em rất nhiệt tình trong thời gian qua. Nhờ sự chỉ dẫn tận tình của cô mà em đã hoàn
thành được bài đồ án này.Và qua một thời gian làm đề tài đồ án đã cung cấp cho em
rất nhiều thông tin cần thiết cho ngành học của mình sau này cũng như học thêm được rất
nhiều kỹ năng mềm có ích cho việc tự lập sau này như: kỹ năng làm việc độc lập, kỹ năng
tra cứu thông tin trên internet, kỹ năng quản thời gian, rèn cho chúng tôi có tinh thần
trách nhiệm trong công việc và chịu trách nhiệm trước những việc mình làm… Không chỉ
vậy, làm việc độc lập cũng giúp em học hỏi được rất nhiều điều hay và thú vị, nhờ vậy mà
gắn kết hơn trong tình bạn, giúp đỡ nhau nhiều hơn trong học tập
Trong quá trình làm đồ án, khó tránh khỏi sai sót, rất mong các Thầy, Cô bỏ qua.
Đồng thời do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên bài báo cáo
không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp Thầy, Cô để
em học thêm được nhiều kinh nghiệm và sẽ hoàn thành tốt hơn các đồ án sắp tới.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
2


............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

3


Mục lục

4

DANH MỤC VIẾT TẮT
TCVN : Tiêu Chuẩn Việt Nam
AOAC : Association of Official Analytical Chemists
TLC : Thin – Layer Chromatography
QCVN : Quy Chuẩn Việt Nam
ISO : International Organization for Standardization
HPLC : High Performance Liquid Chromatography

5


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Diện tích cà phê Việt Nam qua một số năm.................................................11
Bảng 1.2 Tổng sản lượng và xuất khẩu cà phê của Việt Nam niên vụ từ 2000/01 đến
2010/2011.....................................................................................................................12
Bảng 2.1 Các thể tích acid sulfuric đậm đặc...............................................................38
Bảng 2.2 Các thể tích acid clohydric đậm đặc.............................................................38
Bảng 2.3 Chuẩn bị các acid chuẩn hiệu chuẩn.............................................................43
Bảng 2.4 – Các số có xác suất lớn nhất (MPN) trên gam phần mẫu thử, sử dụng 3 ống
82

6


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Cây cà phê Arabica..................................................................13
Hình 1.2 Lá, hoa và quả Cà phê Arabica........................................................................13
Hình 1.3 Cà phê nhân nguyên liệu Arabica (Chưa rang)..............................................14
Hình 1.4 Cà phê nhân nguyên liệu Arabica (Đã rang)............14
Hình 1.5 Cây cà phê Robusta.........................................................................................15

Hình 1.6 Lá và hoa cà phê Robusta...............................................................................15
Hình 1.7 Quả cà phê Robusta..........................................................................................15
Hình 1.8 Cà phê nhân nguyên liệu Robusta..................................................................15
Hình 1.9 Cây cà phê exelsa chari................................................................16
Hình 1.10 Lá cà phê exelsa chari....................................................................................16
Hình 1.11 Quả cà phê exelsa chari..................................................................................16
Hình 1.12 Nhân cà phê exelsa chari................................................................................16
Hình 2.1 – Thiết bị phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa..............65

7


CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÀ PHÊ
1.1. Lịch sử phát triển của cây cà phê
1.1.1. Trên thế giới
Theo nghiên cứu ,cây cà phê được phát hiện tại kaffa, đã có những ghi nhận ở đây và cho
đến thế kỷ XIV những người buôn nô lệ đã mang cà phê từ Ethiopia sang xứ Ả Rập.
Tới thế kỷ XV Cà phê đã trở thành một thức uống truyền thống của người Ả Rập và là nơi
trồng cà phê độc quyền với trung tâm giao dịch cà phê là thành phố cảng Mocha, hay còn
được gọi là Mokka. Người Ả Rập rất tự hào về phát minh ra loại thức uống này và giữ bí
mật để bảo tồn độc quyền về một loại sản phẩm.
Từ đầu những năm 1900, cà phê trở thành đồ uống phổ thông ở nhiều nước trên thế giới
như Đức, Mỹ, Úc ... cho đến ngày nay.
Trên thế giới hiện nay có 75 nước trồng cà phê, trong đó có 51 nước xuất khẩu. Đứng đầu
thế giới về cả diện tích và sản lượng là Brazil, tiếp theo là Colombia, Việt Nam…
Diện tích, sản lượng cà phê trên toàn thế giới dao động ở mức 11,3÷11,5 triệu ha và 6,7÷8,0
triệu tấn, trong đó cà phê chè chiếm tới 70% diện tích. Thị phần thương mại xuất nhập khẩu
toàn cầu hàng năm khoảng 5,2÷5,7 triệu tấn, trong đó các nước trồng cà phê tiêu thụ khoảng
1,6 triệu tấn, bằng 20÷22% sản lượng, còn gần 80% là để xuất khẩu.
Giá cà phê xuất khẩu luôn có sự biến động lớn do phụ thuộc vào thời tiết, chính sách dự trữ

và lượng tồn kho của các nước xuất nhập khẩu.
1.1.2. Ở Việt Nam
Lần đầu tiên cà phê được đưa vào Việt Nam vào năm 1875, giống Arabica được người
Pháp mang từ đảo Bourbon (bây giờ là đảo Reunion, nằm ở phía đông của Madagascar)
sang trồng ở phía Bắc sau đó lan ra các tỉnh miền Trung như Quảng Bình, Quảng Trị …
Sau thu hoạch chế biến dưới thương hiệu “Arabica du Tonkin”, cà phê được nhập khẩu về
Pháp.
8


Năm 1925, lần đầu tiên được trồng ở Tây Nguyên, sau giải phóng diện tích cà phê cả nước
khoảng 20.000 ha, nhờ sự hỗ trợ vốn từ quốc tế, cây cà phê dần được chú trọng, đến năm
1980 diện tích đạt 23.000 ha, xuất khẩu trên 6000 tấn. Bản kế hoạch ban đầu được xây dựng
năm 1980 đặt mục tiêu cho ngành cà phê Việt Nam có khoảng 180 nghìn ha với sản lượng
200.000 tấn. Sau đó, bản kế hoạch này đã nhiều lần sửa đổi. Các con số cao nhất dừng lại ở
mức 350.000 ha với sản lượng 450.000 tấn (VICOFA, 2002).
Cho đến nay sản lượng cà phê cả nước chiếm 8% sản lượng nông nghiệp, chiếm 25% giá trị
xuất khẩu và là nước xuất khẩu cà phê Robusta lớn nhất thế giới với hai tỉnh có diện tích
canh tác lớn nhất là ĐăkLăk và Gia Lai, mang lại việc làm ổn định, thu nhập cao cho hàng
triệu người góp phần ổn định kinh tế xã hội ở những vùng xa xôi hẻo lánh, dân tộc ít
người…
Việt Nam hiện là nước sản xuất cà phê lớn thứ 2 trên thế giới sau Brazil và đứng đầu thế
giới về xuất khẩu cà phê vối. Diện tích cà phê Việt Nam qua một số năm được thống kê kê
tại Bảng 1.2
Bảng 1.1 Diện tích cà phê Việt Nam qua một số năm
Đơn vị: Nghìn hecta
Diện tích cà phê VN

2005

Diện tích gieo trồng
497,4
Diện tích cho sản phẩm
483,6
Diện tích trồng mới
13,8
Nguồn: Tổng cục thống kê GSO

2006
488,7
481,2
7,5

2007
508,8
488,7
20,1

2008
530,9
500,2
30,7

2009
537,0
504,1
32,9

Theo kế hoạch phát triển đến năm 2020 cho ngành cà phê được thảo luận tại một hội thảo
do Bộ Nông nghiệp và phát triển thôn tổ chức vào ngày 22 tháng 4 năm 2012 tại Buôn Ma

Thuột, Việt Nam đã lên kế hoạch cắt giảm 13,5% diện tích cà phê từ 555.000 hecta xuống
còn 480.000 hecta, trong khi vẫn giữ sản lượng ổn định vào cuối thập kỷ này là vào khoảng
1,1 triệu tấn, hoặc 18,33 triệu bao (bao 60 kg) cà phê một năm, tương tự như sản lượng của
vụ mùa 2010/2011.
Bảng 1.2 Tổng sản lượng và xuất khẩu cà phê của Việt Nam
niên vụ từ 2000/01 đến 2010/2011
9


Niên vụ
Sản lượng
Xuất khẩu
2000/01
14841
14606
2001/02
13093
11966
2002/03
11574
11555
2003/04
15337
14497
2004/05
14370
13994
2005/06
13842
13122

2006/07
19340
18090
2007/08
16467
15774
2008/09
18500
17386
2009/10
18200
14591
2010/11
19467
16850
Nguồn: ©InternationalCoffeeOrganizatio
A: Cà phê chè (Arabica)
R: Cà phê vối (Robusta)
 Các định hướng của ngành cà phê Việt Nam hiện nay:
- Chuyển dịch cơ cấu cây trồng
- Hạ giá thành sản xuất, nâng cao hiệu quả kinh doanh
- Áp dụng công nghệ sau thu hoạch tiên tiến, đổi mới thiết bị, nâng cao chất lượng sản
-

phẩm kết hợp với bảo vệ môi trường
Xây dựng và ban hành các tiêu chuẩn cấp Nhà nước về cà phê
Mở rộng thị trường cho cà phê Việt Nam ở nước ngoài, xúc tiến việc tiêu thụ cà phê ở

-

thị trường nội địa
Phát triển một ngành cà phê bền vững.

1.2. Đặc điểm thực vật học của cây cà phê
 Phân loại
Cây cà phê thuộc hệ thống phân loại thực vật sau:
Ngành: Magnoliophyta
Lớp: Magnoliopsida
Bộ: Gentianales
Họ: Rubiaceae
10


Chi: Coffea
1.2.1. Coffea Arabica (Cà phê chè):
Cây cao 3÷5m, trong điều kiện đất đai thuận lợi có thể cao 7÷10m. Độc thân hoặc nhiều
thân, nhiều cành nằm ngang. Lá hình trứng hoặc hình lưỡi mác, phiến lá có nhiều gân, kích
thước lá thay đổi theo từng chủng và điều kiện ngoại cảnh, thường dài từ 10÷15 cm, rộng từ
4÷6cm.

Hình 1.1Cây cà phê Arabica

Hình 1.2 Lá, hoa và quả Cà phê Arabica

Hạt có vỏ lụa màu bạc, ít bám nhân. Kích thước dài từ 5÷10mm, rộng 4÷7mm, dày 2÷4mm.
Khối lượng của 100 hạt vào khoảng 14÷20g. Hàm lượng caffeine trong hạt 1÷3%. Năng
suất đạt khoảng 400÷500kg cà phê nhân (hạt)/ha thuộc loại tốt, 600÷800kg/ha thuộc loại có
phẩm chất cao. Cà phê chè có hương thơm nồng
nàn, vị dịu.

Hình 1.3 Cà phê nhân nguyên liệu

Hình 1.4 Cà phê nhân nguyên liệu

Arabica (Chưa rang)

Arabica (Đã rang)

11


1.2.2. CoffeaRobusta(Cà phê vối):
Cây cao từ 3÷8m, độc thân hay nhiều thân, cành thường rủ xuống. Lá hình trứng hoặc
hình lưỡi mác, kích thước lá lớn hơn lá cà phê chè: dài 10÷40cm, rộng 8÷10cm.

Hình 1.5 Cây cà phê Robusta

Hình 1.6 Lá và hoa cà phê Robusta

Quả hình trứng hoặc hình tròn, quả chín có màu đỏ nhạt hoặc màu hồng, trên quả thường
có đường gân dọc. Hạt hình bầu dục hoặc hình tròn, vỏ lụa màu trắng rất khó bong, hạt dài
5÷8mm. Khối lượng của 100 hạt vào khoảng 11÷17g. Hàm lượng caffeine trong hạt
1,97÷3,06 % là loại có nhiều caffeine nhất trong 3 loại. Năng suất: loại thường từ
500÷600kg nhân/ ha; loại tốt: 800÷1000 kg/ha. Về giá trị thương phẩm, cà phê vối có
hương thơm kém hơn cà phê chè, vị trung tính, thường để pha trộn với cà phê chè, đại bộ
phận dùng chế biến cà phê hoà tan, cà phê sữa, bánh kẹo cà phê.

Hình 1.7 Quả cà phê Robusta

Hình 1.8 Cà phê nhân nguyên liệu Robusta

12


1.2.3. Coffea exelsa chari (Cà phê mít):
Cây cao từ 6÷15m, có khi cao tới 20m trong điều kiện tốt, cành lá mọc thành tán tròn
hoặc hình chóp nón. Lá hình trứng hoặc hình lưỡi mác, gân lá nỗi nhiều ở mặt dưới, lá có
kích thước lớn.

Hình
cà phê exelsa chari

1.9 Cây

Hình 1.10 Lá cà phê exelsa chari

Quả hình trứng hơi ép ngang, quả chín có màu đỏ, quả to, vỏ dày. Hạt có hình dáng giống
hạt cà phê chè, hạt có màu vàng xanh hay màu vàng rạ, vỏ lụa dính sát vào nhân, khó bong.
Khối lượng của 100 hạt vào khoảng 10÷14g. Hàm lượng caffeine trong hạt 1,02÷1,15%.
Năng suất : Bình thường 500÷600kg cà phê nhân/ha, tốt : 1200÷1400kg. Giá trị thương
phẩm: hạt không đều, khó chế biến, hương vị thất thường. Giá thị trường kém hơn loại
arabica và robusta, nhưng về mặt trồng trọt nó là loại cà phê sinh trưởng khoẻ, chịu được
hạn, ít đòi hỏi công chăm sóc, hầu như không bị sâu phá hoại.

Hình 1.11 Quả cà phê exelsa chari
Hình 1.12 Nhân cà phê exelsa chari
1.3. Cấu tạo quả cà phê
13

1.3.1. Vỏ quả
Vỏ quả là lớp màng mỏng, dai, thành phần chủ yếu là cellulose, chiếm khoảng 20÷23%
khối lượng quả. Bên trong là lớp mang màu, khi quả xanh lớp mang màu là chlorophyll màu
xanh, khi quả chín lớp mang màu là anthoxian màu đỏ. Phía ngoài vỏ quả được phủ một
lớp sáp mỏng có tác dụng chống thoát ẩm cho quả, lớp này mất dần khi quả chín.
1.3.2. Thịt quả
Thịt quả xếp tiếp theo lớp vỏ quả, là lớp khá dày (1,5÷2mm) gồm những tế bào mềm,
không có caffeine, tanin, nhiều đường và pectin, chiếmkhoảng 43÷45% khối lượng quả.
Khi quả xanh, lớp thịt quả có tác dụng dự trữ chất dinh dưỡng và cung cấp chất dinh dưỡng
cho hạt phát triển. Khi quả chín, lớp thịt quả chuyển sang giai đoạn phân giải.
1.3.3. Vỏ thóc
Tiếp theo lớp thịt quả là lớp vỏ trấu, hay còn gọi là vỏ thóc, vỏ cứng, chiếm khoảng
6÷7,5% khối lượng quả. Thành phần chủ yếu là cellulose, muối khoáng và một lượng chất
béo. Lớp vỏ cứng thực chất là một màng bán thấm thô giữ nhiệm vụ bảo vệ cho nhân. Vỏ
thóc khô của cà phê chè dễ đập vỡ hơn so với cà phê vối và cà phê mít. vối có màu nâu nhạt,
cà phê mít có màu vàng nhạt, bám rất chắc vào nhân
1.3.4. Nhân
Nhân của một quả thường có 2 hạt, bên trong là phôi và nội nhũ. Nhân chiếm khoảng
30% khối lượng quả. Nhũ chứa toàn bộ chất dinh dưỡng của hạt, còn phôi chứa rễ và mầm.
1.4. Thành phần hóa học của quả cà phê
1.4.1. Caffeine
Alkaloid quan trọng nhất trong hạt cà phê là caffeie. Caffeine là một alkaloid có công
thức là C8H10O2N4 . Caffeine được tổng hợp từ lá, hàm lượng thay đổi trong khoảng 1÷5%
chất khô, tập trung nhiều nhất ở nhân. Hàm lượng caffeine trong nhân thay đổi tuỳ vào
giống cà phê, thường dao động trong khoảng 1÷4. Trong quá trình rang, hàm lượng caffeine
hầu như không thay đổi. Trigoneline giảm khoảng 75%, tạo thành các sản phẩm gồm acid

14

nicotinic (niacin), nicitinamide và các chất thơm bay hơi như pyrine và pyrol. Trong đó
đáng chú ý nhất là niacin, trong cơ thể con người có tác dụng như một loại vitamin.
1.4.2. Protein và acid amin
Hầu như không có mặt trong cà phê rang, do rang ở nhiệt độ cao nên một phần bị phân
hủy, phần còn lại kết hợp với carbonhydrate và các acid chlorogenic tạo thành những chất
màu nâu.
Bằng phương pháp thủy phân, người ta thấy trong thành phần protein của cà phê có những
acid amin sau: cysteine, alanine, phenylalanine, histidine, leucine, lysine…Các acid amin
này ít thấy ở trạng thái tự do, chúng thường ở dạng liên kết. Khi gia nhiệt, các mạch
polypeptide bị phân cắt, các acid amin được giải phóng ra tác dụng với nhau hoặc tác dụng
với những chất tạo mùi và vị cho cà phê rang. Trong số các acid amin kể trên đáng chú ý
nhất là những acid amin có chứa lưu huỳnh như cystein, methionine và proline, chúng góp
phần tạo nên hương vị đặc trưng của cà phê sau khi rang. Đặc biệt, methionine và proline
có tác dụng làm giảm tốc độ oxi hóa các chất thơm, làm cho cà phê rang giữ được mùi vị
khi bảo quản. Trong quá trình chế biến chỉ có một phần protein bị phân giải thành acid
amin, còn phần lớn bị biến thành hợp chất không tan.
1.4.3. Các enzyme
Hạt cà phê cũng như các bộ phận khác của cây chứa một lượng lớn enzyme như
glucosidase, protease, lipase, polyphenol oxidase. Sự hoạt động của chúng tùy vào thời
điểm mà có thể làm tăng hoặc giảm chất lượng cà phê.
1.4.4. Carbonhydrate
Hàm lượng carbonhydrate trong cà phê khô khoảng 60%. Phần lớn là các polysaccharide
hòa tan hoặc không hòa tan trong nước và một phần nhỏ là các đường saccharose, glucose…
Trong quá trình rang các carbonhydrate biến đổi nhiều, chúng có thể phân hủy thành các
hợp chất khác nhau hoặc biến mất hầu như hoàn toàn như các chất đường đã nói trên. Các
đường khử tham gia một số phản ứng tạo màu và mùi cho cà phê rang. Các polysaccharide
không hòa tan trong nước, chúng tạo nên những thành tế bào của hạt cà phê và sau khi pha
trở thành bã cà phê.
15

1.4.5. Lipid
Trong cà phê nhân tổng hàm lượng chất béo chiếm khoảng 13%. Trong quá trình rang các
hợp chất béo mất đi 1÷2%. Các chất béo chủ yếu tạo thành dầu cà phê là trigliceride và
diterpene, là dạng este của acid bão hòa, nhất là panmitic, behenic, arachidic. Các diterpene
này rất nhạy với acid, nhiệt và ánh sáng. Hàm lượng diterpene giảm đi trong quá trình bảo
quản cũng như quá trình rang có thể là do tạo thành các terpnene bay hơi, naphtalene và
quinoline.
1.4.6. Các acid hữu cơ
Đại diện quan trọng nhất của nhóm acid là các loại acid chlorogenic. Đây là những loại acid
đặc trưng đối với cà phê. Trong quá trình rang chúng bị phân hủy 30÷70%, sau khi rang có
sự hình thành một số acid dễ bay hơi. Tất cả các acid này đều góp phần tạo vị chua của cà
phê.
1.4.7. Các chất thơm
Cà phê có khoảng trên 700 hợp chất thuộc 47 nhóm chất bay hơi. Chúng hầu như không có
mặt trong cà phê nhân sống mà được hình thành do sự biến đổi về cấu trúc các hợp chất
trong quá trình chế biến, đặc biệt là quá trình rang.
Trong thành phần của các hợp chất thơm có khoảng 50% aldehyde, 20% ketone, 8% ester,
7% heterocylic, 2% dimethylsulfide, một lượng ít hơn là các sulfide hữu cơ khác, còn có
một lượng nhỏ nitrile, alcohol hoặc các carbonhydrate đã bão hòa và chưa bão hòa có trọng
lượng phân tử thấp như isoprene.
1.4.8.Các chất khoáng
Hàm lượng chất khoáng trong cà phê khoảng 3÷5%, chủ yếu là kali, nitơ magie, photpho,
clo.Ngoài ra còn thấy nhôm, sắt, đồng, iod, lưu huỳnh …những chất này ảnh hưởng không
tốt đến mùi vị cà phê. Chất lượng cà phê cao khi hàm lượng chất khoáng càng thấp và
ngược lại.

16

CHƯƠNG II : CÁC CHỈ TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT
LƯỢNG CÀ PHÊ NHÂN NGUYÊN LIỆU THEO TCVN
2.1. Chỉ tiêu chất lượng:
2.1.1. Xác định hàm lượng nước theo TCVN 6537 : 2007 ( ISO 1446:2001 )
 Nguyên tắc
Sự hao hụt khối lượng được xác định khi sản phẩm (được sấy sơ bộ trong trường hợp nhân
quá ẩm) trước đó đã được nghiền nhỏ nhưng không làm thay đổi hàm lượng nước, được đưa
về cân bằng với môi trường không khí khan ở nhiệt độ 48 oC ± 2 oC và áp suất 2,0 kPa ± 0,7
kPa1)
 Thuốc thử
Chỉ sử dụng thuốc thử tinh khiết phân tích.
 Axit sulfuric, ρ29 ≥ 1,83 g/ml.
 Phospho (V) oxit (P2O5).
 Thiết bị và dụng cụ
Sử dụng các thiết bị của phòng thử nghiệm thông thường và cụ thể như sau:
 Thiết bị hút khí, để giảm áp suất xuống còn 2,0 kPa ± 0,7 kPa (ví dụ: máy bơm
nước).
 Máy nghiền, bằng vật liệu không hút ẩm và:
- Dễ làm sạch, có khoảng trống nhỏ nhất;
- Cho phép nghiền nhanh, đồng đều và sinh nhiệt càng ít càng tốt và không tiếp xúc
với không khí bên ngoài;
- Có thể điều chỉnh để thu được sản phẩm nghiền có trên 90% các hạt có đường kính
nhỏ hơn 1 mm và trên 50 % hạt có đường kính nhỏ hơn 0,5 mm.
 Khay kim loại, chống ăn mòn, có nắp đậy khít, diện tích bề mặt hữu ích của khay đủ
khả năng chứa đều phần mẫu thử sao cho khối lượng trên đơn vị diện tích không quá
0,3 g/cm2.
Ví dụ về loại khay thích hợp được nêu trong phụ lục A.
 Thuyền bằng sứ hoặc bằng thủy tinh, có chứa phospho (V) oxit (P2O5).
Diện tích bề mặt hữu ích của thuyền ít nhất cũng tương đương với diện tích của khay kim
loại.

1) Nghĩa là: 20 mbar ± 7 mbar hoặc (khoảng) 10 mmHg đến 20 mmHg.

17


 Ống sấy, bằng thủy tinh, gồm 2 phần, một phần có thể đặt vừa khay (6.3), được chốt
kín một đầu, phần còn lại có thể đặt vừa thuyền, có chứa ống bán mao dẫn với van
đóng để hút chân không
Hai phần được nối với nhau bằng khớp nối thủy tinh mài. Một ví dụ về ống sấy thích hợp
được nêu trong phụ lục A.
 Tủ sấy đốt nóng bằng điện giữ nhiệt độ không đổi, hoặc bất kỳ hệ thống khác có
thể đưa ống sấy có chứa khay đến nhiệt độ sấy 48 oC ± 2 oC.
 Chai rửa bằng khí, chứa axit sulfuric.
 Cân phân tích, có khả năng cân chính xác đến 0,0001 g.
 Chuẩn bị mẫu thử
 Đánh giá sơ bộ hàm lượng nước của mẫu
Trộn kỹ mẫu phòng thử nghiệm thu được theo quy định trong TCVN 6539 (ISO 4072),
không làm thay đổi hàm lượng nước.
Sử dụng phương pháp thông dụng qui định trong TCVN 6928:2007 (ISO 6673:2003) hoặc
bằng phương pháp nhanh thích hợp để xác định sơ bộ hàm lượng nước.
 Lấy mẫu
Lấy nhanh từ 3 g đến 4 g cà phê nhân. Nếu mẫu có chứa tạp chất nặng (đinh, đá, mẩu gỗ...)
thì loại bỏ mẫu này và lấy một lượng khác từ mẫu phòng thử nghiệm.
Xử lý riêng rẽ từng lượng cà phê nhân lấy ra từ mẫu phòng thử nghiệm để làm mẫu thử bao
gồm cả việc sấy sơ bộ và nghiền nhỏ.
 Sấy sơ bộ
- Nếu đánh giá sơ bộ cho thấy hàm lượng nước lớn hơn 11 % (phần khối lượng) thì
sấy mẫu thử trước khi nghiền, vì mẫu còn quá ẩm sẽ khó nghiền và bị mất nước trong
quá trình nghiền.
- Cho mẫu thử vào khay kim loại đã được sấy khô, biết trước khối lượng và cân mẫu

chính xác đến 0,0002 g.
- Đặt khay kim loại vào phần ống sấy không có van đóng. Trong phần ống sấy có van
đóng thì đặt thuyền đã phủ một lớp phospho (V) oxit dày khoảng 10 mm và nối hai
phần ống với nhau bằng khớp thủy tinh mài đã được bôi trước một lớp dầu nhờn
thích hợp. Nối ống sấy từ phần van đóng vào thiết bị hút khí và giảm áp suất không
khí trong ống xuống khoảng 2,0 kPa ± 0,7 kPa. Đóng van, lấy thiết bị hút khí ra và
đặt phần ống có chứa khay kim loại vào trong một trong những cửa mở của tủ sấy,
phần chứa thuyền sứ vẫn để ngoài tủ sấy.
- Sau khi sấy được khoảng từ 2 giờ đến giờ, lấy ống ra khỏi tủ và để nguội. Đảm bảo
rằng áp suất trong thiết bị đủ thấp để giữ nguyên khớp thủy tinh mài. Cho không khí
đã được sấy khô trước vào ống bằng cách cho bọt khí đi qua axit sulfuric đựng trong
18


chai rửa bằng khí. Mở ống, lấy khay kim loại ra, đậy kín nắp khay và cân ngay,
chính xác đến 0,0002 g.
CHÚ Ý: Khi áp suất trong ống bắt đầu giảm hoặc tăng trở lại, thì nên cho không khí đi qua
từ từ để tránh làm xáo động các phần tử bột trong đó (điều này có thể đạt được, ví dụ bằng
cách sử dụng ống bán mao dẫn).
-

Nếu cho thấy hàm lượng nước của mẫu phân tích đã giảm xuống dưới 11%, thì tiến
hành nghiền ngay.
Nếu hàm lượng nước vẫn còn quá cao thì thay phospho (V) oxit vào thuyền sứ, lặp
lại việc sấy như mô tả ở trên cho đến khi hàm lượng nước của mẫu phân tích còn
khoảng từ 8% đến 10%.

Sấy sơ bộ là nhằm làm cho sản phẩm cân bằng ẩm với môi trường phòng thử nghiệm có
nhiệt độ từ 18 oC đến 25 oC và độ ẩm tương đối từ 50 % đến 80 %. Nếu những điều kiện này
về môi trường khác đi thì cần phải thay đổi lại điều kiện của việc sấy sơ bộ mẫu thử.

 Nghiền mẫu
Cho mẫu thử hoặc nếu đã sấy sơ bộ thì cho lượng đựng trong khay kim loại vào máy
nghiền . Nghiền. Chuyển ngay phần mẫu thử sang công đoạn sấy cuối cùng.
 Cách tiến hành
 Phần mẫu thử
Cho toàn bộ bột thu được bằng máy nghiền vào khay kim loại đã được sấy khô và cân trước.
Đậy nắp ngay và cân chính xác đến 0,0002 g.
 Xác định
Đặt khay kim loại vào phần ống sấy không có van đóng. Trong phần ống sấy có van đóng
thì đặt thuyền đã phủ một lớp phospho (V) oxit dày khoảng 10 mm và nối hai phần ống với
nhau bằng khớp thủy tinh mài đã được bôi trước một lớp dầu nhờn thích hợp. Nối ống sấy
từ phần van đóng vào thiết bị hút khí và giảm áp suất không khí trong ống xuống khoảng
2,0 kPa ± 0,7 kPa. Đóng van, lấy thiết bị hút khí ra và đặt phần ống có chứa khay kim loại
vào trong một trong những cửa mở của tủ sấy, phần chứa thuyền sứ vẫn để ngoài tủ
sấy.Thay phospho (V) oxit mới khi nó đã hết hoạt tính.
CHÚ Ý: Quan sát phospho (V) oxit xem còn hoạt tính hay không. Nếu hết hoạt tính (khi
tiếp xúc với da thấy lạnh như băng giá...) thì thay phospho (V) oxit mới.
Sau 80 giờ đến 100 giờ, mở ống, lấy khay kim loại ra, đậy kín nắp khay và cân ngay, chính
xác đến 0,0002 g.

19


Tiếp tục sấy cho đến khi khối lượng không đổi (nghĩa là chênh lệch giữa hai lần cân trong
vòng 48 giờ nhỏ hơn 0,0005 g).
CHÚ THÍCH: Sấy ở 48 oC ± 2 oC đến khối lượng không đổi, thông thường từ 150 giờ đến
200 giờ.
 Số lần xác định
Tiến hành ít nhất hai lần xác định, mỗi lần trên một mẫu thử riêng biệt.
 Biểu thị kết quả

 Phương pháp tính
Hàm lượng nước của mẫu thu được, w, biểu thị bằng phần trăm khối lượng, tính bằng công
thức sau đây:
-

Đối với mẫu không sấy sơ bộ:

w = (m2 - m3)x
-

100
m2

%

Đối với mẫu đã sấy sơ bộ:

w=


 100
m1
+ m o − m1  ×
( m 2 − m 3 ) ×
m2

 mo

% = 100


m ⋅m 
1 − 1 3 
 mo ⋅ m 2 

%

trong đó
mo là khối lượng ban đầu của mẫu phân tích trước khi sấy sơ bộ, tính bằng gam;
m1 là khối lượng của mẫu thử sau khi sấy sơ bộ , tính bằng gam;
m2 là khối lượng của phần mẫu thử đã nghiền (có thể sấy sơ bộ hoặc không), tính bằng gam;
m3 là khối lượng của phần mẫu thử sau khi sấy, tính bằng gam.
Kết quả là trung bình cộng của hai lần xác định, thỏa mãn yêu cầu về độ lặp lại.
 Phương pháp tính khác
- Sấy sơ bộ
Sự hao hụt khối lượng, w1, do một phần nước của sản phẩm bị mất qua quá trình sấy sơ bộ,
được biểu thị bằng gam trên 100 g mẫu, được tính bằng công thức sau đây:

20


w1 = (mo - m1)x

100
mo

%

trong đó
mo là khối lượng ban đầu của mẫu phân tích trước khi sấy sơ bộ, tính bằng gam;

m1 là khối lượng của mẫu thử sau khi sấy sơ bộ, tính bằng gam;
-

Sấy công đoạn cuối

Sự hao hụt nước, w2, qua công đoạn sấy cuối cùng, được biểu thị bằng gam trên 100 g cà
phê bột, tính bằng công thức sau đây:

w2 = (m2 - m3)x

100
m2

%

trong đó
m2 là khối lượng của phần mẫu thử đã nghiền (có thể sấy sơ bộ hoặc không), tính bằng gam;
m3 là khối lượng của phần mẫu thử sau khi sấy, tính bằng gam.
-

Hàm lượng nước không sấy sơ bộ

Hàm lượng nước của mẫu thu được, w, được biểu thị theo phần trăm khối lượng, tính bằng
công thức sau đây:
w = w2
-

Hàm lượng nước có sấy sơ bộ

Hàm lượng nước của mẫu thu được, w, được biểu thị theo phần trăm khối lượng, tính bằng

công thức sau đây:

w = w1 + w2 -

w1w 2
100

%

 Độ lặp lại
Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử độc lập đơn lẻ, thu được khi sử dụng cùng phương
pháp trên vật liệu thử giống hệt nhau trong cùng một phòng thử nghiệm, do một người thực
hiện, sử dụng cùng thiết bị, thực hiện trong một khoảng thời gian ngắn, không quá 5% các
trường hợp vượt quá 0,2 g nước trên 100 g mẫu.
21


 Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm phải chỉ rõ:
-

Mọi thông tin cần thiết để nhận biết đầy đủ về mẫu thử;
Phương pháp lấy mẫu đã sử dụng, nếu biết;
Phương pháp thử nghiệm đã dùng, viện dẫn tiêu chuẩn này;
Mọi chi tiết thao tác không được quy định trong tiêu chuẩn này hoặc những điều
được coi là tùy ý cũng như các sự cố bất kỳ mà có thể ảnh hưởng đến kết quả thử;
Kết quả thử nghiệm thu được, hoặc nếu đáp ứng yêu cầu về độ lặp lại thì nêu hai kết
quả thử nghiệm cuối cùng thu được.

2.1.2. TCVN 9723:2013 về Cà phê và sản phẩm cà phê- Xác định hàm lượng cafein

bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) - Phương pháp chuẩn
 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này qui định phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) để xác định
hàm lượng cafein của: cà phê nhân; cà phê rang; cà phê hòa tan, loại thông thường và loại
đã tách cafein; các sản phẩm cà phê hòa tan hỗn hợp (ví dụ: hỗn hợp cà phê/chicory (rễ rau
diếp xoăn) hoặc đồ uống từ cà phê kiểu capuccino).
 Nguyên tắc
Cafein được chiết ra khỏi mẫu bằng nước 90 oC với sự có mặt của magie oxit. Sau khi
lọc, hàm lượng cafein của dịch chiết được xác định bằng HPLC trên cột RP-18, dùng
phương pháp rửa giải đẳng dòng, sử dụng detecter UV ở bước sóng khoảng 272 nm.
Khi thích hợp, hàm lượng cafein có thể tính theo chất khô và độ ẩm được xác định bằng
phương pháp chuẩn phù hợp.

 Thuốc thử
Chỉ sử dụng các thuốc thử loại tinh khiết phân tích và nước phù hợp với yêu cầu loại 1 của
TCVN 4851 (ISO 3696) trừ khi có quy định khác.
- Metanol, loại dùng cho HPLC.
- Magie oxit (MgO), loại nặng, có chất lượng cao
CHÚ THÍCH: Việc sử dụng MgO rất quan trọng đối với tuổi thọ của cột phân tích, đặc
biệt trong phân tích cà phê nhân. Lượng MgO được sử dụng tùy thuộc vào thiết bị và
22


dạng sản phẩm cà phê. Dữ liệu về độ chụm trong Phụ lục A thu được bằng quy trình mô
tả trong tiêu chuẩn này.
- Việc xuất hiện các pic gây nhiễu trong sắc đồ có thể do hấp thụ không đúng. Trong
-

trường hợp này, cần kiểm tra MgO đã sử dụng.
Cafein

(1,3,7-trimetylxantin;1,3,7-trimetyl-1H-purin-2,6(3H,7H)-dion;metyltheobrom;
C8H10N4O2), dạng khan tinh khiết.

-

Pha động, 24 % phần thể tích metanol trong nước.

Chuyển 240 ml metanol vào bình định mức một vạch 1 lít. Thêm nước đến vạch, trộn và
lọc qua bộ lọc cỡ lỗ 0,45 µm.
Chú thích : Thời gian lưu của cafein có thể được chỉnh để tối ưu hóa việc tách HPLC trên
cột được sử dụng bằng cách thay đổi tỷ lệ metanol với nước.
-

Dung dịch chuẩn cafein.
Dung dịch gốc, tương ứng với 200 mg/l

• Cân (0,200 ± 0,100) g cafein dạng khan vào bình định mức một vạch 1 lít . Thêm
nước ấm đủ đến nửa bình. Xoay bình để hòa tan cafein, để nguội đến nhiệt độ phòng,
thêm nước đến vạch và trộn.
• Dung dịch có thể bền trong một tháng khi được bảo quản ở +4 oC. Bảo quản dung
dịch trong tủ lạnh.
-

Dung dịch chuẩn pha loãng đối với cà phê thông thường, tương ứng với khoảng
40 mg/l

Dùng pipet lấy 50 ml dung dịch chuẩn gốc cafein cho vào bình định mức một vạch 250 ml .
Thêm nước đến vạch và trộn. Chuẩn bị dung dịch chuẩn pha loãng mới trong ngày sử dụng.
-

Dung dịch chuẩn pha loãng đối với cà phê đã tách cafein, tương ứng với khoảng 4
mg/l

Dùng pipet lấy 5 ml dung dịch chuẩn gốc cafein cho vào bình định mức một vạch 250 ml.
Thêm nước đến vạch và trộn. Chuẩn bị dung dịch chuẩn pha loãng trong ngày sử dụng.

23


-

Đường chuẩn. Việc sử dụng từ ba đến năm điểm trên đường chuẩn là tùy chọn. Dải
nồng độ được khuyến cáo là từ 5 mg/l đến 25 mg/l đối với các mẫu cà phê thông

thường và từ 0,5 mg/l đến 2,5 mg/l đối với các mẫu đã tách cafein.
 Thiết bị, dụng cụ
Sử dụng các thiết bị, dụng cụ của phòng thử nghiệm thông thường và cụ thể như sau:
-

Cân phân tích, có khả năng cân chính xác đến ± 0,1 mg.
Bộ lọc màng, cỡ lỗ 0,45 µm, để lọc pha động và các dịch chiết mẫu pha loãng.
Máy sắc ký lỏng hiệu nâng cao, được trang bị để thực hiện rửa giải đẳng dòng, có
detector UV được cài đặt ở 272 nm (270 nm đến 280 nm) hoặc detector có bộ lọc
(254 nm) và có hệ thống thu nhận/tích phân dữ liệu. Việc sử dụng bộ khử khí là tùy

-

chọn.
Cột sắc ký dùng cho HPLC, dài tối thiểu 125 mm, được nhồi bằng vật liệu C18, tốt
nhất là hạt hình cầu có cỡ 5 µm, hiệu quả tách ít nhất 5 000 đĩa lý thuyết. Số đĩa lý

thuyết của cột, Nth có thể tính được bằng cách xác định diện tích pic sau khi bơm
dung dịch chuẩn cafein, bằng Công thức (1):
2

Nth =

 tr 
  × 5,54
b

(1)

Trong đó:
o tr là thời gian lưu của pic, tính bằng giây (s);
o b là chiều rộng pic, tại nửa chiều cao pic, tính bằng giây (s).
- Máy khuất từ, có bộ phận gia nhiệt và nồi cách thủy.
- Bể siêu âm.
- Xiranh microlit.
- Máy xay cà phê, phù hợp để xay nhân cà phê rang.
- Máy xay với bánh xe có răng, có túi làm lạnh, hoặc máy nghiền phân tích, có lưỡi
-

dao và túi làm lạnh hoặc dụng cụ phù hợp khác để xay nhân cà phê nhân.
Sàng, cỡ lỗ danh định 630 µm, phù hợp với các yêu cầu trong TCVN 2230 (ISO

-

565), dãy R 20.
Bình định mức một vạch, dung tích 1 lít và 250 ml, phù hợp với loại A của TCVN

7153 (ISO 1042).
- Pipet, dung tích 50 ml và 5 ml, phù hợp với loại A của TCVN 7151 (ISO 648).
 Lấy mẫu
-

Phòng thử nghiệm phải nhận được mẫu đại diện. Mẫu không được hư hỏng hoặc thay
đổi trong suốt quá trình vận chuyển hoặc bảo quản.
24


-

Việc lấy mẫu không quy định trong tiêu chuẩn này. Các bên có liên quan cần thỏa

-

thuận với nhau về vấn đề này.
Bảo quản mẫu thử sao cho mẫu không bị giảm chất lượng và thay đổi thành phần.
Trong trường hợp bột uống hỗn hợp, cần tối thiểu 50 g sản phẩm (đối với các bao gói
chia nhỏ: tối thiểu năm bao gói).

 Chuẩn bị mẫu thử
- Cà phê nhân
Dùng máy nghiền nghiền nhân cà phê nhân sao cho 50 % phần khối lượng của mẫu lọt
qua sàng . Sau đó lấy mẫu thử từ toàn bộ cà phê bột đã được trộn kỹ.
-

Cà phê rang

Dùng máy xay xay nhân cà phê rang sao cho trên 50 % khối lượng lọt qua sàng .

Dùng luôn cà phê rang xay bao gói bán sẵn mà không cần xử lý thêm và đồng hóa mẫu.
 Cách tiến hành
 Phép xác định tùy chọn chất khô của cà phê
Tính hàm lượng chất khô cà phê được sử dụng trong từ độ ẩm xác định được trên phần
mẫu thử theo:
-

TCVN 6928 (ISO 6673) đối với cà phê nhân,
TCVN 9721 (ISO 11817) đối với cà phê rang,
TCVN 5567 (ISO 3726) đối với cà phê hòa tan.

Đối với các dạng khác của cà phê và các sản phẩm có nguồn gốc từ cà phê, thì các bên có
liên quan cần thỏa thuận phép xác định hàm lượng chất khô.
Cà phê rang và cà phê nhân
Cân khoảng 1 g mẫu thử chính xác đến miligam và chuyển vào bình định mức 250 ml
 Chiết cafein
Thêm 5 g magie oxit và khoảng 200 ml nước vào phần mẫu thử đựng trong bình định
mức. Đặt bình vào nồi cách thủy được duy trì ở điểm sôi và chờ cho đến khi dung dịch đạt
đến ít nhất 90 oC. Tiếp tục gia nhiệt bình trong nồi cách thủy trong 20 min, thỉnh thoảng trộn
25