KHẢO SÁT QUY TRÌNH CHẾ BIẾN BỘT CÀ PHÊ HÒA TAN CỦA NHÀ MÁY CÀ PHÊ TRUNG NGUYÊN SÀI GÒN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT QUY TRÌNH CHẾ BIẾN BỘT CÀ PHÊ HÒA TAN
CỦA NHÀ MÁY CÀ PHÊ TRUNG NGUYÊN SÀI GÒN

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN HỮU THANH NGUYÊN
Ngành: BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM
Niên khóa: 2007 - 2011
Tháng 8/2011


KHẢO SÁT QUY TRÌNH CHẾ BIẾN BỘT CÀ PHÊ HÒA TAN CỦA
NHÀ MÁY TRUNG NGUYÊN SÀI GÒN
Tác giả

NGUYỄN HỮU THANH NGUYÊN

Khóa luận được đề trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành
Bảo quản và chế biến nông sản thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn:
TS. BÙI ANH VIỆT

Tháng 08 năm 2011

i

LỜI CẢM ƠN
Được sự chấp thuận của khoa Công Nghê Thực Phẩm thuộc trường Đai học Nông
Lâm thành phố Hồ Chí Minh và sự đồng ý của cấp giám đốc của nhà máy cà phê
Trung Nguyên Sài Gòn tôi đã được phép thực tập tại nhà máy trong khoảng thời gian 5
tháng qua.
Trong suốt thời gian thực tập, tôi đả nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của toàn thê
nhân viên công ty. Xin cám ơn sự giúp đỡ chân thành đó của mọi người thuộc nhà máy
cà phê Trung Nguyên Sài Gòn.
Bên cạnh đó không thế thiếu đi sự hướng dẫn của thầy Bùi Anh Việt cùng sự ủng
hộ của các bạn bè. Xin cám ơn sự nhiệt tình của mọi người đã giúp tôi hoàn thành bài
kháo luận này.
Cuối cùng và đặc biệt nhất đó là sự quan tâm từ Ba và Mẹ cùng với người than
trong gia đình đã hộ trợ con hoàn thành đợt thực tập này.
TP.HCM, ngày 2 tháng 08 năm 2011
Sinh viên
Nguyễn Hưu Thanh Nguyên

ii


TÓM TẮT NỘI DUNG
Với đề tài “Khảo sát quy trình chế biến bột cà phê hòa tan” tôi đã thực tập 5 tháng
ở nhà máy cà phê Trung Nguyên Sài gòn. Quá trình thực tập ở công ty tôi đã tìm hiểu
những nội dung và đạt được những kết quả sau:
-

Tìm hiểu được hoạt động sản xuất của nhà máy

-

Nắm được quy trình sản xuất bột cà phê hào tan cùng với đặc điểm kỹ thuật cơ bản
trong quy trình

-

Tiếp xúc với dây chuyền sản xuất tự động và khép kín.

iii


MỤC LỤC:
TRANG TỰA .................................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ ii
TÓM TẮT NỘI DUNG ................................................................................................ iii
DANH SÁCH HÌNH .................................................................................................... vi
DANH SÁCH BẢNG ................................................................................................. viii
1. CHƯƠNG I:MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1 
1.1. 

LỜI DẪN: ............................................................................................................ 1 

1.2. 

SỰ RA ĐỜI CỦA CÀ PHÊ HÒA TAN: .............................................................. 2 

1.3. 

GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CÀ PHÊ HÒA TAN TRUNG NGUYÊN: ........... 2 

1.4. 

SƠ LƯỢC QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT CÀ PHÊ HÒA TAN ....................... 4 

2. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ........................................................... 5 
2.1. 

RANG – PHỐI TRỘN ......................................................................................... 5 

2.1.1. 

Tổng quan về quá trình rang: .......................................................................... 5 

2.1.2. 

Biến đổi trong quá trình rang: ........................................................................ 5 

2.1.3. 

Cách xác định màu: ....................................................................................... 13 

2.1.4. 

Biến đổi về hóa học quang trọng: ................................................................. 14 

2.1.5. 

Một số mức độ rang trên thế giới: ................................................................. 16 

2.1.6. 

Thiết bị rang: Trống rang kết hợp sàng làm mát. ......................................... 17 

2.2. 

TRÍCH LY – THU HƯƠNG – CÔ ĐẶC ........................................................... 18 

2.2.1. 

NGIỀN: .......................................................................................................... 18 

2.2.2. 

TRÍCH LY: .................................................................................................... 19 

2.2.3. 

CÔ ĐẶC: ....................................................................................................... 23 

2.3. 

SẤY ................................................................................................................... 24 

2.3.1. 

Sấy thăng hoa: ............................................................................................... 25 

2.3.2. 

Sấy phun: ....................................................................................................... 25 

2.3.3. 

Sấy tầng sôi: .................................................................................................. 27 

3. CHƯƠNG III: ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG THỨC NGHIÊN CƯU. ................... 30 
3.1. 

ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN: ............................................................................ 30 
iv


3.2. 

PHƯƠNG THỨC NGHIÊN CỨU:.................................................................... 30 

4. CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................... 31 
4.1. 

QUÁ TRÌNH RANG: ........................................................................................ 31 

4.2. 

QUÁ TRÌNH NGHIỀN - TRÍCH LY: ............................................................... 33 

4.2.1. 

Nghiền: .......................................................................................................... 33 

4.2.2. 

Trích ly: ......................................................................................................... 34 

4.2.3. 

Quá trình loại hương xấu: ............................................................................. 35 

4.2.4. 

Quá trình chưng cất hương aroma: .............................................................. 36 

4.2.5. 

Quá trình ly tâm: ........................................................................................... 38 

4.3. 

CÔ ĐẶC – PHỐI HƯƠNG: ............................................................................... 38 

4.4. 

SẤY: .................................................................................................................. 39 

5. CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 41 
5.1. 

KẾT LUẬN: ...................................................................................................... 41 

5.2. 

KIẾN NGHỊ: ...................................................................................................... 41 

TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 42 

v


DANH SÁCH HÌNH
Hình 1.1:Một số sản phẩm cà phê hòa tan của Trung Nguyên ....................................... 3 
Hình 1.2:Sơ lược quy trình chế biến bột cà phê hòa tan ................................................. 4 
Hình 2.1:Các biến đổi của hạt cà phê.............................................................................. 6 
Hình 2.2:Thời điểm rang 1 .............................................................................................. 6 
Hình 2.3:Thời điểm rang 2 .............................................................................................. 7 
Hình 2.4:Thời điểm rang 3 .............................................................................................. 7 
Hình 2.5:Thời điểm rang 4 .............................................................................................. 7 
Hình 2.6:Thời điểm rang 5 .............................................................................................. 8 
Hình 2.7:Thời điểm rang 6 .............................................................................................. 8 
Hình 2.8:Thời điểm rang 7 .............................................................................................. 9 
Hình 2.9:Thời điểm rang 8 ............................................................................................ 10 
Hình 2.10:Thời điểm rang 9 .......................................................................................... 10 
Hình 2.11:Thời điểm rang 10 ........................................................................................ 11 
Hình 2.12:Thời điểm rang 11 ........................................................................................ 11 
Hình 2.13:Thời điểm rang 12 ........................................................................................ 12 
Hình 2.14:Thời điểm rang 13 ........................................................................................ 12 
Hình 2.15:Thời điểm rang 14 ........................................................................................ 13 
Hình 2.16:Một số màu và thang điểm Agtron .............................................................. 13 
Hình 2.17:Thiết bị rang kết hợp sàng làm mát.............................................................. 17 
Hình 2.18:Sơ đồ cụm nghiền......................................................................................... 19 
Hình 2.19:Kiều trích ly Dual/Dual ................................................................................ 21 
Hình 2.20:Kiểu trích ly Single ...................................................................................... 22 
Hình 2.21:Trích ly dual/split ......................................................................................... 22 

Hình 2.22:Một số hệ thống trích ly ............................................................................... 23 
Hình 2.23:Thiết bị cô đặc chân không .......................................................................... 24 
Hình 2.24:Đồ thị điểm ba thể ........................................................................................ 25 
Hình 2.25:Sơ đồ sấy phun của GEA Niro ..................................................................... 27 
vi


Hình 2.26:Nguyên lý sấy tầng sôi ................................................................................. 28 
Hình 2.27:Kiều đường hầm của thiết bị sấy tầng sôi .................................................... 28 
Hình 2.28:Sơ đồ sấy tầng sôi của GEA Niro ................................................................ 29 
Hình 4.1:Sơ đồ rang của Trung Nguyên ....................................................................... 32 
Hình 4.2:Thiết bị cụm rang ........................................................................................... 33 
Hình 4.3:Sơ đồ nghiền của Trung Nguyên ................................................................... 34 
Hình 4.4:Cấu hình trích ly của Trung Nguyên.............................................................. 35 
Hình 4.5:Sơ đồ loại hương xấu của Trung Nguyên ...................................................... 36 
Hình 4.6:Sơ đồ chưng cất của Trung Nguyên ............................................................... 37 
Hình 4.7:Sơ đồ cụ chứa và ngưng tụ thuộc tháp chưng cất .......................................... 38 
Hình 4.8:Sơ đồ cụm cô đặc của Trung Nguyên ............................................................ 38 
Hình 4.9:Sơ đồ sấy kết hợp ........................................................................................... 40 

vii


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1: Một số hợp chất mùi của cà phê ................................................................... 14 
Bảng 2.2: Một số hợp chất gây đắng và ngưỡng cảm giác ........................................... 15 
Bảng 2.3: Màu và bề mặt hạt cà phê theo từng kiểu rang trên thế giới ........................ 16 

viii

1. CHƯƠNG I:
MỞ ĐẦU
1.1. LỜI DẪN:
Hiện nay, Việt Nam là nơi cung cấp cà phê Robusta nguyên liệu đứng đầu trên thế
giới, chủ yếu là cà phê xanh. Vậy làm sao để tận dụng triệt để nguồn nguyên liệu cà
phê của Việt Nam? Phát triển hệ thống chế biến cà phê chính là giải pháp để tận dụng
nguồn nguyên liệu cà phê. Qua việc chế biến chúng ta sẽ có được những sản phẩm có
giá trị cao hơn so với cà phê xanh, điển hình như: cà phê rang xay, cà phê hòa tan,
những phụ phẩm trong quá trình chế biến (hương – dịch cà phê dùng trong sản xuất
bánh, kẹo)… Đối với sản phẩm cà phê rang nguyên hạt thì chất lượng (trọng lượng,
kích cỡ) của cà phê hạt phải thật xuất sắc thì mới có thể đạt được lợi nhuận cao,bên
cạnh đó vấn đề tận dụng những hạt cà phê không đạt tiêu chuẩn về kích thước, trọng
lượng sẽ được giải quyết tốt khi phát triển khả năng sản phẩm cà phê hòa tan. Ngoài
ra, khi xét về khía cạnh nhu cầu tiêu dùng thì cùng với sự phát triển không ngừng của
nền công nghiệp thì lực lượng nhân viên văn phòng cũng tăng theo. Vì đặc thù công
việc, họ – những người không có thời gian – thường xuyên sử dụng gói hòa tan để tận
hưởng cái vị đắng đầy kích thích của cà phê Việt Nam.
Các công ty Trung Nguyên, Vina Cà phê, Nestle là những tên tuổi lớn đi tiên
phong trong mảng sản phẩm này. Để tăng lượng thu hồi từ hạt cà phê các công ty liên
tục cải tiến công nghệ: thay đổi thiết bị, thay đổi phương pháp chế biến, điều chỉnh
thong số chế biến… Thông qua sự giới thiệu và sự đồng ý, tôi đã tiếp cận với dây
chuyền sản xuất của công ty cà phê Trung Nguyên (nhà máy cà phê hòa tan Trung
Nguyên), trực tiếp xem và tiếp xúc với dây chuyền sản xuất bột cà phê. Qua đó, học

1


hỏi và đánh giá những lựa chọn để tối ưu khả năng cho dây chuyền sản xuất thuộc loại
hiện đại bậc nhất tại nhà máy cà phê hòa tan Trung Nguyên.

1.2. SỰ RA ĐỜI CỦA CÀ PHÊ HÒA TAN:
Cà phê hòa tan được phát minh vào năm 1901 bởi Satori Kato, nhà khoa học
người nhật bản làm việc tại Chicago. Ông Kato giới thiệu chất bột kỳ lạ này tại
Buffalo, New York, tại Pan-American Exposition (khu triển lãm hình chảo của Mỹ).
George Constant Louis Washington đã phát triển dây chuyền chế biến cà phê hòa tan
một thời gian ngắn sau đó, và thương mại hóa sản phẩm cà phê hòa tan lần đầu tiên
vào năm 1910.
Năm 1938, thương hiệu Nescafé bắt đầu đưa vào sản xuất mang đến cho thế giới
một quy trình tinh chế cà phê.
1.3. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CÀ PHÊ HÒA TAN TRUNG NGUYÊN:
Trung Nguyên là một tập đoàn kinh doanh của Việt Nam với lĩnh vực kinh doanh
chủ đạo là sản xuất và phân phối cà phê đã chế biến. Hiện tập đoàn này có 6 thành
viên, đó là: Công ty cổ phần Tập đoàn Trung Nguyên, Công ty cổ phần cà phê hòa tan
Trung Nguyên, Công ty Trách nhiệm hữu hạn cà phê Trung Nguyên, Công ty cổ phần
thương mại và dịch vụ G7, Công ty truyền thông bán lẻ Nam Việt, và Công ty liên
doanh Vietnam Global Gateway.
Trung Nguyên đã thành công trong mảng cà phê rang xay và đang nhắm đến mảng
cà phê hòa tan. Cạnh tranh với công ty cà phê Biên Hòa, Neslte bằng vũ khí là gồm
dòng sản phẩm G7 Cappuccino, G7 3in1, G7 2in1, G7 hòa tan, Passiona.
- G7 CAPPUCCINO: được chắt lọc tinh túy từ những hạt cà phê ngon nhất kếp hợp
bột kem và các nguyên liệu cao cấp khác, công với bí quyết dộc đáo của Trung
Nguyên, mang đến một loại cà phê hòa tan Cappuccino được pha chế theo phong cách
Ý. Bao gồm 3 loại:
o
G7 Cappuccino – Hazelnut: Nhẹ nhàng, quyến rũ là sự hòa quyện độc đáo
hương vị nồng nàn của hạt dẽ và cà phê hảo hạng của vùng đất Buôn Ma Thuột theo bí
quyết chế biến độc đáo của Trung Nguyên.
o
G7 Cappuccino – Irish Cream: Mùi rượu Liqueur thoảng nhẹ, vị kem thơm
ngot ngòa hòa cùng tinh chất cà phê tươi. G7 đem đến bạn tách cà phê hòa tan

Cappuccino hương Irish Cream đầy mê say và khám phá.
2


o
G7 Cappuccino – Mocha: sự kết hợp tinh tế giữa hương vị socola đâm đà
và tinh chất của những hạt cà phê thơm ngon nhất tạo ra sản phẩm G7 Cappuccino
hương Mocha nồng nàn và đầy cá tính.
- G7 3IN1: G7 3in1 – Cà phê hòa tan số 1 – Thứ thiệt từ Buôn Ma Thuột (Cô đặc
gấp 2 lần), có hương vị khác biệt , đâm đặc và quyến rũ, đúng “gu” thưởng thức cà phê
Việt Nam.
- G7 HÒA TAN ĐEN: G7 hòa tan đen (không đường) mang đến ly cà phê đen
mạnh mẽ, đậm đà và thơm ngon một cách nhanh chóng, tiện lợi.
- G7 2IN1: Với khẩu hiệu “ Mạnh chưa đủ, phải đúng gu”, G7 2in1 mang lại cho
người thưởng thức một ly cà phê đen thơm ngon, mạnh mẽ tức thì, hương vị của cà
phê rang xay, và đúng “gu “ người Việt
- PASSIONA: Cà phê hòa tan Passiona được bổ sung các dưỡng chất collagen,
Vitamin PP cùng các loại thảo mộc Phương Đông quý hiếm, với hàm lượng caffeine
phù hợp “gu” thưởng thức của phái đẹp.

Hình 1.1: Một số sản phẩm cà phê hòa tan của Trung Nguyên

3


1.4. SƠ LƯỢC QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT CÀ PHÊ HÒA TAN
Cà phê xanh được sàng các tạp chất như đá, gỗ… sau đó được chuyển vào trống
rang. Trong quá trình rang màu hạt cà phê biến đổi để mang lại màu và hương vị cho
cà phê. Sau đó hạt cà phê rang được được phối trộn theo tỷ lệ của nhà máy. Hạt cà phê
được nghiền thành những mảnh nhỏ để tăng năng suất cho quá trình trích ly. Dich trích

ly sau đó được cô đặc và phối lại hương. Cuối cùng, dịch trích được sấy để tạo ra sản
phẩm là bột cà phê hòa tan.

4


2. CHƯƠNG II:
TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
2.1. RANG – PHỐI TRỘN
2.1.1.

Tổng quan về quá trình rang:

Rang cà phê là quá trình biến đổi hóa học, qua đó mùi hương, axit cùng nhiều chất
thơm khác được tạo ra. Qua quá trình rang thì hương, vị chua, hậu vị và cảm giác
“body” của cà phê sẽ tăng lên.
2.1.2.


Biến đổi trong quá trình rang:

Tổng quan: 
Đầu tiên là quá trình thu nhiệt. Cà phê xanh sẽ được làm khô từ từ đến khi chuyển

sang mà vàng và hạt bắt đầu có mùi như bắp rang hay bánh mì nướng.
Bước thứ hai, thường gọi là giai đoạn hạt nứt, diễn ra tại khoảng 205oC khi đó hạt
cà phê tăng gấp đôi kích thước hạt, chuyển sang màu nâu sang, theo kinh nghiệm thì
trọng lượng mất đi khỏang 5%. Số màu tương ứng theo thang đo Agtron là 95-90 (xem
bảng màu Agtron trong phần minh họa phía dưới).
Kế tiếp, nhiệt độ sẽ được tăng từ 2050C đến xấp xỉ 2200C, màu của cà phê chuyển

từ màu nâu sáng sang màu nâu vừa (số Agtron là 60-50), và tổn thất khối lượng
khoảng 13%. Kết quả của tiến trình hóa học được gọi là hầm than (pyrolysis) với các
hợp chất hóa học đặc trưng trong hạt cà phê, đồng thời giải phóng khí CO2.
Sau đó, hạt cà phê tiếp tục thu nhiệt, sự hầm than diễn ra trong khoảng nhiệt độ 2252300C, màu của cà phê gần như nâu đen (số Agtron là 50-45). Khi đó sẽ có tiếng nổ
nhẹ và hạt cà phê trở nên bóng. Quá trình này được gọi là lần nứt hạt thứ hai.
Theo kinh nghiệm, nên dừng rang tại điềm nằm giữa điềm kết thúc quá trình nứt hạt
lần thứ nhất và nữa khoảng tới lần nứt hạt thứ hai, nhiệt độ vào khoảng 205-2150C.


Chi tiết quá trình biến đổi: 

George Steinert sử dụng thiết bị rang Probat 12, thiết bị này cho phép lấy mẫu bất
kỳ thời điểm nào, để rang. Qua đó làm rõ sự thay đổi của hạt cà phê trong qua trình
rang. Tác giả nhấn mạnh rằng, sự biến đổi về màu, kích thước hạt và bề mặt của hạt là
5


những yếu tố dùng để xác định mức độ rang mong muốn cho từng loại cà phê. Tuy
nhiên, kết quả này chỉ mang tính chất tham khảo từng loại cà phê sẽ cho những mẫu cà
phê có đặc tính rang khác nhau. Sự biến đổi được thê hiện trong hình 2.1

(1) Thời điểm 0:00; nhiệt độ: 240C; cà phê xanh, chưa rang.
Tác giả sử dụng cà phê thuộc vùng Trung Mỹ, được chế biến ướt. Hình dạng hạt cà
phê xanh được thể hiện ở hình 2.2

(2) Thời điểm 4:00; nhiệt độ 1320C; cà phê bắt đầu nhạt màu.
Nhiệt lượng được trống rang cung cấp, làm cho cà phê biến bắt đầu khô. Hình 2.3
thể hiện sử khô của hạt cà phê.

6

(3) Thời điểm 6:00; nhiệt độ 1630C; cà phê bắt đều có màu vàng:
Tại thời điềm này, cà phê vẫn bị mất nước thông qua sự bay hơi. Cà phê sẽ rất ẩm
vào thời điểm này. Quá trình thu nhiệt, bay hơi của hạt cà phê sẽ dẫn đến quá trình nứt
hạt lần thứ nhất.Hình 2.4 thể hiện sự chuyển vàng của cà phê.

(4) Thời điểm 6:00; nhiệt độ 1730C; cà phê có màu vàng hơi nâu:
Quá trình rang làm màu cà phê chuyển dần sang nâu, các vệt nâu loang lổ trên bề
mặt hạt cà phê. Không có sự trương nở thể tích của hạt cà phê trong thời điềm này. Hạt
cà phê bắt đầu có mùi cháy, lượng ẩm trong cà phê gần biến mất. Hình 2.5 thể hiện sự
thay đổi màu sắc của cà phê

7


(5) Thời điềm 8:00; nhiệt độ 1870C; cà phê có màu nâu sáng:
Thời điểm xảy ra lần nứt hạt thứ nhất rất gần thời điểm này. Một vài hạt cà phê nở, có
thể nhận thấy rõ qua độ mở vết nứt trung tâm của hạt cà phê. Hạt cà phê sẽ bắt đầu bị
bong tróc lớp vỏ bạc. Hình 2.6, hạt cà phê bắt đầu hóa nâu.

(6) Thời điểm 9:00; nhiệt độ 2000C; cà phê có màu nâu sậm:
Thời điểm này là thời điểm khởi đầu cho sự nứt hạt lần thứ nhất. hạt cà phê bị hóa
nâu đáng kể. Một phần kết quả là do phẩn ứng hóa nâu của đường, nhưng phần lớn là
do phản ứng hóa nâu được gọi là phả ứng Maillard. Hình 2.7, hạt cà phê chuyển màu
nâu sậm.

(7) Thời điểm 9:20; nhiệt độ 2050C; cà phê bị nứt lần thứ nhất:

8

Tại thời điểm này, ta có thể nghe thấy âm thanh “poop” của hạt cà phê bị nứt. Âm
thanh tương tự của bắp nổ khi được rang. Nhiệt độ bên trong hay tại thời điểm này dao
động khoảng 1800C. Hình 2.8, hạt cà phê bị nứt lần thứ nhất.

(8) Thời điểm 10:00; nhiệt độ 2120C; cà phê tiếp tục chuyển màu nhưng chưa đồng
đều.
Hạt cà phê bắt đầu tăng kích thước và lộ rõ vết nứt trung tâm. Sự nứt hạt là phản
ứng tỏa nhiệt, hạt cà phê tỏa nhiệt ra ngoài. Nhưng hạt cà phê nhanh chóng thu nhiệt
trở lại, do đó nếu thiết bị rang không cung cấp đủ nhiết độ thì quá trình sẽ ngừng lại
vào thời điểm này. Khi quá trình ngừng lại gây ra mùi vị xấu cho cà phê. Do hạt cà phê
rang bị mất nhiệt sẽ sinh ra mùi vị “nướng” lý do là khi xảy ra quá trình caramen hóa,
bên trong hạt cà phê có phải có nhiệt độ trong khoảng 171-2040C. Nếu không đạt được
nhiệt độ đó sẽ làm gián đoạn quá trình trùng hợp của các chuỗi tạo nên hương vị tốt
cho cà phê (nhiệt độ nóng chảy của sucrose là 1870C, tương ứng với nhiệt độ trong hạt
cà phê khi không bị mất nhiệt trong giai đoạn này). Hình 2.9 thể hiện sự thay đổi về
kích thước và bề mặt của hạt cà phê.

9


(9) Thời điểm 10:40; nhiệt độ 2180C; quá trình nứt hạt lần thứ nhất kết thúc.
Hạt cà phê kết thúc quá trình này được gọi là city roast. Quá trình nứt hạt hoàn tất.
Vào thời điểm này, bề mặt cà phê mịn nhưng vẫn có những vết hằn mau đen và hạt bắt
đều thải khí cacbonic (CO2). Các cạnh của hạt cà phê lúc này còn cứng. Hình 2.10 thể
hiện màu sắc và bề mặt hạt cà phê sau khi kết thúc quá trình nứt thứ nhất.

(10)Thời điểm 11:05; nhiệt độ 2230C; bề mặt hạt cà phê thay đổi.
Các cạnh bắt đều mềm hơn. Từ quá trình nứt hạt thứ nhất đến quá trình nứt hạt thứ

hai trạng thái của hạt cà phê thay đổi rất nhanh. Đồng thời trong khoảng thời gian này
các phản ứng hóa học cũng xảy ra. Sau đó, hạt cà phê tăng nhiệt độ đến khi mạng
cellulose của chính hạt đậu bị phá vỡ. Hìnhh 2.11 cho thấy thay đổi ở bề mặt hạt cà
phê.

10


(11)Thời điểm 11:30; nhiệt độ 2280C; cà phê đạt trạng thái rang vừa (full city roast).
Hạt cà phê sắp vào quá trình nứt hạt lần hai. Hạt cà phê trở nên bóng dầu và các
cạnh của hạt mềm hơn. Nhiệt độ bên trong hạt cho lần nứt thứ hai là 2280C. Các biểu
hiện để dự đoán lần nứt thứ hai này rất khó nhận biết vì lần nứt thứ nhất đã làmm hạt
cà phê tăng kích thước vì sự bay hơi nước và thoát CO2 dẫn đến sự khác biệt về tính
chất vật lý của mỗi hạt cà phê. Bên cạnh đó, lần nứt thứ hai là do mạng cellulose của
hạt bị phá vỡ nên biểu hiện chỉ là sự mềm đi của hạt. Do đó để nhận biết được thời
điểm bắt đầu quá trình nứt lần hai phải dựa trên kinh nghiệm về thời gian và nhiệt độ
rang. Hình 2.12 thể hiện bề mặt cà phê trở nên láng hơn.

(12)Thời điểm 11:50; nhiệt độ 2340C; cà phê tròn hơn và vết nứt trung tâm nhỏ hơn.
Bắt đầu nghe được âm thanh “tách tách” từ hạt cà phê rang. Quá trình nứt này vẫn
tiếo tục khi cà phê được làm nguội. Theo kinh nghiệm, khi dừng rang và làm nguội cà

11


phê thì tốc độ làm nguội nhanh càng lớn thì khả năng dừng quá trình rang đúng độ
mong muốn càng lớn. Hình 2.13 thể hiện sự thay đổi màu của cà phê.

(13)Thời điểm 12:15; nhiệt độ 2400C; cà phê chuyển sang màu nâu đen.
Hình 2.14 cho thấy hạt cà phê rang đạt màu và hương vị để pha ly cà phê theo

phong cách Vienna hay Light French.

(14)Thời điểm 12:40; nhiệt độ 2450C; cà phê đen bóng.
Đường trong cà phê bị caramen hóa hoàn toàn và bị thoái hóa; cấu trúc hạt bị
cacbon hóa và hạt tiếp tục nở ra, giảm tỉ trọng. Cup test sẽ có vị nhạt hay không sánh
vì hợp chất hương, dầu và chất tan đều bị cháy và bay khỏi hạt cà phê ở dạng khói.
Khoảng thời gian từ trang thái (13) đến trạng thái (14) là 30 giây, hạt cà phê đã
biến đổi rất nhanh. Do đó để giữ các tính chất mong muốn thì phải dừng quá trình
rang, tức hạ nhiệt độ trong hạt xuống, trước khi cà phê đi đến trạng thái (14). Hình
2.15 là màu sắc và bề mặt hạt cà phê chuyển sang trạng thái đen bóng.
12


2.1.3.

Cách xác định màu:

Để chuẩn hóa màu sắc cho quá trình rang, người ta thường dùng các thiết bị đo độ
màu như Agron Roast Color Tiles, hay máy đo màu Probat 3B qua đó dễ dàng miêu tả
màu sắc của hạt cà phê qua quá trình rang. Hình 2.16 là một số màu trong thang đo
màu.

13


2.1.4.

Biến đổi về hóa học quang trọng:

Qua quá trình rang mà hạt cà phê đạt được màu, mùi vị thích hợp với nhu cầu con

người. Bảng 2.1 thể hiện tên các hợp chất gây mùi và vị của cà phê. Các hợp chất bay
hơi trong cà phê được tạo thành qua các quá trình hóa học sau:
 Phản ứng maillard hay phán ứng hóa nâu phi enzyme giữa các amino acid, protein,
trigonelline, serotonine, carbohydrates, hydroxyl-acid và phenol tồn tại trong cá chất.
 Sự chuyển hóa từ α-amino sang aldehyde.
 Sự thoái hóa của các amino acid đặc biệt như sulfur amino acid, hydroxyl amino
acid và proline.
Bảng 2.1: Một số hợp chất mùi của cà phê
(E)-ß-Damascenone

Gần giống mật ong

2-Furfurylthiol

Nướng (coffee)

3-Mercapto- 3-methylbutylformate

Nướng

3-Methyl-2-buten-1-thiol

Mùi vị amine

2-Isobutyl-3-methoxypyrazine

mùi đất

5-Ethyl-4-hydroxy- 2-methyl-3(2H)-furanone
Guaiacol

Mùi phenol, gia vị

2,3-Butanedione (diacetyl)

Mùi bơ

4-Vinylguaiacol

Mùi gia vị

2,3-Pentanedione

Mùi bơ
Ngọt, gần với
khoai tây
Mùi đất, nướng

Methional
2-Isopropyl-3-methoxypyrazine
Vanillin

Mùi vani

4-Hydroxy-2,5-dimethyl- 3(2H)-furanone (Furaneol)

Gần caramen

2-Ethyl-3,5-dimethylpyrazine

Mùi đất, nướng

2,3-Diethyl-5-methylpyrazine

Mùi đất, nướng

3-Hydroxy-4,5-dimethyl- 2(5H)-furanone (Sotolon)

Gần bột gia vị

4-Ethylguaiacol
5-Ethyl-3-hydroxy-4-methyl- 2(5H)-furanone
(Abhexon)
14

Gia vị
Gần bột gia vị


*Lược dịch từ />Bên cạnh đó, vị đắng đặc trưng của cà phê được cho là kết quả của sự hiện diện
các chất trong bảng 2.2. Để làm giảm vị đắng của cà phê, nhằm pha được nước cà phê
dễ uống hơn, ta có thể làm các thao tác sau:
 Cà phê rang vừa sẽ có ít chất tan hơn, nhiều acid và có mùi vị dễ uống hơn khi so
với cà phê rang kỹ.
 Loại một phần caffeine làm giảm vị đắng của nước cà phê.
 Ngâm chiết thông qua hệ thống nhỏ giọt như cách pha cà phê kiểu pháp để làm
tăng lượng chất tan để làm giảm vị đắng.
Bảng 2.2: Một số hợp chất gây đắng và ngưỡng cảm giác
Hợp chất
Quinic

5-hydroxymethylfurfural
2-Methyl Furan
Furfuryl Alcohol
Trigonelline
Chlorogenic Acid
Citric Acid
Malic Acid
Lactic Acid
Pyruvic Acid
Acetic Acid
Pyrazine
Caffeine

Nồng độ trong hạt cà
phê rang (mg/L)
3200-8700
10-35
0.05
300
3,000-10,000
20-100
1,800-8,700
1,900-3,900
0-3,200
400-1,700
900-4,000
17-40
10,000-20,000

15

Ngưỡng cảm
giác (mg/mL)
10
200
19, 24, 40
20,26,27
96-590
107-350
144-400
22-70
1
78-155


2.1.5..

Một số
s mức độ rang trên thế
t giới:

T
Trên
thế giớ
ới, tùy theo vùng mà “gu”
“
thườnng thức cà phê
p cũng khhác nhau. Bảng
B
2.3 nêêu sơ lược một

m số “gu”” cà phê trên thế giới.
Bảng 2.3:: Màu và bề
b mặt hạt cà
c phê theoo từng kiểu
u rang trên
n thế giới
205°C Neew Englandd Roast
Màu nâu sang,
s
mùi chua
c
nhưng không còn mùi bánh mì
m
nư
ướng, là kiểểu rang truyyền thống của Northeaastern U.S.
C
Coffee,
ngưn
ng tại lần nứ
ứt đầu tiên.
210°C Am
merican Rooast
Màu nâu sáng,
s
kiểu rang
r
truyền thống cho vùng Eastern
U Ngưng rang ngay khi
U.S.
k lần nứt thứ nhất kếết thúc.

230°C Viienna Roastt
Màu nâu sậm
s vừa vớ
ới bề mặt cóó dầu, có hư
ương
caaramen, khô
ông chua. Ngưng
N
rang ở giữa lần nứt thứ haii.
Thường dùng
g để pha trộộn trong esppresso.
240°C Frrench Roastt
Màu nâu tối,
t bóng dầầu, không chua.Ngưngg rang sau khi
k
lầần nứt thứ hai
h kết thúc.. Rất phổ biiến cho cônng thức phốii
trộn espresso
o.
245°C Itaalian Roast
Màu nâu tối
t bề mặt sáng,
s
khôngg chua, vị nhhạt. Dùng
chho công thứ
ức espresso..
250°C Sp
panish or Tuurkish Roasst
Màu nâu rất
r sậm gầnn như đen vàà rất bóng, có vị than,

nhhạt. Dùng cho
c cà phê Turkish
T

16