Nghiên cứu chế biến trà từ phế liệu của quy trình chế biến cà phê nhân

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐỖ PHƯ NG V

NGHI N CỨU CH BI N TR TỪ PH
I U CỦA QU
TR NH CH BI N C PH NH N

Chuyên ngành: C n N

T

P m

Mã số: 60540101

UẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, t án 01 năm 2020


CÔNG TR NH ĐƯỢC HO N TH NH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: ......................................... TS. Tr n T

N

Y n

Cán bộ chấm phản biện 1: ............................................. TS. L M n H n

Cán bộ chấm phản biện 2: ............................................. PGS.TS. N uy n T
Luận văn T ạ sĩ đượ bảo v tạ Trườn Đạ
ngày 10 tháng 01 năm 2020

Bá

L nP

K o , ĐHQG Tp. HCM,

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. GS. TS. Đốn T

An Đ o

2. TS. L M n H n
3. PGS.TS. N uy n T

L nP

4. PGS.TS. Lê Trung Thiên
5. PGS.TS. L N uy n Đo n Duy
Xá n ận ủ C ủ t
Hộ đồn đán
á LV, C ủ N m bộ m n v Trưởn K o
quản lý uy n n n s u k luận văn đã đượ sử
ữ (nếu có).

Tp. HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 20....
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PHẢN BI N

(H t n v

CHỦ NHI M BỘ MÔN Đ O TẠO

ữ ký)

(H t n v

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
(H t n v

ữ ký)

ữ ký)


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VI T NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHI M VỤ UẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên:

ĐỖ PH

NG VY

Ngày, tháng, năm sinh: 03/12/1994
C n N

Chuyên ngành:
I. T N ĐỀ T I: N
nhân.

n ứu

T

P m

MSHV:

1770232

Nơi sinh:

TP. HCM

Mã số:

60540101

ế b ến tr từ p ế l u ủ quy tr n

ế b ến

p

II. NHI M VỤ V NỘI DUNG:
- K ảo sát t n p n
-L

n p ư n p áp l m k

ủ v
v

p .
p

- Xá đ n đ u k n r n tron quy tr n
- Đán

á

t lượn tr từ v

từ quá tr n

ế b ến ư t

ế b ến tr từ v

phê nhân.

p .

p .

III. NGÀY GIAO NHI M VỤ: 19/08/2019
IV. NG

HO N TH NH NHI M VỤ: 08/12/2019

V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. TR N TH NGỌC Y N

Tp. HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 20....
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(H t n v

CHỦ NHI M BỘ MÔN Đ O TẠO

ữ ký)

(H t n v

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
(H t n v

ữ ký)

ữ ký)


N

LỜI CẢM

Tôi xin b y t l n b ết n s u sắ đến TS. Tr n T
n v truy n đạt k ến t ứ

pt

n ữn đ n

N

Y n, n ườ tr

ư n tốt

C đã qu n t m v độn v n tron suốt quá tr n t

t ếp ư n

n tron đ t . Cảm n

nn

n ứu

Tôi xin chân thành cảm n quý T y C Bộ môn Công Ngh Th c Ph m – khoa Kỹ
Thuật Hóa H

– trườn Đạ

trang thiết b máy móc, vật tư
T

ũn x n ảm n

Bá
pt

K o TP HCM đã tận t n

ản

ạy v

ỗ trợ

o n t n đ t luận văn.

đ n v bạn bè đã

p đỡ, động viên trong thời gian làm

vi c, nghiên cứu tại phịng thí nghi m.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 01 năm 2020
H

v n th c hi n

ĐỖ PH

NG VY


TÓM TẮT UẬN VĂN
Trà Cascara, là sản ph m đượ
á vườn ở một số đ
v

p
ff

ế b ến từ v

p , đ số được chế biến thủ công tại

p ư n tron nư c. Từ những công bố trên thế gi i cho th y,

ứ n

u ợp

t

oạt t n s n

, rut n, nt o y n ns,… Mụ đ

n ư xt

loro n , x t

ư ng t i một sản ph m trà Cascara có chứa

hoạt ch t sinh h c cao nh t từ nguyên li u là v cà phê phế ph m thu nhận từ quá trình
chế biến cà phê nhân t o p ư n p áp ư t v p ư n p áp k
hữu

. V ư t được khảo sát để ch n l

p ư n p áp l m k
p

của quá trình rang cho 2 loại nguyên li u v
khô. Kết quả n

n ứu

50oC trong 13 giờ
s uk

l mk

á vườn cà phê

tạ

. Xá đ nh thông số

ư t sau làm khô và v cà phê

o t y, q trình làm khơ b n p ư n p áp s y đố lưu

ov ư t

t lượn tốt

n so v

p ư n p áp p

,v ư t

độ m l 13,57 ± 0,59%. Khảo sát quá trình rang cho th y, hai loại

v cà phê có chế độ r n k á n u để tr C s r có hoạt tính kháng oxy hóa cao
ư t sau khi làm khô đượ r n ở 160oC tron 240

p

nh t. V

m lượn polyp nol l 26,77

2,38 m GAE

b n đ u. V

p

k

polyp nol tổn v
k

,

được rang ở 120oC tron 210
oạt t n k án oxy

nư c nguyên li u
o

tr

o n t (41,61

m lượn

1,33 m GAE

t

á tr IC50 t o DPPH l 3,60 m mL), đạt 93,06% so v i oạt t n k án oxy
ủ d

nư c của nguyên li u b n đ u. N o

o t y oạt t n ứ
10,5

ủ
y

tr

á tr IC50 t o DPPH l

t khô,

4,69 mg/mL, đạt 55,75% so v i oạt t n k án oxy

y,

ế nzym

mL tư n ứng v i v

cả 2 loại v

p

ợp để bảo quản ở n

m

p
u

- lu os

t ốn mát.

s v

khơ và v

ủ trá

r ,

yv m

p

tr từ

loạ v n y ũn

IC50 l n lượt l 2,3

mL v

ư t. Sản p m tr Cascara của
p ;v

độ m ư

10

p

ABSTRACT
Cascara tea, a product from coffee pulp (husk), is mostly manual processed at coffee
farms in some localities in ountry. From t

worl ’s publ s

r s r

s, t

off

pulp contains many bioactive compounds such as chlorogenic acid, caffeic acid, rutin,
anthocyanins,... The aim of this study is obtained a Cascara tea containing the highest
bioactive compounds from a waste of processing coffee beans follow by wetprocessing method (coffee pulp) and dry-processing method (coffee husk) in the
organic coffee farms. Coffee pulp from wet-processing were surveyed to select a
drying method. The roasting parameters were also determined for dried coffee pulp
and coffee husk. The results of the study showed that the drying process with
convection drying equipment at 50oC for 13 hours has better quality dried coffee pulp
than the room-drying method, the dried coffee pulp from wet-processing has the
moisture of 13.57 ± 0,59%. Survey of roasting process showed that two types of coffee
pulp have different roasting condition to get a Cascara tea with highest antioxidant
activity. The dried coffee pulp is roasted at 160°C for 240 seconds, the tea extracted
solution has a polyphenol content of 26.77 ± 2.38 mgGAE/g dry matter, the IC50 value
according to DPPH is 4.69 mg/mL, reaching 55.75% of the antioxidant activity of
aqueous solution of the material. Coffee husk is roasted at 120°C for 210 seconds to
give tea extracted solutions with the highest total polyphenol content and antioxidant
activity (41.61 ± 1.33 mgGAE/g dry matter, the IC50 value according to DPPH is 3.60

mg/mL), reaching 93.06% of the antioxidant activity of aqueous solution of the
material. In addition, tea extracts from these two coffee pulps also showed an
n b t on of

-glucosidase enzyme with IC50 of 2.3 µg/mL and 10.5 µg/mL,

respectively, coffee pulp from wet-processing and coffee husk from dry-processing.
The Cascara tea products of coffee pulp and coffee husk have the sour aroma of
tropical fruits and coffee flavor; with moisture below 10% suitable for storage in a
cool place.


ỜI CAM ĐOAN
Tôi xin

m đo n đ tài “Nghiên cứu chế biến trà từ phế liệu của quy trình chế biến cà

phê nhân l n

n ứu o t

tr

t ếp t

n, ư

s

ư n

n ủ T ến sĩ Tr n

Th Ng c Yên. T t ả á số l u, kết quả tr n b y tron luận văn tốt n
qu n v k

n s o

p số l u ủ b t k

Tơi xin hồn tồn ch u trách nhi m trư

n tr n n
n

n ứu n o trư

đ y.

trường và hộ đồng v s

T n p ố Hồ C

pl k á

m đo n n y.

M n , n y 02 t án 01 năm 2020
H

v nt

ĐỖ PH

n

NG VY


i

MỤC LỤC
MỤC LỤC....................................................................................................................... i
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... iv
DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................... v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................... vi
C ư n 1: MỞ Đ U ................................................................................................... 1
C ư n 2: TỔNG QUAN ............................................................................................ 3
2.1

Tổng quan v cà phê ......................................................................................... 3

2.1.1

Gi i thi u chung v quả cà phê ................................................................. 3

2.1.2

P ư n p áp

ế biến cà phê nhân ........................................................... 5

2.1.2.1 P ư n p áp

ế b ến k

p

n n ................................................. 5

2.1.2.2 P ư n p áp

ế b ến ư t

p

n n.................................................. 7

2.1.3

Gi i thi u v v quả cà phê ....................................................................... 8

2.1.3.1 C u tạo v quả cà phê ........................................................................... 8
2.1.3.2 Thành ph n hóa h c v quả cà phê ....................................................... 9
2.1.3.3 Hoạt t n s n

ủ v

p

......................................................... 12

2.2

Tổng quan v chế biến trà .............................................................................. 15

2.3

Tổng quan v Cascara .................................................................................... 17

2.4

Một số nghiên cứu l n qu n đến v cà phê ................................................... 19

2.4.1

Các nghiên cứu củ nư c ngoài ............................................................... 19

2.4.2

Các nghiên cứu tron nư c ...................................................................... 21

2.5

Tổng quan v p ư n p áp l m k

2.5.1

C

2.5.2

Cá p ư n p áp l m k

.............................................................. 21

ế thoát m ....................................................................................... 21
....................................................................... 22


ii

2.6

Tổn qu n v quá tr n r n ........................................................................... 23

2.6.1

C sở k o

ủ quá tr n r n .......................................................... 23

2.6.2

Cá b ến đổ tron quá tr n r n ............................................................ 24

C ư n 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PH

NG PHÁP NGHI N CỨU ........................ 26

3.1

Nguyên li u .................................................................................................... 26

3.2

Hóa ch t - thiết b ........................................................................................... 27

3.2.1

Hóa ch t ................................................................................................... 27

3.2.2

Thiết b ..................................................................................................... 28

3.3

Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 29

3.4

Bố trí thí nghi m............................................................................................. 31

3.4.1. Thí nghi m 1: Xá đ nh thành ph n hóa h
3.4.2. Thí nghi m 2: Khảo sát p ư n p áp l m k

n uy n l u .......................... 32
v

p

ư t .................... 33

3.4.3. Thí nghi m 3: Khảo sát nhi t độ và thời gian rang ..................................... 34
3.4.4. Thí nghi m 4: Đán

á

t lượng trà thành ph m ................................... 34

3.4.5. Thí nghi m 5: Khảo sát hoạt tính ức chế nzym

-glucosidase của nguyên

li u và d ch trà ....................................................................................................... 35
3.5

P ư n p áp p n t

................................................................................... 36

3.5.1

Xá đ n độ m ........................................................................................ 36

3.5.2

Xá đ nh hoạt tính kháng oxy hóa ........................................................... 36

3.5.3

Xá đ n

m lượng polyphenol tổng ..................................................... 36

3.5.4

Xá đ n

m lượng tro tổng ................................................................... 37

3.5.5

Xá đ n

m lượn đường khử .............................................................. 37

3.5.6

Xá đ n

m lượng axit hữu

3.5.7

Xá đ n

m lượng ch t chiết tron nư c ............................................. 37

tổng ..................................................... 37


iii

3.6

P ư n p áp xử lý số li u .............................................................................. 37

C ư n 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN................................................................... 38
4.1

Kết quả khảo sát thành ph n hóa h c của nguyên li u: ................................. 38

4.2

Kết quả khảo sát p ư n p áp l m k

4.3

Kết quả khảo sát nhi t độ và thời gian rang: .................................................. 44

v

p

ư t: ................................. 41

4.3.1

Kết quả khảo sát nhi t độ rang ................................................................ 44

4.3.2

Kết quả khảo sát thời gian rang ............................................................... 48

4.4

Kết quả đán

á

t lượng trà thành ph m .................................................. 53

4.5

Kết quả khảo sát hoạt tính ức chế nzym

-glucos

s

ủ n uy n l u v

tr ...................................................................................................................... 58
C ư n 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH ................................................................. 61
5.1

Kết luận .......................................................................................................... 61

5.2

Kiến ngh ........................................................................................................ 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................ 63
PHỤ LỤC A – CÁC PH

NG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................... i

PHỤ LỤC B – Đ ỜNG CHUẨN CÁC PH

NG PHÁP PHÂN TÍCH ................... xi

PHỤ LỤC C – SỐ LIỆU THÔ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU ............................................... xiii


iv

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Thành ph n hóa h c của v cà phê ............................................................. 10
Bảng 2.2: Hoạt t n k án oxy

ủ v

Bảng 2.3: Hoạt t n k án k u n ủ v

p
p

...................................................... 13

......................................................... 14

Bảng 3.1: Hóa ch t dùng trong nghiên cứu ................................................................. 27
Bảng 3.2: Thiết b dùng trong nghiên cứu .................................................................. 28
Bảng 3.3: Bảng tóm tắt bố trí thí nghi m .................................................................... 31
Bảng 4.1: Thành ph n hóa h c của nguyên li u ......................................................... 38
Bảng 4.2: H m lượng polyphenol tổng, hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH và FRAP
của v cà phê nguyên li u ............................................................................................ 40
Bảng 4.3: S ản
tổn ,

ưởng củ p ư n p áp l m k

m lượn đườn k ử tron v

p

đến độ m v

ư ts ul mk

m lượng axit hữu

............................... 42

Bảng 4.4: H m lượng polyphenol tổng và hoạt tính kháng oxy hóa .......................... 43
Bảng 4.5: Ản
oxy hóa của v
Bảng 4.6: Ản

ưởng của nhi t độ ran đến
p

m lượng polyphenol và hoạt tính kháng

ư t sau làm khơ ....................................................................... 45

ưởng của nhi t độ r n đến

m lượng polyphenol tổng và hoạt tính

kháng oxy hóa của v cà phê khô ................................................................................ 46
Bảng 4.7: Một số chỉ tiêu ch t lượng trà khô từ v cà phê ......................................... 54
Bảng 4.8: H m lượng polyphenol tổng và hoạt tính kháng oxy hóa của sản ph m.... 55
Bảng 4.9: Chỉ tiêu vi sinh vật của trà khô ................................................................... 57
Bảng 4.10: Kết quả giá tr IC50 (µg/mL) hoạt tính ức chế -glucosidase ................... 60


v

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: C u tạo quả cà phê ........................................................................................ 4
Hình 2.2: Thành ph n v quả và phê từ á p ư n p áp

ế biến cà phê nhân ........ 9

Hình 2.3: Quy trình chế biến tr x n v tr đ n ........................................................ 16
Hình 2.4: Một số sản ph m từ v cà phê trên th trường ............................................ 19
Hình 3.1: V cà phê nguyên li u................................................................................ 26
Hình 3.2: T ết b r n ................................................................................................ 29

Hình 3.3: Quy trình chế biến trà từ v cà phê ............................................................. 30
Hình 4.1: S t y đổi màu sắc d ch trà của v

p

ư tk

tăn n

t độ rang từ

120oC đến 180oC (từ trái sang phải) ............................................................................ 48
Hình 4.2: Ản

ưởng của thờ

k án oxy

ủ v

Hình 4.3: Ản

ưởng của thờ

k án oxy

ủ v cà phê khô (nhi t độ rang: 120oC) ........................................... 51

p

n r n đến

m lượng polyphenol tổn v

oạt t n

ư t sau làm khô (nhi t độ rang: 160oC) ....................... 50
n r n đến

m lượng polyphenol tổn v

oạt t n


vi

DANH MỤC CHỮ VI T TẮT
ABTS - D mmon um 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)
AAE - Đư n lượn

x t s orb

DPPH - 1,1 diphenyl-2-picrylhydrazyl
EtOH - Ethanol
FRAP - P ư n p áp k ử ion sắt (III)
GAE - Đư n lượn xit gallic
IC50

- G á tr nồn độ của v cà phê mà tạ đ có thể ức chế 50% ố t

enzyme
MIC - G á tr nồn độ tố t ểu của v cà phê để ứ
ORAC- khả năn
TE

p thụ gốc oxy hóa

- Đư n lượn Trolox

TPC - H m lượn polyp nol tổn
w/w

- K ố lượn tr n k ố lượn

ế v s n vật

o o


1

Chương 1: MỞ ĐẦU
V t N m l quố

xu t k u

p

đứn t ứ

tr n T ế G

, s u Br z l; đồn

t ờ l nư c sản xu t và xu t kh u cà phê Robusta l n nh t toàn c u. Tron đ , lượng
cà phê xu t kh u chủ yếu là cà phê nhân, chiếm khoảng 90%. Theo Cục Trồng tr t,
năm 2019, di n tích cà phê Vi t N m đạt trên 664 000 ha, sản lượn
1,5 tri u t n n n năm;
Arabica [1]. N n

p

ế b ến

Robust
p

ế b ến

n n p át tr ển v

một lượn n

sử ụn l m n

on n n

n l u, p n

B n ạn đ , tron v

l 30

nếu t o p ư n p áp

đượ sử ụn

p

n lạ

n ữn

n tr u t n một năm, đồn

p . P n v quả b loạ b tron quá

n n t o p ư n p áp k

k ố lượn quả tư

43,2
o

p

đạt trên

ếm di n tích l n (93%), còn lại là cà phê

t ờ ũn tạo r một lượn l n p ế l u l v
tr n

p

k ố lượn quả k

ế b ến ư t [2]. Tuy n

p, n n mỹ p m v

n,

v
ỉ

ượ mỹ p m

ư đượ tận ụn tr t để.
ợp

t

lợ

o sứ k

chlorogenic, tannin, rutin, catechin, anthocyanin,… [3]. Ax t

n ư

loro n

ff n, x t
k ả năn

p đ u o lượng glucose có trong máu và hạn chế q trình lão hố của da.
Ant o y n n l
m n

v

ợp

t m u ữu

ảm n uy

p n ăn n ừ un t ư, ả t

mắ b n t m mạ . N o r , v

p

n

ũn

ứ năn
oạt tính

kháng khu n chống lại vi khu n Gr m ư n (Staphylococcus aureus, Staphylococcus
cholermidis) và vi khu n Gram âm (Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli) [4].
T nh p n
vt mn

ỉ

ếm lượn l n tron v
ếm một lượn n

p

. Cá n

đ y ũn l một n uồn n uy n l u ồ
k u n
ứn

o. H n nay, tạ V t N m,

ụn n uồn n uy n l u v

T o á
Đán

uy n

p

tron n n t

n

tron t

p

oạt t n k án oxy
un

v

o t y,

v t n k án

n ứu k ảo sát t n p n v

p m.

c ph m đồ uống do Công ty cổ ph n Báo cáo

á V t Nam (Vietnam Report JSC) tiến

dùng th c ph m sạ

rbo y r t v prot n; l p

n ứu v t n p n v

ov

ư

l

n k ảo sát năm 2018, nhu c u tiêu

v đồ uống có lợi cho sức kh

đ n tăn

46% các chuyên gia nhận đ nh r ng sản ph m có nguồn gốc hữu

o. Tron đ ,
,t

nn

nv

36% nhận đ nh r ng sản ph m ti n lợi, sản ph m khác lạ cho gi i trẻ sẽ là những xu
ư ng chính của các dịng sản ph m trên th trường trong thời gian t . V vậy, v


2

tạo r

n sản p m m

t ảo mộ
Qu đ

lợ

từ n uy n l u

o sứ k

t ể t y, v

l p

n uồn ố t

ợp v

xu ư n t

tá

ụn

ốn oxy

ư n m . Nổ bật l sản p m tr Cascara từ v
tạ V t N m tron n ữn năm
đượ n u

n n y tốn n
ut

n đ y. Tuy n
ut ờ

trườn . Do đ , đ t

trình chế biến cà phê nhân” đượ t ến
độ r n p
Cascara tr n t

n n ư á loạ tr

trườn đồ uốn

kết ợp tận ụn n uồn p ế l u từ n n

b ến để sản xu t sản p m

p ư n t ứ

nn

ợp, o n t

n

á tr

trườn V t N m.

n, k

v
p

lợ

n tạ .

n n
o sứ k

p

ế

l một

đ n đượ b ết đến rộn rã

n quá tr n

ế b ến tr Cascara t o

k ểm soát nên sản p m

ư đáp ứn

“Nghiên cứu chế biến trà từ phế liệu của quy
n n m t m r p ư n p áp l m k
ủ sản p m,

p p n n n

v

ế

o v t ế tr


3

Chương 2: TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về cà phê
2.1.1 Giới thiệu chung về quả cà phê
Cà phê (Coffea) thuộc h Thiên thảo (Rubiaceae), là cây thân gỗ, cành phân thành
nhi u đốt, mỗ đốt có một c p lá đối xứng, có
phát triển ở vùng nhi t đ i và cận nhi t đ

ếr

o v đậu quả. Cây cà phê

n ư á nư c thuộc Nam Mỹ (Brazil và

Colomb ), C u Á, C u Đạ Dư n , C u P , Trun Mỹ và Mexico. Thế Gi i có
n 125

ốn

p , n ưn chỉ có hai loại cà phê vối (Coffea canephora) và cà phê

chè (Coffea arabica) là có khả năn t ư n mại cao. Một số n

v n trồng cà phê mít

(Coffea liberica) v i sản lượng th p để làm gốc ghép do có thân, lá và quả to, ch u hạn
tốt;

y

n để phối trộn v i các loại cà phê khác tạo v chua [3].

Cà phê vố

y

n được g

l

p

Robust , được trồng ở độ cao 400 – 1000 m

v i nhi t độ s n trưởng là 24 – 29oC, c n nhi u án sán . N ược lại, cà phê Arabica
được trồng tại vùng khí hậu nhi t đ i và cận n đ , lượng ánh sáng c n ở mức trung

b n , độ cao thích hợp là 1000 – 1500 m, ở 16 – 25oC. Ngoài ra, hai giốn n y ũn
o ư n v khác nhau, Robusta có v đậm,
Ar b

được chia thành nhi u n

trăm lo l tạo
Tại Vi t N m,

đ
p

át v đắn

m n ư: Bourbon, Typ

n

n Ar b

, J v ,…

.C p

n v i hàng

đ ểm ư n v độ đáo k á n u.
được trồng tại ba vùng canh tác tr n đ ểm:

- Khu v c Tây Bắc là một vùng núi th p

độ cao từ 500 – 1500 m n m khu t sau

ãy Ho n L n S n r t thuận lợi cho canh tác cà phê chè.
- Khu v c mi n Trung ngoài những giống Arabica truy n thốn (C t mor) được trồn ,
n y nay, vi n Khoa h c Kinh tế Nông Lâm Nghi p T y N uy n đã l

tạo ra nhi u

năn su t và ch t lượn

S n (Quảng

giống cà phê Arabica

o đ ển

n n ưK

Tr ) và Phủ Quỳ (Ngh An).
- Khu v c Tây Ngun có khí hậu thích hợp

o

p

Robust , n ư C u Đ t, Núi

Min, Trạm H n (L m Đồn ) v đ c bi t Buôn Ma Thuột (Đắk Lắk) là v a cà phê
Robust đứn đ u thế gi i. Ngoài ra, ở độ cao trên 1500 m so v i m

nư c biển, v i


4

nhi u v n đồi dốc thoai thoải cùng khí hậu mát mẻ, L m Đồn

ũn l n

lý tưởng

cho giống Arabica phát triển và sản sinh ra những hạt cà phê có ch t lượng ngon.
C u tạo quả

p

ồm l p v ngoài, th t quả, l p n

t, v tr u (v thóc), v lụ v

nhân.

Hình 2.1: Cấu tạo quả cà phê
L p v quả là l p v ngoài, m m, n o b

m u đ , v cà phê Arabica m m

n

phê Robusta và cà phê Liberica. Dư i l p v m ng là l p v th t, chứa nhi u ch t
ng t, d xay xát h n. Hạt cà phê sau khi loại các ch t nh t v p

k

i là cà phê

thóc.
V tr u (v thóc) của cà phê Arabica m n

n

p ê Robusta. Phía ngồi nhân cà

phê cịn một v m ng, m m g i là v lụa, chúng có màu sắ v đ c tính khác nhau tùy
theo loại cà phê. V lụa cà phê chè có màu trắng bạc r t m ng và d bong ra kh i hạt
trong quá trình chế biến. V lụa cà phê

màu nâu nhạt hay màu vàng nhạt bám sát

vào nhân cà phê.
Trong cùng là nhân cà phê, l p tế bào ph n ngồi của nhân cứng có những tế bào nh ,
trong có chứa những ch t d u. Phía trong có những tế bào l n và m m
p

t ường có 1, 2 ho c 3 nhân,

ủ yếu l 2 nhân.

n. Một quả

5

2.1.2 Phương pháp chế biến cà phê nhân
C p
y u

n n đượ

ế b ến v

n

u p ư n p áp k á n u, mỗ p ư n p áp sẽ

u n uy n l u, quá tr n

Tron đ , p ư n p áp

ế b ến k á n u n m tạo r

ế b ến ư t v

ế b ến k

n v đượ áp ụn rộn rã tron
tr n

ế b ến

p

n n sẽ

p

á n n trạ

op nv

p

ư n v đ

n nl

trưn .

p ư n p áp

p . Cá b ến đổ tron quá

p ếl u

t n p nv tn

t

k á n u.

n p

2.1.2.1
u tr n
-N uy n l u:
quả quá

o

n

p

p

p
n

n

n

n [5]

đượ t u á t o k ểu tuốt

ế b ến: p ư n p áp
ồm á quá tr n p

P ư n p áp

p

n

n , ồm quả

n,

ư

nv

ả

n.

-Quy tr n
pro ss

p

ế b ến k

s y

p

l pv b ob

o

p

n t

Vì tồn bộ

p

s y quả

n nđ n

“N tur l pro ss n

p , xát v t

n qu
tư

t ể

n sản xu t b k o
n đoạn

p

u v o quá tr n

n máy xát k

loạ b

á

25 – 30 n y. N o r , p ư n

ế b ến t n

p

p ụ thuộ v o “độ nắn , n n

v độ m của khối hạt k

y “Dry-

, v đán b n .

ản n ưn p ụ t uộ n

xuốn độ m 10 – 12 % m

n n, nên t ờ

p áp n y k

ế b ến k

t

.

phát sinh s k

n đồn đ u

. Đ y l đ u ki n cho các vi sinh vật lây nhi m phát

triển trong khối hạt, kết quả là làm giảm mùi v của cà phê nhân khi uống.
n

b.

v

p

tron qu tr n

Tron quá tr n

ế b ến k

tron t ờ

, đồn t ờ v n

n

á b ến đổ

đổ n y k

ủ v
n

ỉ ản

p

n n, quả
n tượn

n r p ứ tạp

ưởn đến

tv t n p n ủ v
-Vật lý

p

p .

n

t lượn

p

p

đượ p

n s u t u oạ
n p ư n p áp

ạt

p

m

n

n [6] [7] [8]

ư

nắn

ở quả

o

s y

p ,n n

ế b ến ư t. Cá b ến

n quyết đ n một số t n


6

+ Quá tr n p

o

s y quả ả p

độ m v tăn nồn độ
+T ểt

tk

t

đ y quá tr n b y

nư

n nl m

ảm

ủ n uy n l u.

, k ố lượn , tỉ tr n

ủ quả sẽ

ảm đ , đồn t ờ độ

tăn l n, o t n p n x k n t n, l n n v

llulos

n, độ ứn

ủ v

ếm p n l n tron v

phê..
+ Quả
p

p

k

sẽ đượ xát

p ếl ul

tạo quả

p

ỉ

á mản vỡ

k

ũn

n

ừ lạ l p v lụ b o b
k

t ư

một l p v m n ở
-H

ữ ,v

sn v

p n

uố

p

quả

p

tư , tron đ p n v

ứn b n n o , p n n

ts uk

tạo

ưởn đến t n

p .

+ P ản ứn t ủy p n: v
t ủy p n á

l mk

n l l p v tr u.

: đ y l n ữn b ến đổ qu n tr n l m ản
ủ v

n n, n n v

1 – 5 mm, p ụ t uộ t ết b xát v . C u

uk á b tv

n o v t t quả tạo t n một l p v

ạt

ợp

p

b nđ u

độ m

on n

xảy r

á p ản ứn

t p ứ tạp n ư đườn đ t n đườn đ n. Ho

protopectin tạo p t n, x t p t
qu n tr n l m m t l p n

v

uố

n l

t tron quá tr n p

xt
k

s t ủy p ân

l turon , đ y l b ến đổ

quả

p . Khi quả xanh, hàm

lượng protopectin r t cao, tập trung chủ yếu ở thành tế bào, giúp gắn kết các tế bào
th c vật v i nhau,và hình thành vách tế b o, l m

o trá

y

độ cứng nh t đ nh.

n, ư i tác dụng của enzym protopectinase, protopectin chuyển d n thành

Khi quả

pectin hòa tan, làm giảm ường l c liên kết giữa các tế bào, v tế bào trở nên m ng, tế
bào và quả m m d n ra. Do đ , kết t
m n

,l pn

t

ỉ

n lạ l p v

ữ l p v n o v v tr u.

+ P ản ứn oxy

: một số v t m n n ạy ảm v

tron quá tr n p
v

quá tr n l m k

o

ứn b n n o quả

s y quả
p

+ Quá tr n l n m n n ờ

k

á

ợp

m

u n

tm
ủ

đ
m,

ợp

t độ v án sán sẽ b oxy
t m u ũn b oxy

l ml p

b n ạt m u.

v s n vật tron v quả

đườn k ử v một số t n p n
t n

p . Cá

n

n

ưỡn k á

trưn n ư m
n , ứ …), m

trá

p

ủ v

y( ư n t
ạt r n , m

l m

ảm

m lượn

p . Đồn t ờ ,

n

mn

l n

t n o, p

p , m

r m l…


7

N o

r , á axit cacboxylic tạo r tron quá tr n l n m n n ư x t

t

ũn tạo v

-H

lý: á

u

ợp

ov

-Sn

: quả

p

n uy n l u t
k

n t n

o á p ản ứn

v n

ps uk

á n n s tr o đổ

n ra. Do quả

n đảm bảo đượ đ u k n tron quá tr n p

ủ v s n vật v n uy
n p

u tr n

n

n

-Quy tr n

p

t ủ tế b o v m

ứ n

u

n

n n tạo đ u k n

ưỡn v

o s p át tr ển

n t n độ tố O r tox n A o n m mố .

p

-N uy n l u: quả

y quá tr n l n

trườn b n n o .

vật o nzym v n

2.1.2.2

v

p .

tb y

m n ũn sẽ t oát r m

tr , m l

t

p

p

t
n

p

n

n [5]

đượ t u á p ả

ế b ến: p ư n p áp

n

độ

n đồn đ u.

ế b ến ư t (Wet-process) ồm

đoạn

n

l :
+ C n đoạn xát tư
quả. S u đ , ạt
s n vật v

– tá
p

n

t

t: đ u tiên, cà p

được ủ trong các thùng l n v để cho lên men n ờ

nzym tron l p n

ph m v s n vật o

đượ xát để loại b v n o v th t

t

n bám tr n n n

p ,

v

t ể kết ợp v

chế

enzyme bổ sung. Quá trình lên men khiến ch t nh y bám quanh

hạt cà phê b m t kết c u nh t và d

n được t y sạch bở nư c. Cuối cùng là p

s y cà phê nhân đến độ m n t đ n (< 13%).
+ C n đoạn xát v đán b n , n m loạ b l p v tr u và hoàn thi n quá trình chế
biến cà phê nhân.
L n m n l quá tr n qu n tr n tron p ư n p áp
p

n n

o

n so v

ủ yếu xảy r ở l p n
k
b.

r n

p
n

n nv
v

p ư n p áp
t

ế b ến k

n bám lạ s o k
ảm b t v đắn
p

ủ

tron qu tr n

tá

ế b ến ư t,

o

. Quá tr n l n m n
v , ỗ trợ

t lượn
p

n n

o quá tr n tạo ư n

p .
n

t

p

n

n [6] [7] [9]


8

K á v

p ư n p áp

ỉ ồm l p v n o

ế b ến k

v t t quả, n o

b ến đổ v t n p n
v

p ư n p áp

,v

p
r

ủ v

ế b ến k ,

-Cá

ợp

t oát o á

một p n n
p

v độ m ủ v

tn y

trườn nư

t n v o nư

n s t lạ . Cá

n n p n t t quả

t

n so

t nư

l m

, muố … tron t t quả sẽ b t t

v t oát r n o . Cá

o p n t t quả b vỡ,

ợp

n t ếp x

v

tsn
k

n k

xát v .

-S p át tr ển ủ v k u n l t , v k u n
á t n p n

t

n n

p .

n ư polyp nol sẽ b oxy
b nn o s uk

l pn

p

tron p ư n p áp ư t ũn

t n ư đườn , x t m n, x t ữu
ợp

ế b ến ư t

ủ yếu l :

-Do quá tr n n m v xát v tron m
tăn t ể t

từ quá tr n

n

ưỡn tron v

t , n m mố v n m m n l m

ảm

p .

2.1.3 Giới thiệu về vỏ quả cà phê
2.1.3.1 Cấu tạo v quả cà phê
Quả cà phê có nhi u l p v v i những c u tạo khác nhau [2] [10], gồm:


L p v ngoài và th t quả chiếm 29% khố lượng trên quả khô.



L p nh t dày khoảng 0,5 – 2 mm n m giữa ph n th t quả và l p v tr u chiếm

5% (w/w).


L p v tr u là l p v cứng bao b

b nn o

để bảo v nhân cà phê, có tỉ l

khố lượng 5,8% (w/w)


L p v lụ t ường bám ch t

p

n n v được tách kh

trư c ho c trong

quá trình rang, chiếm tỉ l th p nh t 4,2% (w/w).
Tùy theo p ư n p áp
nhau.

ế biến cà phê nhân mà phế li u v có những thành ph n khác

9

a) Quả cà phê khô

b) Vỏ quả cà phê từ
phương pháp chế biến khô

c) Vỏ quả cà phê từ phương pháp chế biến ướt
Hình 2.2: Thành phần vỏ quả và phê từ các phương pháp chế biến cà phê nhân


Đối v

p ư n p áp

ế biến ư t, v cà phê chỉ bao gồm l p v ngoài và

ph n th t quả.


P ư n p áp

ế biến khô cà phê nhân có nhi u s khác bi t v thành ph n v

quả. L p v ngoài và ph n th t quả sau nhi u tu n p
cứn ,

nắng tạo thành một l p v

y, m u đ n b o b c bên ngoài; kế tiếp là một l p v m ng do l p nh t b khô

tạo thành và l p v tr u. Ba l p v này tách bi t v i l p v lụa dính ch t vào nhân.
Phế li u từ quá trình chế biến k

p

n n được thu nhận sau khi xát không bao

gồm l p v lụa.
2.1.3.2 Thành phần hóa học v quả cà phê
Thành ph n hóa h c của v cà p

tư n t v i hạt

p , tuy n

v s có m t của kahweol và cafestol trong v cà phê [11].

n,

ư

n bố


10

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của vỏ cà phê từ phương pháp chế biến ướt và chế
biến khô cà phê nhân [12]
Vỏ cà phê từ phương

pháp chế biến ướt
44 – 50
81,4
2,5
18 – 21
8,9
10 – 12
1,25 – 1,30
1,8 – 8,6
10,7

Thành phần hóa học
(wt%)
Carbohydrates
Độ m
Lipids
X tổng
Tro tổng
Protein
Caffeine
Tannins
Axit Chlorogenic
C rbo y r t s l t n p n
p p n l m tăn
o
k

á tr

n

u b ến đổ p ứ tạp tron quá tr n xử lý n

ảm qu n ủ n uy n l u t

C r m l. C rbo y r t s tron v
n k ử (2,01%) v

á

llulos (10,5 – 28,6 ),
p

V

Vỏ cà phê từ phương
pháp chế biến khô
57,8
12
1,5 – 2,0
31,9
6
9,2
1,2
4,5 – 9,3
12,59

ợp
m

p

tp t

n qu p ản ứn M ll r

b o ồm đườn k ử (12,4 ), đườn

(6,52 ), n o

r , t n tế b o

n

ứ

llulos (1,0 – 15,5 ) v l n n (12,2 – 22,8%) [13].

ũn đã được sử dụng trong sản xu t fructooligosaccharides (FOSs) [14].

FOSs là các oligomer fructose có giá tr calo th p, đ c tính k
s

t,

n t n phospholipids, tr ly r

v

n

y un t ư v

ol st rol; l pr b ot k

t

ảm

s p át

tr ển prob ot s tron đườn ruột.
N

u n

m ợp

flavonols,

t polyp nol đượ t m t y tron v

anthocyanidins,

proanthocyanidins,

hydroxycinnamic [13]. Cá
p

t

t k án

oxy

n, rut n ũn đượ t m t y tron v

n tron v
n , tron đ
N ư

ợp

p

p
ủ yếu l

l pro nt o y n
xt

n nx n ,v

axit

p

p

n ư fl v nols,

hydroxybenzoic,
tron

[15]. Cá

tr

n ư

ợp

ns, x t y roxy nn m v

axit
t

n,

t polyp nol
á

n xu t ủ

loro n .
p

ũn

ứ

xt

loro n , đ y l nhóm hợp ch t

hình thành thơng qua liên kết ester giữa axit quinic v i các axit hydroxycinnamic (chủ
yếu là axit caffeic, ferulic và p-coumaric) (Clifford, 1999). Nhi u nghiên cứu chỉ ra


11

r ng bột cà phê xanh có r t nhi u tác dụn đối v i sức kh

on n ườ n ư hạ huyết

áp, ức chế s tích tụ ch t béo, hạn chế tăn tr n lượn

t ể v đ u chỉnh hàm

lượn đường trong máu (Farah, 2008) [16]. Các tác dụng tích c c này là do s có m t
củ

xt

loro n

p tăn k ả năn k án ox

, k án v m, k án un t ư,

chống béo phì, hạ huyết áp và chống co giật. N o

r , xt

loro n

ũn

tá

ụn đối v i Hội chứng chuyển hóa (Metabolic syndrome), bao gồm một loạt các yếu
l m tăn n uy

tố sinh lý, hóa sinh, lâm sàng và chuyển
và tiểu đường type 2 [17]. O n s
t ể

ốn lạ s p roxy

loro n b

ảm tron quá tr n

chlorogenic
xt
V

v

p

ũn

á

ộn s

mắc các b nh tim mạch

(1994) đã báo áo r n

x t l nol

[18]. Tuy n

ế b ến n ư r n

ứ một lượn đán kể t nn n, đ y l

n,

m no x t v

lk lo . V

ợp

t t n tron nư

u tr , t nn ns b o ồm

t ủy p n ( y rolys bl t nn n) v t nn n n ưn tụ ( on ns
p nl

á

x t y roxyb nzo ,

n đượ

t nn n n ưn tụ [15]. Dư i tác dụng củ

xt

oligomeric

á

ho

pro nt o y n

ns n ư p lob p n, t ườn

[13]. T nn n

p tạo v

ũn
H

ợp

t lk lo

n

m: t nn n

xt

n tron v

ll . Cá báo
p

n á

y nzym , t nn n n ưn t tạo thành
sản

ph m

trùng

hợp

polym r

tron v quế v r t t t n tron nư c

át v đắn tron rượu v n ,

k ả năn k án oxy

o p n tử

t nn n). Tanin thuỷ

lu os v

o t y, á t nn n t ủy p n t xu t

proanthocyanidins

v

l t n n pyrogallic vì sau khi b thuỷ

phân, những tanin thuộc nhóm này sẽ b cắt r t n
áo k o

m lượn

p .

khả năn tạo liên kết b n vững v i các protein vá các hợp ch t hữu
k á n ư á

xt

èv

p ; n o r , t nn n

, k án k u n v t m năn k án un t ư [19].

n tron v

p

l

ff n v tr on ll n . Caffein là một

methylxanthine thuộc nhóm alkaloid b n nhi t; là hợp ch t tạo v đắng, có khả năn
kích thích não bộ và th n kinh do cạnh tranh v i adenosine trong vi c liên kết v i
r

ptor đ c hi u (Baelo và các cộng s , 2011). Caffein, cùng v i các sản ph m d hóa

của nó n ư theobromine và xanthine, là thành ph n chính của trà và cà phê. Các hợp
ch t này có c u tr

tư n t n ư x t ur , một ch t chốn oxy

trong máu ở nồn độ tư n đố
khi l n kết á

on đồn [20]. N

o, n ưn

ũn

un

n ứu

được biết đến có

o t y hoạt động của prooxidant
o t y,

ff n

tá

ụn l m


12

ảm b n P rk nson,
mạ

v

ảm mỡ tron máu, á b n v

y ỗ trợ đ u tr t m

l u lượn t p [21].

Trong k

đ , trigonelline l ti n thân của nhi u ợp

r n , n ư pyrrol s v pyr

n s. Tr on ll n

ốn v m, k án oxy
ư

n

tá

ụn n

v l m

ũn

t

tá

b y

ụn l m

ảm quá tr n p rox

o

2.1.3.3

n so v

N y n y, n o v

ạn l n kết tron t n
ọ

v

đ n lượn

sát v

oạt t n s n

đán

á oạt t n s n

ủ v

oạt t n

á k ảo

o á n

n ứu ứn

ụn tron t

á oạt tính sinh h c đượ

y độ tế b o, oạt tính kháng viêm, hoạt t n k án

p

ỉm

đ y, o đ , á k ảo sát v
k án oxy

n n

n đượ qu n t m. Cá n uồn n uy n l u đượ

tạo t uận lợ

oạt t n

p

ủ n uy n l u, t

ượ p m. Một số p ư n p áp đán

nn yl

ụn

r ,

n (Trugo, 2003) [23].

á t n p n

, oạt t n k án k u n, oạt t n ứ

Cá ứn

[22]. N o

p

ũn đ n

p m, mỹ p m v
oxy

uyết,

t độ, trigonelline được chuyển thóa thành niacin – ti n ch t của

oạt t n s n

sử ụn

p

ảm đườn

lp

vitamin B3, á v t m n n y đượ s n r tron quá tr n r n
sn

tron

ế nzym …

đượ n

n ứu rộn rã tron n ữn năm

oạt t n s n

ư đ

ạn ,

ủ yếu l

n

oạt t n

v k án k u n.

Hoạt t n k án oxy

l khả năn n ăn

n u n ư DNA v l p , tron

n, trì hoãn và bảo v các

t ể sốn , th c ph m k

quá tr n oxy

t khác
[24].

Oxy hóa là quá trình xảy ra phản ứng hóa h c l m hình thành nên gốc t do, s gia
tăn

á

ốc t

k áng oxy

o tron
l

á

t ể sinh ra các phản ứng dây chuy n phá hủy tế bào. Ch t
ợp

t

p n ăn

n ho c làm chậm q trình oxy hóa ch t

khác b ng cách loại b các gốc t do trung gian và ức chế các phản ứng oxy hóa khác
[25]. D

tr n

ế oạt độn , á

t k án oxy

đượ

l m

n

m

n l chuyển nguyên tử hydro (HAT – Hydrogen Atom Transfer) và chuyển đ n tử
electron (SET – Single Electron Transfer). Tron một số trườn
b t

ến yv

n

n r đồn t ờ

o

kết ợp; n ư

ợp, r t k

để p n

ế chuyển một