NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN LÊN MEN MỘT SỐ LOẠI CÀ PHÊ

LỜI CẢM ƠN
Để có được thành quả ngày hôm nay, trước tiên, con xin cảm ơn bố mẹ và gia
đình đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để con có thể yên tâm học tập, nghiên cứu và hoàn
thành tốt luận văn này.
Xin gởi món quà này đến vong linh em song sinh Đỗ Nguyên Minh.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ
Chí Minh, Ban chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ sinh học, các thầy cô của Bộ môn cùng
tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt bốn năm Đại học vừa qua.
Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Đức Lượng và thầy Lê
Hồng Phú đã đưa tôi đến với đề tài, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình thực hiện.
Để có thể hoàn thành khóa luận này, tôi trân trọng cảm ơn Ban Chủ nhiệm Bộ
môn Công nghệ sinh học cùng cô Lê Thị Thủy Tiên, cô Huỳnh Ngọc Oanh, chị Võ
Nguyễn Lam Uyên, chị Bùi Thanh Huyền và anh Nguyễn Quang Sơn – Phòng thí
nghiệm Công nghệ sinh học trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh đã hết
lòng giúp đỡ và chỉ dẫn cho tôi những kinh nghiệm quý báu.
Xin chân thành cảm ơn
Thầy Nguyễn Tiến Thắng, cô Đỗ Thị Tuyến, anh Trần Thạnh Phong, chị Diệp
Quỳnh Như, chị Nguyễn Thị Phương Thảo – Viện sinh học nhiệt đới thành phố Hồ Chí
Minh.
Thầy Trần Cát Đông, cô Nguyễn Đinh Nga, cô Lê Thị Ngọc Huệ – Bộ môn Vi
sinh – Kí sinh thuộc khoa Dược trường Đại học Y Dược thành phố Hồ Chí Minh.
Anh Ngô Đại Nghiệp – Bộ môn Sinh hóa trường Đại học Khoa học Tự nhiên
thành phố Hồ Chí Minh.
i
Cô Nguyễn Thị Nguyên – Bộ môn Công nghệ thực phẩm trường Đại học Bách
Khoa thành phố Hồ Chí Minh.
Các thầy cô, anh chị của Thư viện trường Đại học Khoa học Tự nhiên và Thư
viện trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã hết lòng giúp đỡ tôi vượt
qua những bước đầu khó khăn trong quá trình nghiên cứu tài liệu.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn chị Trương Phước Thiên Hoàng – Trường Đại

học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh và chị Trần Phương Ngọc – Văn phòng đại diện
Nông trường sông Hậu đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong giai đoạn tìm nguyên vật liệu.
Xin gởi lời cảm ơn đến các bạn lớp Công nghệ sinh học 27 đã quan tâm và chia
sẻ cùng tôi quãng đời sinh viên nhiều kỷ niệm.
Xin gởi lời cảm ơn đến bạn Nguyễn Thị Minh Trinh – Trường Đại học Khoa
học Tự nhiên, và các bạn cùng phòng thí nghiệm đã đồng hành với tôi trong suốt quá
trình thực hiện khóa luận.
Tôi xin cảm ơn bạn Trác Ngọc Lâm, người đã luôn động viên và chia sẻ những
buồn vui cùng tôi trong suốt thời gian qua.
Một lần nữa, xin gởi đến tất cả các thầy cô, các anh chị, các bạn và tất cả những
người thân yêu đã luôn bên cạnh và giúp đỡ tôi lòng biết ơn chân thành nhất.
ii
TÓM TẮT
ĐỖ ĐẠI NGHĨA, Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh.
Thời gian thực hiện: từ 1 – 3 đến 1 – 8 năm 2005.
Phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí
Minh.
“NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN LÊN MEN MỘT SỐ LOẠI CÀ PHÊ
(Coffea L.) PHỔ BIẾN Ở VIỆT NAM BẰNG CHẾ PHẨM BIOCOFFEE-1
NHẰM THU ĐƯỢC CHẤT HÒA TAN CAO ”
Hội đồng hướng dẫn: PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG
Th.S. LÊ HỒNG PHÚ
Cà phê là một loại cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao và sản phẩm là một loại
thức uống quen thuộc mỗi ngày của hàng trăm triệu người trên thế giới. Sự có mặt của
pectin và cellulose trong cà phê gây cản trở khả năng trích ly tối đa các thành phần hòa
tan trong hạt. Từ thực tiễn này, chúng tôi đặt ra vấn đề sử dụng pectinase và cellulase
trong lên men một số loại cà phê phổ biến nhằm thu được chất hòa tan cao.
Trước tiên, chúng tôi xác định các thành phần chủ yếu có trong cà phê nhân. Sau
đó tạo chế phẩm sinh học Biocoffee-1 có hoạt tính pectinase, cellulase cao nhất và ứng
dụng chế phẩm này trong lên men cà phê nhân. Bước tiếp theo, chúng tôi khảo sát và

xác định một số điều kiện lên men tối ưu để thu được chất hòa tan cao nhất. Chúng tôi
nghiên cứu độ ẩm hạt trước khi lên men, thời gian lên men, tỉ lệ chế phẩm dựa trên hai
yếu tố là hàm lượng chất tan và độ hòa tan của cà phê.
Những kết quả đạt được
1. Các thành phần chủ yếu trong cà phê nhân
2. Tỉ lệ cơ chất tối ưu cho Biocoffee-1 để hoạt tính pectinase và cellulase cao nhất
3. Thời gian ủ chế phẩm để tối ưu quá trình sinh tổng hợp pectinase và cellulase
4. Thời gian lên men tối ưu cho hiệu suất trích ly của cà phê
5. Tỉ lệ chế phẩm sử dụng để thu được chất hòa tan cao nhất
6. Độ ẩm thích hợp cho hạt cà phê trước khi lên men
7. Ngoài ra chúng tôi còn khảo sát sự thay đổi trọng lượng khối lên men, nhiệt độ
của khối ủ và pH của dịch trích chất tan.
iii
ABSTRACT
ĐỖ ĐẠI NGHĨA, Nông Lâm University, Hồ Chí Minh City.
Time: from 1
st
March to 1
st
August – 2005.
The Biotechnology laboratory of Technical University, Hồ Chí Minh City.
“RESEARCHING THE FERMENTED CONDITIONS OF SOME KINDS
OF POPULAR COFFEE (Coffea L.) IN VIET NAM BY BIOCOFFE-1
(BIOPRODUCT) FOR HIGHLY DISSOLVED SUBSTANCES”
Board of scientific instruction: Prof.Dr. NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG
MSc. LÊ HỒNG PHÚ
Coffee is a kind of industrial trees, which is worth in economy. Every day, there
are many people all over the world use its products as habitual drinks. Pectin and
cellulose in coffee bean obstruct the ability of maximum extraction. From this reality,
we study on using enzyme pectinase and cellulase from bioproduct to make an effect in

fermented process in order to obtain the best extraction.
Firstly, we determine the crucial ingredients in coffee bean. Then, we make
Biocoffee-1 bioproduct which is the strongest activity of pectinase, cellulase and it is
used for coffee bean fermentation. We research and specify some best conditions for
fermented process to approach the maximum extraction. Our experiments base on the
humidity of pre-fermented coffee bean, the time for process and the ratio of bioproduct.
The results
1. The crucial ingredients in coffee bean
2. The best ratio of starch in bioproduct for the strongest pectinase and cellulase
3. Time of incubating for the best biosynthesis of both enzymes pectinase and
cellulase
4. Time of fermented process for the best extraction
5. The ratio of using Biocoffee-1 bioproduct for the maximum extraction
6. The best humidity for coffee bean before fermentation process
7. In addition, we also research the change of fermented mass (in weight, in
temperature) and survey the pH of extracted liquids.
MỤC LỤC
iv
PHẦN TRANG
Trang bìa
Lời cảm ơn ....................................................................................................................i
Tóm tắt ........................................................................................................................iii
Abstract .......................................................................................................................iv
Mục lục ........................................................................................................................v
Danh sách các chữ viết tắt ..........................................................................................xii
Danh sách các hình ....................................................................................................xiii
Danh sách các sơ đồ, đồ thị ........................................................................................xv
Danh sách các bảng ..................................................................................................xvii
PHẦN 1: MỞ ĐẦU ....................................................................................................1
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..........................................................................3

2.1. Tìm hiểu cây cà phê ở trong nước và trên thế giới .......................................4
2.1.1. Lịch sử cây cà phê .........................................................................................4
2.1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ .............................................................................5
 Tình hình sản xuất cà phê trên thế giới ...............................................................5
 Sự phát triển của ngành cà phê Việt Nam ...........................................................6
2.1.3. Tiêu chuẩn cho cà phê Việt Nam ....................................................................9
2.1.4. Một số tiến bộ kỹ thuật mới trong nghề trồng và sử dụng cà phê trên
thế giới ....................................................................................................................10
2.1.5. Mô tả cây cà phê ......................................................................................11
2.1.6. Phân loại ......................................................................................................12
2.1.6.1. Cà phê chè (Coffea arabica L.) .............................................................12
2.1.6.2. Cà phê vối (Coffea canephora pierre) ...................................................12
2.1.6.3. Cà phê mít (Coffea excelsa Chev) .........................................................13
2.1.6.4. Cà phê mít dâu da (Coffea liberia Bull. In Hirn) ...................................13
2.2. Thành phần của cà phê nhân .......................................................................14
2.2.1. Cấu tạo hạt cà phê .........................................................................................14
2.2.2. Thành phần hóa học trong hạt cà phê ...........................................................14
2.2.3. Công dụng của cà phê ..................................................................................16
v
2.2.4. Dược tính của cà phê ..................................................................................16
 Tác dụng dược lý của caffeine .........................................................................17
2.3. Các phương pháp xử lý cà phê hiện nay ....................................................18
2.3.1. Phương pháp chế biến khô ............................................................................19
2.3.2. Phương pháp chế biến ướt .............................................................................20
2.3.2.1. Thu nhận ...............................................................................................20
2.3.2.2. Xát vỏ ...................................................................................................20
2.3.2.3. Tách lớp nhầy (lên men) ......................................................................21
a. Lên men tự nhiên ..........................................................................................22
b. Biện pháp sinh hóa ........................................................................................22
c. Biện pháp hóa học ........................................................................................22

d. Nước ấm ......................................................................................................22
e. Ma sát ...........................................................................................................23
2.3.2.4. Rửa .......................................................................................................23
2.3.2.5. Phơi / Sấy .............................................................................................23
a. Sấy tự nhiên ..................................................................................................23
b. Sấy nhân tạo .................................................................................................23
c. Sấy kết hợp ...................................................................................................24
2.3.2.6. Tách vỏ .................................................................................................24
2.3.2.7. Các công đoạn khác ..............................................................................24
2.3.3. Bảo quản và vận chuyển cà phê nhân ............................................................24
2.4. Pectin ..............................................................................................................26
2.4.1. Định nghĩa ....................................................................................................26
2.4.2. Cấu trúc ........................................................................................................27
2.4.3. Phân loại ......................................................................................................27
2.5. Cellulose .........................................................................................................27
2.5.1. Định nghĩa ....................................................................................................28
2.5.2. Cấu trúc ........................................................................................................28
2.5.3. Tính chất .......................................................................................................28
2.5.4. Vị trí .............................................................................................................29
vi
2.6. Enzyme ..........................................................................................................30
2.7. Pectinase ........................................................................................................32
2.7.1. Định nghĩa ....................................................................................................32
2.7.2. Ứng dụng ......................................................................................................32
2.7.3. Phân loại .......................................................................................................32
2.7.4. Chức năng .....................................................................................................33
2.7.5. Các vi sinh vật tổng hợp pectinase ................................................................33
2.8. Cellulase ........................................................................................................34
2.8.1. Định nghĩa ....................................................................................................34
2.8.2. Tính chất .......................................................................................................34

2.8.3. Ứng dụng .....................................................................................................34
2.8.4. Phân loại .......................................................................................................35
2.8.5. Chức năng .....................................................................................................35
2.8.6. Hệ vi sinh vật có khả năng tổng hợp enzyme cellulase ..................................36
2.9. Nấm sợi (nấm mốc) .......................................................................................39
2.10. Aspergillus niger ...........................................................................................42
2.11. Trichoderma reesei ......................................................................................43
PHẦN 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................45
3.1. Thời gian và địa điểm ..................................................................................46
3.1.1. Thời gian ......................................................................................................46
3.1.2. Địa điểm .......................................................................................................46
3.2. Vật liệu ..........................................................................................................46
3.2.1. Cà phê nhân .................................................................................................46
3.2.1.1. Giống ....................................................................................................46
3.2.1.2. Nguồn gốc ............................................................................................46
3.2.2. Nấm sợi .......................................................................................................46
3.2.3. Cơ chất ........................................................................................................46
3.2.4. Môi trường sử dụng .....................................................................................47
3.2.4.1. Môi trường nuôi cấy nấm mốc ..............................................................47
3.2.4.2. Môi trường nhân giống .........................................................................47
vii