Đề tài Sản xuất bột cà phê tách caffeine

ol trong cà phê bảo vệ cơ thể khỏi sự lão hóa của các tế bào bình thƣờng và sự đột biến của các tế bào ung thƣ. Cùng với trà, cà phê đƣợc xếp trong số những đồ uống chứa nhiều chất chống oxy hóa nhất. các tế bào khỏe mạnh, tiêu diệt tế bào yếu. - Có thể gây xơ vữa động mạch (ngoài ra, cà phê kết hợp với thuốc lá càng khiến cơ thể gặp nhiều nguy hiểm). - Khiến cơ thể bị giảm độ nhạy cảm với insulin, gây rối loạn việc điều hòa và chuyển hóa đƣờng trong máu. - Hơn 30 loại cà phê bột và hơi chứa chất gây ung thƣ (cụ thể hơn thì An không rõ vì chƣa biết về các loại cà phê). VI. THỊ TRƢỜNG TIÊU THỤ CÀ PHÊ CÓ CAFFEIN VÀ KHÔNG CAFFEIN 1. Tình hình tiêu thụ cà phê trên thế giới : Tình trạng tiêu thụ cà phê trên thế giới gần đây đang thay đổi. Tiêu thụ ở các nƣớc sản xuất cà phê tăng lên, trong khi tiêu thụ của các nƣớc nhập khẩu truyền thống giảm đi. - Năm 2003 toàn thế giới tiêu thụ 113 triệu bao, trong đó các nƣớc nhập khẩu tiêu thụ 85.2 triệu bao, các nƣớc sản xuất tiêu thụ nội địa 27.6 triệu bao. - Năm 2004 toàn thế giới tiêu thụ 112.4 triệu bao, trong đó các nƣớc nhập khẩu tiêu thụ 84.3 triệu bao (giảm 1.05%), các nƣớc sản xuất tiêu thụ nội địa 28.1 triệu bao (tăng 1.78%). - Brazil là nƣớc sản xuất cà phê lớn nhất thế giới nhƣng là nƣớc tiêu thụ cà phê lớn thứ ba thế giới, khoảng 13.75 triệu bao trong niên vụ 2003. - Ethiopia, quê hƣơng của cà phê có truyền thống uống cà phê, trong năm 2004 họ tự tiêu thụ khoảng 42% lƣợng cà phê trong nƣớc sản xuất ra. - Các nƣớc sản xuất khác tiêu thụ cà phê nhiều là: Indonesia, Colombia, Mexico và Ấn Độ. - Việt Nam đang khuyến cáo ngƣời dân tăng cƣờng uống cà phê và số lƣợng các nhà rang xay cà phê cung cấp cho thị trƣờng nội địa ngày càng nhiều. Mức tiêu thụ cà phê năm 2003 trên thế giới chia theo khu vực nhƣ sau: - Châu Âu : 36.5 triệu bao, tăng trƣởng 1% so với năm 2002 - Bắc Mỹ và trung Mỹ : 25.9 triệu bao, tăng trƣởng 2% năm, hơi cao hơn Châu Au. - Đông Nam Á: 15.5 triệu bao, tăng trƣởng khá nhanh (7% năm). - Đông Âu: là thị trƣờng nhỏ, tiêu thụ 8.6 triệu bao, tỉ lệ tăng trƣởng 5% năm. Theo thống kê của Tổ Chức Cà Phê Thế Giới ICO, so sánh hai giai đoạn 2000-2003 và 1990-1993 thấy mức tiêu thụ cà phê bình quân đầu ngƣời ở nhiều nƣớc Châu Âu (Áo, Đan Mạch, Phần Lan, Pháp , Đức, Hà Lan, Na Uy, Thụy Điển, Thụy Sĩ, Vƣơng Quốc Anh) và Tieåu luaän moân CNCB Thöïc phaåm Saûn xuaát boät caø pheâ taùch caffeine 17 Mỹ đều giảm đáng kể. Chỉ vài nƣớc nhƣ Ý, Bỉ/Luxembourg và Nhật Bản có mức tiêu thụ cà phê bình quân đầu ngƣời tăng. Bảng 13: Thay đổi mức tiêu thụ cà phê bình quân đầu ngƣời giai đoạn 2000-2003 so với giai đoạn 1990-1993 ở 14 quốc gia nhập khẩu. Quốc gia nhập khẩu %thay đổi mức tiêu thụ đầu ngƣời Quốc gia nhập khẩu %thay đổi mức tiêu thụ đầu ngƣời Áo -341.73 Nhật Bản 19.67 Bỉ/Luxembourg 53.5 Hà Lan -32.59 Đan Mạch -15.31 Na Uy -10.97 Phần Lan -10.33 Thụy Điển -27.89 Pháp -4.92 Thụy Sỹ -16.06 Ý 14.63 Anh -10.51 Đức -12.52 Mỹ -8.35 Nguồn : ICO, Annual Review 2003/04 2. Tình hình tiêu thụ cà phê tại Việt Nam: Sản xuất cà phê tại Việt Nam đƣợc bắt đầu từ những năm đầu thế kỉ 20 đến nay đã đƣợc 100 năm nhƣng ngành cà phê chỉ mới thực sự phát triển cả về mở rộng diện tích và nâng cao năng suất, sản lƣợng trong vòng 25 năm lại đây. Trong khoảng 1/4 thế kỉ, ngành cà phê Việt Nam đã tăng sản lƣợng cà phê lên 100 lần và đứng vào hàng thứ hai trong các nƣớc sản xuất cà phê trên thế giới, hàng năm cung cấp cho thị trƣờng 12-14 triệu bao cà phê Robusta. Tháng 6/2004, các chuyên gia của ngân hàng thế giới đã đánh giá cao ngành cà phê Việt Nam: “Chỉ trong vòng 10 năm đã phát triển lên vị trí thứ 2 thế giới trong khi để làm đƣợc việc đó Colombia đã phải trải qua chặng đƣờng 75 năm”. Bảng 14: Về diện tích, năng suất và sản lƣợng cà phê Năm Diện tích (ha) Năng suất (T/ha) Sản lƣợng (T) Xuất khẩu (T) Kim ngạch (triệu USD ) Giá (USD/T) 1990 135.500 1.00 92 68.7 59.2 861 1991 135.500 1.06 119 76.8 65.4 852 1992 135.500 1.11 136 87.5 63.7 727 1993 140.000 1.04 140 124.3 113.0 909 1994 155.000 1.34 181 163.2 320.0 1960 1995 205.000 1.81 245 222.9 533.5 2393 1996 285.5000 2.00 280 248.5 366.2 1473 1997 385.000 2.57 4000 375.6 479.1 1275 1998 485.000 2.00 410 387.2 600.7 1551 1999 529.000 1.75 500 646.4 563.4 871 2000 533.000 1.87 720 705.3 464.0 658 Tieåu luaän moân CNCB Thöïc phaåm Saûn xuaát boät caø pheâ taùch caffeine 18 2001 535.000 1.86 900 844.5 338.1 400 2002 500.000 2.00 750 702.0 300.3 427 2003 450.000 1.71 720 693.8 446.5 643 2004 900 889.7 576.1 647 3. Nhu cầu về khử caffeine trên thế giới: Ngày nay, mối quan tâm về sức khỏe và những loại thực phẩm có liên quan đến sức khỏe ngày càng gia tăng. Do đó, khi các tác dụng sinh lý của caffeine trong cà phê đƣợc biết đến rộng rãi thì ngày càng có nhiều ngƣời chuyển sang dùng các loại đồ uống có ít hoặc không có caffeine. Tại Mỹ và Tây Âu, khoảng 8-10% lƣợng cà phê nhân nhập khẩu hàng năm đƣợc xử lý để loại caffein CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 19 PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CÀ PHÊ TÁCH CAFFEINE SƠ ĐỒ QUY TRÌNH 1.Quy trình công nghệ 1: tách caffeine bằng phƣơng pháp Swiss water CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 20 2.Qui trình công nghệ sử dụng CO2 siêu tới hạn CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 21 PHẦN 3: THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ I.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1: TÁCH CAFFEINE BẰNG SWISS WATER 1.LÀM SẠCH MỤC ĐÍCH: Mục đích chính của quá trình làm sạch là chuẩn bị cho quá trình tách caffeinê. Tạp chất xuất hiện trong đống hạt cà phê nhân bao gồm: cát, đá, gỗ vụn, cao su, mảnh kim loại, vỏ trấu, vải sợi từ các bao vận chuyển. CÁC BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH: Biến đổi vật lý: có sự thay đổi khối lƣợng riêng xốp của đống hạt. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN: Nguyên tắc: Dùng sàng rung, dòng khí thổi và thiết bị tách từ để tách các tạp chất và kim loại. Dòng hạt cà phê nguyên liệu đi qua sàng rung 2 lớp, lớp trên sẽ giữ lại những tạp chất có kích thƣớc lớn. Những hạt qua sàng sẽ đƣợc tiếp tục tách bụi cát nhỏ qua lƣới sàng. Khi dòng nguyên liệu đi đến đầu máy sàng thì quạt gió đặt ở đây sẽ thổi bay các tạp chất nhẹ nhƣ vỏ trấu, bụi… sau đó dòng nguyên liệu sẽ đi qua thiết bị tách từ để tách các tạp chất kim loại. Cuối cùng dòng nguyên liệu sẽ đi qua thiết bị phân riêng theo tỉ trọng. Dòng hạt sẽ chuyển động trên một bề mặt có đục lỗ. Do tác động rung và chuyển động của dòng không khí từ dƣơí lên sẽ tách đƣợc những tạp chất có tỉ trọng tƣơng đƣơng với tỉ trọng cà phê. Thiết bị: CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 22 A – Dòng hạt cà phê nhập liệu. B – Dòng tạp chất thô. C – Dòng tạp chất có kích thƣớc nhỏ. D – Dòng khí hút tạp chất có khối lƣợng riêng nhỏ (bụi bẩn, vỏ, …). E – Dòng thu hồi mạt sắt. F – Dòng tạp chất có khối lƣợng riêng lớn (đá vụn, thủy tinh). G – Dòng hạt cà phê đã đƣợc làm sạch. Hình 6. Thiết bị làm sạch cà phê nhân. 2.QUÁ TRÌNH TÁCH CAFFEINE: MỤC ĐÍCH: Mục đích của quá trình tách caffeine là chế biến. CÁC BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH TÁCH CAFFEINE: Vật lý: CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 23 Độ ẩm khối hạt tăng lên. Trong quá trình này có sự khuyến tán của caffeine từ trong hạt đi vào dung dịch trích ly. Ngoài ra, còn có sự thay đổi thành phần của một số cấu tử hƣơng và một số chất khô hòa tan trong nƣớc bên trong hạt cà phê phụ thuộc vào nồng độ của các chất này trong dịch trích chuẩn bị. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN: Chuẩn bị dịch trích: Khối hạt cà phê sẽ đƣợc ngâm trong nƣớc nóng để trích ly cho đến khi cân bằng các chất khô hòa tan kể cả caffeine, sau đó mẻ cà phê này sẽ đƣợc loại bỏ. Tiếp đến, lƣợng caffeine trong dịch trích cân bằng vừa thu đƣợc sẽ đƣợc tách ra hoàn toàn bằng chloroform. Nhƣ vậy, dịch trích sau khi chuẩn bị sẽ chứa một lƣợng cân bằng các chất khô hòa tan trong nƣớc mà không chứa caffeine. Phần dịch trích này đƣợc chia làm 3 phần: Phần thứ nhất dùng để bão hòa chất khô cho than hoạt tính, phần này sẽ đƣợc loại bỏ. Phần thứ hai đƣợc dùng làm dịch trích căn bằng. Phần thứ ba đƣợc dùng để tái sinh cột than hoạt tính. Chuẩn bị than hoạt tính: Ngâm than hoạt tính trong dịch trích trên ta thu đƣợc than hoạt tính “bão hòa” các chất khô hòa tan trong hạt cà phê mà không chứa caffeine. Tách caffeine: Hạt cà phê đƣợc chứa trong thiết bị trích ly. Dịch trích đã chuẩn bị sẽ đƣợc bơm vào thiết bị theo chiều từ dƣới lên. Lƣu lƣợng hay thời gian lƣu của dịch trích sẽ đƣợc tính toán sao cho trích ly caffeine triệt để nhất. Tái sử dụng dịch trích: Sau quá trình trích ly, một phần nhỏ chất khô trong dịch trích bám lên bề mặt hạt và nồng độ chất khô hòa tan của dịch trích tăng lên, do đó để tái sử dụng dịch trích ta thực hiện nhƣ sau: Dùng nƣớc sạch để rửa các chất khô bám trên bề mặt hạt. Lƣợng dịch trích có chứa caffeine sẽ đƣợc dẫn qua cột có chứa than hoạt tính (nhƣ đã chuẩn bị ở trên) để tách caffeine ra khỏi dịch trích. Lƣợng nƣớc rửa sẽ đƣợc tính toán và thêm vào dịch trích trên đã tách cafffeine để đƣa nồng độ chất khô trở về nhƣ ban đầu. THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ: Nồng độ chất khô hòa tan của dịch trích trƣớc quá trình tách caffeine: 15%. Nồng độ chất khô hòa tan của dịch trích sau quá trình tách caffeine: 30%. Thời gian trích ly: 8h. Hiệu suất trích ly: 99,9%. Độ ẩm hạt sau khi tách caffeine: 53%. Nhiệt độ trích ly: ở nhiệt độ phòng. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG: Nhiệt độ của quá trình trích ly: nhiệt độ cao sẽ làm tăng cả tốc độ hòa tan của chất tan trong dung môi và tốc độ khuếch tán vào dung môi. CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 24 Nhiệt độ của hầu hết các quá trình đƣợc giới hạn thấp hơn 100oC vì lý do kinh tế, sự trích ly các cấu tử không mong muốn ở nhiệt độ cao và sự tổn thất bởi nhiệt của các thành phần hòa tan. Diện tích bề mặt tiếp xúc với dung môi: Tốc độ di chuyển của các chất tỉ lệ với diện tích bề mặt của hạt. Độ nhớt của dung môi: Độ nhớt phải đủ nhỏ để dung môi có thể thấm vào từng phần của hạt. Tốc độ chảy của dung môi: Tốc độ chảy càng cao sẽ làm giảm nồng độ của lớp chất tan bao quanh hạt do đó sẽ làm tăng tốc độ trích ly. 3.QUÁ TRÌNH SẤY: MỤC ĐÍCH: Mục đích chính của quá trình sấy trong trƣờng hợp này là chuẩn bị cho quá trình rang. Biến đổi chính trong quá trình sấy là giảm ẩm. Ngoài ra, quá trình này còn có mục đích phụ là bảo quản vì ức chế đƣợc vi sinh vật và chế biến vì hình thành một số hợp chất hƣơng. CÁC BIẾN ĐỔI: • Vật lý: Xảy ra sự khuếch tán ẩm từ bên trong hạt ra bề mặt hạt. Hạt sẽ bị co nhẹ thể tích, giảm khối lƣợng do nƣớc bay hơi, độ giòn và độ xốp tăng. • Hóa lý: Nƣớc từ bề mặt hạt vật liệu sẽ bốc hơi ra môi trƣờng xung quanh. • Hóa học: Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng nhƣ: Phản ứng Maillard và phản ứng oxy hoá một số hợp chất polyphenol gây nên hiện tƣợng sẫm màu cho hạt cà phê. Phản ứng oxy hoá chất béo gây nên mùi ôi khét cho hạt cà phê. Hóa sinh và sinh học: Sự tăng nhiệt độ ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật tạp nhiễm và ức chế hệ enzyme trong hạt. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN: Trong công nghiệp thƣờng sử dụng thiết bị sấy thùng quay. Hạt sau khi sấy đƣợc đƣa xuống băng tải chuyển đến thiết bị rang. CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 25 Hình 7 Thiết bị sấy thùng quay. CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 26 THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ: Tốc độ dòng khí: 1-3m/s. Nhiệt độ: 60-70oC. Thời gian: 1h. Độ ẩm vào : 53%. Độ ẩm ra : 10-12%. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG: Tốc độ dòng khí: Tốc độ dòng khí càng cao thì thời gian sấy càng ngắn nhƣng tốn nhiều chi phí năng lƣợng cho quạt và nồi hơi. Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao thì sấy càng nhanh nhƣng thƣờng thấp hơn 100oC vì tốn nhiều chi phí năng lƣợng. Kích thƣớc hạt: Hạt càng nhỏ thì diện tích bề mặt truyền nhiệt càng lớn, quá trình sấy diễn ra nhanh hơn. 4.QUÁ TRÌNH RANG: MỤC ĐÍCH: Rang là một quá trình cung cấp nhiệt liên tục trong một khoảng thời gian vừa đủ để không làm cháy hạt mà chỉ làm nóng đều đặn hạt nhằm mục đích là chế biến vì góp phần tạo ra màu sắc, mùi thơm và hƣơng vị đặc trƣng cho hạt cà phê. CÁC BIẾN ĐỔI: Vật lý: Nhiệt độ của khối cà phê tăng lên kèm theo quá trình thoát ẩm làm giảm tỉ trọng khối hạt. Độ xốp của hạt cà phê tăng lên, sự tăng thể tích làm cho hạt cà phê có thể bị nứt vỡ. Hoá học: Hầu hết đƣờng sucrose bị biến mất ở giai đoạn đầu của quá trình rang và lƣợng đƣờng khử cũng giảm ở cuối quá trình rang. Các phản ứng Maillard, phản ứng tách nƣớc và phản ứng polymer hóa hình thành nên hợp chất cao phân tử có thể tan hoặc không tan trong nƣớc. Sự hình thành CO2 (2-5g CO2 / 1kg cà phê rang) và các hợp chất dễ bay hơi cũng nhƣ sự mất nƣớc làm giảm hàm lƣợng chất khô. Đối với trƣờng hợp rang sáng màu (light-roast) (ở Mỹ và Bắc Âu) thì hàm lƣợng chất khô mất từ 2-5%, còn đối với trƣờng hợp rang sẫm màu (dark-roast) (ở Nam Au) thì sự mất mát này lên đến 8-11%. Một số protein bị biến tính và bị phân hủy bởi nhiệt độ. Hƣơng vị của cà phê rang có lẽ một phần đƣợc tạo ra do sự phân hủy và tƣơng tác giữa các amino acid có nguồn gốc từ các protein này. Theo phân tích, ở loại cà phê Robusta Columbia và Angola thì có sự giảm hàm lƣợng của arginine, cysteine, lysine, serine, threonine và sự tăng hàm lƣợng của phenylalanine, proline và valine. Tuy nhiên, các hợp chất hƣơng nhƣ pyrazine, oxazole và thiazole có lẽ cũng là sản phẩm của sự phân hủy protein. Các acid chlorogenic mà tồn tại ở dạng phức kali-caffeine-chlorogenate sẽ bị giảm tùy theo mức độ của quá trình rang. CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 27 Sáng màu Trung bình Sẫm màu Hình 8. Các mức độ rang cà phê. Bảng 15. Sự biến đổi của acid chlorogenic trong suốt quá trình rang (% chất khô ). Trong đó: Green : hạt cà phê nhân chƣa rang. Light roast : hạt cà phê rang sáng màu. Medium roast: hạt cà phê rang với màu trung bình. Dark roast: hạt cà phê rang sẫm màu. Các hợp chất glyceride của acid linoleic và palmitic cùng với các glyceride của acid stearic và oleic tăng lên từ 7-16% hàm lƣợng chất béo của hạt cà phê. Bảng 16. Hàm lƣợng của dầu trong hạt cà phê chƣa rang và đã rang (% chất khô ). Loại cà phê Chƣa qua rang Đã qua rang Dầu Acid béo tự do Dầu Acid béo tự do Santos 12.77 0.78 16.05 2.70 Robusta (Indonesia) 9.07 1.00 11.27 1.99 Hoá lý: Sự bay hơi nƣớc từ bề mặt hạt ra môi trƣờng. Một lƣợng nhỏ caffeine còn sót bị thăng hoa. Biến đổi hoá sinh và sinh học: Đình chỉ hoạt động của các vi sinh vật và enzyme có trong hạt. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN: Phƣơng pháp rang: thiết bị rang dạng thùng quay với thành đục lỗ. Nguyên tắc hoạt động: CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 28 Thiết bị dạng thùng quay nằm ngang có thành đục lỗ, hạt sau khi rang sẽ đƣơc làm nguội ngay bằng bộ phận làm nguội đƣợc lắp với thiết bị. Không khí nóng sau quá trình rang sẽ đƣợc thu hồi xử lý để tái sử dụng. Hình 9. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị rang thùng quay có thành đục lỗ. Trong đó: tc = to cyclone = hƣớng đến cyclone. rg = recycle gas = khí gas tái sử dụng. sp = spreader = dao cạo. fa = fresh air = không khí sạch. fg = fuel gas = nhiên liệu dạng khí. Green bean feed bin = thùng chứa hạt cà phê chƣa rang. Perforated drum = thùng quay có đục lỗ. Direction of gas flow = hƣớng của dòng khí. Exhaust blower = quạt hút khí. THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ: Nhiệt độ tác nhân: 450oC. Nhiệt độ hạt cao nhất là 250oC. Số vòng quay của thùng: 2-7 vòng / phút. Thời gian lƣu của hạt trong thiết bị: 10-12 phút. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG: Kích thƣớc hạt: kích thƣớc hạt càng lớn thì thời gian rang càng lâu và ngƣợc lại. CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 29 Tb: nhiệt độ. db: kích thƣớc hạt. Hình 10 Anh hƣởng của kích thƣớc hạt đến quá trình rang. Độ ẩm của hạt trƣớc khi rang: độ ẩm này càng lớn thì thời gian rang càng lâu và ngƣợc lại. Tb: nhiệt độ. Initial % As-Is Moisture Content: Độ ẩm ban đầu. Hình 11. Ảnh hƣởng của độ ẩm hạt đến quá trình rang. CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 30 PHỤ GIA TRONG QUÁ TRÌNH RANG Ngoài việc pha trộn các loại cà phê với nhau theo tỉ lệ thích hợp và sử dụng các nguyên liệu phụ thì các nhà rang cà phê luôn sử dụng các chất phụ gia trong quá trình rang tẩm để giúp quá trình chế biến cũng nhƣ chất lƣợng cà phê đƣợc nâng cao. Các phụ gia sử dụng phụ thuộc nhiều yếu tố: chất lƣợng nguyên liệu, tỉ lệ phối trộn các loại cà phê và các chất độn sử dụng, khẩu vị của ngƣời tiêu dùng, yêu cầu của sản phẩm, cấp sản phẩm, mục đích sử dụng cà phê (cà phê bán cho giới bình dân, để tiêu dùng trong gia đình, để uống cà phê đen, cà phê sữa hay mục đích khác…) Các nhà rang tẩm cà phê thƣờng sử dụng các loại phụ gia sau đây: Rượu: là loại phụ gia không thể thiếu. Các loại rƣợu thƣờng dùng: rƣợu trắng, các loại rƣợu Rhum từ loại thƣờng đến loại hảo hạng tuỳ thuộc loại sản phẩm. Đối với các sản phẩm cà phê loại thƣợng hạng các nhà chế biến sử dụng loại rƣợu Rhum Pháp chất lƣợng cao để tạo hƣơng vị đặc biệt. Cách sử dụng: tẩm vào cà phê sau khi rang. Tác dụng: làm nguội nhanh cà phê, khử đi một số tạp chất mùi và tạo hƣơng vị hài hòa cho cà phê. Cơ chế phản ứng: tham gia phản ứng quinonamin… Các cấu tử hƣơng có trong rƣợu và tạo thành do các phản ứng tƣơng tác với nhau tạo nên hƣơng vị cho cà phê. Rƣợu cũng phản ứng với lƣợng acid có trong cà phê rang xay tạo thành este. Muối ăn: sử dụng để tạo vị đậm đà, hài hòa cho nƣớc cà phê, ngoài ra còn tạo ra lớp bao bên ngoài cà phê trong quá trình rang tẩm. Loại muối sử dụng cần sạch, không có tạp chất và mùi lạ, cho vào cà phê rang khi còn nóng. Một số ngƣời khi pha chế cũng sử dụng thêm muối để tạo khẩu vị ƣa thích. Bơ, magarin, dầu mỡ: bơ đƣợc cho vào khi rang với rất nhiều công dụng. Bơ tạo mùi vị đặc biệt cho cà phê và tạo bề mặt cảm quan cho hạt cà phê trở nên bóng đẹp. Đồng thời lƣợng bơ cho vào tạo một lớp màng mỏng bao bọc quanh hạt cà phê, phủ lấp những khe hở trên bề mặt hạt (hình thành do sự giãn nở thể tích của hạt khi rang), lớp màng bao này có tác dụng bảo vệ ngăn không cho các chất thơm dễ bay hơi trong bản thân hạt cà phê thoát ra ngoài cũng nhƣ ngăn chặn sự hút ẩm và hấp thụ các mùi lạ, khắc phục nhƣợc điểm lớn này của cà phê. Trên thị trƣờng hiện nay có rất nhiều loại bơ với đủ mọi chủng loại của nhiều hãng sản xuất khác nhau: từ các loại bơ thƣờng bán theo kí nhƣ bơ Tƣờng An đến các loại bơ thùng của Uc, Na Uy, Pháp, Đức… đến các loại bơ cao cấp nhƣ Fretel (Pháp). Tuỳ theo CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 31 sản phẩm mà các nhà chế biến sẽ lựa chọn loại bơ thích hợp. Trong dân gian một số nhà rang xay nhỏ hoặc trong các hộ gia đình sử dụng mỡ động vật hay mỡ gà tạo hƣơng vị đặc biệt. Chất tạo hương (Essence of coffee/ Coffee Aroma): trong quá trình chế biến, rang xay cà phê rất dễ bị mất mùi nên các nhà rang xay luôn phải dùng thêm các chất hƣơng hỗ trợ. Các chất hƣơng này đƣợc biết ở dạng lỏng, màu nâu nhƣ màu cà phê, rất sánh mà thị trƣờng gọi là tinh cà phê. Tinh cà phê đƣợc sử dụng để tăng thêm mùi cà phê cho sản phẩm, đặc biệt là khi pha chế tạo mùi mạnh hấp dẫn ngƣời dùng. Trên thị trƣờng hiện nay có rất nhiều chủng loại của các hãng sản xuất hƣơng của nƣớc ngoài xuất khẩu mà ngƣời bán gọi là: tinh cà phê Pháp, tinh cà phê Đông Đức, tinh cà phê Tây Đức, tinh cà phê Moka (Singapore)… Liều lƣợng sử dụng khoảng 0.1 – 0.5%, dùng để tẩm vào cà phê hạt sau khi rang hoặc dùng khi pha chế. Một số cơ sở còn dùng bột vanille để tạo thêm mùi thơm cho cà phê. Loại này thƣờng đƣợc trộn vào cà phê rang trƣớc khi xay. Bột sữa béo (milk flavour/ milk emulsion): có tên trên thị trƣờng là sữa đục, là loại sữa béo dùng trong sản xuất bánh kẹo xuất khẩu. Một số nhà rang tẩm cũng sử dụng để tăng vị béo và nƣớc pha sánh, hấp dẫn hơn. Liều lƣợng sử dụng khoảng 0.1 – 0.3%, đƣợc cho vào khi tẩm cà phê. Đường: hiện nay các nhà rang cà phê sử dụng loại đƣờng cát hoặc dạng đƣờng đã đƣợc caramel hóa ở dạng lỏng. Đƣờng sử dụng nhằm mục đích điều vị và tạo màu cho cà phê, nhất là khi sản xuất loại cà phê cánh gián. Nếu sử dụng nhiều caramel sẽ tạo màu đậm và độ sánh cho nƣớc cà phê. Đừơng hòa tan với nƣớc hoặc caramel đƣợc tƣới trực tiếp vào hạt cà phê đang nóng sẽ tạo màng bao bên ngoài có tác dụng bảo quản tránh cho các chất dầu, các chất hƣơng của cà phê bay hơi. Trong quá trình rang công nghiệp, ngƣời ta thêm vào một lƣợng nhỏ mật đƣờng (sugar molasses) hoặc các sản phẩm khác nhau để tạo một lớp vỏ cho hạt cà phê. Lớp vỏ này đƣợc chấp nhận để làm cho hạt cà phê có màu đẹp hơn, bóng hơn, ngăn ngừa sự bay mùi và cũng để tăng khối lƣợng. Lớp vỏ này đồng thời cũng che dấu các hạt đã bị hƣ hoặc kém chất lƣợng. Cao atiso: có tác dụng nhƣ caramel Một số chất tạo vị khác: bột ngọt, bột la hán quả… sử dụng khi tẩm hoặc pha chế, tuỳ theo vùng. CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 32 Một số phụ gia khác: theo bí quyết của một số nhà rang tẩm thì khi rang tẩm cà phê họ còn sử dụng một số phụ gia sau: - Nƣớc mắm: phải là loại nƣớc mắm có độ đạm cao, hàm lƣợng đạm và các acid amin trong nƣớc mắm tạo cho cà phê hƣơng vị đặc biệt, ngoài ra còn giữ cho cà phê một mùi thơm dai và bền ngay cả khi nƣớc pha nguội. - Hạt cau, rễ cau khô, hạt cam, hạt bƣởi: đƣợc dùng để tạo cảm giác và tăng vị chát se lƣỡi. Khi dùng sẽ trung hòa vị đắng của TGA nhƣng các loại này ít đƣợc sử dụng vì không phổ biến. - Trứng gà: thƣờng dùng lòng đỏ trứng để tƣới vào cà phê lúc nhiệt độ cà phê còn đang rất nóng… Nhƣ vậy các nhà chế biến có thể sử dụng đủ các loại phụ liệu, phụ gia để nâng cao chất lƣợng cà phê về mặt cảm quan cũng nhƣ về thể chất của nƣớc pha. Nhƣng việc sử dụng còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố, cần phải đƣợc xem xét, đánh giá kĩ càng trƣớc khi sử dụng. 5.QUÁ TRÌNH XAY: MỤC ĐÍCH: Xay là quá trình cơ học làm vỡ hạt cà phê thành những hạt nhỏ mịn theo yêu cầu công nghệ. Mục đích của quá trình xay là hoàn thiện. CÁC BIẾN ĐỔI: Vật lý: Kích thƣớc hạt giảm tùy theo mức độ xay, khối lƣợng riêng tăng. Nhiệt độ tăng nhẹ do ma sát. Hóa học: Do nhiệt độ và bề mặt tiếp xúc giữa hạt và không khí tăng nên xảy ra một số phản ứng oxy hóa các hợp chất polyphenol và các chất béo. Hóa lý: Quá trình xay làm bay hơi một số hợp chất mùi. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN: Các mức độ xay hạt cà phê: Bảng 17. Kích thƣớc hạt theo mức độ xay. Mức độ xay Thô Trung bình Mịn Kích thƣớc hạt sau xay (µm) 1130 800 680 • Thiết bị: Máy nghiền trục. CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 33 HÌnh 12. Cấu tạo của thiết bị xay cà phê THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ: Độ ẩm hạt cà phê đƣa vào xay là: 2,5%. Nhiệt độ xay : 60-70oC. Kích thƣớc hạt sau xay: tùy chế độ xay. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG: Phƣơng pháp rang: tùy vào mức độ rang sẽ ảnh hƣởng đến cấu trúc hạt (độ dòn, độ xốp), từ đó sẽ ảnh hƣởng đến hiệu suất xay. Bản chất hạt: kích thƣớc, hình dạng (sau rang và trƣớc rang). Độ ẩm: cao thì quá trình xay không tốt do hiện tƣợng dính khi nghiền. PHỤ GIA TRONG QUÁ TRÌNH XAY Nhóm các chất độn (hay còn gọi là các chất thay thế) Các chất này đƣợc pha trộn vào cà phê với mục đích chủ yếu là hạ giá thành sản phẩm, đồng thời cải thiện màu sắc, trạng thái, mùi vị của nƣớc pha cho phù hợp sở thích của ngƣời tiêu dùng. Các chất độn thƣờng hay sử dụng:  Bắp hạt: là loại chất độn đƣợc dùng phổ biến do giá thành rất rẻ. Cách sử dụng: bắp đƣợc rang đến độ cháy nhất định và đƣợc pha trộn chung với hạt cà phê rang trƣớc khi xay. Tác dụng: nâng cao mùi vị, tạo màu đen rất đậm, tạo độ sánh, tạo bọt và giúp cà phê bột không bị bít phin khi pha chế. Cơ chế phản ứng: tham gia phản ứng caramel, maillard… Lƣợng sử dụng: Tuỳ thuộc vào loại sản phẩm, giá cả cà phê và đối tƣợng tiêu dùng mà tỉ lệ bắp rang trong cà phê bột có nơi có thể từ 5 – 20%, có khi lên đến 50%.  Đậu nành: CNCB Thực phẩm Sản xuất bột cà phê tách caffeine 34 Cách sử dụng: đƣợc rang và phối trộn chung với cà phê rang trƣớc khi xay. Tác dụng: hỗ trợ thêm màu sắc, độ sánh, khả năng tạo bọt cho nƣớc cà phê, tạo thêm vị béo thơm hòa hợp với mùi vị cà phê, giảm độ đắng chát của cà phê (nhất là khi tỉ lệ Robusta trong sản phẩm cao). Cơ chế phản ứng: tham gia phản ứng Maillard... Đậu nành có protein solanin nên tạo bọt, có lecithine, chất béo nên có khả năng tạo nhũ làm tăng độ sánh cho cà phê. Ngoài ra mùi vị thơm, béo của đậu nành làm tăng vị cà phê. Ngoài đậu nành thì có các loại đậu nhƣ: đậu xanh, đậu phộng, đậu đen, đậu đỏ… cũng đƣợc dùng tuỳ theo khẩu vị và giá cả của chúng. Các loại đậu này cũng đƣợc dùng ở