Đang tải... (xem toàn văn)
Nguyên liệu và đặc điểm sinh trưởng chè, ca phê, ca cao.Cơ sở lý thuyết và qui trình chế biến chè, ca phê, ca cao. đánh giá chất lượng các sản phẩm.Nguyên liệu và đặc điểm sinh trưởng chè, ca phê, ca cao.Cơ sở lý thuyết và qui trình chế biến chè, ca phê, ca cao. đánh giá chất lượng các sản phẩm.Nguyên liệu và đặc điểm sinh trưởng chè, ca phê, ca cao.Cơ sở lý thuyết và qui trình chế biến chè, ca phê, ca cao. đánh giá chất lượng các sản phẩm.
MỤC LỤC MỤC LỤC 1 LỜI MỞ ĐẦU 8 PHẦN I. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHÈ 9 Chương 1. NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN CHÈ 9 1. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CỦA CÂY CHÈ 9 1.1. Các giống chè chính 9 1.2. Đặc điểm sinh học cây chè 11 1.2.1. Thân và cành 11 1.2.2. Mầm chè 12 1.2.3. Búp chè 12 1.2.4. Lá chè 13 1.2.5. Rễ chè 13 1.3. Đặc điểm sinh trưởng sinh thực của cây chè 14 1.4. Thành phần hóa học của búp chè 14 1.4.1. Nước 14 1.4.2. Tanin 15 1.4.3. Enzyme (men) 16 1.4.4. Alkaloid 17 1.4.5. Protein và các acid amin 17 1.4.6. Glucid 18 1.4.7. Chất thơm 19 1.4.8. Vitamin 19 1.4.9. Chất màu 20 2. THU HÁI, VẬN CHUYỂN, BẢO QUẢN CHÈ 20 2.1. Thu hái 20 2.2. Vận chuyển và bảo quản chè 23 BÀI ĐỌC THÊM 27 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN CHÈ 30 1. PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CHÈ 30 2. CÁC YẾU TỐ QUYẾT ĐỊNH ĐẾN SỰ CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT TRONG CHẾ BIẾN CHÈ 30 3. CƠ CHẾ TẠO MÀU VÀ HƯƠNG THƠM TRONG CHÈ THÀNH PHẨM KHI CHẾ BIẾN 31 3.1. Cơ chế tạo màu trong chè thành phẩm 32 3.2. Cơ chế tạo hương thơm trong chè thành phẩm 35 Chương 3. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÁC LOẠI CHÈ 37 1. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHÈ ĐEN 37 1 1.1. Quy trình công nghệ chế biến chè đen 1.2. Thuyết minh quy trình công nghệ 1.2.1. Yêu cầu của nguyên liệu 1.2.2. Làm héo 1.2.3. Vò chè và sàng chè vò 1.2.4. Lên men 1.2.5. Sấy chè đen 1.2.6. Phân loại, đấu trộn chè đen bán thành phẩm 1.2.7. Bao gói, bảo quản chè thành phẩm 2. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHÈ XANH 2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ 2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ 2.2.1. Yêu cầu của nguyên liệu 2.2.2. Diệt men 2.2.3. Vò chè xanh 2.2.4. Làm khô chè xanh 2.2.5. Phân loại, đấu trộn bán thành phẩm 2.2.6. Bao gói, bảo quản thành phẩm 3. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHÈ OOLONG 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ 3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ 3.2.1. Yêu cầu nguyên liệu 3.2.2. Làm héo 3.2.3. Quay thơm (rũ hương) 3.2.4. Lên men 3.2.5. Xào diệt men 3.2.6. Vò chuông 3.2.7. Sấy dẻo 3.2.8. Tạo hình 3.2.9. Sấy khô 3.2.10. Phân loại, đóng gói 3.2.11. Bảo quản Phần II. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ Chương 4. NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN CÀ PHÊ 1. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CỦA CÂY CÀ PHÊ 1.1. Các giống cà phê chính 1.2. Cấu tạo quả cà phê 1.2.1. Vỏ quả 1.2.2.Thịt quả 2 38 39 39 39 48 54 60 63 67 68 68 68 68 69 73 74 76 78 79 80 80 80 80 81 81 81 82 82 82 82 83 83 89 89 89 89 90 90 91 1.2.3. Vỏ trấu (thóc) 91 1.2.4.Vỏ lụa 91 1.2.5.Nhân 91 1.3. Thành phần hoá học của quả cà phê 92 1.3.1. Caffeine 92 1.3.2. Protein và acid amin 93 1.3.3. Các enzyme 93 1.3.4.Cacbonhydrate 94 1.3.5. Lipid 94 1.3.6. Các acid hữu cơ 94 1.3.7. Các chất thơm 94 2. THU HOẠCH VÀ BẢO QUẢN QUẢ CÀ PHÊ TƯƠI 95 2.1. Thu hoạch 95 2.2. Thu hái cà phê 96 2.2.1. Yêu cầu khi thu hái 96 2.2.2. Kỹ thuật thu hái 96 BÀI ĐỌC THÊM 98 Chương 5. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ NHÂN 102 1. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ QUẢ KHÔ (Phương pháp chế biến khô) 102 1.1. Quy trình công nghệ 102 1.2. Phương pháp làm khô cà phê quả 102 1.2.1. Sử dụng nguồn năng lượng tự nhiên (phương pháp phơi) 102 1.2.2. Sử dụng nguồn năng lượng nhân tạo (phương pháp sấy) 103 2. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ THÓC KHÔ (phương pháp chế biến ướt) 103 2.1. Quy trình công nghệ 103 2.2. Thuyết minh quy trình 104 2.2.1. Làm sạch và phân loại cà phê nguyên liệu 104 2.2.2. Xát vỏ quả tươi 108 2.2.3. Tách vỏ nhớt 111 2.2.4. Rửa cà phê thóc 115 2.2.5. Làm ráo cà phê thóc 117 2.2.6. Làm khô cà phê thóc 117 3. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ NHÂN TỪ CÀ PHÊ THÓC VÀ CÀ PHÊ QUẢ KHÔ 122 3.1. Quy trình công nghệ 122 3.2. Thuyết minh quy trình 123 3.2.1. Tách tạp chất 123 3.2.2. Xay xát khô 123 3.2.3. Đánh bóng cà phê nhân 125 3 3.2.4. Phân loại theo kích thước 3.2.5. Phân loại theo màu sắc 3.2.6. Phân loại theo lỗi 3.2.7. Đấu trộn - đóng gói 3.2.8. Bảo quản hạt cà phê khô BÀI ĐỌC THÊM Chương 6. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ BỘT 1. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH 2.1. Nguyên liệu 2.2. Làm sạch 2.3. Định lượng 2.4. Rang 2.4.1. Các cấp độ rang 2.4.2. Thiết bị rang 2.4.3. Các bước thực hiện quá trình rang 2.4.4. Các giai đoạn gia nhiệt cho quá trình rang 2.4.5. Thời gian rang 2.4.6. Các biến đổi của hạt cà phê trong quá trình rang 2.4.7. Chi phí về nguyên liệu rang 2.5. Làm nguội 2.6. Phối trộn 2.7. Nghiền cà phê 2.8. Hoàn thiện sản phẩm 3. MỘT SỐ PHỤ GIA DÙNG TRONG CHẾ BIẾN CÀ PHÊ BỘT 3.1. Các phụ gia tổng hợp 3.1.1. Hương cà phê (Moka coffee flavour, coffee flavour) 3.1.2. Hương sữa (Milk Flavour, Flavour mixture milk) 3.1.3. Bơ 164 3.1.4. Vanillin 3.1.5. Caramen 3.1.6. Các loại đường 3.2. Một số phụ gia thực phẩm thô (chất độn) 3.2.1. Nhóm phụ gia nguồn gốc từ ngũ cốc 3.2.2. Nhóm phụ gia thô nguồn gốc không từ ngũ cốc 3.3. Một số công thức phối trộn phụ gia với cà phê rang Chương 7. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ HÒA TAN 1. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH 4 126 129 130 137 138 144 148 148 149 149 149 150 150 151 151 153 154 154 154 156 158 159 160 163 163 163 163 163 164 164 165 165 165 166 169 171 171 172 2.1. Cà phê nhân sống 2.2. Rang cà phê 2.3. Nghiền cà phê 2.4. Trích ly 2.4.1. Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình trích ly 2.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly 2.5. Lọc 2.6. Tách hương 2.7. Cô đặc 2.8. Sấy 2.9. Tạo hạt 2.10. Phối trộn 2.11. Bao gói PHẦN III. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CA CAO Chương 8. NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN CA CAO 1. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CỦA CA CAO 1.1. Các giống ca cao chính 1.1.1. Các đặc điểm chính của ca cao nhóm Criollo 1.1.2. Các đặc điểm chính của ca cao nhóm Forastero 1.1.3. Các đặc điểm chính của ca cao nhóm Trinitario 1.2. Đặc điểm thực vật của cây ca cao 1.3. Cấu tạo quả ca cao 1.4. Thành phần hóa học của quả ca cao 1.4.1. Dầu ca cao 1.4.2. Theobromin 1.4.3. Caffeine 1.4.4. Các acid hữu cơ 1.4.5. Glucid 1.4.6. Protein 1.4.7. Các chất thơm 1.4.8. Các chất tro 1.4.9. Thành phần hóa học trong các phần của quả ca cao 2. THU HOẠCH VÀ TỒN TRỮ QUẢ (TRÁI) CA CAO 2.1. Thu hoạch 2.2. Vận chuyển quả ca cao 2.3. Tồn trữ quả ca cao 2.3.1. Tác dụng của việc tồn trữ 2.3.2. Phương pháp tồn trữ trái BÀI ĐỌC THÊM 5 172 173 173 173 173 175 176 176 177 178 180 180 181 183 183 183 183 183 183 184 185 185 186 186 186 187 187 187 187 187 188 188 189 189 191 191 191 192 193 Chương 9. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN HẠT CA CAO 197 1. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN HẠT CA CAO 197 1.1. Sơ đồ qui trình 197 1.2. Thuyết minh qui trình 197 1.2.1. Tiếp nhận 197 1.2.2. Tách hạt 197 1.2.3. Lên men hạt ca cao 198 1.2.4. Làm khô hạt ca cao 204 1.2.5. Bảo quản hạt ca cao 208 1.3. Chất lượng hạt ca cao 209 2. TIÊU CHUẨN VIỆT NAM VỀ HẠT CA CAO 210 Chương 10. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CA CAO, BƠ CA CAO 213 1. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 213 2. THUYÊT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 214 2.1. Tiếp nhận và làm sạch 214 2.2. Rang và làm nguội 215 2.2.1. Mục đích của công đoạn rang 215 2.2.2. Kỹ thuật rang 215 2.2.3. Các biển đổi trong quá trình rang hạt ca cao 217 2.2.4. Thiết bị rang 219 2.3. Tách vỏ hạt ca cao 220 2.4. Nghiền bột thô 222 2.4.1. Mục đích, yêu cầu của quá trình nghiền 222 2.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền 222 2.4.3. Phương pháp nghiền bột thô 223 2.5. Kiềm hóa 224 2.5.1. Mục đích công nghệ 224 2.5.2. Các biến đổi của nguyên liệu 225 2.5.3. Phương pháp thực hiện, thiết bị và thông số công nghệ 225 2.6. Tách bơ ca cao 226 2.6.1. Mục đích 226 2.6.2. Phương pháp tách bơ 226 2.7. Nghiền bánh ca cao 227 2.7.1. Các biến đổi của nguyên liệu 227 2.7.2. Phương pháp thực hiện, thiết bị và thông số công nghệ của quá trình nghiền227 2. 8. Bao gói và bảo quản bột ca cao, bơ ca cao 228 3. TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG BỘT CA CAO, BƠ CA CAO 229 3.1. Tiêu chuẩn chất lượng bột ca cao 229 3.1.1. Các sản phẩm bột ca cao 229 6 3.1.2. Tiêu chuẩn chất lượng bột ca cao 230 3.2. Tiêu chuẩn chất lượng bơ ca cao 231 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SẢN PHẨM CHOCOLATE 232 2. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHOCOLATE 233 2.1. Sơ đồ qui trình (Hình 11.2) 233 2.2. Thuyết minh qui trình 233 2.2.1. Nghiền 233 2.2.2. Phối trộn phụ liệu 234 2.2.3. Nghiền mịn 237 2.2.4. Đảo trộn nhiệt 238 2.2.5. Điều hoà khối chocolate 239 2.2.6. Tạo hình chocolate 242 2.2.7. Bao gói chocolate 243 3.CHẤT LƯỢNG CHOCOLATE 245 3.1. Chỉ tiêu hóa lí 245 3.2. Chỉ tiêu vi sinh 245 3.3. Các yếu tố chủ yếu để nhận biết vị chocolate và các sản phẩm bánh kẹo có chocolate 246 3.3.1. Đánh giá cảm quan chocolate đen (không có sữa) 246 3.3.2. Đánh giá cảm quan chocolate sữa 246 BÀI ĐỌC THÊM 247 TÀI LIỆU THAM KHẢO 251 7 LỜI MỞ ĐẦU Chè, cà phê, ca cao là những sản phẩm rất gần gũi với mọi người. Khi mức sống được nâng cao thì nhu cầu về sự phong phú và đa dạng của sản phẩm ngày càng tăng lên. Ở nước ta, bên cạnh lượng lớn chè, cà phê, ca cao được tiêu dùng trong nước, các sản phẩm của chúng còn là nguồn hàng hoá xuất khẩu quan trọng. Đặc biệt với chương trình phát triển cây chè, cà phê, ca cao của Bộ nông nghiệp và Phát triển nông thôn, đến nay, nhiều nông trường, trang trại chuyên canh và xen canh ra đời góp phần làm phong phú, dồi dào thêm nguồn nguyên liệu trong cả nước. Với mục đích đáp ứng nhu cầu về học tập cho học sinh sinh viên và nâng cao chất lượng đào tạo, trường Cao đẳng Lương thực - Thực phẩm đã tổ chức biên soạn giáo trình này. Đây là giáo trình được biên soạn dùng làm tài liệu học tập cho học sinh sinh viên hệ Cao đẳng ngành Công nghệ thực phẩm của trường. Giáo trình gồm các phần chính với nội dung như sau: - Phần 1. Công nghệ chế biến chè - Phần 2. Công nghệ chế biến cà phê - Phần 3. Công nghệ chế biến ca cao Mỗi phần đều có kết cấu như sau: 1. Công nghệ chính cho sản xuất chè, cà phê, ca cao. 2. Thiết bị minh họa cần thiết cho từng công đoạn sản xuất. 3. Câu hỏi ôn tập cho từng chương Do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm của tác giả, tài liệu sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của bạn đọc. 8 PHẦN I. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHÈ Chương 1. NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN CHÈ 1. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CỦA CÂY CHÈ Chè là một loại cây sống xanh tươi quanh năm và sống chủ yếu ở vùng nhiệt đới, ôn đới. Cây chè có tên khoa học là Camenllia sinensis (L) O. Kuntze, nằm trong hệ thống phân loại thực vật sau: Ngành Ngọc lan (hạt kín) Angiospermae Lớp Ngọc lan (song tử diệp) Dicotyledonae Bộ chè Theales Họ chè Theaceae Chi chè Camellia (Thea) Loài Camellia Sinensis Hình 1.1. Hình ảnh cây chè cổ thụ 1.1. Các giống chè chính Dựa vào đặc điểm thực vật học, đặc điểm sinh hoá, nguồn gốc phát sinh cây chè, người ta chia làm 4 loại như sau: - Chè Trung Quốc lá nhỏ (Camellia sinensis var. Bohea; China microphylla): Là cây bụi thấp, phân cành nhiều. Lá nhỏ, dày, nhiều gợn sóng, màu xanh đậm, dài 3,5÷6,5cm, có 6÷7 đôi gân lá không rõ, răng cưa nhỏ, không đều. Búp nhỏ, hoa nhiều, năng suất búp thấp, phẩm chất và khả năng chịu rét tốt, có thể chịu được ở độ nhiệt -12÷-50C (Hình 1.2.). Chè Trung Quốc lá nhỏ phân bố chủ yếu ở miền đông, đông nam Trung Quốc, Nhật Bản và một số vùng khác. - Chè Trung Quốc lá to (Camellia sinensis var. Macrophylla; China macrophylla): Là cây thân gỗ vừa, cao tới 5÷6m trong điều kiện sinh trưởng tự nhiên. Lá to trung bình, dài 12÷15cm, rộng 5÷7cm, màu xanh nhạt, bóng, răng cưa sâu không đều, đầu lá nhọn, có trung bình 8÷9 đôi gân lá rõ. Đây là giống chè có năng suất cao, phẩm chất lá tốt. Quê hương của giống chè này là ở Vân Nam, Tứ Xuyên (Trung Quốc), được trồng nhiều ở Trung Quốc, Malaysia, Indonesia, Việt Nam (Hình 1.3.). 9 Hình 1.2. Chè China microphylla Hình 1.3. Chè China macrophylla - Chè Shan (Camellia sinensis var. Shan; Chè Tuyết): Là cây thân gỗ, cao từ 6÷10m. Lá to và dài 15÷18cm, màu xanh nhạt, đầu lá dài, răng cưa nhỏ và dày. Tôm chè (búp) có nhiều lông tơ, trắng và mịn trông như tuyết, nên còn gọi là chè tuyết. Có khoảng 10 đôi gân lá. Loại chè này có khả năng thích ứng trong điều kiện ấm ẩm, ở địa hình cao, năng suất cao, phẩm chất thuộc loại tốt nhất. Quê hương của giống chè này là ở Vân Nam - Trung Quốc, Srilanka, miền Bắc Miến Điện và Việt Nam (Hình 1.4.). - Chè Ấn Độ (Camellia sinensis var. assamica): Là cây thân gỗ cao tới 17m phân cành thưa. Lá dài tới 20÷30cm, mỏng, mềm, thường có màu xanh đậm, dạng lá hình bầu dục, phiến lá gợn sóng, đầu lá dài, trung bình 12÷15 đôi gân lá. Rất ít hoa quả. Khả năng chịu rét và hạn kém. Năng suất cho búp cao, chất lượng tốt. Hình 1.4. Chè Shan Giống chè này được trồng nhiều ở Ấn Độ, Miến Điện, Vân Nam (Trung Quốc) và một số vùng khác (Hình 1.5.). Hình 1.5. Chè Assamica Cả bốn giống chè trên đều có trồng ở Việt Nam, nhưng phổ biến nhất là hai giống C. sinensis var. macrophylla và C. sinensis var. Shan. - Camellia sinensis var. macrophylla được trồng nhiều nhất ở các tỉnh Trung du Bắc bộ. Phân bố tại Phú Thọ, Thái Nguyên, Yên Bái, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh,...với các tên gọi của địa phương (tùy theo màu sắc của lá) như: Trung du lá xanh, Trung du lá vàng, v.v... Tỷ lệ trồng các giống chè trung du ở miền bắc đạt tới 70%. Năng suất búp trong sản xuất đại trà khi chè 5÷19 tuổi thường đạt 4÷5 tấn/ha. Chè Trung du thường được dùng để chế biến chè xanh, chè đen và cả hai sản phẩm này đều có phẩm chất tốt. - Camellisa sinensis var. Shan được trồng ở miền núi các tỉnh miền Bắc và ở miền nam Tây Nguyên (Lâm Đồng). Ở mỗi địa phương có các giống khác nhau như: Shan Mộc Châu, Shan Tham Vè, Shan Trấn Ninh ... Năng suất búp thường đạt 6÷7 tấn/ha. Búp chè có nhiều tuyết, dùng chế biến chè xanh, chè đen đều cho phẩm chất tốt nhưng thích hợp với chế biến chè xanh hơn. - Giống chè Trung Quốc lá nhỏ (chè Mẫu Đơn) được trồng ở Lạng Sơn còn giống chè Ấn Độ - chuyên dùng để chế biến chè đen thì được trồng chủ yếu ở Tây Nguyên. 10 Ngoài hai giống chè trên thì ở Việt Nam còn trồng một số giống tự lai tạo được như PH1, LDP1, LDP2,.... Những giống này cho năng suất và chất lượng cao, phục vụ tốt cho công nghệ sản xuất chè. 1.2. Đặc điểm sinh học cây chè 1.2.1. Thân và cành Chè là cây đơn trục, nghĩa là chỉ có một thân chính, thân thẳng và tròn, phân nhánh liên tục thành một hệ thống cành và chồi. Tùy theo chiều cao, độ lớn, nhỏ của thân và cành mà chia cây chè thành ba loại: cây bụi, cây gỗ nhỏ và cây gỗ lớn. Cây bụi là loại không có thân chính rõ rệt, cao 2÷3m, tán nhỏ (< 1m), cành phát triển tự nhiên và gồm nhiều nhánh nhỏ gần bằng nhau, phân cành thấp, gần sát với gốc Cây gỗ nhỏ là cây có thân chính tương đối rõ rệt, cao 6÷10m, tán to (đường kính 2÷3m), gồm nhiều cành to nhỏ khác nhau rõ, phân cành cao hơn cây bụi, thường cách mặt đất trên dưới 1m. Cây gỗ lớn là cây có thân cao, to, để mọc tự nhiên có thể cao tới 15÷20m, tán cây rộng đến 5÷6m, gồm các cành to lớn, độ phân cành xa mặt đất hàng mét. Thân, cành, bộ lá tạo thành tán cây chè. Tán chè khi để mọc tự nhiên có dạng vòm đều. Dựa vào góc độ to nhỏ giữa thân chính và cành, theo chiều cao và hình thái, có thể chia làm 3 loại tán: Tán suốt chỉ (tán đứng thẳng): cao nhưng hẹp, nhỏ Tán cầu hoặc nửa cầu (tán trung gian): thấp hơn, to ngang, rộng Tán mâm xôi (tán ngang): to ngang, mặt tán rộng. Tán lá là một tiêu chuẩn để chọn giống chè. Tán to, rộng, điểm sinh trưởng nhiều, búp nhiều sẽ cho năng suất cao. Trong sản xuất người ta thường phải đốn tạo tán chè có mặt phẳng song song với sườn đồi hoặc hình tán to, mâm xôi, vừa tầm hái để dễ thu hoạch búp chè. 1 2 3 Hình 1.6. Các dạng tán cây chè 1. Tán suốt chỉ; 2. Tán cầu; 3. Tán mâm xôi 11 Cành chè do mầm dinh dưỡng phát triển thành, trên cành chia làm nhiều đốt. Chiều dài của đốt dao động trong khoảng từ 1÷10cm phụ thuộc vào giống và do điều kiện sinh trưởng. Đốt chè dài là một trong những biểu hiện giống chè có năng suất cao. Từ thân chính, cành chè được phân ra nhiều cấp: cành cấp 1, cấp 2, cấp 3, cấp 4, cấp 5,..., cuối cùng cành nhỏ nhất gọi là cành tăm hương. Búp mọc trên cành tăm hương nhỏ, sản lượng thấp, đây là dấu hiệu của sự suy yếu. Trong trường hợp này, người ta sẽ đốn trẻ lại để thay bộ khung tán mới. Vỏ cành non có màu xanh, cành lớn có màu xanh thẫm rồi chuyển sang màu xanh nhạt, cành bánh tẻ có màu đỏ nâu, khi cành già vỏ có màu xám. Trong sản xuất, cần nắm vững đặc điểm sinh trưởng của cành để áp dụng các biện pháp kỹ thuật đốn, hái hợp lý mới có thể tạo ra trên tán chè nhiều búp, đặt cơ sở cho việc tăng sản. 1.2.2. Mầm chè Cây chè có mầm dinh dưỡng và mầm sinh thực. Mầm dinh dưỡng phát triển thành cành, lá còn mầm sinh thực phát triển thành nụ hoa và quả. Mầm sinh thực nằm ở nách lá. Bình thường mỗi nách lá có hai mầm sinh thực nhưng cũng có trường hợp số mầm sinh thực nhiều hơn và khi đó ở nách lá có một chùm hoa. Các mầm sinh thực cùng với mầm dinh dưỡng phát sinh trên cùng một trục, mầm dinh dưỡng ở giữa, mầm sinh thực ở hai bên, vì vậy, quá trình sinh trưởng dinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực thường có những mâu thuẫn nhất định. Khi mầm sinh thực phát triển nhiều ở trên cành chè, thì quá trình sinh trưởng của các mầm dinh dưỡng yếu đi, do sự tiêu hao các chất dinh dưỡng cho việc hình thành nụ hoa và quả. Trong sản xuất chè búp cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật thích đáng để hạn chế sự phát triển của các mầm sinh thực. 1.2.3. Búp chè Búp (đọt) chè là đoạn non của một cành chè và được hình thành từ các mầm dinh dưỡng. Búp chè có cấu tạo gồm tôm (phần lá non ở trên đỉnh của cành chưa xòe ra) và hai hoặc ba lá non. Kích thước của búp thay đổi tùy theo giống, loại, liều lượng phân bón, các khâu kỹ thuật canh tác khác như đốn, hái và điều kiện địa lý nơi trồng trọt. 1 2 1 Hình 1.7. Búp chè 2 Hình 1.8. Các loại búp chè 1. Tôm; 2. Lá non 1. Búp bình thường; 2. Búp mù Búp chè là đối tượng thu hoạch của người sản xuất, được dùng để chế biến ra các loại chè, vì vậy nó quan hệ trực tiếp đến năng suất và phẩm chất của chè. Búp chè gồm 12 có hai loại: búp bình thường và búp mù. Búp bình thường (gồm có tôm và 2 hoặc 3 lá non), có trọng lượng bình quân 1 búp từ 0,8÷1,0g đối với giống chè Shan và chè Ấn Độ, từ 0,5÷0,8g đối với giống chè Trung du, từ 0,3÷0,5g đối với chè Trung Quốc lá nhỏ, búp càng non phẩm chất càng tốt. Búp mù là búp phát triển không bình thường, không có tôm, chỉ có 2÷3 lá non, trọng lượng bình quân của một búp mù thường bằng khoảng 1/2 trọng lượng búp bình thường và phẩm chất thì thua kém rõ rệt. Nguyên nhân xuất hiện búp mù rất phức tạp. Một mặt do đặc điểm sinh vật học của cây trồng, mặt khác do ảnh hưởng xấu của các điều kiện bên ngoài hoặc do biện pháp kỹ thuật không thích hợp. Trên một cành chè, nếu để sinh trưởng tự nhiên, một năm có 4÷5 đợt sinh trưởng, hái búp liên tục sẽ có 6÷7 đợt, nếu thâm canh tốt có thể đạt 8÷9 đợt. 1.2.4. Lá chè Lá chè mọc cách trên cành, mỗi đốt có một lá. Tùy theo loại giống và điều kiện ngoại cảnh mà lá có hình dạng khác nhau. Lá chè có gân rất rõ. Những gân chính của lá chè thường không phát triển ra đến tận rìa lá. Rìa lá chè thường có răng cưa, hình dạng răng cưa trên lá chè khác nhau tùy theo giống. Số đôi gân lá là một trong những chỉ tiêu để phân biệt các giống chè. Trên một cành chè thường có các loại lá như sau: Từ trái sang phải: Tôm - Búp đang phát triển - Lá cá (lá thứ nhất) - Lá thứ 2 Lá thật - Lá thứ 3 - Lá thứ 4 Lá vẩy ốc Lá cá - Lá thứ 5 Hình 1.9. Các loại lá trên cành chè - Tôm chè Lá chè có màu sắc từ xanh vàng, xanh nhạt, xanh lá mạ, xanh thẫm, tím đến màu mận chín. Màu sắc của lá chè biến đổi tùy theo giống chè, tuổi chè, dinh dưỡng, mùa vụ,....Lá chè vàng thích hợp làm chè đen, lá xanh thích hợp làm chè xanh (lục). 1.2.5. Rễ chè Cây chè sống nhiều năm trên một mảnh đất cố định, do đó rễ chè phát triển tốt sẽ tạo điều kiện cho các bộ phận trên mặt đất phát triển. Hệ rễ của cây chè gồm3 có rễ trụ (rễ cọc), rễ bên (rễ dẫn, rễ nhánh) và rễ hấp thu (rễ hút). Rễ nhánh dài trên 1mm, có màu nâu hay nâu đỏ, rễ hấp thu có chiều dài dưới 1mm và có màu vàng ngà. Rễ trụ dài hay ngắn 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 cm 20 40 60 80 120 140 160 Hình 1.10. Rễ chè 13 180 phụ thuộc vào giống chè, đặc tính lý học của đất, chế độ làm đất và tình trạng dinh dưỡng. Chẳng hạn chiều dài của rễ trụ chè giống Trung du trung bình là 100cm, dài nhất có thể đến 140÷150cm còn chiều dài của rễ trụ trung bình của cây chè ở Trung Quốc là 70÷80cm. 1.3. Đặc điểm sinh trưởng sinh thực của cây chè Sau khi gieo hạt khoảng 2 năm, cây chè cho hoa quả lần thứ nhất. Từ 3÷5 năm cây chè được hoàn chỉnh về đặc tính phát dục. Hoa chè lưỡng tính, đài hoa có 5÷7 cánh. Trong một hoa có rất nhiều nhị đực, khoảng từ 200÷400. Noãn sào thường có 3÷4 ô. Phương thức thụ phấn chủ yếu là khác hoa, tự thụ phấn chỉ 2÷3%. Nhị đực thường chín trước nhị cái 2 ngày. Trong một ngày, hoa thường nở từ 5÷9 giờ sáng. Hạt phấn hoa chè sống khá lâu, sau 5 ngày kể từ khi hoa nở rộ, hạt phấn vẫn còn khả năng nảy mầm tới 70%. Khả năng thụ tinh tốt nhất của hạt phấn là sau khi hoa nở 2 ngày. Sau khi thụ tinh, quả chè được hình thành, thời gian phát dục của quả khoảng 9÷10 tháng. Chất thơm của chè cũng được hình thành thời gian phát dục này. (b) (a) Hình 1.11. Cành, hoa, quả của chè (a) và hoa chè (b) 1.4. Thành phần hóa học của búp chè Chất lượng của chè thành phẩm được quyết định bởi những thành phần hóa học của nguyên liệu và kỹ thuật chế biến. Thành phần hóa học của chè luôn biến đổi phụ thuộc vào giống, tuổi chè, điều kiện đất đai, địa hình, kỹ thuật canh tác, mùa thu hoạch...Việc nắm được những đặc điểm chủ yếu về mặt sinh hóa của nguyên liệu sẽ là cơ sở để đưa ra những biện pháp kỹ thuật nhằm làm tăng chất lượng sản phẩm chè. Những thành phần hóa học chủ yếu trong búp chè gồm có: 1.4.1. Nước Nước là thành phần chủ yếu trong búp chè. Nước có quan hệ đến quá trình biến đổi sinh hóa trong búp chè và đến sự hoạt động của các men, là chất quan trọng không thể thiếu được để duy trì sự sống của cây. Hàm lượng nước trong búp chè thay đổi tùy 14 theo giống, tuổi cây, đất đai, kỹ thuật canh tác, thời gian hái và tiêu chuẩn hái v.v... Nói chung, nước ở các búp chè non bao giờ cũng nhiều hơn trong các búp chè già. Trong búp chè (tôm + 3 lá) hàm lượng nước thường có từ 75÷80%. Nước trong chè chứa chủ yếu ở các khí quản của lá và cũng tồn tại ở hai dạng là nước tự do và nước liên kết. Trong quá trình chế biến, hàm lượng nước luôn luôn thay đổi và giảm dần tới mức quy định theo yêu cầu của sản phẩm. Ở các giai đoạn làm héo mhoặc sấy khô, lượng nước giảm đi rõ rệt, nhưng ở giai đoạn lên men chè thì lại cần một độ ẩm nhất định để tạo điều kiện cho sự lên men được đều đặn và thuận lợi. Để giảm sự hao hụt chất khô trong búp chè khi bảo quản và vận chuyển, phải cố gắng tránh sự mất nước trong búp chè sau khi hái. Nếu nguyên liệu chè bị mất nước quá nhanh thì biến đổi sinh hóa diễn ra nhanh và không triệt để, đôi khi enzyme bị ức chế nếu hàm lượng nước quá thấp ( 1/10 : Nước có màu đỏ nhạt hơi vàng. - teaflavin/tearubigin < 1/20 : Màu nước đỏ sẫm kém tươi. - teaflavin/tearubigin = 1/12÷1/16: Nước có màu đỏ tươi trong sáng. Như vậy, muốn có màu nước chè đen tốt nhất thì bên cạnh việc tạo mọi điều kiện cho quá trình lên men thuận lợi để có hàm lượng chất màu vàng đạt chuẩn, còn phải chú ý đến thời gian lên men để đạt tỉ lệ hàm lượng giữa hai nhóm chất màu vàng và màu đỏ ở giới hạn tối ưu. Cơ chế tạo màu cho sản phẩm chè có ý nghĩa quan trọng trong việc giải thích về sự biến đổi màu sắc của sản phẩm sau khi đã diệt enzyme và bảo quản lâu trong điều kiện có mặt ẩm và oxy không khí. Ngoài tác dụng tạo màu sắc đặc trưng, các sản phẩm của quá trình oxy hóa ngưng tụ nói trên còn có ảnh hưởng đến việc tạo vị cho sản phẩm. Chẳng hạn bisflavanol chiếm khoảng 1,5% so với chất khô của chè đen và tham gia tạo vị cho chè, tearubigin chiếm hàm lượng cao nhất, khoảng 5÷18% trong lượng chất khô và có vị nhạt, còn nhóm teaflavil chiếm 1÷3% trọng lượng chất khô của chè đen và tạo vị chát dễ chịu cho sản phẩm. 34 3.2. Cơ chế tạo hương thơm trong chè thành phẩm Ngoài màu sắc thì hương thơm cũng là một chỉ tiêu chất lượng cảm quan quan trọng của chè thành phẩm. Hương thơm của chè thành phẩm ngoài những cấu tử có sẵn trong nguyên liệu còn được hình thành qua các giai đoạn chế biến nhờ quá trình lên men và quá trình nhiệt học. Trong quá trình chế biến chè, dưới tác dụng của nhiệt độ ở các giai đoạn sao, sấy,..., đặc biệt dưới tác dụng của enzyme oxy hóa ở giai đoạn lên men, các hợp chất phenol đều bị oxy hóa và chuyển thành các octhoquinon. Khi có mặt các acid amin, các octhoquinon sẽ thực hiện phản ứng cộng với các acid amin đó, sản phẩm của phản ứng này một lần nữa lại bị oxy hóa thành các octhoquinon tương ứng. Các octhoquinon mới hình thành này tiếp tục tác dụng với những acid amin còn lại để tiến hành các quá trình đề amin hóa, khử CO2 và giải phóng ra các aldehyd bay hơi có mùi thơm đặc trưng. Ví dụ với acid amin - phenylalanin cho mùi thơm hoa hồng hoặc mật ong, với leucin thì cho mùi thơm dễ chịu của hoa tươi. Có thể trình bày sơ đồ phản ứng tạo chất thơm của hợp chất phenol và acid amin như sau: RCH-CH2COOH → RCHO + NH3↑ + CO2↑ Phản ứng giữa acid amin và phenol được gọi là phản ứng quinonamin. Trong thực tế, khi chế biến nhiệt, các bán thành phẩm chè chưa được lên men, người ta nhận thấy rằng hàm lượng các acid amin như alanin, phenylalanin, valin, leucin, izoleucin bị giảm đi, trong khi đó, hàm lượng các aldehyd như acetaldehyd, phenylacetic, butyric và valerianic tăng lên một cách tương ứng. Trong điều kiện không gia nhiệt, nhưng có sự xúc tác của enzyme polyphenoloxydase, phản ứng này cũng xảy ra một cách dễ dàng. Đó là trường hợp khi lên men các lá chè đã qua giai đoạn vò. Khi gia công nhiệt, các acid amin tương tác với đường tạo ra mùi thơm mới của các aldehyd và reducton. Có thể biểu diễn quá trình này theo sơ đồ phản ứng như sau: t0 Hexose + pentose + acid amin → aldehit + furfurol + oxymethylfurfurol + reducton +… Bản thân các furfurol và oxymethylfurfurol cũng là những aldehyd vòng có mùi đặc trưng. Furfurol có mùi táo và do đường pentose tạo thành, còn oxymethylfurfurol có mùi rất dễ chịu và được tạo thành từ đường hexose. Ngoài ra, hương thơm còn được tạo thành do quá trình caramen hoá các loại đường khử dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Trong quá trình chế biến chè, ở những giai đoạn có sử dụng nhiệt độ cao, nhất là ở giai đoạn sấy hoặc sao chè sẽ xảy ra sự chuyển hoá các loại đường (glucose và saccharose) dẫn đến sự tạo thành các chất có mùi cốm. Sản phẩm thường gặp là hợp chất furfurol. Hàm lượng aldehyd giảm chủ yếu ở giai đoạn sấy khô, nhưng ở giai đoạn này cũng tạo ra một số aldehyd mới 35 Trong sản xuất chè thì phản ứng quinonamin là đặc biệt quan trọng. Người ta thấy rằng hương thơm có thể được tân tạo nên ở gia đoạn làm héo và lên men (ủ). Nhưng mùi thơm đặc trưng của các sản phẩm chè thì lại được tạo ra ở giai đoạn sấy. Trong sản phẩm chè, người ta đã tìm thấy 34 cấu tử thơm khác nhau trong đó có aldehyd phenylacetic, aldehyd izovalerianic, geraniol, rượu benzylic,… CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Những yếu tố nào giữ vai trò quyết định đến việc chuyển hóa các chất trong chè khi chế biến? Sự đa dạng của các sản phẩm chè phụ thuộc vào việc sử dụng các yếu tố này như thế nào? 2. Hãy phân tích các yếu tố tạo nên màu sắc và hương thơm đặc trưng cho từng loại chè. 36 Chương 3. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÁC LOẠI CHÈ 1. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHÈ ĐEN Hiện nay trên thế giới, chè đen là loại chè được tiêu thụ nhiều nhất, chiếm 80÷90% tổng sản lượng các loại chè trên thế giới. Chè đen là nhóm chè được thị trường thế giới yêu cầu vì phù hợp với thói quen chỉ pha chè một lần rồi bỏ bã đi, tuy nhiên, dù chỉ với một lần pha nhưng cũng đã chiết rút được phần lớn các chất có ích trong chè. Chè đen còn được gọi là chè lên men. Đặc đểm của loại chè này là cánh chè có màu đen tự nhiên, nước pha có màu đỏ nâu sáng, vị dịu (vị đắng của chè đen thường thấp), hương thơm nhẹ nên được nhiều nước trên thế giới ưa dùng. Hình 3.1. Sản phẩm chè đen Chè đen là loại chè được sản xuất theo quy trình công nghệ mà trong đó, thành phần catechin sẽ bị oxy hóa thông qua quá trình lên men. Tùy theo chất lượng chè đen mà người ta chia sản phẩm chè đen thành các cấp loại khác nhau. Theo TCVN, chè đen được chia thành các cấp sau: - Chè lá nguyên: + FOP (Flowery orange pekoe): Chè cánh đặc biệt hoa vàng da cam + OP (Orange pekoe): Chè cánh đặc biệt vàng da cam. + P (Pekoe): Chè cánh đặc biệt. + FP (Flowery pekoe): Chè cánh đặc biệt hoa. - Chè PS (Pekoe souchong): Chè cánh thô. - Chè mảnh: + FBOP (Flowery broken orange pekoe): Chè mảnh đặc biệt hoa vàng da cam. + BOP (Broken orange pekoe): Chè mảnh đặc biệt vàng da cam. + BP (Broken pekoe): Chè mảnh đặc biệt. + BPS (Broken pekoe souchong): Chè mảnh thô. - Chè vụn: 37 + F (Fanin): Chè vụn + OF (Orange fanin): Chè vụn vàng da cam + D (dust): Chè cám (bụi) - Đây là loại chè đen vụn cấp thấp nhất. Hiện nay, có 2 phương pháp chủ yếu để sản xuất chè đen là phương pháp truyền thống OTD (Orthodox Tea) và phương pháp hiện đại CTC (Crushing - Tearing Curling). Nếu ở phương pháp truyền thống, quá trình sinh hóa được điều chỉnh nhờ enzyme có sẵn trong nguyên liệu thì ở phương pháp hiện đại, quá trình sinh hóa được điều chỉnh không chỉ nhờ enzyme có sẵn trong nguyên liệu mà còn nhờ quá trình nhiệt luyện để sử dụng triệt để hoạt tính của enzyme. 1.1. Quy trình công nghệ chế biến chè đen Nguyên liệu Làm héo (1) (2) Sàng tơi Vò nghiền Vò và sàng chè vò Cắt CTC Sàng vo viên Lên men Sấy khô Phân loại, đấu trộn Bao gói, bảo quản Chè đen thành phẩm Hình 3.2. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến chè đen (1). Chế biến chè đen theo phương pháp truyền thống OTD (2). Chế biến chè đen theo phương pháp hiện đại CTC 38 1.2. Thuyết minh quy trình công nghệ 1.2.1. Yêu cầu của nguyên liệu Nguyên liệu để chế biến chè đen cũng giống như nguyên liệu để chế biến các loại chè khác, là búp chè 1 tôm, 2÷3 lá non, đáp ứng được TCVN 1503-86. Tuy nhiên, do có quá trình lên men để thu được sản phẩm chất lượng tốt nên các búp chè phải đáp ứng các yêu cầu sau: - Được hái trên những đọt chè có từ 4÷5 lá, vào đúng độ trưởng thành kỹ thuật. - Phải có hàm lượng polyphenol cao. - Hàm lượng protein và chlorophyl thấp. Thông thường, hàm lượng tanin trong nguyên liệu tăng dần từ đầu vụ, đạt tối đa vào giữa vụ sau đó giảm dần về cuối vụ, do đó các búp chè thu hái giữa vụ có hàm lượng polyphenol cao hơn chè thu hái đầu vụ và cuối vụ nên thích hợp để sản xuất chè đen. Nguyên liệu phải qua công đoạn phân loại, làm sạch trước khi đưa vào sản xuất. Việc phân loại có thể được thực hiện trên các băng tải làm sạch. Công nhân sẽ trực tiếp kiểm tra và loại bỏ các tạp chất có trong nguyên liệu. Cuối băng tải có gắn nam châm điện nhằm tách những tạp chất kim loại còn sót lại để tránh ảnh hưởng đến những công đoạn sau. 1.2.2. Làm héo Chè nguyên liệu sau khi thu hái về có độ ẩm khá cao (75÷80%). Ở độ ẩm này, nếu vò nguyên liệu ngay sẽ làm nguyên liệu bị nát, nước thoát ra mang theo một số chất hòa tan làm ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm, vì vậy nguyên liệu phải qua giai đoạn làm héo để giảm bớt đi một lượng nước nhất định. Mặt khác, những biến đổi sinh lý và sinh hoá bình thường của những búp chè đang còn ở trên cây vẫn có khả năng tiếp tục xảy ra sau khi búp chè đã được hái xuống, những biến đổi đó chính là quá trình hô hấp và trao đổi chất của lá. Trong quá trình chế biến chè thì cần phải thay đổi mạnh mẽ và sâu sắc chiều hướng phát triển của những quá trình nói trên để tạo nên sự thay đổi về tính chất hoá học và vật lý của lá chè, chuẩn bị cho quá trình chế biến sau này (vò chè và lên men) được tiến hành một cách dễ dàng. Những biến đổi nói trên có liên quan mật thiết tới độ ẩm của lá và có quan hệ mật thiết, ảnh hưởng lẫn nhau. Tuy nhiên phải lấy mục tiêu hóa học trước tiên để có chế độ công nghệ hợp lý, còn nếu lấy mục tiêu hóa lý trước sẽ vi phạm các chế độ công nghệ và kết quả là chè đen thành phẩm sẽ có chất lượng kém. Khi làm héo, độ ẩm của chè giảm xuống, tạo cho búp chè có độ mềm, dẻo dai, tăng độ bền cơ học và mất mùi hăng ngái của chè tươi, đồng thời hoạt tính của enzyme thủy phân được tăng cường. Điều này sẽ giúp nồng độ cơ chất cho phản ứng oxy hóa tăng lên, nghĩa là các hợp chất không tan bị phân giải thành các chất hòa tan - tiền chất quan trọng cho quá trình tạo hương thơm đặc trưng cho sản phẩm. Ngoài ra, quá trình 39 làm héo còn giúp hoạt lực của enzyme oxy hóa khử có trong chè tăng lên, tiến hành oxy hóa một phần hợp chất tanin để chuyển hóa vị chè và tạo màu vàng cho nước chè. Có thể nói làm héo là quá trình quyết định đến sự thành công hoặc thất bại của quy trình chế biến chè lên men, nhất là chè đen. Yêu cầu của quá trình làm héo là độ ẩm của búp chè giảm từ 75÷82% xuống còn 60÷67% đối với chè OTD và 70÷72% đối với chè CTC và phải được làm héo đều đặn, nghĩa là mức độ héo của mọi búp chè là như nhau. Nếu độ ẩm còn lại quá thấp nghĩa là trong khối chè sau khi làm héo sẽ có những búp hoặc lá bị héo quá khô hoặc cháy xém phần cạnh. Những lá này rất dễ dàng bị vụn ra và chè sẽ bị nát khi vò. Độ ẩm còn lại quá thấp cũng có thể dẫn đến hiện tượng những phần chè quá khô trong khối chè dễ dính với lá còn ẩm tạo ra những cục chè vón lại gây trở ngại cho quá trình vò và sàng phân loại sau này. Ngoài ra, sau khi làm héo, cuộn búp chè héo phải không bẻ gãy được và khi nắm các lá chè trong tay thì lá chè phải kết lại thành nắm. Màu lá chuyển thành màu xanh xám hoặc xanh vàng, chè có mùi thơm (táo chín), giảm mùi hăng của chè tươi. Một vấn đề quan trọng trong sản xuất chè là quyết định mức độ làm héo. Tùy thuộc vào nguyên liệu, sản phẩm và quy trình công nghệ mà mức độ làm héo sẽ khác nhau. Trong sản xuất chè đen, dựa vào độ ẩm cuối của nguyên liệu, có thể chia thành 4 mức độ làm héo: - Làm héo ít: Bán thành phẩm có độ ẩm từ 65÷67%. Sản phẩm còn mùi hăng của lá chè tươi. Mức độ này áp dụng cho sản xuất chè đen CTC của các loại chè Assam và chè vùng Đông Phi. - Làm héo bình thường: Bán thành phẩm có độ ẩm từ 60÷65%. Sản phẩm có mùi hương đậm chè CTC, độ ẩm còn lại vừa phải. Mức độ này áp dụng cho sản xuất chè đen OTD từ lá chè Assam và chè Srilanka. - Làm héo nhiều: Bán thành phẩm có độ ẩm từ 58÷60%. Sản phẩm có mùi thơm hoa quả đặc trưng, ẩm thoát ra nhiều trong quá trình làm héo. Phương pháp này áp dụng cho các loại chè ở vùng cao của Srilanka. - Làm héo rất nhiều: Sản phẩm có mùi hương rất đặc biệt. Lượng ẩm mất rất nhiều trong quá trình làm héo, đến mức lá chè trở nên quá khô. Điều này sẽ làm cho phản ứng oxy hóa khó xảy ra và giữ lại màu xanh cho nước chè. Phương pháp này được áp dụng trong sản xuất chè ở Darjeelings và Nepals. Người ta quy định tỉ lệ héo như sau: - Nguyên liệu được héo đúng mức trên 80% : Mức độ héo tốt - Nguyên liệu được héo đúng mức từ 70÷ 80%: Mức độ héo trung bình - Nguyên liệu được héo đúng mức dưới 70% : Mức độ héo kém 40 a. Những biến đổi của chè tươi khi làm héo Khi làm héo, trong chè có những biến đổi rõ rệt về cả tính chất hóa lý và tính chất hóa sinh. * Biến đổi hóa lý Bốc hơi nước: Khi làm héo, nước trong chè sẽ bốc hơi và đi qua các mao quản ở dưới lá chè ra ngoài. Khi lượng nước thoát ra đến một mức độ nào đó sẽ làm nguyên sinh chất trong tế bào mất tính háo nước và không có khả năng hút ẩm trở lại, lá chè héo không thể khôi phục lại lực trương đã mất. Lá và cọng chè trở nên mềm và dẻo dai hơn, hàm lượng chất khô tăng lên, thể tích và trọng lượng của chè tươi đều giảm rõ rệt. Quá trình này chia làm ba giai đoạn: - Giai đoạn đầu là giai đoạn bốc hơi nước tự do. Giai đoạn này tốc độ bốc hơi nhanh, chiếm 15÷20 % tổng lượng nước có trong nguyên liệu. - Giai đoạn hai, tốc độ bốc hơi chậm vì nước tự do đã được giải phóng, nước trong dịch bào bị cản trở bởi các dịch keo có trong lá chè. - Giai đoạn ba, tế bào của lá mất khả năng hoạt động bình thường, lúc đó cùng với sự ngưng kết của các chất keo trong dịch bào, lượng nước kết hợp được giải phóng và tiếp tục xảy ra hiện tượng bốc hơi nước ra ngoài. Cuối giai đoạn 3, khi nước đã mất đi một lượng nhất định thì nồng độ các chất hoà tan trong dịch bào tăng lên, do đó tạo ra sự biến đổi giữa các chất càng lớn. Qua ba giai đoạn này có thể thấy không thể làm héo nguyên liệu chè ở giai đoạn cuối với tốc độ lớn vì như vậy sẽ làm cháy nguyên liệu do tốc độ bay hơi trên mặt nguyên liệu chè không phù hợp với tốc độ dịch chuyển của nước trong hệ thống ống mao quản trong mọi phần của các mô lá. * Biến đổi hóa học Trong quá trình làm héo, cùng với sự thoát hơi nước, các quá trình biến đổi hoá học cũng xảy ra ở mức độ khác nhau, do đó làm cho thành phần hoá học của chè nguyên liệu thay đổi, nhưng chủ yếu biến đổi theo hướng có lợi cho sản phẩm. - Hàm lượng tanin trong chè Sự biến đổi tanin chè có liên quan chặt chẽ tới hoạt tính của các men oxy hoá và được tăng cường khi nhiệt độ tăng lên. Nói chung, ở trong giai đoạn này, tổng hàm lượng tanin giảm đi từ 1÷2% so với tổng lượng ban đầu (giảm đi rất ít so với giai đoạn lên men) nhưng có sự biến đổi sâu sắc về chất. Chẳng hạn, nhóm chất polyhydroxylphenol-catechin có vị đắng chát giảm mạnh từ 2÷3 lần (dạng phân tử thấp) còn nhóm chất tanin riêng (polyphenol-dicatechin) có vị chát dịu tăng lên 2÷3 lần (dạng phân tử cao). Như vậy nhờ sự chuyển hoá nội bộ này của tanin mà chè sau khi héo có vị chát dịu, mất đi vị chát đắng ban đầu của chè tươi. Càng kéo dài thời gian làm héo, chất lượng chè thành phẩm sẽ giảm do hàm lượng tanin có trong nguyên liệu chè giảm. 41 - Sự tạo thành các chất màu Trong thời gian làm héo do kết quả của sự oxy hoá hợp chất tanin chè dưới tác dụng của enzyme đã tạo ra một số chất màu của chè làm cho màu sắc của nước chè thay đổi. - Sự tạo thành hương thơm Hương thơm là một trong những chỉ tiêu chất lượng quan trọng nhất của chè. Trong quá trình chế biến chè đen, sự tạo thành hương thơm đã có ngay ở giai đoạn héo, ở giai đoạn này hầu hết các cấu tử tinh dầu đều tăng lên rõ rệt, hàm lượng tinh dầu trong chè nguyên liệu tăng 10÷15% ở giai đoạn làm héo. Cho nên chất thơm của chè đen không chỉ do quá trình lên men tạo nên mà còn do quá trình làm héo tích luỹ lại. Sự tạo thành các chất thơm có mùi thơm của táo và hoa hồng - mùi thơm đặc trưng của chè héo, là sản phẩm của phản ứng oxy hoá giữa tanin chè và acid amin có trong chè. Nếu khi catechin tinh khiết bị oxy hoá dưới tác dụng của men polyphenoloxydase mà có mặt phenylalanine thì sẽ tạo thành mùi thơm của hoa hồng, khi có mặt alanine và vanine thì sẽ tạo thành mùi thơm của hoa tươi, khi có mặt của acid asparagic sẽ tạo thành mùi thơm của táo chín, v.v.. - Sự biến đổi protein và acid amin Trong thời gian làm héo, hàm lượng của tất cả các acid amin có trong chè đều tăng lên do protein bị biến đổi sâu sắc, phân giải thành các acid amin hoà tan dưới tác dụng của enzyme protease. Nhưng sự thay đổi của thành phần của các acid amin cũng có sự khác nhau, bởi vì ngài do protein bị phân giải tạo thành thì một số acid amin còn tham gia vào quá trình tạo thành hương thơm của chè. Thời gian làm héo càng kéo dài thì hàm lượng các acid amin càng thay đổi. Đặc biệt khi làm héo ở 370C thì trong 24 giờ, hàm lượng của các acid amin tự do tăng lên gần gấp hai lần so với khi làm héo ở nhiệt độ thường. Có thể lý giải hiện tượng này là do sự phân giải của protein ở nhiệt độ thích hợp. - Biến đổi hoạt tính của enzyme Quá trình làm héo sẽ làm thay đổi hoạt lực của các enzyme có trong chè. Thông thường, cùng với sự bốc ẩm của chè, khả năng tổng hợp các chất của enzyme giảm dần nhưng khả năng phân giải các chất của nhóm enzyme phân huỷ và khả năng oxy hóa của các enzyme oxy hóa lại tăng lên. Hoạt tính của các enzyme được tăng cường có một ý nghĩa quan trọng về mặt kỹ thuật. Các enzyme oxy hoá khử thực hiện quá trình oxy hoá các hợp chất tanin (catechin) thành các octhoquinon, các chất mới được tạo thành này có tính oxy hoá rất mạnh tiếp tục oxy hoá các chất khác tạo ra hàng loạt sản phẩm mới có lợi với chất lượng của chè, tạo điều kiện để phát triển quá trình lên men sau này. - Các biến đổi khác Trong thời gian làm héo, ngoài những biến đổi nói trên, phần lớn các chất còn lại cũng bị thay đổi. 42 Hàm lượng caffeine có thể tăng lên một ít, vì trong khi làm héo caffeine vẫn tiếp tục hình thành, mặt khác, do lượng acid amin tăng lên đã tạo điều kiện tốt cho sự hình thành caffeine tiếp tục xảy ra. Hàm lượng chất màu thay đổi, chlorophyl giảm xuống còn 40÷50% so với hàm lượng ban đầu. Sự biến đổi này rất có lợi trong sản xuất chè đen vì màu xanh của chlorophyl sẽ làm cho màu sắc của nước pha chè đen không đẹp. Hàm lượng tinh bột giảm nhiều do bị thuỷ phân dưới tác dụng của enzyme amylaza tạo thành các disacharid và monosaccharitd, đồng thời một phần tinh bột bị tiêu tốn vào quá trình hô hấp sau khi đã phân giải thành các đường hoà tan. Hàm lượng glucose tăng. Sự tăng hàm lượng glucose cũng đóng một vai quan trọng vì cùng với các acid amin tham gia vào quá trình hình thành các hợp chất tạo hương cho chè thành phẩm sau này. Hàm lượng vitamin C trong quá trình làm héo giảm đi đáng kể, khoảng 10÷20%, điều này làm tăng quá trình oxy hóa sắc tố anthocyanin, tạo ra những sản phẩm tan được trong nước làm cho màu sắc của nước pha chè đen trở nên đẹp. b. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm héo Quá trình làm héo phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm tương đối của không khí, tốc độ lưu thông không khí, độ đồng nhất của nguyên liệu và thời gian làm héo. * Nhiệt độ (t0) và độ ẩm tương đối của không khí (φkk): Hai yếu tố này có ảnh hưởng lớn đến tốc độ làm héo. Nếu nhiệt độ cao, tốc độ làm héo sẽ nhanh, nhưng nếu nhiệt độ quá cao sẽ ảnh hưởng đến hoạt tính của các enzym có trong nguyên liệu, đồng thời, ở nhiệt độ cao, hương thơm tạo thành sẽ không tích lũy được, các chất bay hơi có mùi thơm bị tổn thất làm giảm chất lượng chè thành phẩm. Do đó, nhiệt độ làm héo thường được chọn dưới 450C phụ thuộc vào phương pháp làm héo. Nếu φkk cao thì tốc độ làm làm héo chậm, thời gian làm héo kéo dài, chất khô tổn hao từ 4 ÷ 5 %. Nếu φkk thấp thì tốc độ làm héo nhanh, nhưng nếu thấp quá thì việc làm héo sẽ không đều. Thực tế nếu làm héo tự nhiên thì φkk < 60 %. Nếu làm héo nhân tạo thì φkk 28 ÷ 30 % là tốt. * Tốc độ lưu thông không khí: Lưu thông không khí nhằm mục đích giảm ẩm của môi trường làm héo. Trong quá trình làm héo, ẩm trong nguyên liệu chè thoát ra làm môi trường làm héo nhanh chóng bão hòa nước. Vì thế cần phải lưu thông không khí của môi trường làm héo để tăng tốc độ làm héo đồng thời cấp cho nguyên liệu chè một lượng oxy cần thiết cho quá trình sinh hóa (dầu ít) xảy ra trong quá trình này. Nếu tốc độ lưu thông không khí xảy ra mạnh thì quá trình héo kết thúc sớm nhưng sẽ làm các biến đổi hóa chưa xảy ra hết, lớp chè trên bị khô trong khi lớp chè bên trong chưa kịp héo hoàn toàn. Nếu tốc độ lưu thông không khí nhỏ thì thời gian làm héo sẽ kéo dài. Người ta thường khống chế tốc độ lưu chuyển không khí khoảng 2m/s. * Độ đồng nhất của nguyên liệu: Tốc độ thoát hơi nước ở những phần non, già của 43 nguyên liệu chè có khác nhau, thông thường trong một ngọn chè, những lá non như tôm chè và lá thứ nhất héo nhanh hơn lá thứ hai và thứ ba, do đó cần phải tiến hành phân loại nguyên liệu trước khi làm héo. * Thời gian làm héo: Thời gian làm héo càng dài thì chất lượng chè thành phẩm càng giảm. Tùy thuộc vào nguyên liệu và phương pháp làm héo mà thời gian làm héo có thể kéo dài từ 8÷12 giờ. c. Các phương pháp làm héo Nguyên tắc chung để tiến hành làm héo chè là chè non, nhiều nước, làm héo nặng; chè già, ít nước, làm héo nhẹ và phải làm héo riêng từng loại chè. Hình 3.3. Làm héo chè trên từng khay riêng biệt Trên nguyên tắc này, dựa vào nhiệt độ, độ ẩm và sự lưu thông của không khí, người ta thường tiến hành làm héo chè búp tươi bằng phương pháp tự nhiên hoặc nhân tạo như sau: - Làm héo tự nhiên: Là phương pháp lợi dụng nhiệt độ, độ ẩm và sự lưu thông không khí trong điều kiện tự nhiên, sẵn có để tiến hành làm héo chè. Với phương pháp này, có thể tiến hành làm héo theo một trong các cách sau: + Phơi trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời: Rải chè nguyên liệu trên sân phơi, chiều dày 20 cm. Sau 30 phút đảo chè một lần, khi đạt được độ héo yêu cầu thì làm nguội trong bóng râm 1 giờ. + Phơi trong bóng râm: Rải nguyên liệu chè nơi có bóng râm, cách này làm cho nguyên liệu chè héo đều hơn (Hình 3.4.). Hình 3.4. Phơi trong bóng râm + Phơi trong phòng thoáng khí: Chè nguyên liệu được rải xuống đất hay trên các khay trong phòng thoáng khí để làm héo. Khay thường được đan bằng tre, nứa có thể cuộn lại được hoặc được làm bằng gỗ căng bằng vải, lưới chuyên dùng. Các khay này 44 được xếp lên các tầng của một giàn làm héo để tiết kiệm diện tích nhà xưởng. Mặt các tầng thường làm hơi nghiêng để tiện thao tác khi cho chè vào và lấy chè ra, mỗi tầng cách nhau 15cm. Khối lượng chè rải trên dàn khoảng từ 2÷2,5kg/m2 (Hình 3.5.; Hình 3.6). Việc lưu thông không khí trong phòng được thực hiện bằng cách đóng mở các cửa sổ hoặc sử dụng quạt thông gió. Các giàn làm héo không chỉ được đặt Hình 3.5. Phơi trong phòng thoáng khí trong phòng mà còn có thể được đặt ở ngoài trời. Nếu đặt ở ngoài trời phải chọn những nơi thông thoáng, có độ lưu thông không khí cao nhưng phải có cường độ ánh nắng thấp. Làm héo tự nhiên cũng có thể thực hiện qua hai bước là phơi nắng và làm héo trong nhà. Ngay sau khi thu hái, lá chè được trải trên nền đất để phơi nắng trực tiếp. Dưới tác dụng của nắng và gió, ẩm thoát ra nhanh. Do đó, phơi nắng thường được áp dụng cho giai đoạn đầu của quá trình làm héo. Sau khi phơi nắng, lá chè sẽ được đem vào trong nhà để thực hiện tiếp bước làm héo trong nhà. Hình 3.6. Dàn làm héo chè Cũng có thể bỏ qua bước phơi nắng, lá chè được làm héo trực tiếp trong các gian nhà không có tường bao để thông thoáng gió. Cách này thích hợp với những vùng có độ ẩm không khí nhỏ hơn 70%. Các thông số kỹ thuật khi làm héo tự nhiên (trong nhà hoặc dưới bóng râm): + Độ dầy của lớp chè tươi: 2÷2,5kg/m2 + Nhiệt độ 25÷350C. + Độ ẩm tương đối của không khí 60÷70%. + Tốc độ của gió 2÷3m/giây. + Thoáng khí. + Thời gian làm héo tự nhiên phụ thuộc vào thời tiết. Nếu điều kiện thời tiết bình thường, thời gian làm héo khoảng 18÷20 giờ. Nếu thời tiết ẩm ướt, thời gian làm héo khoảng 36÷38 giờ. Trong thời gian làm héo, thường xuyên đảo rũ chè để đảm bảo chè được làm héo đều đặn trong toàn bộ khối chè. Khi kết thúc một đợt làm héo, phải tiến hành vệ sinh sạch các dàn trước khi cho chè mới vào, không để chè đã héo lẫn vào chè mới. 45 Phương pháp làm héo tự nhiên có ưu điểm là nguyên liệu héo đều, chất lượng tương đối cao, ít tốn năng lượng và rẻ tiền nhưng nhược điểm của nó là chất lượng bán thành phẩm không ổn định, phụ thuộc thời tiết, tốn diện tích xây dựng, tốn nhân công, năng suất thấp, thời gian kéo dài và không chủ động trong sản xuất. - Làm héo nhân tạo: Là phương pháp dùng không khí đã được điều chỉnh các thông số như nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ di chuyển của không khí để làm héo chè tươi. Phương pháp này có thể được tiến hành trong các phòng nóng, máy héo hoặc hộc (máng) héo. + Làm héo trong phòng nóng: Nguyên liệu chè được rải vào các tầng của phòng làm héo. Phòng làm héo có trang bị quạt hút không khí và quạt đẩy hơi nóng vào, khống chế nhiệt độ trong phòng 40÷450C, ở nhiệt độ này thời gian làm héo là 5÷6 giờ. Sau 1 giờ thay đổi không khí trong phòng một lần bằng cách sử dụng quạt hút và đẩy. + Làm héo chè bằng hộc (máng) héo: Hộc héo có thể được chế tạo hoàn toàn bằng sắt thép hoặc từ các vật liệu xây dựng khác (gạch, tre, gỗ …). Tuỳ thuộc vào quy mô sản xuất mà hộc héo được chế tạo theo các kích cỡ khác nhau, nhưng phải đảm bảo các điều kiện: Thuận tiện cho quá trình đưa chè Hình 3.7. Hộc (máng) làm héo chè vào và lấy chè ra cũng như quá trình vệ sinh, lưu lượng không khí phải được phân bố đều trên toàn bộ diện tích bề mặt sàn dùng để rải chè héo. Chè búp tươi nguyên liệu được rải đều trên mặt sàn thoáng và tĩnh với tỉ lệ 20÷25kg/m2. Không khí dùng để làm héo chè có nhiệt độ 38÷400C, độ ẩm tương đối 30÷40%, lưu lượng 15000÷18000m3/h, vận tốc 5÷10 m/s. Rải chè xong phải bật quạt cung cấp và lưu thông không khí ngay, cứ 1÷2 giờ đảo rũ đều chè một lần, trong khi đảo chè không được dừng quạt cung cấp không khí. Thời gian héo chè bằng hộc kéo dài từ 4÷ 6 giờ. Làm héo chè theo phương pháp này có ưu điểm là chè héo có chất lượng tương đối tốt và đồng đều, chủ động điều tiết đươc thời gian cũng như chất lượng chè héo. Khi chè nguyên liệu ít có thể dùng hộc héo để bảo quản nguyên liệu rất tốt, hoặc dùng làm dàn héo tự nhiên. Tuy nhiên, nếu dùng phương pháp này thì tốn nhiều diện tích xây dựng, tốn nhiều nhân công để rải và thu chè nguyên liệu. Xu hướng hiện nay trong sản xuất chè đen đang sử dụng nhiều biện pháp làm héo chè bằng hộc héo, có nước đã dùng hộc héo cơ giới hoá (có cấu tạo như 1 tầng của máy héo) (Hình 3.8). + Làm héo chè bằng máy héo: Khi làm héo bằng máy, thời gian làm héo có thể rút ngắn từ 18 giờ xuống còn 6 giờ (so với làm héo tự nhiên). Với thời gian đó các biến đổi 46 sinh hoá cần thiết vẫn kịp xảy ra và sản phẩm chè đen thu được có chất lượng tương đối tốt. Máy héo gồm khoảng 5 băng tải đặt song song, so le và chuyển động ngược chiều nhau, mỗi băng tải được ghép từ các vỉ kim loại, bên dưới có quạt thổi và lò đốt có nhiệm vụ cấp không khí nóng. Khi làm việc, chè tươi được băng tải tiếp liệu vận Hình 3.8. Làm héo bằng hộc héo cơ giới hóa chuyển và phân phối đều, liên tục vào máy héo với độ dày lớp chè 20÷22cm. Không khí dùng để làm héo chè có nhiệt độ 42÷480C, độ ẩm tương đối chÌ vµo 20÷30%, lưu lượng không khí thổi vào máy 3 tốc độ 55.000÷65.000m /h, không khí 8÷10 m/s. Trong máy §êng h¬i héo, chè được làm héo và lần lượt §êng nguyªn liÖu đi qua 5 tầng băng tải ra ngoài, tuỳ thuộc vào từng loại chè và Hình 3.9. Máy làm héo chè điều kiện khí tượng mà thời gian làm héo có thể từ 85÷270phút và năng suất của máy có thể từ 450÷750kg búp tươi/giờ. Sau khi làm héo, không khí thải ra có nhiệt độ 30÷320C còn độ ẩm không khí ra khỏi máy khoảng 70÷80%. Máy làm héo làm việc theo nguyên tắc dòng song song, nguyên liệu đi từ băng tải trên xuống băng tải dưới, còn không khí nóng đi theo hướng từ dưới lên, ngược chiều nguyên liệu. Khi làm héo, ẩm trong nguyên liệu ở các băng tải phía trên thoát ra một cách từ từ, khuếch tán nội diễn ra kịp thời, đi dần xuống băng tải phía dưới, nhiệt độ cao hơn, giúp ẩm thoát ra một cách mãnh liệt, đảm bảo yêu cầu độ ẩm đạt được của giai đoạn làm héo. Làm héo nhân tạo có ưu điểm là không phụ thuộc vào thời tiết, năng suất cao do rút ngắn được thời gian làm héo, tiết kiệm được diện tích nhà xưởng, chi phí vận hành thấp nhưng tốn năng lượng và chi phí thiết bị. Để tiết kiệm thời gian và giữ được chất lượng của chè, có thể kết hợp cả hai phương pháp làm héo tự nhiên và nhân tạo bằng cách định kỳ thổi không khí nóng và mát bằng quạt gió. Cần lưu ý không được thổi không khí ẩm vào lớp chè, tốc độ gió không được vượt quá 2÷3m/s và nhiệt độ không khí nhỏ hơn 380C. 47 Tất cả các phương pháp làm héo chè đều được kiểm tra bằng các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng làm héo: độ ẩm còn lại của chè héo, mức độ héo đồng đều ≥ 90%, các chỉ tiêu cảm quan là lá mềm dẻo, cuống bẻ không gãy, màu lá chuyển thành màu xanh xám, ngửi chè có mùi thơm, ít mùi hăng. 1.2.3. Vò chè và sàng chè vò Trong lá chè tươi, enzyme hầu như tồn tại ở dạng liên kết (trong lá chè non chiếm trên 80%, còn trong lá chè già lại chiếm đến 100%), do đó, muốn phát huy tác dụng của các enzyme này thì phải phá vỡ tế bào thực vật để enzyme tiếp xúc tốt với cơ chất, đồng thời giúp oxy không khí xâm nhập sâu vào trong dịch chiết tế bào. Công đoạn vò sẽ làm dập tế bào lá, giúp nước ép của chè thoát ra và sau khi sấy khô sẽ đọng lại trên bề mặt lá làm cho cánh chè óng ánh hơn, dễ tan vào nước tạo ra hương vị đặc biệt của chè đen. Chính vì vậy, màu nước và vị chè tốt hay xấu có liên quan trực tiếp tới quá trình vò chè. Vò không đủ mức dù chè đen hay chè xanh nước pha và màu sắc đều nhạt. Mặt khác, dịch bào thoát ra ngoài sẽ giúp tanin và các hợp chất khác có điều kiện tiếp xúc với oxy không khí, xảy ra quá trình oxy hóa, tạo mùi, vị riêng cho sản phẩm. Nói cách khác, công đoạn vò chè trong sản xuất chè đen sẽ giúp chuẩn bị cho quá trình lên men. Đồng thời công đoạn vò chè còn có tác dụng làm cho búp chè xoăn chặt lại, tạo dáng gọn đẹp và giảm thể tích khối chè, tiện lợi cho các công đoạn chế biến, bảo quản và vận chuyển sau này. Sau khi vò, chè được đem đi sàng, nhằm phân loại, tách riêng các phần chè vụn đã đủ độ dập tế bào đưa đi lên men để tránh cho các phần chè này bị nát vụn nếu vò tiếp, tách các phần chè to chưa đủ độ dập tế bào đi vò tiếp, đồng thời làm tơi các phần chè bị vón cục, làm mát chè vò và cung cấp thêm oxy cho quá trình lên men. Ngoài ra, trong khi vò, do ma sát giữa các lá chè với nhau hoặc giữa chè với vỏ máy sẽ làm phát sinh ra nhiệt, vì thế việc sàng chè vò nhằm mục đích làm nguội khối chè sau khi vò. Đối với sản xuất chè OTD, quá trình phá vỡ tế bào và định hình gồm các công đoạn vò chè và sàng chè. Còn đối với sản xuất chè CTC, quá trình này bao gồm các công đoạn sàng tơi, nghiền, cắt CTC và tạo viên. a. Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình vò chè Khi vò, trong chè có những biến đổi rõ rệt về cả tính chất vật lý, hóa lý và tính chất hóa sinh. * Biến đổi vật lý Trong quá trình vò chè, dưới tác dụng của lực cơ học, thành tế bào của lá chè sẽ bị vỡ ra, dịch bào thoát ra bề mặt của lá chè làm tăng khả năng kết dính. Khối chè bị vò sẽ thay đổi về thể tích, kích thước, những phiến lá chè sẽ xoăn chặt, thẳng và nhỏ, ánh bóng tạo nên ngoại hình đẹp cho sản phẩm. Các phần lá có độ non khác nhau sẽ biến đổi khác nhau nên chúng dần bị tách riêng thành từng phần riêng biệt. Sau mỗi lần vò, việc tiến hành phân loại sẽ tách được từng phần búp chè theo độ non. Đồng 48 thời, dưới tác dụng của lực ma sát, khối chè sẽ có hiện tượng tăng nhiệt độ. Phụ thuộc vào cường độ vò mà mức độ tăng nhiệt độ sẽ thay đổi, thông thường khoảng 4÷60C. * Biến đổi hóa lý Biến đổi hóa lý quan trọng nhất trong giai đoạn này là hiện tượng hấp phụ oxy trong khối chè. Lượng oxy hấp phụ chiếm tỷ lệ 70% tổng lượng oxy cần thiết trong quá trình lên men chè. Điều này có thể nhận thấy qua sự oxy hóa mạnh tanin trong nguyên liệu chè dưới xúc tác của các men oxy hóa để tạo nên các sản phẩm màu. * Biến đổi hóa học và hóa sinh Trong quá trình vò chè, do hiện tượng dịch bào thoát ra bề mặt của lá chè nên một số thành phần dễ bị oxy hóa như polyphenol, chlorophyl, vitamin C,…sẽ bị oxy hóa với oxy. Mức độ oxy hóa phụ thuộc vào hoạt lực của enzyme trong chè, mức độ vò chè và khả năng tiếp xúc với oxy. - Chlorophyl và màu sắc lá chè: Sau lần vò I, màu lá chè héo từ xanh vàng chuyển sang màu hung hung đỏ và sau lần vò thứ II, III chuyển sang màu đồng đỏ. Hàm lượng chlorophyl giảm rõ rệt, nếu xem hàm lượng chlorophyl trong chè héo là 100% thì sau khi vò ba lần, hàm lượng chlorophyl chỉ còn 30 %. Điều này rất thuận lợi cho sản xuất chè đen. - Tanin: Trong quá trình vò, lượng tanin giảm liên tục, nếu trong chè héo hàm lượng tanin là 23,6 % thì sau lần vò I sẽ còn 23,3 %, sau lần vò II còn 19,8 % và sau lần vò III còn 17,5 %. - Chất thơm: Trong quá trình vò, hàm lượng các chất bay hơi tạo hương thơm tăng lên rõ rệt. Trong quá trình này có sự tích lũy các sản phẩm dễ bay hơi như: benzaldehyt, benzylphenol, hexanol... - Pectin: Hàm lượng pectin giảm trong khi vò chè. Trong chè héo, hàm lượng pectin khoảng 3,4%, sau khi vò còn 2,2%. Nguyên nhân là do có sự lên men xảy ra trong khi vò chè, một phần hydrat pectin biến thành acid pectic làm cho hàm lượng pectin giảm. - Hàm lượng vitamin C cũng giảm rất nhiều sau khi vò chè. b. Một số lưu ý trong quá trình vò Do nhiệt độ trong khối chè vò tăng lên không ngừng nên phải tiến hành thông gió để giảm nhiệt độ xuống, tránh khối chè bị hâm nóng. Nhưng khi thông gió lại dễ dẫn đến khối chè bị khô lớp bề mặt, do đó, không khí thổi vào khối chè phải có độ ẩm cao để tránh làm bay hơi nước từ lá chè vò. Tuy nhiên, các máy điều tiết không khí hiện có chỉ đảm bảo xử lý ra không khí có độ ẩm tương đối 90%, trong khi đó, để tránh làm khô lớp chè vò cần không khí có độ ẩm ≥ 95%, nên phải phun ẩm bổ sung. c. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình vò - Lượng chè héo đưa vào máy vò: Tùy thuộc vào thể tích của thùng vò, trong thực tế, lượng chè héo đưa vào thùng vò chiếm 75 ÷ 85 % thể tích của thùng vò. 49 - Mức độ làm héo chè: Nếu chè được làm héo ở mức độ nhẹ thì không được dùng áp lực mạnh khi vò và phải rút ngắn thời gian vò. Ngược lại, nếu lá chè bị làm héo quá mức thì cần phải tăng cường áp lực vò để phá vỡ tế bào và giúp lá chè có độ xoăn theo yêu cầu. - Nhiệt độ, độ ẩm tương đối và tốc độ lưu thông không khí + Nhiệt độ không khí tối ưu: 20÷220C, về mùa hè nhỏ hơn 300C. + Độ ẩm tương đối của không khí: ≥ 95%. + Tốc độ lưu thông không khí trong phòng vò: ≥ 2m/giây. - Tốc độ quay của mâm vò: Tốc độ quay của mâm vò có ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm. Tùy theo chất lượng chè héo đem vò và điều kiện của phòng vò mà khống chế tốc độ quay của mâm vò cho thích hợp. Nếu tố độ quay thấp thì chè xoăn tốt, còn nếu tốc độ quay mạnh thì chè sẽ mảnh. - Thời gian vò: Nếu tốc độ vò lớn thì thời gian vò giảm. Tuy nhiên cần phải làm thế nào để quá trình vò chè đạt được những yêu cầu đề ra về độ dập tế bào, tỉ lệ vụn nát... Thời gian vò chè non ngắn hơn vò chè già. Thời gian vò vào ngày nắng có thể rút ngắn. - Áp lực vò: nếu áp lực vò quá lớn thì lá chè dễ bị tổn thương, chè vụn nhiều, ngược lại nếu áp lực vò quá nhỏ thì quá trình vò sẽ không triệt để, màu nước pha chè đen thành phẩm sẽ nhạt, bả chè có những đốm xanh. Do đó, trong thực tế, ở lần vò I, người ta vò mở (không có áp lực) và trong lần vò II, III thì vò kín (có áp lực) xen kẽ với vò mở để nhiệt sinh ra trong quá trình vò dễ dàng tản đi. d. Các phương pháp vò chè Khi chế biến chè OTD, có thể thực hiện vò chè theo 2 phương pháp: thủ công hoặc cơ giới. * Vò chè thủ công (vò chè bằng tay): Cho chè héo vào trong các túi vải thưa hoặc trải chè héo trên các khay đan lưới rồi dùng tay để vò, phương pháp này ít được dùng trong sản xuất chè đen (Hình 3.10). Hình 3.10. Vò chè bằng tay * Vò chè cơ giới: Phương pháp này cho chất lượng sản phẩm cao, năng suất lớn. Quá trình vò được thực hiện trong các máy vò. Máy vò gồm các bộ phận chính là mâm vò, thùng vò và bộ phận truyền động. Thùng vò có hình trụ để chứa chè đã làm héo, có thể có nắp hoặc không có nắp. Mâm vò đặt ở đáy thùng, có cửa tháo chè vò. Mâm vò có thể đứng yên hoặc chuyển động lệch tâm so với thùng vò. Trên mâm vò có các gân tròn bố trí theo hình xoắn ốc, cả gân và nắp đều nhằm tăng thêm ma sát trong khối chè và tạo nên những lực xoắn cuộn khối chè khi vò. Khi thùng vò và mâm vò chuyển động lệch tâm sẽ tạo ra các lực nén, xé trong khối chè, làm cho búp chè xoăn lại theo sống lá (Hình 3.11.; Hình 3.12.). 50 Hình 3.11. Máy vò chè Hiện nay có nhiều chế độ vò chè đen khác nhau. Chè đen OTD thường có các biện pháp vò phổ biến sau: - Chế độ vò 3 - 3 - 3 1 Tiến hành vò 3 lần, bố trí 9 máy vò, mỗi lần vò kéo dài 40÷45 phút. Vò lần 1, tiến hành vò trên 3 máy vò mở. Lượng chè héo đưa vào mỗi cối từ 180÷200kg. Lần vò 2 và 3 tiến hành mỗi lần trên 3 máy vò ép để tăng cường áp lực, trọng lượng chè trên mỗi máy từ 140÷160kg, giữa các lần vò có sàng tơi chè vò để tách riêng các phần chè I, II và III. Phương pháp vò này khó cơ giới hoá, tốn nhiều sức lao động, hiện nay ít được áp dụng. - Chế độ vò 3 - 2 - 2 2 3 5 4 8 6 7 Hình 3.12. Cấu tạo máy vò chè 1. Phễu tiếp liệu; 2. Thùng vò; 3. Tai liên kết quay; 4. Cửa mở; 5. Tay quay; 6. Hộp giảm tốc và động cơ 7.Chân liên kết; 8 - Mâm vò Vò 3 lần trên các máy vò mở, bố trí 7 máy vò. Lần vò đầu trên 3 máy vò mở, trọng lượng chè héo trên mỗi máy 200-220kg. Lần vò 2 và 3, mỗi lần tiến hành trên 2 máy vò mở. Khối lượng chè vò lần 2, khoảng 220÷240kg/ máy và 200÷220kg/ máy với lần vò 3. Nếu áp dụng phương pháp vò 3 lần, thì độ dập của tế bào phần III phải đạt 74÷80%. Ở lần vò cuối cùng, lượng tanin trong lá chè không được giảm quá 25÷30% (±5%) so với lượng tanin có trong lá chè. Tỉ lệ vụn thấp, cánh chè xoăn chặt nhưng phải thẳng và nhỏ. Do đó trước khi đưa chè đi vò lần 3 phải xác định độ dập tế bào của phần chè này để quyết định thời gian vò. Sau khi vò, chè được đưa sang máy sàng tơi, phân loại. 51 11 22 33 44 77 5 5 88 66 99 Hình 3.13. Máy sàng tơi - phân loại chè vò 1. Phễu tiếp liệu; 2. Trục phối đều sản phẩm; 3. Động cơ điện; 4. Lưới sàng; 5. Tay quay và trục khuỷu; 6. Động cơ và hộp số; 7. Khung sàng; 8. Xe chở sản phẩm; 9. Khay Máy sàng tơi - phân loại chè vò: Sàng gồm bộ phận cấp liệu với các lô có răng để đánh tơi và phân phối nguyên liệu cho đều, mặt sàng làm bằng lưới thép hoặc tấm kim loại đục lỗ và bộ phận truyền động. Chè vò được cấp đều và đánh tơi một phần nhờ bộ phận cấp liệu xuống mặt sàng, tại đây nhờ lực rung do bộ phận truyền động tạo ra mà chè được phân thành 2 phần là phần lọt sàng và phần trên sàng. Thời gian sàng từ 5÷8 phút/lượng chè của 1 máy vò. Sau khi sàng tơi, các phần chè đều được chuyển ngay sang khâu lên men tiếp theo. Máy sàng tơi chè vò phải được làm sạch một cách thường xuyên, không để cho lá chè bám lại trên lưới sàng. Đối với chè đen chế biến theo phương pháp CTC (Cut - Tear – Curl), sau khi làm héo, vò nghiền, chè được đưa vào các thiết bị vò chè CTC. Trong các thiết bị này diễn ra đồng thời 3 quá trình: cắt lá chè, xé lá chè nhờ lực ma sát và vò các mảnh chè. * Vò nghiền: Là giai đoạn sơ chế chè trước khi đưa vào cắt CTC, làm cho kích thước chè nhỏ lại, mềm đều dựa vào cơ chế nén ép, vò xé và cắt nhỏ của thiết bị. - Thiết bị vò nghiền: Là một máy nghiền dạng trục vít, trên mặt cắt ngang của trục có 4 dao bố trí theo hình chữ thập. Mặt cắt của vỏ máy cũng có 4 dao bố trí đối xứng và là phần bù của 4 dao hình chữ thập trên trục. Bề mặt tất cả các dao này đều gợn sóng. Các dao trên trục nằm so le với các dao trên vỏ máy. Khi trục quay, chè héo được nén, ép qua các khe hở giữa dao trên trục và dao trên vỏ máy, nhờ đó mà được nghiền. Dao cắt chữ thập mở lớn cho năng suất cao nhưng cắt chè không nhỏ, dao cắt chữ thập mở tối đa năng suất cắt đạt tối đa 1200kg/giờ và năng suất đạt tối thiểu 600kg/giờ, nhưng phải đảm bảo chè được vò - nghiền - cắt mịn. - Yêu cầu kỹ thuật: Chè phải được vò nghiền - cắt đều, mịn, không có các mảnh lá to, khi cắt chè không được làm chảy nước. Chè nắm trong tay mềm đều bóp mạnh hơi có nước rỉ ra ở kẽ tay là được 52 * Cắt CTC Công đoạn này giúp hoàn thành giai đoạn cắt, nghiền, vò, xé làm cho chè nhỏ và mịn đồng đều, đảm bảo độ dập tế bào của lá chè ở mức cao nhất. Chè sau khi qua nghiền đạt yêu cầu thì cho chạy qua máy cắt CTC. Máy gồm 2 trục dao cắt với tốc độ theo tỷ số 1/10 (thường một trục quay 70vòng/phút, trục còn lại quay 700vòng/phút). Hệ thống máy cắt lắp theo từng dãy liên tục từ 3÷5 máy, qua mỗi máy cắt chè được làm nhỏ đi 1 cấp và đạt độ dập tế bào gần đến 90÷95% khi chè qua khỏi hệ thống máy cắt. 700v/p 70v/p Kh«ng khÝ Khi làm việc, nhờ băng tải đưa chè nghiền đi vào giữa 2 trục, tại đây chè Hình 3.14. Sơ dồ nguyên lý của máy cắt chè chịu lực cắt của các dao sắc trên trục và được cắt nhỏ ra. Trong quá trình cắt phải điều chỉnh khoảng cách giữa 2 trục dao cắt theo chiều ngang và theo chiều dọc, để quá trình cắt được đều đặn. Trong quá trình cắt do ma sát sinh nhiệt, và nhiệt toả ra từ các biến đổi sinh hoá, làm cho nhiệt độ của hệ trục cắt và khối chè tăng nhanh, do vậy phải có quạt để làm mát 2 trục dao cắt và chè, đồng thời cung cấp thêm oxy để quá trình lên men diễn ra đồng đều trong toàn bộ khối chè. Tuỳ thuộc vào nguyên liệu và điều kiện thực tế mà điều chỉnh tốc độ quạt cho phù hợp. Ngoài ra, cần điều chỉnh độ dày của lớp chè trên băng tải (băng tải chống dính) cho phù hợp, độ dày lớp chè trên hệ thống băng tải thường là 0,75÷1cm. Khi chè trên các băng tải đã được cắt hết, dừng máy từ máy cắt đầu tiên đến máy cuối cùng sau đó vệ sinh sạch sẽ hết chè đọng ở băng tải, trục, góc chết trên máy CTC hoặc chè rơi vãi. Sau khi cắt CTC, chè phải nhỏ mịn, đều, xanh tự nhiên. * Tạo viên Sau khi vò - nghiền - cắt trên các thiết bị chuyên dùng, khối chè keo thu được thường bị dính lẫn xơ nên phải tiến hành quá trình tạo viên đặc biệt trên thiết bị dạng thùng quay. Thiết bị tạo viên là một thùng quay có tốc độ 30 vòng/phút, thành thùng được làm bằng tấm kim loại và thùng được đặt nghiêng khoảng 100 (hướng xuống dưới theo chiều dây chuyền) so với phương ngang. Chè sau khi cắt mịn được đưa vào thiết bị tạo viên. Nhờ thùng quay và có độ dốc nên chè sẽ tham gia 2 chuyển động: tịnh tiến về phía trước và trượt tròn trên thành thùng, cùng với những chất kết dính của búp chè mà chè được tạo thành dạng viên. Sau khi tạo viên khối chè tơi xốp hơn, do đó quá trình lên men chè được tốt hơn. 53 1.2.4. Lên men Quá trình lên men chè đen là một quá trình biến đổi sinh hoá phức tạp dưới tác dụng xúc tác của hệ men có sẵn trong lá chè tươi. Đây là giai đoạn quan trọng nhất và là yếu tố quyết định đến chất lượng của chè đen. Trong sản xuất chè đen (đặc biệt là sản xuất chè đen theo phương pháp truyền thống), quá trình lên men được tính ngay từ công đoạn làm héo. Những biến đổi sinh hoá cần thiết để tạo nên chất lượng của chè đen xảy ra từ giai đoạn héo, sang giai đoạn vò những biến đổi này được phát triển dần lên và đến giai đoạn lên men thì nó được phát huy đầy đủ và tạo lên những biến đổi sâu sắc cả về chất và lượng của những hợp chất có trong chè. Nhờ có những biến đổi đó mà tanin chè bị oxy hoá dưới tác dụng của men, tạo lên các sản phẩm có màu và hương vị đặc biệt của chè đen mà không một loại chè nào có được. Như vậy, quá trình lên men được thực hiện nhằm tạo điều kiện thích hợp để hệ enzyme oxy hóa (chủ yếu là polyphenoloxydase và peroxydase) hoạt động, xúc tác cho các phản ứng oxy hóa polyphenol. Chè sau khi lên men phải mất đi màu xanh, mùi hăng, không còn vị chát; Có màu đỏ, mùi thơm đậm và dịu. a. Những biến đổi xảy ra trong quá trình lên men * Biến đổi vật lý: Khi lên men, lá chè sẽ xoăn lại. Đồng thời nhiệt độ khối chè tăng lên do các phản ứng oxy hoá toả nhiệt nhưng sau đó, nhiệt độ bắt đầu giảm đi khi quá trình lên men kết thúc. Điều này giúp ta có thể dựa vào nhiệt độ khối chè để kết thúc quá trình lên men. * Biến đổi hóa sinh: Trong thời gian lên men, quá trình oxy hoá xảy ra làm cho thành phần hoá học của chè bị biến đổi sâu sắc và chuyển sang trạng thái không hoà tan, do đó hàm lượng chất hoà tan giảm đi. - Biến đổi tanin: Trong thời gian lên men, tanin chè bị biến đổi sâu sắc cả về lượng và chất. Hàm lượng tanin giảm 50% so với tổng lượng ban đầu trong lá chè tươi, tanin giảm đi phần lớn là để tạo thành các sản phẩm màu, mùi, vị đặc trưng của chè đen, một phần nhỏ tanin kết hợp với protein tạo thành các hợp chất không tan. Sự biến đổi của tanin trong quá trình lên men chè vò là do cả 2 loại enzyme: peroxydase va polyphenoloxydase gây ra. Enzyme peroxydase tạo ra các sản phẩm không màu hoặc màu sữa khi oxy hóa tanin có trong chè vò, đây là sản phẩm quyết định vị của chè đen. Còn enzyme polyphenoloxydase oxy hóa tanin để tạo ra những sản phẩm có màu đỏ, màu đặc trưng của chè đen. - Sự biến đổi chất thơm: Trong quá trình lên men dầu thơm bị biến đổi tương đối sâu sắc do quá trình oxy hoá tăng mạnh, tạo ra những thành phần phức tạp của chất thơm làm cho chè 54 đen có hương thơm đặc biệt. Nếu như chất thơm trong giai đoạn héo tăng lên rất ít thì trong quá trình lên men hàm lượng các chất thơm đạt cực đại ở giờ thứ 3 thứ 4 (ngửi có mùi thơm hoa tươi quả chín). - Sự biến đổi protein và các chất khác: Protein: Trong thời gian lên men, các protein phức tạp không tan bị thuỷ phân thành các protein hoà tan và các acid amin, chính các acid amin này có vai trò quan trọng trong việc tạo thành các hương thơm của chè đen. Một phần protein tác dụng với tanin tạo thành hợp chất không tan. Đây là một biến đổi không có lợi. - Glucid: Trong quá trình lên men, các phản ứng thủy phân bởi enzyme được thực hiện. Tinh bột bị thủy phân thành dextrin và đường đơn giản. Hàm lượng monosaccharid tăng và hàm lượng disaccharid giảm xuống, sự biến đổi này có ý nghĩa quan trọng, vì các đường monose sẽ tham gia vào giai đoạn oxy hoá bước hai, tạo thành vị và hương thơm của chè đen thành phẩm. Ngoài ra, trong giai đoạn này, hàm lượng protopectin giảm, hàm lượng pectin tăng lên. - Các chất khác: Hàm lượng lipid bị thay đổi do quá trình thuỷ phân một số lipid tạo thành các acid photsphoric, chỉ số acid tăng, điều đó lý giải trong quá trình lên men độ pH chuyển sang môi trường acid. Các vitamin cũng thay đổi lớn, vitamin C bị phá huỷ mạnh. Chlorophyl bị biến đổi mãnh liệt, chính vì vậy mà lá chè tươi sau khi lên men chuyển từ màu xanh vàng sang màu đồng đỏ (hung đỏ, đỏ nâu sáng). b. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men * Nhiệt độ Trong quá trình lên men chè đen, hoạt tính của enzyme ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ và thời gian lên men, nhưng hoạt tính của enzyme mạnh hay yếu lại thay đổi tuỳ theo nhiệt độ. Những phản ứng sinh hoá xảy ra dưới tác dụng của enzyme cũng tuân theo một nguyên tắc chung là khi nhiệt độ của môi trường phản ứng tăng lên 100 thì tốc độ phản ứng tăng lên từ 2÷3 lần, tức là nhiệt độ càng cao thì lên men càng nhanh. Nhiệt độ tối thích của enzyme oxy hóa nằm trong khoảng 40÷550C, nếu nhiệt độ quá cao thì protein có trong thành phần của enzyme bị đông tụ lại, enzyme mất khả năng xúc tác. Trong thực tế, khi lên men chè đen, người ta thường khống chế nhiệt độ không vượt quá 300C. Theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học về ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ lên men và chất lựợng của chè khi tiến hành lên men thì: + Nếu lên men ở nhiệt độ 80C: Gọi là lên men lạnh + Nếu lên men ở nhiệt độ 250: Gọi là lên men thường + Nếu lên men ở nhiệt độ 350: Gọi là lên men nóng Lên men nóng: thời gian lên men chỉ cần 2÷3 giờ. Trong thời gian lên men nóng tổn thất về chất hoà tan và tanin hoà tan lớn, thậm chí sau hai giờ lên men, xảy ra rất mãnh liệt và nhanh chóng; cũng trong thời gian đó sự tạo thành các chất màu xảy ra tương đối chậm và chỉ đạt tới mức độ cao nhất sau 3 giờ lên men. Như vậy sau 3 giờ 55 lên men, khi quá trình có thể gọi là kết thúc (theo màu sắc) thì sản phẩm thu được có hàm lượng tanin hoà tan và các chất hoà tan rất ít, vị của chè sản phẩm trở nên rất nhạt Lên men thường: Thời gian lên men mất từ 4÷5 giờ. Khi lên men ở điều kiện này thì hàm lượng tanin và chất hoà tan giảm đi rõ rệt, ở giờ lên men thứ 4, trong khi đó sự tích luỹ các chất màu của chè chỉ có thể đạt tới mức độ cao nhất sau 6 giờ lên men. Lên men lạnh: Thời gian lên men kéo dài tới 8÷9 giờ. Trong điều kiện này, quá trình lên men xẩy ra từ từ và đều đặn. Khác hẳn với hai phương pháp trên, lên men ở nhiệt độ thấp làm cho sự tổn thất về chất hoà tan và tanin xảy ra chậm hơn so với sự tạo thành các chất màu, cho nên ở cuối giai đoạn lên men khi yêu cầu về màu sắc của chè đã đạt được thì tổn thất về chất hoà tan đạt ở mức tối thiểu. Như vậy dùng phương pháp lên men lạnh tuy thời gian có kéo dài nhưng có thể giữ lại trong chè được một lượng lớn các chất hoà tan và tanin, đồng thời sự tích luỹ của các chất màu và những chất thơm của chè đạt tới giá trị cực đại. Do đó sản phẩm thu được có chất lượng cao hơn. Nhưng vì dùng quá trình lên men lạnh thì thời gian chế biến bị kéo dài, nhà máy phải trang bị thiết bị làm lạnh cho nên phương pháp này được áp dụng ít trong thực tế. Thông thường, nhiệt độ lên men chè đen thường được tiến hành ở 20÷240C. * Độ ẩm Độ ẩm ở đây bao gồm cả độ ẩm của chè vò và độ ẩm của không khí trong phòng lên men. Lá chè sau khi vò được đưa vào lên men cần phải có độ ẩm nhất định. Độ ẩm của lá chè vò quá ít hay quá nhiều cũng đều gây trở ngại cho quá trình lên men. Nếu quá thấp thì thời gian lên men kéo dài, nếu quá cao thì thời gian lên men sẽ ngắn nhưng chè sau lên men sẽ có màu ám đen, từ đó làm cho màu sắc nước pha không đẹp. Trong khi lên men, nếu thời tiết khô ráo thì lá chè khô lại do nước trong lá bị bốc hơi làm cho các phản ứng hoá học xảy ra rất chậm. Do đó luôn phải đảm bảo cho chè một độ ẩm từ 60÷67% (chè OTD) và 70÷72% (chè CTC), đồng thời độ ẩm tương đối của phòng lên men phải đảm bảo ở mức độ thích đáng. Trong thực tế sản xuất, phòng lên men luôn luôn có độ ẩm không khí lớn hơn 95% nhưng không được tạo thành các hạt sương, giọt nước bám trên bề mặt lá làm ướt khối chè. Cũng như trong công đoạn vò, người ta phải phun ẩm bổ sung để đạt độ ẩm không khí cần thiết. * Cung cấp không khí và sự thông gió Khi tế bào bị vò dập, lập tức xảy ra quá trình oxy hóa hợp chất tanin trong chè nghĩa là quá trình lên men được thực hiện. Độ dập tế bào của lá trong khối chè vò càng cao, thì các phản ứng oxy hóa xảy ra càng mạnh, càng đòi hỏi phải cung cấp không khí mới đủ oxy cho quá trình lên men. Nếu không quá trình lên men sẽ không diễn ra hoặc diễn ra với kết quả không mong muốn. Sản phẩm tạo thành khi thiếu oxy là các chất không màu, không vị do polyphenol tác dụng với H2O2. Tương tự như khi vò, do nhiệt độ trong khối chè khi lên men không ngừng tăng, thường vượt quá nhiệt độ phòng trên 100C, cho nên khi lên men cũng cần phải tiến hành thông gió để giảm nhiệt độ xuống, tránh khối chè bị hâm nóng gây ra hiện tượng 56 lên men quá mức cục bộ ở nhiệt độ cao, làm giảm nhanh các chất hòa tan của chè trong khi còn chưa đạt yêu cầu về tạo màu cho chè đen. Đồng thời, việc thông gió còn giúp chè lên men không bị chua thiu do phun ẩm (phun ẩm sẽ làm phòng lên men chứa đầy không khí ẩm). Đặc biệt là khi lên men chè theo phương pháp CTC, do quá trình lên men xảy ra liên tục trong quá trình cắt-nghiền-xé trong máy CTC, toàn bộ đọt chè trong khối chè héo đưa qua máy trong một thời gian rất ngắn, đã được làm dập và phá vỡ tế bào trên 90÷95% nên nhiệt độ khối chè tăng lên đột ngột. Vì thế, cần phải làm nguội nhanh và cung cấp oxy cho chè lên men. Cũng cần lưu ý thêm là khi thông gió phải dùng không khí sạch để tránh không làm chè đen bị bám mùi vị lạ. * Độ dày của lớp chè rải trên khay đặt trong phòng lên men Độ dày của lớp chè rải trên khay phụ thuộc vào mức độ non già của chè đem lên men. Trong cùng một điều kiện về làm héo và vò chè thì chè già cần rải dày để tận dụng sự tăng nhiệt độ thúc đẩy quá trình lên men (do chè già khó lên men hơn). Ngược lại, chè non cần rải mỏng, chiều dày lớp chè dao động trong khoảng 4÷8cm. Độ dày của lớp chè rải trên khay còn phụ thuộc vào thời tiết, nếu trời nóng thì rải mỏng, trời lạnh thi rải dày. * Thời gian lên men Nếu lên men trong thời gian ngắn quá thì sản phẩm sẽ có vị chát, màu sáng, chè không thơm., nhưng nếu lên men trong thời gian quá dài thì vị sẽ nhạt, màu tối, có mùi chua. Trong cùng điều kiện lên men, thời gian lên men phụ thuộc vào mức độ non già, mức độ héo và mức độ vò nguyên liệu. Nguyên liệu nếu qua làm héo và vò đúng mức thì với nguyên liệu non, thời gian lên men ngắn và ngược lại. Riêng đối với chè chế biến theo phương pháp CTC thì do khối chè đã được lên men đồng thời ngay khi vào máy cắt chuyên dùng CTC nên tổng thời gian lên men chè được rút ngắn lại. * pH pH của dịch nước ép cũng có ảnh hưởng đến quá trình lên men. Theo nghiên cứu cho thấy rằng, dịch nước ép có tính thiên acid sẽ làm tăng hoạt tính của enzyme, nhưng nếu pH quá thấp sẽ có tác dụng ngược. pH phù hợp cho quá trình lên men chè đen là 5÷6. c. Các phương pháp lên men Khi lên men, các nhà sản xuất thường phải lựa chọn những đều kiện thích hợp để thúc đẩy phản ứng oxy hóa hình thành nên teaflavin và tearubigin với một tỷ lệ phù hợp, nhằm tạo ra tính chất cảm quan đặc trưng về vị và màu sắc của nước pha chè tùy theo yêu cầu của người tiêu dùng. Quá trình lên men chè đen có thể được thực hiện theo phương pháp lên men gián đoạn (lên men trong các khay, hộc hay trên sàn các phòng lên men) 57 hoặc lên men liên tục (lên men trong các máy dạng băng tải). * Lên men gián đoạn Hiện nay đa số các nhà máy chế biến chè đen theo phương pháp OTD đều áp dụng hình thức lên men độc lập, tĩnh hoặc bán động tại phòng lên men và dùng khay có lỗ để chứa chè lên men. Các khay đựng chè lên men thường làm bằng nhôm, nhựa hay gỗ có đục lỗ ở đáy, khay thường đặt trên các giá đỡ hoặc được xếp thành hình chữ thập lên nhau nhưng không được chồng quá 8 khay, cũng có thể xếp trên các dàn di động hay hộc lên men. Hình 3.15. Lên men gián đoạn a. Trên sàn phòng lên men; b. Trong hộc Lá chè sau khi vò được trải phẳng, đều trên sàn nhà phòng lên men hay các khay, xếp vào xe và đưa vào phòng lên men.. Cần đảm bảo sự thông thoáng khí giữa các khay lá chè. Bề dày của lá chè trong khay không quá 4cm đối với chè nhỏ và không quá 8cm đối với chè lớn. nhiệt độ phòng lên men cần giữ trong khoảng 20÷240C. Độ ẩm tương đối của không khí phải lớn hơn 90%. Trong quá trình lên men phải cung cấp đủ khí oxy cho lá chè bằng cách thông gió. Cứ sau 15 phút, toàn bộ lượng khí trong phòng lên men cần được đổi mới. Tổng thời gian lên men khoảng 4÷5 giờ kể từ khi bắt đầu vò chè hay khoảng 2÷3 giờ kể từ khi rải chè vào khay. Riêng đối với chè đen chế biến theo phương pháp CTC, tuy thời gian lên men được rút ngắn nhưng do khối chè được làm héo ở mức độ nhẹ (theo độ ẩm của chè héo) nên độ tơi xốp không cao. Vì vậy, khi lên men loại chè này, người ta thường sử dụng biện pháp lên men bán động. Khi sử dụng khay hoặc nền nhà thì phải đảo trộn hoặc lên men động 22 trên băng tải. Cũng có thể lên 33 men trong các máy lên men 66 55 chuyên dùng, cung cấp đầy đủ 44 không khí mát, ẩm và giàu 1 1 oxy. * Lên men liên tục Nếu dùng máy lên men liên tục: Bộ phận chính của máy là một băng tải vô tận 77 Hình 3.16. Thiết bị lên men 1. Nguyên liệu vào; 2. Thanh trải xoắn ốc; 3, 5. Thanh đảo trộn; 4. Băng tải; 6. Phễu cấp ẩm; 7. Nguyên liệu ra 58 được ghép từ các vỉ kim loại, bên dưới băng tải là các hộc cung cấp và phân phối hơi ẩm, bên trên có các đầu đo nhiệt độ đầu vào và đầu ra của chè lên men. Ngoài ra còn có bộ phận cấp liệu, bộ phận đánh tơi. Khi chè vò được cấp lên băng tải, nhờ có hơi ẩm cung cấp đều đặn và bộ phận đánh tơi mà quá trình lên men được diễn ra tốt nhất. Chè đi hết chiều dài của băng tải thì hoàn tất quá trình lên men. d. Các giai đoạn của quá trình lên men Quá trình lên men có thể nói là bắt đầu ngay từ khi làm héo. Tuy nhiên, khi tính thời điểm ban đầu cho quá trình lên men, người ta thường tính từ giai đoạn vò và hoàn thành ở cuối giai đoạn lên men. Nói chung quá trình lên men chè đen thường kéo dài từ 4÷5 giờ kể từ khi bắt đầu vò, và được chia làm hai giai đoạn, tuy nhiên việc phân chia này chỉ mang tính tương đối vì theo quan điểm hoá sinh: vò và lên men được coi như một quá trình thống nhất. * Giai đoạn thứ nhất: Kể từ khi bắt đầu vò đến khi vò xong. Trong thời gian này các chất có trong chè chủ yếu là thành phần catechine của tanin bị oxy hoá dưới tác dụng xúc tác của các enzyme oxy hoá, để chuyển thành octhoquinon. Octhoquinon là một hợp chất trung gian có tính oxy hoá mạnh, có thể oxy các hợp chất khác hoặc một số octhoquiynon ngưng tụ thành các sản phẩm có màu. Vì vậy ở cuối giai đoạn vò có thể thấy lá chè (cả cuộng chè) chuyển từ màu xanh sang màu đồng đỏ (có thể là hỗn hợp màu đồng đỏ với màu đỏ hơi vàng và màu xanh). * Giai đoạn thứ hai: Tính từ khi kết thúc giai đoạn vò, đem chè rải vào thiết bị, dụng cụ lên men và đưa vào phòng men cho đến khi đưa đi sấy. Trong thời gian giữ chè ở phòng lên men, phòng luôn luôn được giữ trong một điều kiện ổn định về độ ẩm, nhiệt độ, lưu thông không khí,…, đảm bảo phòng lên men tuỵêt đối sạch. Thời gian lên men ở giai đoạn này thường kéo dài 2÷3 giờ. Khi lá chè có màu đồng đỏ, toả hương thơm dễ chịu, vị chè chuyển sang vị chát dịu thì đình chỉ ngay sự lên men và kết thúc giai đoạn này. Để xác định được thời điểm kết thúc lên men, chúng ta có thể dựa vào cách kiểm tra như sau: Nhìn màu sắc, ngửi hương thơm: Lá chè có màu hơi vàng hoặc đồng đỏ, ngửi mùi thoáng hương thơm dễ chịu thì có thể kết thúc lên men để đưa chè đi sấy. Lá chè có màu nâu là lên men quá mức; Lá chè có màu xanh hoặc đốm xanh là lên men chưa đạt. Nếu có mùi chua là lên men quá mức, còn nếu sản phẩm sau lên men vẫn còn mùi hăng xanh có nghĩa là lên men chưa đạt yêu cầu. Theo dõi nhiệt độ của chè lên men: Trong thời gian lên men nhiệt độ khối chè tăng lên, tiến hành theo dõi khi nhiệt độ tăng đến cực đại và bắt đầu giảm xuống thì kết thúc lên men chè. 59 Chè CTC có màu nước đẹp, vị chát dịu hơn nhưng thoáng hăng và chè cấp cao không thật thuần khiết, hương vị thoáng lộ hương vị chè cấp thấp hơn chè đen OTD. Để khắc phụ nhược điểm này, người ta đã sử dụng phương pháp chế biến chè đen theo phương pháp song đôi. Thực chất của phương pháp chế biến song đôi là sau khi chè nguyên liệu được làm héo thì vò máy 2 lần, sau đó dùng sàng tách các phần lọt sàng có chất lượng tốt đưa đi lên men, phần chè to không lọt sàng sau lần vò thứ 2 được đem đi cắt ở máy cắt CTC rồi cho đi lên men riêng. Sản phẩm cuối cùng sau khi làm khô và phân loại sẽ là chè cánh cấp cao và chè viên cấp thấp. 1.2.5. Sấy chè đen Sấy khô là công đoạn cuối cùng trong sản xuất chè đen nhằm đình chỉ hoạt tính của men, đình chỉ quá trình lên men để cố định những chất có giá trị đã được tạo ra và tích lũy trong quá trình lên men. Phát huy hương thơm và tạo ra một số hương thơm mới cho chè thành phẩm. Khi sấy chè, độ ẩm của chè giảm xuống, làm khô chè, điều này sẽ giúp chè cố định hình dáng, màu sắc của chè, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển, bảo quản và các công đoạn chế biến sau được thuận lợi. Ngoài ra, việc sấy chè còn giúp tiêu diệt các loại vi sinh vật phát triển ở các giai đoạn khác như: nấm mốc, vi khuẩn Chè sau khi sấy phải đạt được độ sấy đồng đều, không có mùi khét, độ ẩm còn lại khoảng 3÷5%; dùng tay nắm không bị vón, bóp nhẹ thì nát vụn; chè khô có màu đen hoặc nâu đen; có mùi thơm, vị đậm dịu và màu nước sau khi pha lần 1 có màu đỏ. a. Những biến đổi lý, hoá trong quá trình sấy khô chè * Biến đổi lý học Chè sau khi lên men mất đi màu đồng đỏ và chuyển dần sang màu đen bóng. Sợi chè xoăn chặt lại, thể tích, trọng lượng khối chè đều giảm. Chè khô đi và dòn, độ bền cơ học giảm và dễ vỡ. Có thể nói quá trình làm khô là quá trình sinh ra nhiều chè vụn nhất trong quy trình chế biến chè đen. Ngoài ra, khi sấy khô, hàm lượng ẩm sẽ giảm dần do sự bay hơi nước. * Biến đổi hoá học Do sử dụng nhiệt độ cao trong thời gian sấy nên trong lá chè xảy ra hàng loạt các biến đổi hoá học: Hoạt tính của men bị đình chỉ hoàn toàn dưới tác dụng của nhiệt độ cao, đây là biến đổi cơ bản nhất trong quá trình sấy khô chè đen. Một số hương thơm được tạo ra trong quá trình lên men bị mất đi (mùi táo chín) và một số hương thơm đặc trưng mới được tạo thành như: mùi hoa hồng, caramen... Sự tổn thất của tinh dầu có thể khác nhau, phụ thuộc vào điều kiện sấy mà trước hết là chế độ nhiệt và chế độ không khí. Lượng tinh dầu bị tổn thất có thể lên đến 60%. Tất cả các chỉ số hoá học của tinh dầu đều giảm, trừ chỉ số acid. 60 Hợp chất nitơ có sự thay đổi lớn, hàm lượng của chúng đều giảm, do có sự chuyển hoá các hợp chất nitơ hoà tan thành không tan nằm lại trong lá chè và có sự phân giải NH3 thoát ra. Tanin và chlorophyl hầu như không biến đổi. Các vitamin bị biến đổi mạnh, đặc biệt là vitamin C. Hàm lượng glucose, saccharose, tinh bột giảm đi không nhiều nhưng những biến đổi của chúng rất quan trọng trong việc tạo hương thơm cho chè thành phẩm - kết quả của sự caramen hoá. b. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy khô chè * Nhiệt độ và thời gian sấy Sau khi lên men, chè phải được sấy ở nhiệt độ cao để tiêu diệt men và sau đó dùng nhiệt độ thích hợp để sấy khô chè. Trong thực tế sản xuất, tuỳ theo điều kiện cụ thể, nhất là căn cứ vào mức độ lên men để qui định nhiệt độ sấy cho thích hợp. Nếu chè đã được lên men đúng mức thì phải dùng nhiệt độ cao, sấy nhanh để phòng trừ lên men quá mức làm cho vị chè nhạt đi; nếu mức độ lên men chưa đủ nhưng do điều kiện sản xuất yêu cầu phải sấy trước thì nhiệt độ sấy nên thấp đi và kéo dài thời gian sấy. Nhiệt độ sấy phụ thuộc vào phương pháp sấy. * Tốc độ, độ ẩm không khí nóng Nói chung trong một mức độ nhất định, không khí nóng thổi vào máy sấy càng chậm thì càng tốt vì ít gây tổn thất về hương thơm, tuy nhiên, điều này lại dễ dẫn đến hiện tượng hơi ẩm thoát ra do không được vận chuyển ra ngoài mà ảnh hưởng ngược lại đối với chất lượng của chè. Trong sản xuất chè để đảm bảo thời gian sấy và năng suất của máy sấy, người ta thấy rằng, tốc độ thích hợp nhất để thổi không khí nóng vào máy sấy là 16000m3/giờ, lượng không khí nóng này đảm bảo cho tốc độ chuyển động của không khí qua lớp chè bằng 0.5m/giây. * Độ dày lớp chè trên băng chuyền Đối với chè đen, ngay từ giai đoạn vò người ta đã phân loại thành các phần chè to nhỏ khác nhau, nói chung phần chè càng nhỏ thì độ non càng cao và thuỷ phân càng nhiều nhưng độ xốp lại kém và ngược lại phần chè to thì già hơn, thuỷ phân ít, độ xốp kém và cồng kềnh, cho nên trong thời gian sấy phải qui định chế độ sấy riêng cho từng loại. Trong thực tế sản xuất thường quy định chung cho các phần chè ở hai lần sấy như nhau. Lần thứ nhất: 2.0÷2.5kg chè lên men/1m2 băng chuyền Lần thứ hai: 3÷4.5kg chè/ 1m2 c. Phương pháp sấy Để thực hiện quá trình sấy, có thể dùng thiết bị sấy băng tải hoặc thiết bị sấy tầng sôi và có thể tiến hành sấy một lần hoặc hai lần phụ thuộc vào trạng thái của chè đem sấy. Cụ thể là chè đen chế biến theo phương pháp OTD thì có thể áp dụng chế độ sấy một lần cho cả hai thiết bị sấy trên, còn chè đen chế biến thao phương pháp CTC thì chỉ áp dụng được chế độ sấy một lần trong thiết bị sấy tầng sôi. 61 Với thiết bị sấy băng tải, nếu sấy 1 lần thì nhiệt độ sấy khoảng 95÷1000C, thời gian sấy 23÷25 phút. Nếu tiến hành sấy 2 lần thì ở lần 1, nhiệt độ sấy khoảng 90÷950C, thời gian sấy 15 phút, sau khi sấy độ ẩm của chè đen còn lại là khoảng 18% ; ở lần 2, nhiệt độ sấy khoảng 80÷900C, thời gian 15 phút, sau khi sấy chè khô có độ ẩm 3÷5%. Giữa hai lần sấy, chè khô được rải mỏng để làm nguội, mục đích chủ yếu của giai đoạn này là làm cho độ ẩm trong tất cả các búp chè phân phối lại cho đồng đều và di chuyển ra bề mặt lá chè. Khi sấy chè, tốc độ chuyển động của không khí nóng không được lớn hơn 0,5m/s. Độ dày lớp chè khoảng 20÷30mm. Sản phẩm chè CTC do có kích thước nhỏ nên khi sấy, yêu cầu vỉ sấy trong máy sấy phải có lỗ nhỏ. Đối với máy sấy tầng sôi, khi sấy cần lưu ý: - Cấp chè vào máy sấy: Yêu cầu tốc độ cấp chè vào máy sấy phải đồng đều và liên tục để đảm bảo quá trình sôi được ổn định. Nếu cấp chè ít thì chè bị bay, dễ bị cao lửa hoặc cháy, đồng thời năng suất máy giảm, lãng phí nhiên liệu. Nếu cấp chè nhiều thì chè sẽ khó sôi và dễ bị ẩm, khê. Quá trình cấp chè còn ảnh hưởng đến độ sôi sủi của chè từ đầu khay đến cuối khay. Nếu sôi sủi đều chứng tỏ cấp chè đúng quy trình yêu cầu. Độ cao của lớp chè tầng sôi phải đạt từ 3÷5cm. - Cấp không khí nóng: Khi cấp không khí nóng vào máy phải đảm bảo nguyên lý sôi, và phải điều chỉnh lượng gió nóng sao cho mức sôi của lớp chè vừa phải và đồng đều trên toàn bộ khay sấy. Nếu lưu lượng không khí quá lớn gây sôi trào, làm chè bay ra ngoài và ngược lại. Khi sấy bằng máy sấy tầng sôi thì nhiệt độ sấy chè đen OTD là 1000C trong thời gian 24 phút. Còn đối với chè CTC thì nhiệt độ sấy là 940C trong thời gian 24 phút. Nhiệt độ không khí ẩm ra khỏi máy là 540C. Hiện nay trong sản xuất người ta còn áp dụng phương pháp sấy một lần ở nhiệt độ từ 1200C trở lên. Phương pháp này nâng cao được hiệu suất sử dụng máy nếu đảm bảo đúng các điều kiện kỹ thuật thì chất lượng của chè vẫn được đảm bảo. Tuy nhiên, vì nguyên liệu chè tươi ban đầu có độ đồng nhất kém nên gây khó khăn cho quá trình khống chế kỹ thuật nếu sử dụng phương pháp sấy này. Các thiết bị sấy chè phổ biến trong công nghiệp, được chế tạo trên nguyên tắc ngược dòng: nhiệt độ của không khí giảm dần theo mức độ chuyển động từ dưới lên trên trong buồng sấy do tổn thất nhiệt vào việc đun nóng và bốc hơi, trong lúc đó nhiệt độ của lá chè tăng dần theo mức độ chuyển động của chè từ trên xuống dưới. Ta có thể điều chỉnh thế sấy của không khí bằng cách tăng lượng không khí thổi vào, thay đổi độ dày lớp chè hoặc thay đổi tốc độ chuyển động của băng chuyền, điều chỉnh áp suất hơi của không khí thổi vào (tăng nhiệt độ của không khí nóng). 62 Thiết bị sấy băng khÝ ra tải gồm các bằng chuyền song song Cöa vµo chuyển động cùng chiều hoặc ngược chiều. Nếu chuyển động cùng chiều thì băng chuyền có cấu tạo là được ghép từ các vỉ kim loại xếp khÝ vµo Cöa ra khít, cố định một đầu và được đỡ trên một gờ, ở mỗi đầu của băng Hình 3.17. Thiết bị sấy băng tải chuyền gờ này sẽ bị cắt đi làm cho các vỉ kim loại cứ đến vị trí này sẽ quay theo chiều thẳng đứng làm cho chè rơi xuống nhánh dưới. Dưới cùng là bộ phận cấp khí nóng. Khi làm việc, chè sẽ được vận chuyển lần lượt theo các nhánh của băng chuyền và đi từ băng chuyền trên xuống băng chuyền dưới, còn khí nóng đi từ dưới lên trên làm cho chè khô dần. Nếu các băng chuyền di chuyển ngược chiều thì nguyên liệu sẽ đi từ nhánh có tải của băng chuyền trên xuống nhánh có tải của băng chuyền dưới và đi theo chiều ngược lại. Nhờ không khí nóng mà nguyên liệu cũng được khô dần đến độ ẩm yêu cầu. 1.2.6. Phân loại, đấu trộn chè đen bán thành phẩm Sau khi sấy khô ta thu được chè đen bán thành phẩm. Tuy bán thành phẩm đã được phân thành các phần chè to, nhỏ khác nhau nhưng vẫn chưa đồng đều về kích thước, hình dạng và phẩm chất. Chúng là một hỗn hợp của các phần chè non già, to nhỏ, nặng nhẹ khác nhau, cho nên trước khi đưa ra thị trường tiêu thụ phải qua giai đoạn phân loại. Việc phân loại sẽ giúp phân hạng chè thành phẩm, tạo ra độ đồng đều về kích thước và độ non, già của từng nhóm chè thành phẩm, tạo ra sản phẩm chè phù hợp với thị hiếu tiêu dùng và loại bỏ được các tạp chất lẫn trong chè. Phân loại chè bán thành phẩm là một quá trình gia công cơ học rất phức tạp, phụ thuộc vào loại sản phẩm mà khách hàng yêu cầu, tuy nhiên cũng phải tuân theo một nguyên tắc chung của phân loại là dựa vào tính chất lý học của bán thành phẩm mà phân chúng thành từng loại chè tốt xấu có độ to nhỏ, nặng nhẹ, non già khác nhau. Quá trình phân loại chè đen OTD được thực hiện bằng các sàng phân loại có kích thước lỗ khác nhau. Còn đối với chè đen CTC thì thường không cần phải thực hiện quá trình phân loại. Sau khi phân loại bán thành phẩm thành nhiều số chè khác nhau, chú ý xếp riêng các số chè cùng tên thành từng chồng. Sau đó lấy mẫu pha trộn thử, dùng cảm quan đánh giá chất lượng của chè đã trộn với nhau và định ra tỷ lệ pha trộn. Sau khi quyết định công thức pha trộn chè thành phẩm, trao cho người phụ trách phần trộn chè theo đơn 63 đã quy định để tiến hành. Để đấu trộn có hiệu quả, cần dựa vào những căn cứ như TCVN: 1454 - 1993 Chè đen rời, đơn đặt hàng của khách hàng, hợp đồng mua bán, mức chất lượng của các loại chè hiện có hoặc theo tiêu chuẩn của nhà máy. Thường thì chỉ đấu trộn chè cánh hoặc chè mảnh, còn chè vụn thì đem sản xuất chè hòa tan. Một loại chè thường đấu 2 hay nhiều thành phần chè khác nhau, theo những tỷ lệ khác nhau. Có thể đấu trộn bằng tay (đấu trộn thủ công) hoặc đấu trộn bằng máy trộn kiểu thùng quay. Sau khi pha trộn xong, dựa vào kích thước, hình dáng, chè đen thành phẩm được phân hạng thành ba loại chè chủ yếu sau đây: + Chè cánh hay chè sợi gồm có: OP, P, PS, FP và S. + Chè mảnh hay chè gẫy gồm có: BOP, BP, BPS, FBOP. + Chè vụn gồm có F, OF và D Đặc điểm của các loại chè thành phẩm: OP - Gồm chủ yếu là phần tôm và lá thứ nhất của búp chè, có lẫn một ít cuộng búp non. Nó là loại chè có chất lượng cao, non, hình thức bên ngoài đẹp, xoăn chặt, có màu đen bóng. Nước pha có màu đỏ tươi, trong sáng, vị chát dịu, hương thơm cao. P - Cũng là loại chè tương đối non gồm chủ yếu lá thứ hai và phần non của lá thứ ba, cánh chè đều, sợi to nhưng chặt. Nước pha có màu sắc, hương vị tương đối tốt. PS - Chủ yếu gồm đoạn giữa của lá thứ ba, sợi chè thô ít xoăn, vị chát, màu nước tương đối đậm nhưng độ tươi sáng kém, thuộc loại chè có chất lượng bình thường. S - Gồm chủ yếu là phần già của lá thứ ba, lẫn lá đơn, sợi thô, xốp, màu nước kém, vị nhạt, hơi đắng. Hiện nay, chè S thường được chuyển thành chè mảnh bằng cách trong thời gian phân loại tăng cường số lần đem chè đi cắt vụn ở máy cắt. BOP - Thuộc loại chè mảnh, độ non rất cao, chủ yếu gồm phần gãy của tôm, phần gãy của lá thứ nhất, có nhiều tuyết vàng, nhỏ đều. Nước pha có màu đỏ tươi, đậm, trong suốt, vị chát mạnh hợp khẩu vị, hương thơm cao. Nó là một trong những loại chè thành phẩm có chất lượng cao nhất và được thị trường tiêu thụ rất ưa thích. BP - Gồm chủ yếu mảnh gẫy của lá thứ hai và một phần mảnh gẫy của lá thứ nhất. Hình dáng bên ngoài gần giống loại chè BOP nhưng không có tuyết vàng. Màu nước đậm nhưng kém đỏ tươi, vị chát mạnh, thuộc loại chè tương đối tốt. BPS - Gồm chủ yếu mảnh gẫy của lá thứ ba, lá đơn và một phần mảnh vụn của lá thứ hai. Hình dáng bên ngoài to hơn loại chè BOP và BP. Màu nước đậm nhưng tối, vị chát đắng. FBOP - Là sản phẩm chè được đấu trộn bởi 3 loại chè F1, BOP và BP (F1 - phần gãy của BOP và BP, tương đối non, có nhiều tuyết). F - Gồm chủ yếu chè vụn bị nát ra trong quá trình phân loại, màu nước tối, vị đắng chát. 64 D - Gồm loại chè bột, màu nước đục, vị đắng chát. Bên cạnh việc đánh giá chất lượng sản phẩm dựa vào kích thước và hình dạng, một số chỉ tiêu hóa lý của chè đen cũng được quan tâm như độ ẩm, hàm lượng polyphenol, tỷ lệ teaflavin và tearubigin, hàm lượng caffeine. Ngoài ra, người ta còn đánh giá chất lượng chè đen qua các tính chất cảm quan như mùi, vị và màu sắc của nước pha. Chè thành phẩm được để riêng lấy chính phẩm, hoặc đấu trộn tạo ra sản phẩm theo tiêu chuẩn của Việt Nam, phù hợp với tiêu chuẩn xuất khẩu hoặc theo yêu cầu của thị trường tiêu thụ. Bảng 3.1. Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm chè đen Orthodox (OTD) (theo TVCN 1454- 1993) TT Loại chè Ngoại hình Màu nước Hương Vị Xoăn, tương đối đều, đen tự nhiên, thoáng tuyết Đỏ nâu sáng, rõ viền vàng Thơm đượm Đậm dịu, có hậu FBOP Nhỏ, mảnh gẫy của OP và P tương đối đều, đen có tuyết Đỏ nâu đậm, có viền vàng Thơm đượm Đậm có hậu P Tương đối xoăn, tương đối đều đen, ngắn hơn OP Đỏ nâu sáng, có viền vàng Thơm dịu Đậm, dịu 4 PS Tương đối đều, đen hơi nâu, hơi khô, thoáng cọng nâu Đỏ nâu Thơm vừa Đậm, vừa 5 BPS Tương đối đều, mảnh gãy của PS, đen hơi nâu Đỏ nâu hơi Thơm nhẹ nhạt ít đậm 6 F Nhỏ đều, đen hơi nâu Đỏ nâu đậm Thơm nhẹ Đậm hơi nhạt 7 D Nhỏ, mịn, sạch Đỏ nâu hơi Thơm nhẹ tối Chát hơi gắt 1 2 3 OP Bảng 3.2. Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm chè đen CTC (theo TVCN 1454- 1993) TT Loại chè Ngoại hình Màu nước 1 BOP Đen hơi nâu, nhỏ lọt Đỏ nâu, có Thơm đượm Đậm có hậu đặc trưng lưới 10÷14 đều, sạch viền vàng 2 BP Đen hơi nâu, nhỏ lọt Đỏ nâu đậm, Thơm đượm Đậm có hậu lưới 14÷24 đều, sạch có viền vàng đặc trưng 65 Hương Vị TT Loại chè Ngoại hình Màu nước Hương Vị 3 OF Đen nâu, nhỏ đều lọt Đỏ nâu đậm lưới 24-40, sạch Thơm trưng đặc Đậm 4 PF Đen nâu, nhỏ đều lọt Đỏ nâu đậm lưới 40 - 50, sạch Thơm trưng đặc Đậm 5 D Nâu đen nhỏ, mịn lọt Đỏ nâu hơi Thơm nhẹ lưới 50, sạch tối Đậm hơi gắt Bảng 3.3. Chỉ tiêu lý hóa của sản phẩm chè đen OTD và CTC (theo TVCN 1454-1993) TT Tên chỉ tiêu Mức Mức (OTD) (CTC) 1 Hàm lượng chất tan (%, không nhỏ hơn) 32 2 Hàm lượng chất tanin (%, không nhỏ hơn) 9 3 Hàm lượng cafein (%, không nhỏ hơn) 1,8 4 Hàm lượng chất xơ (%, không lớn hơn) 16,5 5 Hàm lượng tro tổng số (%) 4-8 6 Hàm lượng tro tạp chất không tan trong acid (%, không lớn hơn) 1 7 Hàm lượng tạp chất lạ (không tính tạp chất sắt (%, không lớn hơn) 0,2 8 Hàm lượng chất sắt (%, không lớn hơn) 9 Độ ẩm (%, không lớn hơn) 7,0 10 Hàm lượng vụn (%, không lớn hơn): - Chè OP, P, PS - Chè FBOP - Chè BP, BPS 3 22 10 11 Hàm lượng bụi (%, không lớn hơn): - Chè OP, P, PS - Chè FBOP, BPS - Chè F 0,5 1 5 12 Khối lượng thể tích (g/ml), không nhỏ hơn - BOP - BP - OF - PF -D 66 0,001 0,35 0,35 0,42 0,42 0,42 1.2.7. Bao gói, bảo quản chè thành phẩm Chè là một sản phẩm hút ẩm, hút mùi lạ rất nhanh và mạnh do đó, nếu không được bao gói và bảo quản tốt thì rất dễ bị meo mốc, có mùi bất thường và giảm phẩm chất nhanh chóng. Việc bao gói sẽ giúp đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm; bảo quản và vận chuyển sản phẩm được thuận lợi; tăng giá trị thương phẩm và giữ được phẩm chất của sản phẩm sau chế biến. Trong quá trình bảo quản, hương vị chè nếu bị thay đổi thì nguyên nhân chủ yếu là do độ ẩm chè tăng lên. Ngoài độ ẩm thì ánh sáng cũng có những tác động quan trọng không kém. Theo Jim Harran - một người chuyên nghiên cứu chè ở New York cho biết “độ ẩm và ánh sáng là hai yếu tố cần tránh khi bảo quản chè”, trong đó, độ ẩm là yếu tố có nguy cơ gây hỏng chè cao hơn là ánh sáng. Do đó, việc bảo quản chè trước hết phải xuất phát từ hai yếu tố này. Như vậy, chè phải được bảo quản kín trong môi trường khô ráo, không có mùi vị lạ. Để đảm bảo được chất lượng chè thì ngoài tránh độ ẩm và ánh sáng thì bao bì dùng bao gói sản phẩm cũng góp phần quan trọng. Nếu lựa chọn bao bì không hợp lý, chè sẽ bị lão hóa nhanh theo thời gian, màu sắc của nước pha, mùi và vị giảm mạnh. Bao bì bao gói chè thành phẩm có thể làm bằng tre, gỗ, sành sứ, PE hoặc carton. Thông thường, chè chè được đóng vào hộp, thường bằng cacton hoặc bằng kim loại, trọng lượng của mỗi hộp tùy theo yêu của khách hàng hoặc theo tiêu chuẩn của nhà máy, bên trong hộp có 3 lớp giấy, 2 lớp giấy thường và 1 lớp giấy bạc ở giữa. Yêu cầu đặt ra cho một đơn vị sản phẩm là đảm bảo độ kín, đủ khối lượng, đúng chất lượng của từng loại sản phẩm và bao bì đã đăng ký, thuận tiện khi sử dụng. Tất cả các loại chè đen được đóng đầy, chặt trong thùng gỗ có kích thước 450 x 450 x 500mm và 400 x 400 x 500mm, có lót giấy thiếc, giấy chống ẩm. Khi chè đóng vào thùng cần có độ ẩm dưới 7,5%. Tuy nhiên, độ ẩm có thể thay đổi tùy theo quy định của các nước nhập khẩu. Việt Nam đã có TCVN 1457 - 83 chè đen, chè xanh. Bao gói, ghi nhãn, vận chuyển và bảo quản. Tiêu chuẩn này áp dụng cho chè xuất khẩu. Khi bảo quản chè, cần lưu ý: - Kho bảo quản phải khô ráo, sạch sẽ, không có mùi vị lạ, thoáng khí, nhiệt độ không khí trong kho không được quá cao, độ ẩm không khí trong kho l thì nguyên nhân làm tuột vỏ chủ yếu là sự va đập giữa hạt cà phê với thiết bị và va đập giữa hạt cà phê với nhau, nên tuột vỏ ít, hiệu suất xát thấp. + Nếu l > δ > b thì các nguyên nhân làm tuột vỏ đều phát huy tác dụng tốt. + Nếu δ > a thì toàn bộ đều bị tuột vỏ nhưng bị vỡ nát nên không dùng được. Vậy việc điều chỉnh khe hở giữa trục và dao xát cần phải thận trọng mới nâng cao được hiệu suất xát. * Yêu cầu của xát khô Cà phê sau khi xát khô thì nhân phải nguyên vẹn, tỷ lệ vỡ nát là tối thiểu, tỷ lệ cà phê thóc hoặc cà phê quả còn sót lại là thấp nhất và mức độ quạt sạch vỏ phải cao. 124 3.2.3. Đánh bóng cà phê nhân - Cà phê nhân sau khi xát vẫn còn lại một lớp vỏ lụa mỏng màu ánh bạc, đó là lớp thứ tư của vỏ quả, lớp này chủ yếu là cellulose, nó không giúp gì cho quá trình tạo thành chất lượng cho sản phẩm mà còn làm giảm giá trị cảm quan của nhân cà phê. Vì vậy cà phê nhân sau khi xát khô phải đưa đi đánh bóng để làm bong lớp vỏ lụa ra hoặc mòn đi, đó cũng là một chỉ tiêu không thể thiếu được của công nghiệp. - Trong quá trình làm việc, nguyên liệu được cho vào máy ở phễu nạp liệu, nhờ lực ma sát giữa hạt và hạt, giữa hạt và máy xuất hiện khi trục quay làm cho vỏ lụa của hạt được bong ra khỏi hạt. Hạt được dịch chuyển về cuối máy và đưa ra ngoài còn vỏ lụa và bụi nhờ quạt đẩy lên trên ra ngoài theo cửa khác. (Hình 5.13) 8 1 9 2 7 4 6 3 5 Hình 5.13. Máy đánh bóng cà phê nhân 1. Phễu nạp liệu; 2. Trục máy; 3. Vỏ máy; 4. Gờ thành vỏ máy 5. Cửa tháo sản phẩm; 6. Động cơ; 7. Bộ truyền động; 8. Cửa dẫn vỏ lụa và bụi; 9. Gờ của trục máy - Trong quá trình đánh bóng, do lực ma sát lớn làm tăng nhiệt độ của khối hạt, tạo điều kiện cho enzyme polyphenoloxydase và peroxydase hoạt động, phản ứng oxy hóa xảy ra, làm cho hạt cà phê sẫm màu, giảm chất lượng. - Yêu cầu vỏ máy và trục máy có cấu tạo cứng, chịu nhiệt tốt. Trục máy và vỏ máy thường được làm bằng hợp kim đồng thau để không làm ảnh hưởng đến màu sắc của nhân cà phê. Trong quá trình đánh bóng, nhiệt độ khối cà phê không được quá 550C và sạch bóng không được lẫn vỏ lụa quá 1,5%. - Đối với cà phê chè, lớp vỏ lụa không bám chắc vào nhân, do đó dễ đánh bóng. Cà phê vối vỏ lụa bám chắc vào nhân nên khó đánh bóng hơn. Vì thế khi đánh bóng cà 125 phê vối thường kèm theo tạo ẩm làm mềm vỏ lụa để quá trình đánh bóng được dễ dàng hơn. Cà phê nhân đánh bóng có kèm theo tạo ẩm được gọi là cà phê được rửa sạch. 3.2.4. Phân loại theo kích thước Cà phê sau khi ra khỏi máy đánh bóng người ta thường gọi là cà phê xô, bao gồm tất cả các loại cà phê xấu tốt, nặng nhẹ, vỏ thóc, vỏ lụa, mảnh vỡ to nhỏ, cà phê chưa bóc hết vỏ hoặc một phần vỏ, … cho nên người ta phải tiến hành phân loại cà phê xô ra các cỡ khác nhau theo kích thước (theo TCVN 4193-2005) để tiếp tục quá trình sau được dễ dàng. Dựa trên tính chất của hạt cà phê mà người ta bố trí loại lỗ sàng thích hợp cho 3 dạng phân loại như sau: - Phân loại theo chiều rộng R: thường dùng lưới sàng lỗ tròn hoặc vuông. Những hạt nào có R nhỏ hơn lỗ thì lọt qua sàng, còn hạt có R lớn hơn thì ở trên sàng. Chiều dài và chiều dày không ảnh hưởng. - Phân loại theo chiều dày d: thường dùng lưới sàng lỗ dài. Khi cà phê chạy qua sàng thì hạt nào có d nhỏ hơn chiều rộng của lỗ sàng sẽ lọt qua, những hạt lớn hơn thì ở lại, những hạt có chiều rộng khác nhau nhưng d như nhau cũng lọt qua được. - Phân loại theo chiều dài l: người ta thường dùng một thùng hình trụ có nhiều lỗ có chiều dài như nhau, thùng đặt nghiêng và quay với vận tốc 15 vòng/phút. Cà phê nhân có l nhỏ hơn chiều dài của lỗ sẽ lọt vào những ngăn gỗ hình chữ nhật. Hạt nào dài quá sẽ ở lại, khi thùng quay đến một độ cao nhất định thì các hạt này rơi vào một phễu dẫn ra ngoài. 8 9 10 11 1 2 3 4 6 5 7 Hình 5.14. Sàng phân loại theo kích thước 1. Cửa dẫn hạt trên sàng 20; 2. Cửa dẫn hạt trên sàng 18; 3. Cửa dẫn hạt trên sàng 16; 4. Cửa dẫn hạt trên sàng 13; 5. Cửa dẫn hạt dưới sàng 13; 6. Cần truyền động; 7. Trục lệch tâm; 8. Gàu tải; 9. Phễu nạp liệu;10. Lưới sàng; 11. Khung sàng; 126 Sàng gồm một khung có nhiều lớp sàng, nghiêng khoảng 100. Khi hoạt động, sàng lắc trong biên độ 6÷8cm. Phía trên sàng có quạt hút bụi và vỏ thóc, vỏ lụa của nhân cà phê, phía dưới mỗi tầng sàng có nhiều quả cầu cao su để khi sàng làm việc các quả cầu này nhảy và tống những hạt cà phê bị kẹt vào mắt lưới ra ngoài. (hình 5.14) Khi sàng làm việc gàu tải cấp nguyên liệu vào máy qua phễu nạp liệu vào máy. Khi sàng rung những hạt cà phê không lọt qua mỗi sàng được dẫn theo từng cửa riêng từ cửa 1 đến cửa 5. Khi cấp liệu, chú ý không để lớp nguyên liệu thưa quá sẽ có những hạt nhảy băng qua một số lỗ sàng, cũng như không để lớp nguyên liệu quá dày vì những hạt ở phía trên không tiếp xúc được với lưới sàng, làm cho hiệu suất sàng kém. Điều chỉnh quạt gió thích hợp sao cho cà phê sạch vỏ nhưng không để cà phê lép theo vỏ ra ngoài. - Ưu điểm: sàng gọn nhẹ, hiệu suất làm việc cao, phân loại chính xác và nhân cà phê ít bị kẹt vào mắt sàng. Ngoài ra, nếu ở những cơ sở sản xuất nhỏ thiếu máy thì có thể thay thế bằng sàng thủ công có lưới sàng thích hợp cho từng loại cà phê, từng cỡ hạt. Tuy nhiên nếu dùng sàng này tốn nhiều công, thao tác nặng nhọc và không phân được nhiều loại cỡ hạt. - Sàng phân loại theo trọng lượng gồm lưới sàng hình nón cụt đặt trong thùng sàng. Sàng lắc được là nhờ trục xoay lệch tâm và đối trọng. Bộ phận phân phối và khay rải liệu giúp cho nguyên liệu phân bố đều trên sàng. 1 22 3 4 5 6 8 9 7 10 Hình 5.15. Sàng phân loại trọng lượng 1. Gàu tải; 2. Bộ phận phân phối nguyên liệu; 3. Chốt chữ thập; 4. Khay rãi nguyên liệu; 5. Cửa dẫn hạt tốt 6. Lưới sàng; 7. Cửa loại hạt vỡ; 8. Cửa dẫn hạt chưa tách vỏ; 9. Đối trọng; 10. Trục xoay lệch tâm; 127 Khi làm việc, động cơ truyền chuyển động qua trục xoay lệch tâm cùng với đối trọng làm cho sàng lắc. Nguyên liệu được cho vào sàng qua bộ phận phân phối và khay rải liệu. Những hạt không lọt sàng được ra ngoài theo cửa dẫn hạt tốt, những hạt lọt sàng ra ngoài theo cửa hạt vỡ. Những hạt chưa tách vỏ có tỷ trọng nhỏ chúng dồn lại ở tâm sàng và được đưa ra ngoài theo cửa dẫn hạt chưa tách vỏ. Ngoài sàng lắc, người ta còn thường dùng máy phân loại theo tỷ trọng. Loại máy phân loại theo tỷ trọng phổ biến là Catador. (hình 5.16) - Nguyên lý của máy là dùng sức gió thổi hạt cà phê đang rơi ngược chiều từ trên xuống. Các hạt có tỷ trọng lớn sẽ vượt vượt qua sức gió rơi xuống dưới đáy còn hạt nhẹ bị đẩy lên trên. - Máy gồm một trục đứng có 3÷4 cửa phân loại, mỗi cửa có độ cao khác nhau và dẫn ra các kênh thu sản phẩm khác nhau, bên dưới bố trí các quạt thổi. 1 2 3 5 2 4 Hình 5.16. Catador phân loại theo tỷ trọng 1. Phễu nạp liệu; 2. Quạt gió; 3. Cửa loại tạp chất nhẹ; 4. Cửa sản phẩm ra; 5. Lưới chắn vật liệu Khi làm việc, cà phê đi vào cột thông gió gặp ngay luồng không khí chuyển động thẳng đứng ngược từ dưới lên và gây nên sự phân chia sản phẩm theo trọng lượng riêng của hạt. Các hạt nhẹ (cà phê lép, bạc bụng,..) sẽ bị thổi hắt lên tới đỉnh của máy rồi rơi xuống ra ngoài theo tạp chất nhẹ. Các hạt nặng (tức cà phê tốt và nguyên vẹn) sẽ không bị thổi mà rơi thẳng xuống đáy ra ngoài theo cửa thu sản phẩm. Quạt ly tâm có vận tốc 550÷620 vòng/phút, vận tốc gió 13÷15m/s. Năng suất máy từ 500÷600 kg/giờ. 128 3.2.5. Phân loại theo màu sắc Mục đích của phân loại theo màu sắc là để hạn chế số hạt lỗi (hạt đen, hạt nâu) nhằm đạt được màu sắc đồng đều, tăng chất lượng cảm quan. Có thể phân loại bằng thủ công hoặc bằng máy. Hạt tốt là những hạt có màu sắc tự nhiên của cà phê. Arabica có màu xanh xám, Robusta có màu vàng xanh, Excelsa có màu vàng nâu. a. Phân loại bằng thủ công Thường dùng sàng để nhặt hạt hạt đen, hạt nâu, hạt biến màu,..Có thể rải cà phê trên sàng hoặc trên bằng chuyền chạy với tốc độ 0,15m/s, công nhân dùng tay nhặt ra các hạt lỗi theo 3 nhóm: - Nhóm 1: hạt đen, màu nâu, lẫn vỏ. - Nhóm 2: hạt nâu sẫm, sâu đục, đốm bạc. - Nhóm 3: những hạt xấu còn lại. Năng suất lựa hạt là 50÷60kg/người/ngày, nếu đã qua phân loại bằng máy catador thì năng suất có thể đạt tới 100kg/người/ngày. b. Phân loại bằng mắt điện tử - Máy gồm bộ phận cấp liệu, bộ phận phân phối và dẫn nguyên liệu, mắt điện tử thực chất là một tế bào quang điện và bộ phận thu hồi sản phẩm. 2 1 3 4 6 5 Hình 5.17. Máy phân loại bằng điện 1. Phễu rung 2. Mắt điện tử 3. Máng dẫn 4. Van loại hạt hỏng 5. Ống dẫn hạt hỏng 6. Ống dẫn hạt tốt Khi làm việc cà phê từ phễu cấp liệu chảy theo các kênh dẫn qua mắt điện tử. Mắt điện tử sẽ nhận tín hiệu là ánh sáng phản xạ từ hạt cà phê rồi chuyển thành tín hiệu điện, sau đó khuếch đại đến thiết bị điều khiển. Thiết bị điều khiển nối với một 129 5 van điện từ sẽ đóng hoặc mở giúp loại bỏ những hạt cà phê có màu khác với màu nền đã cài đặt cho máy từ trước. Trong quá trình hạt dịch chuyển, những hạt lỗi được đẩy ra ngoài theo van loại hạt hỏng, còn hạt tốt theo ống dẫn hạt tốt ra ngoài. * Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phân loại - Dạng và tỷ lệ tạp chất - Ánh sáng - Màu sắc của bàn chọn hoặc băng chuyền - Độ ẩm của hạt 3.2.6. Phân loại theo lỗi Lỗi được tính bằng tổng số các loại hạt khuyết tật và các vật ngoại lai được tính chung với nhau hoặc riêng biệt. Số điểm lỗi được tính bằng cách nhân số lượng của mỗi loại khuyết tật hay tạp chất tìm thấy trong một mẫu 300g cà phê với hệ số điểm phạt tương ứng. Hệ số điểm phạt với mỗi loại lỗi được quy định theo trọng lượng hoặc kích thước của chúng.(bảng 5.3 và 5.4) Mỗi quốc gia, mỗi tuyến thị trường đều có những quy đinh riêng về hệ số điểm phạt cho mỗi loại lỗi, nhưng tất cả đều coi hạt đen là một đơn vị điểm phạt, điểm phạt của các loại lỗi khác thường được so sánh với hạt đen về mức độ làm giảm chất lượng nước pha khi thử nếm hoặc nguy cơ làm hỏng máy móc. Sự phân loại theo số lỗi thường gắn với sự phân hạng theo kích thước hạt, ở đó một hạng cà phê có kích thước nhất định sẽ được phép chứa tối đa bao nhiêu lỗi (theo cách đếm hoặc theo cách tính phần trăm trọng lượng). Bảng 5.3. Ảnh hưởng của lỗi trong cà phê nhân sống tới chất lượng cà phê rang và nước pha STT Tên lỗi Định nghĩa/mô tả đặc trưng Nguyên nhân Ảnh hưởng tới chất lượng Nhân bị hỏng từ ngoài đồng ruộng hoặc trong quá trình chế biến 1 Nhân đen - Nhân có hơn ½ hoặc - Một số loại bệnh hại Quá trình rang mặt ngoài bị đen quả như nấm hồng, bị chậm, nhân rang có màu - Nhân có ½ mặt ngoài khô cành, khô quả. bị đen. - Quả thu hoạch khi vàng đục và mùi bẩn, vị Nhân den thường có còn non, chưa trích nước pha chát cỡ nhỏ, có vỏ lụa dính lũy đủ chất khô và khé. Ảnh hưởng chặt và hình dạng xấu được giữ trong các rất nghiêm trọng bao, đống một thời xí. gian bị bốc nóng. - Bị lên men quá mức trong quá trình chế 130 STT Tên lỗi Định nghĩa/mô tả đặc trưng Nguyên nhân Ảnh hưởng tới chất lượng biến, phơi sấy. 2 Nhân đen - Nhân cà phê có ½ Tương tự như trên hoặc dưới ½ mặt một phần ngoài và bên trong bị đen. Tương tự như trên. Nghiêm trọng vừa. - Nhân có ½ hoặc dưới ½ mặt ngoài bị đen. 3 Nhân bị - Nhân cà phê hỏng do côn trùng côn trùng tấn công từ bên trong hoặc bên phá hoại. ngoài. Có ít nhất hai hoặc ba lỗ hoặc rảnh nhỏ trong nhân, đường kính từ 0,3 ÷ 0,5 mm. Do mọt đuc quả tấn công quả khi còn trên cây ở giai đoạn già gần chín. 4 Nhân nâu Nhân có màu nâu đậm sẫm. Quả chín nẫu và khô Nhân rang có xu trên cây, các nhân bị hướng ngả màu vàng đục và mùi lên men thối. bẩn. Nghiêm trọng vừa. 5 Nhân màu Nhân cà phê có màu Thiếu nguyên tố sắt (Fe) trong đất. Rất hổ phách/ vàng trong hiếm gặp ở cà phê vàng trong trồng trên đất đỏ bazan ở Tây Nguyên. Nước pha có vị chua axit kém, mùi vị xoàng. Không nghiêm trọng. 6 Nhân dạng Khuyết tật trong quá trình sinh trưởng và phát triển của hạt, do giống quyết định. Chín không đều so với nhân bình thường trong quá trình rang. Không nghiêm trọng. 7 Nhân lép dị Nhân cà phê có hình dạng không bình thường, khiến nó khác biệt rõ rệt với hình dạng nhân bình thường kể cả nhân “voi” và nhân “ba cạnh” teo Nhân bị lép, nhẹ. Khi rang màu cà phê sẫm hơn (cháy hơn) bình thường, mùi vị đằng khét. Nghiêm trọng vừa. Do cây bị thiếu dinh Không dưỡng hoặc bị khô hạn hưởng. trong thời kỳ già chín. 131 ảnh STT 8 Tên lỗi Tai/vỏ sò Định nghĩa/mô tả đặc trưng Nguyên nhân Nhân rỗng, bị khuyết Khuyết tật trong quá một phía và có hình trình sinh trưởng và dạng như vỏ sò. phát triển của hạt, do giống quyết định. Ảnh hưởng tới chất lượng Khi rang nhanh bị cháy hơn cà phê bình thường. Không nghiêm trọng. Nhân bị hỏng do thu hoạch hoặc chế biến 9 Nhân xanh non, nhân nhẹ chưa phát triển đầy đủ. Nhân cà phê chưa chín sinh lý, bề mặt hạt nhăn nheo. Loại này thường có vỏ lụa bám chặt, rất khó đánh bóng và thường có cỡ hạt nhỏ, khối lượng nhẹ hơn các nhân chín sinh lý. Thu hoạch quá sớm khi quả còn xanh. Màu sắc sau cùng của nhân phụ thuộc vào điều kiện phơi sấy, chế biến. Có màu từ xanh kim loại, lá cây sẫm đến gần như đen. Nước pha thiếu thể chất, thiếu vị chua acid, có mùi hăng và vị ngái, thậm chí có cả mùi hóa chất (phenol). Nghiêm trọng. 10 Nhân có Nhân cà phân có bề mặt ngoài như sáp sáp bọc trong mờ. Có màu từ vàng đến đỏ sẫm. Quả quá chín (chín nẫu) trên cây mới được thu hoạch. Quả chín thu về chậm chế biến, bị bốc nóng và lên men. Gây ra mùi vị khác nhau, từ mùi vỏ quả, mùi vị chua lên men đến mùi thối. Nghiêm trọng Hiếm thấy trên cà phê chế biến theo phương pháp khô vì không có quá trình xát vỏ quả tươi và rửa cà phê. Rang dễ bị cháy hơn so với nhân bình thường. Ít nghiêm trọng. Lỗi xảy ra trong quá trình chế biến 11 Nhân bị bẹp, bị trầy xước do máy xát tươi. Nhân cà phê chế biến ướt bị xay xát trong quá trình xát loại bỏ vỏ quả tươi hoặc bị dẫm đạp trong quá trình chế biến. Cũng có thể xuất hiện khi xát khô cà phê có độ ẩm hạt cao, thường có vết thâm nâu hoặc đen và hình dáng bị dập. 12 Mảnh vỡ Mảnh vỡ của nhân cà Lỗi thường gặp, xuất Gây khó khăn của nhân phê có thể tích nhỏ hiện chủ yếu trong quá trong khi rang, trình xát vỏ khô. hơn ½ nhân. có thể ảnh hưởng đến mùi 132 STT Tên lỗi Định nghĩa/mô tả đặc trưng Nguyên nhân Ảnh hưởng tới chất lượng vị. Không nghiêm trọng. 13 Nhân vỡ 14 Nhân chua Cà phê lên men quá (lên men mức, nhân có màu nâu quá mức). nhạt bên trong và gây ra vị chua khó chịu khi rang và pha. Ít thấy trong cà phê chế biến khô. Tuy nhiên cũng có thể xuất hiện nếu sau khi thu hoạch, lưu giữ quả tươi quá lâu mới đem phơi, hoặc do thời tiết không thuận lợi khi phơi, cà phê phơi dày mà ít được cào đảo. Nhân có màu vàng đục, mùi vị nước pha chua, thậm chí hôi, khó chịu. Nghiêm trọng. 15 Nhân thối Hạt còn sót lại trong máy xát tươi hoặc máy xát dập trong một thời gian dài, bị lên men thối rồi sau đó lẫn vào mẻ cà phê xát lần sau. Hiếm thấy trong cà phê chế biến khô. Nhân rang có màu vàng đục. Mùi vị nước pha chua, hôi, khó chịu. Rất nghiêm trọng. 16 Nhân có Nhân cà phê có các dấu vết đặc dấu vết màu khác lạ biệt trên bề mặt hạt, có thể vết xanh, trắng hoặc vết vàng. 17 Nhân còn Nhân cà phê còn một Chỉ gặp trong cà phê Có thể rang Không nằm trong phần hoặc toàn bộ vỏ chế biến ướt. Lỗi do được. thóc (vỏ trấu) bao bọc. máy xát khô không nghiêm trọng. vỏ thóc. loại bỏ hoàn toàn vỏ thóc. Không gặp trong cà phê chế biến khô vì trong quá trình xát khô Mảnh vỡ của nhân cà Lỗi thường gặp, xuất Chín không đều phê có thể tích lớn hiện chủ yếu trong quá khi rang, có thể hơn ½ nhân. trình xát vỏ khô. ảnh hưởng đến mùi vị. Không nghiêm trọng. Khi mới cắt ra, cà phê có mùi hôi rất khó chịu. Nhân có thể có màu nâu sáng hoặc ánh nâu. Có thể có bề mặt ngoài như được bao phủ bởi lớp sáp. 133 Hiếm thấy trong cà Không phê chế biến khô. Đây hưởng là lỗi do phơi sấy kém, ít cào đảo, phơi dày, sân phơi chỗ nắng chỗ râm. ảnh STT Tên lỗi Định nghĩa/mô tả đặc trưng Nguyên nhân Ảnh hưởng tới chất lượng vỏ thóc được lấy đi cùng với vỏ quả. 18 Lẫn khô quả Quả cà phê đã khô, gồm lớp vỏ quả bên ngoài và một hoặc nhiều nhân bên trong. Thường gặp trong cà phê chế biến khô. Lỗi do máy xát khô không loại bỏ vỏ quả, để quả còn lẫn trong khối cà phê nhân mà sau đó cũng không loại ra được. Có thể rang được. Mùi vị kém. Nghiêm trọng. Bảo quản khi hạt còn ẩm, hoặc bảo quản hạt khô trong môi trường không thuận lợi (kho nóng và ẩm) dẫn đến hạt hút ẩm lại, nhiều hoạt động phân hủy chất khô trong hạt xảy ra làm cho hạt bị nhẹ và xốp. Khi rang nhanh bị cháy, nước pha có mùi vị gỗ. Thiếu vị chua axit, thiếu thể chất và kém thơm. Nghiêm trọng. Lỗi xảy ra trong bảo quản 19 Nhân xốp, Nhân cà phê có tính nhạt màu. đàn hồi, khi ấn tay lên lớp mặt hạt thấy xuất hiện vết hằn và nhân hơi trắng. 20 Nhân trắng bị Nhân cà phê có bề mặt Mất màu trên bề mặt Vị ôi. Nghiêm trắng nhưng cấu trúc hạt do bảo quản cà trọng vừa. bên trong chưa bị ảnh phê nhân quá lâu. hưởng. 21 Nhân mốc bị Nhân cà phê xuất hiện Điều kiện bảo quản mốc mà có thể thấy không thích hợp, bảo bằng mắt thường. quản khi hạt còn ẩm cao hoặc bảo quản hạt khô trong môi trường không khí nóng và ẩm dẫn đến hạt hút ẩm trở lại, thuận loại cho nấm mốc phát triển. Cà phê nhân và nước pha có mùi mốc. Rất nghiên trọng. 22 Nhân bị - Nhân cà phê bị côn Loại côn trùng có tên côn trùng trùng còn sống làm là Araecerus tấn công làm nhiễm nhiễm bẩn: “ Nhân cà trong quá trình bảo phê có chứa một hoặc 134 Xuống cấp về mùi vị không theo hướng đặc thù nào. Không STT Tên lỗi bẩn Định nghĩa/mô tả đặc trưng Nguyên nhân nhiều hơn một côn quản trùng sống ở bất cứ giai đoạn nào phát triển của nó” Ảnh hưởng tới chất lượng nghiêm trọng. - Nhân bị côn trùng chết làm nhiễm bẩn; “ Nhân cà phê chứa một hoặc nhiều hơn một côn trùng chết hoặc những mảnh xác còn lại của côn trùng” Những phần khô của quả hoặc cây cà phê 23 Mảnh vỏ Mảnh vỡ của vỏ trấu Chỉ có thể có ở cà phê chế biến ướt. Lỗi của thóc (vỏ khô quá trình xay xát khô trấu) (thổi vỏ trấu không hiệu quả) hoặc phân loại tạp chất nhẹ. Chủ yếu thiệt hại về kinh tế. Vỏ trấu hầu như không ảnh hưởng gì về mùi vị nước pha. 24 Mảnh vỡ Mảnh vở của vỏ quả quả khô ngoài đã khô, có thể nhỏ, trung bình hoặc to. Mùi vị kém. Nếu mảnh vỡ to và trung bình thì ảnh hưởng nghiêm trọng, còn nếu mảnh vỡ nhỏ thì ít nghiêm trọng. 25 Mẫu cành Mẫu cành cây dài Làm sạch tạp chất Xuống cấp mùi vị không theo cây lớn khoảng 3 cm (thường chưa hết hướng đặc thù từ 2 đến 4 cm) nào. Rất nghiêm trọng 26 Mẫu càmh Mẫu cành cây dài Làm sạch tạp chất Xuống cấp mùi 1,5 cm chưa hết vị không theo cây trung khoảng (thường từ 1 đến 2 hướng đặc thù bình cm) nào. Rất nghiêm trọng 27 Mẫu càmh Mẫu cành cây dài Làm sạch tạp chất Xuống cấp mùi 135 Chỉ có thể có trong cà phê chế biến khô. Lỗi quả quá trình xay xát khô (thổi vỏ trấu không hiệu quả) hoặc phân loại tạp chất nhẹ. Định nghĩa/mô tả đặc trưng Tên lỗi STT cây nhỏ Nguyên nhân khoảng 0,5 cm chưa hết (thường ngắn hơn 1 cm) Ảnh hưởng tới chất lượng vị không theo hướng đặc thù nào. Không nghiêm trọng lắm Đá và các khoáng vật 28 Cục đá to 29 Cục đá Cục đá lọt sàng lỗ tròn trung bình có đường kính lỗ 8 mm nhưng bị giữ lại trên sàng lỗ tròn có đường kính 4,75 mm. 30 Cục đá vừa Cục đá lọt sàng lỗ tròn Thường bị lẫn tạp Gây hư hỏng có đường kính lỗ 4,75 trong quá trình phơi cà máy móc. Rất phê, sau đó công đoạn nghiêm trọng. mm. tách và làm sạch tạp chất chưa hết. Cục đá bị giữ lại trên Thường bị lẫn tạp Gây hư hỏng sàng lỗ tròn có đường trong quá trình phơi cà máy móc. Rất kính lỗ 8 mm. phê, sau đó công đoạn nghiêm trọng. tách và làm sạch tạp chất chưa hết Thường bị lẫn tạp Gây hư hỏng trong quá trình phơi cà máy móc. Rất phê, sau đó công đoạn nghiêm trọng. tách và làm sạch tạp chất chưa hết. Bảng 5 4. Trị số lỗi qui định cho từng loại khuyết tật (TCVN 4193-2005) Loại khuyết tật TT Trị số lỗi (lỗi) 1 1 nhân đen 1,0 2 1 nhân nâu đậm 0,25 3 1 quả cà phê khô 1,0 4 1 nhân còn vỏ trấu 0,5 5 1 nhân bị lên men (*) 1,0 6 1 nhân bị mốc toàn bộ (nghĩa là trên 50 % bì mốc) (*) 7 1 phần nhân bị mốc (nghĩa là dưới 50 % bị mốc) (*) 0,5 8 1 nhân nửa đen 0,5 9 1 nhân non 0,2 10 1 nhân bị khô héo 0,5 136 1 Loại khuyết tật TT Trị số lỗi (lỗi) 11 1 nhân trắng xốp 0,2 12 1 nhân rỗng ruột (tai) 0,2 13 1 nhân bị lốm đốm 0,1 14 1 nhân bị sâu đục 1 lỗ 0,1 15 1 nhân bị sâu đục từ 2 lỗ trở lên 0,2 16 1 nhân vỡ (kích thước còn lại từ ½ đến 3/4 nhân) 0,1 17 1 mảnh vỡ (kích thước nhỏ hơn 1/2 nhân) 0,2 18 1 mảnh vỏ quả khô lớn ( ≥ 3/4 vỏ) 1,0 19 1 mảnh vỏ quả khô trung bình (từ ½ đến 3/4 vỏ) 0,5 20 1 mảnh vỏ quả khô nhỏ (< 1/2 vỏ) 0,2 21 1 vỏ trấu lớn (> ½ vỏ) 0,2 22 1 vỏ trấu nhỏ (< ½ vỏ) 0,1 23 1 mẩu cành cây to (từ 2 cm đến 4 cm) 5,0 24 1 mẩu cành cây trung bình (từ 1 cm đến 2 cm) 2,0 25 1 mẩu cành cây nhỏ (< 1cm) 1,0 26 1 cục đất, đá to (trên sàng No20) 5,0 27 1 cục đất, đá trung bình (dưới sàng No20 và trên sàng No12) 2,0 28 1 cục đất, đá nhỏ (dưới sàng No12 và trên sàng No10) 0,5 29 Tạp chất khác (ngoài các tạp chất nêu trên): 30 dưới 0,5g 1,0 31 từ 0,5 đến 1,0g 2,0 32 trên 1,0g, cứ thêm mỗi gam tạp chất 3,0 (*) Mức lỗi khống chế cho mỗi mẫu 300 g: không quá 05 lỗi. 3.2.7. Đấu trộn - đóng gói a. Đấu trộn - Cà phê tiêu thụ nội địa thường đấu trộn để cho cà phê thành phẩm được đều và đúng tiêu chuẩn của nhà nước quy định. - Cà phê xuất khẩu đấu trộn để chất lượng lô hàng đúng theo hợp đồng đã ký, tỷ lệ đấu trộn tùy thuộc vào tiêu chuẩn quốc gia xuất khẩu hoặc nhập khẩu lô cà phê. Ngoài ra còn có thể đấu trộn theo tỷ lệ thỏa thuận trong hợp đồng mua bán. 137 - Đấu trộn bằng phương pháp thủ công: Công nhân đảo trở khối hạt đã được đấu vào theo tỷ lệ cần thiết. - Đấu trộn bằng phương pháp cơ giới: Cà phê sau khi xác định được tỷ lệ được cho vào thùng quay, bên trong thùng có gờ và tay đảo. Khi thùng quay hoạt động, cà phê được đảo trộn chúng phân bố đều vào nhau. b. Đóng gói - Việc đóng gói cũng phải đúng theo tiêu chuẩn đã quy định chung của ngành cà phê, khối lượng tịnh 60kg/bao. - Bao không được có mùi lạ (mùi thơm hoặc hôi), theo TCVN là dùng bao gai. - Công việc khâu bao (bằng máy hoặc bằng tay) và ghi nhãn hiệu đều phải đúng theo TCVN 4193 – 2005. 3.2.8. Bảo quản hạt cà phê khô Vì những lý do tiêu thụ và giá cả, các nông trường hay cơ sở sản xuất cà phê thường phải giữ cà phê trong kho trong một thời gian nhất định. Trong thời gian bảo quản, ẩm độ không khí và nhiệt độ môi trường quanh hạt là 2 yếu tố chính huỷ hoại chất lượng hạt. Nếu khống chế được 2 yếu tố này thì hạt cà phê vẫn giữ được chất lượng hoặc ít ảnh hưởng trong một thời gian. a. Tính chất hút ẩm của hạt cà phê Sự trao đổi ẩm giữa nguyên liệu và không khí xung quanh có thể xảy ra theo 2 hướng: - Nếu áp suất hơi riêng phần ở bề mặt nguyên liệu (Pnl) nhỏ hơn áp suất hơi nước (Phn) của không khí xung quanh thì nguyên liệu sẽ bị ướt do hấp thụ hơi nước của không khí. - Nếu Pnl > Phn thì xảy ra quá trình bốc ẩm và ẩm từ nguyên liệu sẽ đi vào không khí xung quanh. - Nếu Pnl = Phn thì xảy ra quá trình cân bằng động học, độ ẩm của nguyên liệu cân bằng với trạng thái tương ướng gọi là độ ẩm cân bằng. Giá trị độ ẩm cân bằng của nguyên liệu phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu, nhiệt độ và áp suất hoặc độ ẩm tương đối của không khí. Ví dụ: Ở nhiệt độ 300C và độ ẩm 60% thì độ ẩm cân bằng của ngô là 12,9%, thóc 11,93%, đậu nành 8,86%, cà phê 12,0%. Ở nhiệt độ 300C và độ ẩm không khí 70% thì độ ẩm cân bằng của ngô là 13,91%, thóc 13,12%, đậu nành 10,63%, cà phê 13,0%. b. Hô hấp của hạt cà phê Quá trình lý hóa quan trọng trong cơ thể sống nói chung và trong cà phê nói riêng là sự hô hấp của hạt tăng nhanh khi độ ẩm của nó tăng đột ngột và lúc đó gọi là 138 điểm đột biến, hạt xuất hiện nước tự do. Nhiệt độ tăng thì quá trình hô hấp tăng nhưng chỉ trong một giới hạn nhất định, thường trong khoảng 15÷250C đối với những hạt cà phê có độ ẩm cao, sau đó khả năng sống của hạt cà phê giảm dần và kéo theo sự hô hấp giảm. c. Các kiểu kho bảo quản cà phê Yêu cầu chung đối với kho bảo quản: Kho bảo quản phải được xây dựng nơi cao ráo, nền và tường kho phải đảm bảo không bị thấm nước, mái kho chống được mưa nắng, chống dột, chống được bức xạ mặt trời, phải có hệ thống thông gió để xử lý hiện tượng đọng sương ở lớp hạt trên bề mặt khối hạt và xử lý bằng thông hơi hóa chất diệt côn trùng khi bị nhiễm. Kho phải đảm bảo độ kín để chống sự xâm nhập của chuột, côn trùng,.. Kho phải có kết cấu thuận tiện cho việc cơ giới hoá nhập, xuất kho. Các điểm cần lưu ý khi bảo quản trong kho - Làm vệ sinh kho, khử trùng kho trước khi cho cà phê vào - Chỉ đưa vào kho khi cà phê đạt độ ẩm từ 11%÷12% - Xếp cà phê trên nền phải có palet để chống ẩm * Kho kín Kho kín tức không có sự trao đổi không khí với môi trường bên ngoài. Điều này có lợi cho cà phê khi ẩm độ hạt dưới 11% và môi trường ngoài mát. Tuy nhiên vẫn có sự trao đổi nhiệt qua mái kho và tường vào những giờ nóng, và một khi khối hạt đã nóng lên thì rất lâu mát lại. Nhiệt không những được giữ lại trong khối hạt cà phê mà còn giữ lại ở các bộ phận của kho một thời gian và làm cà phê xuống cấp rất nhanh. Vì vậy nguyên tắc bảo quản cà phê trong kho kín là phải giữ cà phê trong điều kiện mát, khô. * Kho thông gió kiểu cổ điển Phổ biến nhất là các kho có mái lùa hoặc lỗ thông nóc một phần hoặc suốt chiều dài mái, có các cửa sổ ở tường kho cho phép thông gió tự nhiên, sàn kho làm bằng gỗ. - Ưu điểm: thông gió tự nhiên, thích hợp cho vùng khí hậu mát và khô ráo. - Nhược điểm: vì thông gió tự nhiên nên không có sự cải thiện môi trường bảo quản so với môi trường ngoài, không thích hợp cho các vùng nhiệt đới nóng ẩm. Sàn gỗ co giãn, hấp thụ hơi nước và có thể phát sinh nấm mốc nhiễm bẩn cho cà phê. Loại kho này duy trì được chất lượng ban đầu tối đa là 6 tháng nếu điều kiện thuận lợi. * Kho thông gió có kiểm soát Đặc điểm cấu trúc giống kiểu kho thông gió cổ điển, nhưng các lỗ thông nóc có nắp đóng, và kho còn được trang bị thêm quạt thổi thay cho các cửa sổ. Ẩm độ không khí cần duy trì trong kho là 60% và nhiệt độ kho cần duy trì dưới 200C. Khi nhiệt độ bên ngoài trên 200C và độ ẩm không khí trên 70% hoặc dưới 50% thì các lỗ thông nóc được đóng kín và quạt ngừng thổi. Khi trời mát, độ ẩm không khí nằm trong khoảng 139 50÷70% thì mở quạt và lỗ thông nóc để làm mát cà phê. Số giờ thông gió trong ngày tốt nhất khoảng 4÷6h. * Kho thông gió tự động kiểm soát kiểu hiện đại Kho có mái phản chiếu 2 lớp (lợp bằng tôn sáng hoặc sơn trắng) cho phép có một khoảng trống để thoát nhiệt, một lớp trần để thoát nhiệt, một lớp trần để ngăn sự truyền nhiệt trực tiếp từ mái xuống không khí trong kho vào những giờ nóng. Mái chìa rộng để che mát cho tường, tường và hành lang kho đều quét màu trắng. Có quạt hút và quạt thổi làm nhiệm vụ thông gió, thậm chí có máy điều hoà không khí. Điều khiển sự thông gió của kho theo cơ chế tự động. Kiểu kho này có thể giữ chất lượng ban đầu của cà phê được trên 1 năm. d. Cách bảo quản Đối với kho kín và kho thông gió cổ điển, cà phê thường được giữ trong các bao bì đặt trên sàn gỗ. Nhưng ở các kho thông gió có kiểm soát và thông gió hiện đại, cà phê thường được bảo quản theo khối trong các silo hay cabin. - Bảo quản trong bao bì Các bao có thể làm bằng vải, đay hoặc gai, kích thước mỗi bao đủ chứa 60kg, các bao bì cần phải sạch sẽ. Trong 2÷5 tuần đầu tiên sau khi phơi khô, xếp bao đứng và cách 5÷7 ngày đổi vị trí bao hoặc thay bao mới một lần nhằm giúp hạt cà phê điều tiết độ ẩm đồng đều. Sau đó các bao được xếp trên sàn gỗ theo kiểu “xếp hàng yên ngựa” theo từng lớp nhưng không cao quá 4m, giữa các lô cà phê cách nhau 1m, cách tường kho tối thiểu 0,5m, mỗi lô phải có lý lịch bảo quản rõ ràng. Việc bảo quản bằng bao bì không phức tạp lắm, được nhiều nơi sử dụng nhưng nó thích hợp trong điều kiện thông gió có kiểm soát hoặc thông gió tự nhiên ở vùng khí hậu khô mát. - Bảo quản theo đống Ở những nông trường nhỏ và hộ nông dân, cà phê thóc sau khi phơi khô có thể đổ đống trên sàn gỗ. Việc đổ đống chỉ nên duy trì trong thời gian ngắn và sau đó được đưa vào bảo quản trong bao bì hoặc thùng gỗ để giảm diện tích bảo quản và tránh dẫm đạp. Khi bảo quản theo đống, cà phê được đảo ít nhất 2 lần/tuần bằng xẻng nhựa. - Bảo quản trong silo Các silo hình hộp chữ nhật, mặt sàn làm bằng lưới thép không rỉ hoặc bằng tấm nhôm có đục lỗ để thông gió. Mỗi silo được trang bị một quạt thổi nằm phía dưới sàn. Mặt sàn nghiêng về phía cửa xả để cà phê có thể tự chảy ra khi xả. Tường silo xây bằng gạch hoặc đúc bêtông. Bảo quản trong silo chỉ thích hợp với các kho thông gió có kiểm soát và kho tự động kiểm soát thông gió kiểu hiện đại, điều này giúp duy trì chất lượng cà phê lâu nhất và thiệt hại là thấp nhất. Trong quá trình bảo quản, cần phải có chế độ kiểm tra định. Các thông số ghi nhận được qua kiểm tra đều được ghi vào lý lịch bảo quản của lô cà phê hoặc ghi vào sổ lưu kho. 140 Các chỉ tiêu cần kiểm tra: + Độ ẩm của khối cà phê + Nhiệt độ khối cà phê + Độ sâu mọt của khối cà phê + Tình trạng chung của kho cà phê Hiện nay các nhà sản xuất cà phê nhân vẫn thường dùng đông thời 2 phương pháp chế khô và ướt. Qua thực tế sản xuất và nghiên cứu, người ta đã rút ra được một số ưu, nhược điểm của 2 phương pháp. (bảng 5.5) Bảng 5.5. So sánh ưu, nhược điểm của phương pháp chế biến khô và phương pháp chế biến ướt Chế biến khô Chế biến ướt - Sản phẩm: Cà phê quả khô/xát dập - Sản phẩm: Cà phê thóc khô - Đơn giản, dễ thực hiện - Phức tạp, nhiều công đoạn khó thực hiện - Ít đầu tư thiết bị, điện nước. - Cần đầu tư nhiều thiết bị, điện, nước sạch. - Ít gây ra vấn đề về môi trường - Cần diện tích sân phơi nhiều - Tốn công cào đảo khi phơi - Cần xử lý nước thải và vỏ quả - Diện tích sân phơi ít (1/3 so với chế biến khô) - Thời gian phơi (sấy) kéo dài (tốn thời - Không tốn nhiều công cào đảo gian và nhiên liệu sấy) - Khối lượng xát khô lớn dẫn đến chi phí - Thời gian phơi (sấy) rút ngắn (tốn ít thời gian và nhiên liệu sấy) cao - Chất lượng sản phẩm không cao - Khối lượng xát khô nhỏ dẫn đến chi phí thấp hơn - Chất lượng sản phẩm cao hơn. Thông số quan trọng của chế biến khô Thông số quan trọng của chế biến ướt Để có 500 kg cà phê nhân khô cần 2500 Để có 500 kg cà phê nhân khô cần 1250 kg quả tươi, trong đó có 500 kg vỏ khô kg à phê thóc ướt, trong đó có 110 ÷ 120 (vỏ quả, nhớt, vỏ trấu). kg vỏ trấu khô. 3.3. Kiểm tra chất lượng cà phê nhân Các đặc trưng về mùi vị (được pha chế từ cà phê bột hoặc cà phê hòa tan) phụ thuộc phần lớn vào nguyên liệu là cà phê nhân sống. Cà phê nhân giống từ các giống khác nhau, vùng trồng khác nhau, khi ở cùng một chế độ rang khác nhau nhưng cho mùi vị khác nhau. Kích cỡ nhân ảnh hưởng đến độ chín đều của cà phê rang, trong cùng một mẻ rang, nếu hạt có kích thước hạt càng lớn thì càng lâu chín và ngược lại. 141 Độ ẩm hạt liên quan chặt chẽ đến thời gian rang và sự mất mát khối lượng trong quá trình rang. Sự có mặt của các loại hạt hỏng và tạp chất (gọi chung là lỗi) cũng ảnh hưởng đến chất lượng cà phê rang và mùi vị cà phê sau này. Vì vậy việc xác định các chỉ tiêu chất lượng của cà phê nhân là việc làm rất cần thiết. Việc xác định chất lượng của cà phê nhân phải dựa vào các thông tin về giống, loài (cà phê vối, cà phê chè thuần chủng, cà phê chè lai hay cà phê mít), xuất xứ địa lý (vùng trồng, độ cao vùng trồng), hạng cà phê (phân loại theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4193-2005, liên quan đến kích thước hạt và số lỗi trong khối cà phê) hay cà phê chưa phân loại. (bảng 5.6) Bảng 5.6. Tiêu chuẩn chất lượng cà phê nhân (TCVN 4193-2005) Hạng chất lượng Tổng số lỗi tối đa trong 300g mẫu cà phê nhân Arabica Robusta Đặc biệt 15 30 1 30 1a 60 1b 90 2 Arabica 120 2b 150 2c 200 3 120 250 4 150 - Robusta Không được lẫn R Được lẫn C: ≤ 0 và C Không được lẫn R Được lẫn C: ≤ 0 và C Được lẫn R: ≤ 1% Được lẫn C: ≤ 1% và C: ≤ 0,5% và A: ≤ 5% 60 2a Tỷ lệ lẫn cà phê khác loại cho phép trong các hạng cà phê Được lẫn R: ≤ 5% Được lẫn C: ≤ 5% và C: ≤ 1% và A: ≤ 5% Được lẫn R: ≤ 5% và C: ≤ 1% - Chú thích: A: Cà phê chè (Arabica), R: Cà phê vối (Robusta), C: Cà phê mít (Excelsa) Ngoài ra còn kiểm tra mùi, ngoại hình, cỡ hạt, độ ẩm,..của cà phê nhân. Các tiêu chuẩn thường dùng trong xác định chất lượng cà phê nhân CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Nêu sơ đồ và thuyết minh ngắn gọn quy trình công nghệ chế biến cà phê thóc khô bằng phương ướt. 142 2. Phân tích cơ sở của lý thuyết của quá trình lên men cà phê. So sánh các phương pháp lên men. Hiện nay, trong chế biến cà phê thóc theo phương pháp ướt dùng phương pháp lên men nào nhiều nhất. Vì sao? 3. Nêu các phương pháp sấy cà phê thóc. Quá trình sấy ảnh hưởng đến chất lượng cà phê thóc như thế nào? 4. Nêu sơ đồ và thuyết minh ngắn gọn quy trình chế biến cà phê nhân từ cà phê thóc và cà phê quả khô. loại. 5. Nêu mục đích của quá trình phân loại cà phê nhân, dựa vào cơ sở nào để phân 6. Có những phương pháp chế biến cà phê nhân nào? So sánh các phương pháp chế biến đó. 7. Ảnh hưởng của quá trình chế biến đến chất lượng sản phẩm cà phê như thế nào? 8. Nêu các yếu tố chất lượng của cà phê nhân. 143 BÀI ĐỌC THÊM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ CÁC NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CÀ PHÊ THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT 1. Những ưu, nhược điểm của chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt có những lợi thế nhất định so với chế biến theo phương pháp khô. Phương pháp này tiết kiệm được nhiều diện tích sân phơi, tiết kiệm công phơi, tiết kiệm nhiên liệu sấy, rút ngắn được thời gian phơi hoặc sấy, nâng cao được công suất xát khô, vì vậy giảm chi phí chế biến. Chế biến ướt cũng cho sản phẩm có chất lượng cao hơn và giá bán cao hơn. Thông thường giá cà phê nhân được chế biến theo phương pháp ướt cao hơn từ 50÷150 USD/tấn so với phương pháp khô. Nhiều cơ sở sản xuất cà phê nhân hiện nay cũng có chủ trương ưu tiên áp dụng phương pháp ướt để tạo ra sản phẩm có sức cạnh tranh mạnh trên thị trường thế giới. Tuy nhiên, chế biến ướt cũng có những trở ngại nhất định như quy trình công nghệ phức tạp, phải đầu tư thiết bị và phải có đủ nguồn nước sạch. Nó cũng làm nảy sinh ra vấn đề là phải xử lý nước thải. Một nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt tiêu thụ bao nhiêu nước sạch thì cũng thải ra chừng đó nước bẩn. Nước thải từ nhà máy chế biến cà phê là loại nước chứa hàm lượng hữu cơ cao, có nguồn gốc từ các mảnh vỏ quả, thịt quả và lớp nhớt của quả cà phê tươi. Do chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, nước thải có thể là nguồn ô nhiễm lớn cho môi trường nếu không được xử lý kịp thời. Khảo sát cho thấy rằng, cứ chế biến 5,5 tấn quả tươi theo phương pháp ướt thì tạo ra lượng chất thải tương đương với lượng chất thải từ 2000 người trong một ngày sinh hoạt. Con số này chỉ là để cảnh báo, còn thực tế nước thải từ các nhà máy chế biến cà phê chứa các hợp chất hữu cơ không có độc tính và dễ phân hủy hơn. 2. Các thông số đánh giá mức độ nhiễm bẩn trong nước thải chế biến cà phê Những thông số thường được sử dụng trong đánh giá nước thải chế biến cà phê là pH, BOD (nhu cầu ôxy sinh hóa), DO (trị số ôxy hòa tan), TSS (độ đục hay tổng số chất rắn lơ lửng) và NH4. Trong đó BOD là thông số quan trọng nhất đo lường mức độ ô nhiễm chất hữu cơ trong nước, được đánh giá bằng tổng số ôxy (tính bằng gam hoặc miligam trên đơn vị thể tích nước hoặc bằng ppm theo trọng lượng) do vi sinh vật tiêu thụ để ôxy hóa sinh học các chất hữu cơ trong bóng tối ở điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian. Điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ thường là 200C và ổn nhiệt trong thời gian là 5 ngày (BOD5). Như vậy BOD phản ánh được lượng hữu cơ dễ phân hủy có trong mẫu nước. BOD càng cao thì ô nhiễm càng lớn. Theo quy định của Bộ Y tế Việt Nam, nước dùng trong sinh hoạt phải có giá trị BOD5 < 4 mg/lit. Tại Kenya, nước sông hồ có giá trị BOD5 = 12 mg/lit được coi là ô nhiễm nhẹ. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, nước thải từ khâu xát vỏ quả tươi bằng máy xát đĩa hoặc bằng máy xát trống (tách riêng vỏ quả không cho vào nước thải) có trị số 144 BOD5 từ 1800÷2920 ppm, nước thải từ rửa lớp nhớt cà phê đã lên men tự nhiên xong có BOD5 từ 1250÷2200 ppm. Nhiều nước sản xuất cà phê đã có những điều luật cấm xả nước thải từ nhà máy chế biến ướt cà phê ra ngoài môi trường nếu không qua khâu xử lý làm giảm BOD xuống mức chấp nhận được. Bảng 1. Quy định trong quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 24: 2009 về nước thải công nghiệp TT Thông số Giá trị tối đa cho phép Đơn vị A B C 40 40 - 6÷9 5,5 ÷ 9 mg/lít 20 50 - Không khó chịu 10 1 Nhiệt độ 2 pH 3 BOD5 4 Mùi 5 TTS (chất rắn lơ lửng) mg/lít Không khó chịu 6 Dầu động thực vật mg/lít 50 0 100 5 Với nước thải từ các nhà máy chế biến cà phê, sau khi xử lý nước đạt tiêu chuẩn mức B là chấp nhận được và được phép xả ra sông hồ hoặc dùng để tưới tiêu. 3. Những công nghệ xử lý nước thải được sử dụng Trên thế giới, nhiều nước đã áp dụng những công nghệ khác nhau để xử lý nước thải từ nhà máy chế biến cà phê. 3.1. Kỹ thuật dùng màng sinh học (Biological filters) Dòng nước thải được dẫn qua một bề mặt của một giá (làm bằng vật liệu trơ) và nước thải được thấm qua màng ngược chiều với dòng khí thổi. Màng chứa vi sinh vật gắn trên giá làm nhiệm vụ ôxy hóa các thành phần hữu cơ có trong nước thải. Sau đó dòng nước được làm lắng thứ cấp rồi được xả ra ngoài hoặc dùng lại. Kỹ thuật này rất rẻ cho xây dựng và vận hành, xử lý nước thải cũng rất hữu hiệu nhưng cần nhiều vật liệu đựng vỏ quả và rất tốn diện tích. Một nhà máy chế biến 5,5tấn quả một ngày cần diện tích lắp đặt khoảng 250m2. Vì vậy phương pháp này ít được áp dụng. 3.2. Kỹ thuật bùn hoạt tính (The activated sludge process) và hầm ôxy hóa (oxidation ditches) “Bùn hoạt tính” là thuật ngữ dùng để chỉ một quần xã các loài vi sinh vật khác nhau được tăng số lượng nhanh chóng trong nước khi có không khí xâm nhập ở mức độ cao. Hầm ôxy hóa là sự cải tiến của kỹ thuật bùn hoạt tính và thường áp dụng để xử lý các chất thải nông nghiệp. Theo phương pháp này, nước thải được sục khí bằng cơ học tại bể sục cùng với bùn hoạt tính, các sinh vật trong bùn phân hủy chất hữu cơ 145 trong nước thải thành CO2, nước và sinh khối. Sinh khối được lắng thành bùn, bùn được tiêu hủy và làm khô. Quá trình này có thể hồi lưu (bùn hoạt tính quay vòng) làm tăng khả năng loại BOD đến 85÷90% và loại Nitơ đến 40%. Tuy xử lý nước thải hiệu quả nhưng chi phí vận hành cao và cần bảo dưỡng thường xuyên. Hầm ôxy hóa cần diện tích khá lớn, 1 ngày chế biến 1 tấn nhân cần 500m2 đất. 3.2.1. Sử dụng ao ổn định nước thải (Stabilisation Ponds) Đây là phương pháp xử lý sinh học đơn giản nhất và rất hiệu quả mà thường được áp dụng khi có sẵn đất. Ao ổn định nước thải là ao chứa nước thải trong nhiều ngày, phụ thuộc vào nhiệt độ, ôxy tạo ra qua hoạt động tự nhiên của tảo trong ao. Cơ chế xử lý trong ao ổn định chất thải có thể là quá trình hiếu khí hoặc kỵ khí hoặc theo cơ chế tùy nghi kết hợp tùy theo thiết kế xây dựng. Ao kỵ khí không phải là loại ao thoáng mà trong đó nhờ các vi sinh vật kỵ khí làm giảm BOD trong nước thải nhờ sự phân hủy các thành phần hữu cơ thành khí mêtan và khí cacbonic. Ao kỵ khí cần diện tích bề mặt nhỏ so với dung tích của nó và có thể xử lý một khối lượng lớn chất thải và thường nối tiếp với một bước xử lý hiếu khí. Trong điều kiện nhiệt đới, chiều sâu của ao khoảng 1 m là thích hợp. Ao ổn định nước thải cần phải thường xuyên lấy bùn ra khỏi đáy ao và nó cũng thường bốc lên những mùi rất không thú vị. 3.2.2.Xả tràn nước thải ra đất (Land Disposal of Wastewaters) Đất có một tiềm năng làm sạch nước thải, nếu chúng ta biết sử dụng thì đây là một phương pháp hiệu quả và rẻ tiền nhất. Một loạt cơ chế tham gia vào quá trình làm giảm BOD xảy ra khi nước thải được lọc qua đất, bao gồm sự lắng kết, sự hấp thụ của keo đất và sự giảm vi sinh vật. Sự giảm vi sinh vật là yếu tố quan trọng nhất. Lớp đất trên cùng là lớp thông khí như một phin lọc sinh học tự nhiên làm biến đổi chất hữu cơ thành sinh khối và khoáng, trong khi lớp đất ở sâu hơn, quá trình yếm khí sẽ xảy ra. Nước thải từ nhà máy có thể được sử dụng ngay trong ngày để tưới chi chính các vườn cà phê theo kiểu quay vòng diện tích để tránh úng ngập tại một điểm và mỗi diện tích đất có đủ thời gian chuyển hóa các chất có trong nước thải. Dùng phương pháp này không mất tiền xây dựng hệ thống xử lý nước thải kiểu công nghiệp tốn kém mà còn trả lại cho đất một số chất dinh dưỡng cần thiết, cũng không bị truy cứu về trách nhiệm làm ô nhiễm nguồn nước. Tuy nhiên, phương pháp này cũng cần phải đầu tư xây dựng hệ thống mương dẫn nước hoặc phải mua sắm đường ống và máy bơm. 3.2.3. Phương pháp lắng và đông tụ nước thải (Wastewater Precipitation) Các hóa chất thường dùng trong phương pháp lắng và đông tụ làm giảm BOD trong nước thải là: Ca(OH)2, Fe2(SO4)3, FeCl3, Al(SO4).nH2O (n = 13÷18). Với nồng độ xử lý 800 ppm, các loại hóa chất như Ca(OH)2, FeCl3, Al(SO4).nH2O (n = 13÷18) đều có thể làm giảm BOD từ 48÷49% . Bùn tạo ra từ xử lý hóa chất thường chậm đông tụ, vì vậy cần dùng thêm một tác nhân thúc đẩy kết dính là polyelectrolyte để khắc phục điều này. 146 Bảng 2. Tác dụng đến pH và BOD của chất tác nhân bổ sung Chất làm đông tụ pH sau khi xử lý Tỷ lệ giảm BOD (%) 400 9,6 40 800 10 49 400 6,0 30 800 5,8 33 200 4,8 40 400 3,9 49 800 3,5 50 200 5,1 17 400 4,7 20 800 4,5 48 - Ca(OH)2 - Fe2(SO4)3 - FeCl3 - Al(SO4)nH2O 147 Chương 6. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ BỘT Cà phê phải được rang và nghiền thành bột để khi pha vào nước sẽ thu được dịch cà phê có mùi vị thơm ngon. Trong tất cả các công đoạn trên, công đoạn rang là rất quan trọng vì mùi vị của cà phê hầu như được tạo thành trong công đoạn rang. Ngoài ra có thể thêm chất tạo hương thơm vào để cho sản phẩm có mùi vị riêng, đó là tính chất đặc biệt của ly cà phê và hương liệu cho vào cà phê được giới sản xuất và người tiêu dùng cà phê gọi là “bí quyết rang tẩm cà phê”. Tuy nhiên trong công nghệ chế biến cà phê bột đều có quy trình chung và cùng bắt đầu từ nguyên liệu là cà phê nhân. 1. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Nguyên liệu Làm sạch Định lượng Rang Làm nguội Phối trộn, ủ hương Nghiền Hoàn thiện sản phẩm Sản phẩm Hình 6.1. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến cà phê bột 148 1 7 2 6 10 4 3 8 9 6 5 3 Hình 6.2. Sơ đồ thiết bị quy trình công nghệ chế biến cà phê bột 1. Cyclo cà phê nhân 6. Thùng chưa tạp chất 2. Sàng 7. Cyclone 3. Quạt 8. Thiết bị rang 4. Thiết bị tách từ 9. Thiết bị nghiền 5. Thiết bị phân loại khí động 10. Thiết bị bao gói 2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH 2.1. Nguyên liệu Để đảm bảo chất lượng cà phê bột thì cà phê nhân sống dùng để là nguyên liệu phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Kích thước hạt đồng đều, kích thước hạt không phải là yếu tố chất lượng thực sự vì không liên quan đến chất lượng nước pha. Nhưng trong quá trình rang nó có ý nghĩa quan trọng vì nó đảm bảo sự rang chín đồng đều với mỗi loại cà phê riêng biệt. - Ẩm độ từ 12%÷13%. - Đảm bảo màu sắc, mùi vị đặc trưng của từng loại cà phê nhân sống. - Tạp chất < 0,1% - Hạt đen vỡ < 1%. 2.2. Làm sạch Cà phê nhân là mặt hàng nông sản, thường được chế biến và bảo quản ở môi trường hở, chứa đựng trong các bao bì thô (bao xác rắn, bao đai,…) không tránh khỏi 149 nhiễm tạp chất vật lý như rác, lá cây, các sợi bao bì,…Những tạp chất này trong quá trình rang sẽ bị cháy ảnh hưởng đến mùi vị cà phê. Trong quá trình làm sạch sẽ loại các tạp chất để đảm bảo được chất lượng và tính vệ sinh an toàn thực phẩm của cà phê. Bên cạnh đó, để đảm bảo sự đồng đều của cà phê trong quá trình rang, quá trình phân loại sẽ giúp loại bỏ các hạt cà phê không đảm bảo về kích thước như hạt quá nhỏ hoặc quá to, hạt bị vỡ nứt,.. và các hạt nhẹ như hạt lép, hạt cà phê được chế biến từ các quả quá chín,.. Trong quá trình làm sạch, biến đổi quan trọng nhất là hàm lượng tạp chất giảm, nguyên liệu cà phê được đồng đều hơn về kích thước và tỷ trọng. Quá trình làm sạch được thực hiện qua ba bước liên tục: phân loại dựa trên kích thước, dựa trên tỷ trọng và tách kim loại. - Quá trình phân loại dựa trên sự khác nhau về kích thước được thực hiện bằng sàng. Thông thường, quá trình phân loại được thực hiện trên hai sàng nối liên tiếp nhau. Cà phê được cho vào sàng thứ nhất, phần tạp chất có kích thước lớn được giữ lại trên sàng, phần lọt sàng sẽ được tiếp tục đi qua sàng thứ hai. Tại đây, các tạp chất có kích thước nhỏ hơn lỗ sàng sẽ lọt sàng, hạt cà phê có kích thước theo yêu cầu sẽ được giữ lại trên sàng. Kích thước của hai loại sàng này phụ thuộc vào kích thước của từng loại nguyên liệu. - Cà phê sau khi sàng xong được chuyển sang công đọan tiếp theo là làm sạch bằng khí động. Tại đây, các tạp chất nhẹ hơn cà phê ssẽ được tách ra do do bị dòng khí cuốn đi. - Cà phê sau khi được làm sạch bằng khí động sẽ được đưa qua thiết bị tách từ để tách kim loại. Quá trình tách kim loại sẽ tách các kim loại có từ tính ra khỏi khối cà phê. 2.3. Định lượng Định lượng là một công đoạn cần thiết để tiến hành quá trình rang được dễ dàng, cà phê chín đồng đều và chất lượng các mẻ giống nhau. Khối lượng cho từng mẻ tùy thuộc vào công suất của thiết bị rang. Trong quá trình rang, hạt cà phê giãn nở tăng thể tích, do đó lượng cà phê cho vào thiết bị phải đúng với công suất của thiết bị nhằm tránh hiện tượng hạt cà phê nở ra, thể tích tăng lên không thể đảo trộn dẫn đến sự gia nhiệt không đồng đều, gây ra cháy chín cục bộ. Thông thường lượng cà phê cho vào thiết bị rang chiếm không quá 50% thể tích thiết bị rang. 2.4. Rang Quá trình rang là quá trình gia nhiệt cà phê ở nhiệt độ và thời gian thích hợp để biến đổi các thành phần hoá học của hạt cà phê thành những hợp chất mới không có trong nguyên liệu ban đầu, tạo nên màu sắc, mùi vị đặc trưng của cà phê rang. Rang là một khâu quan trọng của chế biến cà phê vì nó quyết định đến chất lượng cà phê tách, do đó cần phải có kỹ thuật rang đúng. 150 2.4.1. Các cấp độ rang Cấp độ rang đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định nên chất lượng cà phê. Để xác định mức độ rang, người ta thường dùng phương pháp cảm quan nhìn bằng mắt thường, chủ yếu là kinh nghiệm. Có thể ứng dụng phép thử cảm quan so sánh cặp đôi (so với mẫu chuẩn). Tiến bộ hơn, có thể dùng máy có tế bào quang điện, đo bằng cách đọc mức độ hấp thụ ánh sáng của cà phê rang. Có thể dùng bảng phân cấp theo độ màu của Agtron để xác định mức độ rang. Coi mức độ phản xạ ánh sáng của hạt cà phê nhân sống là 100, khi mức độ rang càng tăng thì khả năng phản xạ ánh sáng của hạt cà phê càng giảm, tương ứng với chỉ số độ màu giảm dần. Các cấp độ rang được thể hiện ở hình 6.3. Có nhiều mức độ rang khác nhau để đáp ứng với nhiều kiểu pha và thị hiếu uống cà phê. Các mức độ rang thường gặp: - Rang nhạt (màu 85 đến 75) còn gọi là rang quế (có thể 80 đến 90). Mức độ rang này cho hạt khô, bề mặt nâu nhạt, có màu giống như màu bột quế. Kiểu rang này mất từ 13 đến 15% trọng lượng chất khô. - Rang trung bình (màu 60) (Rang kiểu Mỹ), kiểu rang này phổ biến ở Mỹ, cho hạt màu nâu vừa và mặt hạt còn khô. Nước pha ngậy béo và ngọt, độ acid nhẹ, ít ắng và thơm hơn. Kiểu rang này mất 16% trọng lượng. - Rang trung bình đậm (màu 55 đến 45) (Rang kiểu Pháp nhạt), màu tốt nhất là 50, lúc này cà phê có vết dầu trên bề mặt, không có vị acid của rang nhạt và không có vị của rang đậm, 18% trọng lượng khô bị mất. - Rang đậm kiểu Ý - Pháp (màu 45 đến 35), màu thích hợp hơn cả vẫn là 40. Phương pháp rang này ít acid hơn rang nhạt nhưng nhiều chất hòa tan hơn. Thường dùng cho cà phê vối, mất 20% trọng lượng chất khô. - Rang rất đậm (màu 30), dầu phủ ra hết bề mặt, dùng cho máy pha chế cà phê riêng biệt. Khi rang ở nhiệt độ cao làm mất mùi vị cà phê. Trong cách rang này mất từ 22÷24% trọng lượng chất khô. 100 95 85 75 65 55 45 35 25 Hình 6.3. Các cấp độ rang cà phê 2.4.2. Thiết bị rang Tùy theo cỡ hạt, từng loại thiết bị mà có chế độ rang thích hợp khác nhau. Hiện nay thiết bị rang có rất nhiều dạng, tùy vào sự phát triển kinh tế và khoa học kỹ thuật của mỗi nơi khác nhau mà có các thiết bị rang khác nhau. Tuy nhiên phổ biến nhất vẫn là thiết bị rang dạng thùng quay (trống quay) và dạng quả cầu quay. Trên thiết bị có 151 cửa lấy mẫu thử và cửa quan sát, đồng thời có đồng hồ kiểm tra nhiệt độ. Tùy vào điều kiện kinh tế của nhà sản xuất cà phê và trình độ kỹ thuật của nhà chế tạo mà thiết bị rang có mức độ cơ giới khác nhau. Ngoài ra còn có thiết bị rang hiện đại, tự động hóa dưới một áp suất lớn, cho ra sản phẩm sau rang rất đồng đều và ít hao hụt về hương thơm. (Hình 6.4 và Hình 6.5) Hình 6.4. Thiết bị rang thủ công 9 3 1 2 10 10 4 6 5 11 7 8 1. Phễu nạp liệu 2. Tay mở van nạp liệu 3. Trống rang hạt 4. Xăm thử cà phê 5. Tay mở cửa xả cà phê sau khi rang 6. Cửa xả cà sau khi rang 7. Nia làm nguội 8. Cửa xả cà sau khi làm nguội 9. Tay quay trống rang 10. Cyclon lắng tạp 12 (b) (a) Hình 6.5. Máy rang cà phê dạng trống (a) và dạng tầng sôi (b) 152 Cà phê nhân được truyền qua trống rang qua phễu nạp liệu. Trong quá trình rang cà phê được đảo liên tục bên trong trống rang kết hợp với được cấp nhiệt vào bên dưới trống rang sẽ làm hạt cà phê nhân chín đều. Cà phê sau khi chín được truyền vào nia làm nguội để làm giảm nhiệt độ của hạt. Tạp chất, vỏ lụa và khói sinh ra trong quá trình rang sẽ theo ống dẫn vào buồng hút trước khi được quạt hút thổi vào cyclon lắng tạp chất. Ngoài ra, trong quá trình sản xuất cà phê bột người ta còn dùng loại máy rang trống quay nằm ngang làm việc gián đoạn. 1 3 2 Hình 6.6. máy rang trống quay nằm ngang 1. Trống rang ; 2. Bộ phận cấp nhiệt; 3. Bộ phận làm nguội Máy gồm trống rang là một ống kim loại hình trụ bịt kín (không khí nóng truyền nhiệt gián tiếp qua thành trống đến hạt cà phê bên trong) hoặc có đục lỗ (không khí nóng tiếp xúc trực tiếp với hạt cà phê), bộ phận cấp nhiệt, bộ phận làm nguội, ngoài ra còn có bộ phận tách bụi. Nhiệt lượng cấp cho quá trình rang có thể lấy từ nhiều nguồn khác nhau như than, củi, dầu, gas hoặc điện … Trong khi rang, trống rang quay liên tục giúp cho hạt cà phê được đảo trộn, vì vậy nhiệt được truyền đều tới các hạt. Không khí nóng sau khi đã truyền nhiệt cho cà phê, có chứa bụi và vỏ lụa sẽ đi theo một đường ống riêng, phần khí này sẽ đi qua cyclon tách bụi và vỏ lụa, rồi quay lại lò đốt để tăng hiệu suất làm nóng. 2.4.3. Các bước thực hiện quá trình rang - Làm vệ sinh thiết bị và kiểm tra thiết bị trước khi rang - Nạp cà phê vào thiết bị ở cửa nạp liệu, khối lượng mỗi mẻ theo công suất thiết kế của thiết bị hoặc ít hơn, thường thể tích chiếm ½ thể tích thiết bị. - Cho thiết bị hoạt động, thường với công suất 25kg/mẻ, số vòng quay từ 15÷20vòng/phút. 153 - Cấp nhiệt: Nhiệt lượng cấp cho quá trình rang có thể lấy từ nhiều nguồn nhiên liệu khác nhau như củi, than, dầu, gas hoặc điện. 2.4.4. Các giai đoạn gia nhiệt cho quá trình rang Quá trình rang thường được chia làm 3 giai đoạn gia nhiệt như sau: - Giai đoạn 1: Đây là quá trình tăng nhiệt độ khối cà phê lên đến nhiệt độ rang (180÷2000C), thời gian này càng ngắn càng tốt. Trong giai đoạn này ẩm bề mặt hạt bay ra, quan sát thấy khói trắng bay ra (thực chất là hơi nước) kèm theo mùi hăng. - Giai đoạn 2: là giai đoạn rang, nhiệt độ khối hạt dao động trong khoảng 200÷2350C hoặc 2400C. Trong giai đoạn này nước tự do trong hạt bay ra làm hạt bị nổ tạo ra tiếng kêu lách tách, thể tích khối hạt tăng lên, màu xanh xám của hạt mất dần, hạt chuyển sang màu vàng rồi nâu nhạt, rất ít phản ứng hoá học xảy ra, cuối giai đoạn 2 cường độ mùi tăng lên, tiếng nổ lách tách rộ lên. - Giai đoạn 3: là giai đoạn tạo hương thơm, cần khống chế không để nhiệt độ khối hạt vượt quá 2400C. Trong giai đoạn này, các phản ứng tạo màu, mùi xảy ra rất nhanh, mạnh, có khói từ trắng đến vàng sậm bay ra. Cần phải kiểm tra thường xuyên để xác định điểm dừng được chính xác. Sau khi hạt cà phê đạt cấp màu rang mong muốn, cắt nguồn nhiệt và nhanh chóng cho cà phê ra thiết bị làm nguội nhanh. 2.4.5. Thời gian rang Trong quá trình rang cà phê, thời gian rang phụ thuộc vào nhiều yếu tố: cỡ hạt cà phê nguyên liệu, chất lượng hạt cà phê nguyên liệu, lượng nguyên liệu, năng lượng cung cấp,..Không có dạng máy rang nào duy trì được nhiệt độ cố định. Kích cỡ và dạng máy rang khác nhau thì thời gian rang cũng khác nhau. Thời gian rang phụ thuộc vào khối lượng nguyên liệu cho vào máy rang và trong một chừng mực nhất định, thời gian rang còn phụ thuộc vào lượng ẩm có trong hạt. Khi độ ẩm của hạt cao sẽ tốn nhiều thời gian hơn để đạt nhiệt độ rang. - Kết thúc quá trình rang thường căn cứ vào đánh giá cảm quan về màu sắc của cà phê. - Nếu thời gian rang quá ngắn, không đủ để dầu tươm ra ngoài dẫn đến hạt có mùi giống mùi đậu phụng rang. - Nếu thời gian rang quá dài, nhiệt độ thấp sẽ cho ta mùi bánh mì nướng. 2.4.6. Các biến đổi của hạt cà phê trong quá trình rang a. Tính chất vật lý Thể tích hạt tăng lên, khối lượng hạt giảm dần, màu sắc hạt sẫm dần từ màu xanh xám sang màu vàng, nâu rồi nâu sẫm. Khi nhiệt độ hạt lên trên 2200C, hạt cà phê bắt đầu phồng lên và lớn gấp đôi so với kích thước ban đầu. Hạt trở nên giòn, dễ vỡ, bề mặt hạt nhẵn hơn nhưng bên trong xốp, nhẹ hơn. Nếu hạt được rang ở nhiệt độ thấp thì hạt không được phồng tốt như hạt rang ở nhiệt độ cao, tương tự hạt không được phồng 154 tốt khi rang hở. Độ phồng của hạt liên quan đến quá trình nghiền hạt cà phê rang và độ xốp của cà phê bột, cũng như quá trình trích ly dịch cà phê sau này. b. Tính chất hoá học Trong quá trình rang, các phản ứng hóa học xảy ra như sau: - Chuyển hóa các cacbonhydrat: Trong quá trình rang chúng bị phân hủy thành các hợp chất khác nhau. Các polysaccharide không hoà tan trong nước sẽ bị cắt mạch hoặc bị oxy hoá và sau khi pha chúng trở thành bã cà phê khi pha, hàm lượng polysaccharide không hoà tan này giảm dần đối với chế độ rang trung bình và giảm nhanh hơn ở cà phê rang đậm. Còn các loại đường bị caramen hoá ở nhiệt độ 170÷2000C sẽ tham gia tạo màu và hương vị cho cà phê. - Chuyển hóa nước: Cà phê nhân sống có 10÷13% nước ở dạng không liên kết, trong quá trình rang nước bốc hơi và hàm lượng nước tạm thời giảm xuống chỉ còn 1÷2,5%, sau đó hàm lượng nước sẽ tăng lên do một số chất hữu cơ bị cháy. Một phần nước trong cà phê không bay đi là do liên kết với đường caramen hoá. Theo quy định của hầu hết các nước tiêu thụ cà phê, hàm lượng nước trong cà phê rang xay không được vượt quá 5%. - Chuyển hóa chất béo: Trong quá trình rang, các hợp chất béo bị phá hủy, một số bị bẻ gãy tạo thành sáp, dầu xuất hiện trên bề mặt hạt. Nếu tính theo tỉ lệ khối lượng thì hàm lượng chất béo tăng lên sau quá trình rang. - Phân hủy các acid: Những đại diện quan trọng nhất của nhóm acid là các acid chlogen, đây là những acid đặc trưng cho cà phê, chúng bị phân huỷ từ 30÷70% trong quá trình rang. - Chuyển hóa protein: Trong quá trình rang chúng bị phân huỷ thành acid amin và một số được tái tạo lại và có mặt trong cà phê rang. Một số sản phẩm tạo ra từ sự phân huỷ protein kết hợp với cacbonhydrat và axit chlogen tạo thành những hợp chất màu nâu và quan trọng là phản ứng Mayer tạo mùi giữa các acid amin với các đường đơn. - Tạo hương thơm: Cà phê rang là một trong những loại thực phẩm có hàm lượng chất thơm phong phú nhất. Những chất thơm này hầu như không có trong cà phê nhân sống mà chúng chỉ hình thành trong quá trình rang. Bằng phương pháp sắc ký khí, người ta đã phát hiện ra hơn 800 hợp phần thơm khác nhau. Cà phê rang trung bình có mùi thơm dồi dào hơn cà phê rang quá đậm. Thậm chí hương thơm có mặt với số lượng ít cũng gây ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng cà phê. Hương thơm dễ dàng bị mất và bị phá hủy bởi không khí vì có chất béo. Vậy tốt nhất nên bảo quản hạt cà phê rang trong bao bì kín hút chân không hoặc dùng khí trơ để bảo quản. Hương thơm cũng dễ bị ảnh hưởng bởi kim loại như đồng và đồng thau. - Các alkaloid: Trong nhóm này quan trọng nhất là caffeine, chiếm từ 0,8÷2,5% và hàm lượng caffeine hầu như không thay đổi trong quá trình rang. 155 - Trong quá trình rang còn sinh ra chất khí, chủ yếu là CO2 do oxy hoá cacbonhydrat. Khoảng 50% lượng khí này nằm lại trong hạt, gây nên áp suất làm hạt phồng lên. Việc giữ lại CO2 trong hạt rất quan trọng cho việc duy trì chất lượng của hạt cà phê rang trong quá trình bảo quản (vừa duy trì hương thơm, vừa không làm ôi dầu trong hạt). Sự giải phóng quá nhiều CO2 trong quá trình xay bột là nguyên nhân chính làm cho cà phê bột mất hương thơm và mùi vị thú vị. Nên bảo quản cà phê đã rang ở dạng hạt, khi cần sử dụng thì mới xay thành bột. - Vitamin Niacin: Đây là vitamin tan trong nước, nó thuộc vitamin nhóm B, khi nhiệt độ rang tăng cao thì hàm lượng vitamin này tăng (hàm lượng vitamin Niacin đối với cà phê nhân là 2,2 mg/100g, trong khi đó cà phê rang đậm là 43,6 mg/100 g) c. Hóa sinh và vi sinh Do nhiệt độ rang rất cao nên sau quá trình rang, các enzyme và vi sinh vật có trong khối hạt ban đầu sẽ bị vô hoạt hoàn toàn. Trong quá trình rang, người ta nhận thấy một số biến đổi cảm quan: - Đầu tiên, bề mặt hạt cà phê gtrơn và nhẵn. Sau đó, bề mặt hạt sẽ khô và bắt đầu xuất hiện các vết nứt. cuối cùng, bề mặt hạt sẽ dần bóng lên do dầu từ bên trong nhân cà phê thoát ra bề mặt. trong quá trình rang có hai thời điểm quan trọng, đó là khi bề mặt hạt xuất hiện vết nứt thứ nhất và vết nứt thứ hai. Đây là các đặc điểm quan trọng để đánh giá mức độ rang của cà phê. - Màu sắc của hạt cà phê sẽ biến đổi dần từ xanh xám sang màu vàng nhạt, vàng đậm, nâu cánh gián, nâu đen và cuối cùng có màu đen đậm. Đây chính là cơ sở để phân cấp mức độ rang cà phê. 2.4.7. Chi phí về nguyên liệu rang Trong thực tế sản xuất có sự giảm về khối lượng hạt khi rang, thường khối lượng hạt thay đổi từ 14 đến 23% tùy thuộc vào mức độ rang. Theo ICO (ICO Agreement) 100 kg nhân rang tương đương với 119 kg cà phê nhân sống tức là mất 16% khối lượng khi rang. Trong khi rang, ngoài sự quan tâm đến thiết bị rang sao cho cà phê sau khi rang đạt chất lượng thì chi phí nhiên liệu trong quá trình rang cũng được quan tâm. Hiện nay chi phí nhiên liệu nhỏ nhất là gaz, tiếp theo là dầu, điện vẫn là nhiên liệu đắt tiền nhất với sự chênh lệch về tỷ lệ 0,6 :1 :4. Trong quá trình rang cà phê, mặc dù khống chế nghiêm ngặt các thông số như nhiệt độ, thời gian,..nhưng không tránh khỏi một số sự cố thường hay xảy ra. (bảng 6.1) 156 Bảng 6.1.. Những sự cố thường xảy ra trong quá trình rang TT 1 Sự cố Nguyên nhân Thời gian rang - Độ ẩm của cà phê nguyên kéo dài, cà phê liệu quá cao. chậm đạt đến độ - Nguyên liệu quá nhiều. chín theo yêu cầu - Rang ở nhiệt độ thấp, lửa của bếp lò nhỏ. Cách ngăn ngừa/khắc phụ - Sử dụng nguyên liệu có độ ẩm phù hợp. - Nạp liệu theo đúng công suất của thiết bị. - Tăng cường kiểm tra và chú ý điều chỉnh bếp và nhiệt độ lò rang phù hợp. - Van của cửa hút khói mở - Điều chỉnh van hút khói quá to, hút mất nhiệt từ máy cho phù hợp (mở 1/3 van). rang. 2 Thời gian rang Rang ở nhiệt độ quá cao, Tăng cường kiểm tra và chú nhanh hơn bình lửa của bếp lò quá lớn ý điều chỉnh bếp và nhiệt độ thường, hạt bị lò rang phù hợp. cháy. 3 Hạt cà phê chín Rang ở nhiệt độ quá cao, Chú ý điều chỉnh bếp và không đều, chỗ lửa của bếp lò quá lớn nhiệt độ lò rang phù hợp đậm, chỗ nhạt. từng giai đoạn rang. 4 Vỏ lụa và mảnh - Quạt của máy rang không - Kiểm tra và điều chỉnh sự vận hành của quạt hút tạp vụn cháy còn vận tốt. chất nhẹ cho đúng tốc độ và lẫn nhiều trong chiều quay. cà phê nhân - Các lỗ trên khay làm nguội - Vệ sinh kỹ khay làm nguội bị tắc. sau mỗi mẻ rang. - Van của ống hút khí từ - Mở tối đa van của ống hút khay làm nguội mở quá nhỏ. khí từ khay làm nguội. 5 Độ chín (màu cà Xả cà phê ra ngoài quá sớm Chú ý kiểm tra mẫu thường phê rang) không so với thời điểm xả quy định xuyên hơn vào giai đoạn cuối của quá trình rang. đạt yêu cầu: rang chưa tới. 6 Độ chín (màu cà Xả cà phê ra ngoài quá Chú ý kiểm tra mẫu thường phê rang) không muộn so với thời điểm xả xuyên hơn vào giai đoạn cuối của quá trình rang. đạt yêu cầu: quy định rang quá. 7 Sau khi xả cà - Chậm làm nguội hay làm Khởi động khay làm nguội phê rang tiếp tục nguội với thời gian quá và quạt hút trước khi xả cà 157 TT Sự cố Nguyên nhân bị đậm màu hơn. ngắn. Cách ngăn ngừa/khắc phụ phê từ trống rang ra khay làm nguội. - Các lỗ trên khay làm nguội - Vệ sinh kỹ khay làm nguội sau mỗi mẻ rang. bị tắc. - Van của ống hút khí từ - Mở tối đa van của ống hút khay làm nguội mở quá nhỏ. khí từ khay làm nguội. 2.5. Làm nguội Quá trình làm nguội là quá trình dùng không khí có nhiệt độ thấp để hạ nhiệt độ khối hạt đến nhiệt độ phòng, tránh phản ứng hoá học tiếp tục xảy ra trong nhân. Cà phê sau khi ra khỏi máy rang, nhiệt độ hạt cà phê vẫn còn rất cao, nếu không được làm nguội ngay hạt cà phê vẫn còn tiếp tục đun nóng, sẽ dẫn đến tình trạng sai lệch về mức độ rang. Vì lí do đó mà cà phê sau khi rang được chuyển ngay sang thiết bị làm nguội, dùng quạt hút hoặc thổi không khí cho nhiệt độ khối hạt cà phê giảm xuống nhanh chóng, đồng thời loại bỏ một phần tạp chất có trong khối hạt như vỏ lụa còn sót hoặc bị bong ra trong quá trình rang cà phê nhân. Thiết bị làm nguội có dạng sàng khay, bên dưới sàng có ống nối liền với quạt hút không khí làm cho khối cà phê giảm nhiệt độ nhanh chóng, đồng thời loại đi một phần tạp chất có từ trong khối hạt như vỏ lụa còn sót hoặc bị bong ra trong quá trình rang. Thời gian làm nguội từ 3÷5 phút. Thiết bị làm nguội có nhiều dạng như sàng, khay bên dưới sàng có ống nối liền với máy hút khí. Những thiết bị rang có công suất nhỏ thường sàng chứa hạt cà phê đứng yên, thiết bị có công suất lớn thường ở dạng sàng tròn quay có tay khuấy đảo ở bên trên, bên dưới có quạt hút hoặc thổi, ngoài ra có thể dùng bằng tải. (hình 6.7) Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình làm nguội: trong quá trình làm nguội, các hợp chất hương tạo thành vẫn tiếp tục bay hơi. Mặt khác, do nhiệt độ cao nên các phản ứng hóa học trong hạt cũng tiếp tục diễn ra, nhất là phản ứng caramel và phản ứng Maillard. Do đó, màu hạt trở nên sẫm hơn. Làm nguội càng nhanh thì sự thất thoát hương và biến màu sản phẩm càng giảm. Hình 6.7. Xả và làm nguội cà phê sau khi rang 158 2.6. Phối trộn Phối trộn là cho vào sản phẩm một hoặc hai loại cà phê và một số phụ gia khác nhằm tạo cho sản phẩm cà phê rang có hương vị đặc trưng riêng, giảm giá thành tạo nên sản phẩm cà phê phù hợp với thị hiếu người uống. Thường các cơ sở sản xuất có công thức phối trộn riêng, trong đó tỷ lệ cà phê Robusta cao nhất, là thành phần chính, cà phê chè do giá cao nên phối trộn với tỷ lệ nhỏ chủ yếu để tăng hương thơm cho cà phê. Cà phê chè xốp nên khi rang dễ đạt độ màu hơn so với cà phê vối, để cà phê bột thành phẩm ổn định và đảm bảo chất lượng thì nên rang riêng từng loại cà phê nguyên liệu rồi đấu trộn. Cà phê sau khi rang xong tiến hành phối trộn, trước hết cho cà phê vối vào thiết bị phối trộn rồi cho cà phê chè vào, đảo trộn bằng phương pháp thủ công hoặc cơ giới như dùng thiết bị thùng quay có tay đảo. Thường làm nguội cà phê rang đến 60÷700C thì mang đi phối trộn. Trước hết cho loại cà phê chiếm tỷ lệ lớn hơn vào trước, sau đó là loại cà phê chiếm tỉ lệ nhỏ hơn, tiếp theo là các chất phụ gia nếu có. Thành phần và tỷ lệ phối trộn có thể như sau: Cà phê được coi là ngon khi chỉ phối trộn hai loại cà phê chè và cà phê vối theo tỷ lệ 4/6 hoặc 3/7. Tuy nhiên, để hạ giá thành cũng như để phục vụ cho thị hiếu người tiêu dùng đa thành phần, các nhà sản xuất cà phê thường phối trộn thêm nhiều thành phần nguyên liệu phụ khác nhau như ngô, đậu xanh, đậu đỏ, đậu nành, bơ,..để tạo cho cà phê có vị ngậy béo hoặc khi rang để cả vỏ lụa để cho cà phê có mùi thơm đặc trưng riêng. Ngoài ra trong quá trình phối trộn thường có caramen để tạo ra vị và màu sắc sánh đậm cho cà phê và một số phụ gia khác như rượu, muối ăn, bơ, sữa bột,.., hương tổng hợp như hương sữa, hương cà phê, hương ca cao, vanilline,..Một số vùng cho cả nước mắm để tạo mùi, bột ca cao để tạo vị. Tỷ lệ phối trộn thường như sau: - Cà phê chè: 10%÷15% - Ngô và hạt rang các loại khoảng 12,5% - Bơ, caramen khoảng 2%, một số phụ kiện khác < 1% còn lại là cà phê vối. Cà phê sau khi làm nguội xuống khoảng 700C được tẩm bơ, ở nhiệt độ này bơ dễ tan ra sau đó tiếp tục cho đường caramen, muối, phụ gia khác vào. Trong giai đoạn này cà phê được nguội dần và phối đều với phụ liệu. Máy hoạt động theo nguyên lý đảo trộn, đưa nguyên liệu lên xuống và đảo đều trong phễu trộn nhờ sự kết hợp giữa hai chuyển động cho một trục vít chính đặt bên trong máy. (Hình 6.8) 159 1 5 2 3 1. Cửa nạp 2. Trục chính 3. Cửa ra thành phẩm 4. Khung máy 5. Motor truyền động trục chính 5 4 Hình 6.8. Máy phối trộn cà phê Nguyên liệu cần trộn được nạp vào máy qua phễu nạp liệu đặt bên trên máy (khối lượng nạp 25kg/lần nạp). Khi máy hoạt động trục vít chính của máy thực hiện hai chuyển động cùng một lúc. Chuyển động thứ nhất là trục vít quay quanh tấm nghiêng của nó làm cà phê sẽ chuyển động lên trên và rơi xuống theo đường sinh của phễu. Đồng thời chuyển động thứ hai là trục chính quay quanh quỷ đạo của tâm phễu trộn. Cà phê sau khi được trộn đều được tháo ra ngoài qua cửa ra thành phẩm nhờ một vít tải khác. Ủ là quá trình để cho cà phê có đủ thời gian và điều kiện nhiệt độ thích hợp để thẩm thấu hết lượng phụ gia vào cà phê, thường gian ủ khoảng 24÷36h. Quá trình ủ hạt cà phê được tiến hành trong thiết bị làm bằng hợp kim không gỉ và có nắp đậy. 2.7. Nghiền cà phê Nghiền cà phê là quá trình làm nhỏ hạt cà phê bằng phương pháp cơ học, mục đích chủ yếu của công đoạn này là làm cho cà phê rang có kích thước nhỏ hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trích ly nhằm khai thác triệt để các chất hoà tan trong hạt cà phê. Dưới tác dụng của lực cơ học cà phê sẽ được nghiền nát thành dạng bột giúp cho quá trình trích ly được dễ dàng. Nhưng sau khi trích ly xong phải tách bỏ bã cà phê, vì vậy kích thước bột cà phê phụ thuộc vào dụng cụ và cách pha chế. Nếu dùng bình ngâm: kích thước cà phê bột từ 1200÷1500 micromet. Nếu dùng phin nhỏ giọt: kích thước cà phê bột 900÷1200 micromet. Nếu dùng nước nóng hồi lưu: Nồng độ chất hòa tan được chiết rút rất nhiều, kích thước cà phê bột từ 600÷800 micromet. Nếu dùng máy pha ESPRESSO do thời gian chiết rút nhanh nên kích thước cà phê bột từ 400÷500 micromet. 160 Khi lượng cà phê lọt rây 1000 micrômet mà giữ lại trên rây 800 micrômet lượng lớn hơn 70% thì phù hợp cho phin nhỏ giọt. Sử dụng rây để phân tích kích thước (cỡ bột) cà phê. Rây có số No: 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 30, 35, 40. Cách xác định cỡ bột: Các rây chồng lên nhau, cho 300g bột cà phê lên rây trên cùng, lắc xoay tròn trong 5 phút, sau đó xác định khối lượng bột trên từng rây. Bảng 6.2. Bảng số liệu khi phân tích 293,7g cà phê bột N0 Ф (mm) Khối lượng cà phê bột trên rây (g) % (theo khối lượng) 14 1,4 5,1 1,74 18 1,0 151,5 51,6 20 0,85 114,7 39,1 25 0,74 17,9 6,1 4,5 1,53 >25 Với cỡ bột như trên cà phê chỉ thích hợp cho phin nhỏ giọt. Ngoài ra, mục đích của quá trình nghiền còn nhằm tạo điều kiện cho một số khí (đặc biệt là CO2) được sinh ra trong quá trình rang và bị giữ lại bên trong hạt sẽ thoát ra ngoài, giúp cho quá trình bao gói được dễ dàng. Trong quá trình nghiền nguyên liệu xảy ra một số biến đổi sau: - Biến đổi vật lý + Quá trình nghiền sẽ làm giảm kích thước của hạt. Kích thước của cà phê bột thay đổi từ vài trăm μm đến vài mm phụ thuộc vào phương pháp trích ly cà phê. Từ đó, mà người ta phân ra các mức độ nghiền cà phê là nghiền thô, nghiền vừa và nghiền mịn. + Trong quá trình nghiền CO2, hơi nước và các chất dễ bay hơi được tạo thành từ giai đoạn rang sẽ tiếp tục được giải phóng, làm giảm khối lượng sản phẩm và tăng khối lượng riêng. Mức độ thoát khí phụ thuộc vào kích thước của hạt cà phê sau nghiền. + Xảy ra sự tách phần lớp vỏ mà chưa được tách ra trong quá trình rang. + Có sự tăng nhẹ về nhiệt độ do ma sát. - Biến đổi hóa lý: Diện tích bề mặt riêng sẽ tăng lên và xảy ra sự bay hơi của một số chất mùi. - Các biến đổi về hóa học, hóa sinh và vi sinh xảy ra không đáng kể. 161 Quá trình nghiền sẽ làm giảm mùi thơm của cà phê do một số chất mùi bị thất thoát. Sau khi nghiền, cà phê nên đem đi trích ly càng nhanh càng tốt (trường hợp sản xuất cà phê hòa tan). Nếu muốn bảo quản thì cà phê bột cần được bao gói kỹ. Thiết bị nghiền thường dùng là thiết bị nghiền kiểu đĩa (hình 6.9). Cà phê sau khi được nạp vào máy qua phễu nạp, khi máy hoạt động trục chính có tác dụng truyền động cho đĩa nghiền quay, đồng thời chuyển cà phê từ từ vào khe hở giữa hai mặt đĩa nhờ rảnh xoắn trên trục. Cà phê sẽ được nghiền nhỏ trong khe hở giữa hai mặt đĩa cố định và mặt đĩa quay nhờ các rảnh xát được tạo trên đĩa. Cà phê sau khi được xay nhỏ sẽ đi ra ngoài qua cửa xả thành phẩm. 1 2 3 4 1. Phễu nạp liệu 2. Cửa nạp điều chỉnh 3. Đĩa nghiền 5 4. Cửa xả cà phê thành phẩm 5. Motor truyền động Hinh 6.9. Máy nghiền cà phê kiểu đĩa Ngoài ra người ta còn dùng thiết bị nghiền kiểu trục (Hình 6.10). Hình 6.10. Máy nghiền trục có răng 162 Bộ phận chính của máy nghiền trục là hai trục nghiền có đường kính bằng nhau, làm bằng thép không rỉ, quay ngược chiều nhau. Lõi của hai trục được gắn với cơ cấu lò xo để tránh quá tải. khi gặp trường hợp quá tải (hạt cà phê hay tạp chất cứng), lực ép sẽ tăng lên nén lò xo lại, làm tăng kích thước khe hở giữa hai trục nghiền để vật liệu thoát ra. Khi kết thúc hiện tượng trên, lò xo sẽ đẩy trục nghiền về vị trí ban đầu. Máy nghiền cà phê thường được dùng các trục trơn, vận tốc quay của trục khoảng 50÷900vòng/phút. Cà phê sau khi nghiền rơi xuóng bộ phận phân loại theo kích thước quy định của từng nhà máy. Máy nghiền trục dùng trong công nghiệp được thiết kế nhiều trục nghiền răng có tốc độ quay khác nhau. Trên bề mặt các trục nghiền quay tốc độ cao có các răng hình chữ U nằm nghiêng, còn trên bề mặt các trục nghiền quay với tốc độ thấp có răng hình chữ U thẳng đứng. Hai trục quay với vận tốc khác nhau sẽ tạo thành một cặp, giữa mỗi cặp trục sẽ có một khoảng cánh thích hợp với mức độ nghiền. Đi từ trên xuống dưới, mức độ nghiền từ thô đến tinh. 2.8. Hoàn thiện sản phẩm Cà phê sau khi nghiền được kiểm tra chất lượng : màu sắc, mùi vị, độ mịn,..đạt yêu cầu trước khi đưa vào đóng gói. Định lượng và đóng gói cà phê có thể dùng máy tự động hoặc cân, đong thủ công. Bao bì có thể dùng bao bì bằng nhựa, tốt nhất nên dùng bao nhựa tráng kim loại, nhằm chống oxy hóa chất béo trong cà phê. Đồng thời để tăng khả năng bảo quản cho cà phê có thể bơm khí trơ vào gói cà phê hoặc hút chân không. Sau khi đóng gói xong sản phẩm được đóng vào thùng giấy theo quy cách đăng ký, mỗi hộp cà phê có khối lượng từ 100g đến 1000g, thông thường nhất là 250g và 500g. Sản phẩm sau khi đóng gói được bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, chống ẩm tốt. 3. MỘT SỐ PHỤ GIA DÙNG TRONG CHẾ BIẾN CÀ PHÊ BỘT 3.1. Các phụ gia tổng hợp 3.1.1. Hương cà phê (Moka coffee flavour, coffee flavour) Là phụ gia tổng hợp có nguồn gốc Malaysia, Pháp… Thành phần: Vanillin, PropylenGlycol (C3H6O2), Moka coffee powder, acetoin, ethyl maltol, diacetyl, Deionized water, Ferturyl Mercaptan. Mục đích sử dụng: tăng mùi vị nước pha cà phê, đặc biệt cảm giác về cà phê chè (Aribica) được chế biến tốt và chất lượng cao. Liều lượng sử dụng: 0,1÷0,3% theo trọng lượng sản phẩm cuối cùng. 3.1.2. Hương sữa (Milk Flavour, Flavour mixture milk) Là phụ gia tổng hợp có nguồn gốc: Singapore, Pháp… Thành phần: Propyleneglycol (C3H6O2),, Acid capric (C10H20O3), Ethyl lactate, Delta decalactone. 163 Mục đích sử dụng: tăng cảm giác ngậy béo và ngon miệng. Liều lượng sử dụng: 0,1%. 3.1.3. Bơ Nguồn gốc từ chất béo động vật hay thực vật. Có nhiếu quốc gia sản xuất như: Canada, New Zealand,… Thành phần: các trico-glycosides tương tự thành phần chất béo trong cà phê. Mục đích sử dụng: tăng mùi vị nước pha cà phê đặc biệt là cảm giác ngậy béo. Tuy nhiên sử dụng bơ để phối trộn cũng có những bất lợi: Do không hòa tan trong nước nên hầu hết lượng bơ phối trộn được giữ lại trong bã cà phê sau khi pha, vì vậy sẽ lãng phí. Mặt khác bơ rất dể bị oxy hóa làm cho cà phê có mùi ôi khét rất không hấp dẫn, làm chất lượng cà phê xuống cấp. 3.1.4. Vanillin Nguồn gốc từ sản phẩm tổng hợp hay trích ly từ quả của cây Vanilla, lưu giữ ở dạng tinh thể bột trắng hay dạng lỏng. Mục đích sử dụng: tăng mùi thơm cho cà phê. Liều lượng sử dụng: với cà phê nếu dùng vanillin quá cao sẽ làm át các mùi khác làm mất cân đối mùi và vị trong nước pha cà phê sau này. Vì vậy không nên phối trộn với liều lượng vượt quá 50g/1000g cà phê. Liều lượng dùng 10g/1000g cà phê. 3.1.5. Caramen Caramen là một trong số rất ít các chất màu thực phẩm được chấp nhận trên toàn thế giới. Mục đích sử dụng tăng màu nâu đậm, đen, tăng độ sánh và mùi vị nước pha cà phê. Nguồn gốc Caramen là sản phẩm nấu từ đường mía. Dạng thương mại có thể là dạng rắn hoặc lỏng. Để nấu caramen một cách đơn giản người ta nấu đường hoặc mật mía đến 140÷2000C duy trì ở nhiệt độ này trong một thời gian sau đó hạ nhiệt độ xuống 1200C rồi bổ sung chất xúc tác để đạt màu phù hợp.(thường là muối amonium; (NH4)2Ca). Thành phần caramen gồm hỗn hợp nhiều chất trung gian được tạo ra trong quá trình thủy phân đường saccarose. Liều lượng caramen theo quy định trong thực phẩm là không hạn chế.Với loại cà phê Tây Ban Nha (tocofero) lượng caramen có thể dùng phối trộn với cà phê là 50-50. Tuy vậy nếu phối trộn caramen ở tỷ lệ cao thì có thể làm ướt cà phê nhân rang, làm khó xay bột cũng như mất cân đối về mùi vị trong nước pha cà phê sau này. Do đó thông thường không nên phối trộn quá 25% theo trọng lượng. 164 3.1.6. Các loại đường Các loại đường kể cả đường tổng hợp và tự nhiên đều có thể sử dụng để phối trộn với cà phê sau khi rang ngoài mục đích làm tăng vị ngọt còn làm cho cà phê giảm bớt vị đắng. Tuy nhiên các loại đường hóa học khi sử dụng với hàm lượng cao có thể phản tác dụng và gây ra sự đắng khé rất khó chịu. Đường có thể phối trộn sau khi rang xong hoặc trước khi xay. Nó có thể hút ẩm làm cho cà phê ướt, khó xay bột. Một số người không thích cà phê thêm đường vì vậy không nhất thiết phải bổ sung đường vào cà phê. 3.2. Một số phụ gia thực phẩm thô (chất độn) Phụ gia thô là loại có nguồn gốc tự nhiên có thể bổ sung cả mùi và vị cho cà phê. Có hàng trăm loại phụ gia thô được chế biến và phối trộn với cà phê trên khắp thế giới. Phụ gia thô có thể chia làm 2 nhóm chính: nhóm nguồn gốc từ ngũ cốc và nhóm không phải từ ngũ cốc. 3.2.1. Nhóm phụ gia nguồn gốc từ ngũ cốc Nhóm này gồm nhiều loại: đại mạch, lúa mì, gạo, ngô, yến mạch,.. Người tiêu dùng chấp nhận phụ gia nguồn gốc tự nhiên một cách rộng rãi. Bởi vì sau khi rang chúng cho mùi vị cân đối khá thú vị và trong chúng không có các hợp chất gây ảnh hưởng đến các hoạt động sinh lý của cơ thể. Tại Việt Nam nhiều cơ sở sản xuất cà phê sử dụng ngô rang hay gạo rang để phối trộn với cà phê. Kinh nghiệm cho thấy việc sử dụng gạo rang không tốt bằng ngô rang, nên trong sản xuất người ta thường sử dụng ngô rang làm chất phụ gia. a. Mục đích sử dụng ngô rang Ngô rang không có tác dụng làm tăng mùi vị, màu sắc cũng như bảo quản. Nhưng vì giá rẻ nên ngô rang dùng để làm chất độn để giảm giá thành cà phê. Đồng thời trong thành phần hạt ngô có đường và khi rang chúng sẽ được chuyển hóa thành Caramen. Mặt khác hàm lượng chất tan trong ngô rang là rất cao lên đến 66,6%. b. Cách rang ngô làm phụ gia thực phẩm trong cà phê Ngâm hạt ngô trong nước 24 giờ, có thể hấp hơi ở 1400C trong 1 giờ. Rang ở 180÷2000C trong 2 giờ và 4 giờ nếu nhiệt độ rang thấp hơn 1800C. Việc ngâm nước trước khi rang có tác dụng làm cho màu sắc sau khi rang đồng đều hơn, tránh được hiện tượng tạo thành các hợp chất gây mùi vị khó chịu được tạo ra ở lớp ngoài của hạt không ngâm nước và cũng tránh được sự nở của hạt trong trường hợp hạt khô. Tuy nhiên hàm lượng các chất tan trong hạt rang từ hạt khô cao hơn khoảng 10% so với hạt rang từ hạt ướt. 165 Bảng 6.3.Tỷ lệ các hợp chất trong ngô rang Thành phần Tỉ lệ (% theo khối lượng) Độ ẩm 7,8 Các chất khoáng 1,8 Cacbonhydrates 58,0 Chất béo 5,1 Protein (N . 6,25) 11,4 Sợi 8,0 Tổng số các chất hòa tan 66,6 3.2.2. Nhóm phụ gia thô nguồn gốc không từ ngũ cốc a. Củ cải đường Sau khi thu hoạch, rửa sạch, thái mỏng 5mm, phơi hay sấy ở nhiệt độ thấp tới độ ẩm tối đa là 12%. Trước khi rang các lát cắt cũng được phân loại theo kích thước để đảm bảo rang chín đồng đều. Thông thường rang củ cải đường rất chậm, rang ở 2000C trong 80 phút. Trong quá trình làm sạch phân loại củ cải đường mất 2÷4% khối lượng, trong quá trình rang mất 8÷8,5% khối lượng. Củ cải đường sau khi rang có độ trích ly cao 70÷80% cho nước pha màu sánh đậm, mùi vị êm dịu có vị ngọt rất sảng khoái, vì vậy chúng được ưu chuộng dùng để phối trộn với 1 tỷ lệ thích hợp. Bảng 6.4. Thành phần hóa học của củ cải đường sau khi phơi/ sấy và rang Thành phần Tỷ lệ (% theo khối lượng) Vật liệu đã khô Vật liệu sau khi rang Độ ẩm 7,4 5,2 Cacbonhydrates 71,2 78,9 Protein (N . 6,25) 8,7 6,8 Các chất khoáng 6,3 3,0 Sợi thô 5,8 5,3 Chất béo 0,5 0,8 Tổng số 99,9 100,0 - 77,9 Tỉ lệ trích ly (gồm 56,5% đường saccarose) 166 b. Quả vả Được sử dụng để rang và pha chế giống như cà phê từ đầu thế kỷ 19. Quả vả khi chín có màu xanh đến màu tím nhạt. Hy lạp và Ý là 2 nước cung cấp quả vả khô rất lớn (thị trường châu Âu). Quả vả khô sau khi được rang ở nhiệt độ 150÷1700C có tỷ lệ trích ly cao trong đó 56,6% là đường saccarose. Có tác dụng là tạo vị ngọt dễ chịu cho nước pha cà phê. Bảng 6.5. Thành phần hóa học của quả vả sau khi phơi/ sấy và rang Thành phần Tỉ lệ (% theo khối lượng) Vật liệu đã khô Vật liệu sau khi rang Độ ẩm 24,9 11,4 Các loại đường khử 50,4 22,7 Cacbonhydrates 17,2 47,5 Protein (N . 6,25) 3,3 4,9 Các chất khoáng 2,9 5,0 - 5,5 Chất béo 1,3 3,0 Tổng số 100,0 100,0 - 67,9 Sợi thô Tỉ lệ trích ly (gồm 56,5% đường saccaroza) c. Quả sồi Là loại quả giàu cacbonhydrate, chủ yếu là tinh bột. Thành phần hóa học của quả sồi: Độ ẩm 9÷10%, chất khô 5,5÷6%, protein 5,5÷6%, tinh bột 50÷52%, monosaccharide và disaccharide 7,8÷9%, sợi thô 2,5÷2,9%, khoáng 1,9÷2%, chất chứa tanin 10,4÷11%, tỷ lệ chất rắn hòa tan 28,9%. Cách rang hạt sồi tương tự như cách rang hạt đậu tương, nhiệt độ rang 150÷1800C thời gian 40÷60 phút tùy từng loại máy rang. Hạt rang độ ẩm (2,2%) bị mất 19% khối lượng hạt so với trước khi rang (độ ẩm 11%). Hạt sồi có thể phối trộn với cà phê 25÷50% khối lượng mà mùi vị cà phê vẫn chấp nhận được. Tuy vậy việc phối trộn hạt sồi rang với cà phê có thể tăng vị chát cho nước pha. Do đó không nên dùng với tỷ lệ quá cao. d. Hạt nho khô Hạt nho khô thường được rang và làm nguyên liệu phối trộn với cà phê ở nhiều nước thuộc Liên Xô trước đây. Nó là phế phẩm từ chế biến nho khô sau khi ép bánh. 167 Hạt nho khô được rang ở 150÷1700C khoảng 9÷11 phút, tốt nhất là rang ở 160÷1650C trong thời gian 9,5÷10,5 phút. Hạt nho khô sau khi rang có mùi vị rất thú vị gần giống với mùi cà phê, nên dùng để phối trộn vào cà phê làm chất phụ gia. Bảng 6.6. Thành phần hóa học của quả nho khô Thành phần Tỉ lệ (% theo khối lượng) Độ ẩm 8,0÷8,8 Đường tổng số 6,4÷7,2 Đường khử 4,4÷4,8 Sucrose 1,9÷2,1 Pentosans 3,5÷4,2 Nito tổng số 1,23÷1,45 Nito amino 0,1÷0,15 Hợp chất chứa tananh 2,5÷8,0 Sợi thô 20÷22 Tro tồng số 2,78÷3,2 e. Các loại đậu đỗ Có nhiều loại đậu đỗ được sử dụng để phối trộn với cà phê như: đậu xanh, đậu đen, đậu tương, lạc. Giống như ngô các loại đậu chủ yếu dùng làm chất độn trong cà phê nhằm giảm giá thành sản phẩm .Đóng góp vào mùi vị của cà phê không nhiều. * Đậu xanh Đậu xanh được sản xuất nhiều ở châu Á. Hạt đậu xanh khô có độ ẩm 11%, chất béo 19,8%; cacbonhydrate 53%, khoáng 2,72%. Đậu xanh được rang 2 lần giữa hai lần rang là giai đoạn ngâm nước cho hạt nở ra. Đối với mỗi quốc gia có tiêu chuẩn riêng cho đậu xanh rang được sử dụng trong cà phê. Theo tiêu chuẩn của Bulgaria thì bột đậu xanh sử dụng phối trộn với cà phê phải đảm bảo các yêu cấu sau: Độ ẩm 7%, tro 3,5%, tro không tan trong acid 0,5%, các chất tan trong nước 22% và thời gian sử dụng sản phẩm dưới 9 tháng. * Đậu tương Trong số các loại đỗ, đậu tương được sử dụng nhiều nhất và được biết đến nhiều nhất. Chủ yếu được dùng làm chất độn trong cà phê và không tan trong nước. Đậu tương được rang ở nhiệt độ thấp hơn cà phê, trong khoảng từ 150÷1800C trong thời gian 40÷60 phút, tùy thuộc vào loại máy rang. Thành phần của hạt đậu tương rang: Độ ẩm 4,9%, chất béo 21,7%, hợp chất chứa Nitơ 45,6%, cacbobhydrate 24,1%, sợi thô 4,7%, khoáng 2,6% và chất rắn hòa tan trong nước là 25,1%. 168 Có thể sử dụng đậu tương nguyên hạt hay đậu tương vỡ đôi được loại vỏ để rang. Trước khi rang đậu tương có thể được trích ly dầu trong hạt bằng cồn. Nhằm mục đích làm giảm hàm lượng dầu (chất béo) trong đậu tương nhằm kéo dài thời gian bảo quản. Bằng phương pháp trích ly lượng dầu còn lại trong hạt tối đa là 9,65% (ban đầu là 20%). Sau đó lấy ra sấy ở nhiệt độ 700C tới độ ẩm đạt 11%. Đậu tương có thể rang ở các mức độ nhạt, trung bình đậm (theo nhiệt độ và thời gian rang tăng dần). Rang càng đậm độ ẩm càng thấp, hàm lượng chất béo càng giảm. Tỷ lệ phối trộn với cà phê tùy theo mức rang và tùy theo đậu tương đã được khử chất béo hay chưa. Một loại đậu tương đã được khử chất béo và rang ở mức độ đậm có thể phối trộn 25÷50% khối lượng cà phê mà vẫn tạo được mùi vị chấp nhận được. Mục đích của việc phối trộn nhằm giảm giá thành sản phẩm, tùy theo thời điểm mà giá thành có thể giảm 30÷50%. * Lạc (Đậu phụng) Trước kia lạc vẫn được dùng làm chất độn trong cà phê, nhưng bây giờ có thể rất ít được sử dụng chỉ dùng bột lạc rang để rắc lên bề mặt của tách cà phê Latté, Moka hay Capucino. Vì trong thành phần của lạc có rất nhiều chất béo dễ gây ôi hóa hơn so với đậu xanh và đậu nành và tạo ra mùi ôi khét rất không thú vị cho sản phẩm. * Vỏ hạt cacao rang Sau quá trình rang hạt và tách hạt lấy nhân, vỏ cacao bị loại ra. Vỏ có thể chiếm 12÷14% khối lượng hạt. Có thể phối trộn vỏ hạt cacao rang với cà phê theo tỷ lệ 10÷20% khối lượng. Thành phần của vỏ hạt cacao rang như sau: độ ẩm 11%, chất béo 3%, protein 13%, sợi thô 14%, tro tổng số 7%; hợp chất chứa tanin 6,3%; pentosans 7% và một lượng nhỏ tinh bột và đường. Cũng giống như hạt sồi, vỏ hạt cacao có chứa một số hợp chất tanin nên khi phối trộn với cà phê nó làm tăng vị chát, nhưng bù lại nó bổ sung cảm giác phản phất về mùi vị socola trong nước pha. Tuy nhiên cũng đã có cảnh báo rằng việc sử dụng quá nhiều vỏ hạt cacao cũng ảnh hưởng đến người sử dụng do tác dụng của caffeine và theobromin. Do đó khuyến khích sử dụng vỏ hạt cacao phối trộn trong cà phê với lượng thích hợp nhằm bảo đảm an toàn cho người sử dụng. 3.3. Một số công thức phối trộn phụ gia với cà phê rang Chủng loại và liều lượng của mỗi loại phụ gia sử dụng cho phối trộn với cà phê rang để tạo ra hương vị riêng cho mỗi loại sản phẩm cà phê là bí quyết công nghệ của các nhà rang xay. Nó là kết quả của những nghiên cứu công phu trong phòng hay điều tra thực tế về khẩu vị của rất nhiều khách hàng tùy theo đối tượng, tầng lớp xã hội. Tuy nhiên cũng có thể thấy một số phụ gia cơ bản thường được sử dụng trong phối trộn với cà phê rang tại Việt Nam. 169 Bảng 6.7. Công thức phối trộn phụ gia cho ba loại cà phê điển hình tại Việt Nam Loại nguyên liệu Công thức phối trộn trong 10 kg thành phẩm I (Thượng hạng) II (Đặc biệt) III (Truyền thống) Cà phê rang Robusta (g) 3000 5000 5000 Cà phê rang Arabica (g) 5500 2000 0 Ngô rang (g) 0 1000 2000 Đậu tương rang (g) 0 0 1000 Caramen (g) (Việt Nam) 700 950 950 Bơ (g) (New Zeland, Canada, Australia) 730 950 950 Hương sữa (g) (Mỹ, Đức, Singapo) 50 50 50 Hương cà phê (g) (Pháp, Mỹ) 0 20 50 Vanilin (g) (Mỹ) 20 20 20 Muối bột (g) (Việt Nam) 0 10 30 Các loại cà phê thông thường (truyền thống) có thành phần phụ gia rất cao, chứa nhiều chất độn như ngô và đậu tương, hàm lượng cà phê chỉ đạt 50%, vì vậy giá thường thấp hơn. Loại cà phê thượng hảo hạng và cà phê đặc biệt thường có tỷ lệ cà phê chè cao và ít sử dụng phụ gia hơn. Một số cơ sở rang xay cà phê ở Việt Nam có thể còn dùng các loại phụ gia khác trong công thức phối trộn như rượu trắng, rượu rhum, sữa bột, sữa đặc, nước nắm, bột ca cao, tinh dầu ca cao và một số hóa chất khác. Bốn loại phụ gia: bơ, caramen, vanillin và hương sữa được hầu hết các nhà máy rang xay sử dụng trong các công thức phối trộn với cà phê. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Nêu sơ đồ quy trình và sơ đồ thiết bị của công nghệ chế biến cà phê nhân bột (rang xay) từ cà phê nhân. 2. Các điều kiện chất lượng của cà phê nhân nguyên liệu dùng cho chế biến cà phê bột. 3. Trong quy trình chế biến cà phê bột, công đoạn nào ảnh hưởng nhiều nhất đến chất lượng cà phê bột. Vì sao? 4. Phân tích các loại phụ gia dùng trong sản xuất cà phê bột. Ảnh hưởng của phụ gia đến chất lượng sản phẩm cà phê bột như thế nào? 170 Chương 7. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ HÒA TAN Cà phê hòa tan là loại cà phê không có cặn, sử dụng đơn giản thích hợp với mọi điều kiện. Hiện nay kỹ thuật sản xuất cà phê hòa tan trên thế giới đã đạt đến trình độ cao. Phương pháp sản xuất cà phê hòa tan không phức tạp nhưng để đạt được sản phẩm cuối cùng đạt được chất lượng cao thì đòi hỏi cần phải có thiết bị và kỹ thuật. Đó cũng chính là những yếu tố quyết định chất lượng sản phẩm. 1. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Cà phê nhân sống Rang Nghiền Trích ly Lọc Tách hương Cô đặc Sấy Tạo hạt Phối trộn Bao gói Sản phẩm Hình 7.1. Sơ đồ quy trình chế biến cà phê hòa tan 171 1 1 7 5 2 2 2 3 4 6 13 11 17 12 19 11 8 9 14 10 18 15 16 9 9 9 Hình 7.2. Sơ đồ thiết bị quy trình công nghệ chế biến cà phê hòa tan 1. Cyclo cà phê; 2. Tank trích ly; 3. Tank trung gian; 4. Thiết bị tách hương; 5. Thiết bị ngưng tụ hương; 6. Thiết bị cô đặc; 7. Hệ chân không; 8. Tank trung gian; 9. Lọc khí; 10. Tháp sấy phun; 11. Cyclo; 12. Quạt; 13. Cyclo chứa bột; 14. Tháp phun ẩm; 15. Sấy tầng sôi; 16. Sàng; 17. Cyclo hứa bột thành phẩm; 18. Thiết bị bao gói; 19. Bộ phận gia nhiệt 2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH 2.1. Cà phê nhân sống Trong hai loại cà phê Arabica và Robusta đang thịnh hành trên thị trường thì cà phê Robusta có hàm lượng chất hào tan cao so với cà phê Arabica, mặc dù cà phê Robusta có hương thơm kém hơn Arabica, nhưng giá cà phê Robusta thấp hơn cà phê Arabica. Do đó cà phê Robusta thường dùng làm nguyên liệu để chế biến cà phê hòa tan. Yêu cầu của cà phê Robusta nhân sống dùng để làm nguyên liệu là cà phê nhân có độ ẩm 12%, màu tự nhiên của cà phê nhân Robusta, không có vị lạ, không ẩm mốc, tạp chất nhỏ hơn 1%. Khi chọn được cà phê nguyên liệu, tiếp đến là quá trình làm sạch, loại tạp chất và những hạt cà phê hư hỏng ra khỏi khối hạt nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm. Quá trình làm sạch thường sủ dụng quạt để tách tạp chất nhẹ, sàng để tách các tạp chất có kích thước, hình dạng khác với cà phê nhân. Hoặc tách hạt khác màu bằng máy bắt 172 màu. Tuy nhiên để thuận lợi cho quá trình sản xuất, thường độ sạch của nguyên liệu giao cho nhà sản xuất cà phê nhân sống chịu trách nhiệm và quản lý. 2.2. Rang cà phê Trong các cấp màu rang cà phê, màu cà phê nhân rang đậm, hàm lượng chất hòa tan càng cao. Tuy nhiên trong chế biến cà phê hòa tan, sau khi trích ly và cô đặc dịch cà phê là quá trình sấy khô, thường quá trình sấy khô thực hiện ở nhiệt độ cao, dưới tác dụng của nhiệt độ cao thì phản ứng tạo màu, tạo mùi xảy ra làm tăng cường độ màu của cà phê thành phẩm. Trong công nghệ chế biến cà phê hòa tan tránh tạo mùi khê, vị đắng cho cà phê nên chọn cấp màu rang cà phê là cấp màu rang nhạt. 2.3. Nghiền cà phê Quá trình nghiền cà phê là quá trình làm nhỏ hạt cà phê bằng lực cơ học. Tùy thuộc vào thiết bị trích ly mà chọn cỡ bột cà phê cho thích hợp. Cà phê bột có cỡ hạt quá lớn sẽ dẫn đến hiệu suất trích ly thấp, còn cỡ hạt quá nhỏ thì ảnh hưởng đến quá trình tách pha, bã cà phê lẫn vào dịch cà phê làm dịch trích ly cà phê đục, nhiều cặn, để loại bỏ cặn phải them công đoạn lắng, gạn hoặc ly tâm. Hiện nay trong công nghiệp chế biến cà phê hòa tan thường trích ly bằng nước nóng, hoặc hơi nước quá nhiệt. Với thiết bị trích ly bằng nước nóng có hồi lưu, chất hòa tan được chiết rút rất nhiều nên cỡ bột cà phê dùng là 600÷800 micromet. Nếu sử dụng thiết bị trích ly bằng hơi nước quá nhiệt thì chọn cỡ bột cà phê là 400÷500 micromet. Thiết bị nghiền thường sử dụng là thiết bị nghiền đĩa tương tự như trong phần chế biến cà phê bột. 2.4. Trích ly Quá trình trích ly nhằm mục đích khai thác các chất hoà tan và các chất tạo hương có trong cà phê bằng dung môi hoà tan là nước. Trong quy trình công nghệ chế biến cfa phê hòa tan, trích ly là một trong những công đoạn quan trong nhất, quyết định hiệu suất của toàn quy trình chế biến, quá trình trích ly chất tan càng triệt để thì hiệu suất thu hồi càng cao. Để đạt hiệu suất cao và giữ được hương vị tốt, cà phê bột sau khi nghiền được trích ly bằng nước nóng 900C và trích ly nhiều bậc. 2.4.1. Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình trích ly a. Biến đổi vật lý và hóa lý: Quá trình trích ly có bản chất là một quá trình hóa lý, trong đó xảy ra hiện tượng khuếch tán của vật chất. Cụ thể là sự khuyếch tán của nước từ bên ngoài vào hạt và sự khuếch tán của các chất hòa tan từ nguyên liệu vào dung môi. Tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào các điều kiện kỹ thuật của quá trình trích ly. Sự khuếch nói trên dẫn đến những biến đổi về mặt vật lý của cả hai pha rắn và lỏng trong hỗn hợp. - Pha rắn (bột cà phê): Thành phần tạo cấu trúc của bột cà phê là cellulose, hemicellulose. Sau khi rang xay, bột cà phê có cấu trúc cứng, giòn, không nén được (độ ẩm bột cà phê sau khi rang nhỏ hơn 5%). Khi cho vào nước để trích ly, bột cà phê 173 sẽ hút ẩm, trở nên dai, mềm và nén được. Hiện tương này sẽ làm tăng trở lực, làm giảm năng suất quá trình lọc. - Pha lỏng (dịch cà phê): Tỷ trọng và độ nhớt của dịch trích cà phê tăng lên do nồng độ chất khô trong dịch tăng lên theo thời gian. Nồng độ chất khô càng cao thì tỷ trọng và độ nhớt của dịch trích cà phê càng tăng. Cần chú ý hiện tượng này vì trong quá trình trích ly nhiều bậc, các bậc trích ly cuối cùng có độ nhớt cao hơn so với các bậc trích ly đầu tiên, do đó tốc độ lọc sẽ giảm. Biến đổi hóa lý khác cần được lưu ý là hiện tượng bay hơi nước làm cuốn theo các hợp chất dễ bay hơi (đặc biệt là các hợp chất tạo hương). Do đó, trong quá trình trích ly, cần đảm bảo độ kín của thiết bị để hạn chế hiện tượng bay hơi nói trên, dẫn đến sự giảm hàm lượng hương trong bột cà phê hòa tan. b. Biến đổi hóa học: Trong quá trình trích ly, nồng độ chất khô trong dịch trích cà phê sẽ tăng lên theo thời gian. Thành phần và nồng độ các chất trong dịch trích sẽ dần đạt đến giá trị cân bằng. Thông thường, hiệu suất trích ly của các chất có trong cà phê rang xay như sau: 100% chlorogenic acid (CGA), 90% các chất khoáng, 85÷100% alkaloid và chlorogenic, 40÷100% chất bay hơi, 15÷20% protein, 20÷25% melanoidin, 1,5% dầu coffee. Nồng độ chất khô trong dịch trích ly cuối cùng có thể đạt đến 20÷25% (w/w), tùy thuộc vào đều kiện và phương pháp thực hiện quá trình trích ly. Một điều cần lưu ý nữa là trích ly ở nhiệt độ cao sẽ làm tổn thất các cấu tử tạo hương, đồng thời xảy ra các phản ứng tạo màu. Trong quá trình trích ly, dưới tác dụng của nhiệt độ, trong môi trường nước các hợp chất cao phân tử có thể bị thủy phân, đặc biệt là các polysaccharide không bị thủy phân trong quá trình rang như cellulose và hemicellulose. Chính biến đổi này góp phần làm cho cấu trúc của hạt bột cà phê trở nên mềm hơn. Nhiệt độ càng cao thì biến đổi này diễn ra càng mạnh. Quá trình trích ly có thể được thực hiện gián đoạn, liên tục hay kết hợp cả gián đoạn và liên tục. Trong phương pháp trích ly gián đoạn, cà phê bột được cho vào các tank đã chứa nước với tỷ lệ thích hợp. Các tank chứa có cấu tạo thân dạng hình trụ, đáy côn, có vỏ áo cách nhiệt. Hỗn hợp cà phê và nước được gia nhiệt bằng hơi nước. Sau đó đủ thời gian trích ly, dịch trich ly được tháo ra ở đáy. Để nâng cao hiệu quả của quá trình trích ly, người ta dùng hệ thống trích ly liên tục nhiều bậc, thường từ 4 đến 5 bậc hình 7.3. Thiết bị trích ly thường dùng hệ thống tháp, được nối tiếp bằng những ống dẫn. Tùy theo năng suất của thiết bị mà nạp cà phê vào máy sao cho cà phê có một độ dày nhất định trong các tháp và bề mặt tiếp xúc với nước được tối đa. Việc vận hành thiết bị trích ly phải đúng yêu cầu kỹ thuật như việc đóng mở các van cho nước vào, hơi vào, bột cà phê vào, dịch cà phê ra,..Đây là các bước cần thiết quan trọng để đạt hiệu quả cao. Nguyên tắc chung: Khi gia nhiệt thì nhiệt độ cao ở những tháp chứa cà phê có ít chất hòa tan và nhiệt độ thấp ở những tháp có chứa nhiều chất hòa tan. 174 Hệ thống tháp trích ly gồm bộ các phận trích ly, nồi chưng và bộ phận ngưng tụ. Thường các tháp được bố trí thành hệ thống nối tiếp nhau nhờ các ống dẫn. Nước nóng được bơm từ đáy tháp lên, qua cột bột cà phê rang trong tháp, tại đây xảy ra hiện tượng trích ly các chất tan, dung dịch cà phê được thu tại đỉnh tháp. Đối với trích ly liên tục, người ta phải lần lượt thay thế bột cà phê ở các tháp sao cho dịch trích ly đi qua các tháp chứa bột cà phê có lượng chất tan tăng dần. Người ta thường thấm ướt bột cà phê bằng hơi nước bão hoà trước khi bơm nước trích ly vào để cho nước trích ly tiếp xúc triệt để với bột cà phê. Yêu cầu dịch sau khi trích ly nồng độ tối thiểu từ 20÷21% chất khô. 3 2 1 • o o • o o o • • • 1, 2, 3, 4: Bộ phận trích ly 5. Nồi chưng 4 • o o • • • o • o 5 Hình 7.3. Sơ đồ hệ thống trích ly Có thể kết hợp cả hai phương pháp, đầu tiên cà phê được trích theo phương pháp gián đoạn. Sau đó, được đưa đi trích ly tiếp trong thiết bị trích ly liên tục. Ưu điểm của phương pháp này là nâng cao hiệu quả trích ly so với phương pháp trích ly gián đoạn. Ngoài ra còn có thể dùng phương pháp trích ly bằng siêu âm. Phương pháp này có thể lấy hầu hết toàn bộ chất hòa tan trong bột cà phê một cách liên tục, nhanh với nước lạnh, giữ được hương vị tốt. Tuy nhiên phương pháp này khá phức tạp. 2.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly a. Nguyên liệu: kích thước của bột cà phê càng lớn thì tốc độ của quá trình trích ly càng nhỏ. Thông thường, kích thước nguyên liệu cà phê trong quá trình trích ly khoảng 400÷1200μm. Cấu trúc của hạt bột cà phê cũng ảnh hưởng đến quá trình trích ly. Cấu trúc của hạt bột cà phê càng xốp thì tốc độ trích ly càng cao. Cấu trúc hạt cà phê phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hóa học và quá trình rang. b.Nhiệt độ: nhiệt độ của dung môi trong quá trình trích ly càng cao thì tốc độ khuếch tán các chất hòa tan vào nước càng cao, tốc độ trích ly càng nhanh. Ngoài ra, khi nhiệt độ tăng, độ hòa tan của một số thành phần có trong nguyên liệu cà phê sẽ tăng, do đó, hiệu suất trích ly các chất này cũng tăng. Kết quả là lượng chất khô trich được sẽ tăng lên. Trong các cơ sở sản xuất quy mô nhỏ, thông thường thì quá trình 175 trích ly được thực hiện ở nhiệt độ 1000C. Còn đối với các công ty sản xuất với năng suất lớn, nhiệt độ của quá trình trích ly có thể lên đến 1800C, vì nhiệt độ càng cao thì hiệu suất trích ly càng cao nhưng yêu cầu về vốn đầu tư thiết bị càng lớn. c. Tỷ lệ dung môi trích so với nguyên liệu cà phê: cùng một lượng nguyên liệu, lượng dung môi càng nhiều thì tốc độquá trìnhtrích ly càng nhanh, các chất hòa tan càng được trích ly triệt để. Tuy nhiên, khi lượng dung môi sử dụng càng nhiều, nồng độ chất hòa tan trong dung dịch sẽ càng thấp, chi phí cho quá trình cô đặc và sấy sẽ tăng lên. Thông thường, tỷ lệ nước:cà phê từ 1:2 đến 1:10, tùy theo phương pháp trích ly thực hiện. d. Thời gian trích ly: thời gian trích ly càng dài thì hiệu suất trich ly sẽ càng tăng. Đến một thời gian nào đó, quá trình trích ly đạt trạng thái cân bằng, hiệu suất trích ly sẽ không tăng nữa. Thời gian trích ly phụ thuộc vào nhiệt độ của quá trình trích ly và tỷ lệ dung môi/nước. 2.5. Lọc Quá trình lọc nhằm loại bỏ các tạp chất không tan có trong dịch trích cà phê để nâng cao chất lượng sản phẩm. Thông thường, dịch trích ly còn lẫn bã cà phê do bã không được giữ lại hoàn toàn khi dòng dịch trích ly ra khỏi thiết bị trích ly. Quá trình lọc sẽ loại bỏ các tạp chất này, đảm bảo khi hòa tan sản phẩm để sử dụng sẽ không thấy cặn xuất hiện. Quá trình tách tạp chất không tan trong dịch trích ly có thể thực hiện bằng phương pháp ly tâm hoặc lọc khung bản. Phương pháp lọc khung bản thường đựoc sử dụng nhiều hơn vì hiệu quá kinh tế cao hơn so với phương pháp ly tâm. Tuy nhiên, cần chú ý bã cà phê là bã nén được, nên trong quá trình lọc, cần bổ sung bột trợ lọc để hạn chế hiện tượng tắc nghẽn bề mặt lọc. 2.6. Tách hương Trong quá trình xử lý bằng nhiệt ở nhiệt độ cao (quá trình trích ly, quá trình cô đặc..) sẽ xảy ra tổn thất các cấu tử hương. Do đó, cà phê cần được tách các cấu tử hương. Hương này sẽ được bổ sung trở lại sản phẩm cà phê hòa tan trước hoặc sau quá trình sấy và trước quá trình tạo hạt. Hiện nay, có rất nhiều phương pháp để thực hiện quá trình tách hương. Dưới đây là một số phương pháp tách hương phổ biến trong chế biến cà phê hòa tan. - Phương pháp dùng hơi nước nóng bão hòa, thổi qua khối cà phê chuẩn bị cho quá trình trích ly. Hơi này sẽ được đem ngưng tụ và bổ sung lại cho dịch trích cà phê sau khi cô đặc. Phương pháp này có nhược điểm là tốn nhiều thời gian và phải xử lý ở nhiệt độ cao, do đó, có thể làm một số cấu tử bị phân hủy bởi nhiệt. - Phương pháp Sivezts: cà phê được cho vào các tank trích ly. Nước nóng được bơm vào từ phía đáy tank sẽ dâng lên và đẩy khí trong khối cà phê dần đi ra. Khi có nhiệt độ cao, các cấu tử hương cũng bay hơi theo các khí. Khí này sẽ được thu hồi và 176 hóa lỏng, sau đó bổ sung lại dịch trích cà phê sau cô đặc. Nhược điểm của phương pháp này là hiệu suất thu hồi hương thấp. Phương pháp tách hương bằng các khí trơ: dịch trích cà phê sau khi rời khỏi thiết bị trích ly thuờng có nhiệt độ khá cao (khoảng 100÷1300C) sẽ được đưa vào thiết bị tách hương. Thiết bị này gồm nhiều đĩa xếp chồng lên nhau, được gắn vào một trục. Trục này được gắn vào một động cơ. Dịch trích cà phê sẽ được đưa vào phía trên thiết bị, di chuyển dần xuống đáy. Khí trơ sẽ được thổi từ đáy lên và lôi cuốn các cấu tử hương ra. Hỗn hợp khí được thu hồi ở đỉnh và được đem đi ngưng tụ, sau đó được bổ sung vào dịch trích cà phê sau khi cô đặc. Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất hiện nay. 2.7. Cô đặc Sau khi trích ly xong, nồng độ chất khô hòa tan trong dịch trích cà phê thường thấp. Hiện nay, nồng độ chất khô trong dịch trích cà phê cao nhất có thể đạt được khoảng 25÷30% (w/w). Khi nòng độ chất khô còn thấp như thế, việc thực hiện quá trình sấy để thu hồi sản phẩm sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế cao. Do đó, dịch trích cà phê cần phải được cô đặc đến nồng độ cao hơn để quá trình sấy được thực hiện dễ dàng. Như vậy, mục đích của quá trình cô đặc là nhằm nâng cao nồng độ chất khô hòa tan có trong dịch trích nhằm tăng hiệu quả kinh tế của quá trình sấy. Trong quá trình cô đặc cần quan tâm đến một số biến đổi sau: - Sự tăng độ nhớt của dịch trích: trong quá trình cô đặc, nồng độ chất khô của dịch trích tăng lên, do đó, độ nhớt của dịch trích cũng tăng theo. - Hiện tượng bay hơi của các cấu tử dễ bay hơi: trong quá trình cô đặc, dưới tác dụng của nhiệt độ, cùng với sự bay hơi nước, các chất dễ bay hơi (đặc biệt là các cấu tử tạo hương) cũng sẽ bị bay hơi, gây hiện tượng tổn thất hương, làm giảm cường độ hương của sản phẩm. Để hạn chế hiện tượng tổn thất hương, người ta thực hiện quá trình tách hương trước khi cô đặc. - Sự thay đổi nồng độ chất khô: nồng độ chất khô trong dịch trích cà phê sẽ tăng lên sau khi dịch trích được cô đặc. Nồng độ chất khô thích hợp cho quá trình sấy dịch trích cà phê là 40÷42% (w/w). Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau để thực hiện quá trình cô đặc dịch trích cà phê như sau: - Phương pháp cô đặc bốc hơi: phương pháp này dùng nhiệt để thực hiện quá trình cô đặc. Quá trình cô đặc này thường được thực hiện ở áp suất chân không để tăng hiệu quả quá trình cô đặc. Đồng thời, còn hạn chế các biến đổi của những cấu tử trong dịch trích cà phê do tác động của nhiệt. - Phương pháp cô đặc kết tinh: trong phương pháp cô đặc kết tinh, dịch trích cà phê được làm lạnh nhanh đến 20C. Sau đó, dung dịch được làm lạnh chậm đến nhiệt độ -40C. Khi đó, nước sẽ kết tinh. Tốc độ làm lạnh càng chậm, tinh thể tạo thành càng to, quá trình tách các tinh thể đá càng thuận lợi. Hệ thống thiết bị của quá trình cô đặc kết 177 tinh được trình bày ở hình 7.4. Ở đó, dịch trích cà phê được làm lạnh nhanh bằng thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng đến nhiệt độ khoảng 20C, dịch trích cà phê được hạ nhiệt độ xuống dần đến -40C và duy trì ở điều kiện nhiệt độ này cho đến khi quá trình kết tinh được hoàn thành. Sau đó, tinh thể đá được tách ra bằng phương lọc hoặc ly tâm. - Phương pháp cô đặc bằng membrane: trong phương pháp này, dịch trích cà phê được phân riêng bằng membrane với dòng retentate là dòng dịch trích cà phê cô đặc và dòng permeate là dòng thải bỏ. Thông thường, trong cô đặc cà phê, hai kỹ thuật membrane thường được ứng dụng là kỹ thuật lọc nano và kỹ thuật thẩm thấu ngược. Ưu điểm của phương pháp cô đặc membrane là chất lượng cảm quan của dịch trích cà phê không bị ảnh hưởng đáng kể, chi phí vận hành thấp. Tuy nhiên, chi phí đầu tư thiết bị membrane khá cao và nồng độ chất khô cuối cùng của dịch cô đặc thường thấp hơn các phương pháp khác. Do đó, membrane thường được sử dụng như quá trình tiền cô đặc, sau đó có thể thực hiện tiếp quá trình cô đặc chân không hoặc quá trình cô đặc kết tinh. 2.8. Sấy Quá trình sấy dịch cà phê sau cô đặc (có nồng độ 40÷42%) nhằm tách nước để thu hồi sản phẩm có dạng bột. Sản phẩm cà phê hòa tan có độ ẩm từ 2÷4% (w/w). Phương pháp sấy được sử dụng trong sản xuất cà phê hòa tan là sấy thăng hoa và sấy phun. Trong quá trình sấy, tùy theo phương pháp sấy mà có các biến đổi khác nhau. Tuy nhiên, các biến đổi diễn ra trong quá trình sấy dịch cà phê cô đặc thường không đáng kể, chủ yếu là sự bay hơi nước. Trong quá trình sấy phun, quá trình bay hơi nước được diễn ra với tốc độ rất nhanh vì diện tích bề mặt bốc hơi lớn. Tốc độ của quá trình bay hơi nước theo phương pháp sấy thăng hoa sẽ chậm hơn. Ngoài sự bay hơi ẩm, trong quá trình sấy phun, còn có hiện tương bay hơi của các cấu tử dễ bay hơi, đặc biệt là các cấu tử tạo hương. Đây là nguyên nhân làm giảm chất lượng cảm quan của cà phê trong quá trình sấy phun. Thông thường, để đảm bảo chất lượng hương vị của cà phê hòa tan, cấu tử hương được tách ra từ trước. Sau khi sấy xong, hương được bổ sung lại cho bột cà phê. Nếu sử dụng phương pháp sấy thăng hoa, hiện tượng tổn thất hương sẽ được hạn chế. Hệ thống thiết bị sấy phun dịch cà phê cô đặc được thể hiện ở hình 7.5. Cần chú ý là sản phẩm cà phê hòa tan có yêu cầu rất cao về tính chất cảm quan. Do đó, độ sạch của tác nhân sấy trong quá trình sấy phun cần phải được đảm bảo. Sấy phun là một trong những phương pháp sấy bột có tính ưu việt cao, thường được dùng nhiều nhất trong công nghệ sản xuất các sản phẩm dạng bột hoà tan. Hệ thống thiết bị sấy gồm buồng sấy hình côn, trên đỉnh có hệ thống phun dung dịch, dụng cụ phun có thể là van phun hoặc đĩa phun, hệ thống cung cấp không khí nóng vào buồng sấy thổi từ dưới lên hoặc từ trên xuống, và có hệ thống thu hồi bột cà phê sau khi sấy khô. 178 Máy sấy phun sử dụng phương pháp phun bụi ly tâm. Không khí nóng được quạt hút vào qua bộ phận lọc khí để tách hết bụi bẩn rồi thổi vào caloriphe gia nhiệt tới nhiệt độ yêu cầu rồi thổi vào phòng sấy, còn dung dịch được tạo bụi qua đĩa ly tâm. Ở đây, tác nhân sấy là không khí nóng và vật liệu sấy là dịch cà phê đi cùng chiều. Các giọt chất lỏng tiếp xúc với không khí có nhiệt độ cao trong khoảng một vài giây thì bay hơi hết ẩm tạo thành những hạt bột mịn rơi xuống phễu hình nón (cyclon thu hồi sản phẩm) rồi được vít tải chuyển về kho chứa sản phẩm, còn khí thải được dẫn vào thiết bị tách bụi cyclon, lọc túi (trong nhiều trường hợp, để tách triệt để bụi người ta còn dùng thiết bị làm sạch khí bằng phương pháp ướt). Khí thải sau khi đã tách hết bụi được thải ra ngoài. Sấy theo phương pháp này thu được bột cà phê rất nhỏ, rỗng ruột nên nhẹ, dễ hoà tan, hình dáng bột khá đều đặn. Tuy nhiên do gia nhiệt ở nhiệt độ cao nên màu và hương vị của cà phê bị biến đổi và thường là theo hướng không tốt. Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm ở vật liệu từ trạng thái rắn (băng hoặc nước đá) hoá thành hơi nhờ quá trình thăng hoa mà không qua trạng thái lỏng. Do đó, phải sấy vật liệu trong môi trường có độ chân không cao (áp suất tuyệt đối từ 0,1÷1,0 mmHg) thì nhiệt độ sấy có thể đạt -150C. Trong kỹ thuật sấy thăng hoa, quá trình lạnh đông cần được thực hiện với tốc độ nhanh và phương pháp gia nhiệt chủ yếu được thực hiện bằng hồng ngoại. Khi đó, các tinh thể đá tạo thành sẽ nhỏ, quá trình sấy sẽ thuận lợi. Sau khi sấy thăng hoa, sản phẩm sẽ được đem nghiền và rây theo kích thước hạt. Máy gồm buồng sấy, baromet, bộ phận ngưng tụ. Khi hoạt động, các ngăn đựng các khay vật liệu được gia nhiệt gián tiếp bằng hơi nước hay nước nóng, đôi khi còn được đốt nóng bằng tia hồng ngoại. Hơi ẩm thoát ra đi sang thiết bị ngưng tụ và ngưng tụ lại thành nước đá (tuyết) do thiết bị ngưng tụ được làm lạnh bằng dung dịch nước muối có nhiệt độ -10÷ -400C. Dung dịch nước muối được làm lạnh trong máy lạnh. Trên bề mặt ngưng tụ luôn có lớp đá (tuyết) làm giảm hiệu quả quá trình truyền nhiệt. Do đó, phải thường xuyên tách ra khỏi bề mặt truyền nhiệt hoặc người ta phải dùng 2 thiết bị ngưng tụ làm việc luân phiên nhau. Ngoài ra còn có thể dùng hệ thống sấy chân không. Hệ thống thiết bị gồm buồng bốc chân không, baromet và bộ phận gia nhiệt. Dịch cà phê cô đặc được đưa đến buồng bốc hơi chân không ở nhiệt độ thấp, dung dịch được dàn mỏng trên các trục lớn có hơi nóng đi trong trục. Bột khô thành những màng mỏng bao quanh ống và nhờ bộ phận cơ giới tạo thành những lớp bột mỏng, các lớp bột này phải qua quá trình nghiền tán nhỏ và rây để tạo thành bột. Bột sấy theo kiểu này hạt bột mịn, không xốp, tỉ trọng lớn. 2.9. Tạo hạt Sau khi sấy phun, sản phẩm cà phê bột thu được có kích thước rất mịn. Do đó, sau quá trình sấy, cà phê bột được tạo hạt, làm cho kích thước của hạt bột cà phê được tăng lên bằng cách kết hợp nhiều hạt nhỏ lại với nhau. Trong quá trình tạo hạt, biến đổi quan trong nhất là hiện tượng hấp thụ ẩm và sự tương tác bề mặt giữa các hạt nhỏ. Khi đó, sẽ diễn ra quá trình hydrate hóa của các cấu tử ở bề mặt hạt. Các cấu tử đã hydrate hóa ở bề mặt giữa các hạt sẽ tương tác với nhau làm cho các hạt liên kết với nhau. Lực liên kết chủ yếu là tương tác Val der Waals hoặc liên kết hydro. Các khối hạt sau khi hình thành sẽ được sấy khô trở lại với độ ẩm theo yêu cầu của sản phẩm. Quá trình tạo hạt ở cà phê hòa tan được chia ra làm hai giai đoạn: giai đoạn làm ẩm tạo hạt và giai đoạn sấy hoàn thiện. Quá trình làm ẩm tạo hạt có thể thực hiện bằng hai phương pháp. Phương pháp thứ nhất là tạo hạt trong buồng tạo hạt có cấu tạo tương tự như buồng sấy phun. Khác biệt ở đây là thay tác nhân sấy bằng không khí ẩm, có thể bổ sung hương cà phê được thu hồi từ quá trình tách hương và thay cơ cấu phun sương bằng cơ cấu tạo hạt. Phương pháp thứ hai là tạo hạt trong thiết bị tầng sôi. Sau giai đoạn tạo hạt, các nhà sản xuất cần thực hiện giai đoạn sấy để hiệu chỉnh độ ẩm thành phẩm, thường được thực hiện bằng sấy khí động, tác nhân sấy là không khí khô. 2.10. Phối trộn Quá trình phối trộn nhằm mục đích bổ sung các nguyên liệu phụ như đường, sữa bột, các loại kem,..vào bột cà phê để cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm. 180 Quá trình phối trộn có thể thực hiện bằng thiết bị trộn thùng quay hoặc thiết bị trộn trục vít. Quá trình tẩm hương liệu (các loại hương có nguồn gốc từ cà phê hoặc nguồn gốc khác) cũng có thể được thực hiện sau khi đã phối trộn xong các nguyên liệu phụ. Thông thường, giai đoạn này chỉ phối trộn các loại hương tan trong dầu mà thôi. Còn các loại hương tan trong nước thì được phối trộn trong quá trình tạo hạt, trước giai đoạn sấy hoàn thiện. 2.11. Bao gói Đối với cà phê hòa tan, cần chú ý đến hiện tượng hút ẩm của cà phê bột thành phẩm. Khi độ ẩm đạt đến 7÷8% thì bột cà phê có thể kết dính lại với nhau. Do đó, bột cà phê cần được nhanh chóng được bao gói sau quá trình phối trộn. Hiện nay, cà phê hòa tan thường được bao gói bằng các vật liệu plastic, bên trong có tràng một lớp mỏng nhôm. Quá trình bao gói có thể được thực hiện trên các thiết bị hoạt động liên tục và tự động hóa. Hệ thống thiết bị đóng gói tự động được thể hiện ở hình 7.5. Hình 7.5. Máy đóng gói tự động Với cà phê hòa tan có độ ẩm khoảng 4÷5%, nếu bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thường, lượng O2 trong bao bì 21% (w/w) thì thời gian bảo quản có thể kéo dài đến 2 năm. Hiện nay trên thị trường, cà phê hòa tan được tiêu thụ với nhiều chủng loại sản phẩm khác nhau và được chia làm hai nhóm: cà phê hòa tan nguyên chất và cà phê hòa tan có phối trộn. Các chỉ tiêu có bản để đánh giá chất lượng sản phẩm cà phê hòa tan phụ thuộc vào từng nhà sản xuất cụ thể và yêu cầu của người sử dụng. Các chỉ tiêu cơ bản gồm: - Các chỉ tiêu hóa lý: + Kích thước hạt + Độ xốp 181 + Tỷ trọng + Khả năng hòa tan + Độ ẩm: nhỏ hơn 5% (w/w) + Các thành phần hóa học cơ bản: carbohydrate, lipid, protein, khoáng, caffeine. - Các chỉ tiêu cảm quan: mùi, vị, màu sắc nước pha, sự tiện lợi của bao bì sử dụng. Hiện nay, với tốc độ phát triển kinh tế xã hội ngày càng cao, thời gian dành cho việc chế biến ở quy mô gia đình đối với nhóm sản phẩm mang tính tiêu khiển cao như cà phê sẽ bị hạn chế. Do đó, yêu cầu về sản phẩm cà phê hòa tan sẽ ngày càng tăng về chất lượng. Cà phê hòa tan là sản phẩm cao cấp, được nhiều người và nhiều nước trên thế giới ưa chuộng vì sử dụng đơn giản, thuận tiện. Nhiều nước trên thế giới không trồng cà phê nhưng lại có xưởng chế biến cà phê rất hiện đại. Từ bột cà phê hòa tan trộn với các loại nguyên liệu khác nhau để tạo ra nhiều sản phẩm có chất lượng phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng như cà phê “3 in 1”. Một điều cần chú ý trong sản xuất cà phê hòa tan là vấn đề kiểm tra trong quá trình sản xuất, đặc biệt là vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm. Quá trình vệ sinh trong sản xuất là một tiêu chuẩn lớn cần đạt được, vì đây là sản phẩm uống liền. Các dụng cụ sử dụng trong nhà máy phải là dùng thép không rỉ và phải tuân theo tiêu chuẩn vệ sinh thật chu đáo, triệt để, nhất là khâu đóng gói cần yêu cầu vệ sinh cao. Vì vậy cần phải tự động hóa hoàn toàn khâu đóng gói, tránh nhiễm không khí để bảo vệ các chất béo trong khối bột không bị ôi, vi khuẩn và các loại nấm mốc khỏi xâm nhập. Ngoài quá trình tạo sản phẩm bột cà phê hòa tan ra, một vấn đề cần lưu ý là xử lý cặn bã thải trong quá trình sản xuất. Trong 1190÷1200kg cà phê sống rang thì thu được 1000kg cà phê bột rang và thu được khoảng 300kg cà phê hòa tan. Nghĩa là còn lại khoảng 700kg cặn bã. Các cặn bã này có thể dùng để đun, dùng làm chất cách nhiệt, dùng làm bột giấy, dùng làm chất dẻo,.. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Nêu sơ đồ quy trình và sơ đồ thiết bị của công nghệ chế biến cà phê hòa tan. 2. Trong chế biến cà phê hòa tan, công đoạn nào ảnh hưởng nhiều nhất đến chất lượng, công đoạn nào ảnh hưởng nhiều nhất đến hiệu suất thu hồi. Vì sao? 3. Để đảm bảo được chất lượng cảm quan về cà phê hòa tan, nhà sản xuất cần phải làm gì? 4. Để thay đổi chất lượng cà phê hòa tan, nhà sản xuất cần quan tâm đến những vấn đề gì trong quá trình sản xuất. Vì sao? 182 PHẦN III. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CA CAO Chương 8. NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN CA CAO 1. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CỦA CA CAO 1.1. Các giống ca cao chính Cacao thuộc : Ngành : Magnoliophyta Lớp : Magnoliopsida Bộ : Malvales Họ : Sterculiaceae Chi :Theobroma Loài : T. Cacao Hiện nay, ca cao được chia thành 3 nhóm chính, bao gồm: Criollo, Forastero và Trinitario. Hình 8.1. Cây ca cao và cây ca cao con 1.1.1. Các đặc điểm chính của ca cao nhóm Criollo - Nhị lép có màu hồng nhạt. - Trái màu đỏ hoặc xanh trước khi chín. - Dạng trái dài và có đỉnh nhọn rất rõ ở cuối trái. - Mang 10 rãnh đều nhau hay đôi khi phân thành 2 nhóm xen kẽ, trong đó 1 trong 5 rãnh không rõ rệt. - Hạt có tiết diện hình tròn, tử diệp màu trắng, ít đắng. Được khám phá bởi Christopher Columbus vào năm 1502 trên đảo của Guanaja. Nhóm Criollo nguyên sản tại Trung Mỹ cho hạt có phẩm chất cao nhất, rất thơm và lên men nhanh. Tuy nhiên, vì năng suất thấp và dễ Hình 8.2. Quả ca cao thuộc nhóm Criollo nhiễm bệnh nên hiện nay ít được trồng. (chỉ khoảng 5÷10% sản lượng ca cao thế giới) và chủ yếu được dùng để sản xuất chocolate chất lượng cao. Giống Criollo mọc chủ yếu ở Trung Mỹ, Madagascar, Java, Srilanca và Tây Venezuela. 1.1.2. Các đặc điểm chính của ca cao nhóm Forastero - Nhị lép có màu tím. - Trái màu xanh hay màu ôliu, khi chín có màu vàng. - Dạng trái ít hoặc không có rãnh, bề mặt trơn, đỉnh tròn. 183 - Vỏ dày và khó cắt vì ở trong có nhiều chất gỗ. - Hạt hơi lép, tử diệp có màu tím đậm, hạt tươi có vị chát cay đắng. Có nguồn gốc ở cao nguyên Amazon, có sản lượng cao hơn, sinh trưởng khoẻ hơn, kháng bệnh tốt hơn nhưng chất lượng kém hơn loại criollo (vị đắng hơn), được trồng nhiều trên thế giới (chiếm khoảng 80%). 1.1.3. Các đặc điểm chính của ca cao nhóm Trinitario Nhóm Trinitario cung cấp từ 10 - 15% sản lượng ca cao thế giới, có các đặc tính trung gian giữa Forastero và Criollo. Nhóm Trinitario có năng suất khá cao, kháng bệnh tốt nên cũng được trồng khá phổ biến. Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu trên các giống Forastero và Trinitario để chọn ra các giống tốt có năng suất và sức đề kháng cao. (a) (b) Hình 8.3. Hình ảnh quả ca cao a. Nhóm Forastero; b. Nhóm Trinitario Bảng 8.1. Những đặc tính chính khác nhau giữa nhóm Criollo, Forastero và Trinitario Các đặc điểm chính Dạng quả Vỏ quả Cấu trúc Màu sắc Hoa Hạt Số hạt /trái Tiết diện hạt Màu tử diệp Đặc điểm nông học Khả năng sinh trưởng Khả năng kháng sâu bệnh Hàm lượng chất béo % Tổng sản lượng Criollo Forastero Trinitario Quả tròn, hình bầu dục Cứng Xanh (chín thì vàng) Quả dài Hầu hết cứng Nhụy hồng nhạt Nhụy màu tím Thay đổi ≤ 30 Gần tròn Trắng, ngà >30 Dẹp Tím, tím đậm >30 Dẹp Thay đổi, đôi khi có hạt màu trắng Kém Kém Thấp Mạnh Tốt Cao Trung bình Trung bình Trung bình 1,5 93,5 5,0 Quả dài Mềm Đỏ 184 1.2. Đặc điểm thực vật của cây ca cao Cacao là cây thân gỗ nhỏ, cao chừng 5÷7m và nó đòi hỏi phải có bóng mát (Hình 8.4). Hoa cacao có đường kính khoảng 10÷5mm, hoa có 5 cánh trổ từng chùm nhỏ trên thân và trên những cành, nhánh ở những chỗ lá rụng (Hình 8.5). Hoa bắt đầu nở vào buổi chiều và nở hết vào buổi sáng hôm sau. Chỉ một phần rất nhỏ trong số các hoa nở sẽ đậu thành trái. Thời gian phát triển của quả từ khi đậu cho đến lúc chín thường trong khoảng 5÷6 tháng. Ngoài ra quả non hình thành trên cây cacao không chín hết được, một số lớn thường khô héo và rơi rụng khỏi cây. Hình 8.4. Cây ca cao 1.3. Cấu tạo quả ca cao Quả ca cao dài 10÷30cm, đường kính 7÷9cm, cân nặng 200÷1000g. Quả ca cao có nhiều hình dạng khác nhau tùy theo loài. Hình dạng của quả có thể là hình cầu, dài và nhọn, hình trứng hoặc hình ống. Màu sắc của quả Hình 8.5. Hoa ca cao cũng khá đa dạng theo giống, có giống màu xanh, vàng hoặc đỏ. Khi chín, vỏ quả cacao không bị nở bung ra và ít bị rụng khỏi cây. Mỗi quả cacao thường chứa 30÷40 hạt, hạt được bao quanh bằng lớp cơm nhầy. Hình 8.6. Cấu tạo quả ca cao 1. Lớp vỏ cứng 2. Lớp cơm nhầy 185 Giống hiện có ở Việt Nam là Forastero và con lai giữa Forastero với Trinitario. Qua điều tra cho thấy, nguồn giống rải rác ở các địa phương cho năng suất thấp, không hiệu quả kinh tế và mức độ phân ly cao. Do vậy hiện nay hệ thống giống được sử dụng rộng rãi là hạt lai F1 và các dòng vô tính đã chọn lọc có năng suất cao và kháng được sâu bệnh 1.4. Thành phần hóa học của quả ca cao Trong hạt ca cao có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng có giá trị. Các thành phần chính trong hạt ca cao như sau: 1.4.1. Dầu ca cao Là thành phần chiếm nhiều nhất trong hạt, chiếm khoảng 50% so với trọng lượng của hạt đã lên men. Dầu ca cao có các đặc tính sau - Có khả năng tạo cho sản phẩm độ cứng, độ giòn đặc trưng. - Nóng chảy ở nhiệt độ 320C nghĩa là thấp hơn nhiệt độ của cơ thể người. Do đó, nó dễ tan và gây cảm giác dễ chịu. - Có thể để lâu mà không bị hôi, thậm chí có thể để tới 5÷6 năm vẫn không thấy có hiện tượng hôi. Sở dĩ như vậy là do trong dầu ca cao có chất chống oxi hóa. Bảng 8.2. Thành phần acid béo trong bơ ca cao STT Phần trăm (%) 52÷57 18÷22 4÷6 2,5÷3 7÷8 6÷12 0,5 4,5 1,1 Tên glycerid 1 Oleopanmetostearin 2 Oleodistearin 3 Oleodipanmitin 4 Dipanmitostearin 5 Dioleopanmitostearin 6 Dioleostearin 7 Oleolioleopanmitin 8 Oleolioleostearin 9 Acid béo tự do 1.4.2. Theobromin Là thành phần đặc trưng của ca cao, chiếm khoảng 1,5÷1,7% so với trọng lượng hạt. Theobromin thuộc nhóm alkaloid do một nhà bác học người Nga tìm ra năm 1842. Theobromin ở dạng tinh thể bé, màu trắng, có vị đắng, công thức phân tử là Nhiết độ nóng chảy (0 C) 34,5 43,5 29 63÷68 Nhiệt độ thường Nhiệt độ thường Nhiệt độ thường Nhiệt độ thường Nhiệt độ thường Hình 8.7. Công thức cấu tạo của Theobromin 186 C7H8N4O2. Theobromin hòa tan trong cloroform, acid acetic và bắt đầu thăng hoa ở nhiệt độ 3080C. Theobromin không những có trong hạt mà còn có trong vỏ quả ca cao, hàm lượng của nó chiếm từ 0,5÷1,0% so với trọng lượng của vỏ. Theobromin có khả năng làm tăng sức chịu đựng của tim. Do đó, trong hợp chất chữa bệnh tim người ta có dùng Theobromin. Nguyên liệu để lấy Theobromin là vỏ quả ca cao - phế liệu trong dây chuyền sản xuất hạt ca cao, bơ ca cao và bột ca cao, ngoài ra người ta còn lấy Theobromin trong hạt ca cao. 1.4.3. Caffeine Caffeine có công thức phân tử là C8H10O2N4.H2O, có màu trắng dạng tinh thể hình kim, có vị đắng, có tính tan cao hơn Theobromin (tan trong 80 phần nước lạnh và 20 phần nước nóng). Caffeine hòa tan trong ether nóng, nhờ tính chất này mà người ta có thể tách nó ra khỏi Theobromin. Nhiệt độ thăng hoa của cafein là 1800C (nó bắt đầu bay hơi ở 1000C). Điểm nóng chảy của caffeine là 2350C. Caffeine có tác dụng sinh lý đến cơ thể người, dùng hàm lượng quá nhiều sẽ gây độc. 1.4.4. Các acid hữu cơ Các acid hữu cơ có trong thành phần của hạt ở dạng dễ bay hơi hoặc không bay hơi. Trong đó, những acid không bay hơi gồm có acid malic, acid tactric, acid oxalic. Trong quả ca cao còn có chứa một lượng nhỏ các acid hữu cơ tự do, thường chiếm khoảng 0,7÷2,33% (tính theo acid tactric). 1.4.5. Glucid Trong các loại glucid có trong quả ca cao thì tinh bột chiếm hàm lượng nhiều nhất khoảng 7%. Đường khoảng 1% so với trọng lượng của quả. Ngoài ra, trong hạt ca cao có khoảng 2,5% cenlullozase và 1,5% pentozase còn trong vỏ quả có khoảng 16,5% cenlullozase và 6,0% pentozase. 1.4.6. Protein Trong hạt ca cao, protein chiếm khoảng 10,4% còn trong vỏ là 13,5%. Thành phần chính protein có trong quả ca cao là albumin và globulin. 1.4.7. Các chất thơm Là một trong những thành phần có giá trị lớn trong quả ca cao. D-linalol có trong thành phần hợp chất với các acid béo có phân tử thấp (như acid caprylic, acid capric, acid valerialic, amylacetat, amylbutyrat). Chất thơm trong ca cao gồm những sản phẩm dễ và khó bay hơi. Trong đó, những chất thơm dễ bay hơi thì phần lớn đã bay đi khi rang hạt, chúng là những 187 chất có mùi khó chịu. Nhờ sự bay hơi của các chất đó mà vị ngon và hương thơm của ca cao được tốt hơn còn phần chất thơm có giá trị lớn, chúng hòa tan trong dầu ca cao. 1.4.8. Các chất tro Hàm lượng trung bình các chất tro có trong hạt ca cao khoảng 2,5 - 3% còn trong vỏ khoảng 6,5%. Những thành phần trong tro của hạt ca cao là Fe, K, P, Mg, chúng có tỷ lệ như sau K2O 34%, P2O5 32%, MgO 16%, Fe2O3 0,01 - 0,03%. Trường hợp mà hàm lượng Fe trong thành phần ca cao tăng lên thì cần xem lại thiết bị, có thể bị vỡ khi sản xuất. Ngoài ra, trong ca cao còn có chứa một lượng rất nhỏ Cu, Zn, As, I2,… 1.4.9. Thành phần hóa học trong các phần của quả ca cao Quả ca cao tươi sau khi tách lớp vỏ cứng được chia thành 3 lớp, lớp ngoài cùng là thịt quả hay còn gọi là lớp vỏ thịt, tiếp theo là vỏ hạt và bên trong là phôi nhũ cũng chính là hạt ca cao. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, thành phần hoá học trong các phần của quả ca cao như sau: - Thành phần hoá học của lớp vỏ cứng Bảng 8.3. Thành phần hoá học của lớp vỏ cứng Thành phần Hàm lượng (%) 10,0 3,0 13,5 16,5 9,0 6,0 6,5 0,75 Độ ẩm Chất béo Protein Chất xơ Tanin Pentosan Tro Theobromine - Thành phần hoá học của lớp vỏ thịt (lớp cơm nhầy) Lớp vỏ thịt mặc dù không tham gia vào sản phẩm cuối cùng như chocolate, bột ca cao, nhưng nó lại đóng một vai trò quan trọng trong việc góp phần hình thành nên hương vị đặc trưng cho hạt ca cao. Thành phần hóa học của lớp vỏ thịt được thể hiện trong bảng 8.4 - Thành phần hoá học của lớp vỏ hạt (vỏ trấu) Vỏ trấu chứa chất màu (pigment) là polyflavon glucozase, khối lượng phân tử lớn hơn 1500, nó bền ở pH = 3÷11 và được sử dụng làm chất màu thực phẩm. Hàm lượng khoảng 7,9%. 188 Bảng 8.4. Thành phần hoá học của lớp vỏ thịt Thành phần Hàm lượng (%) Độ ẩm 79,7÷88,5 Abumiloit, chất chát 0,5÷0,7 Glucozase 8,3÷13,1 Saccharozase 0,4÷0,9 Tinh bột Vết Acid bay hơi (acid tactric) 0,2÷0,4 Fe2O3 0,03 Chất khoáng (K, Na, Ca, Mg) 0,40 - Thành phần hóa học của hạt ca cao Thành phần hóa học trong 100g hạt ca cao theo bảng sau: Bảng 8.5. Thành phần hóa học của hạt ca cao Thành phần Lượng/100g Độ ẩm Chất béo 3,6g 46,3g Protein 12,0g Chất xơ 8,6g Tổng số cacbonhydrat 34,7g Tro Canxi 3,4g 106mg Photpho 537mg Sắt β-caroten (tiền VTM A) 3,6mg 30µg VTM B1 0,17µg VTM B2 0,14µg VTM PP 1,7µg VTM C 3µg 2. THU HOẠCH VÀ TỒN TRỮ QUẢ (TRÁI) CA CAO 2.1. Thu hoạch Sau khi hạt được gieo trồng, cây ca cao thường mất khoảng 2 năm để bắt đầu cho trái chính vụ. Trong quá trình thu hoạch, chỉ nên hái các trái ca cao chín bởi vì hạt từ trái ca cao 189 chưa chín sẽ không được lên men hoàn toàn. Trái bị hư tổn hoặc bị nhiễm nấm mốc nên được tách riêng và không cho vào ca cao được thu hoạch. Tốt nhất nên thu hoạch ca cao thường xuyên để tránh trái ca cao bị quá chín. Trái quá chín thường bị hư hỏng do nhiễm nấm mốc, do đó làm ảnh hưởng đến hạt ca cao mà các hạt này cũng không nên được sử dụng sau này. Trái bị hư hỏng do nhiễm nấm mốc nên được loại bỏ khỏi cây và đem bỏ xa nơi trồng ca cao hoặc có thể chôn xuống đất, làm như vậy sẽ giúp ngăn ngừa sự lây nhiễm đối với các trái ca cao khác. Chuột và các loài gặm nhấm cũng có thể sẽ ăn các trái chín. Nếu trái chín được để lại quá lâu trên cây, hạt ca cao sẽ bắt đầu nẩy mầm. Hạt nẩy mầm là một chỉ tiêu không mong muốn trong việc phân loại chất lượng của ca cao. Hình 8.8. Thu hái ca cao trên cao Trái nên được thu hoạch mỗi tuần trong giai đoạn thu hoạch chính vụ và khoảng hai tuần khi không có quá nhiều trái. Khi trái được cắt khỏi cây, chúng nên được cắt với dụng cụ sắt bén. Làm như vậy sẽ bảo đảm cuống phải được cắt hoàn toàn mà không làm tổn thương đệm hoa. Đây chính là điểm ra hoa và kết trái ở các vụ sau. Đệm hoa bị tổn thương có nghĩa là hoa và trái sẽ không được hình thành lại ngay tại điểm đó. Nên dùng một dụng cụ cắt riêng khác để loại bỏ các trái bị nhiễm bệnh từ cây nếu không nó sẽ làm phát tán mầm bệnh sang các cây khác. Hình 8.9. Dụng cụ thu hái ca cao Hiện nay quả cacao chủ yếu được thu hái thủ công. Đối với những quả vừa tầm 190 tay người ta dùng dao sắc để cắt quả. Trái ở tầm cao hơn thì phải dùng một lưỡi cắt đặc biệt, hình cong, có mép cắt rất sắc ở nhiều phía để cắt nhiều kiểu, được cắm vào đầu một cây sào dài. Tuyệt đối tránh gây xây xát thân cây, nhất là vùng đệm quả, nơi sẽ ra quả trong những vụ sau, đó cũng là một cách phòng được bệnh, nấm hại cho cacao trong thời kỳ hái quả. 2.2. Vận chuyển quả ca cao Quả ca cao sau khi được thu hái có độ ẩm cao nên quá trình hô hấp xảy ra mạnh làm giảm chất lượng của quả. Vì vậy, quá trình thu gom và vận chuyển quả ca cao phải đảm bảo các yêu cầu sau: Quả ca cao sau khi thu hái phải được thu gom lại và vận chuyển về nơi sản xuất càng nhanh càng tốt. Quả ca cao phải được chứa trong các bao tải hoặc bao dứa để thuận tiện cho việc thu gom và xếp dỡ. Động tác thu gom quả ca cao cũng như xếp dỡ các bao chứa phải nhẹ nhàng để tránh cho quả ca cao không bị dập nát. Xe vận chuyển quả ca cao phải được che chắn cẩn thận bằng mui bạt để tránh mưa, nắng. Đồng thời, phải thông thoáng để giảm thiểu hiện tượng hô hấp xảy ra. Việc vận chuyển quả ca cao có thể thực hiện bằng xe bò, công nông, xe kéo hoặc ôtô. Quả ca cao sau khi vận chuyển về nên được đưa đi sản xuất ngay. 2.3. Tồn trữ quả ca cao 2.3.1. Tác dụng của việc tồn trữ Tồn trữ quả thuận lợi cho người nông dân để họ có thể thu thập đủ lượng trái từ nhiều lần thu hoạch cũng như từ nhiều nguồn khác nhau để tiến hành lên men. Hơn nữa quá trình lên men với quả ca cao được tồn trữ cũng diễn ra nhanh hơn và tỷ lệ hạt nâu cũng cao hơn so với quả ca cao tươi. Trong quá trình tồn trữ, hạt bên trong quả ca cao sẽ bị mất ẩm. Điều này cho phép không khí đi vào khối hạt ca cao nhiều hơn khi tiến hành tách hạt và lên men. Không khí nhiều hơn là nguyên nhân dẫn đến quá trình lên men diễn ra mạnh hơn cũng như sự gia tăng nhiệt độ nhanh hơn so với quá trình lên men hạt ca cao tươi không qua tồn trữ. Sự gia tăng nhiệt độ nhanh hơn đối với ca cao được tồn trữ sau 7 ngày. Quá trình lên men và sự gia tăng nhiệt độ nhanh hơn dẫn đến kết quả là cải thiện được chất lượng ca cao. Do đó, nên tồn trữ quả khoảng 7÷9 ngày trước khi tiến hành lên men. Quả được tồn trữ cũng dẫn đến tỷ lệ hạt nâu cao hơn đối với hạt ca cao sau khi sấy khô. Số lượng hạt nâu hoàn toàn cũng gia tăng theo thời gian lên men. Hạt ca cao tươi được lên men 8 ngày so với 6 ngày lên men đối với ca cao được tồn trữ. Thậm chí đến 8 ngày lên men thì tỷ lệ hạt nâu từ trái tươi (34%) vẫn thấp hơn nhiều so với trái được tồn trữ (49%) chỉ sau 6 ngày lên men. Bởi vì người thu mua thường trả giá cao hơn đối với ca cao với mức độ hạt nâu cao hơn, đây là một lý do để áp dụng việc tồn trữ trái. 191 2.3.2. Phương pháp tồn trữ trái Trái ca cao tốt nhất nên được tồn trữ ở nơi thoáng mát, khô ráo và tránh được mưa để ngăn chặn khả năng xâm nhiễm của nấm mốc. Trái ca cao đã bị xâm nhiễm mốc nên được tách ra và kiểm tra cẩn thận khi tách hạt, nên loại bỏ các hạt đã bị nhiễm bệnh. Thông thường trái ca cao được tồn trữ trong khoảng từ 7÷9 ngày. Khi trái ca cao sẵn sàng để lên men, có thể nghe được âm thanh sột soạt của hạt bên trong khi lắc trái. Điều đó cho thấy sự mất ẩm của trái đủ để sự lên men diễn ra tốt. Hình 8.10. Đống ca cao tồn trữ lẫn nhiều trái thối Hình 8.11. Tồn trữ trái ca cao trong lồng tre Hình 8.12. Tồn trữ trái ca cao trên nền nhà CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Hãy nêu một số giống ca cao thông thường trồng có hiệu quả hiện nay ở Việt Nam và thế giới. 2. Trình bày những thành phần chính trong hạt ca cao và các đặc tính của nó. 3. Nêu những điểm cần chú ý khi thu hoạch quả ca cao. 4. Quá trình phân loại, tồn trữ quả ca cao có vai trò gì và được thực hiện như thế nào? 192 BÀI ĐỌC THÊM NGUỒN GỐC LỊCH SỬ- TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ TRÊN THẾ GỚI VÀ TRONG NƯỚC 1. Nguồn gốc lịch sử ngành ca cao Cây ca cao (Theobroma cacao) có nguồn gốc từ các khu rừng nhiệt đới rậm rạp ở vùng Amazon (thuộc Nam Mỹ), chúng thường phát triển ở những nơi có bóng râm và ẩm độ cao nhưng các giống ca cao hoang dại cũng thấy xuất hiện từ Mexico đến Peru. Người thổ dân Mayas (thuộc Yacatan) và người Aztec (thuộc Mexico) đã trồng cây ca cao trong một thời gian dài trước khi chúng được đưa đến Châu Âu. Ca cao được sử dụng như một thức uống thiêng liêng dùng để dâng cúng và dành cho tầng lớp quí tộc. Hình 1. Người Anh-Điêng chế biến socola Vào thế kỷ XVI, ca cao được biết đến bởi hai nhà thám hiểm người Tây Ban Nha là Hristopher Colombus và sau đó là Hernando Cortés trong dịp gặp gỡ với thủ lĩnh Montezuma của người Aztec. Lúc đầu, Cortés mang hạt ca cao về Tây Ban Nha cùng với phương thức sử dụng ca cao như một thức uống. Người Tây Ban Nha cũng đưa cây ca cao đến vùng Tây Ấn Độ và Philippines. Từ đó ca cao được trồng và thương mại hóa ở nhiều nơi trên thế giới. Năm 1753, cây ca cao được phân loại và đặt tên bởi nhà thực vật học người Thụy Điển là Carolus Linnaeus với tên khoa học là Theobroma cacao, thuộc họ Sterculiaceae. Trong tiếng La tinh, từ “Theobroma” có nghĩa là “thực phẩm của thần linh”. Trong những năm giữa thế kỷ XVII, việc sử dụng chocolate dưới hình thức nước ngọt lan sang Ý, Hà Lan, Pháp, rồi kế đó là Anh và Đức. Các phương pháp chế biến ca cao thời ấy còn rất đơn sơ. Tuy nhiên, loại nước giải khát này vào thời ấy rất đắt và chỉ có người giàu có mới có dịp thưởng thức. Người Hà Lan, Bồ Đào Nha về sau cũng đưa cây cacao vào trồng tại các hòn đảo như Cuba, Dominica, Jamaica, Philippin, Indonesia, Srilanca. Thực tế thì chỉ trong những năm của thế kỷ XIX, nghề trồng ca cao mới đạt được những tiến bộ đáng kể, tạo cơ sở cho ngành chocolate phát triển ở châu Âu. Sự khuyến khích việc trồng ca cao trong suốt thế kỷ XIX có liên quan đến sự phát triển của kỹ nghệ chocolate ở châu Âu. Trong thế kỷ XX, sản xuất ca cao phát triển với quy mô rất lớn vì có sự mở rộng cực kỳ nhanh chóng về diện tích trồng cây ca cao ở châu Phi. 193 2. Tình hình trồng và chế biến ca cao 2.1. Trên thế giới Cây ca cao chỉ phát triển ở một số vùng địa lý giới hạn, ở khoảng vĩ độ 20 về cực Bắc và Nam tính từ đường xích đạo. Khoảng 70% diện tích trồng ca cao trên thế giới là ở khu vực Tây Phi. Hiện nay, Tây Phi là khu vực sản xuất ca cao chính trên thế giới với khoảng 72% tổng sản lượng, trong đó chủ yếu là các nước như: Cote d’Ivoire (Bờ biển Ngà), Ghana và Nigeria. Khu vực Châu Á Thái Bình Dương chiếm khoảng 15%, khu vực Trung và Nam Mỹ chiếm khoảng 13%. Tổng sản lượng hàng năm đạt gần 3,5 triệu tấn (thống kê của ICCO). Hình 2. Sự phân bố các giống ca cao chính trên thế giới Dựa trên tình hình thị trường hiện tại và xu hướng phát triển, tổ chức ICCO dự báo thế giới sẽ thiếu khoảng 102.000 tấn ca cao vào năm 2010 - 2011. Nguyên nhân là do các nước sản xuất ca cao lớn có tình hình chính trị không ổn định, thường xuyên bị thiên tai, kỹ thuật canh tác lạc hậu và xuất hiện nhiều dịch bệnh trên cây trồng. Cụ thể như tình hình chính trị không ổn định ở Coted’Ivoire, bệnh VSD (VascularStreak Dieback) hay còn gọi là bệnh vệt sọc đen ở Indonesia, bệnh Witches Broom ở Brazil và sâu đục trái (Cocoa Pod Borer) ở Papua Newuinea. Ở các nước này, cây ca cao đã già cỗi năng suất thấp, thiếu đất mở rộng. Sản lượng ca cao trên thế giới gia tăng ổn định trong năm thập kỷ qua và vẫn còn thấp hơn so với nhu cầu tiêu thụ gia tăng hàng năm trên thế giới. Sản lượng ca cao trên thế giới gia tăng hàng năm bình quân khoảng 3,5% trong năm thập kỷ gần đây và dự kiến trong những năm tới mức gia tăng này khoảng 1,5÷3,5 %/năm. 2.2.. Trong nước Theo báo cáo của Cục Trồng trọt – Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tại Hội nghị thường niên Ban Điều phối Phát triển Cacao Việt Nam (VCC) lần thứ 1 năm 2010 tại thành phố Biên Hòa, Đồng Nai ngày 28 tháng 5 năm 2010 cho biết, tính đến tháng 5/2010, tổng diện tích phát triển ca cao của Việt Nam đạt 17.687 ha. Trong đó 194 Bến Tre vẫn là tỉnh dẫn đầu cả nước với 8.000ha, tiếp theo là Đak Lak (1.960ha), tăng 35% so với tổng diện tích năm 2009 (13.094ha). Tính đến tháng 5/2010, ngành ca cao Việt Nam đã có nhiều thành tựu đáng khích lệ. Đến cuối năm 2009, diện tích trồng cacao ở Việt Nam là 12.300 ha, trong đó khoảng 2.000ha trồng thuần (1.100cây/ha) chủ yếu tập trung ở 2 tỉnh Đắk Lak, Đak Nông và 10.300ha trồng xen (600cây/ha). Diện tích trồng xen chủ yếu ở các vườn dừa, vườn cây ăn trái (ĐBCSL) và các vườn cây công nghiệp (Đông Nam bộ và Tây Nguyên). Diện tích cây ca cao cho thu hoạch khoảng 2.500 ha, năng suất bình quân 4 tạ/ha, sản lượng hạt khô năm 2009 đạt khoảng 1.000 tấn. Những vùng miền trồng nhiều ca cao ở nước ta: Đồng bằng sông Cửu Long nằm trên vĩ độ 8÷11, thuộc khu vực nhiệt đới, khí hậu nóng và ẩm, rất thích hợp cho việc phát triển cây ca cao. Vùng Tây Nguyên đất đỏ bazan đã sẵn có vốn đất đai phong phú phù hợp với cây ca cao, còn nhiều vùng đất rộng, người thưa, nhiều vùng đất rất hợp với việc trồng ca cao xen canh. Ở đây, cây ca cao được trồng dưới tán các cây trong các loại vườn nhà, vườn rừng đều được. Nhất là trồng xen ca cao vào những vườn chuối sẵn có là rất phù hợp. Ở Đak Lak, từ năm 1981 trường Trung học Nông nghiệp Tây Nguyên đã trồng thực nghiệm giống cây ca cao Trinitario trên đất bazan có tầng sâu 3÷5m, pH = 4.4÷4.9 và độ cao so với mặt nước biển 530÷540m. Sau 3 năm, đến tháng 6/1984 đã trổ hoa và đến tháng 7/1984 đậu quả. Tại Viện Nghiên cứu cà phê EAKMAT (Buôn Mê Thuột) cũng có nhiều thí nghiệm nhân giống vô tính đối với ca cao đã qua chọn giống tốt để bán cho nhân dân trồng. Hình 3: Các khu vực có thể phát triển cây ca cao ở nước ta 1. Duyên hải nam trung bộ 2. Tây nguyên 3. Đông Nam bộ 4. Đồng Bằng sông Cửu long Công ty cà phê ca cao Quảng Ngãi đã lấy giống ca cao ở Đak Lak về bán cho nhân dân Quảng Ngãi trồng từ những năm 1989-1990. Miền Trung có thể là vùng đất đến với cây ca cao muộn màng nhất. Nhưng cũng có những cây ca cao ở suối dầu Diên Khánh, Khánh Hoà, ở Nghĩa Hà, Tư Nghĩa, 195 Quảng Ngãi trên 40 năm qua. Rồi đến những vùng trồng ca cao sai trái ở phía bắc Bình định những vùng ca cao ở Tuy Hoà, Sơn Hòa, Phú Yên. Mục tiêu của Việt Nam là phát triển bền vững cây ca cao nhằm tăng khối lượng sản phẩm hàng hóa, tăng hiệu quả kinh tế trên đơn vị diện tích đất canh tác, nâng cao thu nhập cho người nông dân và bảo vệ môi trường sinh thái. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cũng cam kết hàng năm hỗ trợ một phần kinh phí cho công tác phát triển ca cao thông qua kênh khuyến nông nhằm nhanh chóng chuyển giao tiến bộ khoa học kỹ thuật mới cho nông dân trồng cacao, đặc biệt là kỹ thuật sơ chế, bảo quản và lên men hạt ca cao. Từ khi Việt Nam chuyển sang nền kinh tế thị trường, đã có nhiều đoàn nước ngoài đến nghiên cứu về khả năng phát triển trồng ca cao ở Việt Nam. Trong hai mươi năm gần đây, Đông Nam Á đã và đang trở nên một khu vực sản xuất ca cao quan trọng thứ ba sau Trung Mỹ và Tây Phi. Đứng hàng đầu ở Đông Nam Á là Indonesia, sau đó là Malaysia. Sản lượng ở Indonesia vào những năm 90 đã lên tới 300.000 tấn và nhiều công ty lớn đã chuẩn bị xây dựng ở đây các xí nghiệp sản xuất chocolate khổng lồ. Sản lượng ở Malaysia có chiều hướng giảm, có thể do thiếu nhân lực hoặc các cây trồng khác cạnh tranh (cọ dầu, cao su...). Theo nhận định của công ty M & M (Mỹ), một công ty đang có quan hệ với Việt nam để tìm kiếm hạt ca cao nguyên liệu thì trong tương lai, với điều kiện tự nhiên rất phù hợp với cây ca cao, Việt Nam có thể trở nên một nước xuất khẩu ca cao có hạng, cũng như đã từng thành công lớn với lúa và cà phê. Một phương án rất kinh tế là phát triển công nghiệp ép bơ ca cao xuất khẩu và tăng cường việc sử dụng bột cao cao trong nội địa. Bơ ca cao, vì được dùng rất ít trong công nghiệp chocolate, nên thường không tiêu thụ kịp và ứ đọng. Nếu đẩy mạnh được việc sử dụng bột ca cao trong thực phẩm trong nước (nước uống, sữa bột trộng bột ca cao, bánh kẹo...), kèm theo việc xuất khẩu bơ ca cao thì ngành ca cao có thể có hiệu quả kinh tế cao. Nhà nước đã có nhiều chính sách hỗ trợ nông dân trong việc trồng ca cao và được các tổ chức quốc tế hỗ trợ về mặt kỹ thuật như: World Cocoa Foundation, MARS Inc., CDI/VOCA,... Năm 1998, cây ca cao được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tiến hành khảo sát đánh giá và dự kiến phát triển 10.000 ha đến năm 2010. Tháng 3/2005, Bộ đã thành lập Ban Điều phối phát triển ca cao Việt Nam nhằm thúc đẩy nhanh chương trình phát triển ca cao, xem cây ca cao là một loại cây trồng mới trong các loại cây công nghiệp dài ngày nói chung ở Việt Nam. Đây là những tiền đề rất quan trọng để thúc đẩy cây ca cao phát triển. 196 Chương 9. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN HẠT CA CAO 1. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN HẠT CA CAO 1.1. Sơ đồ qui trình Hạt ca cao là sản phẩm đầu tiên trong quy trình sản xuất ca cao đi từ quả ca cao. Từ hạt ca cao đưa đi sản xuất các sản phẩm bơ ca cao, bột ca cao. Quy trình công nghệ sản xuất hạt ca cao như trên hình 9.1 Quả ca cao Tiếp nhận Tách hạt Lên men hạt Rửa hạt Làm khô hạt ca cao Bao gói SP hạt ca cao Hình 9.1. Quy trình sản xuất hạt ca cao 1.2. Thuyết minh qui trình 1.2.1. Tiếp nhận Quả ca cao đạt tiêu chuẩn sau khi được vận chuyển về nhà máy hoặc sau khi bảo quản thì tiến hành tiếp nhận để đưa vào sản xuất. Việc tiếp nhận nhằm đảm bảo đủ về số lượng cho quá trình sản xuất Tiếp nhận quả ca cao có thể thực hiện bằng tay hoặc bằng các phương tiện chuyên dùng như băng tải, gầu tải, vít tải,... 1.2.2. Tách hạt Việc tách hạt có thể bằng tay hoặc dùng máy. Tách hạt bằng tay đơn giản nhất là dùng một cán gỗ đập vào trái làm cho vỏ vỡ theo chiều thẳng đứng. Người ta cũng 197 có thể đập mạnh quả vào một hòn đá hoặc một khúc gỗ. Quả sau khi bị đập thì vỡ ra, dùng 2 ngón tay lách theo chiều dài và cả 2 bên xơ cùi, hạt sẽ tách ra dễ dàng. Cách khác là người ta dùng dao mổ quả theo chiều dọc (ở Ghana): Chặt 2 nhát vào vỏ ở 2 mặt đối diện, nhát thứ 2 vừa chặt vừa vặn để mổ quả ra. Sau đó lấy mũi dao để gẩy hạt ra. Dùng dao kiểu này nhanh nhưng dễ làm dập hạt, lại không loại hết xơ cùi dính vào hạt, ảnh hưởng đến quá trình phơi và còn làm giảm giá trị ca cao thô. Bóc quả là việc khó khăn, cần phải cẩn thận. Năng suất của một công lao động chuyên nghiệp có thể đạt hơn 3000 quả mỗi ngày. Hiện nay, trên thế giới đã có một số mẫu máy để cơ giới hoá công việc bóc quả như: Cacaoette (Pháp), Zumex (Tây Ban Nha), Pinhanlense (Braxin), W. Zinke (Costa Rica & Cameroon). Năng suất của các máy có thể đạt từ 3000 đến 10.000 quả trong một giờ. Trái không nên đập dưới trời mưa bởi vì nước mưa sẽ làm trôi lớp cơm nhầy bao quanh hạt và như vậy sẽ ảnh hưởng đến quá trình lên men. Hạt có màu đen, đã có rễ hoặc hạt lép sẽ không được lên men hoàn toàn nên cần được loại bỏ. 1.2.3. Lên men hạt ca cao a. Trải phơi hạt sau khi tách hạt Sau khi hạt được tách khỏi quả, hạt có thể được trải trên vỉ tre, nền xi măng hay trên tấm nhựa (plastic). Quá trình phơi hạt làm cho sự mất ẩm của hạt ca cao nhiều hơn dẫn đến quá trình lên men diễn ra mạnh hơn và sự gia tăng nhiệt độ nhanh hơn so với ca cao chỉ tồn trữ. Ở những vùng lạnh hơn, việc phơi hạt cũng rất hữu dụng bởi vì năng lượng từ ánh nắng mặt trời giúp làm gia tăng nhiệt độ hạt ca cao trước khi cho vào thùng lên men. Từ những tác dụng có lợi đến quá trình lên men cũng như kết quả sau cùng đối với chất lượng hạt ca cao khô, nên tồn trữ trái trong 7 - 9 ngày và phơi hạt trong 2 giờ trước khi lên men. Hình 9.2. Trải phơi hạt trước khi lên men b. Phương pháp lên men hạt ca cao * Mục đích - Tạo điều kiện cho những biến đổi sinh hoá học trong phôi nhũ nhằm làm 198 giảm vị đắng và chát trong hạt ca cao, đồng thời khơi mào cho sự phát triển hương vị và màu sắc trong quá trình rang hạt về sau. - Làm cho phôi nhũ nở rộng hơn và giòn, dẫn đến lớp vỏ hạt hở ra và diệt được rễ mầm trong hạt ca cao. - Hóa lỏng và loại bỏ hết lớp cơm nhầy bao quanh hạt ca cao tươi, giúp thuận lợi cho quá trình sấy tiếp theo. Những biến đổi nhận thấy trong quá trình chế biến ca cao đều bắt nguồn từ sự lên men của lớp cơm nhầy. Vì thế từ “lên men” trong trường hợp này là để nói đến quá trình thực tế gồm những quá trình lên men chính do vi sinh vật trực tiếp gây ra trên lớp nhầy và các nội phản ứng do hoạt tính của những enzyme trong các mô của phôi nhũ. Hình 9.3 . Lên men ca cao trong các thúng tre * Lên men hạt ca cao Quá trình lên men (ủ) ca cao có thể được tiến hành bằng nhiều phương pháp. Các phương pháp được dùng để ủ hạt bao gồm: ủ thúng (Hình 9.3), ủ cần xé (Hình 9.4), ủ đống và đậy bằng lá chuối (Hình 9.5) và ủ thùng (từ hình 9.6. đến hình 9.9). Hình 9.4. Lên men ca cao trong giỏ nhựa Hình 9.5. Lên men ca cao bằng phương pháp ủ đống 199 Hình 9.6. Thùng lên men ca cao loại 1 ngăn Hình 9.7. Lót lá chuối trong thùng lên men ca cao Hình 9.8 . Đảo trộn ca cao trong thùng lên men Hình 9.9. Thùng lên men ca cao nhiều ngăn Trong tất cả các trường hợp, phía dưới đáy và xung quanh các dụng cụ chứa nên được bao phủ bằng lá chuối. Tuy nhiên, lá chuối phía dưới đáy không nên quá dầy và nên được cắt thành hình răng lược để đảm bảo dịch từ cơm nhầy được thoát ra dễ dàng. Sự thoát dịch từ phần cơm nhầy không tốt sẽ làm cho quá trình lên men không đạt được chất lượng như mong muốn. Phần phía trên của khối ca cao lên men cũng nên được đậy bằng lớp lá chuối kết hợp với bao đay. Làm như vậy sẽ hạn chế sự xâm nhập quá nhiều của không khí vào khối ca cao lên men và cũng tránh được sự mất ẩm quá nhanh. Nếu độ ẩm bị mất đi quá nhiều thì ca cao sẽ không lên men hoàn toàn. Một lý do khác của việc lót xung quanh dụng cụ chứa ca cao và đậy phía trên khối ca cao lên men đó là vấn đề mất nhiệt trong quá trình lên men. Đây chính là nguyên nhân dẫn đến việc không đạt được nhiệt độ yêu cầu của một quá trình lên men. Bao đay giữ nhiệt tốt hơn so với lá chuối, do đó sử dụng bao đay hoặc kết hợp bao đay với lá chuối được sử dụng để đậy khối ca cao trong quá trình lên men. Các kết quả thực nghiệm cho thấy rằng quá trình lên men đều có thể thành công khi thực hiện lên men bằng tất cả các phương pháp như ủ trong thúng, thùng hay đống. Nhiệt độ nên được kiểm tra ít nhất một lần mỗi ngày và nếu như nhiệt độ tăng quá chậm, khối hạt nên được đảo trộn để giúp làm tăng thêm mức độ lên men. Quá trình lên men đạt kết quả tốt khi nhiệt độ tối đa của khối ca cao đạt đến gần 500C. Nhiệt độ này thường đạt được sau 3 đến 4 ngày lên men. Mặc dù nhiệt độ tối đa mong muốn trong quá trình lên 200 men là 50oC nhưng nhiệt độ của quá trình lên men trong khoảng 45 - 50oC được xem là đã sản xuất được ca cao đạt chất lượng. Thời gian lên men thông thường là 6 ngày bởi vì trong khoảng thời gian này thì tỷ lệ hạt nâu gia tăng theo thời gian lên men. Lên men chỉ được tiến hành với khối lượng hạt ca cao tối thiểu là 25kg hạt ướt, với khối lượng hạt ít hơn thông thường không đạt được nhiệt độ thích hợp và sản xuất hạt ca cao chất lượng thấp. Nếu thu hoạch được lượng ít hơn 300 trái ca cao chín thì nên bán cho người có đủ số lượng để tiến hành lên men sẽ tốt hơn. Khi tiến hành lên men, sự gia tăng nhiệt độ thông thường như sau: - Ngày 1: 35 - 42oC - Ngày 2: 42 - 45oC - Ngày 3: 45 - 50oC - Ngày 4: 45 - 50oC - Ngày 5: 40 - 45oC - Ngày 6: 40 - 45oC Nếu khối ca cao lên men không đạt được khoảng nhiệt độ như trên ở bất kỳ ngày lên men nào thì nên đảo trộn khối hạt để làm tăng quá trình lên men và sự gia tăng nhiệt độ. Nếu nhiệt độ xuống thấp hơn 40oC ở ngày lên men thứ 4 hay các ngày sau đó thì ca cao nên lập tức đem đi phơi/ sấy ngay bởi vì ca cao bắt đầu xuất hiện mùi vị xấu. Khi thực hiện đảo trộn hạt trong quá trình lên men nên tách các hạt ca cao bị dính với nhau vì những hạt này sẽ không được lên men hoàn toàn. Lõi trái hay bất kỳ các vật lạ khác lẫn trong hạt ca cao nên được loại bỏ trong quá trình lên men cũng như trong khi thực hiện đảo trộn (Hình 9.10). Hạt ca cao lên men hoàn toàn có màu nâu phía bên ngoài vỏ (Hình 9.11). Hạt lên men quá độ có khuynh hướng chuyển sang màu nâu đen và thường có những vùng nấm mốc phát triển (Hình 9.12). Hình 9.11. Hạt ca cao với màu nâu đạt tốt sau khi lên men Hình 9.10. Lõi trái được tách bỏ khi tách hạt và trong quá trình lên men Hình 9.12. Hạt ca cao lên men quá độ xuất hiện màu nâu đen và nhiễm mốc 201 Hạt ca cao lên men hoàn toàn thông thường nước dịch bên trong hạt sẽ có màu tía nâu đặc trưng khi cắt hạt và phần phía trong vỏ hạt sẽ có màu nâu và hạt thường vẫn còn ẩm ướt. Hạt chưa lên men hoàn toàn thường có màu tía. Một số hạt có thể xuất hiện màu trắng. Điều này tùy thuộc vào giống ca cao và quá trình lên men. Tất cả các nhóm màu này sẽ có khuynh hướng chuyển sang đậm hơn trong khi sấy bởi vì sự hóa nâu là phản ứng chủ yếu xảy ra trong suốt quá trình phơi - sấy. Theo các kết quả nghiên cứu, người ta tìm thấy hệ vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men hạt ca cao bao gồm nấm men (Sacharomyces, Kluyveromyces,...), nấm mốc (Aspergillius, Mucor, Penicillium, Rhizopus,...) và vi khuẩn (Bacterium, Lactobacillus, Streptococcus, A.ascendens,...). Sự biến đổi của các chất là nguyên nhân làm tăng nhiệt độ khối hạt, làm hạt chết đi. Nếu nồng độ acid trong hạt khoảng 1% thì hạt cũng bị chết, quá trình này được tăng cường bởi nhiệt, acid lactid và ethanol. pH của lá mầm giảm từ 6,45 xuống 4,5 trong 120h và nồng độ acid acetid tăng từ 0 lên 1,36% còn nồng độ axit lactid tăng từ 0,005 lên 0,12%. Khi hạt chết thì enzyme và vi sinh vật hoạt động phân giải cơ chất (cơ chất thường là cacbonhydrat, lipid, amino acid). Sau khi lên men thì tính chất và thành phần hoá học của hạt thay đổi, do sự ôxi hoá mà màu của hạt chuyển từ trắng hoặc tím sang màu nâu hoặc đỏ nâu, hạt bớt chát, hương thơm của hạt tăng, hạt trở nên giòn hơn và dễ tách ra khỏi lõi, mầm hạt mất khả năng sinh sản. Quá trình lên men hạt ca cao kết thúc khi kiểm tra thấy đạt các yêu cầu sau + Hạt sạch nhớt: Lấy mẫu hạt ra đem rửa dưới vòi nước hoặc đưa vào trong cốc rồi tháo nước sạch vào và khuấy đảo. Sau đó, lấy hạt ra bóp trên tay thấy sạch nhớt là đạt yêu cầu. + Ngửi hạt thấy hết mùi chua. + Bóc lớp vỏ hạt ra thấy nhân có màu nâu xám (trước khi lên men có màu tím). Hạt cao cao sau khi lên men có thể đưa đi rửa để tách hết lớp nhớt còn bám trên bề mặt của hạt. Phương pháp rửa cũng tương tự như đối với hạt cà phê. c. Những biến đổi trong quá trình lên men và làm khô Quá trình lên men và quá trình làm khô là một quá trình liên tục để có được hạt ca cao khô. Qua hai quá trình đó, hạt ca cao tươi giảm 65% khối lượng, lúc này ẩm độ còn khoảng 6÷7%. Những biến đổi của hạt ca cao trong suốt hai quá trình trên có thể được tóm tắt bằng sơ đồ hình 9.13. * Những biến đổi của lớp cơm nhầy Trong suốt quá trình lên men, lớp cơm nhầy bao quanh hạt cacao tạo ra môi trường có nhiệt độ và độ pH thích hợp, không chỉ để hoá lỏng lớp cơm nhầy mà còn giúp tạo ra các phản ứng rất quan trọng bên trong lá mầm để hình thành nên hương vị chocolate hấp dẫn. Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men, các loài nấm men phát triển và chuyển hoá đường trong chất nhầy thành cồn etylic và sau đó được 202 chuyển hoá thành axit acetic. Vào ngày lên men thứ 3, ngay khi vỏ hạt để acid acetic thấm qua vào tới phôi nhũ thì hạt sẽ bị chết. Ngay khi các tế bào của chất nhầy bị huỷ hoại, không khí thâm nhập vào khối ủ làm gia tăng sự acetic hoá. Phản ứng xảy ra rất mạnh khi hàm lượng cồn đạt đến mức thích hợp và yêu cầu môi trường phải thật thông thoáng, tránh hiện tượng làm cho nhiệt độ của khối lên men tăng lên. Độ pH giảm xuống từ 6,6 và đạt 4,5÷5,0 vào cuối giai đoạn lên men. Sau đó độ pH tăng lên trong suốt thời kỳ còn lại của quá trình làm khô, và thường đạt giá trị 5,5 trong hạt ca cao sấy khô. Nhiệt độ tăng đều trong suốt 48h đầu lên men, các phản ứng do sự hoạt động của vi sinh vật luôn toả nhiệt, làm tăng nhiệt độ của khối hạt ủ lên đến hơn 500C và đạt 42÷480C ở cuối giai đoạn. Sau 6 ngày lên men nhiệt độ khối hạt khoảng 480C. Hạt ca cao tươi Phân hủy lớp cơm nhầy Không khí thâm nhập vào khối hạt Vi khuẩn oxy hóa đường thành rượu, nhiệt độ tăng Sự khuếch tán của các tế bào sắc tố Hạt chết Phân hủy các sắc tố anthocyanin Phát triển tiền hương vị chocolate Hình 9.13. Những biến đổi trong quá trình lên men và làm khô hạt ca cao * Những nội phản ứng trong các mô của phôi nhũ Các mô của phôi nhũ do hai loại tế bào tạo thành là tế bào có sắc tố gồm các polyphenol, các purin; và các tế bào dự trữ không sắc tố gồm các tinh thể bơ ca cao, các hạt tinh bột, protein và các enzyme. Khi hạt ca cao bị chết sau 30÷40giờ lên men, phôi nhũ sẽ hút ẩm và bị nứt ra. Những enzyme nhờ đó mà được hoạt hoá, tiếp xúc với các polyphenol và bắt đầu hoạt động. Đồng thời do sự thay đổi cấu trúc của lá mầm mà sau khi làm khô, hạt sẽ rất giòn và dễ vỡ. Trong các polyphenol, sắc tố anthocyanin bị thuỷ phân tạo ra cyanidin và 2 đường khử. Đây là những chất không màu, sau đó chúng bị oxy hoá và tạo ra màu nâu 203 đặc biệt cho hạt ca cao. Khoảng 40% theobromine của phôi nhũ tươi khuếch tán vào vỏ hạt, những polyphenol khác sẽ thấm một phần vào vỏ hạt hoặc chịu những biến đổi hoá học khác làm giảm vị đắng và chát của hạt cacao. Các protein trong lá mầm bị thuỷ phân thành các acid amin và chuyển sang dạng không hoà tan do phản ứng với các polyphenol. Hiệu quả quan trọng nhất của quá trình lên men ca cao là sự xuất hiện của những tiền chất hương vị chocolate. Chỉ có những tiền chất này mới tạo cho hạt ca cao sau khi rang có hương vị chocolate. Cần lưu ý rằng các tiền chất ấy không hề có trong phôi nhũ khi hạt ca cao còn tươi, mà chỉ được sinh ra trong quá trình lên men mà thôi. 1.2.4. Làm khô hạt ca cao Làm khô hạt là một khâu quan trọng trong quá trình sơ chế ca cao bởi vì có nhiều phản ứng hóa học được cho là sản sinh ra hương vị tốt cho ca cao vẫn còn tiếp diễn trong suốt quá trình. Tốt nhất ca cao nên được làm khô trong khoảng từ 5 đến 7 ngày. Khoảng thời gian này đủ cho phép acid được bay hơi ra khỏi hạt, nhờ đó sản xuất được hạt ca cao có độ acid thấp và có hương vị tốt. Nếu quá trình làm khô kéo dài hơn 7 ngày, sự nhiễm nấm mốc có thể xảy ra, điều này dẫn đến giảm chất lượng hạt và các nhà thu mua sẽ mua với giá thấp hơn. Bảng 9.1. Thành phần hoá học của hạt tươi, hạt sau lên men và sấy khô Thành phần Thành phần hạt tươi (%) Thành phần hạt sau lên men và sấy khô (%) Nước 37,64 3,68 6,09 Protein 7,28 6,48 10,73 Theobromin 1,35 1,00 1,66 Caffeine 0,11 0,33 0,05 Chất béo 29,26 29,26 48,41 Glucozase 0,99 0,60 1,00 Tinh bột 3,76 3,22 5,33 Chất chát 5,00 3,61 5,97 Pectin 0,66 1,18 1,95 Chất màu 2,96 1,39 2,30 Cellulose 8,14 6,52 10,78 A.tactric tự do 0,08 0,33 0,54 A.tactric liên kết 0,48 0,38 0,62 0 0,54 0,90 A.acetic 204 a. Mục đích - Hạ thấp độ ẩm nhằm ngăn ngừa mốc phát triển. - Hoàn tất các biến đổi hoá học vẫn đang tiếp tục xảy ra bên trong hạt sau thời kỳ lên men để tạo hương vị đặc biệt cho cacao. Sau khi lên men, độ ẩm của hạt cacao vào khoảng 55% và cần phải giảm độ ẩm xuống còn 6÷7% mới bảo quản tốt được, nhưng nếu hạ thấp độ ẩm xuống dưới 5% thì hạt ca cao sẽ rất giòn và dễ vỡ. b. Các phương pháp làm khô hạt ca cao * Phương pháp phơi tự nhiên Ở các nước sản xuất ca cao, khi vụ thu hoạch trùng với mùa khô thì phơi nắng là cách thông dụng nhất. Trong các cơ sở sản xuất nhỏ, ca cao được trải thành lớp mỏng trên vỉ tre, sàng tre kê trên khung cao hơn mặt đất (Hình 9.14). Người ta còn dựng nên các mái che cố định hoặc di động để che phủ ca cao vào ban đêm hoặc khi gặp trời mưa (Hình 9.16.) Diện tích sân phơi cần khoảng 3m2 cho 50kg hạt ca cao khô, thông thường diện tích sân phơi 18x6m có thể phơi được 2250kg hạt cacao khô. Khi phơi, hạt được trải thành lớp với chiều dày 5cm, thời gian phơi 8÷14 ngày tuỳ thuộc vào điều kiện thời tiết. Với cách phơi trên các dụng cụ như trên thì phải thường xuyên di chuyển đến chỗ có ánh nắng mặt trời. Vào những lúc mưa nhiều, ca cao rất khó để được làm khô một cách hoàn toàn bằng cách phơi nắng và thường bị nhiễm nấm mốc. Điều này dẫn đến Hình 9.14. Phơi ca cao trên tấm nệm, sàng tre việc làm giảm chất lượng ca cao và giá bán cũng bị giảm. Các vấn đề này có thể được khắc phục thông qua việc sử dụng các loại thiết bị sấy ca cao 205 * Phương pháp sấy - Thiết bị sấy ca cao dùng năng lượng mặt trời Việc sấy ca cao bằng năng lượng mặt trời được ứng dụng tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long bằng thiết bị sấy như ở hình 9.15. Thiết bị này sử dụng các khối đá được sơn màu đen để hấp thu năng lượng mặt trời và cung cấp hơi nóng vào buồng sấy. Chúng cũng có một mái che để có thể hạ thấp xuống khi trời mưa và vào ban đêm nên không cần phải vận chuyển hạt ra vào trong suốt quá trình sấy. Do đó thời gian và công lao động cho quá trình làm khô hạt cũng được giảm xuống. Lượng hạt ca cao ướt được sấy không quá 100kg trên 1m2 diện tích sàn sấy. Sấy với khối lượng hạt lớn giúp nông dân có thể làm khô hạt với khối lượng lớn hơn và nhanh hơn so với phương pháp Hình 9.15. Thiết bị sấy ca cao dùng năng lượng mặt trời phơi hạt truyền thống. Kết quả quan trọng nhất khi sử dụng thiết bị sấy là giảm công lao động và rút ngắn được thời gian sấy. Nhiệt độ bên trong máy sấy luôn ở mức cao hơn nhiệt độ bên ngoài môi trường (10÷150C), vào lúc nắng tốt nhiệt độ máy sấy có thể đạt đến 600C, hơn nữa độ ẩm bên trong máy sấy luôn thấp hơn so với môi trường bên ngoài. Hình 9.16. Phên phơi di động - Máy sấy sàn phẳng Đây là loại máy sấy gián đoạn, gồm một buồng sấy nằm ngang, quạt, bộ cấp nhiệt và đường ống dẫn nhiệt. Sàn của buồng sấy được làm từ các tấm nhôm có đục lỗ với đường kính lỗ nhỏ hơn 10mm. Buồng cấp nhiệt nằm dưới sàn sấy khoảng 1m và được nối với hệ thống cấp nhiệt gồm quạt và đường ống cấp nhiệt. 206 Quá trình sấy nên tiến hành từ từ với nhiệt độ không khí sấy khoảng 60÷700C nhằm hoàn tất tiến trình oxy hoá của enzyme. Theo kết quả nghiên cứu của Shelton thì với bề dày lớp hạt là 0,25m, vận tốc luồng khí sấy 3m3/phút và nhiệt độ sấy 60÷650C là tốt nhất. Một máy sấy sàn phẳng với buồng sấy có kích thước 6x2,7m, lưu lượng không khí sấy 70m3/phút, nhiệt độ sấy 500C, bề dày lớp hạt khoảng 0,45m có thể sấy 1 tấn hạt cacao khô trong 32÷34 giờ. Nhiên liệu diesel dùng cho động cơ đốt trong để kéo quạt gió và cho đầu đốt dầu, tiêu tốn khoảng 180÷230 lít/tấn hạt cacao khô. Trong trường hợp hồi lưu khí sấy thì lượng nhiên liệu giảm xuống còn 155lít/tấn hạt cacao khô. - Máy sấy thùng quay (Hình 9.17) Đây là loại máy sấy gián đoạn. Hiệu suất của máy không cao vì hạt ca cao ướt, dễ đóng cục bên trong máy sấy. Máy chỉ thích hợp cho sấy cacao vào giai đoạn cuối, khi mặt ngoài của hạt đã khô ráo. Tốc độ quay của trống khoảng 0,25÷0,5vòng/phút tránh được nguy cơ làm vỡ vỏ hạt bên trong. Mặt trong của tang trống có gia công các lỗ có đường kính 8÷10mm nhằm đánh bóng hạt ca cao khi sấy. - Máy sấy Buttner: Đây là loại máy sấy Hình 9.17. Máy sấy thùng quay liên tục gồm một tháp sấy hình trụ đường kính 1,3m, bên trong có bố trí các gàu múc trên một băng tải từ đáy lên đỉnh tháp. Mỗi gàu chứa được khoảng 40kg hạt cacao tươi, cấp liệu từ mặt đất. Khi gàu di chuyển lên trên, hạt sẽ bị rơi chầm chậm xuống ngược chiều với luồng khí sấy thổi ngược từ dưới lên. Ca cao sấy xong sẽ được tháo liệu từ dưới đáy tháp và được thay thế bằng hạt tươi để tiếp tục quá trình sấy. Năng suất của máy khoảng 9 tấn với thời gian sấy trong 16giờ. c. Đánh bóng hạt ca cao Trong khi phơi và sấy khô hạt ca cao người ta thường nâng chất lượng hạt ca cao bằng những động tác đánh bóng hạt ca cao. Khi phơi trên sân, việc lê những bước chân ngắn trên sân phơi khi hạt nóng cũng làm cho các hạt bóng lên. Trong máy sấy quay, những vết lõm trên vỏ kim loại của tang thùng quay cũng có tác dụng đánh bóng hạt. Sau khi hạt ca cao đã khô, người ta có thể đánh bóng bằng điện trong các hộc có bàn găng và cánh quạt ở 550C trong 5giờ. Có thể dùng chân đạp hạt để làm bóng nhưng trong quá trình đạp phải phum một ít nước để hạt không mẻ và mau bóng. Sau đó phải phơi thêm một ngày nữa để hạt khô trở lại. 207 1.2.5. Bảo quản hạt ca cao Ca cao được lưu trữ trong các bao có khối lượng tiêu chuẩn 63,5kg. Trước khi bảo quản cần phải đảm bảo độ ẩm của hạt dưới 8%. Giá trị 8% là độ ẩm tối đa mà ở đó mốc không sinh trưởng được, song các nước mua ca cao lại muốn hạ thấp độ ẩm xuống còn 7%. Trong các điều kiện bảo quản lý tưởng thì độ ẩm thích hợp nhất cho hạt ca cao là 6÷%, còn dưới giá trị này hạt ca cao sẽ rất giòn và dễ vỡ. Qua những nghiên cứu đã chỉ ra rằng muốn duy trì độ ẩm của cacao nằm trong khoảng 7÷8% thì độ ẩm tương đối của không khí không thể vượt quá 70%. Sử dụng bao mềm để gói như bao bằng sợi đay hoặc bằng sợi chất dẻo, bên trong phải lót bằng PE để chống ca cao hút ẩm và thấm khí. Quy ước về bảo quản ca cao như sau (theo FAO): Để ca cao vào kho và duy trì cho độ ẩm ở mức thấp nhất tùy theo điều kiện từng địa phương và trong mọi trường hợp độ ẩm tối đa là 8%. Ca cao được xếp trên giàn hoặc sàn cách mặt đất 7cm để không khí luân chuyển được. Có biện pháp thích hợp đề phòng sâu bọ, các loài gặm nhấm và các vật có hại khác. Xếp các bao ca cao lên theo cách sau: Từng lô hàng có phẩn chất và ký hiệu khác nhau được xếp riêng cách nhau bằng một lối đi rộng 0,6m giống như lối đi giữa các bức tường kho và bao đựng ca cao. Hình 9.18. Ca cao chứa trong các bao đay để vận chuyển Sát trùng bằng cách xông hơi thuốc Methyl Bromua hoặc phun thuốc trừ sâu thích hợp, sử dụng thuốc pyrethine một cách thận trọng khi thấy cần. Không để mùi, vị và bụi bặm của các sản phẩm như hàng ăn hoặc những chất như dầu hoả, hắc ín … làm ô nhiễm cacao. Từng thời kỳ trong khi ca cao còn nằm ở nhà kho và ngay trước khi chuyển lên tàu, phải kiểm tra độ ẩm của từng lô một xem có vượt quá 8% hay không. 208 1.3. Chất lượng hạt ca cao Chất lượng ca cao được xác định thông qua sự phối hợp của nhiều nhân tố và việc xác định này được thiết lập bởi các nhà thu mua ca cao. Các nhân tố bao gồm: mức độ lên men hoàn toàn, độ ẩm của hạt khô, không có mùi lạ và không bị nhiễm nấm mốc. Các tiêu chuẩn chất lượng được so sánh với chất lượng ca cao của Ghana. Ca cao được phân loại dựa trên các khuyết tật từ kết quả “kiểm tra cắt hạt”. Kiểm tra cắt hạt cho biết sự hiện diện các khuyết tật của hạt ca cao mà nó có thể là nguyên nhân gây nên mùi vị xấu và nó còn cho biết mức độ lên men của ca cao. Mức độ lên men ảnh hưởng rất lớn đến hương vị và chất lượng của ca cao. Hạt lên men quá độ mức nhẹ Hạt lên men hoàn toàn Hạt chai xám và không lên men Hạt tím đến nâu tím Hạt hơi nâu và hơi tím Hạt bị mốc và côn trùng cắn Hạt bị mốc Hình 9.19. Kiểm tra cắt hạt để xác định chất lượng hạt ca cao Theo qui trình kiểm tra cắt hạt của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế, để xác định rõ chất lượng hoàn chỉnh của hạt ca cao thì hạt phải được mở hoặc cắt ngay giữa và dọc theo chiều dài của hạt để có thể thể hiện tối đa bề mặt cắt của tử diệp. Cả hai phần bên của hạt 209 phải được kiểm tra bằng cách quan sát. Mỗi loại khuyết tật của hạt phải được ghi nhận riêng rẽ và mỗi loại khuyết tật phải được thể hiện bằng tỷ lệ phần trăm trên toàn bộ số lượng hạt được kiểm tra. Hình 9.19 thể hiện các loại khuyết tật khác nhau có thể thấy được khi kiểm tra cắt hạt. Các khuyết tật của hạt bao gồm: hạt bị chai xám, hạt bị côn trùng cắn phá, hạt lên men quá độ và hạt bị nhiễm mốc. Dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế thì hạt ca cao bị nhiễm nấm mốc không được vượt quá 3%; hạt chai xám không được vượt quá 3% và hạt bị cắn phá do côn trùng, hạt nẩy mầm hoặc hạt lép là 3%. Ở Việt Nam, các nhà thu mua thường yêu cầu ca cao với tỷ lệ hạt nâu khoảng 80% và thường có thưởng thêm đối với loại ca cao này. Thực hiện phương pháp lên men ca cao đúng cách sẽ đạt được kết quả với tỷ lệ hạt nâu hoàn toàn như trên. 2. TIÊU CHUẨN VIỆT NAM VỀ HẠT CA CAO Năm 2005, Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành các Tiêu chuẩn Việt Nam để xác định các tiêu chuẩn và phương pháp kiểm tra chất lượng hạt ca cao. Trong tiêu chuẩn về “Hạt ca cao - Thuật ngữ và định nghĩa” (TCVN 7518 : 2005) đã có qui định một số thuật ngữ như ở bảng 9.2 Từ các thuật ngữ được giải thích như trên, Tiêu chuẩn Việt Nam về “Hạt ca cao Yêu cầu kỹ thuật” (TCVN 7519 : 2005) xác định các yêu cầu đối với hạt ca cao như sau: - Không được có tạp chất lạ, - Không được có mùi khói, không có mùi hoặc vị lạ, - Không được chứa côn trùng sống, - Đồng đều về kích cỡ hạt, - Không có hạt dính đôi, dính ba, - Khô đều, - Được lên men hoàn toàn. Theo đó, khi một hạt có một vài khuyết tật, thì chỉ được phân loại theo một hạng, nghĩa là theo khuyết tật nặng nhất. Theo thứ tự giảm dần như sau: - Hạt mốc - Hạt xám màu - Hạt bị hư hại/ bị nhiễm côn trùng và hạt nẩy mầm. 210 Bảng 9.2. Giải thích thuật ngữ Thuật ngữ Giải thích thuật ngữ Hạt của cây ca cao Hạt của cây ca cao (Theobroma cacao Linnaeus), còn nguyên vẹn, đã được lên men và làm khô Hạt ca cao khô Hạt ca cao đã được làm khô đến độ ẩm qui định (≤ 7,5%) Hạt khuyết tật Hạt ca cao bị mốc bên trong, bị xám màu, bị hư hại do côn trùng, bị nhiễm côn trùng hoặc bị nẩy mầm Hạt mốc Hạt ca cao bên trong bị mốc mà có thể nhìn bằng mắt thường Hạt xám màu Hạt ca cao bị xám màu trên một nửa bề mặt hoặc lớn hơn khi kiểm tra cắt hạt Hạt bị hư hại do côn trùng/ nhiễm côn trùng Hạt ca cao có các phần bên trong chứa côn trùng ở bất kỳ giai đoạn phát triển nào hoặc đã bị côn trùng làm hư hỏng mà có thể nhìn thấy rõ bằng mắt thường Hạt nảy mầm Hạt ca cao có vỏ bị đâm thủng, nứt hoặc vỡ do mầm hạt phát triển Hạt lép Hạt ca cao có hai lá mầm quá mỏng để có thể cắt để có được nguyên chiều dài lá mầm Hạt ám khói Hạt ca cao có mùi hoặc vị hoặc có biểu hiện bên ngoài bị nhiễm khói Hạt ca cao đã lên men Hạt ca cao có màu sắc của lá mầm được chuyển từ màu đỏ tía và màu nâu từng phần sang màu nâu hoàn toàn Hạt vỡ Hạt ca cao bị mất một mảnh nhỏ hơn hoặc bằng một nửa hạt Số hạt trong 100g Tổng số hạt ca cao đếm được (không kể hạt lép và hạt vỡ) có trong 100g Tạp chất lạ Bất kỳ chất nào không có nguồn gốc từ ca cao Rác thải Hạt lép, mảnh vỡ, mảnh vỏ và mảnh hạt, bụi, màng quả khô, thịt quả khô và cuống chùm Từ các yêu cầu đối với hạt ca cao như trên, theo TCVN 7519 - 2005, hiện nay ca cao được phân thành 3 loại được trình bày ở bảng 9.3 211 Bảng 9.3. Phân loại ca cao theo TCVN 7519 - 2005 Loại 1A 1B 1C Số hạt trong 100 g < 100 < 110 < 120 Độ ẩm Tối đa 7,5% Tối đa 7,5% Tối đa 7,5% Hạt màu xám Tối đa 3,0% Tối đa 3,0% Tối đa 3,0% Hạt mốc Tối đa 3,0% Tối đa 3,0% Tối đa 3,0% Hạt bị hư hại do côn trùng, Tối đa 2,5% Tối đa 2,5% Tối đa 2,5% hạt nảy mầm Tạp chất (rác thải) Tối đa 2,0% Tối đa 2,0% Tối đa 2,0% CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Hãy nêu mục đích, yêu cầu, các biến đổi xảy ra và các phương pháp lên men hạt ca cao. 2. Trình bày các phương pháp làm khô hạt ca cao và biện pháp bảo quản hạt ca cao khô. 3. Hãy nêu các khuyết tật thường gặp ở hạt ca cao khô và nguyên nhân gây nên các khuyết tật đó. 212 Chương 10. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CA CAO, BƠ CA CAO 1. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ Hạt ca cao Tiếp nhận và làm sạch Rang Làm nguội Tách vỏ hạt ca cao Nghiền bột thô Kiềm hoá Tách bơ Bơ Nghiền bánh Bao gói Bơ ca cao Bột ca cao Hình 10.1. Quy trình sản xuất bơ, bột ca cao Hạt ca cao thô là nguyên liệu quan trọng của công nghệ ca cao và chocolate, từ hạt ca cao thô sản xuất ra các sản phẩm sau: * Những sản phẩm bán hoàn chỉnh cung cấp cho các công nghệ khác như: - Bột chocolate nhồi để các nhà máy bánh kẹo sản xuất ra chocolate, bánh quy, bánh ngọt… 213 - Bột cacao dùng vào các sản phẩm ngọt như nước ngọt, nước cacao… Bơ cacao dùng làm mứt, chocolate, mỹ phẩm, dược phẩm… * Những sản phẩm đưa thẳng ra tiêu dùng như: - Chocolate tấm (để nấu, ngậm, nhai, pha sữa…) - Chocolate bột (tan hoặc không tan) - Mứt kẹo chocolate * Những phụ phẩm của công nghệ này như khô dầu trong chiết ép lấy bơ ca cao, chất béo chiết từ vỏ và mầm đều có thể thu nhặt để chăn nuôi, làm phân, làm xà phòng, … 1 5 2 6 12 4 5 3 10 6 7 13 9 8 11 3 3 17 16 15 14 Hình 10.2 . Sơ đồ thiết bị qui trình công nghệ sản xuất bột ca cao, bơ ca cao 1. Cyclo; 2. Sàng; 3. Quạt; 4. Thiết bị tách từ ; 5. Cyclone; 6. Thùng chứa tạp chât; 7. Thiết bị phân loại khí động; 8. Thiết bị xử lý nhiệt; 9. Thiết bị tách vỏ; 10. Thiết bị rang; 11. Thiết bị kiềm hóa; 12. Thùng chứa tác nhân kiềm hóa; 13. Thiết bị ép bơ; 14. Thùng chứa bơ; 15. Thiết bị nghiền; 16. Thiết bị phân loại; 17. Thiết bị bao gói 2. THUYÊT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1. Tiếp nhận và làm sạch Công đoạn làm sạch nhằm phân ly tạp chất trong khối hạt ca cao thô như vỏ hạt vụn, sợi bao bố, sỏi đá, mảnh kim loại, bụi bặm …lẫn vào khối hạt ca cao trong khi phơi. Các tạp chất trên gây hại cho máy, đồng thời các tạp chất hữu cơ dễ cháy trong quá trình rang làm ảnh hưởng đến hương vị của ca cao. Hao hụt qua hệ thống làm sạch ước chừng 1÷1,3% khối lượng. 214 Hệ thống làm sạch gồm 3 bộ phận chính. Bộ phận thứ nhất là các sàng lắc có kích thước lỗ sàng khác nhau và các ống hút nhằn tách các tạp chất như cát bụi, sợi bao, vỏ hạt …. Bộ phận thứ hai là nam châm rất mạnh hút các mảnh sắt. Bộ phận thứ ba là tách đá, sạn có kích thước tương đương hạt ca cao bằng phân ly tầng sôi.. Ngoài ra còn có cyclone tách bụi. cycl 1 2 Khối hạt ca cao thô được cấp cho các sàng lắc với kích thước 3 lỗ sàng khác nhau, tại đây tạp chất nặng dạng hạt được tách ra, khi đi qua hết mặt sàng, khối hạt rơi xuống theo trọng lượng. Bên trên đường rơi có các ống hút sẽ Hình 10.3. Sơ đồ hoạt động của thiết bị làm sạch ca cao hút các tạp chất nhẹ và bụi, còn 1.Bộ phận sàng và ống hút; 2. Nam châm; các hạt ca cao sẽ đi qua một nam 3.Bộ phận tách đá và phân ly tầng sôi châm rất mạnh, nhờ đó mà các tạp chất kim loại được tách ra khỏi khối hạt. Tiếp theo khối hạt được dẫn đến hệ thống tách đá và phân ly tầng sôi, tại đây những hạt đá có kích thước xấp xỉ hạt ca cao sẽ được tách ra nhờ chuyển động rung của sàng, Vì đá, sạn có khối lượng riêng lớn nên nằm sát mặt sàng rung, chúng chuyển động dần lên túi hứng phía trên, Hạt ca cao được thổi cao hơn mặt sàng rung thì chảy xuống phía dưới bên trên sàng có ống hút sẽ giúp hút các hạt bụi. Tất cả các ống hút bụi đều được dẫn về cyclone để tách bụi trước khi thải khí ra ngoài. 2.2. Rang và làm nguội 2.2.1. Mục đích của công đoạn rang - Làm nảy nở các chất thơm để tạo cho thành phẩm ca cao một hương vị đặc biệt. - Tách nhân và vỏ ở mức độ làm lỏng lớp vỏ và hạt. - Hạ độ ẩm của hạt xuống còn 2,5÷5% để sấy khô phần nhân ca cao. - Phát triển màu sắc đặc thù của chocolate. - Góp phần vô hoạt Salmonella và các vi sinh vật có hại khác. 2.2.2. Kỹ thuật rang - Rang hạt: Rang là một quá trình mà nhiệt được cung cấp liên tục trong một khoảng thời gian cần thiết đủ để xuyên thấu qua tâm của từng hạt mà lại không làm cháy lớp vỏ hạt. Kết cấu của máy sao cho hạt không bị nhiễm bẩn các sản phẩm cháy 215 của nhiên liệu, các axit bay hơi, ẩm và các sản phẩm phân huỷ khác trong quá trình rang được thoát ra dễ dàng. Cường độ và thời gian phải điều chỉnh cho phù hợp với từng giống, cỡ hạt, hàm lượng ẩm và loại sản phẩm tinh chế ra. Thời gian rang thay đổi trong khoảng 45÷70 phút tuỳ theo kết cấu máy và khối lượng sản phẩm. Nhiệt độ rang không được quá cao (nhiệt độ không khí khoảng 250÷3000C), nếu quá nhiệt độ trên, dầu ca cao sẽ phân huỷ tạo ra acrolein làm giảm vị ngon của hạt ca cao. Tuy nhiên, nhiệt độ rang cũng phụ thuộc vào sản phẩm cần sản xuất. Để sản xuất bột ca cao thì nhiệt độ rang khoảng 120÷1500C, còn để sản xuất bơ ca cao thì phải rang ở nhiệt độ thấp hơn khoảng 100÷1040C. Các mức nhiệt độ nêu ở đây là nhiệt độ đo được ở hạt ca cao khi kết thúc mẻ rang. Các nhiệt độ rang thấp hơn áp dụng trong sản xuất bơ cacao bằng phương pháp ép đùn vì chỉ cần đủ làm ấm hạt lên nhằm làm lỏng lớp vỏ hạt mà thôi, đồng thời sẽ tạo cho bơ ca cao một hương vị rất nhẹ thích hợp cho ngành chế biến chocolate sữa. Phương pháp này có ưu điểm là sau khi rang việc tách vỏ và phân riêng thực hiện dễ dàng, tuy nhiên nó có 2 nhược điểm: Một là khi rang có khoảng 0,5% bơ ca cao di chuyển vào vỏ và bị mất đi khi tách vỏ. Hai là phải tiêu tốn một lượng nhiệt khoảng 44% cho việc làm nóng vỏ. Trong quá trình rang cần khống chế nhiệt độ theo yêu cầu để không làm cháy vỏ. Sau quá trình rang, tiến hành làm nguội ngay để tránh hiện tượng cháy xám. Để chất lượng rang tốt người ta còn phân loại theo kích thước hạt trước khi rang vì khi thiết lập chế độ rang cho các hạt trung bình thì các hạt nhỏ sẽ bị cháy ảnh hưởng mùi vị xấu đến chất lượng trong khi đó các hạt lớn ở trung tâm hạt vẫn chưa được rang đầy đủ, phần không được rang các thành phần hóa học không được tác động nhiệt nên hương vị của các sản phẩm tạo thành sẽ giảm (hình 10.4) Để khắc phục tình trạng trên, hiện nay có 2 phương pháp rang khác đang được áp dụng: - Rang nhân hạt: Hạt ca cao được tách vỏ trước khi rang. Phương pháp này hạt nhỏ hơn nên nhiệt dễ Hình 10.4. Ảnh hưởng của kích thước hạt đến mức độ rang của hạt ca cao vào tâm hơn. Sau khi rang ca cao được đem đi ép bơ và nghiền tinh. Phương pháp này cho chất lượng ca cao sau khi rang đồng nhất hơn phương pháp rang hạt nên thường áp dụng cho các nhà máy có năng suất lớn - Rang khối bột nhão: Với phương pháp này, sau khi nhân ca cao được nghiền mịn, được đưa đi kiềm hóa, rang rồi đem đi ép bơ. Đây là qui trình cho chất lượng tốt 216 nhất nhưng chi phí đầu tư thiết bị đắt nên chỉ dùng khi sản xuất bột ca cao cho các sản phẩm chất lượng cao. Cả hai phương pháp trên đều phải tách vỏ trước khi rang. Để tách vỏ người ta dùng nguồn nhiệt cao được cung cấp bởi hơi nước bão hòa hoặc tia hồng ngoại, nhiệt này chỉ làm nóng bề mặt hạt, đồng thời hơi nước bốc ra từ bên trong hạt làm vỏ hạt tách ra dược dễ dàng. Hạt ca cao Xử lý nhiệt Rang Sàng Sàng Nghiền Rang nguyên hạt Rang Nghiền Nghiền Rang Rang nhân hạt Rang khối bột nhão Hình 10.5. Sơ đồ qui trình của 3 phương pháp rang ca cao 2.2.3. Các biển đổi trong quá trình rang hạt ca cao a. Sự thay đổi ẩm Hàm lượng ẩm trong hạt ca cao trước khi rang khoảng 6-8%, độ ẩm này phân bố trong hạt ca cao không đồng đều, độ ẩm trong lõi cao hơn nhiều lần độ ẩm trong vỏ. Sau khi rang, độ ẩm còn lại trong hạt còn khoảng 2%, độ ẩm này có ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Nếu độ ẩm của hạt sau khi rang < 1% thì tính chất công nghệ của bột thô sẽ xấu đi. Đồng thời, nó sẽ làm giảm mức độ nghiền và lượng dầu khi ép. Sau khi rang, khả năng hút ẩm của hạt và của bột thô sẽ khác trước. Nếu độ ẩm của không khí càng cao thì chúng hút ẩm càng mạnh. Kết quả nghiên cứu khả năng hút ẩm của hạt ca cao đã rang bảo quản trong bình hút ẩm ở nhiệt độ bình thường với độ ẩm của không khí khác nhau thể hiện ở bảng 10.1 217 b. Sự thay đổi độ acid và các chất dễ bay hơi Các chất dễ bay hơi trong ca cao làm cho nó có mùi khó chịu. Hàm lượng các chất dễ bay hơi (tính theo acid acetic) trước khi rang là 0,4%, sau khi rang là 0,3%. Độ acid tính theo acid acetic trước khi rang là 0,92%, sau khi rang là 0,67%. Acid dễ bay hơi bị tách ra trong khi rang có kèm theo sự tiêu hao chất khô, lượng chất khô bị tiêu hao khoảng 0,1÷0,2%. Bảng 10.1. Khả năng hút ẩm của hạt ca cao phụ thuộc vào độ ẩm của không khí trong quá trình bảo quản Độ ẩm bảo quản (%) Độ ẩm của không Hạt ca cao khí (%) Thời gian bảo Bột thô 56 67 77 82 56 67 77 82 0 2,6 2,6 2,6 2,6 2,5 2,5 2,5 2,5 2 2,9 4,0 4,3 4,8 3,2 4,8 5,1 4,4 4 2,9 5,0 4,9 5,8 3,2 5,5 6,1 9,0 6 2,9 5,6 5,6 6,7 3,2 6,1 6,7 10,8 8 2,9 6,1 6,0 7,3 3,2 6,9 7,0 11,5 10 2,9 6,1 6,4 7,8 3,2 7,0 7,5 12,0 12 2,9 6,1 6,7 7,6 3,2 7,1 7,5 12,1 14 2,9 6,1 6,7 7,6 3,2 7,1 7,5 12,1 quản (ngày) c. Sự thay đổi chất chát (polyphenol) Chất chát trong ca cao làm cho nó có vị chát và đắng, chất chát gồm hai nhóm * Chất chát thuỷ phân Là hợp chất mà nhân phenol trong các phân tử của chúng được nối lại bằng các nguyên tử oxy tạo thành hợp chất phức tạp hơn. Những chất này có đặc tính của ete, khi đun nóng với nước hoặc acid loãng chúng tách ra thành hợp chất có phân tử bé hơn và khi tác dụng với muối của ocid sắt cho màu xanh thẫm. * Chất chát ngưng tụ Là hợp chất mà các nhân phenol trong các phân tử của chúng được nối lại bằng các liên kết cacbon. Các chất này không bị thuỷ phân khi đun nóng với acid loãng tạo thành các chất đơn giản. Khi tác dụng với muối của ocid sắt thì nhóm chất này cho màu xanh lục thẫm. Dưới tác dụng của acid mạnh thì chúng bị ngưng tụ tạo ra các flobaphen và nếu bị tác dụng mạnh của kiềm thì các mạch cacbon của chất này có thể bị thuỷ phân. 218 Qua nghiên cứu cho thấy, chất chát trong hạt ca cao sau khi lên men chính là những sản phẩm ngưng tụ của các hợp chất polyphenol. Hàm lượng chất chát trong hạt phụ thuộc vào loại ca cao và chiếm khoảng 3÷6% nhưng sau khi rang còn lại 2÷3%. d. Sự thay đổi chất màu Trong quá trình rang, một phần chất chát tạo thành flobaphen có màu nâu đỏ. Ngoài ra, trong hạt ca cao còn chứa một số nhóm màu khác như anthocyanin. Trong hạt ca cao tươi không lên men hoặc lên men yếu còn có chứa chất màu mang tính chất đặc trưng của anthocyanin có màu tím, hoà tan khá trong rượu, hoà tan yếu trong nước và không hoà tan trong ether, chloroform, benzen. Chất màu này có vị đắng, cay, sắc tố của nó trong môi trường trung tính có màu đỏ tía, trong môi trường acid chuyển sang màu đỏ còn trong môi trường kiềm trở thành màu xanh. Như vậy, trong quá trình rang sự thay đổi chất màu trong hạt không những do sự oxi hoá chất chát mà còn do sự biến đổi của các chất màu có trong thành phần hạt ca cao. Ngoài các biến đổi trên, trong quá trình rang tinh bột không hoà tan chuyển sang dạng hoà tan, một lượng dầu chuyển từ bên trong ra bên ngoài vỏ, ngoài ra hàm lượng chất thơm tăng lên đáng kể. 2.2.4. Thiết bị rang * Máy rang gián đoạn: Kiểu máy rang đơn giản nhất là những nồi rang hình trống, được đốt nóng từ bên ngoài với nguồn cấp nhiệt thường dùng là nhiên liệu rắn như củi hoặc than, khí đốt hay dầu đốt. Máy hoạt động ở chế độ từng mẻ. Hạt được xáo trộn bên trong trống và được truyền nhiệt theo nguyên tắc dẫn truyền. Sau này các máy đã được cải tiến, điển hình là máy rang Siroco, bằng cách cho luồng khí nóng thổi Hình 10.6. Sơ đồ dòng không khí trong thiết bị rang Siroco * Máy rang liên tục Ngày nay các máy rang liên tục ngày càng phát triển và ứng dụng rộng rãi trong sản xuất như máy rang tầng sôi Nguyên lý hoạt động: Lớp hạt chuyển động rơi xuống liên tục thành thác theo trọng lực trong luồng không khí rất nóng nhưng thời gian lưu trữ của hạt trong máy Hình 10.7 : Thiết bị rang ca cao dạng trống rất ngắn nên hạt không bị quá nhiệt. Hạt được rang rất kỹ và đều trong 20÷40 phút ở 100÷1050 C. Hạt vừa rang xong được làm nguội ngay để giữ hương thơm. 219 Các máy rang liên tục tiết kiệm được đáng kể năng lượng tiêu thụ, hạt ít bị vỡ nát và bơ ca cao ít bị chuyển từ mảnh hạt vào vỏ 2.3. Tách vỏ hạt ca cao Trong vỏ hạt ca cao có tới gần 17% chất xơ, còn nhân thì cứng nên khó nghiền. Vì vậy, phải tiến hành đập vỡ hạt ca cao thành các mảnh nhỏ rồi mới tách nhân ra khỏi vỏ. Nghiền bể vỏ và hạt, làm cho vỏ hạt tách rời khỏi phần nhân, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tách vỏ. Hạt được phá vỡ thành các mảnh lớn nhằm tránh hao hụt lượng cacao Tỷ lệ hao hụt: 0,1% khối lượng. Phân ly nhằm tách lớp vỏ cứng và vỏ lụa cùng bụi ra khỏi lớp nhân, do vỏ hạt ca cao có hàm lượng cellulose cao (17%) nên khó tiêu hoá, làm giảm chất lượng của sản phẩm. Sau khi tách vỏ hàm lượng vỏ có trong hạt khoảng 0,5÷2%. Hạt sau khi rang phải qua thời gian làm nguội, để lượng ẩm phân bố đều, vỏ hạt giòn dễ tách. Sau đó chuyển đến thiết bị tách vỏ, bên trong của thiết bị này có dạng hình nón và cơ cấu răng cưa. Hạt tiếp tục qua máy thổi khí để lọai bỏ những hạt gãy và những mảnh bụi và vỏ nhỏ còn sót lại. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách vỏ là: Tính chất cuả hạt, loại hạt, giống, độ đồng đều cuả khối hạt, trạng thái cuả vỏ, độ ẩm cuả hạt, tính năng thiết bị. Bảng 10.2. Thành phần của hạt ca cao sau khi rang Thành phần Vỏ trấu ( %) Nhân (%) Độ ẩm 3,8 2,7 Protein 13,1 12,1 Cafein 0,1 0,4 Theobromin 1,3 1,0 Lipit 3,4 50,1 Tinh bột 2,8 9,1 Xenluloza 16,7 2,6 - 19,6 8,1 3,3 Chất không chứa Nitơ Tro 220 * Phương pháp tiến hành: Để đập vỡ hạt ca cao người ta dùng máy đập, thường dùng là máy nghiền búa. Sau đó, cho khối hạt thô qua sàng kiểu khung rây để phân loại hạt theo kích thước và cuối cùng cho qua máy quạt gió để tách riêng vỏ và nhân. * Nguyên lý của khung rây: Khung rây thường được chia làm 7 lớp có kích thước tăng dần theo dòng chảy của hỗn hợp là 0,75; 1,5; 3; 4,5; 6; 7; 8mm. Do đó, những phần có kích thước lớn hơn 8mm sẽ chuyển đến đoạn cuối của rây rồi rơi vào máy riêng. Nhờ vít tải chuyển trở về gầu tải để đưa lại máy đập. Sau khi qua khung rây chia hỗn hợp nhân và vỏ ra thành từng loại có kích thước như Hình 10.8. Máy rây hạt ca cao trên, từng phần một sẽ rơi vào thùng gió để tách nhân và vỏ riêng nhau ra. Thùng gió làm việc theo nguyên tắc sau Hỗn hợp được chuyển từ ngăn cao nhất xuống ngăn thấp nhất cho đến máng nghiêng đưa liệu ra ngoài. Không khí từ ngoài thổi vào với tốc độ sao cho nó chỉ cuốn theo vỏ mà không lẫn nhân. Tốc độ của không khí được điều chỉnh bằng cách nâng hoặc hạ cửa gió. Không khí từ thùng gió cuốn theo vỏ và một ít mảnh, nhân nhỏ chuyển vào máng. Ở đây tốc độ của không khí giảm vì tiết diện tăng làm cho các mảnh nhân nhỏ lắng xuống đáy và ra cửa rồi nhờ vít tải đưa ra ngoài. Tỷ lệ của từng thành phần trong máy thu được thể hiện ở bảng 10.3 Các bột thô có chất lượng đạt yêu cầu được đưa đi sản xuất tiếp theo. Bảng 10.3. Tỷ lệ của từng thành phần sau khi rây Cấu tử Kích thước lỗ rây (mm) Tỷ lệ của từng phần (%) Hàm lượng chung (%) Tỷ lệ vỏ (%) 1. 0,75 5,074 5,032 2. 1,50 2,272 1,262 3. 3,00 7,608 1,338 4. 4,50 19,412 0,972 5. 6,00 28,242 1,162 6. 7,00 33,100 2,420 7. 8,00 4,292 0,622 221 2.4. Nghiền bột thô 2.4.1. Mục đích, yêu cầu của quá trình nghiền Mục đích của công đoạn nghiền bột thô là chuyển bột thô thành khối bột sền sệt ta gọi là khối ca cao. Nhiệm vụ của giai đoạn nghiền là phá vỡ các tế bào của hạt để giải phóng các chất có trong đó nhất là dầu ca cao. Như vây, nghiền càng kỹ thì tế bào nguyên dạng còn lại càng ít, đồng thời lượng dầu ca cao giải phóng ra càng nhiều và kích thước bột càng bé. Tuy nhiên, tuỳ theo mục đích sử dụng mà yêu cầu độ mịn của nghiền bột khác nhau. Để sản xuất bột ca cao thì cần nghiền bột mịn còn để sản xuất chocolate thì chỉ cần nghiền bột thô. Khi nghiền bột thô, do ma sát làm cho nhiệt độ của khối bột ca cao tăng lên đến quá 32°C, ở nhiệt độ này dầu ca cao bị chảy lỏng nên quá trình nghiền sẽ không thể đạt được đến độ mịn theo yêu cầu hoặc thậm trí không thể nghiền được. Vì vậy, trong quá trình nghiền bột thô phải khống chế nhiệt độ của khối bột không quá 32°C. 2.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền Bảng 10.4. Ảnh hưởng bởi độ ẩm của bột thô đến độ nhớt của nó Độ ẩm (%) Độ nhớt 2,53 1,0 3,65 1,4÷1,5 4,90 2,2 Bảng 10.5. Thành phần hóa học của khối ca cao Thành phần Hàm lượng (%) Thành phần Hàm lượng (%) Nước 2,0 Tinh bột 6,2 Lipid 55,0 Pentozan 1,5 Protein 10,8 Chất chát 6,0 Theobromin 1,5 Acid hữu cơ 2,5 Đường 1,0 Tro 2,7 Cenlullozase 2,7 Chất không chứa nitơ 7,7 a. Nhiệt độ Trong thời gian nghiền, do ma sát nên khối ca cao bị nóng lên đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của dầu ca cao, cho nên khối ca cao sau khi nghiền có dạng sền sệt. Như vây, khối ca cao nghiền (trong đó có gần 55% là dầu ca cao) ở dạng 222 huyền phù mà dầu ca cao là pha loãng còn pha rắn là protid và tinh bột (hay bột ca cao). Nhiệt độ càng cao độ nóng chảy của khối ca cao càng lớn dẫn đến khó nghiền. b. Độ ẩm của bột thô Độ ẩm của bột thô có ảnh hưởng đáng kể đến mức độ nghiền khối ca cao và độ nhớt của nó. Nếu độ ẩm của bột thô cao thì độ giòn của nó giảm do đó khó nghiền bột đến kích thước cần thiết. Như vây, độ ẩm của bột thô cần giữ khoảng 22,5%. Qua nghiên cứu, người ta cho rằng độ ẩm của bột thô có ảnh hưởng đến độ nhớt như ở bảng 10.4. Độ nhớt của khối ca cao có ảnh hưởng đến quá trình sản xuất cũng như chất lượng của sản phẩm. 2.4.3. Phương pháp nghiền bột thô Để biến đổi hạt cacao thành dạng bột mịn (được gọi là ca cao lỏng), hạt phải qua quá trình nghiền và nấu chảy. Máy nghiền có các cặp trục gắn trên đĩa thép. Quá trình này tạo ra đủ độ ma sát và nhiệt để làm nát, hóa lỏng hạt ca cao thành dạng bột. Khối ca cao lỏng sau khi nghiền và nấu chảy được bơm vào thùng chứa. Bột ca cao sau khi nghiền có thể dùng để sản xuất bơ ca cao, bột ca cao, chocolate... Để nghiền bột thô người ta có thể sử dụng cối nghiền, máy nghiền đĩa hoặc máy nghiền trục. Cối nghiền đơn giản, dễ thực hiện nhưng thủ công, năng suất thấp và chất lượng không cao. Còn máy nghiền đĩa có nhược điểm là độ mịn của khối ca cao không được tốt. Do đó, người ta thường sử dụng máy nghiền trục để nghiền bột thô. Đặc điểm cấu tạo của máy nghiền trục như trên hình 10.9 Gồm hệ thống 8 trục nghiền và 1 trục tiếp liệu, tốc độ của trục trước bé hơn tốc độ của trục sau, nhờ đó các ứng lực xé sẽ xuất hiện trong các hạt nằm giữa khe hở của các trục. . Bột thô vào Nguyên tắc làm việc của máy nghiền trục như sau 1 2 3 1. Trục tiếp liệu 2. Nam châm tách sắt 3. Đôi trục răng khía nghiền sơ bộ 4. Đôi trục nhẵn 5. Trục răng khía 6,7,8. Trục nhẵn cùng đường kính Trục tiếp liệu (1) nhận nguyên 4 liệu từ phễu đưa nó qua nam châm (2) 5 rồi xuống cặp trục nghiền răng khía (3), tại đây bột thô được nghiền sơ bộ, sau đó được chuyển tới bề mặt cặp trục thứ 6 8 hai. Hệ trục này gồm 1 trục răng khía 7 (5) và 2 trục nhẵn (4) có đường kính mỗi trục là 200mm, cuối cùng sản Hình 10.9. Máy nghiền trục phẩm qua hệ trục nghiền mịn gồm 3 trục nhẵn (6), (7), (8) có đường kính mỗi trục là 400mm. Dưới tác dụng của ma sát, nhiệt độ của khối ca cao tăng tới 32÷360C và chuyển thành khối sền sệt rồi được chuyển vào thùng chứa có vỏ giữ nhiệt. Trong thùng có một trục nằm ngang có gắn các cánh khuấy, mục đích của cách khuấy là không để pha 223 rắn của khối ca cao bị lắng xuống. Từ đây, nhờ bơm vào thùng chứa thứ hai có vỏ đốt nóng và có cánh khuấy. Trước khi sử dụng sản phẩm cần cho qua rây để tách các tạp chất có thể rơi vào. Hình 10.10. Máy nghiền bi Hình 10.11. Cơ cấu nghiền Để tránh hiện tượng nhiệt độ của khối ca cao tăng lên do ma sát ta cần phải làm các trục rỗng và có các ống dẫn nước lạnh vào trong ống để làm mát. Cần theo dõi nhiệt độ và lượng nước vào nghĩa là phải tính toán sao cho nhiệt độ của khối ca cao không vượt quá 32÷340C. Ta chỉ cần làm lạnh 3 đôi sau còn đôi trục đầu không cần làm lạnh. Tốc độ của các bộ trục tăng dần, tốc độ của bộ trục đầu là 50vòng/phút và các bộ trục sau có tốc độ tăng dần đạt tới 320vòng/phút. Máy này có ưu điểm là bề mặt trục phẳng nên tránh được hiện tượng vỡ bề mặt trục nghiền nhưng có nhược điểm là do tốc độ của các trục chênh lệch nhau khá lớn nên độ mịn của khối ca cao không đồng nhất. Ngoài ra, người ta còn sử dụng máy nghiền bi (nghiền hành tinh) như trên hình 10.10, 10.11, 10.12, cho chất lượng ca cao rất tốt, độ mịn có thể đạt tới vài µm. Hình 10.12. Cối và bi nghiền 2.5. Kiềm hóa 2.5.1. Mục đích công nghệ - Hoàn thiện: trong quy trình xử lý ca cao nhân sau thu hoạch có quá trình lên men để tách lớp vở nhầy ra khỏi hạt. Trong quá trình lên men đó, có sự hình thành nên các acid hữu cơ, đặc biệt là acid lactid và acid acetid. Acid acetid bị bay hơi đáng kể trong quá trình phơi sấy, còn acid lactid thì vẫn còn lưu lại trong nhân. Hàm lượng 224 acid cao sẽ làm cho sản phẩm bị chua, làm giảm chất lượng cảm quan của sản phẩm. Quá trình kiềm hoá sẽ trung hoà các acid này, làm giảm vị chua của sản phẩm. Bên cạnh đó, quá trình kiềm hoá còn góp phần tạo ra các hợp chất tiền hương cho ca cao, góp phần nâng cao chất lượng cảm quan của sản phẩm. - Chuẩn bị: khi hạt ca cao được kiềm hoá, một số thành phần tạo cấu trúc của hạt ca cao bị biến đổi, làm hạt ca cao mềm và xốp hơn. Do đó, quá trình ép bơ và nghiền được thực hiện dễ dàng hơn. 2.5.2. Các biến đổi của nguyên liệu a. Biến đổi vật lý Khi kiềm hoá ca cao mảnh, các thành phần tạo cấu trúc, đặc biệt là các polysaccharide sẽ bị thuỷ phân. Khi đó, cấu trúc của hạt ca cao sẽ trở nên xốp hơn. Bên cạnh đó, do các phản ứng ngưng tụ của các hợp chất phenol, màu sắc của ca cao sẽ trở nên sậm hơn, góp phần tạo màu đen đặc trưng cho sản phẩm bột ca cao sau này. Trong trường hợp kiểm tra ca cao khối, độ nhớt của khối ca cao sẽ giảm do nhiệt độ tăng. b. Biến đổi hoá lý Như đã trình bảy ở trên, nhiệt độ nóng chảy của các tinh thể lipid có trong ca cao cao nhất là 370C. Nhiệt độ của quá trình kiểm tra cao hơn nhiệt độ này rất nhiều. Do đó, trong quá trình kiềm hoá, các tinh thể bơ ca cao sẽ hoá lỏng. Dưới tác dụng của nhiệt độ, nước trong khối ca cao sẽ bay hơi, làm cho hàm lượng ẩm trong ca cao sẽ giảm xuống. c. Biến đổi hoá học Trong quá trình kiềm hoá, sự trung hoà các acid là biến đổi quan trọng nhất. Theo đó, quá trình kiềm hoá được xem là đạt yêu cầu khi pH của ca cao đạt giá trị trung tính. Bên cạnh phản ứng trung hoà, dưới tác dụng của hợp chất kiềm, các phản ứng thuỷ phân sẽ diễn ra như thuỷ phân lipid, thuỷ phân protein, thuỷ phân polysaccharide. Các phản ứng này góp phần cung cấp các cấu tử tiền hương cho nguyên liệu ca cao. Ngoài ra, dưới tác dụng của nhiệt độ và tác nhân kiềm hoá, các phản ứng ngưng tụ của các hợp chất polyphenol và phản ứng Maillard cũng diễn ra. Các sản phẩm của những phản ứng này góp phần tạo màu sắc và mùi vị đặc trưng của sản phẩm bột ca cao. 2.5.3. Phương pháp thực hiện, thiết bị và thông số công nghệ Hiện nay, quá trình kiềm hoá ca cao thường được thực hiện gián đoạn, sử dụng các tank hình trụ đáy côn, có trang bị vỏ áo để gia nhiệt. Trong thiết bị kiềm hoá cần lưu ý cấu tạo của cánh khuấy, đảm bảo sao cho khối ca cao được khuấy trộn đều với dung dịch kiềm. Cánh khuấy thường được sử dụng là cánh khuấy dạng trục vít. 225 Tác nhân kiềm hoá: trong quá trình kiềm hoá cao cao, người ta thường dùng các loại hoá chất có bản chất kiềm hoá K2 CO3, Na2CO3, KOH, Ca (OH)2... Các chất thường được pha thành dung dịch và bổ sung vào ca cao. Nồng độ của dung dịch càng loãng thì càng dễ phân bố đều trong ca cao nhưng lại làm tăng lượng ẩm trong ca cao, ảnh hưởng không tốt đến chất lượng của sản phẩm bột ca cao. Thông thường, hàm lượng tác nhân kiềm hoá sử dụng càng nhiều thì màu của khối ca cao càng sậm vì các phản ứng Maillard và ngưng tụ polyphenol diễn ra càng mạnh. Nhiệt độ kiềm hoá càng cao thì quá trình khuếch tán của các nhân kiềm hoá vào khối ca cao và các phẩn ứng hoá học diễn ra càng giảm càng nhanh. Ngoài ra, nhiệt độ càng cao thì hàm lượng ẩm của hạt ca cao giảm nhiều, đảm bảo cho quá trình nghiền và quá trình rang tiếp theo sẽ diễn ra càng thuận lợi. Tuy nhiên, nhiệt độ càng cao thì các phản ứng tạo hương diễn ra càng mạnh; sau đó, đến quá trình rang, hương tạo thành sẽ bị tổn thất, làm giảm chất lượng cảm quan của ca cao thành phẩm. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình kiềm hoá ca cao mảnh là 80÷850C, cho ca cao khối là 110÷1150C. Thời gian của quá trình kiềm hoá phụ thuộc vào nhiệt độ của quá trình. Thông thường, thời gian của quá trình kiềm hoá dài khoảng 45÷60 phút. 2.6. Tách bơ ca cao 2.6.1. Mục đích Ca cao sau khi rang và kiềm hóa sẽ được ép để thu hồi chất béo nhằm hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong bột ca cao thành phẩm. Đối với sản phẩm bột ca cao, hàm lượng chất béo thường thấp hơn so với hàm lượng chất béo có trong nguyên liệu. Người ta phân bột ca cao sau khi tách bơ làm 3 loại như sau: + Loại bột có hàm lượng chất béo thấp nếu có ≥ 90% bơ được tách ra. + Loại bột có hàm lượng chất béo trung bình nếu có ≥ 78% bơ được tách ra. + Loại bột có hàm lượng chất béo cao nếu có < 78% bơ được tách ra. Quá trình tách bơ nhằm làm giảm hàm lượng chất béo trong ca cao phù hợp với yêu cầu sử dụng và thuận lợi cho quá trình bảo quản, hạn chế hiện tượng oxi hoá chất béo xảy ra làm ôi khét bột ca cao dẫn đến giảm chất lượng. 2.6.2. Phương pháp tách bơ Để tách bơ ca cao, người ta có thể sử dụng phương pháp ép sử dụng máy ép vít hoặc máy ép thuỷ lực, ly tâm hoặc dùng dung môi để trích ly. Tuy nhiên, phương pháp tách bơ cho hiệu quả nhất vẫn là ép, còn phương pháp trích ly chỉ sử dụng khi cần tách triệt để lượng bơ trong ca cao. 226 Trong quá trình ép bơ ca cao, có hai loại thiết bị ép thường được sử dụng là thiết bị ép thuỷ lực và thiết bị ép trục vít Thiết bị ép thuỷ lực thường được sử dụng để sản xuất bột ca cao có hàm lượng béo cao và ép ca cao đã được hoá lỏng. Thiết bị ép trục vít thường được sử dụng để sản xuất bột ca cao có hàm lượng béo thấp và ép ca cao dạng vật liệu rời. Bột ca cao khi được sản xuất bằng thiết bị ép trục vít có thể đạt hàm lượng chất béo thấp hơn 8%. * Các thông số công nghệ của quá trình ép - Kích thước của nguyên liệu đóng vai trò quan trọng. Kích thước nguyên liệu ca cao càng lớn thì hiệu suất ép càng thấp. - Nhiệt độ của ca cao: trong quá trình ép bơ, nhiệt độ càng cao thì hiệu suất ép càng tăng vì ở nhiệt độ cao, chất béo sẽ chuyển sang trạng thái lỏng và dễ khuếch tán ra ngoài. Thông thường thì ca cao không cần phải gia nhiệt trước khi ép mà ca cao khi nghiền sẽ được đem đi ép ngay. - Áp lực ép: áp lực ép càng cao thì hiệu suất ép càng cao. Áp lực trong quá trình ép phụ thuộc vào từng loại thiết bị cụ thể. 2.7. Nghiền bánh ca cao Sau quá trình ép thuỷ lực để loại bớt bơ ca cao, các hạt ca cao và chất béo còn lại sẽ liên kết với nhau rất chặt tạo thành khối gọi là bánh ca cao (cocoa cake). Quá trình nghiền sẽ giảm kích thước để thu được bột ca cao thành phẩm. 2.7.1. Các biến đổi của nguyên liệu - Vật lý: bánh ca cao sẽ bị nghiền thành dạng hạt có kích thước nhoẻ hơn. - Hoá học: một số glyceride có trong bơ ca cao bị chảy lỏng và bị oxy hoá tạo ra những màu sắc không mong muốn cho bột ca cao. 2.7.2. Phương pháp thực hiện, thiết bị và thông số công nghệ của quá trình nghiền Bánh ca cao sau khi ép sẽ được đưa vào máy nghiền qua phễu nhập liệu, bánh ca cao sẽ được đưa vào buồng nghiền nhờ vít tải nhập liệu dạng xoắn ốc và chúng sẽ bị 227 nghiền nhờ tác động va đập của búa nghiền vào hạt và sự chà xát hạt giữa búa và thành máy nghiền. Hạt ca cao sau khi nghiền nếu kích thước nhở hơn lỗ rây thì sẽ thoát ra ngoài qua cửa tháo liệu. Thường thì nhiệt độ của bánh ca cao nhập liệu dao động trong khoảng 43÷450C, bột ca cao sau khi ra khỏi máy nghiền có nhiệt độ trong khoảng 21÷240C. Sau khi nghiền, 98% bột ca cao sẽ qua được rây 400 mesh (0,038mm). Rây phân loại sản phẩm: Sản phẩm sau quá trình nghiền bánh ca cao là hỗn hợp các hạt có hình dạng và kích thước khác nhau. Quá trình rây nhằm phân chia sản phẩm bột nghiền theo kích thước. Bột ca cao sau khi nghiền sẽ được cho qua thiết bị rây gồm nhiều cấp, tuỳ thuộc vào yêu cầu về sản phẩm của các doanh nghiệp. Những rung động lên xuống và chuyển động xoay xung quanh trục của rây sẽ làm tăng tốc độ rây và ngăn cản sự tắc nghẽn lỗ rây. 2. 8. Bao gói và bảo quản bột ca cao, bơ ca cao Bột ca cao có khả năng hút ẩm từ môi trường nên làm biến đổi chất lượng của bột. Vì vậy, để bảo quản bột ca cao, đặc biệt trong điều kiện thời tiết ẩm ta phải tiến hành bao gói bột ngay. Sau khi công đoạn xay được tiến hành xong thi bột cacao được đưa đến thiết bị đóng gói. Tại đây, tùy thuộc vào mục đích sử dụng của bột cacao mà sẽ được vào gói theo những khối lượng khác nhau. Đối với bột cacao dùng trong các qui trình công nghệ thì thường được đóng bao 25 kg. Đối với bột cacao phục vụ tiêu dùng thì được đóng bao với nhiều khối lượng khác nhau (100÷1000g) và sau đó được đóng hộp hoặc không. Có các quy định về bao bì dùng trong quá trình bao gói. Chất liệu được sử dụng làm bao bì sản phẩm là: giấy, sáp ong, giấy có phủ PE, PE, PP, hoặc hợp chất giữa PE và PP, giấy nhôm và hộp làm bằng đay. Còn bơ ca cao cũng phải được bảo quản trong các loại bao bì thích hợp như thùng thiếc, bao bì hỗn hợp để duy trì chất lượng của bơ. Bột ca cao chủ yếu được dùng trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo, còn bơ ca cao chủ yếu được dùng trong công nghiệp sản xuất chocolate. 228 3. TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG BỘT CA CAO, BƠ CA CAO 3.1. Tiêu chuẩn chất lượng bột ca cao 3.1.1. Các sản phẩm bột ca cao Sản phẩm bột cacao của quy trình trên có tên thương mại là "bột ca cao lạt" (Unsweetened Cocoa Powder). Sản phẩm này tiếp tục được phân phối, cung cấp và làm nguyên liệu cho các ngành công nghệ thực phẩm khác, đặc biệt là đối với các ngành công nghệ sản xuất Bánh - Kẹo - Chocolate, bột cacao đóng vai trò là nguyên liệu rất cần thiết, không thể thiếu được. Nhìn chung, khi khảo sát các sản phẩm bột cacao có trên thị trường trong nước và thế giới, ta có thể phân loại thành nhóm các sản phẩm như sau: * Dựa theo thành phần hoá học: - Cacao giàu béo (high fat cocoa powder): ≥ 22% chất béo - Cacao độ béo trung bình (medium fat cocoa powder) : 12÷22% chất béo - Cacao ít béo (lơ fat cocoa powder) : 10÷12% chất béo. * Dựa theo kích cỡ, hình dạng: - Bột cacao (cocoa powder) - Bánh cacao mảnh (kibbke cocoa cake) - Cacao đóng bánh (cocoa press cake) * Dựa theo màu sắc: - Đỏ vừa (mid-red) - Đỏ dịu (mild-red) - Đỏ nâu (reddisd brown) - Nâu sáng (light brown) - Nâu vừa (mid-brown) - Nâu vàng (yellow brown) - Nâu xám (gray brown) Hình 10.15 : Các màu của bột ca cao - Nâu đen (dark brown) * Dựa theo hương vị: - Hương vị tự nhiên của cacao - Hương vị đắng Hương vị truyền thống đặc trưng của từng vùng trồng trọt và chế biến cacao (Anh, Pháp, Bỉ, Hà Lan, Đan Mạh, Tây Phi, Nam Mỹ, Châu Á...) - Dựa theo yếu tố khác: 229 Cacao tự nhiên chưa kiềm hoá (Nutural Cocoa) Cacao đã kiềm hoá (Dutch Cocoa, Alkakised Cocoa) 3.1.2. Tiêu chuẩn chất lượng bột ca cao Bột ca cao thành phẩm có chất lượng phụ thuộc vào nguyên liệu, công nghệ sản xuất và yêu cầu đặt ra của nhà sản xuất (về màu sắc, hương vị, hàm lượng bơ ca cao...). Để đánh giá chất lượng bột ca cao (bột ca cao được sử dụng trực tiếp hoặc là nguyên liệu cho sản phẩm khác), người ta thường dựa vào các chỉ tiêu sau: - Hàm lượng chất béo - Độ ẩm - Hàm lượng acid - Hàm lượng tạp chất (thuộc diệt cỏ, kim loại nặng...) - Các chỉ tiêu về vi sinh vật - Các chỉ tiêu về cảm quan Bảng 10.6 cho biết một số tiêu chuẩn về chất lượng của bột ca cao. Đây là những giá trị đã được chấp nhận. Tuy nhiên các giá trị khác có thể được thêm vào tùy thuộc nhà cung cấp hoặc yêu cầu đặc biệt của khách hàng. Bảng 10.6. Một số tiêu chuẩn chất lượng của bột ca cao (Theo Cargill Cocoa, 2007) Thông số Giá trị Ghi chú 10÷24% Tùy thuộc loại bột ca cao pH 5÷8.2 Tùy thuộc loại bột ca cao Độ ẩm tối đa 4.5% Hàm lượng chất béo Độ mịn Tối thiểu 99.8% qua sàng Màu Phù hợp tiêu chuẩn Hương Phù hợp tiêu chuẩn Chất gây ô nhiễm Theo tiêu chuẩn EU Tổng số vi sinh vật Tối đa 5000 cfu/g Trong đó - Enterobacteriaceae Không có /1g - E. coli Không có/1g - Salmonella Không có/750 g 230 Lỗ sàng 75 µm Về ô nhiễm thuốc trừ sâu và kim loại nặng 3.2. Tiêu chuẩn chất lượng bơ ca cao Bơ ca cao được đánh giá dựa trên một số chỉ tiêu chất lượng chính như sau: Bảng 10.7 .Một số tiêu chuẩn của bơ ca cao Stt Tên chỉ tiêu chất lượng Tiêu chuẩn 1 Chỉ số acid 2 Chỉ số xà phòng hóa 3 Chỉ số iod 32÷42 4 Chỉ số kết tinh 45÷50 5 Tỷ trọng 6 Thành phần chất béo 320C. Một số quốc gia quy định rằng trong sản xuất chocolate không được sử dụng chất béo thực vật khác ngoài bơ cao cao. - Chất tạo vị ngọt: Vai trò của chất tạo vị ngọt trong sản xuất chocolate là góp phần tạo ra tính chất cảm quan đặc trưng cho chocolate (mùi, vị, cấu trúc), cung cấp năng lượng cho sản phẩm. Hiện nay, có nhiều loại chất tạo vị ngọt được sử dụng trong sản xuất chocolate. Dưới đây, một số loại chất tạo vị ngọt thông dụng: + Đường saccharose: đường saccharose là chất tạo vị ngọt được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất chocotate. Trong chocolate, saccharose có thể tồn tại ở dạng tinh 235 thể. Do đó, nếu kích thước các tinh thể đường quá to, người sử dụng có thể cảm nhận được chúng; khi đó, tính chất cảm quan của chocolate sẽ bị giảm đi đáng kể. Thông thường, kích thước mong muốn của tinh thể saccharose trong chocolate nên nhỏ hơn 30µm. Trong quá trình chế biến, sau khi đã nhào trộn để nghiền tinh thể đường đạt đến trạng thái theo yêu cầu sẽ tốn nhiều năng lượng và thời gian. Nhưng cũng không thể nghiền đường saccharose đến kích thước như trên rồi nhào trộn vì như thế, đường saccharose ở trạng thái vô định hình sẽ không được tạo thành, ảnh hưởng đến tính chất cảm quan, đặc biệt là về hương của sản phẩm. Ngoài ra, cần chú ý đến hiện tượng tái kết tinh trong quá trình bảo quản sản phẩm, sẽ gây nên hiện tượng nở hoa, làm giảm độ bóng mịn của bề mặt chocolate, làm giảm giá trị cảm quan của phẩm. Thương thường, đường dùng trong sản xuất chocolate là đường tinh luyện (refined extra - RE), có hàm lượng đường saccharose không thấp hơn 99,9%, hàm ẩm nhỏ hơn 0,06%, đường nghịch đảo không vượt quá 0,04%. Kích thước thông thường của tinh thể đường là 0,5÷1,25mm, một số sản phẩm chocolate đòi hỏi đường saccharose phải có kích thước xấp xỉ 0,2mm. Trên hình 11.3 là sơ đồ hoạt động của máy xay đường và sữa. Đường và sữa hạt khô đưa vào máy qua van cấp liệu (1) vào đĩa xay (4). Đĩa này quay với tốc độ vài ngàn vòng một phút có gắn các búa đập băng kim loại phá vỡ các hạt. Không khí được thổi vào ở cửa (6), ra ở cửa (5) thông qua bộ phận phân loại (2), ở đây các hạt nhỏ được kéo đi, các hạt còn lớn quay trở lại để xay đến khi nào đủ nhỏ để đi qua hệ thống phân loại. 1.Van cấp liệu 2. Bộ phận phân loại 3. Búa đập 4. Đĩa xay 5. Đầu ra túi lọc 6. Cửa không khí vào Hình 11.3. Sơ đồ hoạt động của máy xay nghiền + Glucose: hiện nay, glucose cũng được sử dụng trong sản xuất chocolate nhưng không phổ biến vì đường glucose không tạo ra vị ngọt đặc trưng như saccharose. Nếu có sử dụng, đường glucose phải ở dạng tinh thể chứ không sử dụng dạng syrup. + Frutose: frutose được sử dụng để sản xuất các sản phẩm chocolate dành cho người ăn kiêng. Tuy nhiên, khi dùng frutose cần chú ý là quá trình xử lý nhiệt (conching) không nên thực hiện ở nhiệt độ cao trên 40oC vì như thế sẽ rất dễ thúc đẩy các phản ứng Maillard và caramel hoá. 236 Ngoài ra, một số chất tạo ngọt khác cũng được sử dụng như các polyol, tagatose, ismaltulose... Các chất này được bổ sung vào chocolate nhằm tạo ra các tính chất cảm quan đặc trưng cho sản phẩm và thường được sử dụng một lượng tương đối nhỏ hơn so với đường saccharose. - Sữa: Trong sản xuất chocolate sữa, sữa là một thành phần quan trọng. Sữa và các sản phẩm từ sữa được sử dụng trong sản xuất chocolate sữa bao gồm sữa bột gầy, sữa nguyên kem, sữa giàu béo, bột whey, chất béo khan từ sữa (Anhydrous Milk Fat AFM). Mục đích bổ sung các nguyên liệu này vào chocolate là nhằm thay đổi tính chất cấu trúc của chocolate, góp phần tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm chocolate (mùi, vị) và làm tăng thêm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Khi sử dụng các nguyên liệu này, ngoài các chỉ tiêu về an toàn thực phẩm thì hàm ẩm là thông số được quan tâm nhiều nhất. Các nguyên liệu này có độ ẩm càng thấp càng tốt. - Các phụ gia Ngoài các thành phần cơ bản nói trên, trong sản xuất chocolate, một số phụ gia sau đây cũng được sử dụng: - Chất tạo nhũ: trong sản xuất chocolate, thường sử dụng chất tạo nhũ, đặc biệt là lecithin, nhằm tạo điều kiện cho sự phân bố của các cấu tử ưa nước (protein, đường...) vào pha liên tục là chất béo được thuận lợi. Hàm lượng chất tạo nhũ thường không vượt quá 0,5% tổng khối lượng nguyên liệu. - Các chất tạo hương: chúng được sử dụng để tạo ra các sản phẩm chocolate có các tính chất đặc trưng về hương. Hương liệu thường được sử dụng nhất là vanillin. Hàm lượng sử dụng tuỳ thuộc vào cường độ hương mà nhà sản xuất mong muốn. 2.2.3. Nghiền mịn * Mục đích Phải nghiền mịn hạt ca cao, đường và sữa bột để lưỡi không phát hiện được độ thô nhám. Kích thước thực tế phụ thuộc vào loại chocolate sản xuất và thị trường tiêu thụ loại chocolate đó, nhưng nói chung kích thước phần lớn các hạt phải dưới 40µ. * Yêu cầu kỹ thuật Để đạt được độ mịn như trên thường phải dùng máy nghiền 5 trục. Các thành phần của chocolate phải ở dạng bột nhão mới có thể nghiền được. Khối chocolate đưa vào nghiền có nhiệt độ 40÷480C, hàm lượng dầu 25÷27%, ra khỏi máy nghiền khối chocolate ở dạng bột. Như vậy trong quá trình nghiền có sự thay đổi độ đặc từ dạng sệt trở thành dạng bột, nguyên nhân là do bơ cacao trong khối chocolate phân bố không đầy đủ trên tất cả các bề mặt tinh thể của pha rắn. Muốn khối chocolate có đủ độ đặc để nghiền tiếp lần thứ 2 sau khi nghiền lần thứ nhất, đưa nó vào máy trộn với 3÷4% bơ ca cao, thời gian trộn 10÷20 phút, khe hở giữa các trục ở lần nghiền thứ 2 bé hơn lần nghiền thứ nhất. 237 Hình 11.4. Máy nghiền 5 trục và sơ đồ nguyên lý làm việc 1.Trục truyền lực; 2.Màng chocolate; 3. Cửa tiếp liệu; 4.trục tiếp liệu; 5.Trục cố định; 6. Tấm gạt chocolate Độ mịn của chocolate tỉ lệ nghịch vào năng suất máy, năng suất máy cao thì độ mịn kém. Hàm lượng bơ ca cao càng thấp thì độ quánh của khối chocolate cao, do đó các trục nghiền sẽ chuyển được khối dày chocolate qua các trục tiếp theo vì vậy năng suất máy tăng, nếu tăng lượng bơ ca cao thì năng suất máy giảm. 2.2.4. Đảo trộn nhiệt * Mục đích Quá trình đảo hay thường gọi là nhào xoắn ốc nhằm làm mất đi những hương vị khó chịu và phát triển những hương vị tốt lành. Tác dụng của khâu đảo trộn nhiệt là làm giảm kích thước các tiểu phần, giải phóng chất bơ và tăng tính mịn dịu cho chocolate. Đồng thời quá trình này làm cho bột thật nhuyễn, hạ bớt độ ẩm. Trong quá trình đảo trộn, do ở nhiệt độ cao trong thời gian kéo dài nên còn xảy ra một loạt các phản ứng hoá học. Quan trọng nhất là phản ứng Melanoidine giữa acidamin và đường khử làm hương vị chocolate tăng lên rõ rệt, loại bớt một số acid dễ bay hơi có mùi khó chịu như acid acetid và giúp cho các chất tanin chuyển hoá, chất màu bị oxi hóa từ đó tạo giá trị cảm quan tốt hơn. * Yêu cầu kỹ thuật Đảo là một trong những khâu quan trọng nhất trong sản xuất chocolate. Phẩm chất sản phẩm lệ thuộc phần lớn vào khâu này về mặt hương vị cũng như về mặt kết cấu. Phẩm chất và giá cả của sản phẩm phụ thuộc vào thời gian đảo trộn. Đối với sản phẩm kẹo chocolate cần đảo trong thời gian từ 48÷72 giờ, nhiệt độ cho vào máy là 45÷500C, nhiệt độ nếu cao quá sẽ làm thay đổi chất lượng sữa. 238 Sau khi đảo khối chocolate có sự thay đổi độ nhớt, độ ẩm, màu sắc và cấu trúc nên phẩm chất của nó tăng lên. Bổ sung thêm hương được thực hiện cuối giai đoạn này. Để giảm độ nhớt của khối chocolate có thể : + Tăng hàm lượng bơ trong khối chocolate. + Dùng lecitin đưa vào khối chocolate với vai trò là chất pha loãng có nghĩa là giảm độ nhớt của chocolate. Lecitin có bề mặt hoạt động cao có khả năng tạo ra những lớp bảo vệ mỏng trên bề mặt ranh giới của hai pha vì vậy sử dụng làm chất nhũ hoá. Hàm lượng đưa vào khối chocolate vào khoảng 0.3÷0.4% (không quá 0,5%) Hinh 11.5. Máy đảo chocolate Thùng trộn chocolate gồm hai lớp: Lớp trong chứa hỗn hợp chocolate và có các cánh khuấy để đảo trộn. Lớp bên ngoài là lớp cách nhiệt. Nước sẽ được cung cấp vào giữa hai lớp này. Trên gần miệng thùng có ống chảy tràn. Bên ngoài là hệ thống điều khiển . 2.2.5. Điều hoà khối chocolate *. Mục đích: Điều hoà hay còn gọi là đông kết, đó là kỹ thuật kết tinh có kiểm soát cần thiết để tạo ra thể rắn bền vững nhất của bơ cacao trong thành phẩm để có thể chế biến, sử dụng chocolate một cách hiệu quả. Do yêu cầu của chocolate phải có độ bóng mịn, có mùi thơm đặt trưng và phải đông đặc khi làm nguội. Vì vậy người ta đã nghiên cứu và tìm ra biện pháp để tạo ra khối chocolate hoàn chỉnh nhất đó là máy đông kết chocolate (tempering).Khi qua máy này, khối chocolate được làm ấm và làm nguội nhiều lần và sẽ kích thích các phân tử chất béo sắp xếp lại một trật tự nhất định. Khi sử dụng máy tempering, khả năng nghiền nhỏ hạt giảm từ 110% xuống còn 15%. Bộ phận chính của thiết bị này là vùng thay đổi nhiệt độ ,với ba vùng nhiệt độ khác nhau. 239 Nhiệt độ của mỗi vùng được cung cấp từ những bơm khác nhau tương ứng với mỗi nhiệt độ khác nhau. Trước khi thực hiện quá trình cần làm vệ sinh thết bị theo đúng yêu cầu kỹ thuật. Khối bột chocolate từ thùng chứa được bơm sang vùng làm ấm và làm lạnh. Tại đó, khối bột chocolate được chuyển qua các vùng có nhiệt độ khác nhau. Sau khi ra khỏi thiết bị này, chocolate được chuyển đến một bể khác nhờ bơm lưu thông và tiếp tục tuần hoàn trở lại thùng chứa. Quá trình kết thúc sau khoảng thời gian nhất định, khi khối chocolate hoàn chỉnh nhất theo yêu cầu công nghệ. Hình 11.6. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy đông kết chocolate 1.Thùng chứa sôcôla 2.Bơm chocolate 3.Đồng hồ đo nhiệt độ chocolate 4.Bộ phận tạo nhiệt 5.Lớp cách nhiệt 6.Bơm lưu thông 7.Máng che 8.Bơm tuần hoàn 9.Bộ phận trao đổi nhiệt độ 10.Sàng lắc 11.Vỏ ngoài 12.Nắp 13.Van điều chỉnh 14.Nguồn cung cấp chocolate 240 *. Yêu cầu: Chocolate sau khi điều hoà đạt được các yêu cầu sau: + Có thể đúc (đổ) khuôn hoặc làm áo cho kẹo, bánh + Thành phẩm có chất lượng tốt về màu sắc và độ cứng + Hình dạng của sản phẩm tồn tại khá lâu + Trọng lượng chocolate chính xác trong thành phẩm * Thông số kỹ thuật + Gia nhiệt khối chocolate lên khoảng 45÷500C làm nóng chảy hoàn toàn các tinh thể chất béo + Hạ nhiệt độ của chocolate lỏng từ 380C xuống 290C để đưa mọi thành phần bột chocolate về nhiệt độ gần điểm kết đông. + Giữa nhiệt độ này và tiếp tục khuấy đảo đến khi tinh thể ca cao hình thành. Có thể gieo một ít tinh thể làm mồi để quá trình kết tinh được nhanh hơn + Nâng nhiệt độ của khối chocolate lên đến 31÷330C làm nóng chảy hết những tinh thể không bền vững và tạo cho chocolate một độ lỏng cần thiết để rót khuôn. Vùng 1 Vùng 3 Vùng 2 Thời gian (phút) Hình 11.7. Biểu đồ về sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian trong quá trình điều hòa khối chocolate Vùng1: Chocolate được làm nguội dần để kích thích các phân tử chất béo hoạt động. Vùng2: Chocolate tiếp tục được làm nguội trong khi các phân tử chất béo sắp xếp thành một trật tự nhất định.Đây là giai đoạn hình thành các chất mùi hoàn chỉnh. Vùng3:Nhiệt độ tăng dần để hoá lỏng khối Chocolate. Quá trình trên và sự tương quan giữa nhiệt độ của nước ở lớp vỏ ngoài và nhiệt độ khối chocolate thể hiện trên hình 11.7. 241 * Ý nghĩa của việc điều hoà khối chocolate (đông kết): Tạo thuận lợi cho khâu tạo hình do tránh được khả năng quá lạnh của bơ ca cao (có nghĩa là chuyển về trạng thái cứng không qua kết tinh) Tránh được sự xám màu của chocolate. Hỗn hợp chocolate đạt độ láng mịn tốt nhất. Độ nhớt thấp ở nhiệt độ 2÷30C và tăng khi tăng nhiệt độ. Phát triển mùi thơm của chocolate. Phân bố đồng nhất các phân tử ở giai đoạn ổn định tinh thể. Cải tiến được độ bền nhiệt của chocolate. Làm đông đặc nhanh chóng trong giai đoạn làm nguội. 2.2.6. Tạo hình chocolate a. Phân phối chocolate vào khuôn (rót khuôn) Ra khỏi máy điều hoà chocolate được đưa qua máy phân phối vào các khuôn tạo hình. Khối lượng thổi chocolate nhỏ hơn hoặc bằng 100g. Khối lượng nhỏ là điều kiện để cho nhiệt độ của chocolate chóng đều khi làm nguội Khuôn thường làm bằng sắt tây trắng. Khuôn thường bền, không bị uốn cong, chịu tác dụng lực khá, bề mặt khuôn cần mặt phẳng láng bóng. Trước khi rót khối chocolate vào khuôn cần phải đốt nóng khuôn đến nhiệt độ 0 bằng nhiệt độ của khối chocolate đưa đi tạo hình, thường bằng 27÷29 C, nếu khuôn lạnh hoặc khuôn ấm quá kết tinh không đều thì thỏi chocolate sẽ có lốm đốm trắng. Sau khi rót khuôn chocolate được để yên một thời gian, lúc này trong chocolate sẽ bắt đầu quá trình cứng và kết tinh của bơ ca cao, làm nguội ở nhiệt độ thường 0 20÷25 C thì quá trình làm nguội sẽ rất lâu. Do đó cần làm nguội ở nhiệt độ thấp hơn. 4 7 4 5 7 8 1 9 6 10 2 3 Hình 11.8. Cấu tạo của máy rót khuôn Sollich 242 * Nguyên tắc hoạt động của máy rót khuôn Sollich Máy gồm băng tải (1), băng tải này đi ngang qua thùng chứa chocolate đã được xử lý nhiệt (2) có hệ thống khuấy trộn. Bơm (3) tuần hoàn chocolate lên ống (4) đổ vào phễu (5). Chocolate từ phễu sẽ được phân phối đều qua bộ phận màng để chuẩn bị rót khuôn. Tại vị trí phễu, bên dưới băng tải là máng trục (6) dùng để gạt chocolate tràn ra. Máng này sẽ giữ lại chocolate và đổ vào máng lớm hơn ở dưới đáy thiết bị, quay trở lại vào lại bơm tuần hoàn. Ống thổi khí (7) được đặt sau hệ thống màng rót khuôn và tiếp theo là hệ thống băng tải có rung lắc nhẹ để dàn đều chocolate trong khuôn. Sau đó có một vài trục có gắn cần gạt, gạt sạch chocolate trên băng tải sau khi lấy lại phần chocolate dư ra. Tất cả lượng chocolate thu được từ các cần gạt đều được quay trở lại thùng chứa bằng hệ thống băng tải chạy dọc máng gia nhiệt bên ngoài (10). b. Làm nguội chocolate trong khuôn và róc khuôn Trong phòng lạnh có nhiệt độ 8 - 100C, thời gian 25 -30 phút, bơ ca cao kết tinh thành tinh thể có kích thước nhỏ, bề mặt chocolate bóng đẹp và dễ róc khuôn. Khi bơ ca cao kết tinh thì thể tích của nó giảm, do đó càng dễ róc khuôn 2.2.7. Bao gói chocolate a. Bao gói Bao bì trang trí cần tạo nên sức hấp dẫn khi trưng bày và phải ghi đầy đủ các thông tin cần thiết nhằm mục đích giới thiệu, quảng cáo và những thông tin có tính chất pháp lý về sản phẩm, bao bì trang trí thường bằng giấy. Bên trong là lớp giấy bạc để bảo vệ chocolate tránh tác dụng của ánh sáng. Bìa này còn có ưu điểm không thấm nước và dầu, nên có tác dụng bảo vệ tốt. Hình 11.9. Thiết bị đúc khuôn chocolate Sau khi gói các tấm chocolate được đi đóng hộp, đựng trong các Hình 11.10. Bao bì điển hình của chocolate dạng thanh thùng carton hoặc gỗ dán. Bảo quản chocolate trong kho có nhiệt độ 200C, ộ ẩm tương đối của không khí dưới 50%, không để chung với các sản phẩm có mùi vì chocolate dễ hấp thụ mùi lạ. 243 Hình 11.11. Khay đựng sản phẩm chocolate Lớp bên ngoài vừa có tác dụng bảo quản, vừa tạo cảm quan đối với người tiêu dùng, thường được sử dụng bằng vật liệu màng trùng hợp. Nó thường được làm từ polythene poly - propylene, cellulose,….Vật liệu này có các đặc tính sau: + Có khả năng bảo quản tốt trong thời gian kéo dài + Thuận tiện trong sản xuất cũng như trong tiêu dùng + Dễ dàng trong việc in ấn lên bao bì + Dễ tạo dáng, kích thước theo ý muốn + Không ảnh hưởng đến sản phẩm cần bảo quản ẩm,… + Có khả năng ngăn cản sự xâm nhập của vi sinh vật, ánh sáng, không khí, độ + Dễ đóng bao và niêm phong bằng phương pháp gia nhiệt. b. Các yếu tố đảm bảo vệ sinh và bảo quản chocolate Chocolate chứa nhiều chất dinh dưỡng nên rất dễ nhiễm vi sinh vật, nhất là khi hỗn hợp ở dạng bột mịn. Do đó để tránh sự xâm nhập của vi sinh vật ,cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: Thiết bị sử dụng trong quá trình sản xuất phải được làm sạch khử trùng để đảm bảo vệ sinh, nhất là các bộ phận có nguyên liệu đi qua như các gàu tải, các phễu nhập liệu, các bể chứa, thiết bị khuấy trộn, thùng đập,…. Hệ thống cấp khí phải đảm bảo cung cấp khí sạch , phải có hệ thống làm sạch khí thải, tránh ảnh hưởng đến mùi thơm của chocolate. Ngoài ra, các khuôn đúc, bao bì cũng phải đảm bảo vệ sinh Đối với sản phẩm chocolate, ngoài giá trị dinh dưỡng, mùi thơm của nó cũng rất quan trọng góp phần quyết định chất lượng sản phẩm. Chocolate chứa hàm lượng chất béo rất lớn (trên 50%) Đây là những thành phần rất dễ bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng, nhiệt độ, và các yếu tố khí hậu. Vì vậy để đảm bảo chất lượng của sôcôla, kho bảo quản phải đạt các yêu cầu sau: + Phải thông gió 244 + Nhiệt độ kho 20oC; Độ ẩm phù hợp dưới 50% + Đặt cách xa tường và sàn + Tránh ánh sáng trực tiếp 3.CHẤT LƯỢNG CHOCOLATE Chỉ tiêu kiểm tra chất lượng hóa lý và vi sinh vật của chocolate theo FAO/WHO như sau: 3.1. Chỉ tiêu hóa lí Bảng 11.3. Chỉ tiêu kiểm tra chất lượng hóa lý theo FAO/WHO Các chỉ tiêu kiểm tra Chocolate đen Chỉ tiêu hóa lí Chocolate sữa Hàm lượng tính theo % - Độ ẩm tối đa 2,5 2,5 - Chất béo tối thiểu 30,0 25,0 - Đường tối đa 55,0 55,0 - Chất khô trong cacao lỏng tối thiểu 35,0 25,0 2,50 min 2,50 min - Chất khô trong cacao lỏng( không có chất khô trong chất béo cacao) 10,50 min 3.2. Chỉ tiêu vi sinh Bảng 11.4. Chỉ tiêu vi sinh vật của chocolate theo FAO/WHO Các chỉ tiêu kiểm tra Chỉ tiêu vi sinh Chocolate đen Chocolate sữa Số lượng vi sinh vật trong sản phẩm - Tổng số lượng vi sinh 10 000/g 10 000/g 50 x10/g 50x10/g - Enterobacteriaceae 1/g 1/g - Escherichia coli 1/g 1/g - Salmonella 10/g 10/g vật hiếu khí trong 1gam sản phẩm - Yeasts và moulds 245 3.3. Các yếu tố chủ yếu để nhận biết vị chocolate và các sản phẩm bánh kẹo có chocolate Các yếu tốt như hình dạng, mùi, bẻ thử (snap), độ nhám (texture), cảm giác trong miệng, hương vị và hậu vị là cách nhận biết chocolate tổng quát. Chocolate còn được kiểm tra khi ở ngăn mát của phòng điều nhiệt, để xem hương vị và hình dạng bên ngoài của sản phẩm có còn tốt như ban đầu không. 3.3.1. Đánh giá cảm quan chocolate đen (không có sữa) Để xác định chocolate đen (không có sữa) ngon, ta dùng những tiêu chuẩn sau: - Hình dạng: Chocolate phải có màu hấp dẫn, không có sọc hay các đốm xám màu. Sự nhoè đi các dấu hiệu bùng phát chứng tỏ rằng chocolate đã không được bảo quản hợp lý. - Mùi: Chocolate phải có mùi hương mạnh, không bị cháy hay có mùi gắt khó chịu. Mùi dễ chịu là mùi chocolate nguyên thuỷ và các chất khác cho vào không được làm át đi mùi đó. - Bẻ thử: Chocolate phải được bẻ gẫy một cách rắn chắc và sạch, không có mảnh vụn, vỡ nát. - Cảm giác trong miệng: chocolate phải mịn dịu, có vị kem, không béo và dính mỡ. Nó phải có thể tan chảy trong miệng. - Vị: chocolate phải có vị hài hoà, cân đối, không quá đắng mà cũng không quá ngọt. Các gia vị khác nên được bổ sung hợp lý, không nên cho quá nhiều. - Hậu vị: chocolate phải để lại cảm giác dễ chịu kéo dài trong miệng, không có vị đắng và khét. 3.3.2. Đánh giá cảm quan chocolate sữa - Hình dạng: chocolate ngon phải có nhiều màu, bề mặt mịn và nhẵn bóng. Biểu hiện của chocolate chất lượng kém là các vết nét và nhoè màu. - Bẻ thẻ: chocolate chất lượng cao phải được bẻ gẫy một cách "dứt khoát" - Mùi: chocolate ngon phải có mùi chocolate mạnh, không có mùi trái cây hoặc hương hoa. - Cảm giác trong miệng: chocolate sữa ngon phải có vị kem sữa và tan chảy êm dịu khi qua miệng. Chất lượng của hỗn hợp kem sữa sẽ được tăng lên nhờ quá trình đảo trộn nhiệt thành phần nguyên liệu. Quá trình đảo trộn càn lâu thì chocolate càng có nhiều vị kem sữa. - Vị: chocolate sữa có chất lượng tốt phải có nhiều vị, ngọt, mùi chocolate, không có vị đắng hoặc khét. 246 CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Hãy nêu các công đoạn chính trong chế biến chocolate. Vì sao phải thực hiện các công đoạn này trong quá trình chế biến? 2. Nêu những yêu cầu cần đạt được trong quá trình nghiền mịn, đảo nhiệt và điều hòa trong quá trình chế biến chocolate BÀI ĐỌC THÊM MƯỜI THÀNH PHỐ SẢN XUẤT CHOCOLATE NGON NHẤT THẾ GIỚI Chocolate ra đời từ năm 1100 trước công nguyên cho đến nay là niềm yêu thích của nhiều người từ người già đến trẻ nhỏ. Chocolate có mặt ở khắp mọi nơi trên thế giới với nhiều loại màu sắc, hương vị khác nhau nhưng nổi tiếng nhất là ở 10 thành phố dưới đây: 1. Zurich, Thụy Sĩ Thụy Sĩ không chỉ nổi tiếng với nhiều cảnh đẹp mê hồn mà còn là vương quốc của vô vàn loại chocolate hấp dẫn. Đất nước này còn rất tự hào bởi tỉ lệ người ăn chocolate cao nhất thế giới, là quê hương của nhiều thương hiệu Hình 1. Chocolate Toberone chocolate nổi tiếng như Cailler-Nestle, Toblerone (Hình 1.), Lindt, Sprungli, và Treuscher. Đến đây, bạn không những được nếm thử những viên chocolate hấp dẫn mà còn được tham gia trải nghiệm:"Chuyến tàu chocolate Thụy Sĩ"- một hành trình thú vị từ Montreux đến Brox để khám phá nhà máy sản xuất chocolate Cailler-Nestle. Mách nhỏ: Mua chocolate Lindt tại ngay nhà máy sẽ được giảm giá đáng kể. 2. Brussels, Bỉ Brussels, "Thủ đô chocolate của thế giới", là mảnh đất hứa của những tín đồ chocolate với 16 bảo tàng và hơn 2000 cửa hàng chocolate. Thành phố còn là quê hương của hai thương hiệu chocolate cực nổi tiếng: Godiva và Leonidas (Hình 2.). Hình 2. Chocolate Godiva Hãy tham gia vào trải nghiệm chế biến chocolate bằng cách viếng thăm bảo tàng Musee du Cocao du Chocolate đồng thời khám phá quảng trường Grand Sablon ở trung tâm thành phố. 247 3. Barcelona, Tây Ban Nha Bạn có biết rằng Tây Ban Nha là đất nước Châu Âu đầu tiên "nếm thử" chocolate? Vào thế kỷ 18, máy sản xuất chocolate đầu tiên ở Barcelona được xây dựng (Hình 3.). Tour tham quan thành phố Barcelona sẽ cực thiếu sót nếu thiếu bảo tàng chocolate- the Museo de La Xocolata, nơi chocolate được lưu giữ dưới nhiều hình dạng đặc biệt: cối xay gió, thần tượng, ngôi sao nổi tiếng, socola nóng hổi. Antoni Amatller và Simon Coll là Hình 3. Một bức tượng chocolate tại bảo tàng hai thương hiệu chocolate nổi tiếng của thành phố với nhiều chuỗi cửa hàng như:Fargas, Chocolates Amatller, Dulcinea, và Chocolate a la Taza. 4. Tain L’Hermitage, Pháp Tain L’hermitage, là quê hương của hãng chocolate nổi tiếng Varhona. Điểm đến chocolate của thành phố này là Valrhona Ecole du Grand Chocolat, trường dạy chế biến chocolate với những bài giảng rất sinh động. Với khóa học 3 ngày, tự tay bạn sẽ làm ra được những thanh chocolate yêu thích dành cho bè bạn và người thân. (Hình 4.) Hình 4. Socola Valrhona 5. Norma, Italy Các thành Rome hơn 50km, thành phố Norma là một điểm đến lý tưởng cho những giây phút thú vị cùng chocolate. Bạn sẽ phải mất một ngày để khám phá hết nhà máy-bảo tàng chocolate Museo del Cioccolato Antica Norba. (Hình 5). Biết đâu nếu may mắn bạn sẽ được nếm thử những viên chocolate ngon tuyệt vừa mới ra lò. Ngay sau đó, hãy đốt cháy lượng calo trong cơ thể bằng cách dạo bước trong công viên Giardino di Ninfa ngay cạnh bên. Còn gì thú vị hơn? 248 Hình 5. Nhà máy-bảo tàng socola Museo del Cioccolato Antica Norba 6.Villajoyosa, Tây Ban Nha Cũng thuộc đất nước Tây Ban Nha, Villajoyosa được biết đến là một "thành phố chocolate". Lịch sử chocolate ở thành phố này có bề dày hơn 200 năm. Đặc biệt là thương hiệu chocolate lâu đời, Valor được hình thành ở đây từ năm 1881 (Hình 6.). Hãy bắt đầu chuyến tham quan thành phố chocolate đặc biệt này bằng chuỗi bảo tàng nơi bạn sẽ được tham gia vào quá trình sản xuất chocolate. Hình 6. Chocolate hiệu Valor có từ năm 1881 7. Oaxaca, Mexico Thành phố là điểm đến không thể bỏ qua cho những tín đồ của chocolate. Ở đây, chocolate là một phần thiết yếu trong truyền thống và văn hóa. Rảo bước trên những đường phố ở đây, bạn sẽ bị quyến rũ bởi những hàng bánh và kẹo chocolate với đủ loại hấp dẫn. Đặc biệt, dù trong thời đại của công nghệ nhưng người dân Oaxaca vẫn lưu giữ cách chế biến chocolate thủ công truyền thống (Hình 7.). Hình 7. Chocolate được làm thủ công ở Oaxaca 249 Nếu có cơ hội đến đây, bạn chớ nên bỏ qua đường 20 de Noviembre, thủ phủ của các hãng chocolate tiếng tăm như Moyordomo, La Soledad, và Guelaguetza. 8. San Francisco, Mỹ Thành phố San Francisco sẽ không làm bạn thất vọng nếu bạn là một tín đồ của món ăn hảo ngọt này. San Francisco là quê hương của hãng sản xuất chocolate lâu đời nhất ở Mỹ, Ghirardelli Square (Hình 8.). 9. New York, Mỹ New York hấp dẫn khách du lịch với nhiều cửa hàng chocolate như Li-Lat, MarieBelle (Hình 9.), và Richart Design et Chocolat. Hãy tham gia "Hành trình chocolate cao cấp" để khám phá lịch sử chocolate của thành phố này. Hình 8. Chocolate Ghirardelli Square 10. Hershey Chào mừng bạn tới "Điểm đến ngọt ngào nhất thế giới". Đây là nơi ra đời của hãng chocolate Hershey. Hershey nổi danh đến mức được dùng để đặt tên cho thành phố thay cho cái tên Derry Church vào năm 1906. Những điểm tham quan như Bảo tàng chuyện kể Hershey, thế giới chocolate và spa chocolate thu hút một lượng lớn khách du lịch khi đến với thành phố. Hình 9. Chocolate MarieBelle Hình 10. Hershey nổi danh đến mức được dùng để đặt tên cho thành phố (Theo Yeudulich) 250 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1]. GS.TS. Đường Hồng Dật (2004), Cây chè - các biện pháp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, NXB Lao động và Xã hội. [2]. GS.TSKH. Lê Doãn Diên (2003), Nâng cao chất lượng và giá trị xuất khẩu của điều, chè và cà phê Việt Nam, NXB Lao động và Xã hội. [3]. Ngô Hữu Hợp (1980), Hóa sinh chè, NXB ĐHBK Hà Nội. [4]. PGS. TS. Trịnh Xuân Ngọ (2009), Cây chè và kỹ thuật chế biến, TP Hồ Chí Minh. [5]. PGS. TS. Trịnh Xuân Ngọ (2009), Cây ca cao và kỹ thuật chế biến, TP Hồ Chí Minh [6]. PGS. TS. Trịnh Xuân Ngọ (2009), Cây cà phê và kỹ thuật chế biến, TP Hồ Chí Minh. [7]. TS. Nguyễn Văn Phúc (2004), Công nghiệp nông thôn Việt Nam, thực trạng và giải pháp phát triển, NXB Chính trị quốc gia. [8]. GS. Đỗ Ngọc Quỹ (2003), Cây chè Việt Nam - Sản xuất, chế biến, tiêu thụ, Viện nghiên cứu và phổ biến kiến thức bách khoa, NXB Nghệ An. TS. Phạm Ngọc Thạch (2003), Bài giảng Công nghệ sau thu hoạch III, Trường ĐH Bách khoa, Đà Nẵng. [9]. PGS. TS Phan Quốc Sủng, TS. Hoàng Thanh Tiệm, TS. Trịnh Đức Minh cùng cộng sự, (2000), Giáo trình Cây Cà Phê, Nhà xuất bản Nông Nghiệp. [10]. Jan C.von Enden (2003), Giới thiệu về cách chế biến và sản xuất tốt cà phê sau thu hoạch của cà phê Arabica tại Việt Nam, Tài trợ bởi Hiệp hội cà phê Ca Cao Việt Nam-VICOFA, Cơ quan hợp tác kỹ thuật Đức- German Technical Cooperation- GTZ. [11]. TS. Nguyễn Văn Thường (2007), Hướng dẫn chế biến cà phê, Dự án kỹ thuật giáo dục và dạy nghề (VTEP) [12]. TS. Vũ Tế Xiển (2007), Quy trình chế biến cà phê, Tài liệu bồi dưỡng kỹ năng và kỹ thuật cho giáo viên- mã số 3TADBV- N3. [13]. Giáo trình Chè, Cà phê, Ca cao, Trường Đại học Tây Nguyên [14]. Nell Hollywood, Hà Thanh Toàn, Nguyễn Văn Thành (2008), Kỹ thuật sơ chế ca cao chất lượng cao ở Việt Nam, Nhà xuất bản Nông Nghiệp TP. Hồ Chí Minh. [15]. Nguyễn Văn Hoà (2007), Tổng quan hiện trạng và định hướng phát triển ca cao đến năm 2010 ở Việt Nam, Chuyên đề: Phát triển cây ca cao bền vững ở Việt Nam, Diễn đàn Khuyến nông - Công nghệ lần thứ 6. [16]. Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Hà (2010), Công nghệ chế biến thực phẩm, Nhà xuất bản Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh. 251 [17]. Nguyễn Văn Uyển và Nguyễn Tài Sum (1996), Cây ca cao trên thế giới và triển vọng ở Việt Nam, Nhà xuất bản Nông Nghiệp TP. Hồ Chí Minh. [18]. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7518 : 2005, Hạt ca cao - Thuật ngữ và định nghĩa, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành, Hà Nội. [19]. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7519 : 2005. Hạt ca cao - Yêu cầu kỹ thuật, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành, Hà Nội. [20]. http://www.khuyennongvn.gov.vn/cacao-viet-nam/thong-tin-cacao/ (Cập nhật : 28/05/2010) [21].http://www.dalat.gov.vn/web/Tưlieu/sachtapchi/tabid/101/Default.aspx.(Giáo trình cây chè) [22]. http://www.Vinatea.com.vn. (Lịch sử cây chè tại Việt Nam) Tài liệu tiếng Anh [23]. Stephen T Beckett, 2008, The Science of Chocolate, Formerly Nestle´ Product Technology Center, York, RSC Publicshing UK [24]. R.J. Clarke, R. Macrae, coffee volume 2: Technology (1987), Elsevier Applied Science publisher, London and New York. [25]. http://www.twining.com/en_int/tea prodution (Tea production process) [26]. http://www.teaspaes.com (Profile on production of black and green tea processing and packing) 252 [...]... vững trong chế biến Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất, một số caffeine kết hợp với một số chất khác dẫn đến làm giảm lượng caffeine tự do Caffeine tác dụng với acid tạo muối bền vững, phản ứng với các sản phẩm oxi hoá của catechin trong chế biến tạo ra caffeine - oxy teonat gọi tắt là tanat - caffeine (chủ yếu ở chè đen) Tanat - caffeine được tạo thành chủ yếu từ hợp chất caffeine, hợp chất catechin... trong nước nên đối với chất lượng của chè (nước chè) thì ít có liên quan, nhưng điều này lại có liên quan đến công nghệ chế biến chè Trong quá trình chế biến chè đen, nếu nguyên liệu đưa vào chế biến có hàm lượng protein quá cao trong khi hàm lượng tanin ít thì sẽ gây trở ngại cho quá trình lên men chè đen và ảnh hưởng xấu đến phẩm chất sản phẩm này Điều này được giải thích là do trong giai đoạn lên men,... có sản lượng cao mà bền vững trong năm kế hoạch và cả các năm sau - Hái lá non, khi chế biến sẽ thu được cánh chè xoăn đẹp, cánh nhỏ, ít bị nát, chất lượng chè thành phẩm tốt Nguyên liệu chè tươi tốt nhất để chế biến là đọt chè non 1 tôm với 2 hoặc 3 lá (tương ứng với loại 1 và loại 2) Tuy nhiên, tùy theo yêu cầu của công nghệ chế biến mà người ta quy định hái non hay hái già Muốn chế biến chè đặc... ngoài: Có 3 loại là chè rời, chè bánh và chè bột hoặc cao chè Chè rời có thể là chè đen rời (chè cánh, chè mảnh, chè vụn) và chè xanh rời (chè cánh, chè mảnh, chè vụn, chè sợi) Chè bánh được chế biến từ chè đen, chè xanh hoặc chè vụn ép thành từng miếng Các loại chè bánh đều được gia công chế biến từ các nguyên liệu chè già Chè bột hoặc cao chè được chế biến từ nước chè cô đặc lại và sấy khô - Dựa vào phương... (chè lên men nhẹ) 3 CƠ CHẾ TẠO MÀU VÀ HƯƠNG THƠM TRONG CHÈ THÀNH PHẨM KHI CHẾ BIẾN Sự tạo màu và hương thơm trong chè có liên quan mật thiết đến sự biến đổi thành phần tổ hợp và hàm lượng các hợp chất phenol trong quá trình chế biến Dưới tác dụng của enzyme oxy hoá khử cũng như nhiệt độ cao, tanin bị oxy hoá và tiếp đến sản phẩm oxy hoá trung gian của chúng lại gây ra hàng loạt các biến đổi hoá học làm... trường trong nước cũng đòi hỏi số lượng ngày càng nhiều, chất lượng ngàycàng cao theo mức độ gia tăng dân số và mức sống của người dân 29 Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN CHÈ 1 PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CHÈ Chè là sản phẩm được chế biến từ búp (tôm), cuộng và các lá non thu hái từ cây chè Cùng một loại chè tươi có thể chế biến ra nhiều loại chè khác nhau Hiện nay sản phẩm chè trên thế giới rất... có sẵn trong nguyên liệu ban đầu và chất màu tạo ra trong quá trình chế biến Chất màu tự nhiên ban đầu chủ yếu là chlorophyl A, chlorophyl B, feofitin, carotenoid, xantophin,… Hàm lượng các chất này thay đổi theo giống, theo mùa và các biện pháp kỹ thuật Chất màu tự nhiên qua quá trình chế biến thường giảm đi Chất màu tạo thành trong chế biến là teaflavin (TF) và tearubigin (TR) Đây là hai chất màu... chung có 4 công nghệ chế biến: - Công nghệ chế biến chè xanh: Trong trường hợp này không sử dụng enzyme Ngay từ giai đoạn đầu tiên, tiến hành diệt enzyme có trong nguyên liệu để các biến đổi hóa học không xảy ra dưới tác dụng của enzyme, nhưng sự chuyển hóa các chất vẫn phải thực hiện dưới tác dụng của nhiệt và ẩm 30 - Công nghệ chế biến chè đen: Trường hợp này sử dụng enzyme ở mức cao nhất nghĩa là không... của caffeine được coi là vị đắng cơ bản), ít hòa tan trong nước và là một trong những nhóm hợp chất quan trọng có ở trong chè Alkaloid trong chè bao gồm caffeine, theobromine, theophyllin, adenin và guanin trong đó caffeine là alkaloid chính của chè Trong chè hàm lượng caffeine chiếm khoảng 2÷5% chất khô, chè càng tốt thì hàm lượng caffeine càng cao Hàm lượng caffeine thay đổi phụ thuộc vào: giống chè,. .. nhánh nhỏ gần bằng nhau, phân cành thấp, gần sát với gốc Cây gỗ nhỏ là cây có thân chính tương đối rõ rệt, cao 6÷10m, tán to (đường kính 2÷3m), gồm nhiều cành to nhỏ khác nhau rõ, phân cành cao hơn cây bụi, thường cách mặt đất trên dưới 1m Cây gỗ lớn là cây có thân cao, to, để mọc tự nhiên có thể cao tới 15÷20m, tán cây rộng đến 5÷6m, gồm các cành to lớn, độ phân cành xa mặt đất hàng mét Thân, cành, ... CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CA CAO Chương NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN CA CAO ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CỦA CA CAO 1.1 Các giống ca cao 1.1.1 Các đặc điểm ca cao nhóm Criollo 1.1.2 Các đặc điểm ca cao nhóm Forastero... Làm khô hạt ca cao 204 1.2.5 Bảo quản hạt ca cao 208 1.3 Chất lượng hạt ca cao 209 TIÊU CHUẨN VIỆT NAM VỀ HẠT CA CAO 210 Chương 10 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CA CAO, BƠ CA CAO 213 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ... Forastero 1.1.3 Các đặc điểm ca cao nhóm Trinitario 1.2 Đặc điểm thực vật ca cao 1.3 Cấu tạo ca cao 1.4 Thành phần hóa học ca cao 1.4.1 Dầu ca cao 1.4.2 Theobromin 1.4.3 Caffeine 1.4.4 Các acid hữu