Đối với cà phê Arabica, việc áp dụng phương pháp chế biến ướt là yếu tố quan trọng nhất tạo ra sản phẩm có chất lượng cao.
Trên thế giới, chế biến cà phê Arabica có thể áp dụng 2 phương pháp chế biến ướt - “rửa” và bán ướt - “bán rửa”.
Đề tài “Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng tới việc lên men xử lý lớp vỏ và thịt quả cà phê trong dây chuyền sản xuất cà phê nhân Arabica theo phương pháp ướt”, sẽ bước đầu đề cập đến vấn đề này.
1. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
1.1. Đối tượng nghiên cứu:
Nguyên liệu dùng trong quá trình nghiên cứu là cà phê quả tươi Arabica thu hoạch vào cuối tháng 12.
Mẫu thí nghiệm trên khối quả cà phê được chia làm 2 phần. Phần thứ nhất là mẫu đối chứng: được chế biến theo đúng quy trình hiện có Công ty Cà phê và Cây ăn quả Sơn La. Phần thứ 2 là mẫu thí nghiệm: được chế biến theo mô hình thí nghiệm. Khối lượng mẫu dùng cho một lần thí nghiệm theo mô hình không ít hơn 100 kg quả tươi.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
1.2.1. Phương pháp phân tích
- Phân tích chất lượng nguyên liệu tiến hành theo các tiêu chuẩn như: TCN 100-88 (Cà phê quả tươi - Yêu cầu kỹ thuật) và TCN 101-88 (Cà phê quả tươi - phương pháp thử)
- Phân tích chất lượng cà phê nhân theo TCVN 4193:2001 (Cà phê nhân. Yêu cầu kỹ thuật), TCVN 7032:2002 (Cà phê nhân. Bảng tham chiếu đánh giá khuyết tật).
1.2.2. Các phương pháp tiến hành làm mẫu thí nghiệm
- Đối với mẫu đối chứng: cà phê quả tươi được tách tạp chất, tách riêng phần quả khô chế biến riêng, tiến hành bóc lớp vỏ quả và thịt quả bằng máy xát liên hợp rửa sạch nhớt bằng máy. Cà phê thóc ướt được và sấy sơ bộ sau đó đưa vào sấy máy sấy đến độ ẩm 12,5%. Kết quả thu được cà phê thóc khô.
- Đối với mẫu thí nghiệm được tiến hành như sau:
Mẫu thí nghiệm 1- 100% vỏ quả có mầu đỏ hoặc một phần mầu đỏ.
Mẫu thí nghiệm 2 - 100% vỏ quả hoàn toàn còn mầu xanh.
Đã tiến hành nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng cà phê trong quá trình lên men với các điều kiện cụ thể như sau: Nhiệt độ lên men: từ 150C đến 400C; pH của khối cà phê: từ 4,5 đến 6,0; Thời gian lên men: từ 10 đến 30 giờ.
2 - Kết quả thử nghiệm
2.1. Kết quả phân tích chất lượng nguyên liệu:
Phân tích chất lượng nguyên liệu đang được thu mua của phân xưởng. Kết quả phân tích được trình bầy trong bảng 1 là giá trị trung bình của 9 lần phân tích chất lượng nguyên liệu trong năm 2004 (trong 9 tuần, mỗi tuần một lần lấy mẫu phân tích) (Bảng 1).
Từ số liệu ở bảng 1 thấy rằng, nguyên liệu dùng để thí nghiệm so với tiêu chuẩn TCN 100-88 chỉ đạt mức chất lượng loại B, quả chín đúng mức chỉ đạt khoảng 70%, các loại quả không đạt chất lượng chiếm tới 30%, Trong đó quả xanh- non chiếm trên 23% là tỷ lệ quá lớn so với toàn bộ khối nguyên liệu. Đó là nguyên nhân làm cà phê nhân Arabica có chất lượng không cao.
2.2. Chất lượng của cà phê nhân Arabica được chế biến theo phương pháp bán ướt:
Đã tiến hành theo dõi quá trình chế biến tại cơ sở chế biến và lấy mẫu ngay sau khi kết thúc giai đoạn sấy khô cà phê thóc đến độ ẩm 12,5%. Khối lượng mẫu mỗi lần lấy là 20 kg, tổng số 9 lần theo dõi và lấy mẫu. Cà phê thóc khô được bảo quản kín trong túi polyetylen tại phòng thí nghiệm và sau đó được xát sạch vỏ. Kết quả được trình bày trong bảng 2
Ở tất cả 9 mẫu, phần lớn nhân cà phê có mầu xanh xám, không đều, có nhiều lỗi do nhân bị suy giảm chất lượng khi chế biến như: nhân bị đen lộ rất rõ, nhiều nhân có mầu nửa đen, mầu nâu hoặc đốm đen. Tổng số lỗi kỹ thuật do kỹ thuật chế biến như trong bảng là khá lớn. Điều đó chứng tỏ quá trình chế biến bằng phương pháp nửa ướt (phương pháp cơ học) đã tạo ra khá nhiều lỗi kỹ thuật.
2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên men đến chất lượng của cà phê nhân
Quá trình lên men được thực hiện 3 mức nhiệt khác nhau:
Mức 1: Từ 15oC đến 17oC.
Mức 2: Từ 20oC đến 25oC.
Mức 3: Từ 30oC đến 35oC.
Thời gian lên men được xác định bằng thời gian tách lớp thịt quả khỏi bề mặt của lớp vỏ. Để xác định chính xác, có thể thực hiện 1 thí nghiệm nhỏ sau: lấy một lượng cà phê lên men ở thời điểm nào đó, dùng tay miết trên khối hạt và thả vào nước, khuấy đều. Nếu các phần thịt quả không còn bám dính trên lớp vỏ thóc và dễ dàng phân tán trong nước, bề mặt hạt cà phê thóc ướt nhẵn bóng thì quá trình lên men coi như kết thúc.
2.3.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian lên men với nguyên liệu là quả chín được trình bầy trong bảng 3
Từ kết quả trên cho thấy, thời gian lên men phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ của khối cà phê. Khi nhiệt độ tăng lên, thời gian lên men giảm đi. Khi lên men ở nhiệt độ 15oC đến 17oC, thời gian lên men khoảng 30 giờ, còn khi lên men ở nhiệt độ 30oC - 35oC, thời gian lên men chỉ còn 20 giờ. Độ pH trong khối cà phê cũng thay đổi theo nhiệt độ lên men. Nhiệt độ lên men tăng thì độ pH giảm, có nghĩa là độ axit của khối cà phê tăng lên và ngược lại, khi nhiệt độ giảm, độ pH của khối cà phê tăng.
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên men đến khả năng tách lớp thịt quả với nguyên liệu là quả xanh. Kết quả thí nghiệm được trình bầy trong bảng 4.
Từ số liệu ở bảng 4 cho thấy, khi lên men khối cà phê còn xanh, sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên men đến khả năng phân giải lớp thịt quả cũng giống như khi lên men khối quả đã chín đúng lúc. Tuy nhiên vẫn có nhiều điểm khác nhau. So sánh giữa bảng 3 và bảng 4 cho thấy, ở cùng nhiệt độ, thời gian lên men đối với cà phê xanh đều kéo dài hơn và để đảm bảo sự phân giải đầy đủ lớp thịt quả của quả cà phê xanh, thời gian phải kéo dài thêm khoảng 5 giờ và độ pH của khối quả cà phê xanh khi lên men cũng cao hơn so với khi lên men cà phê đã chín đúng kỹ thuật.
2.3.2. Đánh giá chất lượng cà phê nhân thu được khi lên men ở nhiệt độ khác nhau
Sau khi kết thúc quả trình lên men, cà phê thóc được đưa đi rửa thật sạch, làm ráo và sấy khô đến độ ẩm 12,5%, bảo quản trong túi polyetylen sau đó được xát vỏ để thu được cà phê nhân xô. Để đánh giá mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến chất lượng của cà phê nhân, cần trộn cà phê nhân xô thu được ở cùng nhiệt độ lên men (Mẫu A = A1 + B1, mẫu B = A2 + B2, mẫu C = A3 + B3) tạo thành khối cà phê đồng nhất xuất phát trên cùng khối nguyên liệu ban đầu. Kết quả đánh giá chất lượng cà phê nhân thu được từ các thí nghiệm là trung bình cộng của 3 lần thí nghiệm lặp lại, được trình bầy ở bảng 5.
Từ bảng trên cho thấy: Nhiệt độ khối cà phê khi lên men ảnh hưởng rất rõ rệt tới chất lượng của cà phê nhân. Khi lên men ở nhiệt độ thấp (15oC-17oC) nhân cà phê có mầu xanh lục xám là mầu không mong muốn, còn lên men ở nhiệt độ cao (30oC- 35oC) nhân cà phê tuy có mầu xanh xám nhưng hơi tối và hạt đen lộ rõ. Khi lên men ở nhiệt độ trung bình (20oC-25oC) nhân cà phê có mầu xanh xám, sáng mầu. Đây là mầu cà phê nhân được ưa chuộng và có chất lượng tốt nhất. Từ đó, có thể kết luận nhiệt độ lên men từ 20oC đến 25oC là tốt nhất.
2.3.3. So sánh chất lượng cà phê nhân thu được bằng phương pháp lên men và bằng phương pháp cơ học.
Số liệu so sánh trình bầy ở bảng 6.
Cà phê nhân được chế biến theo phương pháp lên men có chất lượng tốt hơn rất nhiều so với cà phê nhân chế biến theo phương pháp cơ học. Nguyên nhân là khi sử dụng phương pháp cơ học, khối quả được bóc vỏ và làm sạch với tác động cơ học rất cao nên lớp vỏ trấu bị vỡ khá lớn nên không còn khả năng bảo vệ nhân cà phê do đó nhân cà phê bị biến mầu trong quá trình làm khô. Phương pháp lên men đã khắc phục hoàn toàn tình trạng này.
2.3.4. So sánh chất lượng cà phê tách thu được bằng phương pháp lên men và bằng phương pháp cơ học.
Cà phê nhân được loại bỏ tất cả các lỗi kỹ thuật, sau đó, rang bằng máy rang TN-100. Mỗi mẻ rang 100 gam. Xay và pha để nếm thử. Kết quả được trình bầy trong bảng7.
Qua bảng trên cho thấy, chất lượng của mẫu cà phê B có chất lượng tốt nhất, ứng với chế độ lên men từ 20oC đến 25oC, những mẫu cà phê A và C có điểm chất lượng và những nhận xét đều tốt hơn mẫu D. Điều đó chứng tỏ rằng, tất cả các mẫu cà phê chế biến theo phương pháp lên men đều tốt hơn phương pháp không lên men (phương pháp cơ học).
3 - Kết luận
Từ kết quả nghiên cứu thu được có thể rút ra các kết luận sau:
1. Cà phê nhân Arabica ở Sơn La được chế biến bằng phương pháp lên men cho chất lượng tốt hơn cà phê chế biến bằng phương pháp cơ học.
2. Khối quả cà phê Arabica phải được phân chia thành 2 phần riêng: phần quả chín và phần quả xanh được bóc vỏ riêng theo chế độ kỹ thuật phù hợp để tránh hiện tượng vỏ trấu bị nứt vỡ, ảnh hưởng xấu tới mầu sắc của cà phê nhân.
3. Chế độ lên men cà phê sau khi bóc vỏ như sau:
- Nhiệt độ: từ 20oC đến 25oC;
- Thời gian lên men: 25 giờ đối với khối quả chín và 30 giờ đối với khối quả xanh;
- Độ pH thích hợp từ 4,5 đến 6;
- Sử dụng dòng nước chuyển động liên tục kết hợp với đối lưu để ổn định nhiệt độ và độ pH của khối cà phê khi lên men;
- Đảm bảo chế độ lên men hiếu khí bằng cách liên tục xục không khí sạch vào dòng nước khi dẫn lưu qua khối cà phê trong quá trình lên men.
Tài liệu tham khảo
1 – Avellone S , Goyot B , Brillouet J M , Olguil E and Guiraud J P (2001): Microbiological and Biochimical Study ò Coffee Fermentation. Ln Current Microbiology, vol.42, p 252 – 256.
2 - Michael Sivetz - Coffee technology, Avi publishing company, INC, USA 1979.
3 - R. J Clarke “Green coffee Processing” Coffee Botany biochimistri & production of beens & beverage by M. N. Clifferd & K. C. WWillson, Croom Helm London – New York – Sydney 1987 p. 230 – 248.
4 - Đoàn Triệu Nhạn - Cây cà phê ở Việt nam, NXB Nông nghiệp, 1999.\
5 - Các tiêu chuẩn ngành (TCN) và Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) về cà phê.
6 - Nguyễn Minh Trang - Kỹ thuật chế biến cà phê, NXB Nông nghiệp, 1983.