Tiểu luận Trà, cà phê, ca cao lên men

Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Trường Đại học Bách Khoa Khoa Công nghệ Hóa học & Dầu khí BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC Tiểu luận TRÀ-CÀ PHÊ- CA CAO LÊN MEN GVHD : Ths. Nguyễn Thúy Hương SVTH : Ngô Thị Minh Châu Phạm Thị Như Đăng Phan Thu Quỳnh Lý Hồng Ngọc Vân Lớp : HC02BSH Năm học : 2005 – 2006 Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh MỤC LỤC TRANG PHẦN I: TRÀ LÊN MEN I GIỚI THIỆU VỀ TRÀ ...................................................................................... 02 1.Giới thiệu về trà ..................................................................................... 02 1.1 Nguồn gốc cây trà ................................................................ 02 1.2 Một số giống cây trà 2. Giới thiệu về trà .................................................................................... 03 2.1 Định nghĩa ........................................................................... 03 2.2 Phân loại .............................................................................. 03 2.3 Tình hình sản xuất trà ở nước ta .......................................... 03 2.4 Thành phần hóa học của trà ................................................ 03 2.4.1 Tanin ........................................................................... 05 2.4.2 Protid và axit amin ..................................................... 05 2.4.3 Ancaloit ....................................................................... 05 2.4.4 Enzym ......................................................................... 05 2.4.5 Gluxit .......................................................................... 05 2.4.6 Chất màu .................................................................... 05 2.4.7 Chất thơm ................................................................... 05 II.QUY TRÌNH SẢN XUẤT 1. Quy trình sản xuất trà đen .................................................................... 06 2. Một số quy trình sản xuất các loại trà khác............... ............................ 07 3. Giải thích quy trình ................................................................................ 07 3.1 Giai đoạn làm héo ............................................................... 07 3.2 Giai đoạn vò ........................................................................ 08 3.3 Lên men............................................................................... 08 3.4 Sấy ....................................................................................... 09 PHẦN II: CÀ PHÊ LÊN MEN CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÀ PHÊ VÀ CÀ PHÊ NHÂN ........................ 11 I. Nguồn gốc và lịch sử phát triển ..................................................................... 11 II. Mô tả cây cà phê và ph ân loại .................................................................... 11 1. Mô tả cây cà phê ................................................................................... 12 2. Phân loại ................................................................................................ 12 2.1 Cà phê chè........................................................................... 12 2.2 Cà phê vối ........................................................................... 13 2.3 Cà phê mít ........................................................................... 13 III. Thành phần hóa học của cà phê nhân ......................................................... 14 1. Cấu tạo hạt cà phê ................................................................................. 14 2. Thành phần hóa học hạt cà phê ............................................................. 15 3. Tổng quan về caffeine ........................................................................... 16 3.1 Tính chất hóa học ................................................................ 16 3.2 Tác dụng dược lý của caffeine ............................................ 16 IV. Công dụng cà phê ....................................................................................... 18 1. Công dụng cà phê .................................................................................. 18 2. Dược tính cà phê .................................................................................... 18 V. Tiêu chuẩn chất lượng cà p hê hòa tan ........................................................... 18 1. Yêu cầu thành phần .............................................................................. 18 2. Chỉ tiêu khác ......................................................................................... 18 CHƯƠNG III: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THEO PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG I. Tác nhân vi sinh vật ........................................................................................ 19 II. Bản chất sinh hóa .......................................................................................... 19 III. Quy trình công nghệ ..................................................................................... 19 CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ THEO P HƯƠNG PHÁP SINH HỌC I. Tác nhân vi sinh vật ........................................................................................ 25 II. Bản chất sinh hóa .......................................................................................... 26 III. Quy trình sản xuất và phân tích quy trình .................................................... 26 1. Thu nhận cà phê ..................................................................................... 28 2. Bóc vỏ ..................................................................................................... 28 3. Lên men .................................................................................................. 28 4. Sấy .......................................................................................................... 28 IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men ............................................... 29 1. Aûnh hưởng độ ẩm hạt cà phê đến quá trình lên men ............................. 29 2. Aûnh hửơng thời gian lên men đến pH của dung dịch và trọng lượng khối lên men ........................................................................................................................ 29 3. Aûnh hưởng hàm lượng mốc thêm vào .................................................... 29 4. Aûnh hưởng nhiệt độ của quá trình lên men ............................................. 29 V. Chỉ tiêu cảm quan và chỉ tiêu chất lượng ...................................................... 30 PHẦN III: CA CAO LÊN MEN I. Giới thiệu về cây ca cao .................................................................................. 32 1. Phân loại thực vật học .......................................................................... 32 2. Đặc điểm hình thái cây ca cao .............................................................. 32 3. Đặc điểm sinh thái cây ca cao .............................................................. 33 4. Thành phần hóa học trái ca cao ............................................................ 33 II. Thị trường sản xuất ca cao .............................................................................. 33 III. Quá trình lên men ca cao............................................................................... 34 1. Mục đích của quá trình lên men ca cao ............................................... 34 2. Hệ vi sinh vật gây lên men ca cao ....................................................... 34 3. Bản chất sinh hóa và những biến đổi sinh hóa diễn ra trong quá trình lên men ủ hạt ca cao.................................................................................................... 35 4. Những biến đổi vi sinh vật trong quá trình lên men ............................. 35 5. Thời gian lên men ................................................................................. 35 6. Các kiểu lên men hạt ca cao trên thế giới ............................................ 35 6.1 Phương pháp ủ thành đống ................................................ 35 6.2 Phương pháp ủ trong thúng ................................................ 35 6.3 Phương pháp ủ trong thùng ................................................ 35 6.4 Phương pháp ủ trên khay ................................................... 35 IV. Công nghệ sản xuất bột ca cao ...................................................................... 36 1. Quy trình công nghệ ............................................................................. 36 2. Giải thích quy trình .............................................................................. 37 2.1 Uû hạt ca cao ..................................................................... 37 2.2 Phơi và sấy hạt ca cao nhân ............................................ 38 2.3 Lọai bỏ tạp chất ............................................................... 39 2.4 Rang tách vỏ .................................................................... 39 2.5 Nghiền thô, phân ly ......................................................... 39 2.6 Nghiền nhân ca cao ......................................................... 39 2.7 Eùp..................................................................................... 39 2.8 Xay bánh dầu ................................................................... 40 2.9 Sàng ................................................................................. 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trà-cà phê-ca cao GVHD: Ths. Nguyễn Thúy Hương 1 PHẦN I : TRÀ LÊN MEN Trà-cà phê-ca cao GVHD: Ths. Nguyễn Thúy Hương 2 LÊN MEN TRÀ I. GIỚI THIỆU VỀ TRÀ: 1. Giới thiệu về cây trà: 1.1.Nguồn gốc của cây trà[1]: Cây Trà xuất hiện từ lúc nào trên quà điạ cầu nầy chưa ai xác định được , theo như các bảng thống kê việc sản xuất trà trên thế giới và kho dử liệu về trà cuả Trung Hoa đã làm cho người ta lầm tưởng rằng quê hương cuả cây trà là Trung Quốc hay Ấn-Độ. Nhưng theo các tài liệu xưa cổ và kết quả nghiên cứu gần đây cuả những nhà khoa học và hiệp hội trà thì trà không xuất xứ từ Trung Hoa hay Ấn Độ ( người ta không tìm thấy cây trà thiên nhiên hay cây trà hoang mọc ở các vùng châu thổ sông Hoàng Hà hay sông Hằng Hà).Quê hương thật sự của cây trà ở tận mãi phương Nam. Mặc dù người Trung Hoa đã biết đến cây trà từ thời nhà Châu (1134 -770 BC) nhưng mải đến đời nhà Tuỳ ( 581 - 618 AC) trà mới được du nhập vào Trung Quốc từ hai nước Nam Chiếu và Nam-Việt. Ðến đất Tàu trà được châm sóc kỷ lưởng và tinh vi, sau khoảng thời gian dài, trà được đưa lên hàng nghệ thuật. Hiện nay trên thế giới có trên 40 dân tộc có thới quen dùng trà làm thức uống Năm 1753, nhà thực vật học Thuỵ-Ðiển tên là Carl Von Liaeus đặt tên khoa-học cho cây trà là Theaceae, loại Camellia sinensis và xác định cây trà có nguồn gốc ở Trung Quốc. Nhưng một số các nhà học giả người Anh thì cho rằng nguồn gốc cây trà xuất phát từ Ấn-Độä, và cuộc tranh luân kéo dài trên hai thế kỷ. Năm 1976, Djemukhatze một nhà nghiên cứu thuộc viện Hàn-Lâm khoa-học Nga-Xô , đã đến nghiên cứu vùng trà cổ thụ tại Việt Nam trong 2 năm liền bằng phương pháp sinh hoá thực vật, Ông đã tìm ra những vết tích cây trà và lá trà hoá thạch từ thời kỳ đồ đá ở vùng đất tổ Hùng Vương Phú-Thọ. Tại vùng Suối Giàng, Nghỉa Lộ Yên-Bái trên độ cao khoảng 1000 thước trên mặt biển, có một vùng trà hoang dại khoảng 40,000 cây, có 3 cây trà cổ thụ sống hằng ngàn năm, cây lớn nhất chiều cao khoảng 9 thước, vòng ngang độ 3 người ôm không xuể. Ở vùng Cao Bắc Lạng có những cây trà hoang cổ thụ cao tới18 thước. Do đó ông xác định rằng Việt-Nam chính là quê-hương cuả cây trà trên thế giới. 1.2 Một số giống cây trà [2]: Trà trồng ở vùng đồi núi cao có khí hậu và thổ nhưỡng thích hợp . -Camellia sinensis: là cây trà trồng ở Ấn Độ và Trung Quốc. -Honey bush (Cyclopia spp): trồng ở Nam Phi, có vị ngọt nhẹ, giống vị mật ong. Trà-cà phê-ca cao GVHD: Ths. Nguyễn Thúy Hương 3 2. Giới thiệu về tra: 2.1 Trà là một loại nước giải khát phổ biến. hiện nay người ta đã phát hiện ra ngoài tác dụng giải khát ra, trà còn có khả năng chữa bệnh bởi vì trong trà có những dược chất như: vitamin C, B, PP, cafein, cathesin, muối khoáng... trà làm tinh thần sảng khoái, tỉnh táo, đỡ mệt mỏi, dễ tiêu hóa, trà còn chống được bệnh đường ruột như tiêu chày... 2.2 Phân loại: Có 3 loại trà được sản xuất hiện nay: -Trà đen (Black Tea) là trà được lên men hoàn toàn, có mùi thơm nồng, màu hổ phách hay màu đỏ nâu đậm. -Trà xanh (green tea) là trà không lên men, có mùi thơm nhẹ, màu xanh. -Trà lên một phần( Oolong tea). Non-fermented Light-fermented Medium-fermented Fully-fermented Da Hong Pao tea an Oolong tea Fuding Bai Hao Yinzhen tea, a white tea Green Pu-erh tuo cha, a type of compressed raw pu-erh 2.3. Tình hình sản xuất trà ở nước ta: Theo Tổng công ty trà Vinatea ( Trà Việt Nam ) từ năm 2000, toàn cỏi Việt Nam có 124 đầu mối xuất khẩu trà và 43 quốc gia bạn hàng. Và Việt Nam trở thành một trong 10 quốc gia sản xuất trà nhiều nhất trên thế giới với sản lượng 327 ngàn tấn /1 năm trà khô. Ngoài nước ta ra còn có rất nhiều nước trên thế giới sản xuất trà rất mạnh như India, China, Bangladesh, Pakistan, Iran, Sri Lanka, Taiwan, Japan, Indonesia, Nepal, Australia, Argentina, và Kenya 2.4. Thành ph ần hóa học của trà: Nước : chiếm 76% ở búp trà và 74-75% ở lá trà non. Trà-cà phê-ca cao GVHD: Ths. Nguyễn Thúy Hương 4 Chất hòa tan: chiếm 56% trọng lượng chất khô, trong đó 50 % là hợp chất phenol và gần 50% là gluxit tan, protit, axit amin, alcaloit ( chủ yếu là cafein), sắc tố, vitamin, enzyme. Bảng 1: Thành phần hương của trà đen Hợp chất Methyl jasmonte a-pinene Nerol Linalool oxide 1 Geraniol Linalool oxide 2 a-ionone Citronellal Benzyl alcohol Benzaldehyde Phenyl ethanol Linalool b-ionone Phenyl acetaldehyde cis-nerolidol Geranyl acetate Methyl jasmon Bảng 2: Thành phần hóa học của trà đen Thành p hần Giá trò Theaflavins (%) 0.78 Thearubigins (%) 8.02 High polymerized substances (%) 11.19 Caffeine % 3.51 Total polyphenols % 20.0 Amino acids % 1.0 Protein % 20.6 Lipid % 2.5 Carbohydrates % 32.1 Moisture % 6.0 Calcium (mg/100 g) 470 Phosphorus (mg/100 g) 320 Iron (mg/100 g) 17.4 Sodium (mg/100 g) 3.0 Potassium (mg/100 g) 2000 Vitamin A (U /100 g) 900 Vitamin A (IU/100 g) 500 Vitamin B1 (mg/100 g) 0.10 Vitamin B2 (mg/100 g) 0.80 Niacin (mg/100 g) 10 Gallic acid (%) 0.15 Epigallo catechin (%) 0.57 (+) Catechin (%) 0.18 Epicatechin (%) 1.51 Epigallocatechin gallate (%) 2.86 Epicatechin gallate (%) 0.30 Trà-cà phê-ca cao GVHD: Ths. Nguyễn Thúy Hương 5 2.4.1 Tanin: Tannin là hợp chất phenol và poliphenol (dẫn xuất của nó). Hiện nay có nhiều kiểu phân loại tannin nhưng người ta thường dùng 2 kiểu phân loại sau: *Phân loại theo thành phần hóa học: -Tanin ngưng tụ: gồm ester của acid galic với đường -Tanin thủy phân: gồm ester của axit galic với phần phi đường *Phân loại theo khung cacbon: -Dạng 1:có khung cacbon dạng C6-C1 -Dạng 2: có khung cacbon dạng C6-C2 -Dạng 3: có khung cacbon dạng C6-C3-C6 2.4.2 Protit và axitamin: Chiếm 22-26% chất khô Protit của trà hòa tan trong nước và có tính chất kiềm, tan ít trong cồn và axit Ơû trà khô lượng protit chiếm 29,6% còn ở trà non lipit chiếm 24-26% Qua chế biến hàm lượng protit và axit amin có thay đổi. Lượng protit giảm còn lượng axit amin tăng lên do trong quá trình thủy phân một phần protit tạo thành axit amin. Axit amin tự do tác dụng với dẫn xuất cathesol của trà tạo andehyt có mùi thơm dễ chịu cho trà 2.4.3 Ancaloit: Cafein là ancaloit quan trọng chiếm thành phần chủ yếu trong trà. Chiếm 3-5 % trọng lượng trà. Ngoài ra còn có Theo-bromin, Theo-philin với hàm lượng rất nhỏ 0.33% nhưng có vai trò quan trọng trong tạo hương trà. Lượng cafein trong trà nhiều gấp 4 lần trong cà phê 2.4.4 Enzym: Trong lá trà có 2 nhóm enzym quan trọng là enzyme oxy hóa khử và nhóm enzyme thủy phân. Enzyme oxy hóa khử: polyphenol oxydase và peroxydase 2.4.5 Gluxit: Tùy theo điều kiện trồng trọt và thu hái mà ta có hàm lượng gluxit thay dổi nhiều hay ít 2.4.6 Chất màu: Màu của nước trà là một chỉ tiêu cảm quan quan trọng của trà thành phẩm. Màu của trà do hai loại sắc tố tạo nên: sắc tố có sẵn trong nguyên liệu ban đầu và sằc tố tạo ra trong quá trình chế biến. -Sắc tố tự nhiên ban đầu chủ yếu là clorofil A, clorofil B, pheo[hytyl A, B carotenoit, Xantophin, Viocxantin,…qua gia công chế biến thì thường giảm đi. -Sắc tố tạo ra trong quá trình chế biến: Teaflavin (TF) và Tearubigin (TR) là 2 chất mầu đặc trưng có trong chè đen. TF có mầu vàng ánh kim, còn TR có mầu đỏ nâu. Chúng được hình thành do hàng loạt phản ứng kế tiếp nhau, ôxy hoá các hợp chất polyphenol trong quá trình lên men lá chè, nhờ đó, đã tạo ra những tính chất đặc trưng về mùi, vị.. mầu sắc của chè đen. 2.4.7 Chất thơm: Cũng là một chỉ tiêu quan trọng của trà thành phẩm. Tạo từ nguồn tự nhiên và qua gia công chế biến. II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT: Trà-cà phê-ca cao GVHD: Ths. Nguyễn Thúy Hương 6 1. Quy trình sản xuất trà đen: Trà-cà phê-ca cao GVHD: Ths. Nguyễn Thúy Hương 7 2. Một số quy trình sản xuất các lọai trà khác: 3. Giải thích quy trình: 3.1) Giai đoạn làm héo: Mục đích giai đoạn này là giảm bớt hàm lượng nước trong búp chè, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vỏ. Khi làm héo, lượng nước của búp chè giảm đi 38 - 40%, làm cho búp chè dẻo dai hơn giúp cho quá trình vò đỡ giập nát. Khi lượng nước giảm thì hàm lượng chất khô trở nên đậm đặc, tạo điều kiện cho các phản ứng sinh hóa và các quá trình biến đổi khác diễn ra dễ dàng hơn, nâng cao chất lượng chè thành phẩm. Protein biến đổi sâu sắc để tạo thành các axit amin hoà tan. Một số chất khác như VitaminC, diệp lục. Tinh bột giảm đi, cafein có tăng lên một chút do axitamin hình thành cafein. Điều kiện cần thiết để làm héo tốt là: - Ẩm độ không khí : 60 - 70% - Nhiệt độ không khí: 44 - 450 C - Thời gian héo: 3 - 4 giờ. Phương pháp làm héo: có thể dùng phương pháp tự nhiên như nhờ nắng, gió, không khí…hay dùng phương pháp nhân tạo :Trà thu hoạch sẽ được trải đều trên các máng có nhiều lỗ nhỏ đan sen có bề ngang