Các loại cà phê, thành phần hóa học và cấu trúc cà phê

1. Các giống cà phê chính.

 

Cà phê thuộc:

 

Ngành: Magnoliophyta

 

Lớp: Magnoliopsida

 

Bộ: Gentianales

 

Họ: Rubiaceae

 

Chi: Coffea

 

Cà phê có các giống sau:

 

Cây thuộc dạng bụi, cao 3-5m, trong điều kiện đất đai thuận lợi có thế cao 7-10m. Độc thân hoặc nhiều thân, nhiều cành nằm ngang. lá đối xứng, hình trứng dài, rìa lá quăn, xanh đậm, phiến lá có nhiều gân, kích thước lá thay đổi theo từng chủng và điều kiện ngoại cảnh, thường dài từ 10-15 cm, rộng từ 4-6 cm. Quả cà phê thuộc loại quả thịt, hình trứng, khi chín có màu đỏ tươi (chủng caturra amarello có màu vàng).

 

1.1. Cà phê Arabica (Cà phê chè)

 

Hạt có vỏ lụa màu bạc, ít bám nhân. Kích thước dài từ 5-10mm, rộng 4-7mm, dày 2-4mm. Trọng lượng hạt 500-700hạt/100g Hàm lượng caffeine trong hạt l-3%.

 

Cây cà phê arabica (cà phê chè)

 

Năng suất: Khoảng 400-500kg cà phê nhân (hạt)/ha thuộc loại tốt, 600-800kg/ha thuộc loại có phẩm chất cao. Cà phê chè có hương thơm, vị dịu.

 

1.2. Cà phê Robusta (Cà phê vối)

 

Là dạng cây gỗ hay cây bụi, cây cao từ 3-8m, độc thân hay nhiều thân, cành thường rủ xuống. Lá hình trứng hoặc hình lưỡi mác, kích thước lá lớn hơn lá cà phê chè: dài 10-40cm, rộng 8-10cm. Quả hình trứng hoặc hình tròn, quả chín có màu đó nhạt hoặc màu hổng, trên quả thường có đường gân dọc. Hạt hình bầu dục hoặc hình tròn, vỏ lụa màu trắng rất khó bong, dài 5-8mm, trọng lượng hạt 600-900 hạt/100g.

 

Hàm lượng caffeine trong hạt 1,97-3,06% là loại có nhiều caffeine nhất trong 3 loại. Năng suất: loại thường từ 500-600kg nhân/ha, loại tốt 800+1000kg/ha.

 

Cây cà phê Robusta (cà phê vối)

 

Giá trị thương phẩm: hương thơm kém hơn cà phê chè, vị trung tính, thường để pha trộn với cà phê chè, đại bộ phận dùng chế biến cà phê hoà tan, cà phê sữa, bánh kẹo cà phê.

 

1.3. Cà phê excelsa ( Cà phê mít, hay cà phê liberica )

 

Cây cao từ 6-15m, có khi cao tới 20m trong điêu kiện tót, cành lá mọc thành tán tròn hoặc hình chóp nón. Lá hình trứng hoặc hình lưỡi mác, gân là nổi nhiều ở mặt dưới lá có kích thước lớn. Quả hình trứng hơi ép ngang, quả chín có màu đó, quả to, vỏ dầy. Hạt có hình dáng giống hạt cà phê chè, hạt có màu vàng xanh hay màu vàng rạ, vỏ lụa dính sát vào nhân, khó bong. Trọng lượng hạt 700-1000 hạt/100g. Hàm lượng caffeine trong hạt 1,02-1,15%.

 

Cây cà phê Excelxa cà phê mít

 

Năng suất: Bình thường 500+600kg cà phê nhân/ha, tốt: 1200-1400kg.

 

Giá trị thương phẩm hạt không đều, khó chế biến, hương vị thất thường. Giá thị trường kém hơn loại arabica và robusta, nhưng về mặt trồng trọt nó là loại cà phê sinh trường khoẻ, chịu được hạn, ít đòi hỏi công chăm sóc, hầu như không bị sâu phá hoại.

 

2. Cấu tạo quả cà phê

 

2.1. Vỏ quả

 

Vỏ quả là lớp màng mỏng ngoài cùng, dai, thành phần chủ yếu là cellulose, chiếm khoảng 20-23% khối lượng quả. Bên trong là lớp mang màu, khi quả xanh lớp mang màu là chlorophyl màu xanh, khi quả chín lớp mang màu là anthoxian màu đó. Phía ngoài vỏ quả được phủ một lớp sáp mỏng có tác dụng chống thoát ẩm cho quả lớp này mất dần khi quả chín Ngoài ra trong vỏ quả còn có alkaloỉd, tanin, caffeine và các loại men.

 

Cấu tạo quả cà phê

 

Qua nhiều nghiên cứu, người ta phân tích được thành phân của vỏ quả như sau:

 

Thành phần hóa học của vỏ quả cà phê.

 

2.2. Thịt quả

 

Thịt quả xếp tiếp theo lớp vỏ quả, là lớp khá dày (1,5-2mm) gồm những tế bào mềm, không có caffeine, tanin, nhiều đường và pectin, chiếm khoảng 43-45% khối lượng quả. Khi quả xanh, lớp thịt quả có tác dụng dự trữ chất dinh dưỡng và cung cấp chất dinh dưỡng cho hạt phát triển. Khi quả chín, lớp thịt quả chuyển sang giai đoạn phân giải.

 

2.3. Vỏ trấu (thóc)

 

Tiếp theo lớp thịt quả là lớp vỏ trấu, hay còn gọi là vỏ thóc, vỏ cứng, chiếm khoảng 6-7,5% khối lượng quá. Thành phần chủ yếu là cellulose, muối khoáng và một ít lượng chấ béo. Lớp vỏ cứng thực chất là một màng bán thấm thô giữ nhiệm vụ bảo vệ cho nhân.

Vỏ thóc khô của cà phê chè mỏng và để đập vỡ hơn so với cà phê vối và cà phê mít.

 

Thành phần hóa học của vỏ chấu

 

2.4. Vỏ lụa

 

Là lớp vỏ mỏng nằm sát nhân, vỏ lụa thực chất là màng bán thấm tinh. Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc, rất mỏng và dễ bong ra khỏi hạt khi chế biển, còn vỏ lụa của cà phê vối có màu nâu nhạt, cà phê mít có màu vàng nhạt, bám rất chắc vào nhân.

 

2.5. Nhân

 

Nhân của một quả có 1, 2 hoặc 3 hạt, nhưng thường có 2 hạt, bên trong là phôi và nhũ. Nhân chiếm khoảng 30% khối lượng quả. Nhũ chứa toàn bộ chất dinh dưỡng của.

 

Thành phần hóa học của nhân cà phê

 

Qua tóm tắt như trên, thành phần hóa học của quả cà phê được tóm tắt như sau:

 

Tỉ lệ thành phần chính của quả cà phê

 

3. Thành phần hoá học của quả cà phê

 

3.1. Caffeine

 

Caffeine là một alkaloid, công thức làC8H10O2N4.H2O caffeine khan chứa 28.8%N.

 

Công thức cấu tạo của Caffeine

 

Caffeine được tổng hợp từ lá, hàm lượng thay đổi trong khoảng 0,5-1% chất khô, tập trung nhiều nhất ở nhân.

 

Caffeine cũng có trong vỏ quả, hạt caffeine có trong tế bào chất và gắn chặt với màng tế bào. Caffeine kết hợp với acid chlorogenic (CGA) tạo thành Hemichlorogenate caffeine - potassium. Hàm lượng caffeine trong nhân thay đổi tuỳ vào giống cà phê, thường dao động trong khoảng 0.2+4%. Ví dụ: Cà phê chè hàm lượng caffeine 1,2+1,5%, cà phê vối 2,0+3,5%.

 

3.2. Protein và acid amin

 

Hàm lượng protein thay đối ở cà phê Arabica là 9,2% (hạt khô), Robusta 9,5% (hạt khô). Protein trong cà phê gồm những chất hoà tan trong nước (albumin) khoảng 5% và chất không tan trong nước. Acid amin không khác nhiều ở Arabica và Robusta. Trong quá trình trữ hạt cà phê, do sự tăng nhiệt độ khối hạt nên có sự phân giải protein mất acid amin cùng với sự mất đường làm cho hạt cà phê biến màu nâu, giảm chất lượng nước pha. Quá trình rang cà phê cũng làm giảm acid amin, chúng tham gia vào các hợp chất tạo hương thơm, chính các acid amin này đóng góp trực tiếp vào một số hương thơm quan trọng của nước pha.

 

3.3. Các enzyme

 

Hạt cà phê cũng như các bộ phận khác của cây chứa một lượng lớn enzyme. Một số enzyme như β-glucosidase, protease, lipase,… tăng hoạt động trong quá trình chế biến và tồn trữ có thể làm cho các sản phẩm tốt hơn như tạo ra các dụng aglycone, acid amin tự do và acid béo tự do ảnh hưởng đến nước pha.

 

Polyphenol oxydase (PPO) kết chặt vào màng tế bào và chúng hoạt động chỉ khi được phóng thích. PPO có trong vỏ cà phê ở lớp ngoài và vùng trung tâm của hạt. PPO là chỉ tiêu quan trọng để dự đoán chất lượng hạt. Hoạt tính của PPO thể hiện đặc biệt.

 

Hoạt tỉnh thấp của PPO trong quá trình tồn trữ là những yếu tố làm giảm chất lượng nước pha. Những yếu tố đó là kỹ thuật canh tác, phương pháp chế biến cà phê nhân, thời gian và điều kiện tồn trữ. Những nguyên nhân làm giảm hoạt tính của PPO là sự hư hỏng của màng tế bảo, sự oxy hóa acid ceffoquuinic (CQA) thành quinon và sự ức chế của enzyme do quinon.

 

3.4. Cacbonhydrate

 

Cacbonhydrate có phân từ khối nhỏ, tan trong nước và 80% tan trong ethanol chủ yêu là mono, đi và oligosaccharide. Hàm lượng đường giảm đi trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ cao cùng với sự biến màu làm giảm chất lượng nước pha.

 

Polysacchanride có ở cà phê Robunta là 38-48% trọng lượng đường và nhiều hơn ở cà phê Arabica. Các polysaccharide chính là mantose, galactose và acid galacturonic. Polysacchanride dự trữ nằm trong lớp vỏ tế bào gồm những sợi cellulose kết chặt như lignin, pectin và hernicellulose.

 

3.5. Lipid

 

Hàm lượng lipid thô có trong cà phê Arabica nhiều hơn trong cà phê Robusta và trong cùng một loài, hàm lượng lipid cũng thay đổi tuỳ theo địa điểm canh tác. Lipid thô điển hình là dầu, chúng phân phối trong tế bào chất. Sự oxy hóa và ôi dầu xảy ra trong quá trình tồn trữ hạt nhưng ít ảnh hưởng sau quả trình rang. Trong quá trình rang, khi rang đến một mức độ nhất định, lipid bao quanh bề mặt hạt làm hạn chế sự mất chất thơm và lượng lipid mất đi khoảng 1-2%.

 

3.6. Các acid hữu cơ

 

Acid quinic ở dạng tự do và dạng ester hóa. Hàm lượng acid quinic tự do từ 0,4-0,7%. Dạng ester quan trọng là acid chlorogenic (CGA), có nhiều trong hạt sống, cà phê rang, bột cà phê hòa tan và nước pha.

 

Hàm lượng CGA ở cà phê Arabỉca 5% và cà phê Robusta là 10% trong cà phê nhân.

 

Các phương pháp chế biến không ảnh hưởng nhiều đến CGA.

 

Sự mắt màu của hạt do tồn trữ cũng không ảnh hưởng nhiều đến CGA.

 

Trong quá trình chế biển cà phê cà phê rang và hòa tan có khử caffeine thì sẽ làm giảm mạnh hàm lượng.

 

Acid quinic là sản phẩm từ CGA trong quá trình rang cà phê.

 

Ngoài ra trong cà phê nhân còn có các loại acid khác là: acid citric (0,5%), acid malic (0,5%), acid oxalic (0,2%), acid tartatic (0,4%).

 

Các acid hữu cơ này góp phần tạo nên vị chua dịu của cà phê.

 

3.7. Các chất thơm.

 

Cà phê có khoảng trên 700 hợp chất thuộc 47 nhóm chất bay hơi.

 

Các hợp chất (chuyển CGA thành phenol), giảm thành phần protein thành dạng có chứa lưu huỳnh.

 

Nguồn:http://bancaphetrungnguyen.com/