Tổng quan về thành phần hóa học và hướng tận dụng phế phầm trong ngành chế biến cà phê

Bài viết Tổng quan về thành phần hóa học và hướng tận dụng phế phầm trong ngành chế biến cà phê khái quát về thành phần hóa học và lợi ích của vỏ cà phê. Ngoài ra, các nghiên cứu khoa học về ứng dụng của vỏ cà phê nhằm tối ưu được giá trị của trái cà phê mang lại và hạn chế chất thải trong quá trình chế biến.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng quan về thành phần hóa học và hướng tận dụng phế phầm trong ngành chế biến cà phê TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HƯỚNG TẬN DỤNG PHẾ PHẦM TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ Dương Anh Tân Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh GVHD: ThS. Trần Thị Ngọc Mai TÓM TẮT Vỏ cà phê, nguồn phụ phẩm thu được sau khi đã tách hạt cà phê, có hàm lượng chất dinh dưỡng cao với tiềm năng được sử dụng làm nguyên liệu thô trong ngành công nghiệp thực phẩm. Tuy nhiên, vỏ cà phê lại thường bị vứt đi hoặc sử dụng dưới dạng phế phẩm nông nghiệp. Bài tổng quan này giúp khái quát về thành phần hóa học và lợi ích của vỏ cà phê. Ngoài ra, các nghiên cứu khoa học về ứng dụng của vỏ cà phê nhằm tối ưu được giá trị của trái cà phê mang lại và hạn chế chất thải trong quá trình chế biến. Bên cạnh đó, do xu hướng của thực phẩm, khả năng sử dụng vỏ cà phê để chế biến một số thực phẩm có lợi cho sức khỏe con người như trà, sữa chua bổ sung chất chống oxy hóa từ vỏ cà phê, thực phẩm chức năng,… Từ khóa: thành phần hóa học, hoạt tính sinh học, phụ phẩm từ vỏ cà phê 1. Giới thiệu Quả cà phê là quả của cây thuộc họ Rubiaceae. Có hai loài cây cà phê đã được khai thác thương mại, bao gồm cà phê Robusta và Arabica, lần lượt chiếm 25% và 75% sản lượng cà phê trên thế giới (Mussatto và cs, 2011b). Hiện nay, nước ta có diện tích cà phê khoảng 500000 ha, sản lượng đạt 738.000 tấn/năm (2006). Ước tính vỏ cà phê chiếm 40-45% trọng lượng hạt cà phê thì hàng năm ngành chế biến cà phê thải ra khoảng 332.000 tấn vỏ (Đoàn Triệu Nhạn và cs, 1999). Do đó, trên thế giới người ta cũng đã tiến hành nghiên cứu tận dụng và xử lí vỏ cà phê góp phần tận dụng hiệu quả nguồn phế thải khổng lồ này (Đoàn Triệu Nhạn và cs, 1999). Trên toàn cầu, cà phê là mặt hàng lớn thứ hai và sản xuất ước tính 0,5 và 0,18 tấn bã cà phê và vỏ trấu tương ứng trên mỗi tấn cà phê tươi (Roussos và cs, 1995). Theo Tổ chức Cà phê Quốc tế (International Coffee Organisation, 2017), sản lượng cà phê hàng năm tăng từ 140 triệu lên 152 triệu bao 60 kg kể từ năm 2010, do đó giảm thiểu phụ phẩm cà phê là một thách thức nghiêm trọng cần được giải quyết (Brendan Janissen và cs, 2018). 359 2. Thành phần hóa học của vỏ cà phê Thành phần hóa học của các sản phẩm phụ của cà phê thay đổi đáng kể thông qua quá trình chế biến khô và ướt, rang và pha, với những thay đổi lớn có thể nhìn thấy trong hàm lượng chất xơ, carbohydrate và caffein (Bảng 1). Bảng 1: Thành phần hóa học của phụ phẩm cà phê (Brendan Janissen và cs, 2018). Thành phần (%) Lớp vỏ ngoài Lớp vỏ trấu Lớp vỏ lụa Carbohydrate 44,00-50,00 57,80 44,00 Cellulose 63,00 43,00 17,90 Hemicellulose 2,30 7,00 13,10 Độ ẩm 81,40 12,00 59,00-10,30 Lipid 2,50 1,50-2,00 2,20 Chất xơ tổng số 18,00-21,00 31,90 62,40 Tro 8,90 6,00 4,70-7,00 Protein 10,00-12,00 9,20 16,20-18,60 Nito 3,20 1,80 3,00 Caffein 1,25-1,30 1,20 1,40 Tannin 1,80-8,60 4,50-9,30 0,02 Acid chlorogenic 10,70 12,59 15,82 3. Ứng dụng của vỏ cà phê Việc tận dụng các sản phẩm phụ từ cà phê để gia tăng giá trị là điều cần thiết phải xem xét để hướng đến việc xử lý chất thải cà phê và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các ứng dụng gia tăng giá trị truyền thống gần như không hiệu quả như làm thức ăn chăn nuôi, phân bón,... Các ứng dụng hiện nay bao gồm sản xuất giá thể trồng nấm, enzyme, acid hữu cơ, nhiên liệu sinh học và phân bón mang lại giá trị cao hơn (Bảng 2). 360 Bảng 2: Ứng dụng của các phụ phẩm từ cà phê và hoạt tính sinh học. Phụ phẩm Ứng dụng Hoạt tính sinh học Nguồn tham khảo Lớp vỏ thịt Amylase 2163 U/g Murthy và cs, 2011 Thức ăn chăn nuôi Nurfeta và cs, 2010 Acid caffeic 7,2% Torres-Mancera và cs, 2011 Cellulase 2141 U/g Murthy và cs, 2011 Acid chlorogenic 54,4% Murthy và cs, 2012a Phân trộn 15C/N Nogueira và cs, 1999 Acid ferulic 19,8% Torres-Mancera và cs, 2011 Giá thể trồng nấm 138% Velazquez-Cedeno và cs, 2002 Acid p-coumaric 2,3% Torres-Mancera và cs, 2011 Pectinase 12,936 U/g Murthy và cs, 2011 Polyphenol Sera và cs, 2010 Xylanase 1,4765 U/g Murthy và cs, 2012a ...