Khi vỏ cà phê không còn là thứ bỏ đi
Sáng 10/9, Sàn Giao dịch Công nghệ TP.HCM (TECHPORT) tổ chức sự kiện “Hợp tác công nghệ” giới thiệu các giải pháp công nghệ từ các viện nghiên cứu, trường đại học, doanh nghiệp công nghệ đến các đơn vị tại TP.HCM và các tỉnh thành trên cả nước.
Tại sự kiện PGS.TS Trần Thị Thu Trà, đại diện nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Bách khoa - ĐHQG TP.HCM trình bày nghiên cứu "Giải pháp tận dụng vỏ và thịt quả cà phê; Phát triển trà cascara, mứt đông và mật cascara; Định hướng hợp tác và chuyển giao công nghệ. Nghiên cứu tập trung xây dựng quy trình thu nhận, kiểm soát và chế biến cascara thành các sản phẩm thực phẩm. Cách tiếp cận của nhóm bắt đầu từ đặc tính nguyên liệu, kiểm soát an toàn rồi mới lựa chọn công nghệ và thiết bị phù hợp.
Từ đặc tính cascara đến bài toán nguyên liệu
Việt Nam là một trong những nước sản xuất cà phê lớn trên thế giới. Theo số liệu USDA được nhóm nghiên cứu sử dụng, niên vụ 2026 - 2027, sản lượng cà phê Việt Nam dự báo đạt 32,5 triệu bao, trong đó Robusta khoảng 31,4 triệu bao và Arabica 1,1 triệu bao.
Đi cùng sản lượng lớn là lượng vỏ và thịt quả đáng kể bị loại bỏ sau thu hoạch. Đây là phần nguyên liệu PGS.TS Trần Thị Thu Trà và cộng sự lựa chọn để nghiên cứu theo hướng chế biến thực phẩm, thay vì chỉ làm phân hữu cơ, chất đốt hay giá thể.
Theo nhóm nghiên cứu, cascara - phần vỏ và thịt quả cà phê - không phải nguyên liệu đồng nhất. Ở Arabica, phần này chiếm khoảng 43 - 45% khối lượng quả; ở Robusta khoảng 41 - 42%. Thành phần cũng khác nhau rõ rệt: mẫu Robusta có protein 7,88%, xơ thô 18,82% và tổng polyphenol 80 mg GAE/100 g, cao hơn Arabica lần lượt 4,08%, 13,79% và 21,99 mg GAE/100 g. Ngược lại, chất rắn hòa tan của Arabica cao hơn, ở mức 16 °Brix so với 11,33 °Brix của Robusta.
Cascara còn chứa tannin, pectin, caffeine, polyphenol và anthocyanin, tạo nên những đặc tính về vị chát, vị đắng, độ nhớt, màu sắc và hoạt tính sinh học. Vì thế, giống cà phê, độ chín, vùng nguyên liệu và phương pháp sơ chế đều ảnh hưởng đến chất lượng cascara.
PGS. TS Trần Thị Thu Trà
Ba phương pháp chế biến khô, ướt và honey cũng tạo ra những dòng phụ phẩm khác nhau. Việc nhận diện và kiểm soát từng loại cascara vì thế là bước quan trọng trước khi đưa nguyên liệu này vào chế biến thực phẩm - mở ra hướng biến phần vốn bị xem là “bỏ đi” thành sản phẩm có giá trị cao hơn.
Kiểm soát ngay từ công đoạn xát tươi
Trong nghiên cứu của PGS.TS Trần Thị Thu Trà và cộng sự bài toán an toàn nguyên liệu được đặt trước bài toán phát triển sản phẩm. Theo nhóm nghiên cứu, nếu cascara được sử dụng làm nguyên liệu thực phẩm thì việc kiểm soát phải bắt đầu ngay tại nơi phát sinh.
Tại công đoạn xát tươi, vỏ và thịt quả được tách riêng khỏi hạt. Nguyên liệu cần được thu nhận riêng, hạn chế lẫn quả không đạt yêu cầu và các tạp chất. Một yêu cầu khác là không để cascara tiếp xúc với nền đất. Sau khi thu nhận, thời gian lưu cần được kiểm soát để hạn chế những biến đổi bất lợi trước khi nguyên liệu được đưa vào các công đoạn tiếp theo.
Truy xuất nguồn gốc cũng được đưa vào quy trình. Theo đó, nguyên liệu cần có thông tin về nguồn gốc, vùng trồng và quá trình sản xuất để phục vụ việc kiểm soát chất lượng. Cách tiếp cận này nhằm phân biệt cascara dành cho chế biến thực phẩm với phụ phẩm được thu gom thông thường.
PGS.TS Trần Thị Thu Trà cùng nhóm nghiên cứu vì vậy xây dựng yêu cầu quản lí cascara theo hướng tương tự một nguyên liệu thực phẩm. Năm yêu cầu được thể hiện trong tài liệu gồm thu nhận riêng, ngăn lẫn tạp chất, kiểm soát thời gian lưu, truy xuất nguồn gốc và không để tiếp xúc với nền đất.
Từ nguyên liệu đầu vào, việc kiểm soát tiếp tục được đặt ra đối với sản phẩm cuối cùng. Các nhóm chỉ tiêu được đề cập gồm cảm quan, hóa lí, vi sinh, phụ gia thực phẩm, cùng các yêu cầu về kim loại nặng, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, bao bì và nhãn sản phẩm.
Cách tiếp cận này khiến công nghệ chế biến không được tách rời khỏi quản lí nguyên liệu. Với cùng một tên gọi cascara, sản phẩm đầu vào có thể khác nhau về thành phần và trạng thái tùy phương pháp sơ chế. Vì vậy, quy trình xử lí phải được thiết kế dựa trên đặc tính thực tế của nguyên liệu.
Đây cũng là lí do nhóm nghiên cứu không chỉ xây dựng một dây chuyền duy nhất mà đưa ra nhiều phương án thiết bị. Ở công đoạn xử lí enzyme, phương án dành cho cơ sở quy mô nhỏ có thể sử dụng bồn inox hai lớp có cánh khuấy. Với quy mô lớn hơn, có thể sử dụng bồn phản ứng kín bán tự động hoặc cụm phản ứng enzyme được kiểm soát tự động.
Ở công đoạn lọc, các phương án được xem xét gồm lọc túi, lọc rung, lọc khung bản, ly tâm tách bã và lọc màng. Đối với cô đặc, nhóm nghiên cứu đưa ra các lựa chọn như cô đặc màng rơi, cô đặc tuần hoàn cưỡng bức và cô đặc bề mặt quét. Việc lựa chọn thiết bị phụ thuộc vào đặc tính dịch, độ nhớt, yêu cầu sản phẩm, năng suất và điều kiện đầu tư.
Từ một dòng nguyên liệu đến trà, mật và mứt đông
Trên nền tảng kiểm soát nguyên liệu, PGS.TS Trần Thị Thu Trà cùng cộng sự xây dựng chuỗi công nghệ để phát triển ba sản phẩm chính từ cascara gồm trà, mật và mứt đông.
Quy trình nền tảng bắt đầu từ cascara, sau đó nguyên liệu được nghiền nhỏ, xử lí enzyme nhằm hỗ trợ quá trình bóc tách hợp chất, lọc dịch chiết rồi phân luồng sang các công đoạn chế biến khác nhau. Sơ đồ công nghệ trong tài liệu cho thấy cùng một nguồn nguyên liệu có thể được đưa vào các quy trình sản phẩm khác nhau.
Với trà Cascara đóng chai, dịch chiết sau lọc được phối trộn để điều chỉnh các thành phần của sản phẩm, sau đó rót chai và thanh trùng. Đây là hướng chế biến dạng đồ uống, tận dụng phần dịch chiết từ cascara thay vì sử dụng toàn bộ nguyên liệu ở dạng rắn.
Với mật Cascara, dịch chiết được đưa qua công đoạn cô đặc trước khi phối trộn, rót chai và thanh trùng. Sản phẩm được định hướng sử dụng ở dạng sánh, có thể phối hợp với đồ uống hoặc sử dụng trong chế biến thực phẩm.
Ở mứt đông Cascara, dịch cô đặc được phối hợp với đường, pectin và các thành phần phù hợp để tạo cấu trúc đông. Hỗn hợp được rót vào lọ thủy tinh, thanh trùng và định hình sản phẩm trước khi hoàn thiện bao bì.
PGS. TS Trần Thị Thu Trà
Nhóm nghiên cứu cũng xem xét công đoạn thanh trùng theo từng loại sản phẩm và bao bì. Các phương án gồm thanh trùng theo mẻ, đường hầm thanh trùng, retort hoặc autoclave và UHT kết hợp đóng gói vô trùng. Mỗi phương án có yêu cầu khác nhau về nhiệt độ, thời gian, thiết bị, bao bì và quy mô sản xuất.
Bên cạnh ba dòng sản phẩm chính, PGS.TS Trần Thị Thu Trà và cộng sự còn nghiên cứu các hướng sử dụng khác của cascara. Bột vỏ cà phê sấy khô và trà cascara lên men có thể được phối trộn để phát triển các sản phẩm bánh như cookie và cracker. Bã cà phê sau pha chế hoặc chiết xuất công nghiệp cũng được xem xét để bổ sung chất xơ cho một số sản phẩm bánh nướng và đồ uống phối hợp.
Tài liệu nghiên cứu đồng thời cho thấy cascara trên thị trường quốc tế đã được phát triển thành nhiều dạng sản phẩm như trà, đồ uống đóng chai, syrup, dịch cô đặc, mứt, bột nguyên liệu, bánh và các sản phẩm phối hợp. Tại Việt Nam, một số sản phẩm trà và đồ uống từ cascara đã xuất hiện, song quy mô thị trường được đánh giá còn nhỏ.
Với PGS.TS Trần Thị Thu Trà, bài toán tiếp theo không chỉ nằm ở việc hoàn thiện công thức mà còn là khả năng đưa quy trình vào sản xuất thực tế. Nhóm nghiên cứu xây dựng mô hình chuyển giao gồm 5 bước: khảo sát nguyên liệu và hiện trạng hạ tầng của doanh nghiệp; xác lập mục tiêu và tiêu chuẩn sản phẩm; thử nghiệm và lựa chọn thiết bị; hoàn thiện hồ sơ chất lượng, công bố tiêu chuẩn; sau đó đào tạo nhân sự, hỗ trợ sản xuất thử và chuyển giao.
Cách làm này đặt PGS.TS Trần Thị Thu Trà và nhóm nghiên cứu vào một chuỗi công việc xuyên suốt từ nguyên liệu đến sản phẩm. Cascara trước hết phải được xác định đúng về nguồn gốc và thành phần; sau đó được thu nhận, bảo quản và kiểm soát theo yêu cầu của nguyên liệu thực phẩm; cuối cùng mới lựa chọn quy trình, thiết bị và sản phẩm phù hợp.
Từ một phần phát sinh trong quá trình sơ chế cà phê, vỏ và thịt quả vì vậy đang được tiếp cận theo một hướng khác: Trở thành nguồn nguyên liệu để nghiên cứu và phát triển thực phẩm. Với PGS.TS Trần Thị Thu Trà và cộng sự, giá trị của hướng nghiên cứu không nằm ở việc tận dụng một phần phụ phẩm đơn lẻ, mà ở việc xây dựng được chuỗi kiểm soát từ nơi nguyên liệu phát sinh đến khi hình thành sản phẩm.
