Đánh giá hạt cà phê bằng SEM và NIR: Điều gì ẩn giấu bên trong hạt cà phê

Đánh giá hạt cà phê bằng SEM và NIR giúp khám phá cấu trúc và đặc tính bên trong hạt. Tìm hiểu SEM trong cà phê, NIR spectroscopy trong cà phê cùng ILOTA. 

Khi quan sát một hạt cà phê xanh hoặc hạt cà phê sau rang bằng mắt thường, chúng ta chủ yếu nhận biết được màu sắc, kích thước, hình dạng và một số khuyết tật trên bề mặt. Trong khi đó, nhiều biến đổi quan trọng lại diễn ra ở cấp độ vi mô: cấu trúc tế bào, hệ thống lỗ rỗng, mức độ biến dạng thành tế bào, độ ẩm và sự thay đổi thành phần hóa học.

Đây là lý do đánh giá hạt cà phê bằng SEM và NIR ngày càng được quan tâm trong nghiên cứu và kiểm soát chất lượng. Hai phương pháp này tiếp cận hạt cà phê theo hai hướng bổ sung cho nhau. SEM giúp quan sát hình thái và cấu trúc vi mô, còn NIR spectroscopy cung cấp thông tin về thành phần và đặc tính của mẫu thông qua tín hiệu quang phổ.

Có thể hình dung đơn giản, đánh giá hạt cà phê bằng SEM và NIR giống như sử dụng hai “ống kính” khác nhau. Một phương pháp giúp quan sát cấu trúc vật chất ở kích thước rất nhỏ, trong khi phương pháp còn lại giúp khai thác thông tin hóa học được mã hóa trong phổ hấp thụ.

Điểm đáng chú ý là SEM và NIR không phải hai phương pháp có thể thay thế hoàn toàn cho nhau. Khi được sử dụng đúng mục đích, chúng giúp bổ sung dữ liệu về cấu trúc và thành phần, từ đó hỗ trợ giải thích tại sao những hạt cà phê có cùng nguồn gốc vẫn có thể khác nhau về đặc tính vật lý, hóa học và phản ứng trong quá trình rang.

SEM trong cà phê là gì?

SEM trong cà phê là phương pháp sử dụng kính hiển vi điện tử quét để quan sát hình thái bề mặt và cấu trúc vi mô của mẫu ở độ phóng đại rất cao.

Khác với kính hiển vi quang học sử dụng ánh sáng khả kiến, SEM sử dụng một chùm electron quét trên bề mặt mẫu. Sự tương tác giữa electron và vật liệu tạo ra các tín hiệu được detector thu nhận, sau đó chuyển thành hình ảnh có độ phân giải cao.

Trong nghiên cứu cà phê, SEM đặc biệt hữu ích khi cần đánh giá cấu trúc hạt cà phê trước và sau quá trình rang.

Khi hạt cà phê xanh được gia nhiệt, nước trong hạt dần thoát ra, các phản ứng hóa học diễn ra mạnh hơn và nhiều chất khí được hình thành. Áp suất bên trong tăng lên, đồng thời thành tế bào và cấu trúc mô bị biến đổi. Những thay đổi này góp phần làm hạt giảm khối lượng riêng và hình thành hệ thống lỗ rỗng rõ rệt hơn.

Hình ảnh SEM từ các nghiên cứu vi cấu trúc cho thấy hạt cà phê xanh có cấu trúc tương đối đặc, trong khi hạt sau rang xuất hiện mạng lưới khoảng rỗng và cấu trúc xốp phát triển hơn.

Vì vậy, SEM trong cà phê không đơn thuần được sử dụng để tạo hình ảnh vi mô. Dữ liệu thu được còn giúp nghiên cứu những biến đổi vật lý diễn ra bên trong hạt khi chịu tác động của nhiệt.

SEM giúp quan sát điều gì trong hạt cà phê?

Một ưu điểm quan trọng của SEM trong cà phê là khả năng cho thấy những thay đổi mà mắt thường hoặc phương pháp quan sát thông thường khó nhận biết.

Cấu trúc tế bào

Hạt cà phê xanh có hệ thống tế bào và thành tế bào tương đối chặt chẽ. Khi nhiệt độ tăng trong quá trình rang, nước và khí bên trong hạt tạo ra áp lực, đồng thời vật chất trong tế bào chịu nhiều biến đổi nhiệt.

SEM có thể ghi lại hình thái của các cấu trúc này ở kích thước rất nhỏ, giúp nhà nghiên cứu so sánh sự khác biệt giữa hạt xanh và hạt đã rang.

Đây cũng là một cơ sở quan trọng để đánh giá cấu trúc hạt cà phê ở các mức độ rang khác nhau.

Hệ thống lỗ rỗng

Một trong những biến đổi dễ nhận thấy ở cấp độ vi mô là sự phát triển của hệ thống lỗ rỗng.

Trong quá trình rang, nước bay hơi và các chất khí được giải phóng. Sự gia tăng áp suất bên trong cùng với quá trình biến đổi cấu trúc vật chất góp phần tạo ra các khoảng rỗng và đường dẫn khí trong hạt.

Hệ thống này có ý nghĩa đối với nhiều đặc tính của cà phê sau rang, chẳng hạn khả năng giải phóng CO₂, tính chất cơ học khi nghiền và sự thấm của nước vào vật liệu khi pha.

Do đó, quan sát cấu trúc lỗ rỗng bằng SEM có thể giúp kết nối biến đổi vi mô với những thay đổi về tính chất vật lý của hạt sau rang.

Mức độ biến đổi cấu trúc

Mức độ rang càng thay đổi thì tác động của nhiệt lên cấu trúc hạt cũng thay đổi theo. Vì vậy, hình ảnh SEM ở các mức độ rang khác nhau có thể được sử dụng để so sánh hình thái, mức độ phát triển lỗ rỗng và sự biến đổi của cấu trúc tế bào.

Một số nghiên cứu trên cà phê Arabica đã kết hợp quan sát SEM với phân tích thành phần hóa học và đánh giá cảm quan để tìm hiểu mối quan hệ giữa mức độ rang, biến đổi cấu trúc và đặc tính của cà phê.

Điều này cho thấy đánh giá cấu trúc hạt cà phê không nên tách rời khỏi các biến đổi hóa học xảy ra đồng thời trong quá trình rang.

Một hạt cà phê có thể trông hoàn toàn bình thường bằng mắt thường, nhưng bên trong lại chứa rất nhiều “biến số” ảnh hưởng đến cách hạt phản ứng với nhiệt. Vậy kích thước, độ ẩm, khối lượng riêng và cấu trúc của nhân xanh tác động thế nào đến một mẻ rang? 

👉 Tìm hiểu thêm: [Biến số vật lý của cà phê nhân xanh: Nền tảng quyết định một mẻ rang ổn định]

Sự khác biệt giữa hạt xanh và hạt rang

Đây là một trong những ứng dụng trực quan nhất của SEM trong cà phê.

Có thể khái quát quá trình theo chuỗi:

Hạt cà phê xanh → cấu trúc tương đối đặc → gia nhiệt → mất nước và hình thành khí → tăng áp suất bên trong → biến đổi cấu trúc → phát triển lỗ rỗng → hạt sau rang có cấu trúc xốp hơn

Chuỗi biến đổi này giúp giải thích tại sao quá trình rang không chỉ làm thay đổi màu sắc và mùi thơm mà còn làm thay đổi đáng kể thể tích, khối lượng riêng, độ giòn, khả năng nghiền và đặc tính truyền khối của hạt cà phê.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng ảnh SEM chủ yếu cung cấp thông tin về hình thái và cấu trúc. Nếu muốn định lượng chính xác độ xốp hoặc phân bố kích thước lỗ rỗng trong toàn bộ thể tích hạt, SEM thường cần được kết hợp với phân tích hình ảnh hoặc các kỹ thuật bổ sung như chụp cắt lớp vi tính tia X (micro-CT).

NIR spectroscopy trong cà phê là gì?

Nếu SEM tập trung vào hình thái và cấu trúc, thì NIR spectroscopy trong cà phê lại khai thác thông tin được mã hóa trong phổ cận hồng ngoại.

NIR là viết tắt của Near-Infrared, nghĩa là quang phổ cận hồng ngoại. Phương pháp này đo sự tương tác của mẫu với bức xạ cận hồng ngoại ở các vùng bước sóng khác nhau. Những tín hiệu thu được chứa thông tin liên quan đến thành phần và đặc tính vật lý của mẫu.

Tuy nhiên, phổ NIR không tự động cho ra một “con số chất lượng”. Để chuyển dữ liệu phổ thành thông tin có ý nghĩa, các tín hiệu thường được kết hợp với phương pháp thống kê và mô hình hóa dữ liệu, chẳng hạn hồi quy bình phương tối thiểu từng phần (PLS).

Đây là điểm rất quan trọng khi nói về NIR spectroscopy trong cà phê. Thiết bị không trực tiếp “nhìn thấy” hàm lượng caffeine, sucrose hay độ ẩm như con người quan sát màu sắc của hạt. Thay vào đó, phổ thu được được đưa vào một mô hình đã được xây dựng và hiệu chuẩn bằng các phương pháp phân tích tham chiếu.

Nói cách khác:

Mẫu cà phê → thu phổ NIR → xử lý dữ liệu → áp dụng mô hình hiệu chuẩn → dự đoán đặc tính cần đánh giá

Vì vậy, độ chính xác của kết quả NIR phụ thuộc đáng kể vào chất lượng dữ liệu phổ, phương pháp tiền xử lý, dữ liệu tham chiếu và khả năng tổng quát của mô hình.

Các nghiên cứu cho thấy NIR có tiềm năng đánh giá nhanh nhiều đặc tính của cà phê như độ ẩm, chất béo, caffeine, protein, mức độ rang, nguồn gốc và một số thuộc tính chất lượng. Đây là lý do NIR spectroscopy trong cà phê ngày càng được quan tâm trong kiểm soát nguyên liệu và nghiên cứu chất lượng.

NIR có thể đánh giá những đặc tính nào của cà phê?

Một trong những lý do đánh giá hạt cà phê bằng SEM và NIR được quan tâm là hai phương pháp có thể cung cấp những loại thông tin rất khác nhau. Trong đó, NIR có lợi thế về tốc độ và khả năng xử lý nhiều mẫu khi mô hình đã được xây dựng phù hợp.

Độ ẩm

Độ ẩm là một trong những thông số quan trọng đối với hạt cà phê xanh.

NIR có thể được sử dụng để xây dựng mô hình dự đoán độ ẩm của hạt nguyên dựa trên dữ liệu phổ. Một số nghiên cứu trên Arabica và Robusta đã cho thấy khả năng sử dụng phổ cận hồng ngoại để đánh giá nhanh độ ẩm của hạt cà phê xanh.

Điều này có ý nghĩa thực tế vì độ ẩm liên quan đến khả năng bảo quản, độ ổn định của nguyên liệu và cách hạt phản ứng với nhiệt trong quá trình rang.

Thay vì phải phân tích từng mẫu bằng phương pháp tham chiếu trong mọi lần kiểm tra, NIR có thể được sử dụng như một công cụ sàng lọc nhanh khi mô hình đã được hiệu chuẩn phù hợp.

Thành phần hóa học

NIR spectroscopy trong cà phê còn được nghiên cứu để dự đoán nhiều thành phần như chất béo, protein, caffeine và một số đặc tính hóa học khác.

Tuy nhiên, cần phân biệt rõ giữa đo trực tiếp và dự đoán bằng mô hình.

NIR ghi nhận tín hiệu quang phổ của mẫu. Sau đó, mô hình hóa dữ liệu sẽ tìm mối quan hệ giữa tín hiệu này và giá trị thu được từ phương pháp phân tích tham chiếu.

Do đó, khi nói NIR “đánh giá caffeine” hoặc “đánh giá chất béo”, cách diễn đạt chính xác hơn là: NIR có thể xây dựng mô hình dự đoán hàm lượng caffeine, chất béo hoặc các đặc tính liên quan dựa trên phổ của mẫu.

Sự khác biệt này rất quan trọng nếu sử dụng NIR trong kiểm soát chất lượng thực tế.

Phân biệt giống và nguồn gốc

Ngoài dự đoán các chỉ tiêu định lượng, NIR còn có thể kết hợp với các thuật toán phân loại để nhận diện sự khác biệt giữa các nhóm mẫu.

Chẳng hạn, dữ liệu phổ có thể được sử dụng để hỗ trợ phân biệt Arabica và Robusta, nhận diện nguồn gốc hoặc phân loại các nhóm nguyên liệu có đặc điểm khác nhau.

Tuy nhiên, khả năng phân loại không phải lúc nào cũng giống nhau giữa các bộ dữ liệu. Mô hình được xây dựng trên một nhóm mẫu cụ thể cần được kiểm tra trên các mẫu độc lập để đánh giá khả năng áp dụng trong thực tế.

Những gì SEM và NIR giúp chúng ta nhìn thấy bên trong hạt chỉ là một phần câu chuyện. Trước khi được rang, mỗi hạt cà phê đã mang theo dấu ấn của giống, vùng trồng, khí hậu và phương pháp sơ chế. Những yếu tố đó góp phần hình thành đặc tính nguyên liệu và hương vị cuối cùng 

👉 Tìm hiểu thêm: [Terroir: Giải mã hương vị gốc của hạt cà phê]

Theo dõi mức độ rang

NIR cũng được nghiên cứu để phân biệt các mức độ rang khác nhau.

Khi rang, thành phần hóa học và đặc tính vật lý của hạt thay đổi mạnh. Những thay đổi này làm biến đổi tín hiệu quang phổ, từ đó tạo ra cơ sở để xây dựng mô hình phân loại hoặc dự đoán mức độ rang.

Đây là một hướng ứng dụng đáng chú ý khi đánh giá hạt cà phê bằng SEM và NIR, bởi SEM có thể cho thấy cấu trúc đã biến đổi như thế nào, còn NIR có thể cung cấp thêm thông tin liên quan đến thành phần và trạng thái của mẫu.

Đánh giá hạt cà phê bằng SEM và NIR khác nhau như thế nào?

Mặc dù cùng được sử dụng trong nghiên cứu và kiểm soát chất lượng cà phê, SEM và NIR trả lời những câu hỏi khác nhau.

Có thể hiểu ngắn gọn:

SEM trả lời câu hỏi: “Cấu trúc của hạt đã thay đổi như thế nào?”

NIR trả lời câu hỏi: “Phổ của mẫu cho biết điều gì về thành phần và đặc tính của hạt?”

Chính sự khác biệt này làm cho đánh giá hạt cà phê bằng SEM và NIR trở nên đáng chú ý. Thay vì xem hai phương pháp là những lựa chọn cạnh tranh, có thể sử dụng chúng như hai nguồn dữ liệu bổ sung: SEM cung cấp bằng chứng trực quan về cấu trúc, còn NIR cung cấp dữ liệu quang phổ có thể được xử lý để dự đoán các đặc tính hóa học và chất lượng.

Vì sao nên kết hợp SEM và NIR?

Một trong những hạn chế khi chỉ sử dụng một phương pháp là dữ liệu thu được thường chỉ phản ánh một khía cạnh của hạt cà phê.

Ví dụ, SEM có thể cho thấy hạt cà phê sau rang xuất hiện nhiều lỗ rỗng hơn, thành tế bào bị biến đổi hoặc cấu trúc trở nên kém đặc hơn. Tuy nhiên, chỉ từ hình ảnh SEM, chúng ta không thể xác định đầy đủ thành phần hóa học hay mức độ thay đổi của từng hợp chất trong hạt.

Ngược lại, NIR có thể khai thác tín hiệu liên quan đến thành phần và đặc tính của mẫu, nhưng không thể trực tiếp cho chúng ta hình ảnh về tế bào, thành tế bào hay mạng lưới lỗ rỗng.

Vì vậy, đánh giá hạt cà phê bằng SEM và NIR có thể tạo thành một cách tiếp cận bổ sung:

SEM → quan sát cấu trúc vi mô

NIR → khai thác thông tin quang phổ liên quan đến thành phần và đặc tính

Kết hợp dữ liệu → có góc nhìn toàn diện hơn về sự biến đổi của hạt

Cách tiếp cận này đặc biệt có giá trị khi nghiên cứu những thay đổi phức tạp trong quá trình rang. Dữ liệu hình ảnh từ SEM có thể được đặt cạnh dữ liệu quang phổ từ NIR để tìm mối liên hệ giữa biến đổi cấu trúc, thành phần và đặc tính của hạt.

Trong các nghiên cứu hiện đại, dữ liệu phổ còn có thể được kết hợp với các phương pháp thống kê và học máy để nâng cao khả năng phân loại hoặc dự đoán chất lượng. Tuy nhiên, hiệu quả của mô hình vẫn phụ thuộc vào chất lượng dữ liệu, sự đa dạng của mẫu và khả năng áp dụng mô hình cho những mẫu chưa từng xuất hiện trong tập dữ liệu xây dựng ban đầu.

SEM và NIR có thể giúp hiểu quá trình rang cà phê như thế nào?

Rang cà phê không đơn thuần là quá trình làm hạt đổi từ xanh sang nâu. Đây là một quá trình phức tạp, trong đó nhiệt, nước, áp suất, phản ứng hóa học và biến đổi cấu trúc diễn ra đồng thời.

Khi nhiệt truyền vào hạt, có thể khái quát chuỗi biến đổi như sau:

Tăng nhiệt → nước bay hơi → áp suất bên trong tăng → phản ứng hóa học diễn ra → khí được hình thành → cấu trúc tế bào biến đổi → hệ thống lỗ rỗng phát triển

SEM và NIR có thể được đặt vào hai vị trí khác nhau trong chuỗi này.

SEM giúp quan sát kết quả của tác động nhiệt lên cấu trúc vật chất. Qua hình ảnh vi mô, nhà nghiên cứu có thể so sánh sự thay đổi của tế bào, thành tế bào và hệ thống lỗ rỗng giữa hạt xanh với hạt ở các mức độ rang khác nhau.

Trong khi đó, NIR spectroscopy trong cà phê có thể cung cấp dữ liệu quang phổ để xây dựng mô hình dự đoán một số đặc tính liên quan đến thành phần, độ ẩm hoặc mức độ biến đổi của mẫu.

NIR đã được nghiên cứu cho nhiều ứng dụng liên quan đến cà phê, bao gồm đánh giá độ ẩm, thành phần hóa học, mức độ rang và phân biệt các điều kiện hoặc thời gian rang trong những phạm vi nghiên cứu nhất định.

Tuy nhiên, cần tránh hiểu rằng NIR có thể tự động “đọc” toàn bộ quá trình rang. Kết quả dự đoán phụ thuộc vào thiết bị, cách lấy mẫu, tiền xử lý phổ, phương pháp hiệu chuẩn, mô hình phân tích và phạm vi mẫu được sử dụng để xây dựng mô hình.

Do đó, NIR nên được xem là một công cụ phân tích dữ liệu quang phổ, trong đó chất lượng của mô hình quyết định rất lớn đến giá trị của kết quả.

Từ cấu trúc hạt đến khả năng pha chế

Đánh giá cấu trúc hạt cà phê không chỉ có ý nghĩa trong phòng thí nghiệm mà còn liên quan đến những đặc tính mà người rang và người pha có thể nhận thấy trong thực tế.

Sau quá trình rang, hạt thay đổi về độ giòn, khối lượng riêng, cấu trúc bên trong và hệ thống lỗ rỗng. Những biến đổi này có thể ảnh hưởng đến quá trình nghiền cũng như cách nước tiếp xúc và di chuyển qua vật liệu cà phê khi pha.

Trong quá trình rang, sự hình thành khí và áp suất bên trong góp phần làm thay đổi cấu trúc của hạt và tạo ra mạng lưới lỗ rỗng. Những khoảng rỗng này cũng liên quan đến khả năng lưu giữ và giải phóng CO₂ sau rang.

Vì vậy, đánh giá hạt cà phê bằng SEM và NIR có thể giúp kết nối nhiều lớp thông tin:

Nguyên liệu → quá trình rang → cấu trúc hạt → đặc tính hóa học → nghiền → pha chế

Điều này đặc biệt hữu ích khi hai lô cà phê có vẻ ngoài tương đối giống nhau nhưng lại phản ứng khác nhau trong máy rang hoặc cho kết quả chiết xuất không giống nhau.

Thay vì chỉ nhìn vào màu sắc hạt sau rang, người rang có thể xem xét thêm đặc tính nguyên liệu, biến đổi cấu trúc và dữ liệu liên quan đến thành phần để hiểu sâu hơn nguyên nhân của sự khác biệt.

Hạt cà phê không chỉ đổi màu khi rang – cấu trúc bên trong cũng liên tục biến đổi. Nước thoát ra, khí hình thành, lỗ rỗng phát triển và khối lượng hạt giảm xuống. Nhưng vì sao cùng một mức độ rang, hai loại cà phê lại có thể cho tỷ lệ hao hụt rất khác nhau?

👉 Tìm hiểu thêm: [Tỷ lệ hao hụt của cà phê sau rang: Vì sao cùng một mức độ rang nhưng tỷ lệ hao hụt có thể chênh lệch từ 12-20%?]

Nguồn ILOTA tham khảo thông tin trong bài

Thông tin trong bài được ILOTA tổng hợp và đối chiếu từ các nghiên cứu khoa học về kính hiển vi điện tử quét (SEM), quang phổ cận hồng ngoại (NIR), cấu trúc vi mô, độ xốp và thành phần hóa học của hạt cà phê. Các tài liệu được sử dụng nhằm làm rõ cách SEM quan sát biến đổi cấu trúc hạt và cách NIR hỗ trợ đánh giá nhanh một số đặc tính chất lượng của cà phê.

1. Food Research International – Ứng dụng kỹ thuật quang phổ hồng ngoại trong đánh giá chất lượng cà phê

Craig, A. P. et al. (2015). “Application of infrared spectral techniques on quality and compositional attributes of coffee: An overview.”

Bài tổng quan trình bày các ứng dụng của kỹ thuật quang phổ hồng ngoại trong phân tích cà phê, bao gồm đánh giá độ ẩm, chất béo, caffein, chất lượng và một số đặc tính hóa học. Đây là nguồn tham khảo cho phần giải thích vai trò của NIR trong đánh giá thành phần và chất lượng hạt cà phê.

Link: ScienceDirect – Food Research International

2. Foods – Dự đoán nhanh độ ẩm hạt cà phê xanh bằng NIR

dos Santos, C. A. et al. (2017). “Rapid Prediction of Moisture Content in Intact Green Coffee Beans Using Near Infrared Spectroscopy.”

Nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng quang phổ cận hồng ngoại (NIR) để dự đoán nhanh độ ẩm của hạt cà phê xanh nguyên hạt. Kết quả cho thấy NIR có tiềm năng hỗ trợ kiểm tra độ ẩm mà không cần thực hiện các bước phân tích phá hủy mẫu theo phương pháp truyền thống.

Link: Foods – MDPI

3. Foods – Vai trò của NIR trong kiểm soát chất lượng thực phẩm

Cen, H. & He, Y. (2007) và các tài liệu tổng quan liên quan về ứng dụng quang phổ cận hồng ngoại trong phân tích thực phẩm.

Nguồn tài liệu tổng quan giúp làm rõ nguyên lý NIR spectroscopy, trong đó dữ liệu phổ được kết hợp với các phương pháp thống kê và mô hình hiệu chuẩn để dự đoán các đặc tính của nguyên liệu. Đây cũng là cơ sở để giải thích vì sao NIR không trực tiếp “nhìn thấy” từng hợp chất mà sử dụng tín hiệu phổ để xây dựng mô hình dự đoán.

Link: Processes – MDPI: The Potential of Spectroscopic Techniques in Coffee Analysis

4. Food Chemistry – Ảnh hưởng của mức độ rang đến cấu trúc và thành phần hạt cà phê

Nghiên cứu “Effect of roasting degree of coffee beans on sensory evaluation: Research from the perspective of major chemical ingredients” (2020).

Nghiên cứu này đánh giá sự thay đổi của hạt cà phê ở các mức độ rang khác nhau, bao gồm đặc tính vật lý, cấu trúc bên trong và sự biến đổi của các hợp chất hóa học. Hình ảnh SEM được sử dụng để quan sát những thay đổi ở cấp độ vi mô khi mức độ rang thay đổi.

Link: Food Chemistry – ScienceDirect

5. Nghiên cứu về cấu trúc và độ xốp của hạt cà phê sau rang

Nghiên cứu “The influence of high-temperature heating on composition and thermo-oxidative stability of the oil extracted from Arabica coffee beans.”

Nghiên cứu sử dụng SEM để quan sát cấu trúc của hạt cà phê trước và sau khi gia nhiệt. Hạt xanh có cấu trúc tương đối đặc, trong khi quá trình rang làm thay đổi cấu trúc và tạo ra hệ thống lỗ rỗng rõ hơn. Đây là cơ sở tham khảo cho phần phân tích mối liên hệ giữa nhiệt, áp suất bên trong hạt và sự hình thành cấu trúc xốp.

Link: PMC – Nghiên cứu về cấu trúc hạt cà phê Arabica khi gia nhiệt

6. Food and Bioproducts Processing – Thay đổi cấu trúc vi mô của hạt cà phê

Nghiên cứu “Coffee beans microstructural changes induced by cultivation processing: An X-ray microtomographic investigation.”

Nghiên cứu tập trung vào cấu trúc vi mô và hệ thống lỗ rỗng bên trong hạt cà phê, đồng thời sử dụng các kỹ thuật hình ảnh để nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc. Nguồn này hỗ trợ phần giải thích về độ xốp, cấu trúc tế bào và những hạn chế khi chỉ quan sát một vùng mẫu bằng phương pháp hiển vi.

Link: ScienceDirect – Food and Bioproducts Processing

7. Nghiên cứu về NIR trong xác định nguồn gốc, giống và thời gian rang cà phê

Nghiên cứu “Chemical analysis and NIR spectroscopy in the determination of the origin, variety and roast time of Mexican coffee.”

Nghiên cứu kết hợp phân tích hóa học và NIR spectroscopy để đánh giá nguồn gốc, giống cà phê và thời gian rang. Kết quả cho thấy dữ liệu phổ có thể được sử dụng để xây dựng mô hình phân biệt và dự đoán các đặc tính liên quan đến nguyên liệu cũng như quá trình rang.

Link: PMC – Chemical analysis and NIR spectroscopy in coffee

Kết luận

Đánh giá hạt cà phê bằng SEM và NIR cho thấy hai phương pháp có thể bổ sung cho nhau trong nghiên cứu và kiểm soát chất lượng cà phê.

SEM giúp quan sát những thay đổi ở cấp độ vi mô như cấu trúc tế bào, bề mặt và hệ thống lỗ rỗng. Trong khi đó, NIR spectroscopy trong cà phê có tiềm năng cung cấp thông tin nhanh về độ ẩm, thành phần hóa học và nhiều đặc tính chất lượng thông qua phân tích phổ kết hợp mô hình hóa dữ liệu.

Quan trọng hơn, đánh giá hạt cà phê bằng SEM và NIR giúp thay đổi cách nhìn về chất lượng: từ những gì mắt thường có thể thấy sang những đặc tính nằm sâu bên trong hạt.

Đối với người rang, hiểu được đánh giá cấu trúc hạt cà phê và những thay đổi hóa học giúp có thêm cơ sở để lý giải vì sao cùng một mức nhiệt hoặc cùng một màu rang nhưng các lô nguyên liệu khác nhau có thể phản ứng không giống nhau.

Và đó cũng là nền tảng để xây dựng những mẻ rang ổn định, phù hợp hơn với đặc tính nguyên liệu và nhu cầu pha chế thực tế.

👉 Tìm hiểu thêm: [Các sản phẩm cà phê tại ILOTA]

ILOTA – Nhà rang Cà phê “May đo” 

1. Tham gia ILOTA ACADEMY để cập nhật kiến thức chuyên sâu về Trà & Cà phê mỗi ngày. 👉 [Tham gia nhóm tại đây]
2. Tư vấn & Đặt hàng:

👉 Mua sỉ, kênh quán, OEM: 0989 099 033 (Anh Thắng)

👉 Mua lẻ: 0988 345 175 (Thái Sơn)

Facebook: ILOTA Coffee Roasters

Địa chỉ: Biệt thự 3, ngõ 2A Chế Lan Viên, phường Đông Ngạc, Hà Nội