Bài giảng các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hạt lượng hạt cacao

1
CÁC YẾU TỐ
ẢNH HƯỞNG
ĐẾNCHẤT
L
ƯỢNG
H
Ạ
T
ƯỢNG
Ạ
CACAO
Bài giảng này dịch từ báo cáo của TS. Smilja Lambert
Lịch sử về cacao và sô-cô-la
• Cây cacao (Theobroma cacao L.)
• Theobroma –mónăncủathánhthần(Food
of
the
Gods)
of
the
Gods)
2
Thực vật học
• Criollo
• Forastero
•
Trinitario
là kếtquả tạpgiaocủa 2 loài trên
•
Trinitario

là

kết

quả

tạp

giao

của

2

loài

trên
Các yếu tố ảnh hưởng
1- Giống (Genetics)
2- Môi trường (Environment)
3
Sâu bệnh (Pest/diseases)
3
-
Sâu

bệnh

(Pest/diseases)

4- Sau thu hoạch (Post harvest processing)
3
1-Ảnh hưởng giống cacao lên chất lượng
• Có khoảng 3500 kiểu gen cacao trên thế
giới
•
Chấtlượng cacao phầnlớn quyết định bởi
Chất

lượng

cacao

phần

lớn

quyết

định

bởi

giống
• Điều kiện môi trường và phương pháp canh
tác
Các yếu tố chất lượng cacao
• Lipid: 45-61%
•Vỏ: 9-25%
•

Số hạt trên 100g: 50
-
150
•
Số

hạt

trên

100g:

50

-
150
•Mùi
– Cacao có chất lượng tốt
• fruity/floral/spicy
•Mùi hương cacao được tổng hợp chủ yếu trong quá
trình lên men.
2- Ảnh hưởng môi trường đến chất lượng cacao
2-1 Lượng mưa thấp
– Trong quá trình phát triển trái
•Hàm lượng bơ thấp
ề
•Nhi
ề
u hạt nhỏ
•Vỏ hạt dày

– Trong quá trình sau thu hoạch, chế biến
•“Cơm ít” – lên men tốt
•Sấy nhanh
•Ít hạt cacao bị mốc
4
2-2 Nhiệt độ thấp
•Giảm chất lượng bơ cacao (độ cứng)
Là hậ átì hlê t i iđ ủ h t
2- Ảnh hưởng môi trường đến chất lượng cacao
•
Là
m c
hậ
m qu
á

t
r
ì
n
h

lê
n men
t
rong g
i
a
i

đ
oạn
ủ

h
ạ
t
2-3 Thành phần đất trồng và phân bón
• Ảnh hưởng đến sản lượng, trọng lượng hạt, phần
trăm vỏ hạt
• Phân bón ảnh hưởng đến hàm lượng bơ tổng hợp
•Cũng có thể ảnh hưởng đến mùi hương cacao.
3- Ảnh hưởng của sâu bệnh đến chất lượng cacao
•Bệnh thối trái có thể ảnh hưởng đến chất
lượng hạt cacao.
•
KHÔNG
sử dụng những trái bị hư thối để
KHÔNG
sử

dụng

những

trái

bị

hư

thối

để

chế biến.
•Nơi bảo quản trái cacao phải khô thoáng để
tránh thối và đen trái,…
5
4- Ảnh hưởng của phương pháp chế biến đến chất lượng cacao
• Thu hoạch
•Trữ trái
•Lên men
•Phơi sấy
6
4-1 Thu hoạch
• Thu hoạch trái chín
• Thu hoạch những trái đủ độ chính trong 3
tuần
•Những nông hộ nhỏ cần thời gian này dài
hơn để đủ số lượng cho giai đoạn lên men.
4-2 Bảo quản trái trước khi lên men
•Trữ trái cacao từ 7-9 ngày
• Tách vỏ và lên men hạt
• Thông thường thời gian lên men từ 5-6 ngày
• Ưu điểm của việc trữ trái
•Cải thiện hươn
g
vị cacao
g

•Tăng tốc độ lên men hạt
•Giảm lượng acid trong hạt
•Cơ chế của việc trữ trái
•Giảm lượng cơm nhầy cacao (pulp)
• Rút ngắn giai đoạn lên men yếm khí
– Acid lactic thấp
–Hàm lượng alcohol/ acid acetic thấp
7
X
X
Không sử dụng trái đen, trái hư !
Trái cacao tốt – 9 ngày trữ trái
Phương pháp trữ trái đúng
8
X
Tuyệt đối không bảo quản như thế này
X
4-3 Lên men cacao
.
Sự quan trọng của lên men
• Không có hương vị cacao trong hạt cacao không
được lên men.
• Các tiền hợp chất cacao được tạo thành trong quá
trình lên men và thậtsự trở thành hương vị
trình

lên

men
,

và

thật

sự

trở

thành

hương

vị

cacao dưới tác động nhiệt độ cao.
•Hương vị cacao phát triển qua hai giai đoạn
• Giai đoạn lên men – tạo thành các tiền chất
• Rang – Các tiền chất phản ứng Æ hương vị cacao
9
Sự thay đổi hương vị cacao khi lên men
6
8
10
s
core
Before
0
2
4
6

Cocoa Bitter Astringent Floral
Sensory attribute
Sensory
s
Before
After
Các bước lên men hạt cacao
• Thu hoạch
• Tách vỏ trái
•Lên men:
– Đống
– Thùng
– Thúng,…
Tách vỏ trái (đập trái)
10
Lên men đống
Đống hạt cacao đang lên men
Hạt cacao đã lên men hoàn chỉnh
11
Lên men thúng
Lên men thùng – 7 ngày
Lên men thùng – 7 ngày
12
5 ngày lên men với 1 lần đảo trộn
Cơ giới hóa
Các phương pháp lên men khác nhau
• Châu Phi
• Ủ đống 200-1000kg hạt cacao tươi
•Thời gian lên men 6 ngày, nhưng thường chỉ từ 3-5
ngày

•2 lần đảo, nhưng nhiều cơ sở lên men có khi đảo
ắ
hoặc không đảo, phơi n
ắ
ng
• Brazil
• Ủ thùng, chiều cao lớp hạt từ 70 – 80 cm
•Thời gian lên men 6 – 7 ngày
• Đảo lần đầu sau 48 giờ, sau đó đảo 1 lần/mỗi ngày
•Phơi nắng, hoặc dùng máy sấy (đốt gỗ)
13
Các phương pháp lên men khác nhau
•PNG
• Ủ đống
• 7-8 ngày
• Đảo mỗi ngày
•Sử dụng máy s
ấ
y đ
ể
làm khô hạt (dùng gỗ hay d
ầ
u
diesel)
Lên men cacao như thế nào?
Sự lên men cacao xảy ra hai giai đoạn:
1- Lên men lớp cơm nhầy bao quan hạt cacao. Đường
chuyển thành rượu và acid acetid.
2 - Lượng acid tạo thành, thấm vào bên trong hạt cacao Æ
các phản ứng sinh hóa, tạo thành các tiền chất, hương vị

sô-cô-la.
Hạt cacao tươi
14
Lên men lớp “cơm nhầy”
Lên men bởi vi sinh vật (yeast, lactic acid bacteria,
acetobacter)
1- Giai đoạn yếm khí – 48 giờ đầu (không có sự đảo
trộn trong khối hạt)
Sả hẩ t thà h ượ
PULP composition
%
Water 82-87
S10
13
•
Sả
n p
hẩ
m
t
ạo
thà
n
h
: r
ượ
u
•Nhiệt độ tăng
•Tạo thành acid lactic
•Lớp nhầy phân hủy, không khí thâm nhập vào khối

hạt cacao
S
ugars
10
-
13
Pentosans 2- 3
Citric acid 1- 2
Salts 8-10
2- Giai đoạn hiếu khí - từ ngày thứ 3 trở đi
– Acetobacter phát triển mạnh (aerobic bacteria)
–
Acetobacter chuyển
alcohol
thành
acetic acid
Lên men lớp “cơm nhầy”
Acetobacter

chuyển

alcohol

thành
acetic

acid
–Phản ứng sinh nhiệt Æ nhiệt độ khối hạt tăng lên
(50
o

C)
– Acetic acid thấm vào bên trong hạt, xúc tác các phản
ứng tạo thành các tiền hợp chất mùi, vị cho hạt cacao.
Vi sinh vật phân hủy lớp “cơm nhầy”
Pulp sugars Ethanol + CO
2
CO
2
+ H
2
O
+75kJ/molaeration
yeast yeast
respiration fermentation
Lactic acid
non-volatile
Acetic acid
volatile
aeration
+988kJ/mol
Acetobacter
Lactic acid bacteria
15
Sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình lên men
Typical fermentation temperature profile
60.0
-
10.0
20.0
30.0

40.0
50.0
day 0 day 1 day 2 day 3 day 4 day 5
Days of fermentation
Temperature (oC)
turn
Các phương pháp lên men khác nhau (có trữ trái)
Fermentation in different recepients
40
50
60
o
C
Wooden box with
insulation
0
10
20
30
40
Day
0
Day
1
Day
2
Day
3
Day
4

Day
5
Day
6
Days of fermentation
Temperature
o
Wooden box without
insulation
Bamboo basket
Banana heap
Lên men không trữ trái
Fermentation in Quang Ngai (04/02)
40
50
60
O
C)
Box A (stored, 47kg, 1)
Box B (stored 47kg, 2 / 3)
Box C (fresh, 47kg, 2)
0
10
20
30
40
D
a
y

0
D
a
y
1
D
ay
2
D
ay
3
Day
4
Day
5
Day
6
Days of fermentation
Temperature (
O
Box D (stored, 13kg, PS, 2)
Basket E (stored, 20kg, 1)
Basket F (fresh, 20 kg, 3 / 4)
Basket G (fresh, 20 kg, 2)
Basket H (fresh, 20 kg, 5)
Basket I (fresh, 20 kg, 4)
16
So sánh sự lên men trái cacao tươi và có trữ
trái trước khi lên men
Fermentation of beans form Fresh (T1) and Stored

Pods (T2)
60
s
0
10
20
30
40
50
0123456
Days of fermentation
Temperature/% of brown bean
s
T1 temp.
T2 temp.
T1 brown
T2 brown
Sự thay đổi màu sắc bên ngoài của hạt cacao trong
quá trình lên men
dry
fresh
2 days
5 days
5 days
Sự thay đổi bên trong hạt cacao trong
quá trình lên men
• Acetic acid thấm vào bên trong hạt cacao
•Nhiệt độ cao, môi trường acid:
– Làm “chết” hạt cacao
–Phá vỡ các cấu trúc tế bào

17
Cấu trúc bên trong và thành phần cấu tạo
hạt cacao tươi
Cotyledon composition
%
Water 32-39
Cellulose 2 - 3
Starch 4 - 6
P
4
6
P
entosans
4
-
6
Sucrose 2 - 3
Fat 30 -32
Protein 8 -10
Theobromine 2 - 3
Caffeine 1
Polyphenols 5 - 6
Acids 1
Salts 2 -3
Sự thay đổi bên trong hạt cacao
trong quá trình lên men (tt)
• Thành phần chính trong hạt cacao gồm
fat/butter, proteins, polyphenols
• C
ấu trúc tế bào bị phá vỡ bởi nhiệt độ và acid

Ph
ản ứng giữacácchấttronghạtxảyra
•
Ph
ản

ứng

giữa

các

chất

trong

hạt

xảy

ra
• Phản ứng giữa các proteins, enzymes (proteolytic,
polyphenol oxidase, invertase) v
à polyphenols tạo
thành các chất đặc trưng về mùi vị sô-cô-la
(chocolate flavour precursors)
• Proteins được phân giải bởi các enzymes tạo thành polypeptides
và amino acids - chocolate flavour precursors
• Giảm hàm lượng đường (glucose/fructose) - chocolate flavour
precursors

Sự thay đổi bên trong hạt cacao
trong quá trình lên men (tt)
precursors
• Một phần polyphenols bị oxi-hóa và tạo thành các hợp chất cao
phân tử -giảm độ chát sản phẩm cacao.
• Một phần polyphenols and theobromine/caffeine (20%) bị phân
giải và thoát ra khỏi hạt - giảm vị đắng và chát
18
Tóm tắt sự lên men cacao
Kết thúc quá trình lên men
•Thời gian lên men thường:
• Forastero 5-7 ngày
• Criollo 2-3 ngày
•Cấu trúc bên trong hạt mở, hạt có màu nâu
Nhiệt độ iả
•
Nhiệt

độ
g
iả
m
•Nếu kéo dài thời gian lên men trong giai đoạn
này sẽ làm cho hạt cacao có các mùi, vị không
mong muốn (off flavor).
4-4 Sấy hạt cacao
•Giảm ẩm độ từ 45% xuống 7%
•H
ạt cacao có thể dùng chế biến, xuất khẩu,…
•Các phản ứng bên trong hạt vẫn còn xảy ra

•
T
ạo thành các hợpchất mùi vị cacao
•
T
ạo

thành

các

hợp

chất

mùi
,
vị

cacao
•Phản ứng nâu hóa xảy ra mạnh
•Phơi tự nhiên là phương pháp tối thích
•Không khuyến cáo sử dụng máy sấy
– Thêm chi phí đầu tư
– Các mùi lạ
–Lượng acid còn lại trong hạt cao
19
Sự quan trọng của việc phơi cacao
•Phơi nắng cho cacao có chất lượng tốt
•Giảm độ chua sản phẩm đáng kể vì:

– Acid acetic bốc hơi
Tố độ ấ hậ t điề kiệ h id l ti th át
–
Tố
c
độ
s
ấ
y c
hậ
m,
t
ạo
điề
u
kiệ
n c
h
o ac
id

l
ac
ti
c
th
o
át

ra khỏi hạt cùng với nước.

• Oxi-hóa mạnh - phản ứng nâu hóa các
polyphenols Ægiảm vị chát (astringency) và
đắng (bitterness).
• Các phản ứng tạo mùi còn tiếp diễn.
Mức độ lên men của hạt
Phơi cacao ở Ghana
20
ở Brazil
tại Sulawesi-Indonesia
Indonesia
21
Việt Nam
Máy sấy
Các y
ế
u t
ố
ảnh hưởng đ
ế
n quá
trình lên men
• Độ chín của trái
•Thời gian trữ trái
•Khối lượng hạt
•
Tỉ lệ lớp
“
cơmnhầy
”-
pulp

Tỉ

lệ

lớp

cơm

nhầy

pulp
•Giống cacao
•Thời gian lên men
• Đảo trộn
• Ảnh hưởng của yếu tố môi trường
•Trái bị bệnh, hư, thối,…
22
Các điều kiện cần để lên men tốt
• Trái đủ độ chín (50-100kg hạt ướt)
• Tỉ lệ lớp cơm nhầy ít
•
Thời gian lên men không kéo dài quá 5 ngày
•
Thời

gian

lên

men

không

kéo

dài

quá

5

ngày

• Làm khô hạt bằng phơi nắng:
• Giảm độ chua
• Giảm vị đắng và chát
• Cải thiện mùi tốt hơn
Các nguyên nhân và biện pháp khắc
phục hạt cacao quá chua
• Nguyên nhân
-
Tỉ lệ pulp nhiều
Tỉ

lệ

pulp

nhiều
- Giai đoạn lên men yếm khí kéo dài

- Làm khô hạt nhanh
•Biện pháp
-Trữ trái 7-9 ngày
-Phơi nắng
So, we should be all very happy that this
special chocolate flavour exists !!!!!