ĐA DẠNG DI TRUYỀN BỘ SƯU TẬP GIỐNG CA CAO (Theobroma cacao L.) VIỆT NAM VÀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HẠT CA CAO TẠI ĐAK LAK VÀ BẾN TRE

CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG
Luận án này với tựa đề “Đa dạng di truyền bộ sưu tập giống ca cao (Theobroma cacao
L.) Việt Nam và khảo sát chất lượng hạt ca cao tại Đắk Lắk và Bến Tre” do nghiên
cứu sinh Lâm Thị Việt Hà thực hiện theo sự hướng dẫn của PGS.TS Trương Trọng
Ngơn và GS.TS. Hà Thanh Tồn. Luận án đã báo cáo và được Hội đồng đánh giá luận
án tiến sĩ thông qua ngày /12/2023. Luận án đã được chỉnh sửa theo góp ý và được
Hội đồng đánh giá luận án xem lại.
Thư ký

Ủy viên

Ủy viên

Ủy viên

Chủ tịch hội đồng

i


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cám ơn sâu sắc sự giúp đỡ của các Thầy, Cô, đồng nghiệp,
bạn bè và thành viên trong gia đình, những người ln đồng hành với khó khăn mà tơi
đã gặp trong suốt chương trình học của một nghiên cứu sinh, cùng với nỗ lực cố gắng
của bản thân mình.
- Giáo sư, Tiến sĩ Hà Thanh Toàn, Hiệu trưởng trường Đại học Cần Thơ, Bộ
môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông Nghiệp. Một người Thầy kính mến đã ln
đồng hành từ những ngày em vào làm việc tại Bộ môn Công nghệ Thực phẩm năm
2000. Thầy đã luôn động viên và chỉ bảo em rất nhiều lần em gặp nghiên cứu thất bại
và các vấn đề khó khăn trong suốt q trình học từ năm 2001; Thầy đã gợi ý đề cương
cho nghiên cứu này, đã truyền đạt kiến thức trong suốt quá trình thực hiện đề tài, và

nhất là Thầy đã cho em những lời khuyên bổ ích khi gặp bất cứ trở ngại nào trong học
tập và gia cảnh. Học trò xin cám ơn Thầy rất nhiều.
- Khơng thể khơng nói đến lời cám ơn sâu sắc Phó giáo sư, Tiến sĩ Trương
Trọng Ngôn; Thầy luôn động viên và chia sẽ những kinh nghiệm rất quý báu, và
thường xuyên nhắc nhở em hồn thành các thí nghiệm và bảo vệ luận văn đúng hạn.
Bên cạnh đó, Thầy là người hướng dẫn và cũng là thầy giảng dạy các môn học bổ
sung, chuyên đề. Học trò xin cám ơn Thầy.
- Thầy Nguyễn Văn Thành, Viện trưởng Viện Công nghệ Sinh học Thực phẩm,
cùng thầy Trần Nhân Dũng; hai Thầy luôn hỗ trợ em trong quá trình thực hiện chuyên
đề, tiểu luận, và báo cáo môn học. Và tôi vô cùng cám ơn Ts. Pha, Ths. Liên, Ts. Bích
Vân, PGs.Ts. Khang, Pgs.Ts. Phong, anh Tuấn. em Bé Năm, thuộc Viện Công nghệ
Sinh Học; em Phùng Thị Hằng, thạc sĩ Khoa Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ. Các
chị, em đã luôn giúp đỡ và hỗ trợ trong q trình thực hiện các thí nghiệm di truyền và
thí nghiệm hình thái thực vật của 63 mẫu giống ca cao Việt Nam.
- Cùng đồng nghiệp trong bộ môn, đã động viên và giúp đỡ tôi rất nhiều trong
quá trình thực hiện đề tài; 03 sinh viên Sư Phạm Sinh K41, 14 sinh viên Công Nghệ
Thực Phẩm K41, K42, K43 đã giúp tôi thu thập số liệu cho các thí nghiệm về hình thái
học, lên men và sấy hạt ca cao tại Đắk Lắk và Bến Tre.
- Các thành viên gia đình, chồng và hai con, đã ln đồng hành trong những
giai đoạn khó khăn; khơng thể quên trong giai đoạn học nhưng ông xã lại mắc bệnh,
tôi đã muốn dừng học. Nhiều cản trở tôi đã gặp suốt quá trình học tập; mẹ, bố mẹ
chồng, hai em gái đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi.

ii


Tôi
xin
chân
thàn

h
cám
ơn.

Ng
hiê
n
cứu
sin
h
Lâ
m
Thị
Việ
t
Hà

iii


TÓM TẮT
Tên đề tài: Đa dạng di truyền bộ sưu tập giống ca cao (Theobroma cacao L.)
Việt Nam và khảo sát chất lượng hạt ca cao tại Đắk Lắk và Bến Tre
Phân loại các giống cây ca cao trồng tại Việt Nam hiện chưa được công bố và
chưa được nghiên cứu tổng thể và chi tiết. Ca cao là loài cây công nghiệp cho giá trị
dinh dưỡng và kinh tế cao. Đề tài khảo sát di truyền bộ sưu tập gồm sáu mươi ba (63)
giống cây ca cao Việt Nam (Theobroma cacao L.) đang trồng tại các địa phương
nhằm phân loại hình thái và mối liên hệ đa dạng di truyền giữa các giống cây ca cao
đang trồng tại miền Nam Việt Nam. Đa dạng di truyền bộ sưu tập được khảo sát bằng
ghi nhận cơ sở dữ liệu hình thái thực vật và thiết lập giản đồ phả hệ bằng phương pháp

phân tích di truyền phân tử. Khảo sát đặc tính hình thái thực vật dựa vào các đặc tính
hình thái và màu sắc của cơ quan sinh dưỡng (lá) và cơ quan sinh sản (hoa, trái). Kết
quả ghi nhận được 05 hình dạng lá đài khác nhau của bộ sưu tập (oval, broad, deltoid,
elliptic và sub-lanceolate); 63 giống ca cao Việt Nam biểu hiện 03 dạng trái khác nhau
Angoleta, Amelonado và Cundeamor, màu trái và lá non biểu hiện 02 màu nâu đỏ và
vàng xanh; trái chín thể hiện hai màu khác nhau, đỏ và xanh. Giống TD11 có cấu trúc
03 cặp bầu nỗn khác biệt so với 02 cặp của 62 giống cịn lại. Có 03 loại hình thái trái
ca cao trong bộ sưu tập bao gồm Angoleta (30 dòng), Amelonado (13 dòng) và
Cundeamor (20 dòng). Sáu mươi ba dòng ca cao (giống ca cao) được phân loại thành
03 nhóm theo phân loại hình thái trái ca cao Trinitario-Criollo, Trinitario-Forastero, và
Trinitario. Phân loại theo sự khác nhau về màu sắc trái (56 dòng trái vàng và 7 dịng
trái đỏ cam). Phân tích di truyền ghi nhận sự khác biệt trong vùng ITS giữa các giống
không lớn, phân chia thành ba nhóm bao gồm nhóm Domestic Trinitario Cultivars (38
dòng), Indigenous Cultivars (20 giống), and Peru Cultivars (5 dòng). Kết quả đề tài là
công bố đầu tiên về dữ liệu hình thái thực vật và di truyền phả hệ của bộ sưu tập giống
cây ca cao Việt Nam.
Ngoài ra, lên men và sấy hạt là hai quá trình rất quan trọng của quá trình lên
men hạt ca cao. Lên men là quá trình tiền sinh hương của các sản phẩm ca cao. Đề tài
khảo sát sự lên men và sấy hạt ca cao của 03 giống sản lượng cao và chất lượng nhất,
iv


được trồng tại Eukar- Đắk Lắk và Châu Thành - Bến Tre (hai vùng sản lượng hạt ca
cao khô cao nhất). Nghiên cứu tiến hành khảo sát sự lên men hạt trong điều kiện có
kiểm sốt nhiệt độ và thời gian. Nghiên cứu sự thay đổi độ chua - pH, hàm lượng axit,
hàm lượng axit béo tự do (FFA) trong quá trình lên men hạt; đồng thời khảo sát điều
kiện tối ưu các yếu tố nhiệt độ và thời gian của quá trình sấy hạt sau lên men. Kết quả
ghi nhận hạt ca cao đạt chất lượng tốt nhất trong điều kiện lên men nhiệt độ 40 oC
trong thời gian 6 ngày; pH 5,93; hàm lượng FFAs ở mức thấp 0,30%. Kết quả tối ưu
của quá trình lên men được sử dụng cho thí nghiệm sấy hạt tiếp theo. Kết quả nhiệt độ

sấy 50oC trong thời gian 21 giờ, hạt ca cao khô đạt giá trị pH 6,15; hàm lượng axit
0,82%, hàm lượng axit béo tự do cho phép 1,08 %. Kết quả đề tài góp phần phục hồi
và phát triển ngành nông nghiệp trồng cây ca cao và sản xuất hạt ca cao khô tại hai
vùng Tây Nguyên và ĐBSCL -Việt Nam.
Từ khóa: ca cao, di truyền phả hệ, trình tự ITS1-4, hình thái thực vật, lên men hạt,
sấy hạt

v


ABSTRACT
Tittle: Genetic diversity of Vietnamese cocoa cultivars (Theobroma cacao L.)
and high-quality investigating of cocoa beans in Đắk Lắk and Bến Tre.
In the present, the morphological characteristic of Vietnamese cocoa cultivars
have not been conducted and classified yet. Cocoa is crucial industrial resource in
terms of nutrient and contributing economic values. This study examined the
morphological traits of 63 cocoa cultivars (Theobroma cacao L.) that have been
cultivated in cocoa regions in Southern of Vietnam based on individually classify their
morphological features (including leaf color, pod color and pod shape, flower) and
phylogeny analysis (using ITS1-4 sequences). The Vietnamese cocoa flower showed a
diversity of morphological characteristics including five shapes of ligule (oval, broad,
deltoid, elliptic and sub-lanceolate) and each stamen also had a bi-lobed anther with
the exception of trilobed anther for TD11. Three kinds of fruit shapes were identified,
namely Angoleta (30 cultivars), Amelonado (13 cultivars) and Cundeamor (20
cultivars), 63 cultivars were classified into three group of cocoa shape varieties
namely Trinitario-Criollo, Trinitario-Forastero, and Trinitario. The results examined
the variety colors into yellow (56 cultivars) and red in ripe (7 oranges red). The colour
of young leaves was observed as being green and red. Their phylogeny relationships
were resulted 03 groups Domestic Trinitario Cultivars (38 accessions), Indigenous
Cultivars (20 accessions), and Peru Cultivars (5 accessions). The present study is the

first report of biodiversity and phylogenetic relationship of Vietnamese cocoa
cultivars.
Meanwhile, during cocoa industrial manufacturing, fermentation and drying are
crucial to the development of chocolate flavour. The research was carried out among
03 cocoa beans cultivars TD3, TD5 and TD8 (the highest yield beans of two cocoa
areas Eukar- Đắk Lắk and Châu Thành - Bến Tre, Vietnam). This study investigated
change in temperature and time conditions during cocoa bean fermentation; and the
effect of the proximate composition (moisture, pH, axit content, total fatty free FFA,
total axit and lipit content, and microbial community as well) during the fermentation
vi


process. The results showed that the ideal conditions led to considerable quality cocoa
bean which include 40°C for the sixth day of fermentation. Moisture, pH, axit
composition, FFAs showed the acceptable value of (44,68%; 5,46; 0,16%; 0.30%
respectively). The microbial biomass recorded

the

suitable

condition

for

aroma development during the fermentation. The results of fermentation were
recorded for the next drying seed process. The results showed that at optimum
conditions (50oC in 21 hours) those scored pH 6.15, 0.82% axitity, FFA in limitation
1.08%. The present work is supported for the “Cocoa cultivation development” and
“Quality drying cocoa bean production” of cocoa projects in Vietnam.

Keywords: cocoa, genetic relationships, ITS1-4, morphology characteristic,
fermentation bean, drying bean

vii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi tên là Lâm Thị Việt Hà, là NCS ngành Cơng nghệ Sinh học, khóa 2018.
Tơi xin cam đoan luận án này là cơng trình nghiên cứu khoa học thực sự của bản
thân tôi được sự hướng dẫn của PGS.TS. Trương Trọng Ngơn/GS.TS. Hà Thanh
Tồn.
Các thơng tin được sử dụng tham khảo trong đề tài luận án được thu thập từ
các nguồn đáng tin cậy, đã được kiểm chứng, được cơng bố rộng rãi và được tơi
trích dẫn nguồn gốc rõ ràng ở phần Danh mục Tài liệu tham khảo. Các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận văn/luận án này là do chính tơi thực hiện một
cách nghiêm túc, trung thực và không trùng lắp với các đề tài khác đã được công bố
trước đây.
Tôi xin lấy danh dự và uy tín của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này.

Người hướng dẫn

PGS. TS. Trương Trọng Ngôn

Cần Thơ, ngày tháng năm 2023
Tác giả thực hiện

Lâm Thị Việt Hà

Người hướng dẫn phụ

GS. TS. Hà Thanh Toàn

viii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................ii
TÓM TẮT.............................................................................................................................iii
ABSTRACT...........................................................................................................................v
CAM ĐOAN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU...........................................................................vii
MỤC LỤC..........................................................................................................................viii
DANH SÁCH BẢNG............................................................................................................ x
DANH SÁCH HÌNH............................................................................................................ xi
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT............................................................................................xiii
Chương 1: GIỚI THIỆU..................................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề........................................................................................................................ 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu.........................................................................................................3
1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu....................................................................................3
1.4 Nội dung nghiên cứu........................................................................................................3
1.5 Ý nghĩa của luận án..........................................................................................................4
Ý nghĩa khoa học............................................................................................................4
Ý nghĩa thực tế...............................................................................................................4
1.6 Những điểm mới của luận án........................................................................................... 5
Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................................6
2.1 Tổng quan về cây ca cao.................................................................................................. 6
2.1.1 Giới thiệu chung............................................................................................................6
2.1.2 Đặc tính sinh lý thực vật cây ca cao..............................................................................8
2.2 Đặc điểm phân loại các nhóm giống ca cao...................................................................10
2.3 Các vùng trồng ca cao tại miền Nam Việt nam............................................................. 14
2.3.1 Ca cao vùng Tây Nguyên............................................................................................14

2.3.2 Ca cao vùng đồng bằng Sông Cửu Long.....................................................................16
2.4 Các giống ca cao chủ lực của Việt nam......................................................................... 17
2.5 Dự án Cây Ca cao tại Việt Nam.................................................................................... 18
2.5.1 Ca cao vùng Tây Nguyên........................................................................................... 19
2.5.2 Ca cao vùng đồng bằng sông cửu long....................................................................... 19
2.6 Các giống ca cao sử dụng trong nghiên cứu.................................................................. 21
2.7 Giá trị dinh dưỡng của ca cao và các sản phẩm............................................................. 23
2.8 Công dụng của ca cao.................................................................................................... 23
2.9 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước....................................................................24
2.9.1Trên thế giới.................................................................................................................26
2.9.2 Ở Việt Nam..................................................................................................................26
2.9.3 Các công bố quốc tế về di truyền quần thể.................................................................29
2.10 Hàm lượng axit béo trong hạt ca cao – Gen quy định béo ca cao................................29
2.11 Quá trình lên men (ủ) và sấy hạt ca cao......................................................................29
2.11.1 Các giai đoạn trong quá trình lên men hạt ca cao.................................................... 29
2.11.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men............................................................33
2.11.3 Các phương pháp ủ lên men hạt................................................................................35
2.11.4 Nghiên cứu lên men dịch rỉ hạt ca cao......................................................................36
2.11.5 Quá trình Sấy (phơi) hạt ca cao sau lên men............................................................36
2.12 Các công bố trong và ngồi nước về q trình lên men...............................................39
2.13 Các kết quả nghiên cứu về quá trình sấy.....................................................................41
Chương 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................................................42
ix


3.1 Phương tiện nghiên cứu................................................................................................. 42
3.1.1 Thời gian và địa điểm................................................................................................. 42
3.1.2 Thiết bị, hóa chất và dụng cụ......................................................................................42
3.2 Phương pháp nghiên cứu............................................................................................... 42
3.2.1 Phương pháp thu mẫu và xử lý mẫu thực vật..............................................................43

3.2.2 Phương pháp ly trích DNA.........................................................................................47
3.2.3 Phương pháp PCR.......................................................................................................47
3.2.4 Phân tích di truyền phả hệ..........................................................................................48
3.2.5 Phương pháp phân tích hóa lý và vi sinh...................................................................48
3.3 Phương pháp phân tích và xử lý kết quả........................................................................48
3.3.1 Phân loại hình thái.......................................................................................................48
3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian khi lên men.........................................50
3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian khi sấy................................................50
3.3.4 Khảo sát dịch rỉ hạt.....................................................................................................50
3.3.5 Phương pháp xử lý số liệu...........................................................................................50
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.........................................................................50
4.1 Phân loại di truyền theo hình thái...................................................................................51
4.1.1 Đặc điểm cơ quan sinh dưỡng.....................................................................................51
4.1.2 Đặc điểm cơ quan sinh sản.........................................................................................52
4.2 Xây dựng cây di truyền phả hệ...................................................................................... 54
4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men hạt ca cao tại Bến Tre.............................57
4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy hạt ca cao tại Bến Tre...................................68
4.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men hạt ca cao tại Đắk Lắk...........................70
4.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy hạt ca cao tại Đắk Lắk....................................70
4.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men dịch rỉ hạt ca cao.................................... 83
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT............................................................................93
5.1 Kết luận..........................................................................................................................93
5.2 Đề xuất...........................................................................................................................94
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................95
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ......................................................112
PHỤ LỤC..........................................................................................................................113

x

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Đặc tính của các nhóm ca cao.......................................................10
Bảng 2.2 Đặc tính khác nhau giữa nhóm Criollo - Forastero – Trinitario....12
Bảng 2.3 Nguồn gốc các giống ca cao Việt Nam.........................................20
Bảng 2.4 Đặc tính các giống ca cao Việt Nam.............................................21
Bảng 2.5 Năng suất các giống ca cao chủ lực...............................................22
Bảng 2.6 Hàm lượng các axit béo của 03 giống thí nghiệm.........................23
Bảng 3.1 Kí hiệu 63 giống ca cao và nơi thu thập........................................42
Bảng 3.2 Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp phân tích............................47
Bảng 3.3 Phân loại nhóm cacao theo hình thái trái và màu lá non...............48
Bảng 4.1 Số lượng lá đài..............................................................................50
Bảng 4.2 Hình dạng trái ca cao....................................................................54
Bảng 4.3 Màu trái ca cao..............................................................................54
Bảng 4.4 Hàm lượng béo..............................................................................55
Bảng 4.5 Thành phần hóa học......................................................................58
Bảng 4.6 Sự thay đổi mật số VSV................................................................65
Bảng 4.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến pH......................................69
Bảng 4.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến giá trị cảm quan.................71
Bảng 4.9 Thành phần hóa học của nguyên liệu............................................72
Bảng 4.10 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến sự thay đổi pH.........................80
Bảng 4.11 Thành phần hóa học của dịch rỉ hạt.............................................82
Bảng 4.12 Nồng độ chất khô........................................................................84
Bảng 4.13 Độ cồn ở 200 C............................................................................85
Bảng 4.14 Ảnh hưởng của mật số VSV đến HL axit....................................87
Bảng 4.15 Ảnh hưởng của mật số nấm men.................................................89
Bảng 4.16 Ảnh hưởng của mật số nấm men đến pH....................................89
Bảng 4.17 Các chỉ tiêu phân tích..................................................................92
Bảng 4.19 Phân tích rượu thành phẩm.........................................................92

xi


DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Các vùng sản xuất hạt ca cao và sản lượng trên tồn cầu................7
Hình 2.2 Sự phân bố các nhóm ca cao trên thế giới.......................................8
Hình 2.3 Cây và trái ca cao............................................................................8
Hình 2.4 Trái ca cao phát triển từ nhánh........................................................8
Hình 2.5 Hạt ca cao sắp xếp trong vỏ.............................................................8
Hình 2.6 Nhóm ca cao Criollo......................................................................11
Hình 2.7 Nhóm ca cao Forastero..................................................................11
Hình 2.8 Nhóm ca cao Trinitario.................................................................11
Hình 2.9 Các vùng trồng ca cao tại Việt Nam..............................................15
Hình 2.10 Trái ca cao 03 giống khảo sát......................................................22
Hình 2.11 Hình dạng lá đài..........................................................................25
Hình 2.12 Hình dạng và màu trái.................................................................26
Hình 2.13 Diễn biến quá trình lên men.........................................................31
Hình 2.14 Bóc vỏ và trái ca cao...................................................................33
Hình 2.15 Phương pháp ủ đống....................................................................35
Hình 2.16 Phương pháp ủ thúng...................................................................36
Hình 2.17 Phương pháp ủ thùng...................................................................36
Hình 2.18 Thiết bị sấy hạt ca cao.................................................................38
Hình 2.19 Quy trình sản xuất hạt ca cao khơ................................................44
Hình 4.1 Màu lá non...................................................................................52
Hình 4.2 Cấu trúc hoa................................................................................52
Hình 4.3 Cấu trúc hạt phấn.........................................................................53
Hình 4.4 Lá đài hoa ca cao.........................................................................54
Hình 4.5 Hình dạng lá đài của bộ sưu tập 63 dịng.....................................54
Hình 4.6 Cấu trúc bao phấn........................................................................55

Hình 4.7 Mẫu cắt ngang quả và hạt ca cao.................................................55
Hình 4.8 Biểu đồ Dendrogram...................................................................57
Hình 4.9 Ca cao aligned.............................................................................58
Hình 4.11 Sự thay đổi nhiệt độ khối ủ theo nhiệt độ....................................58
Hình 4.12 Sự thay đổi độ ẩm hạt theo nhiệt độ và thời gian lên men...........59
Hình 4.13 Sự thay đổi hàm lượng lipit theo nhiệt độ và thời gian lên men. .61
xii


Hình 4.14 Sự thay đổi pH hạt theo nhiệt độ và thời gian lên men................62
Hình 4.15 Sự thay đổi hàm lượng axit theo nhiệt độ và thời gian lên men...63
Hình 4.16 Sự thay đổi hàm lượng axit béo tự do..........................................65
Hình 4.17 Cảm quan hạt ca cao lên men......................................................67
Hình 4.18 Sự thay đổi hàm lượng ẩm...........................................................68
Hình 4.19 Hạt ca cao ở các nhiệt độ sấy khác nhau xay nhuyễn..................71
Hình 4.20 Ảnh hưởng của nhiệt độ..............................................................73
Hình 4.21 Sự thay đổi pH.............................................................................73
Hình 4.22 Sự thay đổi HL axit.....................................................................75
Hình 4.23 Sự thay đổi HL béo......................................................................76
Hình 4.24 Sự thay đổi HL béo tự do FFA....................................................77
Hình 4.25 Sự thay đổi mật số VSV..............................................................78
Hình 4.26 Sự thay đổi độ ẩm........................................................................79
Hình 4.27 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến pH, axit béo, FFA..........................81
Hình 4.28 Bột cacao sau sấy........................................................................82
Hình 4.29 Sự thay đổi mật số nấm men........................................................84
Hình 4.30 Sự thay đổi nồng độ chất khơ......................................................85
Hình 4.31 Kết quả đánh giá cảm quan 03 mẫu rượu....................................87
Hình 4.32 Kết quả đánh giá cảm quan rượu với tỷ lệ đường phối chế..........90

xiii

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
AAB

Acetic axit bacteria

AOAC

Hiệp hội các nhà hóa phân tích

CFU

Colony Forming unit

CT

Cần Thơ (các giống nơng học kí hiệu CT)

ĐBSCL

Đồng Bằng Sơng Cửu Long

DNA

Deoxyribonucleic axit

Dịng

Giống nơng học (giống cây đã được lai tạo và trồng thuần dưỡng

tại địa phương)
DPPH

2,2 diphenyl -1-picrylhydrazyl

ITS

Internal Transcribed Spacer

LAB

Lactic axit Bacteria

GAE

Gallic axit equevalent

FFA

Free Fatty axit

FAO

Foad and Agriculture Organization of United Nations

ICCO

International Cocoa Organization

PCR

Polymerase chain reaction

QTL

Quantitative trait locus

SSR

Microsattelite markers

STEM

Scanning transmision electron microscopy

TPC

Total phenolic content

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TD

Thủ Đức (các giống nơng học kí hiệu TD)

TSVSVHK

Tổng số vi sinh vật hiếu khí

xiv


Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Ca cao (Theobroma cacao L.) là lồi cây cơng nghiệp có giá trị kinh tế và dinh
dưỡng cao (Lam et al., 2015; Afoakwa, 2016; ICCO, 2019). Với đặc điểm chất lượng
hạt ca cao thơm ngon, cũng như hạt các cường quốc ca cao như Ghana, Indonesia,
Brazil, hạt ca cao Việt Nam ngày càng được chú ý về sản lượng và chất lượng xuất
khẩu (Hà và ctv, 2015). Hiện tại với sự đầu tư của các tập đoàn sản xuất các sản phẩm
nguồn gốc từ ca cao trồng tại Việt nam như Marou, Cargill, Trọng Đức, Vinacacao và
các công ty khởi nghiệp nhỏ đã chú ý đến ca cao Việt Nam. Trong đó, Vinacacao là
cơng ty tiên phong trong ngành ca cao đã đầu tư riêng cho nhà máy sản xuất tại tỉnh
Bến Tre khoảng hơn 40 triệu USD (vinacacao, 2018). Thị phần của Vinacacao tiêu thụ
sản phẩm lớn nhất trên cả nước, ngoài ra, Vinacacao đang xuất khẩu dòng hàng này
sang các nước như: Hàn Quốc, Trung Quốc, các Tiểu vương Quốc Ả Rập. Bên cạnh
đó, Đắk Lắk, tồn tỉnh hiện có trên 2.000ha diện tích trồng cây ca cao, năng suất bình
qn đạt 10tạ/ha sản lượng hàng năm đạt 2.000 tấn (socongthuongdaklak, 2022). Ngày
nay mặc dù diện tích trồng ca cao khơng tăng nhưng số lượng doanh nghiệp nhỏ sản
xuất các sản phẩm cacao Việt Nam chất lượng đang ngày càng gia tăng số lượng
(Damecacao, 2023).
Chất lượng hạt ca cao khô phụ thuộc vào nguồn gốc di truyền cây ca cao thuộc
nhóm nào (nhóm Criollo: hạt thơm ngon nhưng năng suất kém, hay nhóm Forastero:
năng suất cao, ít sâu bệnh; nhóm lai Trinitario: mang ưu thế lai của Criollo và
Forastero). Đặc điểm hình thái thực vật các nhóm ca cao trên thế giới nói chung hay
tại miền Nam Việt Nam nói riêng thường bị nhầm lẫn xuất xứ, điều này sẽ ảnh hưởng
đến công tác lai tạo giống. Tại miền Nam Việt nam, có 63 dịng ca cao (sub-species)
cịn gọi là giống nơng học, các dòng này đang được trồng và nghiên cứu công tác lai

tạo bằng cách ghép gốc, nhằm tạo ra các giống nông học phù hợp với điều kiện thổ
nhưỡng và khí hậu của 02 tỉnh trồng ca cao năng suất cao nhất Việt Nam, đó là Bến
Tre và Đắk Lắk. Các nghiên cứu sự đa dạng di truyền quần thể ca cao Việt nam, bằng
hình thái thực vật học và bằng chỉ thị phân tử của quần thể ca cao Việt Nam chưa
1


được cơng bố. Việc phân loại được giống nào có tính trạng của nhóm Criollo hay của
Forastero là vấn đề cấp thiết và mang ý nghĩa trong chọn giống di truyền cây ca cao
hiện nay. Cho đến thời điểm thực thi đề tài này, các khảo sát về di truyền của ca cao
Việt Nam vẫn chưa được nghiên cứu và công bố.
Bên cạnh công tác di truyền chọn giống, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng trong
quá trình lên men và sấy hạt ca cao đúng kỹ thuật để tạo ra sản phẩm hạt khô chất
lượng cao, và đáp ứng được các yêu cầu về chế biến và xuất khẩu hạt là một vấn đề
hết sức quan trọng, quyết định đến chất lượng của các sản phẩm chế biến từ hạt ca cao.
Trong các giống ca cao đầu dòng đã được Bộ NN&PTNT cơng nhận, thí nghiệm được
tiến hành với sự chọn hạt ca cao của 03 (ba) giống TD năng suất cao nhất TD3, TD5
và TD8. Các kết quả nghiên cứu trong nước đều tiến hành khảo sát lên men và sấy hạt
ca cao trên đối tượng các trái ca cao hỗn hợp, không phân loại riêng lẽ từng giống trái
ca cao, nên không kết luận được kết quả tối ưu khi lên men và sấy của ba giống ca cao
năng suất. Trên cở sở đó, đề tài tiến hành khảo sát các điều kiện lên men và sấy tạo ra
sản phẩm hạt ca cao khô của 03 giống nguyên liệu chất lượng được trồng tại 02 tỉnh
Bến Tre và Đắk Lak, theo dõi quá trình thay đổi của từng chỉ tiêu quan trọng trong
quá trình lên men và q trình sấy hạt.
Các cơng bố tìm hiểu q trình lên men và sấy hạt đều được thực hiện trong
điều kiện lên men tự nhiên (phương pháp ủ tự nhiên) và sấy bằng ánh sáng mặt trời.
Trong điều kiện tự nhiên, việc kiểm sốt chất lượng là vấn đề khó khăn vì phải phụ
thuộc vào thời tiết mơi trường; trong khi cây ca cao là giống cho trái quanh năm; hạt
tươi được thu hoạch bất kỳ thời gian trong năm. Để khắc phục các nhược điểm này,
khảo sát tiến hành nhằm nghiên cứu thí nghiệm lên men và sấy hạt trong điều kiện có

kiểm sốt bằng thiết bị lên men và thiết bị sấy (thiết kế thiết bị điều khiển được nhiệt
độ và thời gian). Kết quả mong muốn có thể áp dụng cho quá trình lên men và sấy hạt
ca cao trong bất kỳ điều kiện thời tiết, giảm lãng phí nguồn ngun liệu và thuận lợi
cho q trình chế biến hạt khô ca cao quanh năm. Khi trồng giống ca cao năng suất và
chất lượng tốt; sử dụng đúng nhiệt độ lên men và sấy tối ưu khuyến nghị, kết quả
mong muốn sản lượng sản xuất hạt ca cao khô chất lượng của ngành ca cao Việt Nam
sẽ gia tăng đáng kể trong tương lai.

2


1.2 Mục tiêu nghiên cứu
1. Làm rõ sự đa dạng di truyền của bộ sưu tập cây ca cao Việt Nam (63 dịng)
dựa vào hai (02) khảo sát: đặc tính hình thái thực vật và chỉ thị phân tử.
2. Xác định nhiệt độ lên men và nhiệt độ sấy tối ưu của 03 giống hạt ca cao
TD3, TD5 TD8 phục vụ cho sản xuất hạt ca cao chất lượng tại Đắk Lắk và Bến Tre.
1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: sáu mươi ba (63) dòng ca cao, mỗi dịng là một giống
nơng học - giống cây đã được lai tạo và trồng thuần dưỡng tại địa phương. Mẫu được
kí hiệu theo tên nguồn gốc xuất xứ (TD, CT, Man, LCTEEN, SCA, NA, MA, bao gồm
63 giống cây nơng học). Mẫu được ly trích DNA và thành lập cây di truyền phả hệ
bằng ITS 1-4 để ghi nhận mối quan hệ di truyền của bộ sưu tập giống ca cao Việt Nam.
Tiếp theo thí nghiệm, khi nghiên cứu 8 giống ca cao đầu dòng được Bộ NN và PTNT
công bố năm 2009; đề tài đã chọn 03 giống năng suất cao nhất (TD3, TD5, TD8) hiện
đang được trồng phổ biến nhất để tiến hành thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng
quá trình lên men và sấy hạt ca cao với mong muốn khảo sát được yếu tố tối ưu của
quá trình lên men và sấy cho chất lượng hạt ca cao khô tốt nhất dùng cho chế biến và
xuất khẩu. Bên cạnh nguồn phế phẩm của quy trình lên men cũng được sử dụng, là
dịch rỉ được trích từ q trình lên men hạt.
Phạm vi nghiên cứu: Sáu mươi ba (63) giống ca cao nông học (sub-species)

đang được trồng tại các vùng ca cao Việt Nam: Tây Nguyên, Đồng Nai, Bến Tre và
Cần Thơ. Hệ thống phân loại hình thái (mẫu hoa và lá non được thu thập tại các vườn
ca cao vào buổi sáng), đồng thời xây dựng cây di truyền phả hệ bộ sưu tập giống cao
cao Việt Nam. Trái ca cao tươi của 03 dịng được thu hái chín vào mùa cao điểm nhất
trong năm kéo dài từ tháng 09 đến tháng 12 hàng năm tại Đắk Lắk và Bến Tre . Thiết
lập các thơng số của quy trình lên men và sấy nhằm tạo hạt ca cao khô chất lượng
phục vụ cho chế biến hạt ca cao và góp phần nâng cao sản lượng hạt xuất khẩu.
1.4 Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện với 02 nội dung sau:
Nội dung 1: Khảo sát làm rõ đa dạng di truyền bộ sưu tập 63 giống cây ca cao Việt
Nam (bằng khảo sát hình thái thực vật và khảo sát cây di truyền phả hệ).
3


Nội dung 1.1: Khảo sát đa dạng về hình thái thực vật của bộ sưu tập 63 giống ca cao
nông học.
Nội dung 1.2: Xây dựng cây di truyền phả hệ bằng đoạn mồi ITS1-4
Nội dung 2: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men và quá trình sấy
hạt ca cao của 03 giống TD3, TD5, TD8 (bằng thiết bị lên men và thiết
bị sấy được kiểm sốt hồn tồn - nhiệt độ và thời gian).
Nội dung 2.1: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
hạt Nội dung 2.2: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy hạt
Nội dung 2.3: Xây dựng quy trình lên men dịch rỉ hạt ca cao
1.5 Ý nghĩa của luận án
Ý nghĩa khoa học
- Cung cấp các thơng tin chính xác về bộ sưu tập 63 giống cây ca cao đang trồng tại
Việt nam, phân loại theo nhóm (Criollo, Forastero hay Trinotario) phục vụ cho
cơng tác nghiên cứu lai tạo giống ca cao chất lượng (sản lượng cao và hạt thơm
ngon).
- Công bố dữ liệu về bộ gen của các giống ca cao Việt Nam, đồng thời thành lập cây

di truyền phả hệ nhằm mô tả mối quan hệ di truyền của bộ sưu tập ca cao Việt
Nam.
- Xây dựng quy trình lên men và sấy tạo hạt ca cao khô chất lượng cho chế biến và
xuất khẩu hạt, góp phần thúc đẩy nền kinh tế nơng nghiệp.
- Góp phần cải tiến chất lượng hạt ca cao trong quy trình sơ chế ca cao ở quy mô
nông hộ, nâng cao giá trị hạt ca cao thành phẩm.
- Sử dụng phế phẩm của quá trình chế biến là nhiệm vụ cấp thiết hiện nay, nâng cao
giá trị thực phẩm và giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường.
Ý nghĩa thực tế
- Phân loại 63 giống ca cao Việt Nam thành 03 nhóm giống ca cao, xây dựng cây phả
hệ di truyền, trình tự gen của 63 giống ca cao Việt Nam
- Xây dựng thông số kỹ thuật kiểm sốt đối với q trình lên men và sấy hạt ca cao
đạt yêu cầu (nhiệt độ và thời gian).
4


- Kết quả nghiên cứu có thể được tập huấn và chuyển giao kỹ thuật trực tiếp cho các
nông hộ trồng và sơ chế ca cao thông qua các cán bộ khoa học kỹ thuật ở địa
phương.

1.6 Những điểm mới của luận án
Luận án hoàn thành phân loại sáu mươi ba (63) giống ca cao theo 03 nhóm
Criollo, Forastero hay Trinitario. Kết quả thu được của đề tài góp phần thúc đẩy công
tác lai ghép tạo giống năng suất, tạo các giống ca cao mới, cung cấp dữ liệu di truyền
phân tử của bộ sưu tập giống ca cao Việt Nam.
Đây là công bố về phân loại thực vật 63 giống ca cao Việt Nam (tại các vùng
trồng ca cao năng suất cao nhất Việt Nam). Mỗi giống nông học ca cao được ghi nhận
các thơng tin về hình thái thực vật, và được phân loại và xếp vào nhóm giống ca cao
chính thức. Lần đầu tiên cây di truyền phả hệ của bộ sưu tập giống ca cao Việt Nam
được xây dựng, bằng phương pháp phân tích di truyền phân tử.

Thiết lập thông số (nhiệt độ và thời gian) của quy trình lên men và sấy nhằm tạo
hạt ca cao khô chất lượng phục vụ cho chế biến sản phẩm từ ca cao và góp phần nâng
cao sản lượng xuất khẩu hạt. Quan trọng là các thông số được kiểm sốt hồn tồn
(nhiệt độ và thời gian); khơng phụ thuộc vào nhiệt độ ngồi tự nhiên (là điều kiện
khơng kiểm soát được). Kết quả mong muốn là kiểm soát được nhiệt độ và thời gian
của quá trình lên men và q trình sấy tạo hạt ca cao khơ chất lượng. Đồng thời đề
nghị quy trình tận dụng dịch rỉ ca cao, tạo sản phẩm thức uống tốt cho sức khỏe.
Tận dụng phế phẩm của quy trình, sản xuất ra thành phẩm phục vụ nhu cầu
dinh dưỡng thiết yếu. Việc tận dụng phế phẩm góp phần gia tăng thu nhập và giảm
thiểu ô nhiễm môi trường.

5


Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về cây ca cao
2.1.1 Giới thiệu chung
Thuật ngữ “cacao” bắt nguồn từ ngôn ngữ của người Mayan và Aztec vùng Trung
Nam Mỹ (Bhattacharjee and Kumar, 2007; Afoakwa, 2016). Người Mayan và Aztec
đã trồng cây ca cao từ 2000-4000 trước, sau đó người Tây Ban Nha đã giới thiệu cây
ca cao cho thế giới. Ca cao có tên khoa học Theobroma cacao L., Từ Theobroma bắt
nguồn từ tiếng Hy lạp có nghĩa là” thực phẩm của thượng đế” (Guiltinan et al., 2008;
Prabhakaran Nair, 2010; Lima et al., 2011; Afoakwa, 2014).
Cây ca cao thuộc giống Theobroma, bộ Malvales, họ Sterculiaceae; tên khoa học
Theobroma cacao L. (2n=20). Cây ca cao xuất hiện lần đầu tiên trong danh mục từ
thực vật từ năm 1605. Ca cao có nguồn gốc hoang dại trong các khu rừng nhiệt đới
Trung và Nam châu Mỹ. Đây là loài thực vật có khả năng phát triển trong điều kiện
râm mát và độ ẩm cao. Ca cao là một trong 22 loài của giống Theobroma
(Bhattacharjee and Kumar, 2007; Dantas and Guerra, 2010; Argout et al., 2011). Ca
cao là cây duy nhất trong số 22 loài của thứ Theobroma được trồng và sản xuất các

sản phẩm có nguồn gốc từ hạt.
Hai mươi hai lồi này được chia làm 6 nhóm dựa trên đặc tính hình thái của chúng:
-Andropetalum, -Glossopetalum, -Oreanthes, -Rhytidocarpus, -Telmatocarpus,
-Theobroma (Hebbar et al., 2011; Santos et al., 2012; Afoakwa, 2014).
Trong đó Theobroma cacao L. là loài được trồng rộng rãi và phổ biến trên khắp
thế giới do đặc tính nổi trội của chúng như trong công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm;
đặc biệt là sản xuất sô cô la (Cuatrecasae 1964; Bekele et al., 2002; Almeida and Valle,
2007; Wood and Lass, 2008, Motamayor et al. 2008, Shri et al., 2009; Garcia et al.,
2014).
Ca cao là loại cây nhiệt đới phát triển tốt từ 20º vĩ độ Bắc đến 20º Nam của xích
đạo, đặc biệt rất thích hợp trồng ở vùng mưa nhiệt đới ẩm (Bartley, 2005; Hii et al.,
2009; Fowler, 2009; Minifie, 2012; Motilal et al., 2012). Nhiệt độ trung bình thích
hợp cho cây ca cao phát triển là 30-32ºC và 18-21ºC, (Wood and Lass, 2008; ICCO,
6