BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM QUY TRÌNH PHỐI CHẾ NƯỚC CA CAO ĐÓNG CHAI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM QUY TRÌNH PHỐI CHẾ NƯỚC
CA CAO ĐÓNG CHAI

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THÙY LINH
Ngành: Bảo quản và chế biến nông sản thực phẩm
Niên khóa: 2006 - 2010

Tháng 7 năm 2010


BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM QUY TRÌNH PHỐI CHẾ NƯỚC CA CAO
ĐÓNG CHAI

Tác giả

NGUYỄN THÙY LINH

Khoá luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành bảo quản và chế biến nông sản thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn:
Th.S: Lương Hồng Quang

Tháng 7 năm 2010
i

LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện được đề tài này tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô của trường
Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh và Khoa Công nghệ Thực phẩm đã giáo dục,
truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện cho tôi học tập và thực hiện đề tài.
Xin cảm ơn thầy Lương Hồng Quang đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, truyền đạt
kinh nghiệm và những kiến thức quý báu cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Xin gửi đến thầy lòng biết ơn chân thành và sâu sắc.
Và tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên, chia sẻ,
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7, năm 2010
Nguyễn Thùy Linh

ii


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “bước đầu thử nghiệm quy trình phối chế nước ca cao đóng
chai” được tiến hành tại Trung tâm Nghiên Cứu và Chế Biến Rau Quả Trường Đại
Học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, thời gian từ 20 tháng 4 đến 30 tháng 7 năm
2010. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu Box-Behnken sử dụng phương pháp bề mặt
đáp ứng “Response Surface Design”.
Với mục đích khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ca cao, đường, sữa lên các chỉ
tiêu lý hóa và cảm quan của sản phẩm, đồng thời xác định công thức chế biến tối ưu về
giá trị cảm quan cho sản phẩm, chúng tôi thực hiện các thí nghiệm sau:
Thí nghiệm sàng lọc nhằm tìm ra các tổ hợp nghiệm thức phối chế phù hợp với
yêu cầu đề ra. Chúng tôi thu được 9 nghiệm thức.
Thí nghiệm khảo sát 1: từ 9 nghiệm thức, tiến hành phối chế, đánh giá cảm
quan để lấy nghiệm thức tốt nhất. Thành phần của nghiệm thức này là hàm lượng
đường 4%, ca cao 3%, sữa 20%.

Thí nghiệm khảo sát 2 và 3: tiến hành khảo sát lượng CMC cho vào sản phẩm
và chế độ tiệt trùng, chúng tôi thu được kết quả: CMC: 0,2% và chế độ tiệt trùng
1150C trong vòng 15 phút
Sử dụng phần mềm JMP 4.0 với phương pháp “Response Surface Design” thí
nghiệm chính được tiến hành với ba yếu tố là đường, sữa, ca cao với mức độ biến thiên
của mỗi yếu tố lần lượt là 2 – 6%, 15 – 25%, 1 – 5% và cố định lượng CMC là 0,2%
cùng với chế độ tiệt trùng 1150C trong 15 phút. Kết quả thí nghiệm cho thấy ca cao có
ảnh hưởng mạnh đến chỉ tiêu pH, điểm cảm quan màu sắc và mùi vị. Đường ảnh
hưởng đến pH, độ Brix. Sữa ảnh hưởng đến chỉ tiêu pH, độ Brix, điểm cảm quan mùi
vị và điểm cảm quan chung.
Sản phẩm đạt giá trị cảm quan cao khi có tỷ lệ phối chế các thành phần: ca cao
3%, đường 4%, sữa 20%.

iii


MỤC LỤC
TRANG
Trang tựa................................................................................................................... ...i
Lời cảm ơn ................................................................................................................ . ii
Tóm tắt ...................................................................................................................... iii
Mục lục ..................................................................................................................... iv
Danh sách các hình ................................................................................................... vi
Danh sách các bảng .................................................................................................. vii
Danh sách chữ viết tắt .............................................................................................. viii
Chương 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................ . 1
1.1 Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1
1.2 Mục đích đề tài ................................................................................................ 2
1.3 Yêu cầu cần đạt được của đề tài ...................................................................... 2
1.4 Phạm vi nghiên cứu của đề tài ......................................................................... 2

1.5 Hạn chế của đề tài ............................................................................................ 2
Chương 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................................... . 3
2.1 Tổng quan về ca cao ........................................................................................ 3
2.1.1 Lịch sử cây ca cao.................................................................................... 3
2.1.2 Phân loại ca cao ....................................................................................... 4
2.1.3 Đặc điểm hình thái, sinh thái của cây ca cao ........................................... 5
2.1.4 Thành phần hóa học của quả ca cao ........................................................ 7
2.1.5 Lợi ích của ca cao và các sản phẩm từ ca cao ......................................... 8
2.1.6 Phân bố ca cao trên thế giới ................................................................... 11
2.1.7 Tình hình phát triển ca cao tại Việt Nam............................................... 12
2.2 Công nghệ sản xuất ca cao bột ...................................................................... 12
2.2.1 Công nghệ sản xuất ca cao .................................................................... 13
2.2.2 Công nghệ sản xuất bột ca cao .............................................................. 14
2.3 Sữa ................................................................................................................. 16
2.4 Phụ gia ........................................................................................................... 18
Chương 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 20
iv


3.1 Thời gian và địa điểm .................................................................................... 20
3.2 Nguyên liệu và thiết bị................................................................................... 20
3.2.1 Nguyên liệu............................................................................................ 20
3.2.2 Thiết bị ................................................................................................... 21
3.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu .......................................................... 21
3.3.1 Sản xuất sản phẩm ca cao đóng chai ..................................................... 21
3.3.2 Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 23
3.4 Phương pháp xác định các chỉ tiêu lý, hóa của sản phẩm ............................. 24
3.4.1 Độ brix ................................................................................................... 24
3.4.2 pH .......................................................................................................... 24
3.4.3 Đánh giá cảm quan ................................................................................ 25

3.5 Xử lý số liệu................................................................................................... 25
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 26
4.1 Kết quả sàng lọc nghiệm thức ....................................................................... 26
4.2 Kết quả thí nghiệm khảo sát 1 ....................................................................... 26
4.3 Kết quả thí nghiệm khảo sát 2 ....................................................................... 28
4.4. Kết quả khảo sát chế độ tiệt trùng ................................................................ 29
4.5 Kết luận chung cho các thí nghiệm thăm dò ................................................. 29
4.6 Kết quả thí nghiệm chính .............................................................................. 30
4.6.1 Kết quả phân tích chỉ tiêu lý hóa ........................................................... 30
4.6.2 Phân tích cảm quan ................................................................................ 34
4.7 Kết luận chung ............................................................................................... 42
4.8 Tối ưu hóa công thức chế biến ...................................................................... 43
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................... 45
5.1 Kết luận.......................................................................................................... 45
5.2 Đề nghị .......................................................................................................... 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 46
PHỤ LỤC

v


DANH SÁCH CÁC HÌNH
TRANG
Hình 2.1: Cây ca cao ................................................................................................ . 6
Hình 2.2: Lượng ca cao sản xuất qua các năm của một số nước trên thế giới ........... 9
Hình 2.3: Đặc tính mùi vị của hạt ca cao trước và sau khi lên men ......................... 12
Hình 3.1: Ca cao sử dụng trong thí nghiệm.............................................................. 20
Hình 3.2: Quy trình sản xuất nước ca cao đóng chai. .............................................. 21
Hình 4.1: Đồ thị thể hiện điểm cảm quan của các nghiệm thức trong thí nghiệm thăm
dò .............................................................................................................................. 27

Hình 4.2: Sản phẩm khi sử dụng CMC ở nồng độ khác nhau .................................. 28
Hình 4.3: Tương quan giữa giá trị pH thực tế và giá trị pH dự kiến. ....................... 32
Hình 4.4: Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát lên pH .............................................. 33
Hình 4.5 Tương quan giữa độ Brix thực tế và độ Brix dự kiến ............................... 33
Hình 4.6: Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát lên độ Brix của sản phẩm ................ 34
Hình 4.7: Tương quan giữa điểm cảm quan màu sắc thực tế và dự kiến. ................ 36
Hình 4.8: Tác động của các yếu tố khảo sát lên điểm cảm quan màu sắc................ 37
Hình 4.9: Tương quan giữa điểm cảm quan mùi vị thực tế và dự kiến .................... 38
Hình 4.10: Tác động của các yếu tố lên điểm cảm quan mùi vị. ............................. 39
Hình 4.11: Tương quan giữa điểm cảm quan cấu trúc thực tế và dự kiến ............... 39
Hình 4.12: Tác động của các yếu tố khảo sát lên điểm cảm quan cấu trúc. ............. 40
Hình 4.13: Tương quan giữa điểm cảm quan chung thực tế và dự kiến .................. 41
Hình 4.14: Tác động của các yếu tố đến điểm cảm quan chung .............................. 42
Hình 4.15: Sản phẩm của 5 nghiệm thức B, J, L, F, K............................................. 44
Hình 4.16: Sản phẩm của 5 nghiệm thức C, A, O, I, E ............................................ 44
Hình 4.17: Sản phẩm của 5 nghiệm thức H, D, G, M, N ......................................... 44

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
TRANG
Bảng 2.1: Những đặc tính chính của các giống ca cao............................................. . 5
Bảng 2.2: Thành phần hóa học của vỏ quả ca cao .................................................. . 7
Bảng 2.3: Thành phần hóa học của nhân.................................................................. . 8
Bảng 2.4: Hàm lượng polyphenol trong lá trà và lá ca cao ...................................... . 9
Bảng 2.5: Thành phần và đặc tính hóa lý của bột ca cao uống liền ......................... 10
Bảng 2.6: Thành phần hóa học của sữa một số động vật và người .......................... 16
Bảng 2.7: Thành phần vitamin có trong sữa............................................................. 16
Bảng 4.1: 9 nghiệm thức phối chế sau khi sàng lọc ................................................. 26

Bảng 4.2 Khoảng biến thiên của các thành phần trong hỗn hợp .............................. 29
Bảng 4.3: Bố trí thí nghiệm theo kiểu Box-Behnken ............................................... 30
Bảng 4.4: Kết quả các chỉ tiêu lý hóa ....................................................................... 31
Bảng 4.5: Tác động của các yếu tố khảo sát lên chỉ tiêu pH. ................................... 32
Bảng 4.6: Tác động của các yếu tố khảo sát lên độ Brix của sản phẩm................... 34
Bảng 4.7: Điểm cảm quan đã hiệu chỉnh của 15 mẫu thí nghiệm ........................... 35
Bảng 4.8: Tác động của các yếu tố khảo sát, tương tác giữa chúng lên điểm cảm quan
màu sắc ..................................................................................................................... 36
Bảng 4.9: Tác động của các yếu tố khảo sát, tương tác giữa chúng lên điểm cảm quan
mùi vị ........................................................................................................................ 38
Bảng 4.10: Tác động của các yếu tố khảo sát, sự tương tác giữa chúng lên điểm cảm
quan cấu trúc ............................................................................................................. 40
Bảng 4.11: Tác động của các yếu tố khảo sát, sự tương tác giữa chúng đến điểm cảm
quan chung của các mẫu thí nghiệm......................................................................... 41
Bảng 4.12: Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát lên các chỉ tiêu theo dõi ................ 43
Bảng 4.13: Khoảng giá trị tối ưu của các yếu tố khảo sát lên chỉ tiêu khảo sát ....... 44

vii


DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
CMC

Carboxyl methyl cellulose

CQV

Cảm quan viên

ĐCQ

Điểm cảm quan

ĐCQ.MS

Điểm cảm quan màu sắc

ĐCQ.MV

Điểm cảm quan mùi vị

ĐCQ.CT

Điểm cảm quan cấu trúc

ĐCQ.C

Điểm cảm quan chung

Ctv

Cộng tác viên

ICCO

International CoCoa Organization

VCC

Vietnam Cocoa Committee

BIBD

Balance Incomplete Block Design.

STT

Số thứ tự

NT

Nghiệm thức

viii


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Ngay từ khi xuất hiện ca cao (Theobroma Cacao L.) đã được cho là món ăn của
thần thánh và cho đến ngày nay các sản phẩm từ ca cao được ưa chuộng ở khắp mọi
nơi trên thế giới. Ca cao không chỉ được biết đến là một thức uống có hương vị hấp
dẫn, giàu giá trị dinh dưỡng mà còn mang lại nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe con
người. Đã có nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy rằng trong hạt ca cao có
chứa nhiều polyphenol là một trong những chất giúp giảm thiểu việc oxi hóa lipid.
Đồng thời, trong ca cao còn chứa nhiều hợp chất khác như cafein, theofilin,
theobromin và cả chất giảm stress.
Với những ưu điểm trên, các sản phẩm từ ca cao ngày càng được đa dạng hóa
như socola, rượu ca cao, bột ca cao nên đã đáp ứng được phần nào nhu cầu của người
tiêu dùng. Tuy nhiên theo Knight (1999) thì mức tiêu thụ ca cao hàng năm tăng

khoảng 3,5 %, và có thể tăng thêm trong các năm tới.
Cụ thể theo Bộ Công Thương cho thấy trong năm 2009 lượng tiêu thụ ca cao ở
châu Âu tăng 1,7% và đạt 1,4 triệu tấn, Bắc Mỹ tăng 3,6% đạt 703 ngàn tấn, Liên Xô
cũ tăng 0,8% đạt 71 ngàn tấn và Nhật Bản tăng từ 48 đến 56 ngàn tấn. Riêng đối với
các nước đang phát triển, các sản phẩm ca cao cũng ngày càng trở nên phổ biến, với
tiêu thụ dự kiến tăng lên 1,3 triệu tấn vào năm 2010, tức là tăng 1,8% so với năm
2009. Tại Viễn Đông, mặc dù mức tiêu thụ còn rất khiêm tốn, song tốc độ tăng khá
nhanh, nên thị phần cũng tăng từ 31% lên 34%.

1


Riêng đối với Việt Nam hiện nay diện tích trồng ca cao tăng lên khá nhanh.
Trong năm 2003 diện tích trồng ca cao chỉ có 500 ha, nhưng sau 5 năm diện tích này
tăng gần 20 lần (gần 10.000 ha) và ước tính sẽ tăng lên 80.000 ha vào năm 2020.
Như vậy nhu cầu sử dụng ca cao của con người ngày càng cao. Họ không chỉ
cần những sản phẩm tốt cho sức khỏe mà còn phải mang tính tiện dụng có thể đáp ứng
nhu cầu của họ mọi lúc, mọi nơi.
Xuất phát từ nhu cầu này, cùng với sự chấp nhận của khoa Công Nghệ Thực
Phẩm trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, chúng tôi tiến hành làm đề
tài “Bước đầu thử nghiệm quy trình phối chế sản phẩm nước ca cao đóng chai”.
1.2 Mục đích đề tài
Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố (sữa, đường, ca cao) lên các chỉ tiêu lý hóa:
pH, độ Brix và chất lượng cảm quan của sản phẩm.
Tiến hành xây dựng công thức phối chế tối ưu cho sản phẩm
1.3 Yêu cầu cần đạt được của đề tài
Xây dựng công thức phối chế cho sản phẩm ca cao sữa.
Đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm.
1.4 Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Khảo sát sơ bộ công thức phối chế cho sản phẩm nước ca cao sữa đóng chai

trong phạm vi phòng thí nghiệm.
1.5 Hạn chế của đề tài
Trong quá trình thực hiện đề tài thì có một số hạn chế sau: sản phẩm không đo
được các chỉ tiêu độ nhớt, góc tông màu do những máy móc này bị hư nên không thể
sử dụng được.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về ca cao
2.1.1 Lịch sử cây ca cao
Ca cao tên danh pháp khoa học là (Theobroma Cacao L.) thuộc họ
Sterculiaceae (hay Malvaceae). Nó có nguồn gốc từ các khu rừng nhiệt đới ẩm ướt
Amazon, cây ca cao mọc ở nơi có bóng mát và độ ẩm cao. Tuy nhiên, cây ca cao
hoang dại được tìm thấy từ Mexico tới Peru.
Từ ca cao xuất hiện trong danh từ thực vật vào năm 1605 và được sử dụng cho
đến ngày nay, nó xuất phát từ tiếng Mayas.
Ca cao được cho là món ăn của thần thánh (“Theobroma”), vào thời xưa chỉ sử
dụng cho hoàng gia và quý tộc. Ca cao còn được sử dụng như tiền tệ để trao đổi hàng
hóa, trâu bò và thậm chí là nô lệ ở Mexico thời bấy giờ.
Từ thế kỷ 14 cây ca cao được trồng ở châu Phi và đến năm 1519 H. Cortes
mang ca cao về Tây Ban Nha. Từ đó ca cao được trồng ở nhiều nơi do hương vị đặc
biệt của nó mang lại, tuy nhiên cách pha chế ca cao còn khá đơn giản.
Đến thế kỷ 19 công nghệ về ca cao có bước phát triển đột phá là phát minh ra
máy ép để ép một phần bơ ca cao làm cho bột ca cao thu được ít béo, dễ uống và thuận
lợi cho chế biến.
Năm 1847 đánh dấu bước phát triển của ca cao đó là sự ra đời của chocolate
bằng cách trộn bơ ca cao, bột ca cao và đường. Đến năm 1876 chocolate sữa ra đời do

một người Thụy Sỹ là Daniel Peter pha chế ra.
Đến thế kỷ 20 ca cao phát triển với quy mô lớn, diện tích trồng ca cao phân bố
ở nhiều nơi như: Brazil, Ghana, Ivory Coasst, Nigeria.

3


2.1.2 Phân loại ca cao
Năm 1753 cây ca cao được phân loại và được đặt tên bởi nhà thực vật học
người Thụy Điển là Linnaeus với tên khoa học là Theobroma cacao L, thuộc họ
Sterculiaceae.
Thứ Theobroma cacao có hơn 20 loài nhưng chỉ có Theobroma cacao được
trồng rộng rãi, còn các loài khác thì ít trồng hoặc hoang dại.
Trên thế giới hiện nay có 3 giống ca cao đặc trưng dùng trong sản xuất và chế
biến thành các sản phẩm thực phẩm là Criollo, Forastero, Trinitario trong đó có 3500
dòng đã được nghiên cứu và lai tạo nên
Giống Criollo: là giống ca cao được trồng ở các nước Ghana, Tây Phi, Papua
New Guinea…có chất lượng hạt rất tốt, thích hợp cho việc chế biến các sản phẩm
chocolate đặc biệt. Màu hạt Criollo lên men đạt yêu cầu có màu vàng tới vàng đậm, có
mùi thơm đặc trưng của chocolate, có mùi hoa quả đặc trưng.
Giống Forastero: là giống được trồng ở nhiều nước thuộc đại châu Á và châu
Phi, hạt thường có chất lượng kém hơn Criollo nhưng có năng suất cao hơn và đặc biệt
là có sức chịu đựng sâu bệnh tốt hơn. Hạt của giống này khi lên men hoàn hảo có màu
nâu đậm của chocolate, và hạt ca cao loại này chiếm 90% nguyên liệu sản xuất trên thế
giới.
Giống Trinitario: là giống lai giữa Criollo và Forastero nên đặc điểm kiểu hình
cũng có điểm giống Criollo và có điểm giống Forastero, hạt ca cao từ giống này chiếm
khoảng 5 – 10% sản lượng thế giới (Phan Thanh Bình, 2007).
Những đặc tính chính của ba giống ca cao này được trình bày trong Bảng 2.1

4


Bảng 2.1: Những đặc tính chính của các giống ca cao.
Đặc tính

Criollo

Forastero

Trinitario

Dạng quả

Dài, hình thuôn, nhọn

Tròn, bầu dục

Dài

Trơn, không rãnh sâu

Rãnh sâu

đầu
Sống quả

Nhọn, rãnh sâu

không rõ nét

Vỏ quả

Mỏng, mềm, ít mô gỗ.

Cứng, dày, nhiều chất

Hầu hết cứng.

gỗ.
Màu sắc

Xanh-vàng

Vàng-đỏ, các đốm nâu

Không nhất
định, có

nhỏ

xanh, có đỏ.
Hoa

Nhụy hồng nhạt

Nhụy màu tím

Hạt: số

20-40 hạt

30-60 hạt

Nhiều hơn 40
hạt

hạt
Tiết diện

Gần tròn

Bẹp

-

Vỏ hạt

Mỏng và mềm.

Cứng và dai.

Dẹt

Màu phôi

Trắng, trắng ngà hoặc

Tía nhạt đến đậm, tía

Ít khi trắng,

nhũ

tía rất nhạt

đậm như nếp than, đỏ

thường là tím

đậm

rất nhạt

Khả năng

Kém

Mạnh

Trung bình

Kém

Tốt

Trung bình

Thấp

Cao

Trung bình

sinh
trưởng
Khả năng
kháng sâu
bệnh
Chất béo

Nguồn: Nguyến Văn Uyển và Tài Sum (1996).
2.1.3 Đặc điểm hình thái, sinh thái của cây ca cao
Cây ca cao là cây thân gỗ nhỏ, nếu mọc hoang dại có thể cao đến 10 – 20 m, tuy
nhiên khi trồng người ta thường khống chế chiều cao của nó chừng 5 – 7 m, đường
kính thân ca cao từ 10 – 18 cm. Cây ca cao (Hình 2.1) thường mọc ở nơi có bóng mát,
5


độ ẩm tương đối thường xuyên cao 70 - 80% RH, vì vậy có thể kết hợp trồng xen với
các loài cây khác.
Nhiệt độ thích hợp để trồng ca cao là 21 - 320C, lượng mưa cần thiết là 1150 –
2500 mm.

Hình 2.1: Cây ca cao
Hoa ca cao mọc thành từng chùm, nụ hoa bắt đầu nở vào buổi chiều và nở hết
vào sáng hôm sau. Mỗi cây ca cao có hàng ngàn hoa nhưng chỉ có 1 - 3% đậu quả và
hoa ca cao được thụ phấn nhờ vào ruồi Ceratopoginidae. Một cây ca cao có thể cho
quả trong vòng 25 - 40 năm.
Sau khi thụ phấn quả ca cao tăng trưởng mạnh trong khoảng 40 ngày đầu, đạt
tốc độ tối đa sau 75 ngày và sau 85 ngày quả tăng trưởng chậm lại, nhưng đây chính là

thời kỳ hạt trong quả phát triển, tăng chất béo. Khoảng sau 140 ngày thì lớp cơm nhầy
được hình thành.
Quả ca cao có chiều dài từ 10 – 30 cm, đường kính 7 – 9 cm, cân nặng từ 200 –
1000 g và tùy vào từng loại ca cao mà có hình dạng, màu sắc khác nhau.
Khoảng từ 5 – 6 tháng sau khi kết quả thì ca cao chín. Quả ca cao chín thì vỏ
không bung ra và cũng không rụng khỏi cây. Người ta thường dựa vào màu sắc của ca
cao và âm thanh khi gõ ngón tay vào quả để xác định thời điểm thu hoạch (Phạm Trí
Thông, 1999).

6


Theo Brito và ctv (2000) thì các yếu tố như: di truyền, đất đai, khí hậu, tiến
trình thu hoạch cùng với điều kiện chế biến như lên men, làm khô, rang tác động mạnh
nên đặc tính của ca cao. Vì vậy cần thu hoạch khi quả đã chín và phải tiến hành trong
thời gian đều đặn, trung bình cứ 10 – 15 ngày một lứa, không được để quá ba tuần lễ.
Thời gian thu hoạch tùy vào từng vùng địa lý khác nhau như đối với các nước
nằm ở Bắc xích đạo, thời gian thu hoạch vụ chính thường từ tháng 9 đến tháng 12 và
vụ hai từ tháng 4 đến tháng 6.
2.1.4 Thành phần hóa học của quả ca cao
Cấu tạo quả ca cao gồm có các phần: vỏ quả, phần thịt quả bao quanh hạt, phần
vỏ hạt, phần hạt, mầm hạt. Trong đó, vỏ quả chiếm từ 52 – 62%, hạt ca cao chiếm từ
40 – 48%, vỏ hạt chiếm 10 – 12%, nhân chiếm 68 – 77%, phần mầm hạt 0,6 – 2%
(Phan Thanh Bình, 2007). Thành phần hóa học của vỏ quả và của nhân được trình bày
trong Bảng 2.2 và Bảng 2.3
Bảng 2.2: Thành phần hóa học của vỏ quả ca cao.
Thành phần

Tỷ lệ % (theo chất khô)

Protein

6,25

Chất xơ

27,3

Tro

8,1

Na

0,01

K

3,2

Cacao

0,44

P

0,09

Nguồn: ICCO.

7


Bảng 2.3: Thành phần hóa học của nhân.
Thành phần

Tỷ lệ (%)

Nước

32 – 39

Cellulo

2–3

Tinh bột

4–6

Pentosan

4–6

Đường Sucrose

2–3

Chất béo

30 – 32

Protein

8 – 10

Theobromin

2–3

Caffeine

1

Polyphenol

5–6

Acid

1

Muối khoáng

2–3

Nguồn: Phan Thanh Bình, 2007.
2.1.5 Lợi ích của ca cao và một số sản phẩm được sản xuất từ ca cao hiện nay
a. Lợi ích của ca cao
Ca cao không chỉ được biết đến như là món ăn của thần thánh mà nó còn mang

lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người.
Theo Bảng 2.3 thì thành phần protein trong ca cao chiếm tỷ lệ khá cao (8 –
10%), bên cạnh đó còn có thêm các axit béo, và có thể trung hòa colesterin trong máu.
Nó còn chứa khá nhiều vitamin, cellulo, muối khoáng (sắt, kẽm) giúp quá trình sinh
tổng hợp của cơ thể diễn ra bình thường.
Hạt ca cao và các sản phẩm từ ca cao (rượu ca cao, bột ca cao, sôcola đen) là
nguồn thực phẩm giàu chất phenonic. Theo Othman, Ismail và ctv (2005) thì trong hạt
ca cao không lên men hàm lượng phenonic vào khoảng 12 – 18% (tính theo cơ sở khô)
và 60% hợp chất phenonic trong hạt ca cao thô là các chất flavonol như catechin và
epicatechin và procyanidin olygomer. Các chất này có hoạt tính sinh học như loại bỏ
gốc hydroxyl, ngăn chặn oxi hóa lipid và dễ tan trong nước nên khả năng hấp thụ cao.
Đồng thời hợp chất flavanol trong ca cao còn có thể làm giảm lượng đường trong máu

8


thông qua việc điều chỉnh độ nhạy của insulin, vì vậy ca cao và các sản phẩm của nó
có tiềm năng trong việc điều trị bệnh tiểu đường.
Một nghiên cứu khác của Osman và ctv (2003) cho thấy rằng trong lá ca cao
hàm lượng chất polyphenol tương đối cao. Cụ thể, khi so sánh hàm lượng polyphenol
trong chồi cây ca cao, lá ca cao, lá trà ông thu được kết quả như Bảng 2.4
Bảng 2.4: Hàm lượng polyphenol trong lá trà và lá ca cao.
Mẫu

Polyphenol (%)

Tổng
polyphenol EGCG

EGC

ECG

EC

Caffein
GA

(%)

Tổng

(%)

catechin

CS

19,0b

1,93a

0,69b

0,62b

5,93c

0,58b

9,75b

2,24b

CL

28,4c

1,62a

0,26a

0,16a

2,82b

0,39a

5,25a

1,33a

GT

17,3a

9,13b

2,35c

2,74c

0,65a

0,33a

15,2c

3,34c

Các ký tự sau các giá trị khác nhau là sự khác biệt có ý nghĩa ở p < 0,05.
CS: Chồi cây ca cao

GA: gallic acid

CL: lá ca cao non

EGCG: epigallocatechin gallate

GT: lá trà

EGC: epigallocatechin
EC: epicatechin.

Nồng độ caffein trong ngọn ca cao, lá non ca cao và lá trà lần lượt là: 2,24, 1,33
và 3,34 mg/100 mg.
Nồng độ của epicatechin trong ngọn ca cao là (5,93 mg/100 mg), trong lá ca
cao non là (2,82 mg/100 mg) cao hơn có ý nghĩa so với lá trà (0,65 mg/100 mg).
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng lượng polyphenol chiết từ lá ca cao non và ngọn ca
cao có khả năng chống oxi hóa tương tự như lá trà và BHT trong khoảng nồng độ 100

– 2000 ppm.
Vì vậy ly trích polyphenol từ lá ca cao có khả năng bổ sung hoặc thay thế cho
chất chống oxy hóa tổng hợp sử dụng trong nước và ứng dụng trong dầu thực phẩm.
b. Một số sản phẩm từ ca cao trên thị trường hiện nay
Ngày nay, các sản phẩm được sản xuất từ ca cao ngày càng trở nên đa dạng. Ca
cao không chỉ đơn thuần để làm chocolate, bánh ngọt, mà người ta còn tận dụng lớp
cơm nhầy để lên men ra rượu ca cao.

9


Và bột ca cao là một trong những sản phẩm khá phổ biến gàn đây. Đã có một
vài số nghiên cứu về loại bột này như Shittu và ctv (2005) đã nghiên cứu về những đặc
tính hóa lý ảnh hưởng đến tính hòa tan của bột ca cao uống liền thông qua việc phân
tích 10 mẫu bột ca cao hòa tan ở Nigieria. Kết quả được trình bày ở Bảng 2.5
Từ Bảng 2.5 cho thấy hàm lượng đường trong bột ca cao hòa tan cao (52,4 –
92,5%) vì vậy nếu điều kiện bảo quản không tốt sẽ gây ra hiện tượng thấm ướt, ảnh
hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Hàm lượng béo trong bột ca cao vào khoảng 2 –
10,4% có khả năng cung cấp khoảng 380 – 419kcal/100g (Daini và ctv, 2003).
Cũng từ nghiên cứu này cho thấy ở p < 0,05 thì hàm lượng đường ảnh hưởng có
ý nghĩa đến đặc tính hòa tan của bột ca cao, theo sau đó là hàm lượng béo. Khả năng
thấm ướt phụ thuộc vào các yếu tố vật lý như tỷ trọng và tỷ số đồng nhất, còn khả
năng phân tán phụ thuộc vào chỉ số đồng nhất, hàm lượng đường, béo và độ ẩm của
sản phẩm. Như vậy để làm ra sản phẩm ca cao uống liền có đặc tính tốt, chúng ta phải
khống chế được các thông số trên.
Bảng 2.5: Thành phần và đặc tính lý hóa của bột ca cao.
Chỉ tiêu

Giá trị

Độ ẩm (%)

0,8 – 3,6

Chất béo (%)

2 – 10,4

Đường (%)

52,4 – 92,5

Tỷ trọng (g/cm3)

0,49 – 0,81

Góc nghỉ (0)

25 – 37,7

Chỉ số đồng nhất

0,031 – 0,796

Khả năng thấm ướt (s)

10,7 – 21,7

Khả năng phân tán (%)

50 – 94,5

Khả năng hòa tan (%)

44,2 – 76,6

Nguồn: Shittu và ctv, 2005
Bên cạnh đó, phần bơ ca cao còn được sử dụng trong mỹ phẩm, thậm chí là
công nghiệp sản xuất xà phòng với phần bơ ca cao kém chất lượng.
Ca cao còn được sử dụng trong dược phẩm như sản xuất ra một số chất có khả
năng chống oxi hóa nhờ vào việc ly trích những hợp chất này trong thành phần của lá
ca cao.
10


Ở Việt Nam cũng có một số nghiên cứu sản phẩm từ ca cao như sữa đậu nành
ca cao (Nguyễn Lan Anh, 2008) và một số đề tài khác nghiên cứu về rượu ca cao, chế
độ sấy ảnh hưởng đến bột ca cao hòa tan. Tuy nhiên, do công nghệ còn thấp nên phần
lớn chúng ta chỉ sản xuất ca cao hạt khô sau đó đưa xuất khẩu và nhập về ca cao đã
chế biến. Đây là một trong những khó khăn lớn cho ngành sản xuất ca cao ở Việt Nam.
2.1.6 Phân bố ca cao trên thế giới
Ca cao được sản xuất nhiều nơi trên thế giới, tuy có nhiều biến động nhưng
nhìn chung sản lượng ca cao tăng theo các năm (1960 – 2000) đặc biệt Côte d’lvoire là
nước luôn đứng đầu về sản lượng ca cao trong giai đoạn này (Hình 2.2).

Hình 2.2: Lượng ca cao sản xuất qua các năm của một số nước trên thế giới.
Nguồn: Lương Hồng Quang, 2009
Hiện nay, Tây Phi là khu vực sản xuất ca cao chính trên thế giới với khoảng
72% tổng sản lượng, trong đó chủ yếu các nước như Côte d’lvoire, Ghana,
Nigeria…Khu vực châu Á Thái bình Dương chiếm khoảng 15% và khu vực châu Mỹ

khoảng 13% với tổng sản lượng 3,5 triệu tấn.
Sản lượng ca cao sản xuất ra khá lớn tuy nhiên mức tiêu thụ ca cao hàng năm
vẫn tiếp tục tăng lên vì vậy theo dự báo của ICCO, thế giới thiếu khoảng 102.000 tấn
ca cao vào năm 2010 - 2011 do sản lượng giảm trong các niên vụ 2008 – 2009.
Nguyên nhân là do các nước sản xuất ca cao lớn có tình hình chính trị không ổn định,
thường xuyên bị thiên tai mặt khác cây ca cao ở các nước này đã già cỗi nên năng suất
thấp và thiếu đất mở rộng.

11


2.1.7 Tình hình phát triển ca cao tại Việt Nam
Cây ca cao được nhu nhập vào Việt Nam tương đối sớm theo chân những người
truyền giáo phương Tây, do có điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng thích hợp nên ca cao
được trồng rộng rãi và có thể kết hợp trồng xen ca cao với vườn dừa, chôm chôm hay
nhãn với mật độ thích hợp. Bên cạnh tận dụng được diện tích gieo trồng, trồng xen ca
cao còn giúp tăng cường dưỡng chất trong đất và tăng sản lượng cây trồng do trong lá
ca cao có nhiều kali, đồng thời nó có thể chống xói mòn đất, hạn chế cỏ dại. Vì vậy
ngành sản xuất ca cao ở Việt Nam phát triển khá nhanh.
Theo bộ Nông Nghiệp và phát triển nông thôn cho biết trong năm 2003 cả nước
chỉ có 500 ha ca cao, nhưng chưa đầy 5 năm sau diện tích này tăng lên 20 lần (gần
10.000 ha) thu hút 20.000 nông dân tham gia sản xuất, với các hình thức xen canh
chiếm 55,7%, chuyên canh chiếm 33,2%, thâm canh nông lâm kết hợp chiếm 11,1%.
Trong tổng diện tích gieo trồng ca cao ở nước ta thì Tây Nguyên được xem là
nơi thích hợp nhất cho cây ca cao và theo ước tính thì ca cao ở Tây Nguyên có thể cho
3 kg hạt khô/1 cây ca cao 5 tuổi và cho quả quanh năm nên trong tương lai diện tích
trồng ca cao ở Tây Nguyên chiếm 45,5%, tiếp theo là vùng Đông Nam Bộ (chiếm
37%), và vùng đồng bằng sông Cửu Long (chiếm 17,5%).
Mặc dù có sự phát triển nhanh chóng nhưng ngành sản xuất ca cao ở Việt Nam
vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, sản lượng còn thấp so với tiềm năng, chủ yếu là nguồn

đầu tư của nhà tài trợ và doanh nghiệp nước ngoài. Trước tình hình này, chính phủ đã
đặt ra mục tiêu là tăng diện tích trồng ca cao lên 60.000 ha vào năm 2015 và 80.000 ha
vào năm 2020 với sản lượng trên 100.000 tấn để đưa ca cao trở thành một trong những
mặt hàng nông sản xuất khẩu hàng đầu thế giới, đồng thời thành lập ban điều phối ca
cao Việt Nam (VCC, năm 2005) để tổng kết tình hình phát triển ca cao trong năm từ
đó đưa ra chiến lược cụ thể cho ngành ca cao về khoản đầu tư, mục tiêu, tầm nhìn, lộ
trình, và các kế hoạch ngắn hạn, dài hạn, cũng như xây dựng một hệ thống đảm bảo
chất lượng cho hạt ca cao xuất khẩu để từ đó thiết lập hệ thống giám sát và đánh giá
nhằm có những thông tin và số liệu cụ thể xây dựng kế hoạch phát triển ngành sản
xuất ca cao
2.2 Công nghệ sản xuất ca cao bột

12


Ca cao bột là sản phẩm từ bột ca cao nhào nghiền ra sau khi đã rút hoặc không
rút chất béo, nhưng phải có ít nhất 18% (theo cơ sở chất khô) chất bơ ca cao (Phạm Trí
Thông, 1999).
Theo Shittu và ctv (2005) thì bột ca cao hòa tan là loại thực phẩm uống liền,
trong đó thành phần của nó bao gồm bột ca cao nguyên chất, đường và bột sữa hoặc có
thể thêm bột trứng, bột malt để làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.
2.2.1 Công nghệ sản xuất ca cao
2.2.1.1. Ủ hạt (lên men)
Theo Alamilla và ctv (2006) cho rằng hạt ca cao không lên men sẽ không tạo
ra được hương vị đặc trưng cho hạt. Vì vậy sau khi tách hạt ra khỏi quả ca cao ta tiến
hành ủ hạt, có nhiều phương pháp khác nhau như: ủ thúng, ủ đống, ủ thùng. Tùy vào
điều kiện vật chất mà lựa chọn phương pháp ủ thích hợp tuy nhiên quá trình này đều
nhằm mục đích chung là:
 Gây ra những thay đổi sinh hóa học trong phôi nhũ, để làm giảm vị đắng và
chát trong hạt ca cao (Hình 2.3), đồng thời khơi mào cho sự phát triển hương,

vị và màu sắc cho quá trình sau.
Làm cho phôi nhũ nở rộng hơn và giòn, dẫn đến lớp vỏ hạt hở ra và diệt được
rễ mầm trong hạt ca cao.
Hóa lỏng và loại bỏ hết lớp nhầy bao quanh hạt ca cao tươi giúp thuận lợi cho
quá trình tiếp theo (Hollywood, 2008)
Lên men ca cao xảy ra trong hai giai đoạn:
Giai đoạn 1: lên men lớp cơm nhầy bao quanh hạt làm cho đường chuyển
thành rượu và axit acetic. Trong giai đoạn này lớp cơm nhầy được lên men nhờ vào
các vi sinh vật làm cho lớp cơm nhầy bị phân hủy, từ đó không khí thâm nhập vào
khối ca cao.
Giai đoạn 2: lượng axit tạo thành thấm vào bên trong hạt ca cao gây ra các
phản ứng sinh hóa, tạo thành các tiền chất, hương vị cho ca cao.

13


S e ns or y s c or e

10
8
6

Before

4
2
0

After

Cocoa

Bitter

Astringent

Floral

Sensory attribute
Hình 2.3: Đặc tính mùi vị của ca cao trước và sau khi lên men.
Nguồn: Lương Hồng Quang, 2009.
Quá trình lên men hạt ca cao bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như yếu tố di
truyền: giống ca cao, độ chín của trái, khối lượng hạt và tỷ lệ lớp cơm nhầy. Ngoài ra
chất lượng hạt ca cao còn phụ thuộc vào thời gian trữ trái, thời gian lên men, đảo trộn
trong quá trình lên men vì vậy để nâng cao phẩm chất hạt ca cao chúng ta nên tồn trữ
ca cao trước khi tiến hành lên men (khoảng 7 – 9 ngày) và điều kiện lên men là nhiệt
độ từ 45 – 500C sau 3 – 4 ngày lên men, thời gian lên men khoảng 6 ngày kết hợp đảo
trộn trong quá trình lên men sẽ làm tăng phẩm chất tốt cho hạt ca cao (Hollywood,
2008).
2.2.1.2 Phơi, sấy hạt
Theo Alamilla và ctv (2006) sau khi hạt ca cao lên men, tiến hành làm khô để
giảm độ ẩm hạt (từ 55 – 60 xuống 8%) và lượng axit có trong hạt để ngừng các phản
ứng không mong muốn như phản ứng oxi hóa polyphenol.
Có thể sử dụng phơi tự nhiên hoặc sử dụng các máy sấy. Tuy nhiên, người ta
thường khuyến cáo sử dụng phơi tự nhiên để đạt chất lượng hạt ca cao tốt vì quá trình
này làm axit lactic thoát ra khỏi hạt, làm giảm vị chát, đắng đồng thời chi phí đầu tư
thấp so với việc sử dụng máy sấy. Hạt ca cao được lên men và phơi sấy tốt sẽ có màu
tím nhạt và màu nâu chocolate. Khi bóp hạt bằng tay sẽ nghe âm thanh rắc rắc và dễ
nghiền thành bột (Lương Hồng Quang, 2009).
Ở một số nơi, hạt ca cao sau khi phơi khô được đưa qua làm bóng để nâng cao

giá trị trên thị trường với nhiều phương pháp như tẩy sét ca cao - là phương pháp sử
14


dụng đất sét xáo trộn với hạt ca cao sau khi phơi để tăng độ nhẵn bóng. Một phương
pháp khác đó là: khiêu vũ ca cao, người ta lê chân trần và bước những bước ngắn trên
sân phơi để đảo và chà xát các hạt ca cao lại với nhau. Tuy nhiên, không nên để hạt ca
cao láng bóng quá nhiều vì sẽ làm cho vỏ hạt quá mỏng và giòn dễ gây vỡ vụn gây cản
trở cho quá trình làm sạch sau này.
2.2.2 Công nghệ sản xuất bột ca cao
2.2.2.1 Làm sạch
Nhằm loại bỏ tạp chất lẫn trong hạt ca cao dựa vào sàng lắc với các kích thước
lỗ sàng khác nhau cùng với quạt hút, nam châm…Hao hụt ca cao sau làm sạch ước
chừng khoảng 1 – 1,3% khối lượng.
2.2.2.2 Rang
Theo Krysiak (2005), rang là công đoạn quan trọng nhất trong sản xuất hạt ca
cao. Nó giúp hình thành các đặc tính như màu nâu, hương nhẹ và cấu trúc của hạt ca
cao. Một số tính chất của hạt ca cao rang như nồng độ các chất thơm dễ bay hơi, tổng
axit, chất béo phụ thuộc vào điều kiện rang mà chủ yếu là nhiệt độ và thời gian.
Ngoài tạo ra những hợp chất thơm, quá trình rang còn giúp tách nhân và vỏ,
giảm độ chua cho hạt, hạ thêm ẩm độ của hạt xuống 2,5 – 5%, phát triển màu sắc đặc
thù của chocolate và góp phần vô hoạt Salmonella cũng như vi sinh vật có hại khác
(Phạm Trí Thông, 1999).
Trong quá trình rang thì các phản ứng hóa học xảy ra như phân hủy một số
amino acid tạo ra mùi hương cho ca cao, kèm theo đó là sự mất nước, màu sắc và mùi
vị của mảnh nhân trở nên nâu đậm và bớt đắng hơn.
2.2.2.3 Nghiền thô và phân ly
Hạt sau khi rang, để nguội rồi chuyển qua công đoạn nghiền thô và phân ly
nhằm tách hoàn toàn vỏ hạt ra khỏi mảnh nhân. Đây là tiến trình nghiền sơ bộ hạt ca
cao rang nhằm làm vỡ lớp vỏ hạt, tuy nhiên cần chú ý trong quá trình nghiền sao cho

các phần tử vỡ ra của vỏ và mảnh nhân càng lớn càng tốt (85 - 90% các phần tử nên có
kích thước lớn hơn 3 mm) để tránh tạo ra các mảnh hạt quá vụn và bụi bặm.
Mục đích của việc phân ly là thu được hai cấu tử cơ bản – phần mảnh nhân có
chứa một ít vỏ và mầm, và phần vỏ hạt chứa không đáng kể mảnh nhân.
Mảnh nhân là thành phần có giá trị nhất của hạt ca cao.

15


2.2.2.4 Nghiền mảnh nhân
Mảnh nhân chứa cỡ 55% bơ ca cao, có trong các tế bào ở pha rắn. Các tế bào bị
phá hủy trong quá trình nghiền và nhiệt sinh ra do ma sát sẽ nâng nhiệt độ lên trên
340C, điểm nóng chảy của bơ ca cao, làm lỏng hóa chất béo tạo thành một chất bột
nhão. Bột nhão này có thể dùng để sản xuất ra bơ ca cao, bột ca cao hoặc để làm
chocolate.
2.2.2.5 Ép
Mục đích là để tách bơ ca cao ra khỏi các thành phần không chứa chất béo.
Bơ ca cao là một trong chất béo có giá trị cao, nó được sử dụng để sản xuất
chocolate, dược phẩm, mỹ phẩm thậm chí xà phòng với bơ ca cao kém chất lượng.
2.2.2.6 Xay bánh dầu
Sau khi ép loại bỏ bơ ca cao, thu được bánh dầu. Cấu trúc bánh dầu lúc này rất
chặt, đặc biệt khi có hàm lượng chất béo thấp, vì vậy ta nên đập vỡ thành miếng nhỏ
trước khi cho vào xay để quá trình sau hoạt động được dễ dàng hơn.
Trong quá trình xay bánh dầu cần chú ý lượng không khí dùng để làm mát và
vận chuyển bột ca cao phải khô với độ ẩm không cao hơn 50 – 60%RH. Vì nếu ẩm độ
quá cao gây ra hiện tương bột ca cao hút ẩm trở lại thuận lợi cho vi sinh vật phát triển,
còn nếu ẩm độ quá thấp làm cho các phần tử bột phát sinh tĩnh điện làm cho ca cao
đóng thành khối khó cho quá trình đóng gói sau này.
2.2.2.7 Sàng
Sản phẩm bột ca cao cuối cùng được sàng qua vải lọc, nylon hoặc lưới kim loại

trước khi đem đi đóng gói bằng vật liệu chống hút ẩm (Phạm Trí Thông, 1999).
2.3 Sữa
Sữa được coi là sản phẩm có đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết và cơ thể dễ
hấp thụ, sữa chứa nhiều protein, lactose, lipid, muối khoáng, và một số loại vitamin
chủ yếu như: A, D, E, B1…các enzyme và nguyên tố vi lượng (Bảng 2.6 và Bảng 2.7)

16