cây ca cao và kỹ thuật chế biến

1 PGS. TS. TRỊNH XUÂN NGỌ CÂY CA CAO VÀ KỸ THUẬT CHẾ BIẾN TP. HỒ CHÍ MINH 12 NĂM 2009 2 CHƯƠNG I :GIỚI THIỆU VỀ CÂY CACAO 1. Ngu 1. Ngu1. Ngu 1. Nguồn n n n g gg gốc: c:c: c: Nguồn gốc của cây cacao ở lưu vực song Amazon, Nam Mỹ. Từ đây, cacao phát triển sang các nước khác ở Trung và Nam Mỹ, với hai lồi phụ chính là Criollo và Forastero. Criollo có hạt dạng tròn, nội nhũ trắng, có hương vò nhẹvà tương đối dễ nhiễm bệnh. Foratestero có dạng cây cao, khỏe, hạt nhỏ hơn Criollo nhưng hương vò đậm hơn. Hạt Foratestero dạng dẹp, lá mầm bean trong màu tím, chứa nhiều chất béo hơn Criollo. Do vậy, hầu hết các vùng trồng cacao lớn trên thế giới hiện nay đều trồng ở dạng Foratestero. Thổ dân Nam Mỹ dùng cacao làm đồ uống. Hạt cacao được rang lên, nghiền nhỏ, thêm bột ngô, vanille và đôi khi cả ớt. Ngay nay, ở một số nước như Colombia, Philippin, dạng đồ uống đặc sệt như vậy còn tồn tại, mặc dù có thay đổi chút ít như thêm đường, vanille hoặc tinh dầu quế. Ở Nicaragua, hạt cacao có lúc được dùng như một thứ tiền tệ trong trao đổi mua bán. Cacao được sử dụng rộng rãi từ thế kỉ thứ 6 ở các bộ tộc Maya và đến thế kỉ 16 lưu hành rộng rãi ở Trung Mỹ. Từ thế kỉ 16, cacao bắt đầu phát triển rộng ra các nước khác trên thế giới, trước hết là các nước Nam Mỹ và vùng biển Caribe, như Venezuela, Jamaica, Haiti. Cacao vượt biển Thái Bình Dương và được trồng ở Philippin vào đầu thế kỉ 17, sau đó tiếp tục mở rộng qua Ấn Độ và Scrilanca vài chục năm sau. Cho đến thời gian này loại phụ Criollo vẫn chiếm diện tích chủ yếu. Brazil và Ecurador là nhừng nước đều tiên phát triển loại phụ Foratestero và đầu thế kỉ 19 cacao bắt đầu được xuất khẩu với qui mô 2000 – 5000 tấn từ các nước Nam Mỹ. Cuối thế kỉ 19 cacao mới được trồng ở các nước Tây Phi, trước hết ở Ghana và Nigieria. Ở nay, cacao phát triển rất nhanh do có thò trường Châu Âu. Năm 1900 Châu Phi chỉ chiếm 17% tổng sản lượng cacao thế giới nhưng đến năm 1960, tỷ lệ này đã lên đến 73%. 2. Phân loại Cây cacao (Theobroma cacao) thuộc: 3 • Thứ Theobroma cacao L • Họ Sterculiaceae Thứ Theobroma gồm 20 loài, trong đó chỉ có loài Theobroma cacao là có giá trị kinh tế. Theobroma cacao được chia làm hai loại phụ: Criollo và Forastero. • Criollo: Trái đỏ, kích thước lớn, có nhiều ở vùng Nam Mỹ (Venezuela, Ecuado, Colombia) • Forastero: Có màu vàng đỏ, có nhiều ở Châu Phi (Ivory Coast, Ghana, Nigeria) • Trinitario (cây lai của Criollo và Forastero): Trái vàng nhỏ, có nhiều ở vùng Trung Mỹ (Trinidad, Jamaica) 4 3. Đặc điểm thực vật của cây cacao Cacao là loài thân gỗ nhỏ có thể cao đến 10 – 20m nếu mọc tự nhiên trong rừng. Trong sản xuất người ta thường chặt xén ngọn bớt để việc thu hoạch quả có thể dễ dàng hơn và độ cao của cây khi đã trưởng thành không quá 7.5m, đường kính từ 10 – 15 cm. Để phát triển mạnh, cây cacao cần được che chắn để tránh bớt tia nắng mặt trời và gió, đặc biệt là trong những giai đoạn đầu của thời kỳ phát triển. Thời kỳ kinh doanh hiệu quả có thể kéo dài từ 25 – 40 năm. Mỗi năm cho đến hàng nghìn hoa ở thân chính và cành to nhưng chỉ có 1 – 3% thành trái. Cây sẽ ra quả khi được 3 – 4 tháng tuổi. Sau khi thụ phấn trái tăng trưởng chậm trong khoảng 40 ngày đầu và đạt tốc độ tối đa sau 75 ngày. Sau khi thụ phấn 85 ngày sự tăng trưởng của trái chậm lại, trong khi hạt bên trong trái bắt đầu tăng trưởng nhanh, đây cũng là thời kỳ hạt tích luỹ chất béo. Lớp cơm nhầy hình thành khoảng 140 ngày sau khi thụ phấn. Từ khi thụ phấn đến khi trái chín kéo dài từ 5 – 6 tháng. 5 Trái cacao có thể đạt chiều dài 15 – 20 cm, cân nặng từ 200g – 1kg. Tuỳ theo từng lồi, hình dạng của trái thay đổi từ hình cầu, hình dài và nhọn, hình trứng hoặc hình ống. Màu sắc của trái khá đa dạng: màu xanh, màu vàng, màu đỏ. Mỗi trái chứa khoảng 20 – 40 hạt. Đặc điểm: Đặc điểm:Đặc điểm: Đặc điểm: Cây cacao là loại cây thân gỗ, chiều cao trung bình 5 ÷ 7 m. Tuổi thọ của cây thường từ 20 ÷ 30 năm. Sau khi trồng được 3 ÷ 4 năm thì cây bắt đầu ra hoa, 6 hoa có nhiều màu như : đỏ, hồng, tím. Cây cacao ra hoa cả năm, nhưng nhìn chung hoa thường nở rộ vào 2 khoảng thời gian : từ tháng 4 đến tháng 7 và từ tháng 11 đến tháng 1. Hoa mọc trực tiếp từ thân cây và những cành to chứ không mọc ở ngọn như những cây khác. Hoa cacao thuộc loại lưỡng tính. Hình 1 Hình 1Hình 1 Hình 1 : Hoa cacao : Hoa cacao : Hoa cacao : Hoa cacao Mỗi cây cacao có thể nở đến khoảng 100.000 hoa , nhưng tỷ lệ đậu trái rất thấp chỉ đạt đến khoảng 0,5% là cao. Hơn nữa, khi quả non đã đậu quả thì lại có hiện tượng khô héo và rụng, có khi tới 90%. Khi chín vỏ trái cacao đổi màu : các trái màu lục hay xanh ôliu khi chín chuyển sang màu vàng tươi; các trái màu ửng đỏ thì khi chín có màu sậm da cam; trái tím lợt thì chuyển sang tím đậm. Quả cacao có kích thước lớn, thường có hình cầu hoặc dài và nhọn hay có dạng trứng tuỳ theo giống. Chiều dài quả từ 7 ÷ 30 cm (trung bình từ 12 ÷ 15 cm), rộng 7 ÷ 9 cm. Trọng lượng cả vỏ và hạt khoảng 200g đến 1 kg (trung bình khoảng 400 ÷ 500g đối với giống Forastero). Từ lúc ra hoa đến lúc quả chín khoảng 5 ÷ 7 tháng. Quả chín không mở và trông giống như quả nạc. Mỗi quả thường chứa từ 30 ÷ 40 hạt. Mỗi cây cacao hàng năm cho từ 0,5 đến 2 kg hạt, thay đổi tuỳ theo giống, điều kiện chăm sóc, mật độ trồng. Trung bình mỗi hécta thu được khoảng 1 tấn hạt nguyên liệu. 7 1. Thành phần hóa học trái cacao Nước, chất béo (bơ cacao), cacbohydrates, nitrogen, acid hữu cơ, muối khống,…Các thành phần này sẽ có hàm lượng khác nhau ở chất nhầy, vỏ hạt và thịt hạt. • Chất nhầy (thịt quả) có hàm lượng nước và đường cao nhất, ngồi ra còn có acid citric làm cho pH của thịt quả ln ở 3.5. • Vỏ hạt có hàm lượng cacbohydrates cao Thịt hạt có hàm lượng bơ cacao rất cao, vỏ hạt cố một ít và chất nhầy khơng có. Thành phần hóa học hạt cacao: Thành phần hóa học hạt cacao: Thành phần hóa học hạt cacao: Thành phần hóa học hạt cacao: Hạt cacao không có nhân, mập, dài 20 ÷ 30 mm, rộng 10 ÷ 17 mm và dày 7 ÷ 12 mm; có cùi nhớt màu trắng và có vò hơi chua. Hạt cacao có vò đắng chát, phía trong có màu tím nâu. Bên ngoài là lớp vỏ mỏng chiếm khoảng 12% khối lượng hạt; bên trong là phôi nhũ chiếm toàn bộ thể tích hạt có màu thay đổi từ trắng (Criollo) sang tím đậm (Forastero) và màu trung gian (các giống lai Trinitario). Thành phần các chất cấu tạo trong hạt cacao như sau : 1 11 1) )) ) Lipid (bơ cacao): Lipid (bơ cacao): Lipid (bơ cacao): Lipid (bơ cacao): Bơ cacao chiếm nhiều nhất trong hạt cacao, nó đạt tới 48 ÷ 50% so với trọng lượng hạt đã lên men và sấy khô. Bơ cacao sau khi được chiết từ hạt cacao có dạng tinh thể nhỏ, có màu trắng vàng và mùi thơm đặc trưng. Bơ cacao có những đặc tính quan trọng sau : Ở điều kiện nhiệt độ bình thường nó cứng, dòn. Do đó, tạo cho sản phẩm chocolate làm ra có độ cứng và độ dòn đặc trưng. Bơ cacao nóng chảy ở 35 0 C (thấp hơn nhiệt độ cơ thể người) do đó nó dễ tan và và không để lại trong miệng người ăn, tạo cảm giác dễ chòu. 8 Ở điều kiện thường, cacao khá bền và khó bò ôxi hóa. Do đó, có thể để lâu mà không bò hôi, thậm chí có thể đến 5 ÷ 6 năm cũng không thấy có hiện tượng hôi. Bơ cacao chủ yếu gồm các tryglycerid của các acid béo no và cũng do chứa nhiều glycerid khác nhau nên bơ cacao có thể hình thành nhiều dạng tinh thể khác nhau, chính vì vậy người ta gọi bơ cacao là chất béo đa tinh thể (hay polymorphic). Dạng tinh thể của bơ cacao chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ đông đặc của khối chất béo. Bảng 1 Bảng 1Bảng 1 Bảng 1: Thành phần acid béo tr : Thành phần acid béo tr: Thành phần acid béo tr : Thành phần acid béo trong bơ cacao ong bơ cacaoong bơ cacao ong bơ cacao STT STTSTT STT Tên glycerid Tên glyceridTên glycerid Tên glycerid Phần trăm Phần trămPhần trăm Phần trăm (%) (%)(%) (%) Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ nóng chảy ( (( ( 0 00 0 C) C)C) C) 1 Oleopanmetostearin 52 ÷ 57 34,5 2 Oleodistearin 18 ÷ 22 43,5 3 Oleodipanmitin 4 ÷ 6 29 4 Dipanmitostearin 2,5 ÷ 3,0 63 – 68 5 Dioleopanmitostearin 7 ÷ 8 Nhiệt độ thường 6 Dioleostearin 6 ÷ 12 nt 7 Oleolioleopanmitin 0,5 nt 8 Oleolioleostearin 4,5 nt 9 Acid béo tự do 1,1 nt Bảng 2 Bảng 2Bảng 2 Bảng 2: Các : Các: Các : Các dạng cấu hình của bơ cacao dạng cấu hình của bơ cacao dạng cấu hình của bơ cacao dạng cấu hình của bơ cacao Dạng DạngDạng Dạng γ α β ' β Nhiệt độ nóng chảy ( Nhiệt độ nóng chảy (Nhiệt độ nóng chảy ( Nhiệt độ nóng chảy ( 0 00 0 C) C)C) C) 17 21 ÷ 24 25 ÷ 29 34 ÷ 35 9 Bảng 3 Bảng 3Bảng 3 Bảng 3: Đặc điểm tinh thể bơ cacao : Đặc điểm tinh thể bơ cacao: Đặc điểm tinh thể bơ cacao : Đặc điểm tinh thể bơ cacao Dạng DạngDạng Dạng Hình dáng Hình dángHình dáng Hình dáng Kích thước ( Kích thước (Kích thước ( Kích thước ( m µ ) )) ) α Dạng tiểu cầu không bền 5 β Hình kim nhỏ 1 ' β Tinh thể kết thành khối lớn 25 ÷ 50 (có thể đến 100) Số lượng, kích thước và hình dạng tinh thể phụ thuộc vào tốc độ làm lạnh (làm dòu) hoặc làm nóng, vào sự khuấy trong các giai đoạn này và vào các điều kiện (thời gian, nhiệt độ và sự thay đổi của nhiệt độ) của sự bảo quản về sau. 2 22 2) )) ) Theobromine trong h Theobromine trong hTheobromine trong h Theobromine trong hạt ca cao Là thành phần đặc trưng của hạt cacao vì chính nó đã tạo ra vò đắng đặc trưng cho sản phẩm chocolate. Chất này chiếm từ 1,5 ÷ 1,7% so với trọng lượng hạt và chiếm 0,5 ÷ 1,3% trọng lượng vỏ quả. Chất theobromine thường tồn tại ở dạng bột với tinh thể màu trắng nhỏ và có vò đắng, thăng hoa ở nhiệt độ 308 0 C. Theobromine là một chất thuộc họ Akanloid, có công thức phân tử là C 7 H 8 N 4 O 2 . Nó có thể hòa tan trong Tetracloruaetan, trong cồn, acid acetic sôi … và không tan trong ete, dầu hỏa và tetracloruacacbon. Nó có khả năng oxi hóa nhanh và tạo ra những sản phẩm có màu mà người ta thường gọi là “chất nâu cacao”. Màu nâu này tạo cho sản phẩm chocolate có một màu đặc trưng. Theobromine là một chất kích thích yếu, tuy nhiên ít nhiều nó cũng tác động đến hệ cơ tim và hệ thần kinh. Do vậy , theobromine còn được trích từ quả cacao để bổ sung vào một vài loại thuốc chữ bệnh tim. Trong sản phẩm chocolate, theobromine có hàm lượng thấp cho nên nó không gây nguy hại gì cho hệ thần kinh và tim mạch của người, mà chỉ có thể tạo cho ta một vài cảm giác hưng phấn nhỏ mà thôi. 10 3 33 3) )) ) Caffein: Caffein: Caffein: Caffein: Caffein có công thức là 1,3,7-Trimetylxantin Caffein có màu trắng, tinh thể dạng hình kim và có vò đắng. Nó bắt đầu bay hơi ở 100 0 C, nhiệt độ thăng hoa là 180 0 C và nóng chảy ở 235 0 C. Caffein có tính tan cao hơn Theobromine và có thể hoà tan được trong nước ấm với tỷ lệ 80% nước nóng pha với 20% nước lạnh. Caffein được xem như một chất kích thích vì có khả năng tác dụng đến hệ thần kinh tạo ra những cảm giác hưng phấn, sảng khoái cho người dùng. Nếu hàm lượng quá cao nó sẽ trở thành một chất độc đối với hệ thần kinh và hệ tuần hoàn. Hàm lượng caffein trong vỏ hạt chiếm tối đa 0,3% còn trong nội nhũ cũng chỉ chứa tối đa 0,7%. Còn trong bột cacao thành phẩm hàm lượng caffein chỉ chiếm 0,1 g/100g sản phẩm. Với liều lượng như vậy thì nó không thể nào gây nguy hiểm cho người dùng. 4 44 4) )) ) Các acid hữu cơ: Các acid hữu cơ: Các acid hữu cơ: Các acid hữu cơ: Có trong thành phần hạt ở hai dạng : dễ bay hơi và không bay hơi. Qua nghiên cứu người ta cho biết rằng những acid không bay hơi trong cacao gồm có acid malic, acid tauric, acid ovalic … Trong cacao còn chứa một lượng nhỏ các acid hữu cơ tự do. Còn đối với các acid dễ bay hơi sẽ được loại bỏ dần trong quá trình chế biến. Các acid hữu cơ trong cacao (1.2-1.6%) được hình thành chủ yếu trong quá trình ủ và chứa hầu hết là acid acetic (hợp chất tạo mùi), acid citric (0.45-0.75%), và acid oxalic (0.32-0.5%). Lượng acid này được tạo thành từ hạt cacao và một phần được giữ lại trong lá mầm hạt cacao. 5 55 5) )) ) Glucid: Glucid: Glucid: Glucid: Trong các nhóm glucid có trong quả cacao thì tinh bột chiếm thành phần nhiều nhất. Nó chiếm 4,5% trong phôi nhũ và chiếm đến 46% trong vỏ quả cacao. Chất đường trong quả cacao không nhiều và hầu như không có trong vỏ quả. Hàm lượng đường có trong phôi nhũ và cùi như sau : • Pentosan : 3,8% • Saccharose : 0,7% • Glucose và Fructose : 5,55% [...]... tớnh cao sản như đó nờu trờn, bà con cú thể liờn hệ mua ở cỏc cơ quan nghiên cứu và các đơn vị sản xuất cây cacao giống 17 Hình 3: Cây cacao ghép 6 Cây cacao ở Việt Nam Cây cacao là một loại cây kinh tế được trồng với quy mô lớn tại nhiều nước trên thế giới Nó là mặt hàng xuất khẩu mang lại nhiều ngoại tệ Hiện nay, giá cacao trên thò trường thế giới khoảng 1.500 ÷ 1.600 USD/tấn (tháng 03/2002) Các nước... thưa, tán rừng thưa,… và cây cacao rất thích hợp để cải tạo dần các vườn tạp 13 Hình1:Vườn ca cao trồng xen dưới tán cây điều 5 GIỐNG CACAO 3 Các giống cacao Hiện nay, người ta chia cacao ra làm 3 nhóm lớn là : Criollo, Forastero và Trinitario b) Nhóm Criollo Nhóm này có các đặc điểm sau : − Nhò lép có màu hồng nhạt − Trái có màu đỏ hoặc xanh trước khi chín − Trái có dạng dài và có đỉnh nhọn rất rõ... sinh thái cây cacao Cây cacao là lồi cây nhiệt đới, thường được trồng ở vùng xích đạo Nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng là 30 – 40oC, độ ẩm từ 70 -80% và là cây ưa bóng mát 12 - Khí hậu: Cây cacao trồng thích hợp trên các vùng có lượng mưa hàng năm vào khoảng 1500-2500mm, cao độ so với mặt nước biển khơng vượt q 800m, nhiệt độ tối thích 30-320C và tối thiểu 18-210C, ẩm độ thích hợp cho cây phát... đều tỏ ra thích hợp do hàm lượng P, Ca dễ tiêu cao Năm 1974, hãng Soca 2 (Pháp) đã cử một đoàn chuyên gia sang nghiên cứu hợp tác với Việt Nam trồng cacao ở Cửu Long và họ đã xác đònh các vùng đất miền Tây và Đông Nam Bộ rất thích hợp để trồng cacao Sản lượng dự kiến sau 3 ÷ 4 năm là 2500 kg/ha và cây có thể cho quả đến trên 30 năm Từ đó, cây cacao đã được quan tâm và gieo trồng ở nhiều nơi Ở miền Đông... sản lượng cacao của thế giới thì nay không ngừng tăng diện tích trồng để gia tăng sản lượng Ở nước ta, cacao đã được thực dân Pháp trồng thử nghiệm ở các tỉnh phía Nam ngay sau khi đô hộ nước ta Hafwer, Giám đốc Nông nghiệp và Thương mại Đông Dương lúc đó đã nhận xét: Cây cacao cho kết quả tốt tại đất trồng cau, dừa giàu mùn và được tưới nước ngọt đều đặn Tất cả vùng đất đỏ Nam bộ, cây cacao đều tỏ... lượng cacao thế giới Do có năng suất cao và kháng bệnh tốt nên giống này được trồng khá phổ biến Ở VIIEETJ NAM Cacao có ba nhóm chính: Forastero, Criollo và Trinitario Giống hiện có Việt Nam là Forastero và con lai giữa Forastero và Trinitario Giống cacao trước đây trồng rải rác ở các địa phương là con cháu của sự phối hợp giữa 3 nhóm trên Hiện nay, hệ thống giống được sử dụng rộng rãi là hạt lai F1 và. .. pH = 4,4 ÷ 4,9; độ cao so với mực nước biển 530 ÷ 540m Sau 3 năm, đến tháng 5/1984 đã trổ hoa và sang tháng 7 thì bắt đầu đậu quả Từ đó đến nay cây cacao phát triển tốt và có thể là nguồn cung cấp hạt giống Trinitario để trồng ở vùng Tây Nguyên Ở miền Trung, Công ty cacao tỉnh Quảng Ngãi đã trồng từ năm 1991 khoảng 200 ha cây cacao loại Trinitario và Forastero trên đất podzolic xám và bazan bạc màu có... che còn thiếu Cacao chủ yếu ra hoa và phát triển trái trong mùa mưa, nên khi cacao đã định hình, mùa khơ có thể cần ít nước tưới hơn Tuy nhiên, nếu được tưới trong mùa khơ năng suất sẽ cao và cho trái quanh năm khi trái phát triển nếu thiếu nước hạt sẽ nhỏ, hàm lượng bơ thấp và tỉ lệ vỏ nhiều - Bóng che: Cây cacao sinh trưởng tốt dưới bóng râm do đó có thể trồng xen trong vườn điều, chuối, cây ăn trái... 70-80% - Gió: Nếu vùng nào gió mạnh và kéo dài, nhất thiết phải trồng cây chắn gió để cây cacao sinh trưởng phát triển tốt - Đất đai: Cây cacao có thể sinh trưởng phát triển tốt trên nhiều địa hình và loại khác nhau, từ các vùng triền dốc, đất cát, đất phù sa ven sơng, đất phù sa cổ bạc màu nếu có bóng che và đầy đủ nước tưới - Nước: Trong thời kỳ kiến thiết cơ bản cacao cần phải tưới đầy đủ trong mùa... hoà tan trong bơ cacao và rất khó loại trừ 9) Khoáng chất: Hàm lượng khoáng trung bình có trong vỏ quả cacao vào khoảng 8,2% trọng lượng vỏ, còn trong cùi có khoảng 0,8% và khoảng 2,6% trong phôi nhũ Trong đó đa số là Fe, K, P, Mg … với hàm lượng một số muối khoáng như sau : • K2O : 34% • P2O5 : 32% • MgO : 16% • Fe2O3 : 0,01 ÷ 0,02% 11 Ngoài ra trong cacao còn chứa một lượng khá cao những khoáng chất . cây cacao giống. 18 Hình 3: Cây cacao ghép 6. 6. 6. 6. Cây cacao ở Việt Nam Cây cacao ở Việt Nam Cây cacao ở Việt Nam Cây cacao ở Việt Nam Cây cacao. Hình1:Vườn ca cao trồng xen dưới tán cây điều 5. GIỐNG CACAO 3. Các giống cacao 3. Các giống cacao3. Các giống cacao 3. Các giống cacao Hiện nay, người ta chia cacao ra làm 3 nhóm. thân cây và những cành to chứ không mọc ở ngọn như những cây khác. Hoa cacao thuộc loại lưỡng tính. Hình 1 Hình 1Hình 1 Hình 1 : Hoa cacao : Hoa cacao : Hoa cacao : Hoa cacao Mỗi cây cacao