Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật vào quá trình lên men ca cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG - - TRẦN NHẬT THANH NGHI N CỨU ỨNG DỤNG VI SINH VẬT VÀO QUÁ TR NH N EN CA CAO UẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KHÁNH HÒA - Năm 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG - - TRẦN NHẬT THANH NGHI N CỨU ỨNG DỤNG VI SINH VẬT VÀO QUÁ TR NH N EN CA CAO UẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Công nghệ sau thu hoạch Ngành ã số 60 54 01 04 Quyết định giao đề tài: 148 /QĐ- ĐHNT ngày 21/2/2013 Quyết định thành lập HĐ: 1037/QĐ- ĐHNT ngày 6/11/2015 Ngày bảo vệ: 12/12/2015 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN ANH TUẤN TS AI THỊ TUYẾT NGA Chủ tịch Hội đồng: TS.ĐỖ VĂN NINH Khoa sau đại học: KHÁNH HÒA - Năm 2015 ỜI CA ĐOAN Tôi xin cam kết công trình nghiên cứu riêng Kết nêu luận văn “ trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Nha Trang, ngày 05 tháng 10 năm 2015 Tác giả luận văn Trần Nhật Thanh iii ỜI CẢ ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:  Thầy PGS.TS Nguyễn Anh Tuấn Cô TS Mai Thị Tuyết Nga, Cô Nguyễn Thị Thanh Hải hƣớng dẫn, động viên giúp đỡ em suốt trình thực đề tài  Cảm ơn sinh viên Hồ Thi Loan tham gia nghiên cứu bổ sung chế phẩm vi sinh vật trình lên men ca cao  Các thầy cô truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt thời gian học cao học  Các thầy cô hội đồng bảo vệ đề cƣơng luận văn có ý kiến đóng góp quý báu cho em  Trung tâm Thí nghiệm Thực hành, Trƣờng Đại học Nha Trang tạo điều kiện cho em suốt trình thực đề tài Trần Nhật Thanh iv ỤC ỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CHỮ VIÊT TẮT viii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH x TRÍCH YẾU LUẬN VĂN xii LỜI MỞ ĐẦU xiii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tìm hiểu ca cao .1 1.1.1 Nguồn gốc .1 1.1.2 Đặc điểm hình thái 1.1.3 Phân loại tác dụng ca cao 1.1.3.1 Phân loại 1.1.3.2 Tác dụng ca cao .3 1.1.4 Tình hình sản xuất tiêu thụ ca cao 1.2 Tổng quan lên men ca cao 1.2.1 Ủ đống (fermentation in heap) 1.2.2 Ủ thúng (fermentation in basket) 1.2.3 Ủ thùng (fermentation in box) 1.3 Tổng quan vi sinh vật lên men ca cao .8 1.3.1 Nấm men 11 1.3.2 Vi khuẩn Acetic 11 1.3.3 Vi khuẩn Lactic 12 1.3.3.1 Khái quát chung vi khuẩn lactic 13 1.3.3.2 Các chủng lactic lên men đồng hình 13 1.3.3.3 Các chủng lactic lên men dị hình 14 1.4 Biến đổi sinh hóa lên men ca cao 15 1.4.1 Cấu tạo hạt ca cao 15 1.4.2 Biến đổi sinh hóa 16 1.4.3 Biến đổi nhiệt độ 18 v 1.4.4 Biến đổi pH khối lên men 18 1.4.5 Biến đổi màu sắc hạt 19 1.5 Những nghiên cứu nƣớc lên men ca cao 20 1.5.1 Những nghiên cứu nƣớc 20 1.5.2 Những nghiên cứu nƣớc 21 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Vật liệu nghiên cứu 24 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 24 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 24 2.2.1 2.2.2 Bố trí thí nghiệm xác định thông số thích hợp quy trình sản xuất chế phẩm sử dụng chủng vi khuẩn lactic 25 2.2.2.1 Bố trí thí nghiệm xác định hàm lƣợng bột đậu nành 25 2.2.2.2 Bố trí thí nghiệm xác định hàm lƣợng đƣờng glucose 26 2.2.2.3 Bố trí thí nghiệm xác định pH 27 2.2.2.4 Bố thí nghiệm tối ƣu hóa thông số quy trình sản xuất chế phẩm sử dụng chủng vi khuẩn lactic phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm 28 2.2.2.5 Tạo chế phẩm vi khuẩn lactic: 29 2.2.3 Bố trí thí nghiệm bổ sung chế phẩm vi sinh vật lên men ca cao 29 2.2.3.1 Kiểm tra thành phần hóa học nguyên liệu: 29 2.2.3.2 Bố trí thí nghiệm xác định thời điểm bổ sung chủng tốt nhất: 30 2.2.3.3 Tiến hành kiểm tra pH, số lƣợng chủng vi sinh trình lên men ca cao 31 Các phƣơng pháp phân tích xử lý số liệu 32 2.2.4 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Kết nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi khuẩn lactic 33 3.1.1 Các thông số thích hợp quy trình sản xuất chế phẩm lactic 33 3.1.1.1 Hàm lƣợng bột đậu nành 33 3.1.1.2 Hàm lƣợng đƣờng 34 3.1.1.3 Độ pH 35 3.1.1.4 Kết tối ƣu hóa chế phẩm vi sinh 35 3.1.2 Đề xuất quy trình sản xuất chế phẩm lactic 42 3.1.2.1 Sơ đồ quy trình 42 3.1.2.2 Thuyết minh quy trình 42 vi 3.2 Kết bổ sung chế phẩm vi khuẩn vào trình lên men ca cao 43 3.2.1 Hạt ca cao lên men hoàn toàn 44 3.2.2 Hạt ca cao lên men không hoàn toàn 44 3.2.2.1 Lên men phần 45 3.2.2.2 Dƣới mức lên men 46 3.2.3 lactic Sự biến đổi pH 16 mẫu nghiên cứu có bổ sung chế phẩm vi khuẩn 47 3.2.3.1 Nhóm (mẫu 1-5) 47 3.2.3.2 Nhóm (mẫu 6-10) 48 3.2.3.3 Nhóm (mẫu 11-15) 49 3.2.4 Sự biến đổi vi sinh vật 16 mẫu nghiên cứu bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic 52 3.2.5 Đề xuất quy trình tiến hành lên men ca cao có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic quy mô phòng thí nghiệm 57 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC - - vii DANH ỤC CHỮ VI T TẮT TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam PTN: Phòng thí nghiệm VSV: Vi sinh vật TA: Hàm lƣợng acid tổng số viii DANH ỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số vi sinh vật đƣợc phân lập từ trình lên men hạt ca cao Bảng 2.1 Bảng bổ sung chế phẩm thời gian lên men theo tỉ lệ % so với lƣợng mẫu 31 Bảng 3.1 Quy đổi biến mã biến thực 35 Bảng 3.2 Kết thí nghiệm tối ƣu hóa 36 Bảng 3.3 Kết phân tích ANOVA cho mô hình đáp ứng bậc hàm mục tiêu số lƣợng khuẩn lạc 37 Bảng 3.4 Thông số đánh giá tính phù hợp tƣơng quan mô hình 37 Bảng 3.5 Các hệ số ảnh hƣởng mô hình hồi quy 40 ix DANH ỤC H NH Hình 1.1 Cây ca cao, ca cao .3 Hình 1.2 Lên men thành đống Hình 1.3 Lên men thúng Hình 1.4 Lên men ca cao thùng Hình 1.5 : Cấu tạo hạt ca cao 16 Hình 1.6 Biến đổi sinh hóa trình khuếch tán cơm nhầy hạt với trình lên men ca cao 16 Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát 24 Hình 2.2 Sơ đồ thí nghiệm xác định hàm lƣợng bột đậu nành 25 Hình 2.3 Sơ đồ thí nghiệm xác định hàm lƣợng đƣờng 27 Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm xác định pH 28 Hình 3.1 Ảnh hƣởng hàm lƣợng bột đậu nành đến mật độ vi khuẩn lactic 33 Hình 3.2 Ảnh hƣởng hàm lƣợng đƣờng đến mật độ vi khuẩn lactic 34 Hình 3.3 Ảnh hƣởng pH đến mật độ vi khuẩn lactic 35 Hình 3.4 Bề mặt đáp ứng thể ảnh hƣởng hàm lƣợng bột đậu nành đƣờng đến số lƣợng khuẩn lạc 38 Hình 3.5 Bề mặt đáp ứng thể ảnh hƣởng hàm lƣợng bột đậu nành pH đến số lƣợng khuẩn lạc 39 Hình 3.6 Bề mặt đáp ứng thể ảnh hƣởng hàm lƣợng đƣờng pH đến số lƣợng khuẩn lạc 39 Hình 3.7 Bề mặt đáp ứng tìm thông số tối ƣu hóa 40 Hình 3.8 Tỷ lệ hạt lên men hoàn toàn 16 mẫu lên men có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic 44 Hình 3.9 Tỷ lệ hạt lên men phần 16 mẫu lên men có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic 45 Hình 3.10 Tỷ lệ hạt dƣới mức lên men 16 mẫu lên men có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic 46 Hình 3.11 Sự biến đổi pH nhóm trình lên men ca cao có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic 47 Hình 3.12 Sự biến đổi pH nhóm trình lên men ca cao có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic 48 Hình 3.13 Sự biến đổi pH nhóm trình lên men ca cao có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic 49 Hình 3.14 Sự biến đổi nấm men khối hạt trình lên men ca cao có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic 52 Hình 3.15 Sự biến đổi vi khuẩn acetic khối hạt trình lên men ca cao có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic 53 Hình 3.16 Sự biến đổi vi khuẩn lactic khối hạt trình lên men ca cao có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic 55 x 15 16 17 Tài 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Pauline Mounjouenpou cộng sự, Short communication-Filamentous fungi producing ochratoxin a during cocoa processing in Cameroon Rosane Freitas Schwan, Cocoa Fermentations Conducted with a Defined Microbial Cocktail Inoculum, Applied and Environmental Microbiology, 1998(1-3):1477-1483 Rosane Freitas Schwan Wheals A.E, The microbiology of cocoa fermentation and its role in chocolate quality, Department of Biology, Federal University of Lavras, Lavras, Brazil, Crit Rev Food Sci Nutr, 2004;4(44):21 liệu Tiếng Việt Phan Thanh Bình, Nguyễn Văn Thƣờng Nguyễn Duy Thịnh, Đánh giá số yếu tố trình lên men ảnh hƣởng đến chất lƣợng hạt ca cao khô, Journal of Food and Nutrition Sciences,Tạp chí DD&TP, 2008;4(2) Phẩm Lƣơng Đức, Giáo trình công nghệ lên men, Nhà xuất giáo dục Việt Nam, 2010 Nguyễn Thị Hiền Nguyễn Văn Tặng, Công nghệ sản xuất chè, cà phê & ca cao, NXB Lao động Hà nội, 2011:222 Đặng Văn Hợp cộng sự, Phân tích kiểm nghiệm thực phẩm thủy sản, Nhà xuất KH & KT, 2010 Võ Thị Mỹ Lộc, Nghiên cứu phân lập hệ vi sinh vật chủ yếu trình lên men tự nhiên hạt ca cao, Đại học Nha Trang, 2013 Trần Xuân Ngạch, Lê Thị Liên Thanh NguyễnThị Hoài Trâm, Nghiên cứu phân lập định tên số nòi nấm men trình lên men hạt ca cao, Tập san KH &CN- Đại học Đà N ng, 2003 Nguyễn Văn Re, Sử dụng Nấm Sacharosemyces cerevisiae vi khuẩn Acetobacter Aceti trình lên men góp phần nâng cao chất lƣợng hạt xuất khẩu, Tập san Sở Khoa học Công nghệ Tiền Giang số 7, 2011 Phạm Trí Thông, Bài giảng Bảo quản – Chế biến ca cao, Đại học Nông Lâm Tp.Hồ Chí Minh, 1999 Trần Lệ Thu, Bài giảng Công nghệ sau thu hoạch, Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp HCM Trần Linh Thƣớc, Phƣơng pháp Phân tích vi sinh vật nƣớc, thực phẩm mỹ phẩm, Nhà xuất giáo dục Việt Nam, 2006 Nguyễn Minh Thủy, Bài giảng Công Nghệ Chế Biến Ca cao, Đại Học Cần Thơ, 2000 Vƣơng Thanh Tùng Hà Thanh Toàn, Khảo sát ảnh hƣởng trình ủ lên men đến chất lƣợng hạt ca cao, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học 2006, 2006;5:149-157 Trang web 30 http://www.icco.org/question/harvest.htm 31 http://www.icco.org/question/pocut.htm 32 http://www.icco.org/question/quality.htm 33 http://www.vietcaravan.com 62 34 http://www.ntbg.org/plants/plant_details.php?rid=2539&plantid=11101 35 http://www.cagrill.com/ 36 http://www.baomoi.com/Home/KinhTe/www.cpv.org.vn/Hoach-dinh-chien- luoc-cho-phat-trien-cay-cacao/4260019.epi 37 http://www.cnx.com.vn/vn/San-Pham/Ca-Cao/Tong-Quan-Ve-Bo-Giong-Ca- Cao-Viet-Nam/ 38 http://www.cacaoweb.net/cacao-beans.html 39 http://vietnamnet.vn/vn/kinh-doanh/159248/giac-mong-toan-cau-cua-cacaoviet.html 63 Phụ PHỤ ỤC Nội dung Số trang lục Bảng kết cắt hạt ca cao sau lên men có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic (%) Bảng pH mẫu suốt trình lên men có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic Sự biến đổi vi sinh vật khối hạt trình lên men ca cao có bổ sung chế phẩm vi khuẩn lactic Sơ đồ kiểm tra cắt hạt TCVN 7019:2005 Quy trinh phân lập vi khuẩn lactic Một số hình ảnh mẫu hat ca cao sau lên men Phụ luc 1: BẢNG KẾT QUẢ CẮT HẠT CA CAO SAU CHẾ PHẨ ẫu 10 11 ần 54,07 56,99 61,00 58,03 70,72 71,44 68,74 72,60 71,76 66,96 90,52 VI KHUẨN EN CÓ BỔ SUNG ACTIC (%) Lên men hoàn toàn ần 55,74 55,90 59,98 59,23 69,52 71,55 67,62 71,55 73,45 65,93 90,10 -1- N ần 55,25 58,11 61,95 59,62 71,85 71,40 69,85 72,02 72,96 68,00 90,99 Trung bình 55,02 57,00 60,98 58,96 70,70 71,46 68,74 72,06 72,72 66,96 90,54 12 13 14 15 16 98,43 87,74 81,57 84,73 53,28 98,10 86,64 81,45 83,55 52,03 Phụ luc :BẢNG PH CỦA CÁC 3,5 3,4 3,5 3,5 3,4 3,6 3,4 3,4 3,5 24 4,0 4,1 4,0 3,9 4,2 3,9 3,9 4,0 4,0 48 4,2 4,6 4,3 4,2 4,5 4,6 4,6 4,7 4,3 Trung bình 44,98 43,00 39,02 41,04 29,30 28,54 31,26 27,94 27,28 33,04 9,46 1,57 12,25 18,43 15,29 46,87 ẪU TRONG SUỐT QUÁ TR NH CÓ BỔ SUNG CHẾ PHẨ ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu 98,43 87,74 81,57 84,71 53,13 Lên men không hoàn toàn ần ần ần 45,93 44,26 44,75 43,01 44,10 41,89 39,00 40,02 38,05 41,97 40,77 40,38 29,28 30,48 28,15 28,56 28,45 28,60 31,26 32,38 30,15 27,40 28,45 27,98 28,24 26,55 27,04 33,04 34,07 32,00 9,48 9,90 9,01 1,57 1,90 1,24 12,26 13,36 11,15 18,43 18,55 18,31 15,27 16,45 14,15 46,72 47,97 45,92 ẫu 10 11 12 13 14 15 16 ẫu 98,76 88,85 81,69 85,85 54,08 VI KHUẨN Thời gian (h) 72 4,6 4,4 4,5 4,5 4,6 4,6 4,4 4,8 4,4 -2- 96 4,7 4,5 4,7 4,5 5,0 4,7 4,6 4,9 4,7 N ACTIC 120 4,4 4,2 4,2 4,0 4,4 4,1 4,3 4,2 4,2 144 4,3 4,2 4,1 3,9 4,2 4,0 4,0 4,3 4,1 EN ẫu10 ẫu 11 ẫu 12 ẫu 13 ẫu 14 ẫu 15 ẫu 16 3,6 3,6 3,4 3,5 3,5 3,5 3,4 4,1 4,1 3,9 4,2 3,9 4,2 3,7 4,5 4,5 4,3 4,6 4,3 4,3 4,2 4,6 4,6 4,5 4,6 4,5 4,3 4,4 QUY ĐỔI SỐ KHUẨN Hàm lƣợng bột đậu nành Số Khuẩn lạc Hàm lƣợng đƣờng Số Khuẩn lạc pH Số Khuẩn lạc 4,7 4,6 4,7 4,9 4,7 4,6 4,6 ẠC SANG 4,3 4,3 4,3 4,1 4,2 4,3 4,5 4,2 4,2 4,1 4,2 4,2 4,2 4,4 OG 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 8,32 8,36 8,37 8,35 8,27 7,00 9,00 11,00 13,00 15,00 8,28 3,00 8,23 8,34 3,40 8,27 8,35 3,80 8,29 8,33 4,20 8,26 8,26 4,50 8,16 Phụ lục : SỰ BIẾN ĐỔI CỦA NẤ N ẫu ẫu ẫu Mẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu 10 ẫu 11 ẫu 12 ẫu 13 ẫu 14 ẫu 15 ẫu 16 EN TRONG KHỐI HẠT TRONG QUÁ TR NH EN CA CAO CÓ BỔ SUNG CHẾ PHẨ VI KHUẨN ACTIC 24 5,81 5,43 5,46 4,42 5,98 5,00 5,83 5,64 5,69 5,96 5,43 5,76 5,89 5,47 5,15 5,23 48 6,78 6,46 6,20 6,08 6,97 6,94 5,78 6,43 6,70 6,20 6,89 6,91 6,87 6,95 6,43 6,45 Thời gian (h) 72 96 6,94 8,79 6,56 7,57 6,26 7,51 6,48 7,71 6,52 8,20 6,58 8,88 6,52 8,88 6,67 8,79 6,59 8,76 6,49 8,97 6,58 8,79 6,42 8,78 7,05 8,92 7,04 8,96 6,78 8,84 6,46 7,49 -3- 120 7,23 7,04 7,26 7,15 7,43 7,82 7,66 7,38 7,23 7,43 7,32 6,60 7,38 7,40 7,51 6,43 144 6,48 5,54 6,49 5,90 7,25 7,09 7,32 6,87 7,06 6,92 6,96 6,62 6,18 6,04 6,58 5,43 SỰ BIẾN ĐỔI CỦA VI KHUẨN ACETIC TRONG KHỐI HẠT TRONG QUÁ TR NH EN CA CAO CÓ BỔ SUNG CHẾ PHẨ VI KHUẨN ACTIC ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu ẫu 10 ẫu 11 ẫu 12 ẫu 13 ẫu 14 ẫu 15 ẫu 16 24 3,76 2,46 2,90 3,76 4,61 2,51 3,76 3,03 3,85 3,57 2,00 3,69 3,92 4,75 3,43 3,78 Thời gian (h) 72 96 5,90 7,70 6,94 7,53 7,19 8,20 7,34 8,24 7,34 7,92 7,44 7,88 7,05 7,72 7,07 7,88 7,17 7,38 7,18 7,40 6,63 7,04 7,10 7,10 7,27 8,15 7,33 7,91 7,39 7,97 5,45 6,45 48 4,79 4,71 5,22 5,81 5,46 4,70 5,53 4,91 5,45 4,61 4,48 5,91 5,00 5,42 5,18 4,59 120 6,00 6,18 6,40 6,30 6,48 6,65 6,48 6,65 6,81 6,60 6,78 6,85 7,00 6,88 6,93 5,44 144 5,30 5,00 5,54 5,60 5,65 5,78 5,70 5,81 5,88 5,40 5,90 5,93 5,74 5,85 6,00 4,46 SỰ BIẾN ĐỔI CỦA VI KHUẨN ACTIC TRONG KHỐI HẠT TRONG QUÁ TR NH EN CA CAO CÓ BỔ SUNG CHẾ PHẨ VI KHUẨN ACTIC ẫu Thời gian (h) ẫu 24 3,14 48 4,32 72 6,93 96 6,70 120 5,70 144 5,00 ẫu ẫu 3,60 3,48 5,57 5,61 6,58 6,87 8,32 7,54 6,00 6,40 5,30 5,48 ẫu ẫu 3,85 2,75 5,66 4,90 6,79 6,31 7,70 7,18 6,00 6,30 5,18 5,60 ẫu ẫu 4,73 3,95 5,72 5,08 6,67 6,49 8,01 6,70 6,48 6,18 5,65 5,30 ẫu ẫu 3,76 4,60 5,67 5,24 6,32 6,48 7,00 7,30 6,40 7,00 5,48 5,70 ẫu 10 ẫu 11 3,15 3,56 4,60 5,72 6,57 6,86 7,85 8,60 6,00 7,18 5,40 6,48 ẫu 12 ẫu 13 ẫu 14 3,75 4,90 4,78 5,57 6,13 5,99 6,70 6,72 6,86 8,70 7,74 7,65 8,18 6,48 6,00 7,12 6,00 5,70 ẫu 15 4,99 6,49 6,87 7,93 6,30 5,81 -4- N N ẫu 16 3,32 4,81 5,59 Phụ lục : SƠ ĐỒ KIỂ -5- 6,96 TRA CẮT HẠT 5,03 4,12 Phụ lục : TCVN 7019:2005 TI U CHUẨN VIỆT NA TCVN 7519 : 2005 HẠT CACAO Cocoa beans ời nói đầu TCVN 7519 : 2005 Tiểu Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC/F16/SC2 Cacao biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lƣờng Chất lƣợng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ ban hành TCVN 7519: 2005 HẠT CACAO Cocoa beans Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn áp dụng cho hạt cacao lên men Tài liệu viện dẫn TCVN 7518 : 2005, Hạt cacao – Thuật ngữ định nghĩa TCVN 7520 : 2005 (ISO 2291 : 1980), Hạt cacao – Xác định độ ẩm (phƣơng pháp thông dụng) TCVN 7521 : 2005 (ISO 2292 : 1973), Hạt cacao – Lấy mẫu TCVN 7522 : 2005 (ISO 1114 : 1977), Hạt cacao – Xác định dạng khuyết tật sau cắt Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa nêu TCVN 7518 : 2005 Yêu cầu kỹ thuật 4.1 Yêu cầu chung Lô hàng hạt cacao phải: - không đƣợc có tạp chất lạ; - không đƣợc có mùi khói, mùi vị lạ; - không đƣợc chứa côn trùng sống; - đồng kích cỡ hạt; - hạt dính đôi, dính ba; -6- - khô đều; - đƣợc lên men hoàn toàn 4.2 Yêu cầu cụ thể Hạt cacao đƣợc phân thành 03 loại: 1A, 1B, 1C đƣợc qui định bảng Bảng – Yêu cầu hạt cacao Loại 1A 1B 1C Số hạt có 100 g (số đếm hạt), không lớn 100 110 120 Độ ẩm, %, không lớn 7,5 7,5 7,5 Hạt chai xám, %, không lớn 3,0 3,0 3,0 Hạt mốc, %, không lớn 3,0 3,0 3,0 Hạt bị hƣ hại côn trùng, hạt nảy mầm, %, không lớn 2,5 2,5 2,5 Tạp chất (rác thải cacao), %, không lớn 1,0 1,0 1,0 Chỉ tiêu Khi hạt có nhiều loại khuyết tật, tính loại khuyết tật nặng theo thứ tự giảm dần nhƣ sau: - Hạt mốc; - Hạt chai xám; - Hạt bị hƣ hại/bị nhiễm côn trùng hạt nẩy mầm Dƣ lƣợng thuốc bảo vệ thực vật Theo qui định hành Phƣơng pháp thử 6.1 Lấy mẫu, theo TCVN 7521 : 2005 (ISO 2292 : 1973) 6.2 Xác định độ ẩm, theo TCVN 7520 : 2005 (ISO 2291 : 1980) 6.3 Xác định dạng khuyết tật sau cắt, theo TCVN 7522 : 2005 (ISO 1114 : 1977) 6.4 Xác định số lƣợng hạt 100 g mẫu Từ mẫu đƣợc lấy theo TCVN 7521 : 2005 (ISO 2292 : 1973), trộn kỹ chia bốn, lấy hai phần ch o góc dụng cụ chia mẫu thích hợp, cho phần vừa khoảng 300 hạt Đếm số hạt nguyên thực tế sau loại bỏ hạt l p hạt vỡ -7- Cân số hạt nguyên xác đến 0,05 g Số hạt có 100 g đƣợc tính nhƣ sau: Kết đƣợc lấy đến số nguyên theo qui tắc làm tròn số 6.5 Xác định tạp chất Từ mẫu đƣợc lấy theo TCVN 7521 : 2005 (ISO 2292 : 1973), trộn kỹ chia bốn sử dụng dụng cụ chia mẫu thích hợp Cân phần mẫu chia bốn Tách riêng phần tạp chất cân Lƣợng tạp chất đƣợc tính nhƣ sau: Bao gói, ghi nhãn, bảo quản vận chuyển 7.1 Bao gói Bao bì phải sạch, nguyên vẹn, chắn khâu cách Bao bì lớp lót, sử dụng, phải đƣợc làm vật liệu an toàn cho thực phẩm 7.2 Ghi nhãn Mỗi bao gói đựng hạt cacao phải đƣợc niêm phong chắn Trên bao bì dấu niêm phong có thông tin sau: a) Cấp loại; b) Tên nhà sản xuất/xuất giấy ph p có liên quan (nếu cần); c) Tên nƣớc xuất xứ địa danh; d) Chuyến hàng lô hàng số hợp đồng thích hợp (nếu cần); e) Khối lƣợng tịnh, tính kilogam Chỉ đƣợc sử dụng mực in sơn không độc để ghi nhãn không đƣợc để tiếp xúc với hạt cacao 7.3 Bảo quản a) Lô hàng hạt cacao đƣợc để kho đƣợc xây sử dụng cho giữ đƣợc độ ẩm đủ thấp Bao gói hạt cacao phải đƣợc bảo quản bục kệ cách sàn cm để lƣu thông không khí Phải có biện pháp bảo vệ sản phẩm khỏi côn trùng gây hại, loài gặm nhấm động vật gây hại khác b) Các bao gói đựng hạt cacao phải đƣợc xếp theo cách sau: -8- - cấp loại phải để riêng biệt, có lối rộng 60 cm bao sản phẩm c ng cách tƣờng kho 60 cm - tiến hành khử trùng phƣơng pháp xông và/hoặc phun thuốc diệt côn trùng thích hợp, cần - không để sản phẩm bị nhiễm bẩn mùi hƣơng, bụi từ sản phẩm khác, ví dụ nhƣ loại thực phẩm khác, dầu, xi măng, nhựa đƣờng, c) Độ ẩm lô phải đƣợc kiểm tra định kỳ suốt trình bảo quản trƣớc chuyển lên tàu 7.4 Vận chuyển Hạt cacao đƣợc vận chuyển phƣơng tiện khô ráo, sạch, bảo vệ đƣợc sản phẩm Phụ lục 6: QUY TR NH PHÂN ẬP VI KHUẨN ACTIC Chọn ngẫu nhiên 25 g hạt ca cao ủ lên men, pha loãng 225 ml dung dịch muối sinh lý vô trùng, cấy bề mặt đĩa thạch đặc trƣng chuẩn bị, nuôi cấy nhiệt độ thƣờng từ 3-5 ngày Chọn ngẫu nhiên 10 khuẩn lạc môi trƣờng đặc trƣng khác nhau, định danh sơ xác định tỷ lệ chủng vi sinh B% Mật độ M nhóm vi sinh (CFU / g) đƣợc tính theo công thức sau [8] M (CFU / g) = (Ai x Di / V) x B Trong Ai: số khuẩn lạc trung bình / đĩa độ pha loãng Di Di: độ pha loãng cấy kiểm tra V: thể tích mẫu cấy vào đĩa (ml) Mẫu ca cao sau lên men Pha loãng Nuôi môi Môi trƣờng MRS trƣờng đặc trƣng Chọn chủng có hình dạng đặc trƣng Giữ chủng -9- V k ẩ : Vi khuẩn phát triển môi trƣờng MRS đặc trƣng, tạo khuẩn lạc, Gram dƣơng, catalase âm tính - Quan sát đặc điểm hình thái đĩa thạch, nhuộm gram quan sát hình thái tế bào - Thử nghiệm catalase Thử lame: Dùng que cấy khử trùng lấy sinh khối từ chủng đặt lên lame sạch, dàn chúng ra, nhỏ giọt H 2O2 30% lên phần vi sinh dàn Nếu có tƣợng sủi bọt khí ghi (+), tƣợng sủi bọt khí ghi (-) - 10 - Phụ lục 7: ẤY ẪU KIỂ CHẾ PHẨ ỘT SỐ H NH ẢNH TRA PH, SỐ ƢỢNG VSV SAU KHI SẤY - 11 - ẠNH CHẾ PHẨ SAU KHI ĐÓNG GÓI - 12 - ỘT SỐ ẪU CA CAO - 13 - N EN [...]... lên men ca cao quy mô phòng thí nghiệm Nội dung nghiên cứu xiii  Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật  Nghiên cứu thử nghiệm bổ sung chế phẩm vi sinh vật trong quá trình lên men ca cao quy mô phòng thí nghiệm Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài  Cung cấp dữ liệu khoa học về quá trình lên men hạt ca cao có bổ sung chế phẩm vi sinh  Góp phần làm tăng hiệu quả cho quá trình lên men ca cao, ổn định... xuất đƣợc chế phẩm vi sinh vật dùng để lên men hạt ca cao quy mô phòng thí nghiệm  Ứng dụng thử nghiệm chế phẩm vi sinh vật trong quá trình lên men ca cao tạo sản phẩm đạt yêu cầu chất lƣợng (quy mô phòng thí nghiệm)  Lên men truyền thống và bố trí thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm Xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS  Sản xuất thành công chế phẩm vi sinh hỗ trợ quá trình lên men ca cao trong phòng... đi sâu nghiên cứu quy trình bảo quản chế phẩm vi sinh  Nghiên cứu sâu quy trình bổ sung chế phẩm vi sinh để tỷ lệ lên men hoàn toàn đạt hiệu suất cao Từ khóa: ca cao, vi khuẩn lacic, lên men, chế phẩm xii 9 ỜI Ở ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài  Ca cao du nhập vào nƣớc ta từ rất lâu Nó đƣợc trồng phổ biến ở các tỉnh ở Tây Nguyên và Nam Bộ với sản lƣợng rất cao Năm 2009 tổng diện tích ca cao của Vi t nam... bị ức chế trong quá trình lên men cacao nhƣng trong điều kiện thuận lợi (nhiệt độ thấp, hàm lƣợng etanol không cao, hàm lƣợng acid ít ) thì chúng sẽ phát triển và làm hỏng quá trình lên men hạt Bảng 1.1 ột số vi sinh vật chính đƣợc phân lập từ quá trình lên men hạt ca cao Quốc gia Vi sinh vật Ghanaa Malaysiaa Belize b Lactobacillus plantarum Lactobacillus fermentum Lactobacillus brevis Lactobacillus... nhóm vi sinh vật đều có một vai trò rất quan trọng ảnh hƣởng trực tiếp đến quá trình lên men c ng nhƣ chất lƣợng hạt thành phẩm Do đó, các công trình nghiên cứu tuyển chọn và ứng dụng hệ vi sinh vật chức năng để điều khiển quá trình lên men c ng đƣợc quan tâm thực hiện ở nhiều nơi trên thế giới [16], [ 17]  Theo Ardhana và Fleet (2003) có khoảng 124 loài vi sinh vật hiện diện trong quá trình lên men. .. Hình 1.4 Lên men ca cao bằng thùng [38] 1.3 Tổng quan về vi sinh vật trong lên men ca cao  Một số nghiên cứu trên thế giới đã xác định hệ vi sinh vật rất đa dạng tham gia vào quá trình lên men bao gồm vi khuẩn lactic (Lactobacillus, Betabacterium, Streptobacterium, Str p ,…), vi khuẩn acetic (Acetobacterraner, A ascendens, A suboxydans, A xylinodes, A orleanense, Gluconobacter oxydans,…), vi khuẩn... thể thay đổi tùy the o giống và mùa vụ Mỗi quả ca cao có từ 30 – 40 hạt đƣợc bao quanh bằng lớp nhầy Lớp nhầy này có vị hơi ngọt và đó chính là cơ chất cho quá trình lên men [25] 2 Hình 1.1 Cây ca cao, quả ca cao [33][35][38] 1.1.3 Phân loại và tác dụng của ca cao 1.1.3.1 P â ạ Ca cao đƣợc phân làm 3 loại:  Criollo: Hạt có chất lƣợng rất cao do có hƣơng ca cao đặc trƣng, cây phát triển k m, lá nhỏ, rất... trình lên men [4] 1.5 Những nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về lên men ca cao 1.5.1 Những nghiên cứu trong nƣớc  Phan Thanh Bình và cộng sự (2010), Vi n KHKT Nông Lâm Nghiệp Tây Nguyên - nghiên cứu “Bƣớc đầu sử dụng chế phẩm Ultrazyme AFPL có chứa enzyme pectinase vào quá trình lên men hạt ca cao nhằm mục đích nhằm làm giảm hàm lƣợng cơm nhầy, tăng nhanh quá trình lên men hiếu khí, làm giảm lƣợng... hạt ca cao và làm chết mầm hạt [17] hoặc diệt chất phôi nha để hạt không còn nẩy mầm đƣợc nữa [28] Do đó lên men ca cao giúp khởi đầu những phản ứng sinh hóa xảy ra bên trong tử diệp hay nội nh , góp phần làm giảm vị đắng, chát và tạo các tiền chất của hƣơng thơm ca cao [16] Hình 1.6 Biến đổi sinh hóa và quá trình khuếch tán trong cơm nhầy và trong hạt với quá trình lên men ca cao [11]  Biến đổi sinh. ..  Nhiều nghiên cứu cho rằng trong rất nhiều loài vi sinh vật đó thì chỉ có một số loài chính hoạt động mạnh và ảnh hƣởng nhiều tới quá trình lên men và chất lƣợng hạt sau lên men (xem bảng 1.1) Phần lớn các loài khác có mặt trong quá trình lên men ít có tác dụng tới quá trình hình thành chất lƣợng hoặc thậm chí không có hoặc có tác dụng không tốt tới quá trình hình thành chất lƣợng của hạt cacao thành ... phẩm vi sinh vật dùng để lên men hạt ca cao quy mô phòng thí nghiệm  Ứng dụng thử nghiệm chế phẩm vi sinh vật trình lên men ca cao quy mô phòng thí nghiệm Nội dung nghiên cứu xiii  Nghiên cứu. .. – đƣợc Hình 1.4 Lên men ca cao thùng [38] 1.3 Tổng quan vi sinh vật lên men ca cao  Một số nghiên cứu giới xác định hệ vi sinh vật đa dạng tham gia vào trình lên men bao gồm vi khuẩn lactic... vi sinh vật  Nghiên cứu thử nghiệm bổ sung chế phẩm vi sinh vật trình lên men ca cao quy mô phòng thí nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài  Cung cấp liệu khoa học trình lên men hạt ca cao