Bước đầu bổ sung vi sinh vật (nấm men saccharomyces cerevisiae và vi khuẩn acetobacter aceti) trong lên men ca cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA - VŨNG TÀU BÁO CÁO ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG BƯỚC ĐẦU BỔ SUNG VI SINH VẬT (NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE VÀ VI KHUẨN ACETOBACTER ACETI) TRONG LÊN MEN CA CAO Mã số: Chủ nhiệm đề tài: SV: Nguyễn Tiến Thành Giảng viên hướng dẫn: Ths Phan Văn Mẫn BÀ RỊA - VŨNG TÀU, 7/2014 Tên đề tài: “Bước đầu Bổ sung vi sinh vật (nấm men Saccharomyces cerevisiae vi khuẩn Acetobacter aceti) lên men ca cao” Chủ nhiệm đề tài: ThS Phan Văn Mẫn Danh sách cán tham gia chính: Stt Tên Học vị Chức danh Đơn vị công tác Phan Văn Mẫn Thạc sỹ Giảng viên hướng dẫn Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu Nguyễn Tiến Thành Sinh viên Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu Nội dung chính: - Khảo sát ảnh hưởng việc bổ sung nấm men S.cerevisiae vào khối ủ lên men hạt ca cao tươi đến chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm - Khảo sát ảnh hưởng việc bổ sung nấm men S.cerevisiae vi khuẩn A.aceti khối ủ lên men hạt ca cao tươi đến chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm - Đánh giá chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm Kết đạt - - - Khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng việc bổ sung nấm men S.cerevisiae vi khuẩn A.aceti vào khối ủ lên men hạt ca cao nhằm nâng cao chất lượng hạt ca cao Kinh tế - xã hội: sử dụng vi sinh vật bổ sung vào trình lên men ca cao nhằm nâng cao chất lượng hạt ca cao sau lên men, từ nâng cao giá thành cho hộ nông dân Ứng dụng: có tính ứng dụng cao, dễ thực với người nông dân Thời gian nghiên cứu: từ 10/2013 – 07/2014 CNĐT (Kí ghi rõ họ tên) TRƯỞNG KHOA (Kí ghi rõ họ tên) PHÒNG KH&CGCN (Kí ghi rõ họ tên) MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Những năm gần đây, nhu cầu tiêu thụ sản phẩm làm từ hạt ca cao giới ngày tăng mạnh bánh kẹo, chocolate…, nguồn cung từ nước vốn có truyền thống ca cao nước Tây Phi, Indonesia lại giảm tác động biến đổi khí hậu không đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Bộ Nông Nghiệp Phát Triển Nông Thôn Việt Nam đánh giá thời điểm thuận lợi để Việt Nam phát triển ngành ca cao trở thành quốc gia tiềm cung cấp nguồn ca cao chất lượng cao giới Cây ca cao khuyến khích trồng nhiều địa phương nhằm đạt mục tiêu diện tích trồng ca cao 100.000 nước dự kiến vào năm 2020, Việt Nam trở thành quốc gia xuất ca cao quan trọng giới với sản lượng 100.000 hạt khô năm Nhưng nay, nước ta việc chế biến ca cao phương pháp thủ công, hiệu không cao đưa đến tình trạng cung không đủ cầu Trong công nghiệp chế biến ca cao, giai đoạn lên men giai đoạn quan trọng Đã có nhiều nghiên cứu nước nước lên men ca cao, có đề tài nghiên cứu chuyên sâu kết hợp vi sinh vật bổ sung vào trình lên men ca cao, đặc biệt kết hợp nấm men vi khuẩn acetic Do đó, tiến hành đề tài “Bước đầu bổ sung vi sinh vật (nấm men Saccharomyces cerevisiae vi khuẩn Acetobacter aceti) trình lên men ca cao” Trong phạm vi đề tài này, bước đầu khảo sát ảnh hưởng việc bổ sung vi sinh vật trình lên men đến chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm Mục đích nghiên cứu Mục tiêu đề tài khảo sát trình lên men ca cao bổ sung vi sinh vật Từ đó, ghi nhận thay đổi tiêu hóa lý (nhiệt độ, độ ẩm, khối lượng, pH, axit tổng, tanin, lipid hạt ca cao) mật độ vi sinh vật trình ủ ca cao Đồng thời, đánh giá chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm (tỉ lệ lên men hạt ca cao, hàm lượng vỏ) sau trình phơi sấy Phương pháp nghiên cứu - Xác định hàm lượng ẩm máy sấy hồng ngoại - Xác định hàm lượng lipid phương pháp Soxhlet - Xác định pH máy đo pH - Xác định hàm lượng axit tổng phương pháp chuẩn độ NaOH 0,1N - Xác định hàm lượng tanin phương pháp chuẩn độ KMnO4 - Phương pháp đánh giá cảm quan (TCVN 7519:2005) Nội dung nghiên cứu - Khảo sát ảnh hưởng việc bổ sung nấm men S.cerevisiae vào khối ủ lên men hạt ca cao tươi đến chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm - Khảo sát ảnh hưởng việc bổ sung nấm men S.cerevisiae A.aceti khối ủ lên men hạt ca cao tươi đến chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm - Đánh giá chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Lịch sử ca cao [8] Cây ca cao (Theobroma ca cao Linn) thuộc họ Sterculiaceae công nghiệp lâu năm sống vùng nhiệt đới, thuộc loài thân gỗ, sống đa niên Cây ca cao có nguồn gốc từ vùng Amazone, có khả phát triển điều kiện râm mát độ ẩm cao Hình 1.1 Cây ca cao Người Mayan Aztec Mexico trồng ca cao từ kỉ 14 Đến kỉ 17 ca cao chế biến thành chocolate qua phương pháp chế biến thô sơ, ưa chuộng nhiều nơi giới Cây ca cao du nhập vào nước ta từ sớm, trải qua thời gian dài, ca cao chiếm vị trí khiêm tốn sản xuất nông nghiệp Việt Nam Những năm gần đây, công tác nghiên cứu ca cao chưa phát triển cách tương xứng với giá trị thực loại quý giá Ngày nay, ca cao trở nên phổ biến trồng nhiều tỉnh Việt Nam, có ưu trội trồng xen với nhiều loại dừa, hồ tiêu, cà phê, điều, khả chịu hạn cao nên thích hợp với điều kiện tự nhiên thổ nhưỡng tỉnh phía Nam Ở nước ta, diện tích trồng ca cao nhiều hạn chế (khoảng 20%) tập trung chủ yếu ba vùng: tỉnh Tây Nguyên, miền Đông Nam Bộ vùng đồng Sông Cửu Long 1.1.1 Các giống ca cao [9] Ca cao giới chia làm nhóm chính: Criollo, Forastero, Trinitario Bảng 1.1 Đặc điểm giống Criollo - Forastero - Trinitario Các đặc điểm Criollo Dạng Quả dài Vỏ, cấu trúc, Mềm đỏ Forastero Quả hình bầu dục Cứng, xanh Trinitario Quả dài Hầu hết cứng, thay đổi màu sắc Hình ảnh Hoa Nhụy hồng nhạt Nhụy màu tím Thay đổi Hạt 20-30 >30 >30 Gần tròn Dẹp Dẹp Tím, tím đậm Thay đổi Tử diệp Màu tử diệp Trắng, ngà tím nhạt Kháng bệnh Kém Tốt Trung bình Chất béo Thấp Cao Trung bình (Nguồn: Nguyễn Văn Uyên cộng sự, 1996, Hà Thanh Toàn, 2008) Cây ca cao có đặc điểm phát triển tốt nước có khí hậu nhiệt đới, trái quanh năm Ngoài ca cao có nhiều phận quan trọng lá, ca cao, vỏ ca cao, quan trọng hạt ca cao a) Hạt ca cao Bộ phận sử dụng hạt Hạt sau xay nhuyễn điều kiện gia nhiệt đến 500C-600C thành dung dịch sền sệt màu chocolate gọi bột nhão ca cao Khi ép bột nhão ta tách đươc bơ bánh dầu ca cao Xay nhuyễn bánh dầu ca cao cho bột ca cao Hạt ca cao có hàm lượng chất béo từ 50-60% trọng lượng hạt Hình 1.2 Bột nhão ca cao (A), bơ ca cao (B) Bột nhão, bơ bột ca cao nguyên liệu cho công nghiệp bánh kẹo, thực phẩm Chocolate pha trộn bột nhão, bơ, đường nguyên liệu khác tùy theo công thức riêng nhà sản xuất Bột ca cao chocolate có thành phần hydratcarbon, protein, chất béo với số vitamin Bảng 1.2 Thành phần bột nhão ca cao [7] Khoáng chất (mg/100g) Thành phần dinh dưỡng (mg/100g) Protein 18,5 Na Chất béo 21,7 K 1,500.0 Carbohydrate 11,5 Ca 130,0 Mg 520,0 Năng lượng Kcal KJ 312,0 Fe 1,301.0Co 950,0 10,5 3,9 P 660,0 Cl 460,0 (Nguồn: Trích theo Wood Lass 2001) b) Thành phần cơm nhầy ca cao Quả ca cao sau thu hoạch bóc lấy hạt Hạt ca cao bao bọc xung quanh lớp cơm nhầy (Hình 1.3), lượng cơm nhầy bao bọc xung quanh hạt tùy thuộc vào mùa nắng hay mưa năm Dựa vào (Bảng 1.3) thấy cơm nhầy chứa hàm lượng đường glucose cao tạo điều kiện cho nấm men Saccharomyces cerevisiae phát triển, sau chuyển hóa thành hợp chất có lợi cho trình lên men ca cao Báng 1.3 Thành phần cơm nhầy ca cao [13] Thành phần Tỷ lệ (%) Nước 82-87 Pentosans 2-3 Axit citric 1-3 Pectin 1-1,5 Glucose 5,4-6,6 Fructose 6,3-7,4 Sucrose [...]... men hạt ca vi khuẩn A.aceti vào trong khối ủ cao tươi đến chất lượng hạt ca lên men hạt ca cao tươi đến chất cao bán thành phẩm lượng hạt ca cao bán thành phẩm Các chỉ tiêu cần xác định - Nhiệt độ - Độ ẩm - Khối lượng - pH - Axit tổng - Tanin - Chất béo - Mật độ S .cerevisiae và A.aceti trong quá trình lên men - Đánh giá cảm quan hạt ca cao khô : cắt hạt, đếm hạt Đánh giá chất lượng hạt ca cao khô Hình... hóa học của hạt ca cao tươi như tỉ lệ cơm nhầy, chất béo, tanin… dẫn đến sự khác nhau về chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm giữa các vùng, khu vực trên thế giới 3.2 Ảnh hưởng của vi c bổ sung nấm men S .cerevisiae vào trong khối ủ lên men hạt ca cao tươi đến chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm Quá trình lên men hạt ca cao tươi là một khâu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm,... trong quá trình lên men Qua kết quả hình 3.4 ta thấy rằng, các mẫu có bổ sung S.serevisiae thì đạt giá trị axit cao hơn so với những mẫu không bổ sung S.serevisiae Cụ thể là sau khi bổ sung S.serevisiae vào mẫu 2 và mẫu 3 trong quá trình lên men, thì giá trị axit tổng đạt lần lượt là 1,78% và 1,82%, sau 4 ngày lên men Tuy nhiên, ở mẫu đối chứng và mẫu 1 (không bổ sung nấm men và bổ sung lượng nấm men. .. vi khuẩn lactic và vi khuẩn acetic phát triển sinh ra axit nhiều hơn và cho làm pH giảm mạnh trong 4 ngày đầu Sau đó, tăng vào ngày cuối chứng tỏ vi khuẩn hoạt động yếu, sinh ra lượng axit thấp Theo Sandra Lagunes Gláver và cộng sự (2007), pH đạt 4,5 sau 144 giờ lên men cho chất lượng ca cao tốt [17] Sự tăng giảm lượng 30 axit hữu cơ do vi khuẩn sinh ra trong quá trình lên men hạt ca cao là nguyên nhân... nước vào năm 2020 và Vi t Nam sẽ trở thành quốc gia xuất khẩu ca cao quan trọng trên thế giới với sản lượng 100.000 tấn hạt khô mỗi năm 10 1.4 Những biến đổi sinh hóa trong lên men hạt ca cao [14] Hình 1.6 Biến đổi sinh hóa bên trong hạt ca cao lên men Khi bắt đầu quá trình lên men là quá trình phân giải yếm khí lớp cơm nhầy có chứa (10-15%) đường, 1,5% peptin và pH thấp, tạo điều kiện cho nấm men phát... tất cả các mẫu và đạt giá trị thấp nhất sau 120 giờ lên men, mẫu lên men tự nhiên có mật độ nấm men đạt 2,57.10 6 CFU/g sau 72 giờ lên men Kết quả trên được giải thích như sau: Khi chưa lên men hạt ca cao tươi chứa 10-15% đường, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển trong đó có S.serevisiae Giống nấm men này phát triển trong điều kiện yếm khí vào giai đoạn đầu của quá trình lên men trong khoảng từ... 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm lên men hạt ca cao 16 2.2.2 Bố trí thí nghiệm a) Thí nghiệm 1: Khảo sát thành phần hạt ca cao tươi Yếu tố khảo sát: Độ ẩm, axit tổng, tanin, lipit - Các chỉ tiêu cần xác định Độ ẩm, axit tổng, tanin, lipit - b) Thí nghiệm 2: Khảo sát sự ảnh hưởng của vi c bổ sung nấm men S .cerevisiae vào trong khối ủ lên men hạt ca cao tươi đến chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm Mục đích:... S cerevisiae - Các chỉ tiêu cần xác định Nhiệt độ, độ ẩm, khối lượng, pH, axit tổng, tanin, lipid, mật độ S cerevisiae - c) Thí nghiệm 3: Khảo sát sự ảnh hưởng của vi c bổ sung nấm men S .cerevisiae và A.aceti vào trong khối ủ lên men hạt ca cao tươi đến chất lượng hạt ca cao bán thành phẩm Mục đích: Nhằm khảo sát sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, khối lượng, pH, axit tổng, tanin, lipid trong quá trình lên. .. (Thành phần của ca cao Tây Phi theo F.Hardy, trích dẫn bởi Nguyễn Minh Thủy, 2000) Dựa vào bảng 3.1, ta thấy hàm lượng chất béo của hạt ca cao tỉnh BRVT là 37,6% cao hơn hàm lượng béo hạt ca cao Tây Phi 31,3% nhưng vẫn thấp hơn hạt ca cao Bến Tre 49,52% Đồng thời, hàm lượng tanin trong hạt ca cao tươi của tỉnh BRVT, chúng tôi khảo sát là 3,8% thấp hơn so với hàm lượng tanin trong hạt ca cao tươi tỉnh... S .cerevisiae như mẫu 2 và mẫu 3, có xu hướng giảm đều sau 4 ngày lên men, hàm lượng tanin giảm từ 4,79% xuống còn 4,07% và 3,92% Tuy nhiên, cũng trong 4 ngày lên men nhưng mẫu đối chứng và mẫu 1 (không bổ sung nấm men và có bổ sung lượng nấm men ít) cho hàm lượng tanin cao hơn so với mẫu 2 và mẫu 3 (mẫu đối chứng và mẫu 1 đạt 4,29% và 4,17%, sau 4 ngày lên men) Lượng tanin vẫn tiếp tục giảm trong 2 ngày cuối