NGHIÊN cứu ẢNH HƯỞNG của LOẠI, LIỀU LƯỢNG PHÂN KALI và một số kỹ THUẬT sơ CHẾ đến CHẤT LƯỢNG hạt CA CAO THÀNH PHẨM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM PHẠM THỊ HỒNG HẢI NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LOẠI, LIỀU LƢỢNG PHÂN KALI VÀ MỘT SỐ KỸ THUẬT SƠ CHẾ ĐẾN CHẤT LƢỢNG HẠT CA CAO THÀNH PHẨM Chuyên ngành : Khoa học trồng Mã số: 62 01 10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NÔNG NGHIỆP Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM PHẠM THỊ HỒNG HẢI NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LOẠI, LIỀU LƢỢNG PHÂN KALI VÀ MỘT SỐ KỸ THUẬT SƠ CHẾ ĐẾN CHẤT LƢỢNG HẠT CA CAO THÀNH PHẨM Chuyên ngành : Khoa học trồng Mã số: 62 01 10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NÔNG NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Phạm Hồng Đức Phƣớc TS Võ Thái Dân Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tác giả luận án Phạm Thị Hồng Hải ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian nghiên cứu nhận đƣợc hƣớng dẫn hỗ trợ tận tình tập thể quý thầy cô, quan, đơn vị, cá nhân Tơi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: - Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học, Khoa Nông học Trƣờng Đại học Nông Lâm, thành phố Hồ Chí Minh - TS Phạm Hồng Đức Phƣớc TS Võ Thái Dân ngƣời hƣớng dẫn khoa học - Q thầy Hội đồng hƣớng dẫn khoa học cho Nghiên cứu sinh - Lãnh đạo tập thể Sở Giáo dục Đào tạo Lâm Đồng - Viện nghiên cứu khoa học Tây Nguyên Đà Lạt; Trung tâm phân tích, Viện nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt - Gia đình bạn bè Đã hƣớng dẫn, giúp đỡ, động viên đóng góp nhiều ý kiến q báu cho tơi q trình thực hoàn thành luận án Tác giả luận án Phạm Thị Hồng Hải iii TÓM TẮT “Nghiên cứu ảnh hƣởng loại, liều lƣợng phân kali số kỹ thuật sơ chế đến chất lƣợng hạt ca cao thành phẩm” Luận án tiến sĩ nông nghiệp, ngành Khoa học trồng, Đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh, Việt Nam Mục tiêu luận án nghiên cứu ảnh hƣởng phân bón kali đến hàm lƣợng đƣờng cơm nhầy hạt ca cao số biện pháp kỹ thuật sơ chế hạt nhằm góp phần hồn thiện quy trình canh tác chế biến hạt ca cao đạt chất lƣợng cao Nội dung luận án gồm có: (i) Điều tra trạng canh tác chất lƣợng hạt ca cao số vùng trồng ca cao nhiều Việt Nam, (ii) Nghiên cứu ảnh hƣởng loại, liều lƣợng phân bón kali đến hàm lƣợng đƣờng lớp cơm nhầy hạt ca cao tƣơi suất trái ca cao giai đoạn kinh doanh, (iii) Phân lập nấm men từ khối ủ hạt ca cao lên men tự nhiên, (iv) Chủ động bổ sung dòng nấm men đƣợc phân lập từ khối ủ hạt ca cao tự nhiên vào khối ủ lên men hạt với mục tiêu xác định lồi nấm men thích hợp nhằm bƣớc kiểm sốt q trình lên men hạt ca cao chất lƣợng, (v) Chủ động giảm hàm lƣợng đƣờng cơm nhầy trƣớc lên men phƣơng pháp ép khối hạt để loại bớt dịch cơm nhầy nhằm giảm lƣợng đƣờng tham gia vào trình lên men hạt kéo theo giảm lƣợng acid hình thành trình lên men để giảm chua cho hạt thành phẩm, (vi) Nghiên cứu cải tiến số biện pháp kỹ thuật làm khô hạt ca cao lên men theo hƣớng giảm lƣợng acid tồn dƣ cho hạt thành phẩm, (vii) Đề xuất cải tiến quy trình sản xuất ca cao chất lƣợng Việt Nam Kết điều tra trạng canh tác chất lƣợng hạt ca cao số vùng trồng ca cao nhiều Việt Nam cho thấy giống ca cao nông dân trồng phần lớn có nguồn gốc rõ ràng, có tiềm năng suất cao từ - hạt khơ/ha, năm, có khả thích nghi rộng với nhiều vùng thổ nhƣỡng, khí hậu Việt Nam nhƣng khả kháng sâu bệnh bệnh thối Phytophthora nhƣng ngƣời trồng ca cao sử dụng thuốc trừ sâu bệnh tỷ lệ bị nhiễm sâu bệnh xuất từ mức độ phổ biến đến phổ biến mà khơng áp dụng biện pháp phòng ngừa sâu bệnh ảnh hƣởng sâu bệnh gây đến suất trồng thƣờng cao Mặt khác, đa số nơng hộ diện tích canh tác nhỏ lẻ, mức đầu tƣ dƣới ngƣỡng yêu cầu dẫn iv đến suất thực tế thấp kỳ vọng suất giống Một số tiêu chất lƣợng hạt ca cao nhƣ số hạt/100g, tỷ lệ hạt lên men, ngang ngửa với hạt ca cao Ghana nhƣng hạt ca cao Việt Nam có vị chua (pH < 5,0), hƣơng ca cao thấp giá trị thƣơng mại hạt ca cao Việt Nam thị trƣờng quốc tế có phần thua nƣớc sản xuất ca cao chất lƣợng cách tự nhiên Bón phân sunfate kali cho ca cao thời kỳ kinh doanh, liều lƣợng bón 360 kg K2O/ha/năm ca cao trồng đất FRr; 460 kg K2O/ha/năm cho ca cao trồng đất Ach (trên phân bón 297 kg N2 + 209 kg P2O5/ha/năm) cho hàm lƣợng đƣờng lớp cơm nhầy hạt thấp suất hạt cao Bổ sung nấm men Saccharomyces cerevisiea, mật độ 1,5 x 1010 CFU/g (250 mg/kg hạt ca cao tƣơi) từ bắt đầu trình lên men hạt, cho hạt ca cao thành phẩm (đã đƣợc làm khô đến 7% độ ẩm) có giá trị pH đạt 5,34 Áp dụng biện pháp kỹ thuật ép loại bớt dịch cơm nhầy hạt tƣơi (13 - 16% tổng trọng lƣợng khối hạt) trƣớc lên men tùy thuộc hạt ca cao đƣợc thu hoạch mùa khô hạy mùa mƣa, cho hạt ca cao thành phẩm (đã đƣợc làm khô đến 7% độ ẩm) có giá trị pH từ 5,45 - 5,56 Làm khơ hạt phƣơng pháp phơi 30 kg/m2 giàn phơi có lƣới che có độ che phủ 60% độ ẩm hạt giảm xuống 7% hạt thành phẩm có pH đạt 5,51, cao so với phơi khối lƣợng hạt 10; 20 kg/m2 giàn phơi có lƣới che có độ che phủ 50% phơi trực tiếp dƣới ánh sáng mặt trời Áp dụng biện pháp kỹ thuật ép loại bớt dịch cơm nhầy với khối lƣợng ép 13% 16% tổng trọng lƣợng khối hạt, tiến hành lên men làm khô hạt phƣơng pháp sấy nhiệt độ 50oC, hạt thành phẩm có pH đạt 5,56 5,35 cao sấy nhiệt độ 60oC 70oC Khi hạt đƣợc làm khô chậm, lƣợng acid lactic acid acetic tồn dƣ hạt có điều kiện ngồi vỏ hạt bay (acid acetic), pH hạt tăng, hạt ca cao giảm chua đƣợc sử dụng làm nguyên liệu sản xuất chocolate Nghiên cứu sở khoa học có ý nghĩa thực tiễn quan trọng việc cải tiến kỹ thuật chăm sóc, sơ chế hạt ca cao chất lƣợng Việt Nam Tùy thuộc vào mục tiêu ngƣời sử dụng hạt ca cao nguyên liệu mà ngƣời trồng sơ chế hạt áp dụng tồn phần quy trình cải tiến này, cần lƣu ý đến phƣơng v pháp bón phân để đạt hiệu cao (bón nhiều lần vào giai đoạn sinh trƣởng phát triển năm, kết hợp với nguồn nƣớc tƣới lấp phân) Cần ý sử dụng thuốc phòng sâu bệnh phòng bọ xít muỗi Phytophthora vào mùa mƣa độ ẩm môi trƣờng cao để tránh phát sinh thành dịch ảnh hƣởng đến suất trồng vi SUMMARY Effect of Potassium (formula and quantity) and post-harvest technologies on quality of fermented dried cocoa beans Dissertation in Crop Science, Nong Lam University, Ho Chi Minh City Vietnam The objective of this thesis is to investigate the effect of potassium fertilizers on sugar content in cocoa mucilage and finding out post-harvest technologies of cocoa beans to improve the cultivation and processing of high-quality cocoa beans in sustainable development The content of the research included (i) Conducting a survey on current cocoa development situation and cocoa quality on some main cocoa growing areas in Vietnam, (ii) Studying effects of types of Potassium, different quantities of Potassium on the content of sugar in cocoa pulp and the crop productivity of cacao, (iii) Yeast isolation from naturally fermented heaps of cacao beans, (iv) Actively adding yeast was isolated from naturally fermented heaps of cacao beans in the process of fermentation to identifying the right yeast spieces as important step in controlling good cocoa fermentation, (v) Actively reduce the sugar content in the cocoa pulb before fermentation by pressing bean method to remove a part of the mucus in order to cut down the weight of beans before fermention, limited acid formed in the fermentation, (vi) finding out technical measurements which keep the content of acid left in dried beans to a minimum to dry cacao beans, (vii) Improving quality process of producing cacao in Vietnam Results of the survey on cultural practices and bean quality in some main cocoa planting areas showed that the planting materials are indentified and certified and having potential yield from - tons of dry bean/ha/year These cocoa clones adapt well on different agroecosystem in Vietnam However, the resistance of these clones to pests and diseases, especially Phytophthora palmivora is not clear As consequence, lost from pests and diseases is high, thus affected to potential yield Furthermore, most farmers grow cocoa on small areas, nutrition for cocoa is not enough, most of cocoa farmers are poor ones In reality, the yield of cocoa is low Some bean parameters such as bean count/100 g, brown bean are the same as vii compared with the ones of Ghana However, acidity of Vietnamese beans in Vietnam is high (pH < 5.0) and low cocoa note So, cocoa bean can not be sold with premium price Fertilizing Potassium sulfate with the dosage of 360 kg of K O/ha/a year for production stage cocoa planted on red basaltic soil, Potassium sulfate with the dosage of 460 kg of K O/ha/a year for production stage cocoa planted on old alluvium gray soil (as well as supplying 297 kg of N2/ha/a year and 209 kg of P O /ha/a year for all experiments) lead to the lower content of sugar in cocoa pulp and the highest productivity Supplying Saccharomyces cerevisiae in pastry with the density of 1,5 x 1010 CFU/g (250 mg/kg fresh cocoa seeds) from the beginning of the fermentation led to dried cacao bean product (humidity of 7%) with pH 5.34 Pressing cocoa to remove the juice (from 13 to 16% of total initial weight) before fermentation (depending on the cocoa beans harvested in the dry or rainy season) resulted in pH value of 5.45 - 5.56 Beans sun dried with the thickness 30 kg/m2 on raising platform and cover with shade cloth to prevent 60% of direct sunlight until the humidity of cocoa beans 7% resulted in pH of 5.51 which was higher than the ones 10 - 20 kg/m2, shading 50% or direct sunlight Pressing cocoa to remove the juice (from 13 to 16% of total initial weight) before fermentation with drying in oven at 50oC, beans had pH of 5.56 and 5.35 which was higher than the ones dried at 60oC and 70oC When beans were dried gradually, the amount of acid residue in the dried seeds went out and evaporated (acid acetic), high pH means low acid residue in the beans when making chocolate The research is scientific basics which is practically significant in improving quality process of producing cacao in Vietnam According to the aim of using cacao nuts, farmers who grow and have post-harvest technologies cacao beans could apply the whole process or part of the process It's neccessary to use chemical fertilizer effectively (adding chemical fertilizer many times a year according to different stages of growth and development, along with watering and covering the fertilizer with soil) viii Using medicine for preventing cacao trees from stinkbugs and Phytophthora in rainy season whose humidity in the environment is high should be noteworthy to stop outbreak of epidemic which is bad for crop productivity ... án nghiên cứu ảnh hƣởng phân bón kali đến hàm lƣợng đƣờng cơm nhầy hạt ca cao số biện pháp kỹ thuật sơ chế hạt nhằm góp phần hồn thiện quy trình canh tác chế biến hạt ca cao đạt chất lƣợng cao. .. trạng canh tác chất lƣợng hạt ca cao số vùng trồng ca cao nhiều Việt Nam, (ii) Nghiên cứu ảnh hƣởng loại, liều lƣợng phân bón kali đến hàm lƣợng đƣờng lớp cơm nhầy hạt ca cao tƣơi suất trái ca cao. .. Nghiên cứu ảnh hƣởng loại, liều lƣợng phân kali số kỹ thuật sơ chế đến chất lƣợng hạt ca cao thành phẩm đƣợc thực nhằm mục đích giảm độ chua cho hạt sau lên men, góp phần vào việc nâng cao chất