TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO TÌM HIỂU QUY TRÌNH sơ CHẾ CA CAO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ******* NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU QUY TRÌNH SƠ CHẾ CA CAO TẬP TRUNG CÔNG ĐOẠN LÊN MEN TẠI CÔNG TY CÀ PHÊ ĐỨC LẬP – ĐĂKMIL GVHD SVTH LỚP KHÓA : PGS TS: Nguyễn Quang Vinh : Trần Thị Phương Anh : 16TP4,5B : 2016-2019 Đăk Lăk, năm 2019 22019201 LỜI CẢM ƠN Chuyên đề tốt nghiệp hoàn thành kết trình học tập nghiên cứu với giúp đỡ tận tình q thầy khoa Cơng Nghệ Thực Phẩm, trường ĐH Đơng Á, phòng kỹ thuật tập thể cán công nhân xưởng lên men ca cao thuộc công ty cà phê Đức Lập Đặc biệt giúp đỡ tận tình Thầy PGS TS Nguyễn Quang Vinh Để có ngày hôm xin gửi lời tri ân tới: Cha mẹ anh chị gia đình, hậu phương vững giúp tơi n tâm học hành suốt khóa học Q thầy trường ĐH Đơng Á nói chung, q thầy khoa Cơng Nghệ Thực Phẩm, nói riêng trang bị kiến thức cho tơi suốt q trình học tập K.S Nguyễn Thị Ngọc Hợi tận tình bảo, giúp đỡ tơi suốt q trình thực tập tốt nghiệp làm báo cáo Phòng kỹ thuật, tập thể cán công nhân viên xưởng lên men ca cao công ty cà phê Đức Lập tận tình bảo, giúp đỡ tơi suốt trình thực tập đơn vị Các bạn sinh viên trường Đại Học Đơng Á nói chung, lớp Cơng Nghệ Thực Phẩm 16TP4,5B nói riêng giúp đỡ tơi suốt q trình học tập làm chuyên đề tốt nghiệp Sinh viên thực Trần Thị Phương Anh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc rõ ràng phép công bố Đăk Lăk, ngày 16 tháng 04 năm 2019 Học viên thực Nguyễn Thị Phương Anh MỤC LỤC Trang PHẦN I : MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết chuyên đề 1.2 Giới hạn phạm vi khảo sát .2 PHẦN 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .3 2.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ ca cao giới .3 2.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ ca cao Việt Nam PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu .8 3.3 Mục tiêu nghiên cứu 3.4 Nội dung nghiên cứu 3.5 Phương pháp nghiên cứu 3.5.1 Phương pháp phi thực nghiệm .8 3.5.2 Phương pháp thực nghiệm PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 10 4.1 Lịch sử hình thành cấu tổ chức máy công ty cà phê Đức Lập .10 4.1.1 Lịch sử hình thành phát triển cơng ty cà phê Đức Lập 10 4.1.2 Cơ cấu tổ chức máy quản lý công ty cà phê Đức Lập .11 CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ CỦA CÁC BỘ PHẬN .11 4.2 Q trình sơ chế ca cao cơng ty cà phê Đức Lập 13 4.2.1 Thu hoạch ca cao .14 4.2.2 Lưu trũ 16 4.2.3 Tách hạt .17 4.2.4 Lên men 17 4.2.5 Phơi sấy .19 4.2.6 Bảo quản 20 4.3 Các biến đổi hạt ca cao trình lên men 21 4.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian lưu thời gian lên men đến chất lượng hạt ca cao 24 4.4.1 Diễn biến nhiệt độ .25 4.4.2 Độ pH TA hạt ca cao khô nghiệm thức lưu 26 PHẦN : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31 5.1 Kết luận 31 5.2 Kiến nghị .31 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TPHCM: Thành phố Hồ Chí Minh TNHH: Trách nhiệm hữu hạng KHKTNLN: Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp NT: Nghiệm thức UBND: Ủy Ban Nhân Dân DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Thành phần hóa học hạt ca cao sau lên men 25 Bảng 2: Độ pH hạt ca cao khô ngày lên men thứ 4, & nghiệm thức lưu 34 Bảng 3: Tỷ lệ hạt nâu hoàn toàn ngày lên men thứ 4, & kết cuttest nghiệm thức lưu 37 DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Quả cacao Forastero .19 Hình 2: Quả cacao tồn trữ công ty 21 Hình 3: Quả cacao tách đôi 22 Hình 4: Hạt cacao sau lên men ngày 23 Hình 5: Hạt cacao ủ, chẩn bị chà thơm với nước 24 PHẦN I : MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết chuyên đề Xã hội ngày phát triển, mức sống người ngày nâng cao nhu cầu ăn uống quan tâm đòi hỏi mặt hang thực phẩm khơng phải phong phú, đa dạng mà phải có tính chất thơm ngon, bổ dưỡng Ca cao công nghiệp có giá trị kinh tế cao, chứa nhiều dinh dưỡng nguyên liệu quan trọng cho ngành chế biến thực phẩm Được ứng dụng rộng rãi ngành chế biến bánh kẹo, kem, sôcôla, đồ uống Đặc biệt, sôcôla sản phẩm thơm ngon chế biến từ trái ca cao, khơng có tạc dụng tinh thần mà có công dụng lớn đến sức khỏe người chữa bệnh tim mạch, bệnh lão hóa, chống ung thư v.v Bên cạnh đó, cơng nghiệp chế biến ca cao mang lại nguồn thu ngoai tệ lớn cho nhiều quốc gia giới Theo định hướng phát triển ca cao đến năm 2010, Ban điều phối phát triển ca cao Việt Nam tiếp tục phát triển ca cao thành vùng, tập trung nơi có điều kiện phát triển bền vững theo hướng trồng xen hình thức nơng hộ trang trại Trong trọng gắn nơi sản xuất với cở sở thu mua, sơ chế, đồng thời hỗ trợ nông dân chế biến lên men hạt ca cao với quy mô nhỏ để tang giá trị ca cao Ông Nguyễn Vĩnh Thành – Giám đốc thu mua ca cao công ty Cargill Việt Nam cho biết: “Nếu xét vè cá tiêu chất lượng ca cao Việt Nam đứng đầu Châu Á, giới thua Ghana, nơi xem có chất lượng lý tưởng Cây ca cao trồng Việt Nam vài năm, tiềm nhiều” Tuy nhiên, chưa có hệ thống hoàn chỉnh nghiên cứu sản xuất ca cao, mà đặc biệt công nghệ sau thu hoạch dạng sơ khởi ban đầu Trong q trình lên men khâu đặc biệt quan trọng, định đến ca cao thương phẩm Mặt khác với dự án đầu tư phát triển ca cao nay, không kịp trang bị cho kiến thức , kỹ thuật sản xuất chế biến ca cao sản phẩm từ ca cao gặp khó khăn phải cạnh tranh với ca cao thị trường giới Tiến sĩ Phạm Hồng Đức Phước (Đại Học Nông Lâm TP HCM ), trưởng ban thư ký dự án Success Alliance nhận xét: “Các sở lên men bắt đầu lo ngại việc lên men mùa mưa tới ,khi sản lượng ca cao nhiều lên việc phơi lên men khó thực hiện” Khơng lên men đồng nghĩa với việc công ty thu mua từ chối mua sản phẩm Thống kê cục trồng trọt cho thấy 92% hạt ca cao sản xuất Việt Nam thu mua dạng khô lên men công ty thu mua ca cao lớn Cargill ED & FMAN, cơng ty Cargill mua hạt ca cao đạt tiêu chuẩn ED & FMAN chấp nhận mua loại hạt không đạt tieu chuẩn, tất nhiên giá thấp Xuất phát từ thực tế đó, đồng thời phân công nhà trường, khoa Nông Lâm Nghiệp trí giáo viên hướng dẫn, chúng tơi tiến hành chun đề “ Tìm hiểu quy trình sơ chế ca cao, tập trung cơng đoạn lên men công ty cà phê Đức Lập – Đăk Mil” 1.2 Giới hạn phạm vi khảo sát Công ty cà phê Đức Lập tổ chức thu mua ca cao địa bàn huyện Đăk Mil vùng lân cận để sơ chế lên men theo đơn đặt hàng công ty Cargill Việt Nam Trong chun đề tơi vào tìm hiểu quy trình sơ chế ca cao công ty biến đổi hạt ca cao thời gian lên men, đồng thời khảo sát số biến đổi hạt ca cao trình lên men 4.3 Các biến đổi hạt ca cao trình lên men Trong trình sơ chế hạt ca cao, giai đoạn lên men giai đoạn quan trọng gia đoạn phản ứng sinh hóa hạt xảy cách mãnh liệt để tạo tiền chất cho hương vị sôcôla ( amoniacid, đường khử, polyphenol ), bên cạnh tạo ngun liệu cho q trình biến đổi sinh hóa chất lượng giai đoạn phơi, sấy, bảo quản, rang, chế biến sôcôla (acid, chất bay hơi, peptid ) Quá trình biến đổi xảy hạt chủ yếu trình lên men phần cơm nhầy ( với chất đường ) phản ứng xảy nội nhũ hạt Với hàm lượng đường lớn từ 10 – 12% chất khơ (wood and lass 1988) thực môi trường thuận lợi cho trình lên men nấm men (Yeast) nhằm sản sinh cồn etylic phát triển sinh khối chúng để sản sinh CO H2O Hơ hấp hiếu khí Lên men + 75kJ/mol nấm men Đường nấm men CO2 + H2O Ethanol + CO2 Vi khuẩn Vi khuẩn lactic Acetobacter Lactic acid Không bay Thơng khí +988kJ/mol Acetic acid Bay Sơ đồ : Sự chuyển biến đường cơm nhầy trình lên men Trong giai đoạn đầu trình lên men, loài nấm men phát triển chuyển hóa đường chất nhầy thành cồn etylic sau chuyển hóa thành axit acetic Vào ngày lên men thứ 3, vỏ hạt để axit acetic thấm qua vào tới phôi nhũ thị hạt bị chết Ngay tế bào chất nhầy bị hủy hoại, khơng khí thâm nhập vào khối ủ làm gia tăng acetic hóa Phản ứng xảy mạnh hàm lượng cồn đạt đến mức thích hợp u cầu mơi trường phải thật thơng thống, tránh tượng làm cho nhiệt độ khối lên men tăng lên Độ pH giảm xuống từ 6,6 đạt 5,0 21 vào cuối giai đoạn lên men Sau độ pH tăng lên suốt thời kỳ lại q trình làm khơ, thường đạt giá trị 5,5 hạt ca cao sấy khô Nhiệt độ tăng suốt 48h đầu lên men, phản ứng hoạt động vi sinh vật tỏa nhiệt, làm tăng nhiệt độ khối hạt ủ lên đến 500C đạt 42 – 480C cuối giai đoạn Sau ngày lên men nhiệt độ khối hạt khoảng 480C Tuy nhiên trình tăng nhiệt độ khối hạt định giai đoạn hoạt động hiếu khí vi khuẩn Acetobacter, Bacteria, … Trong phản ứng từ etanol thành acid acetic với lượng làm cho khối hạt tang nhiệt độ lên từ 45 – 500C Quá trình lên men lớp cơm nhầy tạo nên môi trường thuận lợi độ pH, hàm lượng etanol, acid, nhiệt độ, khơng khí … cho vi sinh vật có lợi (nấm men, vi khuẩn lactic, vi khuẩn acetic ) giai đoạn định môi trường bấtợi cho lo vi sinh vật có hại khác nấm mốc, vi khuẩn gây thối … phát triển Như trình lên men thuận lợi vi sinh vật gây hại không phát triển Song song với q trình lên men bên ngồi q trình sinh hóa xảy bên nội nhũ hạt Quá trình diễn mãnh liệt hay không phụ thuộc vào hàm lượng acid acetic acid lactic trình lên men lớp cơm nhầy Khi acid thẩm thấu vào nội nhũ gây tượng vỡ thành tế bào Trong nội nhũ hạt ca cao có hai loại tế bào tế bào chứa sắc tố polyphenol ( tế bào màu tím )và tế bào chứa lipid protid ( tế bào trắng ), thành tế bào bị phá vỡ hợp chất bên có điều kiện tiếp xúc với , tác dụng enzym phản ứng sinh hóa xảy ra, sản phẩm phản ứng đường khử (đường trơn ), aminoacid, peptid, acid béo tự do, polyphenol, sterol … chất lại nguyên liệu để tạo nên hương , vị đặc trưng chocolate thong qua phản ứng mailer, phản ứng ester hóa, phản ứng oxy hóa, q trình caramen … tiến hành rang hạt nhiệt độ cao ( 1150C – 1450C ) Trong nội nhũ Trong nội nhũ Proteins 22 đa Đường Polyphenol Enzymes Enzymes Amino acids Enzymes Đường đơn Chất thải Tiền hương vị chocolate Nguồn : Research and development Cocoa sustainability DEPT, Indonesia Sơ đồ : Quá trình biến đổi chất nội nhũ hạt ca cao Các mô mầm hai loại tế bào tạo thành tế bào có sắc tố gồm polyphenol, purin, tế bào dự trữ không sắc tố gồm tinh thể bơ ca cao, hạt tinh bột, protein enzyme Khi hạt ca cao bị chết sau 30 – 40 lên men, mầm hút ẩm bị nứt Những enzyme nhờ mà hoạt hóa, tiếp xúc với polyphenol bắt đầu hoạt đọng Đồng thời thay đổi cấu trúc mầm mà sau làm khô, hạt giòn dễ vỡ Trong polyphenol, sắc tố anthocyanin bị thủy phân tạo Cyanidin đường khử Đây chất không màu, sau chúng bị oxy hóa tọa màu nâu đặc biệt cho hạt ca cao Khoảng 40% theobromine phôi nhũ tương khuếch tán vào vỏ hạt chịu biến đổi hóa học khác làm giảm vị đắng chat hạt ca cao Các protein mầm bị thủy phân thành acid amin chuyển sang dạng khơng hòa tan phản ứng với polyphenol Cùng với trình dịch chuyển acid vào hạt có q trình khuếch tán chất bên hạt bên caffeine, thebromeine để làm giảm vị đắng hạt, polyphenol để làm giảm vị chat hạt Các acid dịch chuyển vào hạt để tạo nên phản ứng sinh hóa để nên màu sắc, hương vị chocolate hạt, khía cạnh khác cần phải quan tâm sau lên men lượng lớn acid lưu lại hạt tạo nên vị chua sản phẩm Các acid phần bị phần trình phơi ( sấy ) bay ( chủ yếu acid acetic ), dịch chuyển theo ẩm ( chủ yếu 23 acid lactic ) Như cần thiết phải kết hợp hai trình lên men phơi ( sấy ) để hạt có chất lượng cao : vừa có màu sắc hương vị chocolate vừa có vị đắng, chát chua Hương vị ca cao định cá tiền chất tạo hương chocolate (đường khử, amino acid, polyphenol ) nên lượng tiền chất nhiều trình tạo hương vị ca cao tốt hạt ca cao có chất lượng cao Như trình lên men hạt ca cao trình cần thiết để tạo nên sản phẩm có chất lượng cao thích hợp cho q trình chế biến chocolate Các biến đổi sinh hóa hạt phức tạp mà nhà khoa học dần tìm hiểu giải thích cho q trình 4.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian lưu thời gian lên men đến chất lượng hạt ca cao Việc lưu làm giảm hàm lượng nước dịch nhớt, từ tạo nên khả lưu thơng khơng khí tốt phản ứng sinh hóa xảy nhanh hơn, kết có tăng nhanh nhiệt độ Lý trình cân ẩm với mơi trường bên ngồi cân ẩm lớp vỏ lớp dịch nhớt ( Hancock, 1949 MacLean & Wickens, 1951 ) Tiến hành khảo sát ảnh hưởng thời gian lên lưu đến trình lên men cách tiến hành thí nghiệm : Chọn ca cao vừa tầm chín, không sâu bệnh, thu hoạch lưu trữ mức lưu khác nhau, tiến hành tách hạt hco lên men thúng với khối lượng 50 kg điều kiện môi trường + NT1 : 50 kg hạt ca cao tươi lưu trữ thời gian ngày, thời gian lên men ngày + NT2 : 50 kg hạt ca cao tươi lưu trữ thời gian ngày, thời gian lên men ngày + NT3 : 50 kg hạt ca cao tươi lưu trữ thời gian ngày, thời gian lên men ngày + NT4 : 50 kg hạt ca cao tươi lưu trữ ngày, thời gian lên men ngày để làm đối chứng Và sau ngày lên men nghiệm thức trên, thu kết sau : 24 4.4.1 Diễn biến nhiệt độ Biểu đồ : Diễn biến nhiệt độ mức lưu trình lên men Kết biểu đồ cho thấy, nhìn chung nhiệt độ lên men mức lưu có tăng dần theo ngày lên men Đối với mức không lưu nhiệt độ ban đầu thấp đạt 22.90C đạt giá trị cao ngày lên men thứ (đạt 43,2 0C ) giảm dần ngày lên men Các mức lưu lại, nhiệt độ suốt trình lên men tương đối cao Đối với mức lưu ngày nhiệt độ lên men tăng nhanh qua ngày lên men đầu, đạt giá trị 47,8 0C ngày lên men thứ 3, cao so với mức lưu khác ngày lên men cuối nhiệt độ khối ủ đạt 46,4 0C ( ngày đầu đến ngày lên men thứ ), sau giảm dần đạt giá trị 45,00C vào ngày lên men cuối Theo Phạm Trí Thơng ( 1999 ), ngày lên men cuối nhiệt độ lên men khối ủ đạt từ 45 – 480C cho kết hạt lên men đầy đủ Như vậy, kết với mức lưu ngày ngày nhiệt độ tốt cho trình lên men Theo Phạm Trí Thơng ( 1999 ), ngày lên men cuối nhiệt độ lên men khối ủ đạt từ 45 – 480C cho kết hạt lên men đầy đủ Như vậy, kết với mức lưu ngày ngày nhiệt độ tốt cho trình lên men kết phù hợp với nghiên cứu Phạm Hồng Đức Phước ( 2004 ) 4.4.2 Độ pH TA hạt ca cao khô nghiệm thức lưu Ý nghĩa q trình lên men làm khơ hạt tạo sản phẩm có hương vị sơcơla đạt chất lượng tốt Tuy vậy, độ acid cao dẫn đến hương vị sơcơla có xu hướng giảm Độ pH thấp làm cho hạt bị chua, làm giảm hình thành tiền chất mùi vị 25 ca cao enzym bị ức chế Những acid hạt ca cao chủ yếu acid citric, acid lactic, acid acetic Acid citric chiếm – % hạt ca cao ướt giảm ½ lên men Còn acid lactic acid acetic tổng hợp lên men tự khuếch tán vào nhân hạt Dấu hiệu có mặt acid acetic mùi hăng khó chịu, hầu hết bị loại bỏ sản xuất sơcơla Còn acid lactic khơng bay hơi, khơng bị chế biến nên sản phẩm cuối mùi acid lactic, điều khiến độ pH hạt khô giảm xuống pH