Trong những năm gần đây, thị trường ca cao Việt Nam và Thế Giới được đánh giá là ổn định. Tuy nhiên việc Bờ Biển Ngà – nước có sản lượng ca cao lớn nhất thế giới – giảm xuất khẩu ca cao làm cho giá cả ca cao tăng lên mang lại nhiều cơ hội cũng như thách thức cho ca cao của Việt Nam. Ca cao mang lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế cũng như nhiều mặt khác như y học, sức khỏe. Các sản phẩm ca cao của Việt Nam chưa thật sự đa dạng để đáp ứng nhu cầu thị trường, một phần do sản lượng ca cao thấp, mặt khác chưa đầu tư công nghệ hiện đại để sản xuất các sản phẩm từ ca cao.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC SEMINAR: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BƠ CA CAO, BỘT CA CAO GVHD: NGUYỄN THỊ THU SANG SVTH: NGUYỄN HOÀNG ÂN PHAN LỘC BẢO CHIÊU HUỲNH THỊ TRÀ GIANG TP HCM, 03/2008 LỜI GIỚI THIỆU Trong năm gần đây, thị trường ca cao Việt Nam Thế Giới đánh giá ổn định Tuy nhiên việc Bờ Biển Ngà – nước có sản lượng ca cao lớn giới – giảm xuất ca cao làm cho giá ca cao tăng lên mang lại nhiều hội thách thức cho ca cao Việt Nam Ca cao mang lại nhiều lợi ích mặt kinh tế nhiều mặt khác y học, sức khỏe Các sản phẩm ca cao Việt Nam chưa thật đa dạng để đáp ứng nhu cầu thị trường, phần sản lượng ca cao thấp, mặt khác chưa đầu tư công nghệ sản xuất sản phẩm từ ca cao Chúng làm seminar: ”Công nghệ sản xuất bơ ca cao bột ca cao” nhằm giúp bạn hiểu phần quy trình cơng nghệ số vấn đề liên quan đến việc sản xuất bơ ca cao bột ca cao Bài seminar gồm phần: Phần 1: Tổng quan Phần 2: Quy trình cơng nghệ Phần 3: Lợi ích ca cao Bài seminar chắn có sai sót, mong nhận ý kiến đóng góp bạn để hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực MỤC LỤC PHẦN 1:TỔNG QUAN I GIỚI THIỆU VỀ CÂY CA CAO Mô tả Lịch sử trồng ca cao Thành phần hóa học ca cao Tính chất vật lý hạt ca cao Điều kiện sống Lợi ích Cây ca cao Việt Nam II KỸ THUẬT TRỒNG CA CAO Kỹ thuật chọn giống ca cao Lập vườn ươm Thời vụ gieo hạt 10 Kỹ thuật chăm sóc vườn ươm 10 Tiêu chuẩn, chất lượng bầu ca cao giống 11 Sâu bệnh biện pháp phòng trừ 11 III TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC CỦA HẠT CA CAO, BƠ CA CAO, CA CAO TẢNG (CỤC) VÀ BỘT CA CAO 15 Hạt ca cao 15 Ca cao tảng 16 Bơ ca cao 16 Bột ca cao 17 PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 19 I Kỹ thuật thu hoạch 21 II Kỹ thuật sơ chế ca cao 21 III Lên men ca cao 21 IV Q trình sấy khơ 25 V Tiền xử lý 26 VI Sản xuất bơ ca cao 27 VII Sản xuất bột ca cao 28 PHẦN 3: LỢI ÍCH CỦA CA CAO 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHẦN 1: TỔNG QUAN I GIỚI THIỆU VỀ CÂY CA CAO: Giới (regnum): Ngành (divisio): Lớp (class): Bộ (ordo): Họ (familia): Chi (genus): Loài (species): Plantae Magnoliophyta Magnoliopsida Malvales Sterculiaceae Theobroma T cacao Mô tả: Là thường xanh tầng trung, cao 4-8 m (15-26 ft), ưa bóng rợp, có khả chịu bóng tốt nên thường trồng xen tán khác vườn dừa, cao su, vườn rừng có sẵn để tăng hiệu sử dụng đất Ca cao cho hạt làm nguyên liệu sử dụng cho ngành công nghiệp thực phẩm cụ thể sản phẩm cao cấp Sô cô la, Ca cao nên cho giá trị kinh tế cao Các loài ca cao trồng rộng rãi giới Crillo Forastero thường gặp Trinitario loài lai tạo từ loài Giá ca cao giới năm gần đánh giá tương đối ổn định, dao động từ 1.300- 1.500 USD / Lịch sử trồng ca cao: Hơn 2000 năm trước, ca cao trở thành phần thiếu sống người dân vùng Châu Mĩ Latinh Người Mayan Aztec trồng ca cao từ lâu trước nhà thám hiểm Châu Âu tìm tới lục địa Theo nhiều nhà nghiên cứu ca cao bắt nguồn từ cánh rừng mưa Amazone thung lũng Orinoco Venezuela hay vùng Chiapa Mexico Người Mayan tin ca cao Thượng Đế hạt ca cao ân sủng chúa cho người Người Mayan có lẽ người trái đất sử dụng ca cao làm thực phẩm, họ làm đồ uống với hạt ca cao nướng lên, nghiền nhiễn pha với bột ngô nhằm tạo độ sánh uống, nhiên cách thức chế biến đơn giản Colombus người Châu Âu biết đến ca cao ông ta mang hạt ca cao cho vua Ferdinand hồng hậu Isabella họ chưa hiểu thứ “vàng nâu” tuyệt vời đến dường đến người Tây Ban Nha tới Mehico, nhà thám hiểm Cortes hoàng đế Montezuma mời dùng thử loại đồ uống đặc biệt này, ca cao bắt đầu hành trình : Chinh phục Châu Âu Cotes mang nhiều ca cao Tây Ban Nha vào năm 1528, nhiên hương vị đắng so với vị người Tây Ban Nha, họ cho thêm đường dùng nóng Đơi khi, người Tây Ban Nha cho thêm quế, hồi,vỏ chanh, bột hoa hồng khô… để tạo nên hương vị vô độc đáo ca cao trở thành thứ đồ uống thông dụng giới nghệ sĩ hoàng gia Tây Ban Nha Trong gần kỷ, ca cao coi thức uống đặc trưng điều bí mật người Tây Ban Nha Tuy nhiên giá đắt đỏ nên người Tây Ban Nha thực dụng nhạy bén trồng ca cao thuộc địa họ để xuất tới quốc gia khác châu lục thu lại khoản lợi nhuận khổng lồ Ca cao lan truyền khắp Châu Âu, việc uống bột ca cao thành trào lưu Pháp , thời vua Louis 14 15 thức uống ca cao ưa chuộng Versailles Và ca cao tới Anh, giống Pháp, nhanh chóng chinh phục nước Anh Kể từ quán bán thức uống ca cao khai trương năm 1657, tới đầu kỉ 18 nhà máy sản xuất thức uống ca cao sôcôla thành lập Tới 1730, ca cao sụt giá mạnh với máy móc chế tạo thức uống ca cao sôcôla phát minh cách mạng công nghiệp tạo tiền đề cho công nghiệp sản xuất ca cao với số lượng lớn giá thành rẻ Phát minh cách ép hạt ca cao làm giảm giá lại tăng chất lượng thành phẩm lên nhiều, lúc giá đường giảm mạnh đời sống người dân khắp Châu Âu tăng lên đáng kể nên đến đầu kỷ 20, thức uống ca cao trở thành nét văn hóa ẩm thực đặc trưng toàn Châu Âu Với phát triển mạnh mẽ liên tục, ca cao trở thành thực phẩm thông dụng phổ biến khắp Châu Âu giới Thành phần hóa học ca cao: Tính chất vật lý hóa học hạt ca cao sản phẩm từ ca cao phức tạp Chúng thay đổi theo tuổi thọ hạt phụ thuộc vào trình chế biến Sau số số thay đổi hạt theo tuổi thọ, với nguồn tham khảo cho thơng tin chi tiết lý tính hóa tính ca cao Trong bột ca cao có chứa khoảng 300 loại hóa chất khác Cho đến việc tìm hiểu tác dụng hóa chất thể người động vật, mà đặc biệt tác dụng não bộ, thần kinh, tim mạch tốn khó giải Tuy nhiên, khoa học dần lộ phần bí mật mang tên ca cao Ca cao giàu chất phytochemical chất hoạt động sinh học có thực vật (ví dụ flavonoid carotenoid) cho có tác lợi cho sức khỏe người Trong hạt ca cao chưa lên men, sắc tố chiếm từ 11-13% mô Các tế bào sắc tố chứa khoảng 65-70% (khối lượng) polyphenol 3% anthocyanin Trong trình lên men, polyphenol trải qua phản ứng khác bao gồm q trình tự đặc phản ứng với protein peptide Khoảng 20% (theo khối lượng) polyphenol lại cuối trình lên men Quá trình rang trình chế biến ca cao khác làm gây thay đổi Hàm lượng polyphenol thay đổi tùy loại hạt ca cao mức độ lên men Kết nghiên cứu chất phytochemical polyphenolics tìm thấy ca cao sau: Hợp chất Hạt khô (g/100g) Sau rang conching(g/100g) Trong sô cô la sữa (mg/100g) 0.02 Flavanols Catechins 3.0 (+) Catechin 1.6-2.75 0.03-0.08 0.25-0.45 0.3-0.5 (-)-Epicatechin (+)-Gallocatechin (+)-Epigallocatechin Leucocyanidins L1-L4 2.7 Polymeric lecocyanidins 2.1 - 5.4 Anthocyanins L1: 0.08-0.17 0.01 3-a-L-arabinosidyl cyanidin 0.3 3-ß-D-galactosidyl cyanidin 0.1 Flavonols Quercetin Quercetin-3arabinoside Quercetin-3-glucoside Total phenolics 13.5 Một nghiên cứu khác cho hàm lượng polyphenol tổng hạt ươc tính từ 6-8% theo khối lượng hạt khơ Catechin khơng màu anthocyanin tạo nên màu tím hạt chưa lên men Trong trình lên men sấy, anthocyanin chuyển sang hợp chất quinonic tạo nên màu nâu đặc trưng cho hạt Một nghiên cứu tổng số polyphenol sản phẩm ca cao theo phương pháp phân tích dịch chiết hữu Folin-Ciocalteau tìm thấy 20,000ppm bột ca cao Tính chất vật lý hạt ca cao: Hạt ca cao: Hạt ca cao hạt Theobroma ca cao Mỗi hạt bao gồm hai mầm phôi nhỏ, tất nằm lớp vỏ bảo vệ Lá mầm dự trữ thức ăn cho trình sinh trưởng trở thành hai hạt nảy mầm Thức ăn dự trừ bao gồm chất béo (bơ ca cao – chiếm nửa khối lượng khơ hạt) Chất lượng tính chất bơ ca cao độ nóng chảy độ cứng phụ thuộc vào loại ca cao điều kiện môi trường Quá trình lên men hạt dẫn đến nhiều thay đổi hóa học thịt thân hạt nhân Sự thay đổi tạo nên hương vị làm thay đổi màu sắc hạt nhân Hạt nhân sau sấy đưa đến nhà sản xuất nguyên liệu thô để chế biến ca cao tảng (cục), bột ca cao bơ ca cao Bước trình chế biến rang hạt để làm thay đổi màu sắc hương vị Đồng thời vỏ bị loại bỏ Sau đó, q trình kiềm hóa diễn làm biến đội hương vị màu sắc Dưới kết phân tích thành phần hóa học hạt sau lên men sấy: Thành phần hóa học Mảnh ca cao nghiền % Tối đa Vỏ % Tối đa Nước 3.2 6.6 Chất béo (bơ ca cao, chất béo vỏ) 57 5.9 Tro 4.2 20.7 Nitơ tổng 2.5 3.2 Theobromine 1.3 0.9 Caffeine 0.7 0.3 Tinh bột 5.2 Chất xơ dạng thô 3.2 19.2 Nitơ Tuy nhiên, nên lưu ý số liệu có tính tham khảo chúng thay đổi tùy theo loại hạt, chất lượng trình lên men sấy q trình sau Ca cao tảng (cục): sản xuất cách nghiền mảnh hạt ca cao Chất lượng ca cao lỏng phụ thuộc loại hạt Nhà sản xuất thường trộn nhiều loại hạt khác để đạt chất lượng mùi vị yêu cầu Quá trình rang kiềm hóa để làm tăng màu sắc hương vị làm thay đổi thành phần hóa học chúng Điều kiện sống: Cây thích hợp với vùng có nhiệt độ trung bình 25-28 độ, độ ẩm trung bình 85%, lượng mưa hàng năm 1.500-2.000mm Cây có ưu điểm năm thu vụ, nhu cầu nước không lớn, phải tưới; khơng kén đất khơng chịu vùng khô hạn đất cát hồn tồn Lợi ích: Hạt ca cao sử dụng làm nguyên liệu chế biến sản phẩm cao cấp Sơ la Ca cao cịn đồ uống thơng dụng có chất kích thích lượng caphein thấp cà phê nhiều Vỏ trái sau lấy hạt phơi khơ xay làm thức ăn cho gia súc Cây không cạnh tranh đất nhiều trồng xen vườn có sẵn giúp tăng hiệu sử dụng đất Cây ca cao Việt Nam: Ở Việt Nam, ca cao du nhập vào sớm, theo chân nhà truyền giáo phương Tây Hiện tại, trồng rộng rãi nhiều nơi, vùng Tây Nguyên đánh giá có điều kiện lý tưởng cho phát triển ca cao Ở đây, theo nghiên cứu thống kê hoa cho quanh năm, sản lượng bình qn đạt kg hạt khơ / năm tuổi Tuy nhiên, Việt Nam, ca cao chưa phát triển rộng rãi thu hoạch không tập trung, kỹ thuật xử lý sau thu hoạch phức tạp , phải ủ lên men nên người dân ngại trồng *) Một vài hình ảnh Ca cao Cây Ca cao non Hạt Ca cao phơi.Quả Ca cao nguyên vẹn.Quả Ca cao bổ đôi II KỸ THUẬT TRỒNG CA CAO: Ca cao nhìn từ mặt cắt trái Kỹ thuật chọn giống ca cao: Giống nên chọn từ có nguồn gốc rõ ràng, cho có suất cao, có khả kháng số sâu bệnh hại chính, khả sinh trưởng phát triển tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái địa phương Chọn có suất ổn định từ - năm trở lên (đối với thực sinh) Cành ghép, cành dâm, mắt ghép phải lấy từ nguồn quan nghiên cứu quan chuyển giao kỹ thuật tuyển chọn, chọn lọc thông qua nghiên cứu, khảo nghiệm giống Lập vườn ươm: Vườn ươm ca cao có mái che giảm từ 30 - 40% ánh sáng, có chắn gió xung quanh Hỗn hợp đất + phân hữu + phân lân cho vào túi bầu PE xếp theo luống rộng từ 0,8 - m PHẦN 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 19 ☺ Sơ đồ quy trình cơng nghệ: Hạt ca cao Làm Nước thải, vỏ Rang Nghiền Nấu chảy Bột nhão Ép Bánh ép Bơ ca cao Nghiền Khử mùi Bột ca cao Đóng gói Đóng gói 20 I Kỹ thuật thu hoạch: Ca cao Đăk Lăk năm thu hai vụ tháng 11, 12, tháng 3, năm sau Ngồi thu rải rác trái vụ tháng khác Màu sắc trái chín: Trái chín có màu vàng cam tuỳ theo giống Thơng thường rãnh chuyển sang màu vàng chín Cách thu hái: Dùng kéo cắt cành chuyên dùng câu liêm để cắt cuống trái, không nên leo trèo cầm trái bẻ hay giật xuống làm trầy xướt hư đệm hoa, gây ảnh hưởng đến suất vụ sau Trái hái xong lưu lại tuần lễ để đủ lượng hạt cho lần ủ, hạt tách khỏi trái cần phải ủ (không lưu 24 giờ) Nhằm tăng chất lượng sản phẩm Tách hạt cách đập vỡ trái (dùng gỗ đập xuống đất) Dùng tay moi hạt khỏi xơ cùi trái Chú ý: Không để trái ca cao q chín hạt nẩy mầm bên trái cịn xanh khơng thể lên men II Kỹ thuật sơ chế ca cao: Quả ca cao thông thường chứa 20-40 hạt bao quanh lớp vỏ thịt có tơ sợi hạt ca cao giữ chặt bên lớp vỏ thịt, vỏ ca cao chin không mở để giải phóng hạt Kỹ thuật sơ chế ca cao bao gồm: tách hạt ca cao khỏi lớp vỏ thịt lớp ruột tơ bao quanh hạt (thường làm tay), lên men sấy khô Hạt ca cao sau lên men sấy khô gọi “hạt cocoa” Vị đặc trưng ca cao chocolate có liên quan mật thiết với q trình lên men, sấy khơ sau lên men Q trình sấy khô nhằm loại bỏ môi trường thuận lợi cho nấm mốc phát triển làm biến vị cocoa III Lên men ca cao: Sau ca cao thu hái, người ta tiến hành tách hạt ca cao có lẫn với lớp tơ bao quanh hạt cho vào thùng lên men Thời hạn bốc vỏ lên men khơng kéo dài q 24h Trong q trình lên men, loài vi sinh vật sẽ: - Làm tăng nhiệt độ khối lên men - Làm giảm pH khoảng từ 6.5 xuống cịn 4.5, đó: +) acid acetic đạt tới 2% +) acid lactic tăng từ 0.01 – 0.22% Hạt ca cao ủ để giảm vị đắng, chát hình thành hương vị đặc trưng Ủ hay lên men khoảng thời gian lấy hạt khỏi trái, dồn đống để vi sinh vật phát 21 triển Sự lên men bắt đầu nấm men phát triển lớp cơm bao quanh hạt Nấm men chuyển hoá đường lớp cơm hạt thành rượu Giai đoạn vi khuẩn ôxy hố rượu thành axít acetic chuyển hố tiếp tục đến cuối H2¬0 CO2 lớp cơm hạt bắt đầu rữa chảy nước vào ngày thứ sau lên men Nhiệt độ khối hạt tăng nhanh trình ủ lên men Nhiệt độ khối ủ tăng lên 40 - 450C sau ủ 48 Đảo trộn hạt làm tăng độ thơng thống giúp vi khuẩn háo khí lên men hoạt động mạnh Vào ngày thứ sau ủ, nhiệt độ cao axít acetic làm tế hạt bị chết Cơ sở lên men ca cao: Sự họat động vi sinh vật chiếm ưu trình lên men Ca Cao họat động lên men thủy phân lớp thịt bao quanh hạt tạo đường, rượu cuối lên men ethylic tạo acid acetic Acid acetic thấm qua màng tế bào hạt làm thay đổi tính thấm màng để hợp chất phenol enzyme dễ dàng thấm ngòai Những hợp chất khác tâp trung nhiều hạt tác động enzyme nội bào có Ca Cao Sự phá vỡ hợp chất pectin ban đầu thực nhờ enzyme pectin esterase(PE) có sẵn màng nhàybao quanh hạt kết hợp với enzyme polygalacturonase nấm men để phân cắt polymer pectin tạo đường đơn: (PE,PG) pectin glucose + galatose (chu trình EMP) Glucose acid pyruvic (lên men giấm) Ethylic acid acetic Ethylic Tương tự chuyển hóa đường sucrose bên hạt thành glucose fructose nhờ enzyme invertase(EC: 3.2.1.26).Các đại phân tử protein dự trữ hạt bị protease thủy phân thành acid amin, peptid Protease peptidase Protein peptid acid amin Invertase Saccharose Glucose + Fructose Enzyme PPO Polyphenol Sắc tố nâu Các peptid nhỏ acid amin tạo hương thơm đặc trưng cho Ca Cao chúng kết hợp với đường khử trình rang để tạo sản phẩm carboxyl dễ bay pyrazin từ phản ứng maillard Vai trò enzyme thể giai đọan cuối trình lên men giai đọan đầu trình rang Các enzyme polyphenol oxydase xúc tác phản ứng oxy hóa polyphenol có sẵn hạt tác động oxygenthấm qua hạt trình lên men nhiều tạo màu nâu 22 sẫm đặc trưng Ca Cao, Sắc tố gắn chặt với protein polysaccharide hạt nên màu Ca Cao khơng thể hịa tan: Peptid nhỏ + đường khử carboxyl (dễ bay hơi) + Pyrazin (hương thơm Ca Cao) Polyphenol Ca Cao khác với polyphenol trà Phân tử trà đủ lớn để để tạo cảm giác chát tiếp xúc với lưỡi Cón Ca cao khơng có vị chát trà thời gian oxy hóa polyphenol Ca Cao xảy khỏang từ 2-3 ngày nên oxyhóa xảy hịan tịan, vị chát bị phân giải hết Sự kiểm hóa vào giai đọan cuối nhằm mục đích giảm tính chát tăng tính hịa tan moat số phức chất protein-polyphenol-oxyd hóa giúp cải thiện màu thức uống Hiện phát 17 loại enzyme tạo thành trình lên men Vi sinh vật q trình lên men: Các lồi nấn men (loại tạo cồn, hương thơm) Vi khuẩn lactic Vi khuẩn acetic Các loài vi khuẩn khác * Các loại nấn men Có mặt hầu hết lớp hạt, từ đáy đến bề mặt hạt loại có số lượng lớn là: Kluyveromyces, Saccharomyces Các loại nấm tham gia chuyển hóa chất theo phương trình sau: C12H22O11 + H2O 2C6H12O6 + 18.8KJ C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 93.3KJ (glucoza hay fructoza) Ngồi hai lồi nấm cịn có lồi nấm khác như:Candida, Hansenula… * Vi khuẩn lactic: Có khả chuyển hóa đường thành acid lactic acid hữu khác Có lồi sau: Betabacterium, Streptobacterium, Lactobacillus, Streptococus * Vi khuẩn acetic Phát triển sau nấm men Chúng chuyển hóa ethanol thành acid acetic 23 Trong ca cao lên men có loài vi khuẩn acetic như: Acetobacter raneer, Acetobacter ascendens, Acetobacter subboxydans, Acetobacter xylinoides, Acetobacter orleanenses * Các loài vi khuẩn nấm sợi khác: Vi khuẩn: B Coagulans, Proteus, B Stearothermophilus… Các loại nấm sợi: Aspergillus, Rhizopus, Mucor, Penicilium Quá trình lên men: Phương pháp truyền thống (thường sử dụng): Ngun liệu đổ thành khối hình chóp nón thùng lên men (thùng đan sợi thực vật gỗ, có lỗ nước, chứa từ 80-85kg) đậy chuối vải 6-12h đảo lần, cách đổ từ thùng sang thùng khác Quá trình lên men kéo dài 2-7 ngày, phụ thuộc vào giống ca cao, điều kiện môi trường, khối lượng ca cao lên men Trong ngày thứ lớp sợi tơ hút nước hóa lỏng, tách rời hạt đến ngày thứ ba nhiệt độ khối hạt đạt 45oC trì khoảng nhiệt độ 45-50oC đến lên men kết thúc Giai đoạn lên men chưa kết thúc hạt ca cao cịn rời cps màu tím Khơng rửa hạt ca cao lên men ảnh hưởng xấu đến mùi thơm Nên rửa trước lên men Sau lên men nên trải hạt ca cao lên gỗ xi măng để phơi Tránh nắng ẩm ướt Nếu cần sấy nhiệt độ 45-47oC Hạt ca cao đủ khô vỡ vỏ ta dùng tay bóp Các yếu tố đóng góp vào màu vị đặc trưng cho ca cao lên men: (1) hạt nẩy mầm giai đoạn đầu lên men (2) khối hạt phải giữ nhiệt độ 50oC vài ngày sau nẩy mầm (3) CO2 xung quanh hạt hơ hấp lên men cần giải phóng, thực cách đảo xới Các phương pháp ủ hạt ca cao: - Ủ đống: Hạt ca cao đổ thành đống hình nón lớp chuối xếp tròn mặt đất Bên lớp chuối kê cành để tạo độ thoáng giúp dịch nhầy chảy dễ dàng Các chuối cuộn lên để bao kín khối hạt nhằm giữ nóng suốt q trình ủ Đống hạt từ 25 - 2500 kg hạt tươi Hai ba ngày sau ủ phải đảo trộn giữ kín chuối quy trình hồn tất Tuỳ theo nhiệt khơng khí (tuỳ mùa) mà thời gian ủ kéo dài đến ngày - Ủ thúng: Lót chuối xung quanh thúng tre, đổ đầy hạt đậy thúng lại chuối Hai ngày sau ủ trộn hạt cách đổ từ thúng sang thúng 24 khác Kích thước thúng tuỳ theo khối lượng hạt để chứa từ 10 - 150 kg hạt ca cao tươi Thời gian ủ từ - ngày -Ủ thùng: Ca cao chứa thùng gỗ có đục lỗ đáy Kích thước chiều dài chiều rộng thùng thay đổi tùy theo lượng hạt chiều cao khối hạt không nên vượt 50 cm đảo trộn hạt sau hai ngày ủ Thời gian ủ từ - ngày - Ủ khay: Khay gỗ có kích thước 1,2 m x 0,9 m x 0,13 m lót đáy vạt tre cho dễ nước Ca cao đổ vào khay lớp 10 cm Chồng khay lên với sau dùng vải, bao bì trùm kín lại để giữ nhiệt Khơng đảo trộn hạt ủ Thời gian ủ kéo dài đến ngày (ngắn phương pháp khác) Kiểm tra hạt trình ủ: Ca cao gọi lên men đầy đủ có 90% lượng hạt lên men Cần kiểm tra thường xuyên q trình lên men cách cắt đơi hạt để quan sát màu sắc tử diệp Hạt lên men có màu nâu, chưa lên men hồn chỉnh có màu tím IV Q trình sấy khơ: Có thể sấy cánh phơi nắng tự nhiên sử dụng thiết bị sấy phương phấp phơi nắng tự nhiên áp dụng nước có điều kiện khí hậu phù hợp lúc hạt trải sân khay, đảo đều, phơi khoảng tuần vào mùa nắng ý tránh để nhiễm mưa Trong trường hợp sử dụng lị sấy, ý khơng để khói lọt vào Nhiệt độ suốt q trình sấy khơng vượt 65oC Sau hạt khô, cần bỏ tạp chất, hạt mốc, lép, vỡ cho vào bao tải để nơi khơ ráo, sạch, khử trùng tốt khử trùng oxyt ethylene 1kg/250m3/24h boromua methyl 5kg/250m3/24h Hạt sau lên men phải làm khô phơi hay sấy để độ ẩm từ 60% trở xuống khoảng 6,5% Phơi sấy phải cẩn thận để tránh mùi lạ phát triển Phơi sấy phải tiến hành từ từ Nếu làm hạt khơ q nhanh số q trình chuyển hố hố học khơng hồn thành, hạt chua có vị đắng Tuy nhiên phơi sấy lâu nấm mốc mùi lạ phát triển ☻ Các cách làm khô hạt: - Phơi nắng: Trải hạt chiếu, khay sân xi măng nơi có ánh sáng tốt Trong q trình phơi phải đảo trộn hạt thường xuyên để đảm bảo hạt khơ đồng Nếu ánh sáng đầy đủ, mưa cần ngày đến ngày để hạt khơ - Sấy: Nếu khơng có nắng, hạt sau lên men phải sấy Hạt sấy bị giảm chất lượng bị nhiễm khói đốt tạo mùi lạ hạt khô nhanh Các máy sấy sử dụng cho ca cao phải dùng nhiệt gián tiếp thông qua thiết bị trao đổi nhiệt Hạt ca cao sau phơi sấy khô cần để nguội sau dồn vào bao đay cất trữ nơi khơ ráo, thống mát Không nên để trực tiếp xuống nhà mà cần kê cao 20 - 25 cm, cần kiểm 25 tra thường xuyên để phơi sấy lại tránh hư hỏng bảo quản Thiết bị sấy sử dụng để sấy ca cao máy sấy tháp, máy sấy thùng quay máy sấy tầng sôi Trước chế biến hạt ca cao, khối hạt phải làm tạp chất Hạt ca cao rang trước sau tách vỏ cứng bao quanh nhân hạt cao cao Sau hạt rang tách vỏ, nhân hạt nghiền thành bột nhão Bột nhão nghiền có kích thước nhỏ sau đưa tới máy ép để tách bơ ca cao Bơ ca cao dùng sản xuất chocolate, phối trộn với liquor đường V Tiền xử lý: Làm sạch: Hạt ca cao loạt thiết bị tác động lên để đảm bảo chất lượng sạch, không lẫn tạp chất: Máy thổi khí: sử dụng để tách phần có khối lượng nhẹ xơ, bụi, vỏ… Nam châm điện: sử dụng để hút kim loại bụi kim loại Để tác động nam châm tốt hơn, thông thường thiết bị thiết kế cạnh hệ thống sàng rây Rang hạt: Mục đích: Tách vỏ hạt khỏi nhân ca cao Loại bớt độ chua acid acetic hạt ca cao Giảm độ ẩm xuống cịn 2.5-5% Hình thành chất thơm cho ca cao Quá trình thường sử dụng thiết bị hình trống hình ống sau người ta dung hệ thống rang liên tục, dịng chảy hạt dịng khơng khí nóng già lên ngược chiều Hạt sấy kỹ 100-105oC 20-40 phút Sau rang xong phải quạt cho hạt nguội nhanh nhằm giữ hương thơm cho hạt không cho chất béo chuyển vỏ Nghiền: Qua giai đoạn: a) Nghiền lần 1: nghiền thô Sau rang hạt chuyển sang máy nghền lúc hạt vỡ thành mảnh lớn vỏ bị quạt thổi Năng suất đạt 80% so với hạt chưa rang Tại số nơi sản xuất người ta thường trộn nhiều hạt theo nguồn khác trước nghiền, nhằm tạo hương vị đặc trưng riêng cho ca cao Hỗn hợp bao gồm gì, bí riêng nhà sản xuất b) Nghiền lần 2: nghiền mịn 26 Hạt ca cao nghiền nhỏ 50-70oC nhiệt độ bơ tan khiến khối ca cao thành bột nhão Sau nghiền xong, ca cao đưa qua kiềm hóa (thường dùng K2CO3) để tăng màu mùi cho ca cao Ca cao sau nghiền dạng bột nhão lỏng ta chiết bơ từ bột ca cao Nấu chảy: Bột ca cao sau nghiền làm lỏng cách đun nhiệt độ 35-36oC Ngồi bột ca cao cịn trộn với dung dịch muối kiềm bão hòa cacbonat bicacbonat K hay Na (muối phải xử lý trước 24h nhiệt độ 100oC) Bột lỏng xử lý tiếp để sản xuất bơ ca cao, bột ca cao chocolate VI Sản xuất bơ ca cao: Bơ ca cao sản xuất nhiều phương pháp khác nhau: Ép từ bột ca cao từ bột nhão Chiết dung môi từ hạt ca cao từ bột nhão, khô dầu ca cao, ca cao bột Ép chiết từ hạt ca cao chưa xay chưa lấy mầm Sau ta tham khảo phương pháp ép bơ ca cao từ bột nhão: Ép: Bột ca cao ép máy thủy lực với áp suất có lên đến 600kg/m3 bơ lỏng chảy trung hòa tinh lọc Sau bơ giữ thời gian 30-34oC (gần điểm tan bơ) với mục đích làm dịu bơ Lúc tinh thể bơ ổn đinh, có kích thước đặn Bơ tiếp tục đưa vào khuôn để nguội Ở nhiệt độ thường, bơ ca cao chất rắn có cấu tạo tinh thể nhỏ, màu vàng nhạt, hương chocolate đặc biệt, điểm tan 31-35oC Khử mùi: Bơ ca cao ép đem hịa tan lắng, lọc sau khử mùi Quá trình khử mùi trình dung nhiệt chân không để chưng cất chất dễ bay Quá trình kéo dài 30 phút đến tùy theo mức độ yêu cầu nhiệt độ 105oC sau khỏi hệ thống chân khơng, bơ ca cao định hình, làm lạnh xuống 20oC để đơng cứng, bao gói bảo quản 27 VII Sản xuất bột ca cao: Bột ca cao sản xuất từ bột nhão sau ép bơ, lúc ngồi bơ ta cịn nhận bánh ép Thơng thường lượng bơ ca cao cịn bánh ép 18% Với loại bột ca cao sản xuất từ bánh ép giàu bơ (20-25%) thường dùng làm nước giải khát, bột sữa ca cao Còn loại bột kiệt bơ (chứa 10-13% bơ) thường sử dụng làm bánh, kẹo, kem sản phẩm khác Trong số trường hợp phải bổ sung thêm dầu thực vật để tăng hàm lượng béo sản phẩm Với bột nhão xử lý với dung dịch muối kiềm bão hòa ta thu bột ca cao dạng hòa tan Bánh ép thu qua khâu nghền tán khô dầu lúc ta nhận bột ca cao Bột ca cao đem đóng gói đem bảo quản 28 PHẦN 3: LỢI ÍCH CỦA CA CAO 29 Ca cao - Món ăn sức khỏe Chất phenolic ca cao có tác dụng ngăn ngừa hạn chế nguy rủi ro xảy đến với hệ tim mạch Ca cao cịn có tác dụng hạn chế nguy tăng hàm lượng LDL - cholesterol, cho dù chế độ ăn có bị bng lỏng Chất catechin chocolate có tác dụng chống lại chất oxy hóa - nguyên nhân gây xơ cứng mạch máu, mỡ máu rủi ro khác cho tim, cho hệ mạch kể mạch não Thành phần hóa học ca cao: Trong bột ca cao có chứa khoảng 300 loại hóa chất khác Cho đến việc tìm hiểu tác dụng hóa chất thể người động vật, mà đặc biệt tác dụng não bộ, thần kinh, tim mạch cịn tốn khó giải Tuy nhiên, khoa học dần lộ phần bí mật mang tên ca cao Người ta thấy rõ ca cao có chứa lượng cafein, chất béo, đường, flavonoid, khoáng chất hàm lượng đáng kể chất theobromin - chất có tác dụng chống ho tốt gấp 1,3 lần so với codein mà lại không gây tác dụng phụ cho hệ tim mạch thần kinh trung ương khơng gây nghiện codein Hơn nữa, cịn chứa tryptophan, phenylethylamin gọi “chocolate amphetamin” - chất có tác dụng kích thích trung tâm khối cảm người Năm 1993, nhà khoa học thuộc Trường đại học Pennsylvania (Mỹ), khẳng định rằng, bữa ăn nhẹ có lượng hydratcacbon cao mà có ăn thêm chừng 40g bột ca cao, bạn khơng cịn phải băn khoăn nguy tăng cholesterol máu Sở dĩ với 40g ca cao ấy, có hàm lượng HDL - cholesterol (cholesterol có lợi) tăng cịn hàm lượng LDL - cholesterol (cholesterol có hại) máu lại khơng nhúc nhích Năm 1996, nhóm nhà khoa học khác đưa kết luận rằng, bột ca cao có lượng lớn hỗn hợp phenolic - nhóm chất có hoạt tính chống oxy hóa mạnh Họ làm so sánh thấy kết sau: lượng phenolic có 45g bột ca cao tương đương với 140g rượu vang đỏ Mặt khác, hàm lượng chất chống oxy hóa khác catechin 100g bột ca cao cao gấp lần 100ml nước chiết chè xanh! Tác dụng lên sức khỏe người: Ngay từ biết đến thứ thực phẩm quý hiếm, ca cao đánh giá có tác dụng tốt cho sức khỏe người Bởi thế, thời gian đầu phát ra, ca cao dùng giới quý tộc, vua chúa triều đình Tây Ban Nha, Pháp, Thụy Sĩ Tuy ấy, người ta chưa biết tác dụng cụ thể nào, tác động đến quan thể, họ thấy uống vào thể người ta có cảm giác sảng khối, minh mẫn, sung mãn tăng cường sinh lực Càng sau này, nhiều cơng trình nghiên cứu khoa học với việc phát thêm hoạt chất có thành phần ca cao, người ta thấy thứ thực phẩm có tác dụng phận cụ thể thể người 30 Tác dụng tim mạch: Đây lợi ích mà nhà khoa học quan tâm nghiên cứu đến Giáo sư, Tiến sĩ Norman Hollenberg, Đại học Y Khoa Harvard nghiên cứu diện rộng cho kết chất phenolic có bột ca cao thiên nhiên có tác dụng ngăn ngừa hạn chế nguy rủi ro xảy đến với hệ tim mạch Các nhà khoa học tin nhờ có thành phần này, mảng bám thành mạch có hội hình thành đọng lại thành mạch máu Hơn nữa, bột ca cao cịn có tác dụng hạn chế nguy tăng hàm lượng LDL - cholesterol, cho dù chế độ ăn có bị bng lỏng Mặt khác, chất catechin bột ca cao có tác dụng chống lại chất oxy hóa - nguyên nhân gây xơ cứng mạch máu, mỡ máu rủi ro khác cho tim, cho hệ mạch kể mạch não Tác dụng chống ung thư: Đã có nhiều nghiên cứu tác dụng ngừa ung thư chè xanh, tương tự vậy, nghiên cứu Trường ĐH California, San Francisco, USA cho kết khả ngừa ung thư bột ca cao rõ ràng Sở dĩ thành phần ca cao có chứa nhiều chất chống oxy hóa, chất khống vitamin Tác dụng não: Thực tế cho thấy, sử dụng ca cao khiến người ta hưng phấn, sảng khoái Nguyên nhân thực phẩm có chứa cafein nên có tác dụng gần giống ta uống chè, cà phê Trường Đại học Y khoa Hall York (Anh) khẳng định thường xuyên sử dụng ca cao giúp giảm hội chứng mệt mỏi mãn tính (CFD), chất polyphenols ca cao có tác dụng cải thiện nồng độ serotonin não, chất serotonin có nồng độ khơng ổn định dẫn đến hội chứng mệt mỏi mạn tính trầm cảm Serotonin, endorphine cịn tạo cảm giác thoải mái, hưng phấn Tác dụng đến hoạt động tình dục: Theo Bác sĩ Dora Akaunyili, Giám đốc Cơ Quan Quản lý Thực phẩm Dược phẩm Liên Bang Nigeria khẳng định người, đặc biệt phụ nữ sử dụng ca cao thiên nhiên đặn giúp tăng cường khối cảm, khả thỏa mãn tình dục hẳn, ca cao có chứa chất tryptophan giúp tăng thêm cảm giác thích thú, hấp dẫn, đồng thời kích thích trung tâm khối cảm vùng vỏ não Tác dụng khác: Ngoài ứng dụng y khoa, ca cao thiên nhiên thức uống lý tưởng cho người ăn kiêng, giảm béo, trì đầy đủ dưởng chất cần thiết cho thể Ca cao dùng mỹ phẩm, chuyên gia chăm sóc sắc đẹp Chennai (Ấn Độ) phát minh cách pha chế ca cao, chăm sóc da cho phái nữ, ngăn ngừa bệnh lão hoá da Việc tắm Ca cao từ lâu đựợc ưa chuộng Tác dụng ngành dược: Việc chiết tách thành công bơ ca cao từ hạt ca cao có ảnh hưởng lớn ngành bào chế dược phẩm Bơ ca cao từ lâu trở thành loại tá dược đánh giá có giá trị dùng phổ biến cơng nghệ bào chế Mặc dù sau này, 31 công nghệ phát triển, có nhiều loại tá dược nguồn gốc hóa chất sử dụng nhiều hạn chế nhược điểm bơ ca cao nhà dược học không quên công lao loại tá dược cổ điển Ngoài bơ ca cao, ca cao dùng nhiều để làm chất phụ gia, tạo màu, tạo mùi vị hấp dẫn, dễ uống cho loại dược phẩm, đặc biệt dạng thuốc dùng cho trẻ em 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Giáo trình Cơng nghệ lên men – Trường Cao Đẳng Công Nghiệp (Lưu hành nội bộ), 2004 Các trang web sử dụng: www.vinacacao.com www.food-info.net congnghehoahoc.org www.compchem.hcmuns.edu.vn www.hoinongdan.org.vn www.sinhhocvietnam.com 33 ... 100oC) Bột lỏng xử lý tiếp để sản xuất bơ ca cao, bột ca cao chocolate VI Sản xuất bơ ca cao: Bơ ca cao sản xuất nhiều phương pháp khác nhau: Ép từ bột ca cao từ bột nhão Chiết dung môi từ hạt ca cao. .. nghệ sản xuất sản phẩm từ ca cao Chúng làm seminar: ”Công nghệ sản xuất bơ ca cao bột ca cao? ?? nhằm giúp bạn hiểu phần quy trình cơng nghệ số vấn đề liên quan đến việc sản xuất bơ ca cao bột ca cao. .. đến Bột ca cao: Bột ca cao làm từ ca cao tảng (cục) Quá trình ép loại bỏ số chất béo tạo nên khối nguyên liệu gọi bánh ca cao Bánh nghiền thành bột ca cao Quá trình thay đổi để sản xuất bột ca cao