Khảo sát quá trình lên men và sấy hạt ca cao sau thu hoạch theo qui mô nông hộ

Khảo sát quá trình lên men và sấy hạt ca cao sau thu hoạch theo qui mô nông hộ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG ĐỖ THỊ NGỌC HÂN KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LÊN MEN VÀ SẤY HẠT CA CAO SAU THU HOẠCH THEO QUI MÔ NÔNG HỘ Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Cần Thơ, 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tên đề tài: KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LÊN MEN VÀ SẤY HẠT CA CAO SAU THU HOẠCH THEO QUI MÔ NÔNG HỘ Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. Hà Thanh Toàn Đỗ Thị Ngọc Hân MSSV: 2051633 Lớp: CNTP K31 Cần Thơ, 2009 iii Luận văn đính kèm theo đây, với tựa đề tài: “ Khảo sát quá trình lên men và sấy hạt ca cao sau thu hoạch theo qui mô nông hộ” do Đỗ Thị Ngọc Hân thực hiện và báo cáo, đã được hội đồng chấp nhận luận văn thông qua. Cán bộ hướng dẫn Cán bộ phản biện Hà Thanh Toàn Cần Thơ, ngày …tháng…năm 2007 Chủ tịch hội đồng i LỜI CẢM TẠ Kính dâng Ba Mẹ, những người suốt đời tận tụy vì tương lai sự nghiệp của con, mang lại cho con nhiều niềm tin và nghị lực để vượt qua những khó khăn trong cuộc sống. Xin chân thành biết ơn thầy HÀ THANH TOÀN, đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ cũng như tạo mọi điều kiện cho em hoàn thành luận văn tốt nghiệp đúng thời gian qui định, anh HUỲNH XUÂN PHONG đã nhiệt tình chỉ dẫn, truyền đạt những kinh nghiệm quí báu và động viên em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Chân thành cảm ơn: Thầy cố vấn LÝ NGUYỄN BÌNH, cô LÊ MỸ HỒNG và cô NGUYỄN MINH THỦY đã tận tình dạy dỗ và giúp đỡ em trong thời gian em học tại trường. Quý thầy cô thuộc bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em thực hiện thí nghiệm. Thành thật cảm ơn: Các bạn cùng lớp XUÂN HUYỀN, BÌNH CHÂU, LINH, QUỲNH, HIẾU, LONG, PHÚ các bạn cùng nhóm luận văn và các em sinh viên: ÁI TÂM, VINH, HUY, THÔNG, NHUNG, YẾN, LỰC,…đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Thân ái gởi đến các bạn lớp Công nghệ Thực phẩm khóa 31 đã cùng tôi học tập trong suốt 4 năm qua những lời chúc sức khỏe và đạt nhiều thành công trong cuộc sống. Trân trọng ! ĐỖ THỊ NGỌC HÂN ii MỤC LỤC Lời cảm tạ . i Mục lục .ii Danh sách bảng . iv Danh sách hình .v CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1 1.1 Đặt vấn đề . 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1 CHUƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2 2.1 Giới thiệu cây ca cao .2 2.1.1 Các giống ca cao . 3 2.1.2 Công dụng của cây ca cao .3 2.2 Lên men hạt ca cao trong điều kiện tự nhiên 4 2.2.1 Quá trình lên men hạt ca cao .4 2.2.2 Một số phương pháp lên men hạt ca cao .8 2.2.3 Một số nghiên cứu có liên quan đến nội dung đề tài 11 2.3 Sấy hạt ca cao bằng máy sấy năng lượng mặt trời 12 2.3.1 Quá trình sấy 12 2.3.2 Hệ thống sấy dùng năng lượng mặt trời 12 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 3.1 Phương tiện thí nghiệm 14 3.1.1 Thời gian, địa điểm . 14 3.1.2 Hóa chất . 14 3.1.3 Dụng cụ thí nghiệm 14 3.1.4 Thiết bị sử dụng 14 3.1.5 Nguyên liệu 15 3.2 Phương pháp thí nghiệm và phương pháp phân tích . 15 3.2.1 Phương pháp phân tích hóa lý 15 iii 3.2.2 Phương pháp đánh giá cảm quan .16 3.2.3 Xử lý số liệu 16 3.3 Nội dung thí nghiệm 17 3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát sự thay đổi về mặt hóa lý của khối hạt trong quá trình ủ . 19 3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát sự thay đổi về mặt hóa lý của khối hạt trong quá trình sấy .20 3.3.3 Thí nghiệm 3: Đánh giá chất lượng hạt ca cao khô 20 3.3.4 Thí nghiệm 4: Tính hiệu quả kinh tế và hiệu suất thu hồi sản phẩm 21 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 23 4.1 Kết quả phân tích thành phần hạt ca cao tươi . 23 4.2 Sự thay đổi về mặt hóa lý của khối hạt trong quá trình ủ 23 4.3 Sự thay đổi về mặt hóa lý của khối hạt trong quá trình sấy 30 4.4 Đánh giá chất lượng hạt ca cao khô .30 4.5 Tính hiệu quả kinh tế và hiệu suất thu hồi sản phẩm 31 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 32 5.1 Kết luận . 32 5.2 Đề nghị 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 33 iv DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Sản lượng ca cao trên thế giới .2 Bảng 2.2 Những đặc tính chính khác nhau giữa giống Criollo – Forastero – Trinitario .3 Bảng 3.1 Các thông số chính của các thiết bị sấy ca cao bằng năng lượng mặt trời15 Bảng 3.2 Phương pháp phân tích hóa lý .15 Bảng 4.1 Kết quả phân tích thành phần hạt ca cao tươi (tính theo phần trăm trọng lượng tươi) 23 Bảng 4.2 Hàm lượng ẩm của nguyên hạt, tử diệp, cơm hạt và hàm lượng tanin thay đổi trong quá trình ủ 24 Bảng 4.3 pH, độ axit của tử diệp, cơm hạt và nguyên hạt ca cao thay đổi trong quá trình ủ 26 Bảng 4.4 Khối lượng nguyên hạt, tử diệp, cơm hạt của 100 hạt ca cao và tỷ lệ tử diệp/ cơm hạt trong quá trình ủ 27 Bảng 4.5 Sự thay đổi % ẩm độ, pH, thể tích NaOH 0,1N/g ca cao trong quá trình sấy hạt ca cao 30 Bảng 4.6 Bảng phân tích chất lượng hạt ca cao sau lên men, sấy theo qui mô nông hộ Bến Tre và Ghana .32 Bảng 4.7 Bảng phân loại hạt ca cao theo TCVN 7519 : 2005 .32 Bảng 4.8 Hiệu suất thu hồi hạt ca cao khô .33 Bảng 4.9 Công việc và thời gian thực hiện 1 mẻ lên men sấy 400kg trái ca cao tươi 33 Bảng 4.10 Chiết tính sơ bộ giá thành cho một mẻ lên men ca cao 400kg trái tươi.33 v DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Các giống ca cao .2 Hình 2.2 Bột ca cao ép thành viên (A), sản phẩm bánh kẹo từ ca cao (B), bơ ca cao trong điều kiện bình thường (C) .3 Hình 2.3 Sơ đồ sự chuyển biến đường của cơm nhầy trong quá trình lên men .5 Hình 2.4 Sơ đồ quá trình biến đổi các chất trong nội nhũ hạt ca cao 6 Hình 2.5 Những biến đổi sinh hóa trong suốt quá trình lên men .7 Hình 2.6 Những thay đổi bên trong nội nhũ hạt ca cao trong quá trình lên men .8 Hình 2.7 Hệ thống thùng ủ cho nhiều lần đảo trộn (A), đảo trộn để cho khối hạt điều và cung cấp oxy cho quá trình lên men hiếu khí (B), thùng được xếp thành bậc thang để dễ đảo trộn khi lên men quy mô lớn (C), các lỗ dưới đáy thùng để thoát dịch ca cao từ cơm nhầy (D), thúng ủ được đậy bằng lá chuối để giữ nhiệt (E) khối ca cao được lót lá chuối tiến hành ủ đống (F) 10 Hình 2.8 Thiết bị sấy ca cao sử dụng năng lượng mặt trời (A), phơi hạt ca cao trên các tấm đệm (B), phơi hạt ca cao trên nia và có các giàn phơi (có thể đậy bằng các tấm nhựa khi trời mưa) (C), phơi hạt ca cao trên các vĩ tre ở Bến Tre (D), líp phơi với thanh ngang ở giữa tạo dốc nghiêng nhằm tránh đọng nước khi phủ tấm ni lông lúc trời mưa ở Indonesia (E), phên phơi cơ động ở Brazil (F) 13 Hình 3.1 Thùng lên men 100kg hạt tươi .14 Hình 3.2 Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng quá trình lên men, sấy hạt ca cao đến chất lượng hạt ca cao .17 Hình 3.3 Sơ đồ tiến hành đánh giá sự thay đổi khối lượng theo qui trình lên men và sấy hạt ca cao sau thu hoạch theo qui mô nông hộ 22 Hình 4.1 Sự thay đổi nhiệt độ khối ủ trong quá trình lên men 23 Hình 4.2 Sự thay đổi độ ẩm tương đối của khối ủ và hàm lượng tanin trong quá trình lên men 25 Hình 4.3 Sự thay đổi pH trong quá trình lên men .26 vi Hình 4.4 Sự thay đổi độ axit của khối hạt ca cao trong quá trình lên men 27 Hình 4.5 Sự thay đổi trọng lượng cơm nhầy, tử diệp và sự thay đổi tỷ lệ tử diệp/ cơm hạt trong 6 ngày lên men 28 Hình 4.6 Sự thay đổi % ẩm, nhiệt độ khối hạt ca cao trong quá trình sấy .30 Hình 4.7 Sự thay đổi giá trị pH và độ axit (%) trong quá trình sấy .31 vii TÓM TẮT Nằm trong chương trình phát triển 10.000 ha cây ca cao đến năm 2010 và cùng với sự hỗ trợ của nhiều dự án trong và ngoài nước, Bến Tre hiện có 2.000 ha cây ca cao và có khả năng tăng nhanh trong vài năm tới. Cùng với việc đầu tư phát triển, nâng cao năng suất và sản lượng cây ca cao, vấn đề quan tâm nhất của Bến Tre hiện nay là hỗ trợ nông dân sơ chế hạt ca cao xuất khẩu, tạo qui trình sản xuất khép kín, giúp người trồng ca cao tăng thêm thu nhập. Trên cơ sở đó mục tiêu của đề tài nhằm theo dõi sự thay đổi về mặt hóa lý của khối hạt ca cao trong suốt quá trình lên men và sấy, đánh giá chất lượng hạt ca cao sau lên men và sấy với thiết bị sấy năng lượng mặt trời, tính hiệu suất thu hồi sản phẩm và lợi nhuận của người nông dân thu được khi thực hiện qui trình sơ chế hạt ca cao theo qui mô nông hộ. Trong giai đoạn lên men, ta tiến hành đặt nhiệt kế đo nhiệt độ khối ủ và môi trường. Đối với khối ủ, mỗi ngày ghi lại các giá trị nhiệt độ 2 lần, mỗi lần ở 3 vị trí khác nhau vào 2 thời điểm khác nhau trong ngày (8h, 16h) và tính giá trị trung bình cho mỗi ngày. Đồng thời tiến hành lấy mẫu để phân tích ẩm, pH, độ axit, tanin, sự thay đổi khối lượng của hạt ca cao lên men. Hạt ca cao sau lên men được chuyển lên máy sấy, ta tiếp tục theo dõi sự thay đổi hóa lý của khối sấy (nhiệt độ, pH, độ ẩm, độ axit) theo từng ngày sấy và sự chênh lệch nhiệt độ máy sấy so với nhiệt độ môi trường. Kết quả ghi nhận cho thấy nhiệt độ khối lên men đạt cao nhất vào ngày lên men thứ tư 48oC (sau khi đảo trộn), pH giảm từ 4,7 đến 3,4 (giảm nhanh trong 2 ngày lên men đầu tiên từ 4,07 đến 3,04), ẩm độ (%) của khối hạt thay đổi không đáng kể 52,4%, hàm lượng axit tổng đạt cao nhất 1,5% vào ngày lên men thứ tư. Sau khi sấy, hạt ca cao khô thu được có độ ẩm 6,08%, tỉ lệ hạt nâu 77%, pH đạt 4,58, vỏ hạt chiếm 19,6%, chất lượng hạt ca cao khô đạt loại 1A theo TCVN. Thời gian thực hiện qui trình sơ chế ca cao khép kín này kéo dài 10 ngày (6 ngày lên men, 4 ngày sấy), rút ngắn thời gian hơn phương pháp lên men kết hợp làm khô hạt ca cao bằng cách phơi nắng 2 – 3 ngày. Và lợi nhuận nông hộ thu được sau khi lên men sấy 400kg trái tươi là 358.450 đồng và thu nhập bình quân 1 tháng 1.883.800 đồng (lợi nhuận thu được từ 4 mẻ lên men và sấy hạt ca cao và tiền công cho 60 giờ lao động). [...]... n văn này tác gi kh o sát quá trình lên men trong i u ki n t nhiên, v i nhi t lên o men kh i ca cao là 44,7 C, và các thông s t ư c ch t lư ng h t ca cao lên men t t nh t quy mô phòng thí nghi m (4 kg h t ca cao tươi): nhi t môi trư ng o lên men là 40 C, m nguyên li u 82%, th i gian lên men 7 ngày “Nghiên c u phân l p và nh tên m t s nòi n m men trong quá trình lên men h t ca cao Quãng Ngãi”, Tr n... n và Tài Sum, 1996, Hà Thanh Toàn et al., 2008) 2.1.2 Công d ng c a cây ca cao 2.1.2.1 H t ca cao B ph n chính ư c s d ng c a cây ca cao là h t (bean) H t ca cao sau khi rang ư c xay nhuy n thành b t nhão ca cao Khi ép b t nhão ta tách ư c bơ và bánh d u ca cao Xay nhuy n bánh d u ca cao cho ra b t ca cao (Ph m H ng c Phư c, 2006) A B C Hình 2.2 B t ca cao ép thành viên (A), s n ph m bánh k o t ca cao. .. nâng cao năng su t và s n lư ng cây ca cao, v n quan tâm nh t c a B n Tre hi n nay là h tr nông dân sơ ch h t ca cao xu t kh u, t o qui trình s n xu t khép kín, giúp ngư i tr ng ca cao tăng thêm thu nh p 1.2 M C TIÊU NGHIÊN C U M c tiêu c a tài là kh o sát quá trình sơ ch ca cao sau thu ho ch theo qui mô nông h Ghi nh n s thay i v m t hóa lý (nhi t , pH, m, axit) và th i gian th c hi n quá trình và. .. trái Sau khi h t ư c gieo tr ng, cây ca cao thư ng m t kho ng 2 năm b t u cho trái chính v Trong quá trình thu ho ch, ch nên hái các trái ca cao chín b i vì h t t trái ca cao chưa chín s không ư c lên men hoàn toàn Trái b hư t n ho c b nhi m n m m c nên ư c lo i T t nh t nên thu ho ch ca cao thư ng xuyên tránh trái ca cao b quá chín T n tr trái Sau khi thu ho ch, trái ca cao nên ư c t n tr Trái ca cao. .. và s y h t ca cao ng th i ánh giá ư c ch t lư ng h t ca cao khô thu ư c ( m, pH, axit, t l h t nâu, hàm lư ng v ) cũng như hi u su t và l i nhu n v i phương pháp lên men ca cao qui mô gia ình 1 CHƯƠNG 2: LƯ C KH O TÀI LI U 2.1 GI I THI U CÂY CA CAO Cây ca cao (Theobroma ca cao Linn) thu c h Sterculiaceae là cây công nghi p dài ngày s ng vùng nhi t i, thu c loài thân m c, s ng a niên Cây ca cao có ngu... m c a ca cao lên men t t 7 Hình 2.6 Nh ng thay i bên trong n i nhũ h t ca cao trong quá trình lên men (Ngu n: Hylayat, 2007) 2.2.1.3 Mùi v c a chocolate Quá trình lên men và s y khô nh hư ng r t l n n s phát tri n mùi và v chocolate c a h t ca cao khô Nhưng th c s r ng s phát tri n mùi và v c a h t ch y u b nh hư ng b i quá trình rang Mùi thơm c a ca cao ư c sinh ra b i m t ch t d u thơm là cacaool,... t t s làm cho quá trình lên men không ư c t t Ph n phía trên c a kh i ca cao lên men cũng nên ư c y b ng l p lá chu i ho c bao ay H n ch s xâm nh p quá nhi u c a không khí vào 18 kh i ca cao lên men cũng tránh s m t m quá nhanh N u m b m t i quá nhi u thì ca cao cũng s không lên men hoàn toàn M t lý do khác c a vi c lót xung quanh thúng/ c n xé và thùng và y phía trên kh i ca cao lên men ó là v n m... su t thu h i s n ph m D a trên qui trình h t c a ngư i dân a phương dư i ây nhu n thu ư c sau khi lên men 1 m 400kg trái tươi 21 tính ư c l i Trái ca cao chín Cân 1 T n tr Cân 2 Tách h t Cân 3 Cân 4 S y (phơi) Cân 5 H t ca cao bán cho thương lái (tính hi u su t và l i nhu n) Hình 3.3 Sơ ti n hành ánh giá s thay cao sau thu ho ch theo qui mô nông h i kh i lư ng theo qui trình lên men và s y h t ca •... (lõi trái) Khi tách h t ca lên men thai tòa ư c lo i b là ngu n th c ăn cho cá và heo D ch thu t quá trình lên men ư c dùng ch bi n rư u ca cao Ngoài ra d ch cũng có th s d ng như nguyên li u s n xu t nata thay th nư c d a trong k thu t s n xu t th ch d a (nata de coco) (Ph m H ng c Phư c, 2006) 2.2 LÊN MEN H T CA CAO TRONG I U KI N T NHIÊN 2.2.1 Quá trình lên men h t ca cao Lên men là khâu quan tr ng... h t ca cao trong i u ki n qui mô nông h ư c b trí như sau: Ca cao chín Thu ho ch, t n tr trái Tách h t Nhi t m pH, TA Phơi ho c s y Nhi t m pH, TA, Tanin H t sau khi phơi Ch t lư ng C m quan − Hàm lư ng v − C th t − mh t Hóa lý − Hàm lư ng m − pH − Axit t ng (TA) B o qu n Hình 3.1 Sơ cao kh o sát nh hư ng quá trình lên men, s y h t ca cao 17 n ch t lư ng h t ca Gi i thích qui trình thí nghi m: Thu . đính kèm theo đây, với tựa đề tài: “ Khảo sát quá trình lên men và sấy hạt ca cao sau thu hoạch theo qui mô nông hộ do Đỗ Thị Ngọc Hân thực hiện và báo. KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG ĐỖ THỊ NGỌC HÂN KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LÊN MEN VÀ SẤY HẠT CA CAO SAU THU HOẠCH THEO QUI MÔ NÔNG HỘ