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 TT

1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Chất lượng hạt ca cao thành phẩm liên quan đến yếu tố quan trọng phải có loại giống ca cao tốt; phải thực kỹ thuật canh tác đặc biệt kỹ thuật sơ chế hạt ca cao (ủ lên men làm khô) đảm bảo Áp dụng kỹ thuật ủ lên men quan trọng để có hạt ca cao chất lượng Hương vị chocolate có hạt ca cao trải qua trình lên men, hạt ca cao chất lượng đồng nghĩa với hạt ca cao lên men kỹ thuật Lên men ca cao q trình chuyển hóa đường lớp cơm nhầy bao quanh hạt thành rượu sau thành acid Acid sau hình thành thấm vào nhân hạt thủy phân protein thành acid amin Như nguyên nhân độ chua hạt từ việc lên men đường để chuyển hóa thành acid thơng qua hai q trình: lên men yếm khí (đường chuyển hóa thành ethanol) lên men háo khí (rượu chuyển hóa thành acid) Khi hàm lượng đường lớp cơm nhầy cao dẫn đến nhiều acid hình thành làm cho hạt chua sau lên men Vì vậy, kiểm soát đường lớp cơm nhầy kiểm soát phần độ chua hạt sau lên men Các thị trường hấp dẫn mua ca cao giá cao Nhật Bản, Châu Âu yêu cầu hạt ca cao sau lên men chua (pH > 5,3) với giá chênh lệch 200 - 300 USD/tấn so với giá thị trường Ca cao Việt Nam có pH đạt 4,7 - 5,0 nên có vị chua Nếu giảm độ chua nguyên liệu cách kiềm hóa q trình sản xuất chocolate phải sử dụng hóa chất điều mà người tiêu dùng e ngại dẫn đến hạn chế sử dụng sản phẩm Vì vậy, việc nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật làm giảm hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao tươi thông qua kỹ thuật canh tác (chế độ phân bón); xử lý hạt khơng dùng hóa chất giai đoạn lên men làm khô hạt để tăng pH, giảm chua cho hạt ca cao thành phẩm Việt Nam vấn đề cấp thiết ngành ca cao Việt Nam nhằm hướng tới tăng giá trị thương mại, bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng đồng thời tăng thêm lợi nhuận cho người sản xuất Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu ảnh hưởng phân kali đến hàm lượng đường 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 chất lượng cao 3.Mục tiêu cụ thể - Xác định trạng canh tác số yếu tố liên quan đến chất lượng hạt ca cao số vùng trồng ca cao nhiều Việt Nam - Xác định loại liều lượng phân bón kali thích hợp để hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao tươi mức thấp đồng thời đảm bảo suất cho - Xác định chủng nấm men bổ sung vào khối ủ hạt ca cao bắt đầu q trình lên men có tác dụng thúc đẩy giai đoạn lên men yếm khí hình thành nhiều ethanol sau acid acetic, đồng thời giảm lượng acid lactic hình thành từ hạn chế lượng acid lactic tồn dư hạt thành phẩm làm cho hạt bớt chua - Xác định tỷ lệ ép dịch cơm nhầy phù hợp trước cho hạt vào thùng ủ lên men để giảm lượng đường tham gia vào q trình chuyển hóa hình thành acid nhằm giảm chua cho hạt thành phẩm - Xác định thơng số phù hợp cho q trình làm khơ hạt phương pháp sấy hạt điều kiện cụ thể cho q trình làm khơ hạt phương pháp phơi hạt - Đề xuất cải tiến quy trình canh tác quy trình cơng nghệ sau thu hoạch hạt cho ca cao Việt Nam Giới hạn nghiên cứu Thí nghiệm khảo sát trạng canh tác nông hộ số yếu tố liên quan đến chất lượng hạt ca cao thực ba tỉnh thuộc ba khu vực trồng nhiều ca cao Việt Nam Đồng Nai (khu vực Đông Nam Bộ), Đăk Lăk (Tây Nguyên) Bến Tre (Đồng Sông Cửu Long) Thí nghiệm đồng ruộng thực ca cao trồng hai loại đất đất FRr (tên đất FRr, theo FAO-UNESCO) huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng đất xám phù sa cổ bạc màu(tên đất Ach, theo FAO-UNESCO) huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai Phân lập nấm men từ khối ủ hạt ca cao lên men tự nhiên Công ty TNHH ca cao Trọng Đức, huyện Tân Phú, tỉnh Đồng Nai Bổ sung loại nấm men riêng rẽ vào khối hạt bắt đầu trình lên men, điều kiện thời gian kinh phí nên khơng thực việc xác định mật độ loại nấm men bổ sung vào khối ủ theo thời gian lên men Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu Kết đạt đề tài đóng góp cụ thể vào việc nâng cao chất lượng hạt ca cao thành phẩm: Thơng qua kiểm sốt lượng đường lớp cơm nhầy biện pháp nông học kỹ thuật sơ chế dẫn đến pH hạt khô tăng lên nhằm giảm chua cho hạt thành phẩm từ tăng giá trị hạt thương phẩm; Góp phần vào việc hồn thiện quy trình trồng sơ chế hạt ca cao Đối tƣợng nghiên cứu Loại, liều lượng phân kali kỹ thuật sơ chế ảnh hưởng đến chất lượng hạt ca cao thành phẩm Phạm vi địa điểm nghiên cứu Thí nghiệm đồng ruộng thực vườn ca cao năm tuổi, trồng thuần, nhóm giống Trinitario Địa điểm thực thí nghiệm đồng ruộng lên men tiến hành tỉnh Lâm Đồng tỉnh Đồng Nai Thí nghiệm phân lập nấm men từ khối ủ hạt ca cao tự nhiên thực Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên, Đà Lạt Giải trình tự gen để định danh nấm men thực Công ty TNHH Dịch vụ Thương mại Nam khoa TP.HCM Thí nghiệm nhân sinh khối nấm men loại bột nhão (paste) thực vườn ca cao huyện Tân Phú, tỉnh Đồng Nai Thí nghiệm ép hạt bổ sung nấm men vào khối ủ thực Công ty TNHH ca cao Trọng Đức, huyện Tân Phú, tỉnh Đồng Nai Các thí nghiệm làm khô hạt thực Trường Cao đẳng Công nghệ Kinh tế Bảo Lộc Công ty TNHH ca cao Trọng Đức, huyện Tân Phú, tỉnh Đồng Nai Thời gian thực đề tài nghiên cứu: Từ năm 2012 - 2016 Đóng góp đề tài - Đánh giá tác động loại, liều lượng phân kali ảnh hưởng đến hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao tươi, từ kiểm sốt hàm lượng đường tích lũy cơm nhầy hạt ca cao thơng qua q trình canh tác - Xác định số chủng nấm men tham gia vào trình lên men hạt ca cao tự nhiên - Xác định chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae tham gia vào trình lên men hạt ca cao tốt cho mục tiêu chất lượng: pH hạt cao đối chứng, hạn chế hình thành acid lactic, tổng lượng acid tồn dư hạt thành phẩm không cao 3 Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Sơ lƣợc ca cao Mỗi trái ca cao chứa 30 - 40 hạt ca cao tươi nằm lớp cơm nhầy giàu đường lên men glucose, fructose, sucrose có độ pH thấp 3,0 - 3,5 chủ yếu có mặt acid citric (Ardhana Fleet, 2003) Hiện có vùng giới trồng ca cao Nam Mỹ (Brazil, Ecuador), Tây Phi (Bờ biển Ngà, Ghana, Cameroon, Nigeria) Đông Nam Á (Indonesia, Malaysia, Việt Nam) 1.2 Kỹ thuật canh tác ca cao 1.2.1 Mật độ trồng ca cao Trồng ca cao mật độ x 3m trồng (1.100 cây/ha) Khi trồng xen mật độ ca cao đạt 600 - 1000 cây/ha (Nguyễn Văn Uyển, 2008) 1.2.2 Mơ hình canh tác ca cao Cây ca cao trồng trồng xen với điều, dừa loại ăn trái khác 1.3 Tình hình phát triển ca cao Việt Nam Theo số liệu Cục trồng trọt, nước có 11.229 ca cao Trong đó, 70% diện tích cho thu hoạch, diện tích trồng chiếm khoảng 10%, trồng xen 90% 1.4 Các giống ca cao đƣợc trồng giới Trên giới, ca cao có nhiều dịng, nhóm Ba giống trồng phổ biến Forastero, Criollo Trinitario, giống thể khác biệt xuất quả, suất hạt, khả kháng sâu bệnh (Wood Lass, 1985) Ở Việt Nam, giống ca cao trồng phổ biến hỗn hợp dòng Trinitario Bộ Nông nghiệp PTNT công nhận để trồng đại trà 1.5 Vai trị loại chất khống ca cao 1.5.1 Đạm Đây thành phần quan trọng tất phận đặc biệt cần thiết cho sinh trưởng dinh dưỡng Sự diện thường xuyên đạm đất cần thiết cho việc mọc phát triển trái ca cao 1.5.2 Lân Cây ca cao cần lượng nhỏ lân Bón lót phân lân hố trước trồng giúp tăng trưởng tốt giai đoạn đầu Ở đất chua bón dạng lân dễ tiêu thường bị giới hạn việc cố định phản ứng hóa học 1.5.3 Kali 1.5.3.1 Kali đất Trong loại đất nhiệt đới, hàm lượng K tổng số thấp nguồn gốc phát sinh đất, mưa nhiều nhiệt độ liên tục cao (Lê Văn Dũ, 2003) 1.5.3.2 Đặc tính chức sinh lý kali Kali nguyên tố dễ dàng vận chuyển qua màng tế bào, có tính linh động cao, chúng đóng vai trị tạo chế đóng mở khí khổng, chế vận động Kali tham gia vào trình vận chuyển điện tử, tăng cường trình tạo lượng cho tế bào Về mặt sinh hóa, người ta phát kali tham gia vào thành phần 50 enzyme khác Kali thúc đẩy trình tổng hợp hữu quang hợp, tăng độ sản phẩm Đôi tồn dạng liên kết không bền với hợp chất hữu Sự hấp thụ kali bị tác động Na (Na đối kháng với K) Kali khoáng chất thiết yếu số chất dinh dưỡng thực vật trồng hấp thụ từ dung dịch đất dạng ion qua rễ Kali có liên quan đến nhiều q trình sinh lý kiểm soát tăng trưởng trồng, suất thông số chất lượng đường, tính acid định lượng (TA), chất rắn hồ tan (SS), tổng chất rắn hòa tan (TSS), hương vị, màu sắc, độ cứng độ mịn trái (Wuzhong, 2002; Lester ctv, 2005) Việc vận chuyển chất trình quang hợp phụ thuộc vào kali di động tập trung tế bào (Archer, 1985; Fageria, 1942) Bón phân K làm hạt chắc, khối lượng hạt tăng, củ mẩy, tăng hàm lượng tinh bột đường sản phẩm, tăng suất kinh tế phẩm chất nơng sản (Hồng Minh Tấn ctv 2004) 1.6 Nhu cầu phân bón cho ca cao giai đoạn kinh doanh Nhu cầu bón kali cho trồng trên: loại trồng suất dự định thu hoạch; tính chất đất; tập quán sử dụng phân hữu địa phương Ở vùng nhiệt đới mưa nhiều, đất phong hóa mạnh, khống ngun sinh phân rã gần hết đất thường nghèo kali vùng ôn đới Đất xám bạc màu phù sa cổ loại đất cần bón phân kali Từ năm thứ tư trở đi, bắt đầu vào giai đoạn kinh doanh Bón phân thời kỳ giúp trì sinh trưởng bù trả lại lượng dinh dưỡng lấy để tạo trái hạt Trong thời kỳ kinh doanh nhu cầu sử dụng kali cao nhiều so với thời kỳ kiến thiết Lượng phân cần bón tùy thuộc vào điều kiện đất đai chỗ sản lượng ca cao thu hoạch Nguyên tắc bón phân cho ca cao giai đoạn kinh doanh dựa vào lượng dinh dưỡng mà trồng lấy để tạo trái thất thoát yếu tố môi trường tác động 1.7 Một số loại sâu, bệnh hại thƣờng xuất ca cao thời kỳ kinh doanh Sâu hại chủ yếu côn trùng như: mối, bọ xít muỗi, rệp sáp, bọ cánh cứng, sâu ăn (sâu bao, sâu khoang, sâu đo xám), … Bệnh hại chủ yếu nấm gây ra, phổ biến bệnh Phytophthora, bệnh khô cành, nấm hồng…đây đối tượng phịng trừ 1.8 Thu hoạch sơ chế ca cao Chỉ nên thu hoạch trái vừa chín (vỏ có màu vàng đỏ cam tùy theo giống) trái chín thuận lợi cho việc lên men, hàm lượng bơ hạt cao có hương thơm tốt Nếu hái trái chưa chín vỏ cứng khó tách, lên men hạt bị chai, xám, Nếu để trái chín dễ bị sâu, bệnh, chuột, sóc phá hại hay nảy mầm trái 1.8.1 Lên men hạt ca cao tƣơi Hạt ca cao chưa lên men chát đắng, hồn tồn khơng có hương vị mùi thơm chocolate Quá trình lên men thực xâm nhập vi sinh vật từ bề mặt vỏ ca cao, dụng cụ lên men, tay người lao động, trùng, khơng khí đất, bao gồm nấm men, vi khuẩn acid acetic, vi khuẩn acid lactic vi khuẩn Bacillus spp (Dougan ctv, 1981; Carr ctv, 1979; Schwan, 1998; Nielsen ctv, 2007b; Camu ctv, 2007) 1.8.2 Sự tham gia vi sinh vật trình lên men hạt ca cao Các nhóm vi sinh vật chủ yếu tham gia trình lên men hạt ca cao nấm men, vi khuẩn acid lactic (LAB) vi khuẩn acid acetic (AAB) Nấm men tham gia vào trình hình thành ethanol từ đường giai đoạn đầu trình lên men, khối lượng lớp cơm nhầy tạo điều kiện kỵ khí, độ pH nhiệt độ thấp (Ardhana Fleet, 2003; Camu ctv, 2007, 2008a) Ngoài ra, nấm men đóng góp lớn cho pectinolysis để loại bỏ cơm nhầy, cho phép xâm nhập khơng khí vào khối cơm nhầy, hạt ca cao (Schwan ctv, 1995; Schwan Wheals, 2004) Vi khuẩn acid lactic sản xuất chủ yếu acid lactic làm tăng nhẹ độ pH hạt ca cao (Camu ctv, 2007, 2008a) Vi khuẩn acid acetic xuất giai đoạn sau trình lên men, oxy thẩm thấu khối lượng hạt, chủ yếu oxy hóa ethanol sản xuất nấm men thành acid acetic (Camu ctv, 2007, 2008a) 5 1.8.3 Các biến đổi hoá sinh trình lên men hạt ca cao (De Vuyst cv, 2010) Hình 1.1 Những biến đổi sinh hóa nhân hạt Hiệu quan trọng trình ủ hạt cacao xuất tiền chất hương vị chocolate Theo Rohan (1958) chất đường khử tìm thấy hạt cacao lên men thành phần tiền chất Chỉ có tiền chất truyền cho hạt cacao rang có hương vị chocolate Các tiền chất khơng có sẵn loại tế bào phơi nhũ hạt cacao tươi, mà sinh q trình lên men 1.8.4 Làm khơ hạt ca cao Sau ủ ẩm độ hạt ca cao khoảng 55 - 60% ẩm độ cần phải giảm xuống đến giá trị - 7% bảo quản an tồn Mục đích việc phơi sấy, việc hạ thấp ẩm độ nhằm ngăn ngừa mốc phát triển cịn để hồn tất biến đổi hóa học xảy tiếp tục bên hạt sau thời kỳ lên men để tạo hương vị đặc trưng cho ca cao 1.9 Một số kết nghiên cứu nƣớc giới liên quan lĩnh vực nghiên cứu đề tài 1.9.1 Nghiên cứu ảnh hƣởng kali đến việc tích lũy đƣờng thực vật Nghiên cứu Trung tâm Nghiên cứu Quốc gia, Ai Cập, 2009: phân kali bón làm thay đổi lượng đường hịa tan so với lơ đối chứng khơng bón kali tùng bách Lester (2005): đường tổng số trái bón kali hàng tuần cao đáng kể (8%) so với trái không bón kali (fructose cao 17% glucose cao 8%) Sử dụng phân bón K giai đoạn phát triển cà phê làm cho cà phê thay đổi màu sắc tích lũy đường (Jeremy, 2008) Lifang ctv (2001) thực nghiên cứu ảnh hưởng của việc bón phân kali tới suất chất lượng đường mía Kết nghiên cứu hàm lượng đường bị ảnh hưởng hầu hết hàm lượng phân bón kali mà chất dinh dưỡng khác đầy đủ Bón kali cho ăn trái dâu, dưa hấu trái ngọt, màu sắc cải thiện, chất lượng trái tăng (John Lester, 2007) 1.9.2 Nghiên cứu sử dụng vi sinh vật để định hƣớng cho trình lên men hạt ca cao Dircks (2009) phân lập từ khối ủ ca cao tự nhiên Úc chủng nấm men Hanseniaspora guillermondii, Idastrandia orientalis Saccharomyces cerevisiae, Pichia membranifaciens phân lập từ số lượng nhỏ trình lên men 1.9.3 Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật làm khô hạt ca cao Law Cloke (2009) nghiên cứu phương pháp làm khơ hạt khơng khí nóng Phân tích pH kiểm tra cắt hạt cho thấy chất lượng hạt ca cao khô sấy 60°C có độ acid thấp chất lượng hương vị tốt so với nhiệt độ sấy khác Nghiên cứu Guehi ctv, 2010: hạt ca cao phơi khô lượng mặt trời từ sáng đến chiều hàng ngày tuần sau sấy khơ lại lị sấy 60°C có chất lượng tương đương với ca cao phơi nắng Cả hai nghiệm thức có chất lượng tốt so với ca cao sấy khơ lị sấy 60°C Chƣơng NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP 2.1 Nội dung nghiên cứu - Nội dung 1: Điều tra trạng canh tác chất lượng ca cao Việt Nam - Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng loại liều lượng phân bón kali đến hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao tươi suất trái vườn giai đoạn kinh doanh - Nội dung 3: Chủ động bổ sung dòng nấm men 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 bước kiểm sốt q trình lên men hạt ca cao chất lượng - Nội dung 4: Chủ động giảm hàm lượng đường cơm nhầy trước lên men phương pháp ép hạt loại bớt dịch cơm nhầy nhằm giảm lượng acid hình thành trình lên men để giảm chua cho hạt thành phẩm - Nội dung 5: Nghiên cứu cải tiến số biện pháp kỹ thuật làm khô hạt ca cao lên men theo hướng giảm lượng acid tồn dư cho hạt thành phẩm - Nội dung 6: Đề xuất cải tiến quy trình sản xuất ca cao chất lượng Việt Nam 2.2 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 2.2.1 Nội dung 1: Khảo sát kỹ thuật canh tác ca cao nơng hộ: Chọn điểm khảo sát ba tỉnh có trồng ca cao đại diện cho ba khu vực trồng ca cao chủ yếu Việt Nam Đồng Nai (Miền Đông Nam Bộ); Đắk Lắk (Tây Nguyên), Bến Tre (Đồng Sông Cửu Long) Mỗi điểm vấn 50 hộ nơng dân 2.2.2 Nội dung 2: Có hai thí nghiệm đồng ruộng bố trí thực song song, thí nghiệm thứ vườn ca cao huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng , thí nghiệm thứ hai vườn thực nghiệm ca cao Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng - Thí nghiệm hai yếu tố bố trí theo kiểu có lơ phụ + Lơ (A) gồm ba loại phân bón kali: A1: KCl, A2: KNO3, A3: K2SO4 + Lô phụ (B) gồm sáu lượng phân kali B1: 160, B2: 260, B3: 360, B4: 460, B5: 560 (đối chứng) B6: 660 kg K2O/ha - Diện tích thí nghiệm : 114 m2, có 16 (4 x 4), lần nhắc lại - Kỹ thuật sử dụng: + Lượng đạm (N) lân (P2O5) bón mức 297 kg N 209 kg P2O5 ha/năm, tương ứng với lượng 660 kg urê 1.320 kg supe lân/ha/năm + Cơng thức thí nghiệm bón phân KNO3, lượng phân urê bón bổ sung cho thí nghiệm 550, 473, 407, 330, 264, 198 kg/ha/năm trừ lượng đạm có sẵn phân KNO3 + Phân lân bón trước phân đạm kali tuần Phân kali urê trộn chung trước bón + Lượng phân bón thành đợt năm vào thời điểm Chỉ tiêu phân tích: - Xác định hàm lượng số chất dinh dưỡng chủ yếu đất vườn trước bố trí cơng thức nghiên cứu Các tiêu: Độ ẩm (%), pH (H2O), N tổng số (%), N dễ tiêu (mg/100 g), P tổng số (%), P dễ tiêu (mg/100 g), K+ (mg/100 g), Carbon hữu (mg/100 g), Ca2+ (mg/100 g), Mg2+ (mg/100g) + Phương pháp thu thập mẫu đất: Thực theo Thông tư số 33/2011/TT-BTNMT Bộ Tài nguyên môi trường ngày 01/8/2011 quy định quy trình kỹ thuật quan trắc mơi trường đất - Tình hình sâu, bệnh vườn q trình thí nghiệm dựa vào tỷ lệ bị nhiễm bệnh từ đánh giá mức độ gây hại cho vườn Tổng số bị nhiễm sâu (bệnh) hại Tỷ lệ bị hại = * 100% Tổng số vườn thí nghiệm Từ tỉ lệ đánh giá mức độ phổ biến sâu, bệnh theo thang phân cấp sau: Ít phổ biến: tần suất bắt gặp từ - 25% (+) Phổ biến: tần suất bắt gặp từ 25 - 50% (++) Rất phổ biến: tần suất bắt gặp > 50% (+++) (Theo phương pháp nghiên cứu Nguyễn Thị Phượng ctv, 2010) - Năng suất hạt ca cao (kg/ha) Thu hoạch trái chín theo thí nghiệm, đếm số trái chín ơ, tính trọng lượng trái tươi; trọng lượng hạt ướt, trọng lượng hạt khô/ô - Hàm lượng đường tổng số lớp cơm nhầy hạt ca cao tươi (%) + Cách thức lấy mẫu: Phương pháp lấy mẫu theo TCVN 9017 : 2011 (lấy mẫu đơn theo đường chéo, ô gồm 16 thu trái góc đường chéo vng nhỏ bên trong) - Phân tích hàm lượng đường tổng số phương pháp Bertrand Trọng lượng hạt lên men phơi khô Tỷ lệ hạt khô/hạt tươi = *100% Trọng lượng hạt tươi chưa lên men - Xác định số lượng hạt 100 g: Số lượng hạt nguyên Số đếm hạt= *100% Khối lượng hạt nguyên - Xác định tạp chất Khối lượng tạp chất Rác thải ca cao = *100% Khối lượng hạt mẫu Trọng lượng hạt lên men phơi khô Hiệu suất thu hồi = *100% Trọng lượng trái tươi - Hiệu kinh tế: + Lợi nhuận tăng thêm/năm = Tổng thu tăng thêm/năm - Tổng chi phí tăng thêm/năm; Lợi nhuận Tỷ suất lợi nhuận= Chi phí Chỉ tiêu phản ảnh đồng chi phí bỏ thu đồng lợi nhuận Chỉ tiêu lớn chứng tỏ tính hiệu kinh tế cao 2.2.3 Nội dung 3: 2.2.3.1 Thí nghiệm 1: Phân lập nấm men từ khối ủ hạt ca cao Các bước phân lập nấm men - Lấy mẫu: lấy ngẫu nhiên 0,5 kg hạt thùng ủ ca cao tự nhiên thời điểm 24 h, 48 h; 72 h tính từ lúc bắt đầu lên men hạt cho vào túi nilon đựng mẫu, bảo quản 4oC, chuyển Viện nghiên cứu khoa học Tây Nguyên, Đà Lạt để tiến hành phân lập nấm men - Chuẩn bị mẫu cấy: Trộn túi đựng hạt mẫu, cân 250 g hạt, cho vào 250 mL dung dịch Peptone 0,1% bóp mạnh để tách riêng phần dịch cơm nhầy 8 - Pha lỗng mẫu để có dịch mẫu có độ pha loãng 10-1 ,10-2 … ,10-6 - Chuẩn bị môi trường nuôi cấy: Môi trường Sabourau, pH = - Cấy mẫu: Dùng pipet vô trùng chuyển 0,1 mL dịch mẫu pha lỗng vào đĩa petri chứa mơi trường vơ trùng (tương ứng độ pha lỗng cấy đĩa) để vào tủ ấm 25oC - ngày - Làm thuần: Cấy chuyền mẫu nấm men môi trường Sabouraud đĩa petri khơng cịn nhiễm loại khuẩn lạc khác cấy mơi trường thạch nghiêng ống nghiệm thành đường zichzắc Mỗi mẫu cấy 10 ống nghiệm - Xác định số lượng loài nấm men sau làm 2.2.3.2 Thí nghiệm 2: Định danh chủng nấm men đƣợc phân lập Các loài nấm men sau làm định danh giải trình tự gen 16S, 28S rRNA tra cứu BLAST SEARCH để định danh theo phương pháp PSJ hướng dẫn tài liệu Sức khỏe cộng đồng Hiệp hội Dược phẩm Nhật Bản (Pharmaceutical Society of Japan, 2002) 2.2.3.3 Thí nghiệm 3: Xác định số tế bào nấm men có bột nhão Đếm số lượng tế bào nấm men phương pháp đếm trực tiếp kính hiển vi, sử dụng buồng đếm hồng cầu (của Hirschmann, Đức; rãnh sâu 0.1 mm, diện tích đếm 0.0025 mm2) Mỗi mẫu đếm lặp lại 03 lần, độ pha lỗng phù hợp 2.2.3.4 Thí nghiệm 4: Lên men chủ động bổ sung nấm men vào khối ủ hạt ca cao + Nguyên liệu hạt ca cao ướt từ hỗn hợp dịng Trinitario Thí nghiệm yếu tố, công thức, công thức 35 kg hạt ca cao tươi ủ thùng gỗ để lên men hạt, cụ thể: CT1: Lên men tự nhiên (đối chứng); CT2: Bổ sung nấm men Saccharomycodes ludwigii có mật độ 4,3 x 109 CFU/g; CT3: Bổ sung nấm men Schizosaccharomyces pombe có mật độ 1,2 x 1010 CFU/g; CT4: Bổ sung nấm men Saccharomyces cerevisiae có mật độ 1,5 x 1010 CFU/g; CT5: Bổ sung nấm men Pichia kudriavzevii có mật độ 2,5 x 1010 CFU/g; CT6: Bổ sung nấm men Candida tropicalis có mật độ 2,6 x 109 CFU/g Các thùng ủ bố trí xếp hồn tồn ngẫu nhiên phịng có mái che tường bao quanh Thời gian lên men 120 h, đảo trộn lần thời điểm lên men 48 h Các tiêu theo dõi - Trong trình lên men: Nhiệt độ khối hạt đo nhiệt kế điện tử cầm tay, sau 24 h đo lần điểm chéo góc thùng lên men, độ sâu 10 cm; pH cơm nhầy (bóc cơm nhầy 30 hạt ca cao, cho thêm nước cất theo tỉ lệ 1:1 trọng lượng xay nhuyễn để đo); pH nhân hạt (bóc lấy nhân 30 hạt ca cao, cho thêm nước cất theo tỉ lệ 1:1 trọng lượng xay nhuyễn để đo) Đo pH cơm nhầy pH nhân hạt máy đo pH - 2012, đo lần/ngày, lần đo lặp lại ba lần theo phương pháp Ardhana Fleet (2003) - Phân tích chất lượng hạt khơ 2.2.4 Nội dung 4: Thí nghiệm đơn yếu tố bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên, sáu cơng thức ba lần lặp lại CT1: không ép (đối chứng), CT2: ép 4%, CT3: ép 7% , CT4: ép 10%, CT5: ép 13%, CT6: ép 16% Thí nghiệm gồm công thức x lần lặp lại = 18 ô sở; ô sở thùng; thùng chứa 50 kg hạt tươi Tổng khối lượng hạt sử dụng 50x6x3= 900kg Các thùng chứa hạt ủ lên men 120h, đảo trộn lần vào thời điểm lên men 48 h Chỉ tiêu theo dõi phương pháp phân tích thí nghiệm (mục 2.4.3.5) 2.2.5 Nội dung 5: 2.2.5.1 Thí nghiệm 1: Làm khơ hạt phƣơng pháp sấy Thí nghiệm hai yếu tố, gồm 18 công thức, ba lần lặp lại 9 - Yếu tố A: Khối lượng dịch nhầy ép từ 50 kg hạt tươi Eo: không ép (đối chứng); E1: 2,0 kg; E2: 3,5 kg; E3: 5,0 kg; E4: 6,5 kg; E5: 8,0 kg - Yếu tố B: nhiệt độ sấy T1: 50oC, T2: 60oC T3: 70oC Số ô sở: 18 x = 54 ô Số lượng hạt sau lên men/ô sở: 2,0 kg Tổng khối lượng hạt sử dụng cho thí nghiệm : x 54 = 108 kg Các tiêu theo dõi: pH hạt khô; Hàm lượng acid lactic acid acetic hạt khơ (%) 2.2.5.2 Thí nghiệm 2: Làm khơ hạt phƣơng pháp phơi Thí nghiệm yếu tố Yếu tố A khối lượng hạt phơi/m2: K1: 10kg; K2: 20kg; K3: 30 kg Yếu tố B cách thức phơi (phơi trực tiếp phơi gián tiếp): Lo: Phơi trực tiếp; L1: giảm cường độ chiếu sáng 50% (Sử dụng lưới che nắng loại che nắng 50%, ánh nắng lọt xuống 50%); L2: giảm cường độ chiếu sáng 40% (Sử dụng lưới che nắng loại che nắng 60%, ánh nắng lọt xuống 40%) + Thí nghiệm lặp lại lần Số nghiệm thức: x = Khối lượng hạt sử dụng cho thí nghiệm: (10 x 3) + (20 x 3) + (30 x 3) = 180 kg Các tiêu theo dõi: pH hạt khô; Hàm lượng acid lactic acid acetic hạt khô (%) Thời gian thực hiện: năm 2014, 2015 2.2.6 Đề xuất cải tiến quy trình sản xuất ca cao nguyên liệu Việt Nam Dựa vào kết thí nghiệm, đề xuất cải tiến qui trình sản xuất ca cao nguyên liệu Việt Nam 2.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu - Sử dụng phần mềm SAS phiên 9.1.3 để: + T-test để so sánh khác biệt giá trị trung bình kết khảo sát + Phân tích ANOVA để đánh giá khác biệt công thức, xếp nhóm tương tác nghiệm thức, trung bình tương tác Dunnett + Phân tích hồi quy để xác định quan hệ loại, lượng phân bón kali với hàm lượng đường cơm nhầy hạt ca cao tươi suất hạt khô/ha, chọn tương quan hồi qui có giá trị p < 0,05 p < 0,01 - Xử lý số liệu vẽ đồ thị Excel Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát trạng canh tác sơ chế ca cao số vùng trồng ca cao nhiều Việt Nam Kết thống kê từ phiếu khảo sát nông hộ Đồng Nai, Đắk Lắk, Bến Tre cho thấy: - Kết khảo sát loại giống ca cao trồng nông hộ cho thấy Đồng Nai 100% số hộ dùng giống ghép có nguồn gốc rõ ràng Một số hộ gia đình Đăk Lăk (6%) số hộ gia đình Bến Tre (4%) sử dụng giống thực sinh từ hạt lai F1 Khơng có hộ trồng loại giống thực sinh tự gieo ươm - Kết thống kê qui mô sản xuất hộ nhỏ, số hộ canh tác có diện tích ít, 2% số hộ Đồng Nai, 2% số hộ Đăk Lăk có diện tích vườn ca cao 10.000 m2 74% số hộ Đồng Nai, 86% số hộ Đăk Lăk có diện tích vườn ca cao từ 5.000 – < 10.000 m2 Ở Bến Tre diện tích trồng ca cao nơng hộ nhỏ, chủ yếu trồng xen với ăn khác, có đến 82% số hộ có diện tích trồng ca cao 3.000 m2 nên sản xuất manh mún, thiếu tính đồng chăm sóc đầu tư, kỹ thuật canh tác không đồng nhất, thị trường tiêu thụ thiếu ổn định, chịu áp lực cạnh tranh với trồng khác - Mơ hình canh tác ca cao: Ở Bến Tre 92% số hộ trồng ca cao xen với dừa, 8% số 10 hộ trồng ca cao xen với bưởi Ở Đăk Lăk hầu hết nông hộ khảo sát chủ yếu trồng (96% số hộ), vườn trồng xen che bóng, có 4% số hộ trồng xen với điều Khu vực Đồng Nai phát triển ca cao sau nên chủ yếu trồng (74% số hộ), có 24% số hộ trồng ca cao xen với điều 2% số hộ trồng xen với ăn khác đu đủ, chuối - Năng suất hạt: suất đạt nông hộ mức thấp, vườn trồng giống ghép có nguồn gốc rõ ràng Bến Tre, Đồng Nai suất đạt nông hộ thấp kỳ vọng giống Ở Đăk Lăk vườn khảo sát chủ yếu trồng thuần, số vườn suất không cao, suất đặc biệt thấp vườn nông hộ người đồng bào dân tộc thiểu số, vườn trồng giống thực sinh - Thu hoạch trái tươi + Hái trái: có 64% số hộ trồng ca cao thu hoạch trái chín, 36% số hộ thu hoạch trái đồng loạt dẫn đến chất lượng hạt sau lên men không ổn định Mặc dù hái trái trữ trái, q trình chín trái chín tiếp hạt tiếp tục xảy ra, trái non hạt non khơng thể chín tiếp hạt khơ dần tạo vị lạ, mùi ủ men chung với hạt chín (Lê Quang Hưng, 2012) + Trữ trái: Sau thu hoạch, trái cất trữ - ngày Việc lưu trữ trái nằm khuyến cáo nâng cao chất lượng hạt ca cao sau lên men Trên thực tế, qua khảo sát có 38,67% số hộ trữ trái theo khuyến cáo, 61,33% số hộ trữ trái lượng trái hái lần không đủ cho thùng lên men, chưa tìm cơng lao động đập trái, Một số giống trái chín nảy mầm trái dòng TD1 TD6 cần thu hoạch trái vừa chín trữ trái trước đập vỏ cho lên men với thời gian ngắn hơn, để lâu hạt nảy mầm nhiều (Lê Quang Hưng, 2012) - Sơ chế hạt tươi + Xử lý hạt ướt: Kết thống kê cho thấy 100% số hộ sau tiến hành đập trái, tách hạt trộn cho vào thùng ủ lên men 4% số hộ ép hạt để lấy dịch cơm nhầy lên men rượu để tận dụng chế biến thêm sản phẩm phụ rượu ca cao + Lên men hạt: Theo quy trình lên men truyền thống trình lên men từ - ngày có 4,67% số hộ thực việc lên men hạt thời gian 4,5 ngày có đến 95,33% số hộ thực lên men 4,5 ngày Trong q trình lên men có hộ đảo trộn lần (8,67% hộ), có hộ đảo trộn lần (91,33% hộ), khơng có hộ đảo trộn lần - Làm khô hạt: 31,33% số hộ phơi trực tiếp sân xi măng, 10% số hộ phơi bạt nhựa để dễ gom hạt cuối buổi chiều, dễ tủ lại trời mưa 58,67% số hộ phơi hạt giàn có mái che nên đảm bảo chất lượng cho hạt khô từ từ, trình phơi hạt tiếp tục chuyển hóa tạo tiền chất hương vị cho hạt ca cao, hạt không bị nhiễm mùi lạ Khơng có hộ sử dụng phương pháp sấy - Sử dụng phân bón cho ca cao Qua số liệu thu thập thấy mức đầu tư phân bón cho ca cao có khác vùng miền hộ sản xuất Có nhiều hộ khơng đầu tư phân bón cho ca cao nên suất thấp tương đương 40kg hạt khô/ha vườn ca cao trông xen với điều hộ sản xuất hộ nghèo, cận nghèo, hộ đồng bào dân tộc thiểu số Lượng phân bón khơng vào khuyến cáo mà phụ thuộc kinh nghiệm, khả tài gia đình Rất hộ bón phân vi sinh, có hộ khơng bón phân hữu vơi để cải tạo đất có gia đình có kèm theo chăn nuôi Kết khảo sát phù hợp với kết nghiên cứu Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp Tây Nguyên năm 2013 Đa số người dân bón phân bón rải mặt đất trời mưa khơng có kinh phí đầu tư, khơng có nhân cơng lao động gia đình, thiếu kiến thức phân bón nhằm giảm kinh phí đầu tư nên đạt hiệu thấp Một số hộ gia đình đầu tư hệ thống tưới nhỏ giọt, 11 chia lượng bón phân cần thiết cho cây/ năm thành nhiều đợt nên đạt kết cao - Một số loại sâu bệnh ca cao thường gặp: Các loại sâu bệnh thường xuất ca cao thối trái Phytophthora; Rệp sáp Planococcus citri; Bọ xít muỗi Helopeltis xuất tỷ lệ 100% tất vườn, địa điểm khảo sát Các loại sâu bệnh khác bệnh khô thân (63,33%), bệnh vệt sọc đen (12,67%), bệnh nấm hồng (10,67%) xuất mức độ số khu vực Kết khảo sát tương tự báo cáo trước Viện Khoa học Kỹ thuật Nơng Lâm nghiệp Tây Nguyên, 2011 - Tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật nông hộ: Các hộ sản xuất ca cao sử dụng thuốc hóa học bảo vệ thực vật Có 89,33% số hộ sử dụng thuốc bảo vệ thực vật xuất sâu, bệnh Có 10,67% số hộ phun thuốc định kỳ, khơng có vườn áp dụng thiên địch 3.2 Đánh giá chất lƣợng ca cao thành phẩm qua số tiêu phân tích - Số hạt/100 gam: Số hạt/100 g ca cao Việt Nam (98,6 hạt) nhiều ca cao Ghana 90 - 95 hạt tỉ lệ cơm nhầy hạt ca cao Việt Nam lớn phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên nước, dinh dưỡng, giống Nhìn chung, hạt ca cao vùng khảo sát ≤ 100 hạt/100 g nên thuộc nhóm hạt 1A theo tiêu chuẩn xếp loại TCVN 7518 : 2005 - Các loại hạt lên men: Tỷ lệ hạt lên men đạt 79,93% (Ghana từ 75 – 80%) 20,07% hạt sau lên men xếp vào loại hạt xấu, hạt phần tím/một phần nâu chiếm 14,28% Tỉ lệ loại hạt xấu sau lên men làm khô hạt nằm ngưỡng quy định chất lượng hạt ca cao theo tiêu chuẩn TCVN 7518 : 2005 - Tạp chất khối ủ + Theo kết khảo sát phân tích số liệu cho thấy tỷ lệ vỏ vùng khảo sát từ 14,82% cao tỉ lệ vỏ hạt Ghana 11 - 13% phần tỉ lệ cơm nhầy hạt ca cao Việt Nam lớn chiếm 67,27% (ca cao Brazil tỉ lệ cơm nhầy 40% theo Schwan ctv, 2004) + Tỷ lệ rác thải vật lạ 1,58% điều cho thấy quy trình sản xuất ca cao Việt Nam cần phải trọng từ khâu thu hoạch lên men làm khô hạt để hạn chế tỉ lệ rác thải vật lạ Kết khảo sát cho thấy nhiều nông hộ sản xuất nhỏ lẻ, hạn chế vốn đầu tư, sử dụng phân bón cân đối nghiêm trọng, lân bón nhu cầu lượng kali bón ngưỡng yêu cầu đạt tương đương 50 - 70% nhu cầu cây, chưa nắm bắt tốt kỹ thuật sơ chế, bảo quản nên ảnh hưởng đến chất lượng, giảm giá trị, gây thất Đây thách thức thật cho phát triển bền vững ca cao Việt Nam 3.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng loại lƣợng phân bón kali đến hàm lƣợng đƣờng lớp cơm nhầy hạt ca cao tƣơi suất trái vƣờn giai đoạn kinh doanh 3.3.1 Ảnh hƣởng loại, liều lƣợng phân kali đến suất hạt ca cao trồng đất FRr huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng Kết nghiên cứu ảnh hưởng loại lượng bón phân kali đến suất hạt ca cao kinh doanh Lâm Đồng sau: Bảng 3.1 Ảnh hưởng loại, liều lượng phân bón kali đến suất hạt ca cao trồng đất FRr Đơn vị tính: kg hạt khô/ha Liều lượng phân kali (B) kg K2O/ha Loại phân kali (A) 160 260 360 460 560 660 Năm 2012 KCl 843 k 1.034 ij 1.287 bc 1.236 cde 1.170 def 1.016 ij KNO3 953 j 1.078 f-i 1.320 bc 1.261cd 1.133fgh 1.041 hij K2SO4 1.063ghi 1.155 efg 1.478 a 1.371 b 1.261cd 1.159 efg 12 Loại phân kali (A) Năm 2013 KCl KNO3 K2SO4 160 Liều lượng phân kali (B) kg K2O/ha 260 360 460 560 660 722 h 803 gh 1.313 def 1.100 efg 1.250 def 1.100 efg 1.103 fgh 1.203 def 1.907 a 1.690 abc 1.536 bcd 1.397 c-f 1.232 def 1.364 c-f 2.002 a 1.870 ab 1.463 cde 1.401 c-f Các giá trị trung bình khơng có ký tự theo sau cho biết khác biệt có ý nghĩa thống kê mức p < 0,01; CV (2012) = 3,49%; CV (2013) = 10,93% Sự khác biệt giá trị suất sử dụng loại, lượng phân kali khác có ý nghĩa thống kê với p < 0,01 Khi sử dụng loại phân KCl, KNO3 K2SO4 Bón mức 360 kg K2O/ha bón đạm (N2) lân (P2O5) 297kg N2/ha/năm 209 P2O5 kg/ha/năm cho suất hạt cao nhất, sử dụng mức bón cao loại phân bón ka li trên, suất hạt có chiều hướng giảm Xét riêng loại phân kali bón phân K2SO4 cho suất cao nhất, bón phân KNO3, bón KCl cho suất thấp nhất, khác biệt có ý nghĩa mặt thống kê Xét mức bón phân kali khác theo kết phân tích suất thí nghiệm đạt cao mức bón 360 kg K2O/ha/năm cho ba loại phân kali Sự khác biệt giá trị suất sử dụng liều lượng phân kali khác có ý nghĩa thống kê với p < 0,01 3.3.2 Ảnh hƣởng loại, liều lƣợng phân kali đến suất hạt ca cao trồng đất Ach bạc màu huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai Phân tích ANOVA số liệu thu cho kết xếp nhóm tương tác nghiệm thức yếu tố loại phân kali liều lượng phân bón chia thành 10 nhóm a,b,c,d,e,f,g,h,I,j Các trung bình tương tác Dunnett loại phân bón với liều lượng phân bón có ảnh hưởng tương tác có ý nghĩa (p < 0,01) suất nghiệm thức Trình bày kết sau: Bảng 3.2 Ảnh hưởng loại, liều lượng phân kali đến suất hạt ca cao trồng đất Ach Đơn vị tính: kg hạt khô/ha Liều lượng phân kali (B) kg K2O/ha Loại phân kali (A) 160 260 360 460 560 660 Năm 2012 KCl 671f 748 ef 1.232 bc 1.247 bc 1.221 bc 1.159 bc KNO3 620 f 854 def 1.236 bc 1.386 ab 1.232 bc 1.107 bcd K2SO4 836 ef 964 cde 1.258 b 1.613 a 1.309 b 1.159 bc Năm 2013 KCl 554 j 653 hij 719 ghi 1.210 c 1.034 d 858 ef KNO3 627 ij 631 ij 759 g 1.283 bc 1.041 d 891 e K2SO4 744 gh 770 fg 884 e 1.474 a 1.342 b 935 e Các giá trị trung bình khơng có ký tự theo sau cho biết khác biệt có ý nghĩa thống kê mức p < 0,01; CV (2012) = 10,08%; CV (2013) = 4,65% Kết Bảng 3.2 cho thấy: + Loại phân kali bón cho ca cao trồng đất Ach có ảnh hưởng đến suất hạt Trong hai năm tiến hành thí nghiệm, công thức ứng dụng loại phân K2SO4 cho suất hạt cao so với công thức ứng dụng loại phân KNO3 KCl liều lượng bón kết tương tự liều lượng bón khác (160; 260; 360; 13 460; 560; 660 kg K2O/ha) Sự khác biệt giá trị suất sử dụng loại phân kali khác có ý nghĩa thống kê với p < 0,01 Kết nghiên cứu phù hợp với báo cáo trước đó: Ca cao (Theobroma cacao L.) có tầm quan trọng kinh tế quan trọng số nước nhiệt đới tiềm năng suất thấp độ phì đất kém, đặc biệt mức kali thấp (K) Ca cao có nhu cầu K cao để trì tăng trưởng tăng suất (Li ctv, 2013); tăng cường nhiều q trình chuyển hóa hình thành carbohydrate (Evans Sorger, 1966; Marchner, 1986), vận chuyển chất trình quang hợp (Archer, 1985; Fageria, 1942) Kali dưỡng chất có ảnh hưởng lớn đến suất phẩm chất nông sản ăn trái làm tăng độ cứng, tăng hàm lượng tinh bột, tăng lượng đường trái (Suelter, 1970; Daryl Brown, 1993) Như vậy: loại, lượng phân kali có ảnh hưởng rõ rệt đến suất hạt khô ca cao điều kiện đất đai khí hậu Lâm Đồng Đồng Nai Sử dụng phân bón K2SO4 cho ca cao kinh doanh cho suất hạt cao bón phân loại KCl KNO3 + Cây ca cao trồng đất FRr, bón loại phân K2SO4 mức 360 kg K2O/ha/năm cho suất hạt cao nhất, cao đối chứng (bón 560 kg K2O/ha/năm) + Cây ca cao trồng đất Ach, bón loại phân K2SO4 mức 460 kg K2O/ha/năm cho suất hạt cao nhất, cao đối chứng (bón 560 kg K2O/ha/năm) 3.3.3 Ảnh hƣởng loại, liều lƣợng phân bón kali đến hàm lƣợng đƣờng lớp cơm nhầy hạt ca cao - Đối với ca cao trồng đất FRr Phân tích ANOVA cho kết xếp nhóm tương tác nghiệm thức yếu tố loại phân kali liều lượng phân bón chia thành nhóm a,b,c,d,e,f trung bình tương tác Dunnett loại phân bón với liều lượng phân bón có ảnh hưởng tương tác có ý nghĩa (p < 0,01) hàm lượng đường nghiệm thức Trình bày kết sau: Bảng 3.3 Ảnh hưởng loại, liều lượng phân bón kali đến hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao thu từ ca cao trồng đất FRr Đơn vị tính % Lượng phân kali (B) (kg K2O/ha) Loại phân kali (A) 160 260 360 460 560 660 KCl 8,07ef 8,87 d 9,07 d 10,50 c 12,17 a 11,03 b KNO3 7,33 g 7,90 ef 8,20 e 9,30 d 10,40 c 10,10 c K2SO4 6,10 h 6,37 h 7,60 fg 8,27 e 10,13 c 9,23 d Các giá trị trung bình khơng có ký tự theo sau cho biết khác biệt có ý nghĩa thống kê mức p < 0,01; CV = 2,3% + Khi xem xét mối tương quan loại, liều lượng phân bón kali đến hàm lượng đường lớp cơm nhầy thấy tương quan có ý nghĩa (p < 0,01) Liều lượng phân K2O/ha tăng dần hàm lượng đường tăng dần, ô sở ứng dụng liều lượng bón 660 kg K2O/ha/năm hàm lượng đường lớp cơm nhầy giảm Như qua phân tích số liệu bảng 3.3 cho thấy lượng loại phân kali có ảnh hưởng đến hàm lượng đường cơm nhầy hạt ca cao tươi Mức độ ảnh hưởng có ý nghĩa mặt thống kê (p < 0,01) Bón phân kali mức 560 kg K2O/ha cho hàm lượng đường cao thấp bón phân kali mức 160 kg K2O/ha cho ba loại phân kali Ở thí nghiệm có bón phân kali loại K2SO4 hàm lượng đường tổng số cơm nhầy hạt ca cao tươi thấp nhất, KNO3 bón KCl hàm lượng đường cơm nhầy hạt ca cao cao Khi áp dụng loại phân bón kali khác hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao khác nhau, khác biệt có ý nghĩa mặt thống kê 14 - Đối với ca cao trồng đất Ach Phân tích ANOVA số liệu thu từ cơng thức thí nghiệm cho kết xếp nhóm tương tác nghiệm thức yếu tố loại phân kali liều lượng phân bón chia thành nhóm a,b,c,d,e,f,g,h Các trung bình tương tác Dunnett loại phân bón với liều lượng phân bón có ảnh hưởng tương tác có ý nghĩa (p < 0,01) hàm lượng đường nghiệm thức Trình bày kết sau: Bảng 3.4 Ảnh hưởng loại, liều lượng phân bón kali đến hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao thu từ ca cao trồng đất Ach Đơn vị tính % Liều lượng phân kali (B) (kg K2O/ha) Loại phân kali (A) 160 260 360 460 560 660 KCl 9,87 h 10,90 e-h 11,43 c-g 11,90 cde 14,53 a 13,40 ab KNO3 10,13gh 11,17 d-h 11,53 c-g 11,67 c-f 12,10 b-e 12,63 bcd K2SO4 9,87 h 10,33 fgh 11,27 d-h 11,87 cde 12,47 bcd 12,80 bc Các giá trị trung bình khơng có ký tự theo sau cho biết khác biệt có ý nghĩa thống kê loại phân bón kali mức p < 0,05; khác biệt có ý nghĩa thống kê liều lượng phân bón kali mức p < 0,01; CV = 5,07% Kết phân tích ANOVA Bảng 3.4 cho thấy loại phân kali có ảnh hưởng đến hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao tươi, điều kiện đất đai khí hậu Trảng Bom, Đồng Nai, cơng thức bón phân kali loại K2SO4 liều lượng 160 kg K2O/ha lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao tươi thấp (9,87%) + Ảnh hưởng liều lượng phân bón kali đến hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao tươi: Các cơng thức ứng dụng phân bón kali với liều lượng 160 kg K2O/ha/năm cho hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao tươi thấp (9,87% cơng thức bón kali loại KCl; 10,13% cơng thức bón kali loại KNO3; 9,87% cơng thức bón kali loại K2SO4) Các cơng thức đối chứng, ứng dụng phân bón kali với liều lượng 560 kg K2O/ha/năm cho hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao tươi cao (14,53% công thức bón kali loại KCl; 12,10% cơng thức bón kali loại KNO3; 12,47% cơng thức bón kali loại K2SO4) Các công thức ứng dụng liều lượng phân bón cao đối chứng (660 kg K2O/ha/năm) hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt ca cao có xu hướng giảm xuống Như sử dụng loại phân KCl; KNO3 K2SO4, bón liều lượng 460 kg K2O/ha,năm phân bón (297 kg N2/ha/năm 209 kg P2O5/ha/năm), ca cao cho suất hạt lớn đồng thời hàm lượng đường lớp cơm nhầy hạt thấp đối chứng, thấp công thức ứng dụng loại phân K2SO4 Theo kết phân tích ANOVA, loại phân bón kali không ảnh hưởng rõ đến hàm lượng đường tổng số cơm nhầy hạt ca cao tươi Điều đất vườn ca cao Trảng Bom nghèo dinh dưỡng, hàm lượng kali tổng số chiếm 0,02%, Hàm lượng ion K+ thấp (0,10 mEq/100 g) không đủ cung cấp cho nhu cầu ca cao trạng thái cần dinh dưỡng mà chưa có chọn lọc nên chưa thấy rõ ảnh hưởng loại phân kali lên hàm lượng đường cơm nhầy hạt Kali khoáng chất thiết yếu số chất dinh dưỡng thực vật trồng hấp thụ từ dung dịch đất dạng ion qua rễ Kali có liên quan đến nhiều q trình sinh lý kiểm soát tăng trưởng trồng, suất thông số chất lượng đường, tính acid định lượng (TA), chất rắn hồ tan (SS), tổng chất rắn hòa tan (TSS), hương vị, màu sắc, độ cứng độ mịn trái (Wuzhong, 2002; 15 Lester ctv, 2005) Vị trái đánh giá TSS (tổng chất rắn hòa tan), chịu ảnh hưởng đáng kể K, tăng mức độ ứng dụng K dẫn đến gia tăng đáng kể TSS Kali thúc đẩy chuyển vị đường thực vật, ứng dụng làm tăng hàm lượng đường TSS (Kumar ctv 2005) Kết nghiên cứu phù hợp với giả thiết đặt kali có liên quan đến hình thành đường cơm nhầy hạt ca cao tươi Do kiểm sốt chất lượng hạt ca cao thành phẩm thông qua giảm hàm lượng đường cơm nhầy hạt giai đoạn trồng trọt phân bón kali Trong ba loại phân bón kali sử dụng loại phân K2SO4 cho hàm lượng đường cơm nhầy hạt ca cao thấp giảm dần theo lượng bón 3.4 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 loài nấm men thích hợp nhằm bƣớc kiểm sốt q trình lên men hạt ca cao chất lƣợng 3.4.1 Phân lập định danh nấm men từ khối ủ hạt ca cao tự nhiên Kết thu sau: thu dòng nấm men, định danh phương pháp PSJ, giải trình tự 16S 28S, tra cứu BLASH RESEARCH, chủng nấm men thu là: Saccharomycodes ludwigii, Schizosaccharomyces pombe, Saccharomyces cerevisiae, Pichia kudriavzevii, Candida tropicalis 3.4.2 Nhân sinh khối chủng nấm men đƣợc định danh - Xác định mật số loại nấm men đƣợc định danh Có dao động lớn tổng số tế bào nấm men 1g bột nhão, từ 2.2 x 109 đến 2.8 x 1010 Trong đó, mẫu M1 mẫu M5 mẫu có số lượng tế bào nấm men thấp so với mẫu cịn lại Ngược lại, 03 mẫu (M2, M3, M4) có tổng số tế bào nấm men cao nhiều lần, cao mẫu với 2,5 x 1010 CFU/g Điều phù hợp với đặc tính vật lý bột nhão: mẫu M1, đặc biệt mẫu M5 loãng so với mẫu khác 3.4.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng việc bổ sung nấm men vào khối ủ đến chất lƣợng hạt ca cao thành phẩm 3.4.3.1 Biến thiên nhiệt độ khối ủ trình lên men Bảng 3.5 Những biến đổi nhiệt độ khối ủ hạt ca cao trình lên men Đơn vị tính: oC Loại nấm men M0 M1 M2 M3 M4 M5 CV% F LSD 26,0f 26,0f 26,0f 26,0f 26,0f 26,0f 24 32,53e F 33,57e D 35,57e C 33,13e E 35,83e B 36,83e A 0,24 ** 0,20 Thời gian lên men (h) 48 72 37,60d E 48,47a C 39,40d C 50,17a B d 38,47 D 49,87a B 39,67d BC 50,67a A d 40,17 AB 50,57a A d 40,60 A 47,53a D 0,76 0,29 ** ** 0,74 0,35 96 46,03b A 46,10b A 45,23b C 45,73b B 45,27b C 45,17 b C 0,15 ** 0,17 120 44,10c A 44,40c A 44,17c A 44,40c A 44,03c A 44,27c A 0,49 CV% F LSD 0,38 0,64 0,47 0,31 0,35 0,26 ** ** ** ** ** ** 0,37 0,63 0,46 0,31 0,35 0,26 ns 0,54 (M1: Saccharomycodes ludwigii; M2: Schizosaccharomyces pombe; M3: Saccharomyces cerevisiae; M4: Pichia kudriavzevii; M5: Candida tropicalis) Trong đó: a,b,….,f phân hạng theo hàng ngang (so sánh nhiệt độ khối ủ công thức theo thời gian lên men) A,B,…F phân hạng theo cột dọc (so sánh nhiệt độ khối ủ công thức thời điểm lên men) Các giá trị trung bình ký tự theo sau khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê F**: giá trị F khác biệt có ý nghĩa mức (p < 0,01); F*: giá trị F khác biệt có ý nghĩa thống kê mức (p < 0,05); Fns: giá trị F khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê (p > 0,05) LSD: khác biệt nhỏ có ý nghĩa Trong q trình lên men nhiệt độ xung quanh hạt ca cao tăng từ khoảng 50 55°C xảy phản ứng oxy hóa sinh nhiệt (Wood Lass, 1985) 16 Tất công thức lên men thùng gỗ điều kiện tự nhiên với nhiệt độ môi trường 28°C, lớp cơm nhầy dày chứa nhiều nước nên nhiệt độ ban đầu khối ủ thấp (26oC), sau 24 h lên men nhiệt độ tất khối ủ tăng lên Ở thời điểm 72 h nhiệt độ khối ủ đạt giá trị cao nhất, số công thức nhiệt độ khối ủ lên đến 50oC sau giảm dần xuống 45 - 46oC thời điểm 96 h Khi khối hạt trải qua 120 h lên men, nhiệt độ khối ủ xuống cịn 44oC kết thúc q trình lên men chuyển sang giai đoạn làm khô hạt Kết nghiên cứu cho thấy thời điểm, nhiệt độ thùng ủ có bổ sung nấm men cao so với đối chứng có nghĩa phản ứng oxy hóa thùng ủ có bổ sung nấm men diễn mạnh mẽ hơn, nhiệt lượng sinh lớn Nấm men bổ sung thêm vào khối ủ có tác dụng thúc đẩy q trình lên men hiếu khí diễn nhanh tạo điều kiện cho phản ứng hóa sinh theo hướng tạo nhiều ethanol hạn chế tạp nhiễm loại vi sinh lạ Những hoạt động hệ vi sinh vật cơm nhầy hình thành ethanol acid acetic làm tăng nhiệt độ khối hạt lên đến 50oC (Camu ctv, 2008a) Hiệu quan trọng trình ủ lên men hạt ca cao sinh nhiệt xuất tiền chất hương vị chocolate Chỉ có tiền chất truyền cho hạt ca cao rang có hương vị đặc trưng chocolate Các tiền chất khơng có sẵn loại tế bào phôi nhũ hạt ca cao tươi, mà sinh trình lên men (Rohan, 1957) 3.4.3.2 Những thay đổi giá trị pH cơm nhầy trình lên men Hạt ca cao tươi chuẩn bị lên men có pH cơm nhầy 3,7 pH cơm nhầy thấp chủ yếu có mặt acid citric - 3% Trong trình lên men pH cơm nhầy tăng dần Ở thời điểm 96h, pH cơm nhầy có giá trị cao (4,12 - 4,53) sau lại giảm, biến thiên pH cơm nhầy phù hợp với nghiên cứu Dircks, 2009 Những thay đổi giá trị pH vi sinh vật chuyển hóa đường cơm nhầy thành acid lactic ethanol thành acid acetic, sau acid xâm nhập vào nhân hạt (Biehl, 1984; Schwan Wheals, 2004; Camu ctv, 2007) Vào cuối trình lên men pH giảm acid nhân hạt thấm ngược trở lại lớp cơm nhầy gần hết sinh khối Tại thời điểm lên men pH cơm nhầy công thức khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,01) pH cơm nhầy tăng lên từ giá trị ban đầu 3,70 đến giá trị cuối 3,92 - 4,19 Sau kết thúc trình lên men, công thức CT4 bổ sung nấm men Saccharomyces cerevisiae CT6 bổ sung nấm men Candida tropicalis có pH cơm nhầy 4,19 cao cơng thức cịn lại Những thay đổi giá trị pH cơm nhầy nghiên cứu tương tự nghiên cứu Dicrcks, 2009 bổ sung Saccharomyces cerevisiae Kluyveromyces marxianus vào khối ủ hạt ca cao Úc, pH cuối cơm nhầy 4,0 Các loài nấm men Saccharomyces cerevisiae bật giống nấm men sản xuất pectinase, lên men tất đường cơm nhầy pH 3,5 - 4,2 chịu ethanol có mặt bắt đầu trình lên men tự nhiên (Schwan, 1998) 3.4.3.3 Những thay đổi giá trị pH nhân hạt q trình lên men Kết thí nghiệm cho thấy pH nhân hạt ca cao Việt Nam chưa lên men 6,6 tương tự pH hạt ca cao Úc chưa lên men 6,1 - 6,2 (Dircks, 2009) giảm dần xuống sau 72 h lên men lại tăng dần lên vào cuối trình lên men Sau 120 h lên men, pH nhân hạt có giá trị 4,66 - 5,17 Kết nghiên cứu phù hợp với báo cáo Biehl ctv, 1989; Sanagi ctv, 1997 3.4.3.4 Những thay đổi giá trị độ Brix cơm nhầy trình lên men Ở thời điểm giờ, độ Brix 16% tất cơng thức Trong q trình lên men độ Brix giảm dần, giảm mạnh ngày trình lên men cơm nhầy giảm sinh khối đột ngột Vào thời điểm kết thúc trình lên men độ Brix 5,34 - 6,44% cơng thức có bổ sung nấm men Riêng cơng thức đối chứng có độ Brix cao cơng thức khác (pH = 6,89), khác biệt có ý nghĩa, loại đường sử dụng 17 nhiều trình lên men cơng thức có bổ sung nấm men Điều phù hợp với nghiên cứu Dircks, 2009 lên men hạt ca cao Mossman, Úc: khác biệt nhỏ quan sát thấy trình lên men, nồng độ glucose fructose cơng thức có bổ sung thêm nấm men giảm nhanh chút so với công thức đối chứng 3.4.3.5 Một số tiêu chất lƣợng hạt ca cao thành phẩm + pH hạt khô: pH hạt khô cơng thức khác biệt có ý nghĩa mặt thống kê với p < 0,01 Trong cơng thức CT4 bổ sung nấm men Saccharomyces cerevisiae có giá trị pH cao (5,34) Công thức đối chứng không bổ sung nấm men cho pH có giá trị thấp (4,98) Kết pH hạt khô đo tương đương với pH hạt khô Tây Phi 5,5 (Franke ctv, 2008), Malaysia từ 4,4 - 4,7 (Nazaruddin ctv, 2006) Bảng 3.6 Một số tiêu chất lượng hạt ca cao thành phẩm pH hạt acid lactic acid acetic Tổng acid lactic Loại nấm men khô (mg/g) (mg/g) acid acetic (mg/g) M0 4,98 d 30,25 a 15,58 a 45,83 a M1 5,12 c 27,63 b 15,38 a 43,01 abc M2 5,11 c 30,10 a 15,32 a 45,42 a M3 5,34 a 25,53 c 14,66 a 40,19 c M4 5,18 b 30,03 a 14,72 a 44,75 ab M5 5,16 b 27,39 b 14,54 a 41,93 bc CV % F tính LSD 0,20 ** 0,03 1,51 ** 1,07 7,49 ns 2,81 2,88 ** 3,12 (M1: Saccharomycodes ludwigii; M2: Schizosaccharomyces pombe; M3: Saccharomyces cerevisiae; M4: Pichia kudriavzevii; M5: Candida tropicalis) Các giá trị trung bình ký tự theo sau khác biệt khơng có nghĩa thống kê F**: giá trị F khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,01); F*: giá trị F khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05); Fns: giá trị F khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê (p > 0,05) LSD: khác biệt nhỏ có ý nghĩa Hàm lượng acid lactic có khác biệt có ý nghĩa (p0,05 LSD: khác biệt nhỏ có ý nghĩa pH hạt khô Giá trị pH hạt khô công thức biến thiên từ 5,04 đến 5,56 Giá trị pH hạt khô cao công thức có tỉ lệ ép hạt 13% (pH 5,56), tiếp đến công thức ép 16% (pH 5,45); công thức ép 13% 16% khác biệt có ý nghĩa so với tỷ lệ ép hạt khác Các công thức ép hạt từ - 7% có giá trị pH hạt khô giao động khoảng 5,04 - 5,19 khơng có khác biệt có ý nghĩa mặt thống kê công thức Hàm lƣợng acid lactic hạt khô (mg/g) Hàm lượng acid lactic khác biệt có ý nghĩa cơng thức có tỉ lệ ép hạt khác nhau, cao công thức tỉ lệ ép 10% (27,53 mg/g), thấp nhóm cơng thức có tỉ lệ ép 13% 16% (20,39 20,02 mg/g) Hàm lƣợng acid acetic hạt khô (mg/g) Hàm lượng acid acetic khác biệt có ý nghĩa cơng thức có tỉ lệ ép hạt khác nhau, cao công thức đối chứng (12,06 mg/g) thấp công thức ép hạt tỉ lệ % (5,14 mg/g), 13 % (4,76 mg/g) 16 % (5,13 mg/g) Xét tổng hai loại acid phân hạng thành ba nhóm khác biệt có ý nghĩa Nhóm có tổng hai loại acid cao cơng thức đối chứng Nhóm có tổng hai loại acid thấp cơng thức có tỷ lệ ép hạt trước lên men - 10 % Nhóm có tổng hai loại acid thấp cơng thức có tỷ lệ ép hạt trước lên men 13% 16% Như vậy, ép loại bớt dịch cơm nhầy có nghĩa hàm lượng đường tham gia vào q trình chuyển hóa lên men hạt giảm Theo sơ đồ chuyển hóa chất cơm nhầy hạt ca cao De Vuyst, 2010 ethanol hình thành giảm kéo theo lượng acid acetic hình thành giảm, lượng acid lactic hình thành giảm Tổng lượng acid lactic acid acetic tồn dư hạt khô thấp so với lên men theo kiểu truyền thống (không ép hạt) Đó ngun nhân làm cho hạt ca cao thành phẩm có pH cao hạt đối chứng dẫn đến hạt thành phẩm chua 3.6 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 3.6.1 Làm khô hạt ca cao sau lên men phƣơng pháp sấy 3.6.1.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ sấy đến pH hạt ca cao khô Bảng 3.8 Giá trị pH hạt ca cao thành phẩm Khối lượng dịch cơm nhầy ép loại khỏi 100 kg o hạt ca cao tươi (kg) Nhiệt độ sấy ( C) 10 13 16 50 4,96 e-j 5,10 b-g 5,15 b-f 5,26 bcd 5,56 a 5,35 ab 60 4,85 g-j 4,98 e-i 5,06 c-g 5,13 b-f 5,30 bc 5,19 b-e 70 4,70 j 4,73 ij 4,80 hij 4,91 f-j 5,14 b-f 5,03 d-g Các trung bình ký tự khơng khác biệt có nghĩa thống kê mức xác suất p < 0,01; CV = 2,10% Nhiệt độ ảnh hưởng có ý nghĩa (p < 0,01) đến pH hạt khô pH hạt ca cao sau sấy khô đến ẩm độ 7,0 – 7,5% có giá trị khoảng từ 4,70 - 5,56 Hạt sấy 50oC có pH cao so với sấy 60oC 70 oC tất công thức, nhiệt độ sấy tăng pH giảm Hạt ép 13% 16 % sấy 50oC có pH cao so với hạt ép tỷ lệ khác sấy nhiệt độ khác Sự khác biệt có ý nghĩa mặt thống kê so với 20 công thức khác Tùy thuộc vào điều kiện thời tiết, thời điểm thu hoạch, mùa mưa, lượng nước cơm nhầy nhiều ép 13 - 16 % dịch cơm nhầy, pH hạt khô đạt từ 5,35 - 5,56 Nhưng trái thu hoạch vào mùa khô, lượng dịch cơm nhầy hơn, ép hạt từ - 10% hạt lên men bình thường pH hạt đạt từ 5,10 - 5,26 Kết phù hợp với nghiên cứu Tagro ctv, 2010 sấy lị sấy pH hạt ca cao có giá trị nằm khoảng 4,5 - 5,5 Độ pH mẫu giảm nhiệt độ sấy tăng lên nhiệt độ cao hơn, bốc nước xảy nhanh (Franke ctv, 2008) Sấy nhiệt độ cao, hạt giảm độ ẩm nhanh chóng dẫn đến acid acetic mẫu hình thành từ phản ứng oxy hóa trước bay (Tagro ctv 2010) Kết nghiên cứu phù hợp với báo cáo Hii ctv, (2009), nhiệt độ sấy cao không khuyến cáo việc sấy ca cao giữ lại hầu hết acid bên hạt ca cao gây nhiều acid bột thành phẩm Tính acid mức dẫn đến phát triển hương, vị không phù hợp vị chua loại bỏ đặc biệt mẫu sử dụng cho trình sản xuất chocolate (McDonald ctv, 1981; Jinap ctv, 1994) Sấy hạt ca cao nhiệt độ thấp cho giá trị pH hạt khơ tính acid bột ca cao thành phẩm chất lượng tốt (Ajala Ojewande, 2014) 3.6.1.2 Tổng hàm lƣợng acid lactic acid acetic hạt ca cao khô thành phẩm Bảng 3.9 Hàm lượng acid lactic acid acetic có hạt ca cao khô Khối lượng dịch cơm nhầy ép loại khỏi 100 kg o hạt ca cao tươi (kg) Nhiệt độ sấy ( C) 10 13 16 50 38,93 b 28,75 f 28,40 f 28,80 f 25,47 g 26,03 g 60 40,37 a 32,51 d 28,40 f 28,77 f 28,73 f 28,01 f 70 41,00 a 36,53 c 36,27 c 33,17 d 30,47 e 33,03 d Các trung bình ký tự khơng khác biệt có nghĩa thống kê mức xác suất p < 0,01; CV = 1,88% Xét tổng hai loại acid phân hạng thành ba nhóm Nhóm có tổng hai loại acid cao công thức làm khơ sấy hạt 70oC Tiếp theo nhóm có tổng hai loại acid thấp gồm cơng thức làm khơ sấy hạt 60oC Nhóm có tổng hai loại acid thấp cơng thức làm khô sấy hạt 50oC Sự khác biệt nhóm cơng thức mức có ý nghĩa với độ tin cậy 99% Cơng thức ép hạt 13 %, 16 % sấy 50oC có tổng hai loại acid lactic acid acetic thấp (25,47 26,03 mg/g) 3.6.2 Làm khô hạt ca cao phƣơng pháp phơi hạt 3.6.2.1 pH hạt ca cao khô thành phẩm Hạt sau lên men phơi giàn gỗ, theo phương thức khác nhau: khơng có lưới che; che lưới có độ che phủ 50 %; che lưới có độ che phủ 60 % Đảo hạt lần/ngày, khối lượng hạt phơi 10kg/m2; 20kg/m2; 30kg/m2, kết thu sau: Bảng 3.10 pH hạt ca cao khô thành phẩm Khối lượng hạt phơi/m2 (B) Phương pháp phơi hạt (A) (10 kg) (20 kg) (30 kg) Lo (che phủ 0% - đc) 4,76 h 4,98 g 5,19 e L1 (độ che phủ 50%) 5,12 f 5,26 d 5,36 bc L2 (độ che phủ 60%) 5,31 cd 5,41 b 5,51 a Các trung bình ký tự khơng khác biệt có nghĩa thống kê mức xác suất p < 0,01; CV = 0,46% Hạt phơi trực tiếp ánh nắng mặt trời cường độ chiếu sáng mạnh nên thời gian hạt giảm độ ẩm nhanh so với phơi giàn có lưới che Hạt ca cao thành 21 phẩm (ẩm độ 7,0 - 7,5 %) có giá trị pH nằm khoảng từ 4,76 - 5,19 Sự sai khác giá trị pH hạt khơ cơng thức có ý nghĩa mặt thống kê Các công thức phơi hạt ca cao sau lên men giàn phơi có lưới che với độ che phủ 50 % có pH từ 5,12 - 5,36 Các công thức phơi hạt ca cao sau lên men giàn phơi có lưới che với độ che phủ 60 % có pH từ 5,31 - 5,51 Hạt phơi khối lượng lớn, pH hạt cao lớp hạt dày dẫn đến hạt khơ chậm cơng thức khác có khối lượng hạt phơi hơn, lớp hạt mỏng Việc đảo trộn hạt hàng ngày tạo điều kiện cho acid lactic acid acetic hạt ngồi vỏ nhiều Giá trị pH công thức phơi 30 kg/m2, lưới có độ che phủ 60 % (pH 5,51) khác biệt có ý nghĩa mặt thống kê so với cơng thức cịn lại Điều lý giải độ che phủ nhiều, cường độ chiếu sáng xuống giàn phơi giảm đáng kể, tốc độ giảm độ ẩm hạt khác có ý nghĩa công thức Ở công thức phơi 30 kg/m2 hạt khô chậm với việc đảo hạt hàng ngày khiến cho acid acetic bay nhiều hơn, acid lactic theo nước ngồi vỏ nhiều hơn, q trình chuyển hóa hạt tiếp tục diễn q trình hạt khơ từ từ cơng thức pH có giá trị cao Kết phù hợp với nghiên cứu Hii ctv, 2009: q trình làm khơ hạt phương pháp sấy cần thời gian để hạt ca cao giảm độ ẩm so với trình phơi hạt tự nhiên Vì giá trị pH hạt ca cao phơi nắng thường cao so với quy trình sấy hạt hạt khơ chậm nhẹ nhàng cho phép acid acetic bốc nhiều pH hạt khô công thức nghiên cứu tương đương với giá trị pH ca cao lên men tốt có nguồn gốc từ Tây Phi khoảng 5,5 (Franke ctv, 2008) 3.6.2.2 Tổng hàm lƣợng acid lactic acid acetic có hạt ca cao khô thành phẩm Bảng 3.11 Hàm lượng acid lactic acid acetic tồn dư hạt ca cao khô Khối lượng hạt/m2 (B) Phương pháp phơi hạt (A) (10 kg) (20 kg) (30 kg) Lo (đối chứng) 37,92 a 34,02 bc 32,86 cd L1 (độ che phủ 50%) 34,99 b 31,86 de 30,63 ef L2 (độ che phủ 60%) 29,28 f 30,38 ef 25,86 g Các trung bình ký tự khơng khác biệt có nghĩa thống kê mức xác suất p < 0,01; CV = 2,39% Tổng hàm lượng acid lactic acid acetic hạt khô cao phương pháp phơi hạt trực tiếp ánh sáng mặt trời (34,94 mg/g), phương pháp phơi hạt có lưới che có độ che phủ 50 % (32,49 mg/g) thấp phương pháp phơi hạt ưới che có độ che phủ 60 % (28,50 mg/g) Acid lactic acetic hình thành trình lên men hạt lớp cơm nhầy Vi khuẩn lên men lactic lên men đường tạo thành acid lactic, Vi khuẩn lên men acetic chuyển hóa rượu thành acid acetic, lượng sản phẩm khác Khối lượng hạt phơi nhiều thời gian phơi dài, tốc độ giảm độ ẩm hạt khác có ý nghĩa cơng thức Ở cơng thức phơi 30kg/m2, lưới che có độ che phủ 60%, hạt khô chậm với việc đảo hạt hàng ngày khiến cho acid acetic bay nhiều cơng thức có hàm lượng acid acetic thấp (16,77 mg/g), hàm lượng acid lactic thấp (9,09 mg/g), pH hạt khô cao (pH = 5,51) Kết nghiên cứu thống với nghiên cứu Hii ctv, 2009 trình phơi hạt khơ, acid acetic bay với q trình loại bỏ độ ẩm dễ bay tự nhiên Vì vậy, phơi nắng, thực đúng, sản xuất hạt ca cao nguyên liệu chất lượng 22 tốt (Crespo, 1985) Theo Bonaparte ctv, 1998 phương pháp phơi hạt không hiệu chất lượng không điều kiện phơi không thuận lợi Quá trình phơi (sau hạt lên men) phải diễn chậm trời nắng nhẹ Tuy nhiên với thời gian ngắn thế, lượng acid bên hạt (lượng acid sinh từ trình lên men thâm nhập vào bên hạt) khơng kịp ngồi, làm cho sản phẩm chocolate có vị chua, hương thơm không mạnh mẽ Acid lactic chứa hạt khơng thể bốc khơng phải hợp chất dễ bay (Hii ctv, 2009) Mặc dù độ chua hạt chủ yếu acid acetic acid lactic chuyển hóa q trình lên men acid acetic loại bỏ dễ bay acid lactic acid bên hạt bốc khơng phải hợp chất dễ bay (Nazaruddin ctv, 2006) 3.7 Hiệu thí nghiệm bón phân kali kỹ thuật sơ chế hạt ca cao Hiệu kinh tế: Lợi nhuận thấp 33.700 ngàn đồng, tỷ suất lợi nhuận chi phí 2,00 Lợi nhuận cao 51.970 ngàn đồng, tỷ suất lợi nhuận chi phí 3,62 Chỉ tiêu cho biết bỏ thêm đồng chi phí bón phân kali dạng K2SO4 mức bón 360 kg K2O/ha với chi phí gồm: Khấu hao vườn cây, làm cỏ, tỉa chồi, tưới nước, thuốc bảo vệ thực vật, bón phân ure lân, thu hoạch, ủ lên men,phơi /sấy không thay đổi cho lợi nhuận 3,62 đồng, mức hiệu cao Bên cạnh hiệu kinh tế hiệu mặt xã hội (tạo uy tín thương hiệu ca cao Việt Nam thị trường giới, tận dụng sản phẩm phụ từ ca cao rượu, vỏ trái lên men làm thức ăn cho gia súc, tạo nhiều công ăn việc làm, giải lao động nông nhàn, tăng thu nhập cho nông hộ) hiệu mặt môi trường, sinh thái (hạn chế xói mịn đất, khơng bị ánh sáng trực tiếp hủy diệt vi sinh vật đất) 3.8 Quy trình cải tiến canh tác sơ chế hạt ca cao chất lƣợng Từ kết thí nghiệm, hiệu kinh tế cơng thức bón phân kali sơ chế hạt ca cao, chọn lựa công thức cho kết tốt theo mục tiêu đề ra, từ đề xuất cải tiến quy trình bón phân sơ chế hạt ca cao chất lượng tốt nhằm nâng giá trị thương mại cho hạt ca cao Việt Nam 23 Quy trình cải tiến canh tác công nghệ sau thu hoạch Biện pháp kỹ thuật Cơng thức bón phân NPK dạng phân đơn/ ha/năm Cây ca cao (1.100 cây): Bón kali loại K2SO4; liều lượng: 360 kg K2O đất FRr; 460 kg K2O đất Ach phân bón 297 kg N2 + 209 kg P2O5 Biện pháp 1: Ép 13% - 16% dịch cơm nhầy tùy Lên men hạt tươi thời điểm thu hoạch Biện pháp 2: Bổ sung nấm men Saccharomyces cerevisiae mật độ 1,5 x 1010 CFU/g (250 mg/kg hạt tươi) Biện pháp 1: Sấy nhiệt 50oC Làm khô hạt Biện pháp 2: Phơi 30 kg hạt/m2 giàn phơi có lưới che có độ cản sáng 60% Hạt thành phẩm (Theo TCVN 7519 : 2005) Hình 3.1 Qui trình bón phân sơ chế hạt ca cao chất lƣợng KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận 1- Tại số vùng trồng ca cao chủ yếu Việt Nam nguồn giống chủ yếu Trinitario, giống ghép có nguồn gốc rõ ràng, có tiềm năng suất cao từ - hạt khô/ha/năm, giống khả kháng bệnh đặc biệt với bệnh thối Phytophthora Phần lớn diện tích trồng ca cao nông hộ nhỏ lẻ, manh mún (< 1ha) chủ yếu trồng xen nên yếu tố coi ca cao phụ, mức đầu tư thấp, sử dụng phân bón cân đối dẫn đến suất thấp kỳ vọng giống Kỹ thuật thu hái, sơ chế bảo quản trình lên men làm khơ hạt thực theo quy trình hướng dẫn (khối lượng tối đa cho thùng ủ 100kg hạt tươi, thời gian lên men từ ngày, đảo trộn khối hạt - lần suốt trình lên men…) Tuy nhiên, nơng hộ có diện tích nhỏ, lượng hạt ướt thu đợt nên khơng đáp ứng yêu cầu tối thiểu quy trình dẫn đến chất lượng hạt thành phẩm không ổn định, không đáp ứng tiêu chuân chất lượng TCVN 7519 : 2005 (tỉ lệ hạt tím, hạt chai xám, hạt mốc cịn nhiều), kích cỡ hạt tăng lên so với trước số hạt /100g nhiều ca cao Ghana, pH nhân hạt khô thành phẩm thấp (