Nghiên cứu ảnh hưởng của loại, liều lượng phân kali và một số kỹ thuật sơ chế đến chất lượng hạt ca cao thành phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM PHẠM THỊ HỒNG HẢI NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LOẠI, LIỀU LƢỢNG PHÂN KALI VÀ MỘT SỐ KỸ THUẬT SƠ CHẾ ĐẾN CHẤT LƢỢNG HẠT CA CAO THÀNH PHẨM Chuyên ngành: Khoa học trồng Mã số: 62 01 10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NÔNG NGHIỆP Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM PHẠM THỊ HỒNG HẢI NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LOẠI, LIỀU LƢỢNG PHÂN KALI VÀ MỘT SỐ KỸ THUẬT SƠ CHẾ ĐẾN CHẤT LƢỢNG HẠT CA CAO THÀNH PHẨM huyên ngành: Khoa học trồng Mã số: 62 01 10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NÔNG NGHIỆP Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian nghiên cứu nhận đƣợc hƣớng dẫn hỗ trợ tận tình tập thể q thầy cơ, quan, đơn vị, cá nhân Tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: - TS Phạm Hồng Đức Phƣớc TS Võ Thái Dân ngƣời hƣớng dẫn khoa học Hai thầy tận tình hƣớng dẫn, giải đáp khúc mắc theo sát nội dung phƣơng pháp nghiên cứu hợp phần thí nghiệm đƣợc triển khai luận án Lời cảm ơn chân thành xin đƣợc gửi tới Phòng Đào tạo Sau đại học Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh - Q thầy Hội đồng hƣớng dẫn khoa học cho Nghiên cứu sinh thuộc khoa Nông học - Lãnh đạo tập thể Sở Giáo dục Đào tạo Lâm Đồng - Viện nghiên cứu khoa học Tây Nguyên Đà Lạt; Trung tâm phân tích, Viện nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt - Gia đình bạn bè Đã hƣớng dẫn, giúp đỡ, động viên đóng góp nhiều ý kiến q báu cho tơi q trình thực hồn thành luận án iii TÓM TẮT “Nghiên cứu ảnh hƣởng loại, liều lƣợng phân kali số kỹ thuật sơ chế đến chất lƣợng hạt ca cao thành phẩm” Luận án tiến sĩ nông nghiệp, ngành Khoa học trồng, Đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh, Việt Nam Mục tiêu luận án nghiên cứu ảnh hƣởng phân bón kali đến hàm lƣợng đƣờng cơm nhầy hạt ca cao số biện pháp kỹ thuật sơ chế hạt nhằm góp phần hồn thiện quy trình canh tác chế biến hạt ca cao đạt chất lƣợng cao Nội dung luận án gồm có: (i) Điều tra trạng canh tác chất lƣợng hạt ca cao số vùng trồng ca cao nhiều Việt Nam, (ii) Nghiên cứu ảnh hƣởng loại, liều lƣợng phân bón kali đến hàm lƣợng đƣờng lớp cơm nhầy hạt ca cao tƣơi suất ca cao giai đoạn kinh doanh, (iii) Phân lập nấm men từ khối ủ hạt ca cao lên men tự nhiên, (iv) 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, (v) Áp dụng phƣơng pháp ép khối hạt để loại bớt phần dịch cơm nhầy nhằm giảm lƣợng đƣờng tham gia vào trình lên men hạt để tăng độ pH, giảm lƣợng acid hình thành trình lên men để giảm chua cho hạt thành phẩm, (vi) Nghiên cứu cải tiến số biện pháp kỹ thuật làm khô hạt ca cao lên men theo hƣớng giảm lƣợng acid tồn dƣ cho hạt thành phẩm, (vii) Đề xuất cải tiến quy trình sản xuất ca cao chất lƣợng Việt Nam Kết điều tra trạng canh tác chất lƣợng hạt ca cao số vùng trồng ca cao trọng điểm Việt Nam cho thấy giống ca cao nông dân trồng phần lớn có nguồn gốc rõ ràng, có tiềm năng suất cao từ - hạt khô/ha, năm có khả thích nghi rộng với nhiều vùng thổ nhƣỡng, khí hậu khác Việt Nam Tuy nhiên khả kháng sâu bệnh giống thấp bệnh thối Phytophthora gây ra, đồng thời ngƣời trồng ca cao sử dụng thuốc iv trừ sâu bệnh tỷ lệ bị nhiễm sâu bệnh xuất mức độ cao đến cao mà khơng áp dụng biện pháp phịng ngừa sâu bệnh ảnh hƣởng sâu bệnh gây đến suất trồng thƣờng cao Xét quy mô sản xuất cho thấy đa số nơng hộ diện tích canh tác nhỏ lẻ, mức đầu tƣ dƣới ngƣỡng yêu cầu dẫn đến suất thực tế thấp kỳ vọng suất giống Một số tiêu chất lƣợng hạt ca cao Việt Nam nhƣ số hạt/100g, tỷ lệ hạt lên men, tƣơng đƣơng với hạt ca cao đƣợc sản xuất Ghana (là nƣớc sản xuất ca cao chất lƣợng giới) Tuy nhiên hạt ca cao Việt Nam có vị chua (pH < 5,0), hƣơng ca cao thấp giá trị thƣơng mại hạt ca cao Việt Nam thị trƣờng quốc tế có phần thua nƣớc sản xuất ca cao chất lƣợng theo phƣơng thức tự nhiên Bƣớc đầu xác định bón phân sunfate kali cho ca cao thời kỳ kinh doanh (kỳ vọng suất 2,5 hạt/ha) với liều lƣợng bón 360 kg K2O/ha/năm ca cao trồng đất đỏ (FRr); 460 kg K2O/ha/năm cho ca cao trồng đất xám (Ach) phân bón 297 kg N/ha/năm + 209 kg P2O5/ha/năm, cho suất hạt cao đồng thời hàm lƣợng đƣờng lớp cơm nhầy hạt thấp Bổ sung nấm men Saccharomyces cerevisiea với mật độ 1,5 x 1010 CFU/g (250 mg/kg hạt ca cao tƣơi) từ bắt đầu trình lên men hạt, cho hạt ca cao thành phẩm (đã đƣợc làm khơ đến 7% độ ẩm) có giá trị pH đạt 5,34 Áp dụng biện pháp kỹ thuật ép loại bớt dịch cơm nhầy hạt tƣơi (tƣơng đƣơng 13% 16% tổng trọng lƣợng khối hạt) trƣớc lên cho hạt ca cao thành phẩm (đã đƣợc làm khô đến 7% độ ẩm) có giá trị pH từ 5,45 5,56 Làm khô hạt phƣơng pháp phơi hạt với khối lƣợng 30 kg/m2 giàn phơi có lƣới che, độ che phủ 60% (chỉ cho 40% ánh sáng chiếu xuống khối hạt) độ ẩm hạt giảm xuống cịn 7% hạt thành phẩm có pH đạt 5,51 cao so với phơi hạt với khối lƣợng 10 kg 20 kg/m2 giàn phơi có lƣới che có độ che phủ 50% (chỉ cho 50% ánh sáng chiếu xuống khối hạt) phơi trực tiếp dƣới ánh sáng mặt trời Làm khô hạt phƣơng pháp sấy nhiệt độ 50oC hạt đƣợc ép v loại bớt dịch cơm nhầy tƣơng đƣơng 13% 16% tổng trọng lƣợng khối hạt trƣớc lên men thu đƣợc hạt thành phẩm có pH đạt 5,56 5,35 cao so với hạt đƣợc ép loại bớt dịch cơm nhầy tỷ lệ đƣợc làm khô phƣơng pháp sấy nhiệt độ 60oC 70oC Khi hạt đƣợc làm khô chậm, lƣợng acid lactic acid acetic tồn dƣ hạt có điều kiện vỏ hạt bay (acid acetic), pH hạt tăng, hạt ca cao giảm chua đƣợc sử dụng làm nguyên liệu sản xuất chocolate Nghiên cứu sở khoa học có ý nghĩa thực tiễn quan trọng việc cải tiến kỹ thuật chăm sóc, sơ chế hạt ca cao chất lƣợng Việt Nam Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng hạt ca cao nguyên liệu thị trƣờng mà ngƣời trồng sơ chế hạt áp dụng tồn phần quy trình cải tiến nghiên cứu Trong quy trình canh tác cần lƣu ý đến phƣơng pháp bón phân phịng trừ sâu bệnh để đảm bảo suất chất lƣợng hạt ca cao Lƣợng phân cần đƣợc chia nhỏ bón nhiều lần kết hợp tƣới đủ nƣớc vào giai đoạn sinh trƣởng phát triển năm Cần ý sử dụng thuốc phịng sâu bệnh phịng bọ xít muỗi Phytophthora vào mùa mƣa độ ẩm môi trƣờng cao để tránh phát sinh thành dịch ảnh hƣởng đến suất trồng vi SUMMARY Effect of Potassium fertilizer (types quantity) post-harvest technologies on quality of fermented dried cocoa beans Dissertation in Crop Science, Nong Lam University, Ho Chi Minh City Vietnam The aims of this study is to investigate the effect of potassium fertilizers on sugar content in cocoa mucilage finding out post-harvest processing methods of cocoa beans to improve the cultivation processing techniques of high quality cocoa beans The research objectives included (i) Conducting a survey on current cocoa development cocoa quality on some main cocoa growing regions in Vietnam, (ii) Studying effects of quantities types of Potassium fertilizer on yield the sugar content in cocoa pulp, (iii) Isolating yeast from natural cocoa beans heap fermentation, (iv) Adding isolated yeast species to the fermentation process to identify the effectiveness of yeast species as an important step in controlling cocoa beans fermentation, (v) Reducing the sugar content in the cocoa pulp before fermentation by pressing fresh cocoa beans to remove a part of the mucus before fermentation in order to limit acid formation during fermentation process, (vi) Improving the technique of drying fermented cocoa beans to reduce acid content in cocoa, (vii) Proposing an improvement on the process of producing quality cocoa Results of the survey on agricultural practices cocoa beans quality in some main cocoa growing regions showed cultivation that the planting materials were certified had potential yield from - tons of dry bean/ha/year These cocoa clones well adapted on different agroecosystem in Vietnam However, the resistance of these clones to pests diseases, especially Phytophthora palmivora, is weak As consequence, the high loss caused by pests diseases affected to potential yield Cocoa trees are planted on small areas lacking of fertilizers, so crops have had low yield farmers have had low-income Some cocoa bean parameters such as bean count/100 g, brown bean are the vii same as compared with the parameters of cocoa beans produced in Ghana However, acidity of cocoa beans in Vietnam is high (pH < 5.0) as well as low cocoa aroma Therefore, cocoa bean cannot be sold with premium price Regarding fertilizing Potassium sulfate, with the dosage of 360 kg of K2O/ha/year for production stage cocoa planted on red basaltic soil ; the dosage of 460 kg of K2O/ha/year for production stage cocoa planted on old alluvium gray soil, as well as supplying 297 kg of N/ha/year 209 kg of P2O5/ha/year for all experiments, lead to the lowest content of sugar in cocoa pulp the highest productivity Supplying Saccharomyces cerevisiae in pastry with the density of 1.5 x 1010 CFU/g (250 mg/kg fresh cocoa seeds) from the beginning of the fermentation made the pH of dried cacao bean product (humidity of 7%) 5.34 Pressing to remove the juice from cocoa pulp (13% 16% of total initial weight) before fermentation resulted pH of 5.56 5.45 in cocoa beans Beans dried under sunlight naturally with 30 kg/m2 of wet cocoa beans on raising platform screened to prevent 60% of direct sunlight until cocoa beans‟ humidity of 7% resulted pH of 5.51, which was higher than that applied to 10 kg, 20 kg/m2 of wet cocoa beans on raising platform screening to prevent 50% of direct sunlight or dried under direct sunlight Pressing to remove 13% 16% of the juice from cocoa pulp before fermentation, along with drying cocoa beans in oven at 50oC gave pH of 5.56 5.35 in dry cocoa beans (humidity of 7%), which was higher than pH of cocoa beans dried at 60oC 70oC When beans were dried gradually, the amount of acid residue in the dried seeds went out acid acetic evaporated, high pH means low acid residue in the beans when making chocolate The research is a scientific basic study in cocoa cultivation processing techniques, which is practical significance in improving quality process of producing cacao in Vietnam According to the aim of using cacao nuts, farmers who viii grow have post-harvest technologies cacao beans could apply the whole process or part of the process It is neccessary to use chemical fertilizer effectively by dividing the total amount of fertilizers adding of fertilizers many times a year according to different stages of growth of cocoa trees, along with watering covering the fertilizer with soil Using pesticides fungicides for preventing cacao trees from stinkbugs Phytophthora disease in rainy season should be noteworthy to stop outbreak of epidemic which is bad for crop productivity 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 ... án nghiên cứu ảnh hƣởng phân bón kali đến hàm lƣợng đƣờng cơm nhầy hạt ca cao số biện pháp kỹ thuật sơ chế hạt nhằm góp phần hồn thiện quy trình canh tác chế biến hạt ca cao đạt chất lƣợng cao. .. trạng canh tác chất lƣợng hạt ca cao số vùng trồng ca cao nhiều Việt Nam, (ii) Nghiên cứu ảnh hƣởng loại, liều lƣợng phân bón kali đến hàm lƣợng đƣờng lớp cơm nhầy hạt ca cao tƣơi suất ca cao giai...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM PHẠM THỊ HỒNG HẢI NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LOẠI, LIỀU LƢỢNG PHÂN KALI VÀ MỘT SỐ KỸ THUẬT SƠ CHẾ ĐẾN CHẤT LƢỢNG HẠT CA CAO THÀNH PHẨM huyên