CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG HẠTƯỢNG Ạ CACAO
Bài giảng này dịch từbáo cáo của TS. Smilja Lambert
Lịch sử về cacao và sô-cô-la
• Cây cacao (Theobroma cacao L.)
• Theobroma– mónăn của thánh thần (Food of the Gods)
of the Gods)
Thực vật học
• Criollo
• Forastero
• Trinitariolà kết quảtạp giao của 2 loài trên
• Trinitario là kết quả tạp giao của 2 loài trên
Các yếu tố ảnh hưởng
1- Giống (Genetics)
2- Môi trường (Environment) 3 Sâu bệnh (Pest/diseases) 3- Sâu bệnh (Pest/diseases)
4- Sau thu hoạch (Post harvest processing)
1-Ảnh hưởng giống cacao lên chất lượng
• Có khoảng 3500 kiểu gen cacao trên thế giới
• Chất lượng cacao phần lớn quyếtChất lượng cacao phần lớn quyết định bởi định bởi giống
• Điều kiện môi trường và phương pháp canh tác
Các yếu tố chất lượng cacao
• Lipid: 45-61%
• Vỏ: 9-25%
• Sốhạt trên 100g: 50 -150
• Số hạt trên 100g: 50 -150
• Mùi
– Cacao có chất lượng tốt
• fruity/floral/spicy
• Mùi hương cacao được tổng hợp chủ yếu trong quá trình lên men.
2-Ảnh hưởng môi trường đến chất lượng cacao
2-1 Lượng mưa thấp
– Trong quá trình phát triển trái
• Hàm lượng bơ thấp ề
• Nhiều hạt nhỏ
• Vỏ hạt dày
– Trong quá trình sau thu hoạch, chế biến
• “Cơm ít” – lên men tốt
• Sấy nhanh
• Ít hạt cacao bị mốc
2-2 Nhiệt độ thấp
• Giảm chất lượng bơ cacao (độ cứng)
Là hậ á t ì h lê t i iđ ủh t
2-Ảnh hưởng môi trường đến chất lượng cacao
• Làm chậm quá trình lên men trong giai đoạn ủ hạt
2-3 Thành phần đất trồng và phân bón
•Ảnh hưởng đến sản lượng, trọng lượng hạt, phần trăm vỏ hạt
• Phân bón ảnh hưởng đến hàm lượng bơ tổng hợp
• Cũng có thể ảnh hưởng đến mùi hương cacao.
3-Ảnh hưởng của sâu bệnh đến chất lượng cacao
• Bệnh thối trái có thể ảnh hưởng đến chất lượng hạt cacao.
• KHÔNG sửKHÔNG sử dụng những trái bị hư thối để dụng những trái bịhưthốiđể chế biến.
• Nơi bảo quản trái cacao phải khô thoáng để tránh thối và đen trái,…
4-Ảnh hưởng của phương pháp chế biến đến chất lượng cacao
• Thu hoạch
• Trữ trái
• Lên men
• Phơi sấy
4-1 Thu hoạch
• Thu hoạch trái chín
• Thu hoạch những trái đủ độ chính trong 3 tuần
• Những nông hộ nhỏ cần thời gian này dài hơn để đủ số lượng cho giai đoạn lên men.
4-2 Bảo quản trái trước khi lên men
• Trữ trái cacao từ 7-9 ngày
• Tách vỏ và lên men hạt
• Thông thường thời gian lên men từ 5-6 ngày
• Ưu điểm của việc trữ trái
• Cải thiện hương vị cacaog
• Tăng tốc độ lên men hạt
• Giảm lượng acid trong hạt
• Cơ chế của việc trữ trái
• Giảm lượng cơm nhầy cacao (pulp)
• Rút ngắn giai đoạn lên men yếm khí – Acid lactic thấp
– Hàm lượng alcohol/ acid acetic thấp
X X
Không sử dụng trái đen, trái hư !
Trái cacao tốt – 9 ngày trữ trái
Phương pháp trữ trái đúng
X
Tuyệt đối không bảo quản như thế này
X
4-3 Lên men cacao
.
Sự quan trọng của lên men
• Không có hương vị cacao trong hạt cacao không được lên men.
• Các tiền hợp chất cacao được tạo thành trong quá trình lên men và thật sựtrởthành hương vị trình lên men, và thật sự trở thành hương vị cacao dưới tác động nhiệt độ cao.
• Hương vị cacao phát triển qua hai giai đoạn
• Giai đoạn lên men – tạo thành các tiền chất
• Rang – Các tiền chất phản ứng Æhương vị cacao
Sự thay đổi hương vị cacao khi lên men
6 8 10
score
Before
0 2 4 6
Cocoa Bitter Astringent Floral Sensory attribute
Sensory s Before
After
Các bước lên men hạt cacao
• Thu hoạch
• Tách vỏ trái
• Lên men:
– Đống – Thùng – Thúng,…
Tách vỏ trái (đập trái)
Lên men đống
Đống hạt cacao đang lên men
Hạt cacao đã lên men hoàn chỉnh
Lên men thúng
Lên men thùng – 7 ngày
Lên men thùng – 7 ngày
5 ngày lên men với 1 lần đảo trộn
Cơ giới hóa
Các phương pháp lên men khác nhau
• Châu Phi
•Ủ đống 200-1000kg hạt cacao tươi
• Thời gian lên men 6 ngày, nhưng thường chỉ từ 3-5 ngày
• 2 lần đảo, nhưng nhiều cơ sở lên men có khi đảo ắ
hoặc không đảo, phơi nắng
• Brazil
•Ủ thùng, chiều cao lớp hạt từ 70 – 80 cm
• Thời gian lên men 6 – 7 ngày
•Đảo lần đầu sau 48 giờ, sau đó đảo 1 lần/mỗi ngày
• Phơi nắng, hoặc dùng máy sấy (đốt gỗ)
Các phương pháp lên men khác nhau
• PNG
•Ủ đống
• 7-8 ngày
•Đảo mỗi ngày
• Sử dụng máy sấy để làm khô hạt (dùng gỗ hay dầu diesel)
Lên men cacao như thế nào?
Sự lên men cacao xảy ra hai giai đoạn:
1- Lên men lớp cơm nhầy bao quan hạt cacao. Đường chuyển thành rượu và acid acetid.
2 - Lượng acid tạo thành, thấm vào bên trong hạt cacao Æ các phản ứng sinh hóa, tạo thành các tiền chất, hương vị sô-cô-la.
Hạt cacao tươi
Lên men lớp “cơm nhầy”
Lên men bởi vi sinh vật (yeast, lactic acid bacteria, acetobacter)
1- Giai đoạn yếm khí – 48 giờ đầu (không có sự đảo trộn trong khối hạt)
Sả hẩ t thà h ượ
PULP composition
% Water 82-87
S 10 13
• Sản phẩm tạo thành: rượu
• Nhiệt độ tăng
• Tạo thành acid lactic
• Lớp nhầy phân hủy, không khí thâm nhập vào khối hạt cacao
Sugars 10-13 Pentosans 2- 3 Citric acid 1- 2 Salts 8-10
2- Giai đoạn hiếu khí - từ ngày thứ 3 trở đi – Acetobacter phát triển mạnh (aerobic bacteria) – Acetobacter chuyển alcohol thành acetic acid
Lên men lớp “cơm nhầy”
Acetobacter chuyển alcohol thành acetic acid – Phản ứng sinh nhiệt Ænhiệt độ khối hạt tăng lên
(50oC)
– Acetic acid thấm vào bên trong hạt, xúc tác các phản ứng tạo thành các tiền hợp chất mùi, vị cho hạt cacao.
Vi sinh vật phân hủy lớp “cơm nhầy”
Pulp sugars Ethanol + CO2
CO2 + H2O
+75kJ/mol aeration
yeast yeast
respiration fermentation
Lactic acid
non-volatile Acetic acid
volatile aeration +988kJ/mol Acetobacter
Lactic acid bacteria
Sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình lên men
Typical fermentation temperature profile 60.0
- 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0
day 0 day 1 day 2 day 3 day 4 day 5 Days of ferm entation
Temperature (oC)
turn
Các phương pháp lên men khác nhau (có trữ trái)
Fermentation in different recepients
40 50 60
oC
Wooden box with insulation
0 10 20 30 40
Day 0
Day 1
Day 2
Day 3
Day 4
Day 5
Day 6 Days of fermentation
Temperature o
Wooden box without insulation Bamboo basket Banana heap
Lên men không trữ trái
Fermentation in Quang Ngai (04/02)
40 50 60
OC)
Box A (stored, 47kg, 1) Box B (stored 47kg, 2 / 3) Box C (fresh, 47kg, 2)
0 10 20 30 40
Day 0 Day1
Day 2
Day 3
Day 4 Day 5
Day 6 Days of fermentation
Temperature (O
Box D (stored, 13kg, PS, 2) Basket E (stored, 20kg, 1) Basket F (fresh, 20 kg, 3 / 4) Basket G (fresh, 20 kg, 2) Basket H (fresh, 20 kg, 5) Basket I (fresh, 20 kg, 4)
So sánh sự lên men trái cacao tươi và có trữ trái trước khi lên men
Fermentation of beans form Fresh (T1) and Stored Pods (T2)
60
s
0 10 20 30 40 50
0 1 2 3 4 5 6
Days of fermentation
Temperature/% of brown beans
T1 temp.
T2 temp.
T1 brown T2 brown
Sự thay đổi màu sắc bên ngoài của hạt cacao trong quá trình lên men
dry
fresh
2 days
5 days5 days
Sự thay đổi bên trong hạt cacao trong quá trình lên men
• Acetic acid thấm vào bên trong hạt cacao
• Nhiệt độ cao, môi trường acid:
– Làm “chết” hạt cacao – Phá vỡ các cấu trúc tế bào
Cấu trúc bên trong và thành phần cấu tạo hạt cacao tươi
Cotyledon composition
%
Water 32-39
Cellulose 2 - 3 Starch 4 - 6
P 4 6
Pentosans 4 - 6 Sucrose 2 - 3
Fat 30 -32
Protein 8 -10 Theobromine 2 - 3 Caffeine 1 Polyphenols 5 - 6 Acids 1
Salts 2 -3
Sự thay đổi bên trong hạt cacao trong quá trình lên men (tt)
• Thành phần chính trong hạt cacao gồm fat/butter, proteins, polyphenols
• Cấu trúc tế bào bị phá vỡ bởi nhiệt độ và acid Phảnứng giữa các chất trong hạt xảy ra
• Phản ứng giữa các chất trong hạt xảy ra
• Phản ứng giữa các proteins, enzymes (proteolytic, polyphenol oxidase, invertase) vàpolyphenols tạo thành các chất đặc trưng về mùi vị sô-cô-la (chocolate flavour precursors)
• Proteins được phân giải bởi các enzymes tạo thành polypeptides và amino acids - chocolate flavour precursors
• Giảm hàm lượng đường (glucose/fructose) - chocolate flavour precursors
Sự thay đổi bên trong hạt cacao trong quá trình lên men (tt)
precursors
• Một phần polyphenols bị oxi-hóa và tạo thành các hợp chất cao phân tử - giảm độ chát sản phẩm cacao.
• Một phần polyphenols and theobromine/caffeine (20%) bị phân giải và thoát ra khỏi hạt - giảm vị đắng và chát
Tóm tắt sự lên men cacao
Kết thúc quá trình lên men
• Thời gian lên men thường:
• Forastero 5-7 ngày
• Criollo 2-3 ngày
• Cấu trúc bên trong hạt mở, hạt có màu nâu Nhiệtđộ iả
• Nhiệt độ giảm
• Nếu kéo dài thời gian lên men trong giai đoạn này sẽ làm cho hạt cacao có các mùi, vị không mong muốn (off flavor).
4-4 Sấy hạt cacao
• Giảm ẩm độ từ45% xuống7%
• Hạt cacao có thể dùng chế biến, xuất khẩu,…
• Các phản ứng bên trong hạt vẫn còn xảy ra
• Tạo thành các hợp chất mùi vịcacao
• Tạo thành các hợp chất mùi, vị cacao
• Phản ứng nâu hóa xảy ra mạnh
• Phơi tự nhiên là phương pháp tối thích
• Không khuyến cáo sử dụng máy sấy
– Thêm chi phí đầu tư – Các mùi lạ
– Lượng acid còn lại trong hạt cao
Sự quan trọng của việc phơi cacao
• Phơi nắng cho cacao có chất lượng tốt
• Giảm độ chua sản phẩm đáng kể vì:
– Acid acetic bốc hơi
Tố độ ấ hậ t điề kiệ h id l ti th át – Tốc độ sấy chậm, tạo điều kiện cho acid lactic thoát
ra khỏi hạt cùng với nước.
• Oxi-hóa mạnh - phản ứng nâu hóa các polyphenols Ægiảm vị chát (astringency) và đắng (bitterness).
• Các phản ứng tạo mùi còn tiếp diễn.
Mức độ lên men của hạt
Phơi cacao ở Ghana
ở Brazil
tại Sulawesi-Indonesia
Indonesia
Việt Nam
Máy sấy
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
• Độ chín của trái
• Thời gian trữ trái
• Khối lượng hạt
• TỉTỉ lệ lớp cơm nhầy pulplệlớp “cơm nhầy” - pulp
• Giống cacao
• Thời gian lên men
• Đảo trộn
• Ảnh hưởng của yếu tố môi trường
• Trái bị bệnh, hư, thối,…
Các điều kiện cần để lên men tốt
• Trái đủ độ chín (50-100kg hạt ướt)
• Tỉ lệ lớp cơm nhầy ít
• Thời gian lên men không kéo dài quá 5 ngày
• Thời gian lên men không kéo dài quá 5 ngày
• Làm khô hạt bằng phơi nắng:
• Giảm độ chua
•Giảm vị đắng và chát
•Cải thiện mùi tốt hơn
Các nguyên nhân và biện pháp khắc phục hạt cacao quá chua
• Nguyên nhân - TỉTỉ lệ pulp nhiềulệpulp nhiều
- Giai đoạn lên men yếm khí kéo dài - Làm khô hạt nhanh
• Biện pháp
- Trữ trái 7-9 ngày - Phơi nắng
