báo cáo tốt nghiệp 21-7

8/22/2019 báo cáo tốt nghiệp 21-7

http://slidepdf.com/reader/full/bao-cao-tot-nghiep-21-7 1/82

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

XÂY DỰ NG MÔ HÌNH SẤY LỚ P MỎNG VÀ NGHIÊN

CỨ U ẢNH HƢỞ NG CỦA CHẾ ĐỘ SẤY LÊN CHẤT

LƢỢ NG CA CAO

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ SÂM

ĐẶNG ĐÌNH SOÁI Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Niên khóa: 2009 – 2013

Tháng 08/2013



XÂY DỰ NG MÔ HÌNH SẤY LỚ P MỎNG VÀ NGHIÊN CỨ U ẢNH HƢỞ NG

CỦA CHẾ ĐỘ SẤY LÊN CHẤT LƢỢ NG CA CAO

Tác giả

NGUYỄ N THỊ SÂM & ĐẶNG ĐÌNH SOÁI

Khóa luận đƣợc đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấ p bằng kĩ sƣ ngành

Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hƣớ ng dẫn:

PGS.TS. TRƢƠNG VĨNH

Tháng 08 năm 2013



LỜ I CẢM TẠ

Để thực hiện để tài thành công phải k ể đến sự hỗ tr ợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều dù

tr ực tiế p hay gián tiế p của ngƣờ i khác. Trong suốt thờ i gian từ khi bắt đầu học tậ p ở

giảng đƣờng đại học đến nay, chúng em đã nhận đƣợ c r ất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ

của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè.

Chúng em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc nhất đến quý thầy cô Bộ môn Công nghệ

Hóa học – trƣờng Đại học Nông Lâm thành phố HCM vớ i tâm huyết của mình đã

truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt quá trình học tậ p tại trƣờ ng.

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Trƣơng Vĩnh, trƣở ng Bộ môn

Công Nghệ Hóa học, trƣờng đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã tận tâm

hƣớ ng dẫn chúng em, thảo luận về các vấn đề thực hiện đề tài để chúng em hoàn thành

tốt đề tài.

Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn quý báu đến quý Thầy Cô, anh chị, bạn bè và

đặc biệt xin gửi lờ i cảm ơn, tình cảm ấm áp đến Cha Mẹ.

TP.HCM, tháng 08 năm 2013

Sinh viên

Nguy ễ n Th ị Sâm

Đặng Đình Soái



TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Xây dự ng mô hình sấy lớ p mỏng và nghiên cứ u ảnh

hƣở ng của chế độ sấy lên chất lƣợng ca cao”đƣợ c tiến hành tại phòng thí nghiệm I4,

Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học, Trƣờng Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh,

thờ i gian từ 03/2013 đến 08/2013.

Mẫu nguyên liệu là ca cao sau khi lên men đƣợ c thu mua tại tỉnh Bến Tre.

Mẫu ca cao đƣợ c tiến hành phân tích một số thành phần nhƣ axit,…



ABSTRACT

The study "Modelling of thin layer drying kinetics of cocoa beans during

artifical and natural drying" was conducted in the laboratory I4, Department of

Chemical Engineering, University of Agriculture and Forestry, Ho Chi Minh, from

03/2013 to 08/2013.



MỤC LỤC



DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

m1: khối lƣợ ng mẫu trƣớ c khi sấy, g

mk : khối lƣợng khay đựng mẫu ca cao, g

mi: khối lƣợ ng mẫu sau thờ i gian t, g

M: ẩm độ cân bằng, % db

aw: ẩm độ tƣơng đối của không khí

T: nhiệt độ môi trƣờ ng, oC hoặc K

Wwb: ẩm độ theo cơ sở ƣớ t, %

Wdb: ẩm độ theo cơ sở khô, %

Xth: ẩm độ tớ i hạn, %

R: tốc độ sấy

R 1: tốc độ sấy ở giai đoạn đẳng tốc

R 2: tốc độ sấy ở giai đoạn giảm tốc

EMC: Equilibrium Moisture Contents (ẩm độ cân bằng của vật liệu)

ERH: Equilibrium Relative Humidity (ẩm độ tƣơng đối cân bằng của không khí)

EMCM: Equilibrium Moisture Contents Measured (ẩm độ cân bằng đo đƣợ c từ thí

nghiệm)

EMCP: Equilibrium Moisture Contents Predicted (ẩm độ cân bằng dự đoán)

RMS: Sai số trung bình căn



DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1. Cây ca cao

Hình 2.2. Hệ thống thiết bị theo phƣơng pháp Kjeldahl

Hình 3.1. Sơ đồ quy trình thí nghiệm xác định ẩm độ cân bằng

Hình 3.2. Sơ đồ quy trình thí nghiệm động học sấy k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ

phòng

Hình 3.3. Sơ đồ quy trình thí nghiệm động học sấy liên tục

Hình 3.4. Sơ đồ quy trình thí nghiệm động học phơi k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ

phòng

Hình 3.5. Thí nghiệm xây dựng đƣờ ng chuẩn glucose (trƣớ c phản ứng)

Hình 3.6.Thí nghiệm xây dựng đƣờ ng chuẩn glucose (sau phản ứng)

Hình 3.7. Bộ chiết Soxhlet



DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Những đặc tính chính của Criollo, Forastero, Trinitario

Bảng 2.2. Thành phần của bột ca cao

Bảng 2.3. Sản lƣợ ng ca cao trên thế giớ i (tấn)

Bảng 2.4. Một số mô hình toán học

Bảng 3.1. Thí nghiệm xây dựng đƣờ ng chuẩn glucose



Chƣơng 1

MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề

Ca cao là cây công nghiệp đƣợ c tr ồng ở vùng nhiệt đớ i, có giá tr ị kinh tế về mặt

xuất khẩu. Theo giới chuyên môn đánh giá thì Việt Nam rất có tiềm năng về loại cây

này. Hạt ca cao ở Việt Nam có khả năng đáp ứng yêu cầu xuất khẩu. Ngƣời trồng ca

cao có thể bán các sản phẩm dƣới dạng trái tƣơi hoặc hạt khô đã lên men. Tùy thuộc

vào giá cả thị trƣờng, kỹ năng sơ chế, điều kiện cơ sở vật chất,… ngƣời trồng ca cao sẽ

lựa chọn các sản phẩm để bán sao cho có hiệu quả nhất. Sản phẩm làm ra từ ca cao cómùi vị và màu sắc đặc trƣng hay không, có bị đắng hay không là tùy thuộc rất nhiều

vào quá trình sơ chế ban đầu. Trong tình hình sản xuất nông nghiệp hiện nay, nƣớc ta

đang đang chuyển dịch sang trồng các loại cây lâu năm có giá trị kinh tế cao hơn nhƣ

cà phê, ca cao, cao su,... Trong đó, cây ca cao có khả năng trồng ở nhiều vùng có khí

hậu khác nhau nhƣ ở các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long, Bến Tre, Bình Phƣớc, Vũng

Tàu,... và hiện nay nhà nƣớc đang có xu hƣớng mở rộng diện tích hằng năm, giúp đem

lại việc làm cho bà con nông dân đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế. Khi diện tích ca

cao đƣợc mở rộng, việc nghiên cứu các loại giống cây trồng, phƣơng thức canh tác

hiệu quả đối với ca cao để phổ biến với bà con nông dân rất quan trọng. Đặc biệt hơn

nữa, việc nghiên cứu quy trình sơ chế và chế biến ca cao sau khi thu hoạch và áp dụng

công nghệ vào trong việc sơ chế và chế biến là vấn đề rất đáng quan tâm để đảm bảo

chất lƣợng hạt ca cao cung cấp cho thị trƣờng trong nƣớc cũng nhƣ chất lƣợng để cung

cấp cho thị trƣờng thế giới. Trong quá trình sơ chế ca cao sau khi thu hoạch, ca cao lênmen sẽ đƣợc phơi khô để bảo quản và giúp hoàn thiện quá trình lên men .Trong quá

trình phơi ca cao còn có các phản ứng sinh hóa xảy ra. Vì vậy, để đảm bảo quá trình

làm khô ca cao không bị ảnh hƣởng bởi các tác nhân bên ngoài nhƣ thời tiết, thay đổi

nhiệt độ của môi trƣờng sấy; đƣợc sự nhất trí của giáo viên hƣớng dẫn, chúng tôi tiến

hành nghiên cứu đề tài: “Xây dựng mô hình sấy lớp mỏng và nghiên cứu ảnh

hƣởng của chế độ sấy lên chất lƣợng ca cao”.

1.2. Mục đích đề tài

- Đƣa ra mô hình toán phù hợ p vớ i đẳng nhiệt hút ẩm ca cao.



- Khảo sát các chế độ sấy ca cao.

- Đánh giá ảnh hƣở ng của các chế độ sấy lên chất lƣợ ng ca cao.

1.3. Nội dung đề tài - Khảo sát mô hình sấy lớ p mỏng ở các nhiệt độ khác nhau.

- Tiến hành thí nghiệm sấy ở nhiệt độ 50oC k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ

phòng.

- Tiến hành thí nghiệm sấy liên tục ở nhiệt độ 50oC

- Tiến hành thí nghiệm phơi ca cao k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng.

- Tiến hành xác định thành phần của hạt ca cao.

1.4. Yêu cầu

- Phân tích sự phù hợ p của các mô hình toán đối với đẳng nhiệt hút ẩm ca cao.

- So sánh phƣơng pháp sấy liên tục, phƣơng pháp sấy k ết hợ p ủ qua đêm và

phƣơng pháp phơi ca cao kết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng.

- Áp dụng phƣơng pháp sấy k ết hợ p ủ qua đêm để không bị ảnh hƣở ng bởi điều

kiện bên ngoài và nâng cao chất lƣợ ng ca cao.

- So sánh chất lƣợ ng ca cao ở các chế độ sấy khác nhau.



Chƣơng 2

TỔNG QUAN

2.1. Giới thiệu về cây cacao [1,2,3,12]

22..11..11.. NNgguuồồnn ggốốcc

Cây ca cao có nguồn gốc ở lƣu vực sông Amazon, Nam Mỹ. Do vậy, ca cao phát

triển sang các nƣớ c khác ở Trung và Nam Mỹ, vớ i hai loài Criollo và Forastero.

Criollo có hạt dạng tròn, nội nhũ trắng, có hƣơng thơm nhẹ và tƣơng đối dễ nhiễm

bệnh. Forastero có dạng cây cao, khỏe, hạt nhỏ hơn Criollo nhƣng hƣơng vị đậm hơn.

Hạt Forastero dạng dẹ p, lá mầm trong màu tím, chứa nhiều chất béo hơn Criollo.

Hầu hết các vùng tr ồng ca cao lớ n trên thế giớ i hiện nay đều tr ồng ở dạng

Forastero. Ca cao đƣợ c sử dụng r ộng rãi từ thế k ỷ thứ VI ở các bộ tộc Maya và đến thế

k ỷ XVI lƣu hành rộng rãi ở Trung Mỹ. Từ thế k ỷ XVI, ca cao bắt đầu phát triển r ộng

ra các nƣớ c khác trên thế giới. Trƣớ c hết là Nam Mỹ và vùng Caribe nhƣ Venezuela,

Jamaica và Haiti. Ca cao vƣợ t biển Thái Bình Dƣơng và đƣợ c tr ồng ở Phillipin vào

đầu thế k ỷ XVII và tiế p tục lan r ộng sang Ấn Độ và Scrilanca vài chục năm sau. Chođến thờ i gian này loại phụ Criollo vẫn chiếm diện tích chủ yếu. Brazil và Ecurador là

những nƣớc đầu tiên phát triển loại Forastero. Vào đầu thế k ỷ XIX, ca cao bắt đầu

đƣợ c xuất khẩu vớ i quy mô 2000 – 5000 tấn từ các nƣớ c Nam Mỹ. Cuối thế k ỷ XIX,

ca cao mới đƣợ c tr ồng ở các nƣớc Tây Phi, trƣớ c hết ở Ghana và Nigieria.

Diện tích cây ca cao trên cả nƣớ c khoảng 20100 ha (năm 2011), phần lớ n tr ồng

xen trong các vƣờ n dừa, vƣờn cây ăn trái ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long; tr ồngtrong các vƣờ n cây công nghiệ p ở vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên. Theo Hiệ p hội

cà phê – ca cao Việt Nam, hiện nay nhu cầu chế biến và tiêu thụ ca cao của thế giớ i

tăng từ 3 – 4% trên mỗi năm (tƣơng đƣơng 100.000 – 120.000 tấn/năm).

22..11..22.. CCáácc ggiiốốnngg ccaa ccaaoo cchhí í nnhh

CCââyy ccaa ccaaoo ((TThheeoo b br r oommaa ccaa ccaaoo)) tthhuuộộcc tthhứứ TThheeoo b br r oommaa ccaa ccaaoo LL,, hhọọ SStteer r ccuulliicceeaaccee..

Thứ Theobroma gồm 20 loài trong đó chỉ có loài Theobroma ca cao là có giá tri kinh

tế. Thứ Theobroma ca cao đƣợ c chia làm 2 loại phụ: Criollo và Forastero. Criollo:

Trái đỏ, kích thƣớ c lớ n và có nhiều ở vùng Nam Mỹ (Venezuela, Ecuador,



Colombia,...). Forastero: Có màu vàng đỏ, có nhiều ở Châu Phi. Trinitario (lai của

Criollo và Forastero): Màu vàng đỏ có nhiều ở Trung Mỹ (Trinidad, Jamaica).

Hiện có 3 giống ca cao phổ biến là: Criollo, Forastero và Trinitario.

Hình 2.1. Cây ca cao

Ở Việt Nam tr ồng chủ yếu giống Forastero và con lai giữa Forastero và Trinitario.

Bảng 2.1. Những đặc tính chính của Criollo, Forastero, Trinitario.

Các đặc điểm chính Criollo Forastero Trinitario Dạng quả Quả dài Quả tròn, bầu dục Quả dài

Vỏ quả

Cấu trúc Mềm Cứng Hầu hết cứng

Màu sắcĐỏ (cũng có quả

màu xanh)

Xanh (chín thì

vàng)Thay đổi

Hoa Nhị hồng nhạt Nhị màu tím



Hạt

Số hạt/trái 20 – 30 >30 >30

Tiết diện hạt Gần tròn Dẹ p Dẹ p

Màu tử diệ pTr ắng, ngà hoặc

tím r ất nhạtTím, tím đậm

Thay đổi, đôi khi

có hạt màu tr ắng

Đặc điểm nông học

Khả năng sinh trƣở ng Kém Mạnh Trung bình

Khả năng kháng sâu bệnh Kém Tốt Trung bình

(Ngu ồn: J.J. Asiedu, 1989; Wood & Lass, 2001)

22..11..33.. ĐĐặặcc đđiiểểmm ccủủaa ccââyy ccaa ccaaoo

Ca cao là loài thân gỗ có thể cao đến 10 – 20m nếu mọc tự nhiên trong r ừng.

Trong sản xuất ngƣời ta thƣờ ng chặt xén ngọn bớt để việc thu hoạch quả có thể dễ

dàng hơn và độ cao cây trƣở ng thành không quá 7.5m, đƣờ ng kính 10 – 15cm. Để phát

triển mạnh cây ca cao cần đƣợ c che chắn khỏi ánh nắng mặt tr ời và gió, đặc biệt trong

thờ i k ỳ đầu của quá trình phát triển. Thờ i k ỳ cho trái để thu hoạch tốt có thể kéo dài 25

– 40năm.

Mỗi năm cho đến hàng nghìn hoa ở thân chính và cành to nhƣng chỉ 1 – 3%

thành trái, cây sẽ ra quả khi đƣợ c 3 – 4 tháng tuổi. Cây ra hoa cả năm nhƣng nhìn

chung hoa thƣờ ng nở r ộ ở 2 khoảng thờ i gian: từ tháng 4 đến tháng 7 và từ tháng 11

đến tháng 1. Hoa mọc tr ực tiế p ở thân cây và những cành to, hoa thuộc loại lƣỡ ng tính.

Sau khi thụ phấn trái phát triển chậm ở giai đoạn khoảng 40 ngày đầu và đạt tốc

độ tối đa sau 75 ngày. Sau khi thụ phấn 85 ngày thì trái bắt đầu phất triển chậm lại,

trong khi hạt bên trong trái phát triển nhanh, đây cũng là thờ i k ỳ tích lũy chất béo. Lớ p

cơm nhầy hình thành khoảng 140 ngày sau khi thụ phấn. Từ khi thụ phấn đến khi trái

chín kéo dài khoảng 5 – 6 tháng.

Trái ca cao có thể đạt chiều dài từ 15 – 20cm và cân nặng từ 200g – 1kg. Tùy

theo từng loài, hình dạng hạt biến đổi từ hình cầu, hình dài và nhọn, hình tr ứng hoặc

hình ống. Màu sắc của trái khá đa dạng: màu xanh, màu vàng, màu đỏ. Mỗi trái chứakhoảng 20 – 40 hạt. Khi quả chín vỏ trái ca cao đổi màu, các trái màu lục hay xanh



oliu khi chín sẽ chuyển thành màu vàng tƣơi, các trái màu ửng đỏ khi chín sẽ chuyển

thành màu sậm da cam, trái tím lợ t thì chuyển sang tím đậm.

22..11..44.. TThhàànnhh pphhầầnn hhóóaa hhọọcc ccủủaa ttrrááii ccaa ccaaoo

Bảng 2.2. Thành phần của bột ca cao

Thành phần dinh dƣỡ ng (g/100g) Khoáng chất (mg/100g)

Protein 18.5 Na 950

Chất béo 21.7 K 1500

Carbohydrate 11.5 Ca 130

Năng lƣợ ng Mg 520

Kcal 312 Fe 10.5

kJ 1301 Co 3.9

P 660

Cl 460

(Ngu ồn: Paul vàSouthgate, 1978. Trích Ph ạm H ồng Đức Phướ c, 2009)

Thành phần các chất cấu tạo trong hạt:

Lipid (bơ ca cao): Bơ ca cao chiếm nhiều nhất trong hạt ca cao. Bơ ca cao

sau khi đƣợ c chiết từ hạt ca cao có dạng tinh thể nhỏ, có màu tr ắng vàng và có mùi

thơm đặc trƣng.

Ở điều kiện nhiệt độ bình thƣờ ng bơ ca cao cứng, dòn, khá bền và khó bị oxi hóa.

Do đó, tạo cho sản phẩm chocolate làm ra độ cứng và độ dòn đặc trƣng, bơ ca cao

nóng chảy ở nhiệt độ 35oC vì vậy không để lại trong miệng ngƣời ăn, tạo cảm giác dễ

chịu. Bơ ca cao chủ yếu gồm các triglycerid của các acid béo no nên có thể hình thành

nhiều dạng tinh thể khác nhau. Dạng tinh thể phụ thuộc vào nhiệt độ đông đặc của

khối chất béo.



Thebromine trong hạt ca cao: là thành phần đặc trƣng của hạt ca cao, tạo

ra vị đắng cho sản phẩm chocolate. Chất này chiếm 1.5 – 1.7% khối lƣợ ng hạt và 0.5 –

1.3% khối lƣợ ng vỏ quả.

Chất theobromine thƣờ ng tồn tại ở dạng bột vớ i tinh thể màu tr ắng nhỏ và có vị

đắng, thăng hoa ở nhiệt độ 308oC. Là một chất thuộc họ Akaloid, có công thức phân tử

là C7H8 N4O2, nó có thể hòa tan trong tetracloruaetan, cồn, acid acetic sôi,... và không

tan trong ete, dầu hỏa và tetracloruacacbon. Nó có khả năng oxi hóa nhanh và tạo ra

những sản phẩm có màu mà ngƣờ i ta thƣờ ng gọi là „chất nâu ca cao‟ đó là màu đặc

trƣng cho sản phẩm chocolate.

Trong sản phẩm chocolate, theobromine có hàm lƣợ ng thấ p nên nó không gây

nguy hại gì cho hệ thần kinh và hệ tim mạch của ngƣờ i mà chỉ có thể tạo một vài cảm

giác hƣng phấn nhỏ.

Cafein (1,3,7 – trimetylxantin)

Cafein có màu tr ắng, tinh thể có dạng hình kim và có vị đắng, bay hơi ở 100oC,

nhiệt độ thăng hoa 180oC và nóng chảy ở 235oC. Cafein có tính tan cao hơnTheobromine và có thể hòa tan trong nƣớ c ấm vớ i tỉ lệ 80% nƣớ c nóng và 20% nƣớ c

lạnh. Hàm lƣợ ng cafein trong vỏ hạt tối đa 0.3% và trong nội nhũ cũng chỉ chứa tối đa

0.7%, còn trong hạt ca cao thành phẩm hàm lƣợ ng cafein chỉ chiếm 0.1g/100g sản

phẩm.

Các acid hữu cơ

Có trong thành phần hạt ở hai dạng: dễ bay hơi và không bay hơi. Qua nghiên

cứu ngƣờ i ta cho biết r ằng những acid không bay hơi trong ca cao gồm có acid malic,

acid tauric, acid ovalic,... Trong ca cao còn chứa một lƣợ ng nhỏ acid hữu cơ tự do.

Còn acid dễ bay hơi thì sẽ đƣợ c loại bỏ dần trong quá trình chế biến. Các acid hữu cơ

trong ca cao (1.2 – 1.6%) đƣợ c hình thành chủ yếu trong quà trình ủ và chứa hầu hết

acid acetic (hợ p chất tạo mùi), acid citric (0.45 – 0.75) và acid oxalic (0.32 – 0.5).

Lƣợng acid này đƣợ c tạo thành từ hạt ca cao và một phần đƣợ c giữ lại trong lá mầm

hạt ca cao.



Glucid

Trong nhóm glucid có trong quả ca cao thì tinh bột chiếm nhiều nhất, 4.5% trong

thành phần phôi nhũ và 46% trong vỏ quả ca cao. Hàm lƣợng đƣờ ng trong phôi nhũ vàcùi nhƣ sau: Pentosan (3.8%), Saccharose (0.7%), Glucose và Fructose (5.55%).

Protein và các acid amin

Thành phần protein chiếm nhiều nhất trong quả ca cao là albumin và globulin.

Trong vỏ quả ca cao chứa một lƣợ ng protein khoảng 18% tr ọng lƣợ ng quả, ở cùi có

0.6% và chiếm 8.4% trong nội nhũ. Khoảng 60% nitơ tổng trong hạt đã lên men nằm

trong protein. Hợ p chất phi protein đƣợ c tìm thấy ở dạng amino acid, khoảng 0.3%

dƣớ i dạng amid, 0.02% dƣớ i dạng amino. Các hợ p chất này đƣợ c hình thành trong quá

trình ủ hạt. Nhiều loại enzyme (amylase, fructosidase, glucosidase, pectinase, protiase,

lipase, peroxidase, polyphenoloxidase) và một số chất hữu cơ (alkaline, acid

photphotase,...) cũng đƣợc xác định là có trong hạt tƣơi. Quá trình ủ đã vô hoạt hầu hết

các enzyme.

Các chất mùi và chất thơm

Là một trong những thành phần có giá tr ị lớ n nhất trong quả ca cao. Chất thơm

trong quả ca cao là D – linalol có trong thành phần hợ p chất vớ i acid béo thấ p và ete

của chúng (acid caprylic, acid capric, acid valerialic, amylacetat, amylbutyrat,...).

Chất thơm trong ca cao gồm những chất dễ và khó bay hơi. Những chất thơm

dễ bay hơi hầu hết sẽ bay hơi trong quá trình rang và trong giai đoạn đảo tr ộn nhiệt.

Những chất này thƣờ ng có mùi khó chịu, tuy nhiên nhờ sự dễ bay hơi của chúng mà vị

ngon và hƣơng thơm của cacao tr ở nên tốt hơn. Đối vớ i những chất khó bay hơi ảnh

hƣở ng lớn đến hƣơng vị của chocolate, những chất này hòa tan trong bơ ca cao và r ất

khó loại tr ừ.

Khoáng chất

Hàm lƣợ ng khoáng trung bình có trong vỏ quả ca cao khoảng 8.2% tr ọng lƣợ ng

vỏ, còn có trong cùi khoảng 0.8% và khoảng 2.6% trong phôi nhũ. Trong đó đa số là



Fe, K, P, Mg,... với hàm lƣợ ng một số muối khoáng nhƣ sau: K 2O (34%), P2O5 (32%),

MgO (16%), Fe2O3 (0.01 – 0.02%).

Ngoài ra trong ca cao còn chứa một lƣợ ng khá cao khoáng chất nhƣ: Cu, Zn, As, I,...

2.1.5. Công dụng của cây ca cao

2.1.5.1. Hạt ca cao

Bộ phận chính đƣợ c sử dụng của cây ca cao là hạt (bean). Hạt ca cao sau khi rang

đƣợ c xay nhuyễn thành bột nhão ca cao. Khi ép bột nhão ta tách đƣợc bơ và bánh dầu

ca cao. Xay nhuyễn bánh dầu ca cao cho ra bột ca cao ( Phạm H ồng Đức Phướ c, 2006 ).

Bột nhão, bơ và bột ca cao là những nguyên liệu chính cho công nghiệ p bánh

k ẹo, thực phẩm. Chocolate là sự pha tr ộn giữa bột nhão, bơ, đƣờ ng và các nguyên liệu

khác tùy theo công thức riêng của mỗi nhà sản xuất ( Phạm H ồng Đức Phướ c, 2006 ).

2.1.5.2. Các bộ phận khác của cây ca cao

Vỏ trái ca cao chứa 3 – 4% kali trên tr ọng lƣợ ng chất khô, là nguồn phân bón

giàu kali. Ngoài ra vỏ trái ca cao còn đƣợc phơi khô, xay thành bột tr ộn vào thức ănhoặc vo viên.

Lớp cơm nhầy bao quanh hạt ca cao (cocoa pulp) có thể dùng làm nƣớ c sinh tố

(cocoa juice), mứt đông (cocoa jam), giấm (vinegar), hoặc cô đặc làm nƣớ c cốt trái cây

(liquor of cocoa juice) (Schwan et al., 2004).

Lá ca cao còn là nguồn thức ăn ổn định tốt cho dê, bò và thỏ.

Các hạt ca cao đƣợ c gắn vào cơ quan gọi là thai tòa (lõi trái). Khi tách hạt ca cao

để lên men thai tòa đƣợ c loại bỏ là nguồn thức ăn cho cá và heo.

Dịch thu từ quá trình lên men đƣợc dùng để chế biến rƣợ u ca cao. Ngoài ra dịch

cũng có thể sử dụng nhƣ nguyên liệu để sản xuất nata thay thế nƣớ c dừa trong k ỹ thuật

sản xuất thạch dừa (nata de coco) ( Phạm H ồng Đức Phướ c, 2006 ).



2.2. Tình hình trồng và chế biến ca cao [1,2,3,13]

22..22..11.. TThhếế ggiiớ ớ ii

Ca cao là cây nhiệt đới điển hình đƣợ c tr ồng chủ yếu ở các vùng có khí hậu nhiệt

đới, nhƣng thị trƣờ ng tiêu thụ lại nằm chủ yếu ở các nƣớ c Bắc Mỹ và châu Âu. Tuy

nhiên, gần đây các nƣớ c châu Á và Nam Mỹ cũng tiêu thụ nhiều sản phẩm chế biến từ

ca cao. Hiện nay, trên thế giớ i có ba vùng chính tr ồng ca cao là: Tây Phi: bờ biển Ngà,

Ghana, Cameroon, Nigeria; Nam Mỹ: Brazil, Ecuador; Đông Nam Á: Indonesia,

Malaysia.

Các nƣớc này đều nằm trong vùng có vĩ độ khoảng 15o Bắc Nam vớ i tổng sản

lƣợ ng ca cao trên thế giớ i khoảng 3 triệu tấn. Riêng 3 nƣớ c có sản lƣợ ng cao là Bờ

biển Ngà, Ghana và Indonesia đã sản xuất trên 70% tổng sản lƣợ ng thế giớ i.

Năm 2012, sản lƣợ ng ca cao trên thế giớ i tụt giảm mạnh do các nƣớ c tr ồng ca

cao gặ p nhiều biến động. Malaysia – một trong những nƣớ c tr ồng ca cao đứng đầu thế

giớ i đã chuyển đổi khoảng 200.000ha đất tr ồng ca cao sang tr ồng cọ dầu. Indonesia

sản xuất ca cao lớ n tại châu Á bị giảm sản lƣợ ng khoảng 20%. Các nƣớc khác cũng rơi

vào tình tr ạng tƣơng tự, nhƣ Bờ Biển Ngà giảm sản lƣợ ng 20%, Ghana giảm 19%. Sự

sụt giảm này khiến nguồn hàng tr ở nên khan hiếm và đẩy giá ca cao lên mức cao vì

nhu cầu tiêu thụ sản phẩm này vẫn r ất lớ n.

Bảng 2.3. Sản lƣợ ng ca cao trên thế giớ i (tấn)

Quốc gia 2008 2009 2010

Tây Phi 2.572.941 2.421.898 2.528.537

Bờ Biển Ngà 1.382.440 1.223.150 1.242.300

Ghana 680.781 710.638 632.037

Nigeria 367.020 363.610 427.800

Cameroom 229.203 235.500 264.077



Togo 111.000 105.000 101.500

Các nƣớ c Châu Phi 31.165 40.158 42.431

Châu Á/ Thái Bình

Dƣơng 839.150 837.766 848.312

Indonesia 792.761 800.000 810.100

Các nƣớ c châu Á khác 46.389 37.766 38.212

Châu Mỹ 498.460 549.913 584.661

Brazil 202.030 218.487 233.348

Ecuador 94.300 120.582 132.100

Các nƣớ c châu Mỹ khác 202.130 210.844 219.213

(Ngu ồn: FAOSTAT, 2012)

22..22..22.. TTrroonngg nnư ư ớ ớ cc

Với nhiều tiềm năng và lợi thế, ngành ca cao Việt Nam đang có cơ hội để trở

thành nƣớc xuất khẩu ca cao hàng đầu thế giới. Tiềm năng phát triển cây ca cao ở Việt

Nam đƣợc xác định là rất lớn với gần 100.000ha đất phù hợp với việc mở rộng diện

tích canh tác. Trong đó đứng đầu là các tỉnh Tây Nguyên (chiếm 45.5%), tiếp theo là

vùng Đông Nam Bộ (37%) và vùng Đồng bằng sông Cửu Long (17.5%).

Ở nƣớ c ta, loại cây này có thể tr ồng đƣợ c tại nhiều vùng sinh thái khác nhau nhƣ

Duyên hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Miền Đông Nam Bộ và Đồng bằng Sông Cửu

Long. Đồng bằng sông Cửu Long do nằm trên vĩ độ 8 – 11 thuộc khu nhiệt đớ i, khí

hậu nóng ẩm và thƣờng xuyên đƣợ c phù sa bồi đắ p nên r ất thích hợ p cho việc phát

triển cây ca cao. Ca cao có 3 nhóm chính, Bộ Nông nghiệ p và Phát triển Nông thôn

nƣớ c ta đã phê duyệt bộ giống ca cao đƣợ c phép sử dụng r ộng rãi trên cả nƣớc. Đó là

các dòng vô tính TD1, TD2, TD3, TD5, TD6, TD8, TD10, TD14 do trƣờ ng Đại học Nông



Lâm thành phố Hồ Chí Minh tuyển chọn. Đây là những dòng vô tính có tiềm năng

năng suất từ 2 đến 5 tấn/ha.

Trƣớc đây, ca cao Việt Nam không đƣợc chú trọng nhiều do sản lƣợng thấp. Những năm gần đây, nguồn cung từ các nƣớc lớn trong lĩnh vực trồng và cung ứng ca

cao đang giảm dần nên các nhà chế biến đã bắt đầu thiết lập mối quan hệ với thị

trƣờng Việt Nam, thúc đẩy cây ca cao phát triển mạnh.

Theo Bộ Nông nghiệ p và Phát triển nông thôn, năm 2011 cây ca cao đã phát triển

tại 15 tỉnh thành trong cả nƣớ c vớ i tổng diện tích khoảng 20.100 ha, nhiều nhất ở khu

vực phía Nam, trong đó Đồng bằng sông Cửu Long chiếm trên 50% tổng diện tích

(khoảng 12.100 ha) với năng suất bình quân hơn 7 tạ hạt/ha. Năm 2011, cả nƣớc đã

xuất khẩu đƣợ c 240 tấn hạt ca cao, đạt kim ngạch xuất khẩu 520.000 USD. Bộ Nông

nghiệ p và Phát triển nông thôn cũng cho phép các cơ quan chuyên ngành tiến hành xây

dựng quy hoạch tr ồng ca cao trên cả nƣớ c, phấn đấu đến năm 2015 đạt 60.000 ha và

đến năm 2020 đạt 80.000 ha, trong đó có 60.000 ha kinh doanh đạt năng suất 1.8

tấn/ha, sản lƣợ ng khô 108.000 ha, hạt ca cao xuất khẩu đạt 86.000 tấn/năm và kinh

ngạch xuất khẩu đạt 100 – 200 triệu USD/năm. Vớ i mục tiêu này, Việt Nam đang nỗ lực đƣa ca cao trở thành một trong những mặt hàng nông sản xuất khẩu hàng đầu thế

giớ i.

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, nƣớc ta có điều kiện thuận lợi để phát

triển cây ca cao. Đây là giống cây có nhiều ƣu điểm nhƣ dễ trồng, chịu hạn tốt, chi phí

đầu tƣ thấp và có năng suất cao. Do đó, ca cao đƣợc đánh giá là cây có tiềm năng kinh

tế và đƣợc chọn là một trong những loại cây trồng chủ lực trong thời gian tới. Hạt cacao trồng tại Bến Tre có hàm lƣợng bơ rất cao, tƣơng đƣơng với các quốc gia xuất

khẩu ca cao hàng đầu thế giới là Ghana, Côte D‟ivoire. Bơ ca cao là chất béo kỳ diệu

của thiên nhiên, là sản phẩm có giá cao nhất trong ngành chế biến ca cao.

2.3. Thu hoạch và sơ chế ca cao [1,4,5,6]

22..33..11.. TThhuu hhooạạcchh ccaa ccaaoo

Cây ca cao tr ồng tới năm thứ ba thì bắt đầu cho trái. Thờ i gian từ khi đậu trái cho

tớ i khi trái chín mất 2 – 3 tháng. Việc thu hoạch kéo dài trong nhiều tháng và khoảng 2

lần trong năm, lần 1 từ tháng 4 – 7 và lần 2 từ tháng 9 – 12. Khi chín vỏ ca cao đổi



màu. Quả màu xanh lục hay xanh oliu khi chín đổi màu vàng tƣơi. Quả màu ửng đỏ,

khi chín có màu sậm da cam. Quả tím lợ t chuyển sang màu tím đậm.

Lúc thu hoạch chỉ hái trái có dấu hiệu chín không nên hái trái chƣa chín vì hàmlƣợng đƣờ ng trong phần cơm thấ p, khi ủ khó lên men nên phẩm chất kém và năng suất

hạt khô thấ p. Tuy nhiên, không nên để trái chín quá lâu vì hạt sẽ nảy mầm bên trong

trái làm phẩm chất hạt giảm sút. Hái trái bằng cách dùng dao bén cắt phần cuống, sau

khi hái quả đƣợc đƣa qua khâu tách vỏ, còn đối vớ i những trái ở trên cao có thể

dùng dụng cụ hái trái.

22..33..22.. TTrrữ ữ ttrrááii Trái sau khi thu hoạch theo lý thuyết phải đƣợ c tr ữ từ 7 – 9 ngày. Cần tr ữ trái vì

những lý do sau:

Để quá trình chín tiế p tục diễn ra.

Giảm lƣợng nƣớ c của lớp cơm nhầy bao quanh hạt, không khí sẽ đi vào khối

hạt nhiều, quá trình lên men diễn ra mạnh và gia tăng nhiệt độ nhanh hơn. Hạt cho

hƣơng vị tốt vì lên men hoàn thiện hơn. Tr ữ nơi khô ráo, thoáng mát, trữ trên sàn gỗ, palet, củi tre, có cách ly vớ i mặt đất

10 – 15cm, phân thành nhiều lô để tr ữ căn cứ vào thờ i gian thu trái. Chiều cao đống

trái tr ữ không vƣợ t quá 1.5m. Tr ữ riêng trái hƣ, trái nảy mầm không tr ữ đem tách vỏ ủ

ngay.

22..33..33.. TTáácchh vvỏỏ -- llấấyy hhạạtt

Bóc vỏ ca cao là đậ p quả và lấy hạt ra để sau khi tách hết phôi nhũ thì đƣa vào ủ.

Có thể bóc vỏ bằng cách dùng một khúc gỗ đậ p vào quả làm vỡ vỏ quả theo chiều

thẳng đứng so với đƣờ ng kính lớ n nhất của quả. Bằng cách khác có thể bóc vỏ bằng

dao, bổ theo chiều dọc, chặt hai nhát vào vỏ trên hai mặt đối diện, lấy hạt ra bằng mũi

dao. Việc cơ giớ i hóa khâu bóc vỏ luôn là vấn đề đƣợ c quan tâm nên ngày nay có

nhiều máy bóc vỏ ca cao đƣợ c thử nghiệm thành công và đƣa vào sản xuất.

22..33..44.. LLêênn mmeenn ccaa ccaaoo

Quá trình lên men là toàn bộ các quá trình diễn biến phức tạ p gồm:



Những phản ứng do chính vi sinh vật tr ực tiế p gây nên trên lõi mà hạt bao

quanh.

Những phản ứng bên trong do những enzyme trong các mô của phôi nhũ.

Mục đích quá trình lên men:

Diệt đƣợ c r ễ mầm trong hạt.

Giảm vị đắng và chát.

Bƣớc đầu phát triển mùi vị, màu sắc và hoàn thiện trong quá trình rang hạt về

sau.

Làm cho phôi nhũ giòn dẫn đến lớp “vỏ lụa” của hạt hở ra, thuận lợ i cho việclàm sạch lớ p vỏ lụa này trƣớ c quá trình rang hạt.

Hóa lỏng và loại bỏ hết lớ p nhầy bao quanh hạt tƣơi và lõi giúp thuận lợ i cho

quá trình sấy.

Trong khi lên men có hai quá trình chính xảy ra:

Lên men yếm khí: xảy ra trong 2 ngày đầu. Đƣờ ng trong lớp cơm nhầy bao

quanh hạt đƣợ c lên men yếm khí và chuyển hóa thành rƣợ u. Nhiệt độ khối hạt trong

giai đoạn này không cao.

Lên men hiếu khí: khi đƣờ ng chuyển hết thành rƣợ u khối hạt cần thông

thoáng để rƣợ u chuyển hóa thành acid acetic qua lên men hiếu khí. Trong giai đoạn

này cần đảo tr ộn hạt để cung cấ p oxy. Nhiệt độ khối hạt tăng nhanh sau mỗi lần đảo

tr ộn và có thể lên đến 500C tùy theo nhiêt độ môi trƣờ ng và khối lƣợ ng hạt. Vớ i khối

lƣợ ng lớ n hạt dễ đạt nhiệt độ cao hơn khối lƣợ ng nhỏ. Việc giữ nhiệt độ cao cho khốihạt trong quá trình lên men là yếu tố quyết định sự thành công cho quá trình lên men.

Khoảng 5 – 6 ngày sau khi lên men nhiệt độ bắt đầu giảm cho biết quá trình lên men

đã kết thúc.

Những biến đổi trong quá trình lên men: chủ yếu ở giai đoạn này các phản ứng

hóa sinh chiếm ƣu thế.

Biến đổi vật lý: Hạt ca cao đƣợ c tách khỏi lõi bên trong và tr ở thành hạt tự do.



Nhiệt độ tăng đều lên trong 48 giờ đầu lên men, đạt 42 – 48oC vào cuối giai

đoạn ấy. Khi đảo tr ộn lần đầu, nhiệt độ tăng lên đến 50oC, sau đó giảm chậm xuống

nhƣng tăng lên lại sau khi đảo tr ộn khối hạt lần nữa. Sau 6 ngày ủ, nhiệt độ đạt khoảng

48oC.

Vách tế bào hạt ca cao có thể thẩm thấu đƣợ c.

Tế bào trƣơng lên nhờ các quá trình hút nƣớ c của nội nhũ.

Xảy ra hiện tƣợ ng khuếch tán bên ngoài vào bên trong hạt và các khuếch tán

nội tại của hạt.

Biến đổi hóa học và hóa sinh: Những biến đổi hóa sinh trong quá trình chế biến

ca cao bắt nguồn từ sự lên men lớ p nhầy có vị ngọt bao quanh hạt. Quá trình lên mennày gồm:

Những quá trình lên men do vi sinh vật tr ực tiế p gây lên men.

Các nội phản ứng do hoạt tính của những enzyme trong các mô của phôi nhũ

làm động lực.

Quá trình lên men thƣờ ng kéo dài khoảng 5 – 7 ngày.

Tùy theo số lƣợ ng hạt và điều kiện mà có nhiều cách ủ khác nhau:

Ủ đống:

Tr ải lá chuối trên mặt đất hay trên giá gỗ, sàn tre r ồi đổ ca cao vào giữa, cuốn lá

chuối đậy k ỹ để giữ hơi nóng. Cũng có thể ủ trên sàn gỗ đã đƣợ c khoan lỗ và dùng bao

gai để giữ nhiệt. Phƣơng pháp này không cần dùng dụng cụ đặc biệt, nhiệt độ khá ổn

định, phù hợ p nhiều khối lƣợ ng khác nhau từ 25 – 2500kg hạt tƣơi do vậy áp dụng

đƣợc cho các cơ sở lẫn hộ gia đình.

Ủ thúng/cần xé

Lót lá chuối quanh thúng tre, đổ đầy hạt r ồi đậy thúng lại bằng lá chuối hoặc bao

gai. Sau đó đặt thúng dƣớ i ánh nắng mặt tr ời để giúp tăng nhiệt. Phƣơng pháp này sử

dụng vớ i khối lƣợ ng nhỏ phù hợ p vớ i quy mô hộ gia đình nhƣng có hạn chế là khó giữ

nhiệt và phụ thuộc vào thờ i tiết.

Ủ thùng:



Đây là phƣơng pháp lên men thông dụng nhất. Dụng cụ là các thùng gỗ lớn, đáy

và thành thùng có chừa khe hở để nƣớ c thoát ra. Lót lá chuối ở đáy và quanh thùng.

Tùy theo khối lƣợ ng hạt mà kích thƣớ c thùng có thể khác nhau. Nhƣng không nên quá

thấ p vì sẽ không giữ đƣợ c nhiệt, nếu quá cao thì khó khăn cho việc đảo tr ộn và nhiệt

không đều. Phƣơng pháp này ủ vớ i số lƣợ ng hạt nhiều thƣờng đƣợ c sử dụng cho các

cơ sở sản xuất và thu hoạch vớ i khối lƣợ ng ủ từ 50 – 1000kg.

Ủ trên khay:

Khay gỗ sâu 10cm. Đáy khay là một cái vạt bằng nan tre đặt song song, cách

nhau chừng 0.5cm. Mỗi khay chia làm 2 phần bằng nhau bằng ngăn di động, ca caođƣợc đổ vào một nửa khay. Thờ i gian ủ trên khay 3 – 4 ngày, ngắn hơn so vớ i các

phƣơng pháp khác (theo Phan Trí Thông, 1999).

22..33..55.. PPhhơ ơ ii hhooặặcc ssấấyy ccaa ccaaoo

Khi nhiệt độ xuống thấp hơn 40oC ở ngày lên men thứ 4 hay các ngày sau đó thì

lậ p tức mang đi phơi sấy (ca cao bắt đầu xuất hiện mùi vị xấu). Khuyến cáo nên ngâm

hạt ca cao trƣớ c khi sấy khô hạt.

Sấy ca cao là khâu quan tr ọng do các phản ứng hóa học tạo mùi vị vẫn còn tiế p

diễn. Nếu sấy quá nhanh acid không bốc hơi kị p, còn quá chậm thì sẽ bị xâm nhiễn bở i

nấm mốc. Phơi nắng hoặc sấy bằng thiết bị sấy năng lƣợ ng mặt tr ờ i.

Mục đích của phơi hoặc sấy ca cao nhằm giảm hàm lƣợ ng ẩm của hạt trong quá

trình lên men xuống7 – 8% để bảo quản hạt ca cao đƣợ c tốt hơn. Ngoài ra, nhằm hoàn

tất các quá trình biến đổi hóa học xảy ra tiế p tục bên trong hạt sau thờ i k ỳ lên men để tạo hƣơng vị cho ca cao và thuận lợ i cho quá trình nghiền thành bột nhão.

Hiện nay, ở nƣớ c ta chủ yếu tr ồng ca cao theo hộ gia đình nên phƣơng pháp phơi

khô dƣớ i ánh nắng mặt tr ờ i là phổ biến nhất. Tuy nhiên, tại những nơi ít nắng và ẩm

độ không khí cao thì hạt đƣợ c sấy khô bằng máy sấy. Để sấy hạt ca cao hiện nay gồm

có các phƣơng pháp sau:

Phơi tự nhiên: là phƣơng pháp tốt nhất đảm bảo chất lƣợ ng vì tránh hạt bị chua

và không bị bắt mùi nhƣ trong kỹ thuật sấy. Tr ải hạt trên các sàn, nong, sân xi măng



nơi có ánh sáng tốt. Nên phơi hạt lớ p dày vừa phải để nhanh khô, đảo tr ộn thƣờ ng

xuyên đểhạt khô đồng đều.

Sấy: hạt sấy dễ bị giảm chất lƣợ ng nếu nhiễm mùi lạ hoặc khô quá nhanh. Hạt

khô nhanh làm cho acid hình thành trong quá trình lên men không bốc hơi đƣợ c nên

hạt bị chua.

2.3.6. Bảo quản hạt

Hạt ca cao sau khi làm khô xong, ẩm độ đạt mức an toàn trong bảo quản (tối đa

7.5%). Có thể đem bán ngay hoặc tồn tr ữ.

Có nhiều cách bảo quản: bảo quản kín, bảo quản hở hoặc nữa kín nữa hở .

Đối với điều kiện khí hậu nƣớ c ta không nên bảo quản hở trong thờ i gian quá lâu

vì hạt ca cao dễ hút ẩm tr ở lại. Lƣu ý khi chọn cách bảo quản kín: hạt phải khô đạt

mức an toàn (dƣớ i 7.5%). Để nguội hoàn toàn mớ i cho vào bao. Không nên cho các

hạt ca cao con nóng vào bao nhựa để tránh ngƣng tụ ẩm trong bao. Tr ữ các bao hạt ca

cao trên các giá gỗ ở những nơi khô ráo và thoáng.

2.4. Tiêu chuẩn chất lƣợng hạt ca cao Năm 2005, Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành các tiêu chuẩn Việt Nam để

xác định các tiêu chuẩn và phƣơng pháp kiểm tra chất lƣợng ca cao. Tiêu chuẩn về

“Hạt ca cao – Yêu cầu kỹ thuật” (TCVN 7519 : 2005) xác định các yêu cầu đối với hạt

ca cao nhƣ sau:

Không đƣợc có tạp chất lạ.

Không đƣợc có mùi khói, không có mùi vị lạ. Không đƣợc chứa côn trùng sống.

Đồng đều về kích cỡ hạt.

Không có hạt dính đôi, dính ba.

Khô đều.

Đƣợc lên men hoàn toàn.

2.4.1. Chất lƣợ ng vật lý



Các đặc tính vật lý quy định chất lƣợ ng hạt cacao nhằm phù hợ p vớ i các yêu cầu

công nghệ và nhu cầu con ngƣờ i.

Độ ẩm hạt: chỉ tiêu này r ất quan tr ọng, thông thƣờ ng ẩm độ của hạt ca cao từ 7 – 8%, nếu ẩm độ lớn hơn 8% dễ bị ẩm mốc trong quá trình lƣu trữ vận chuyển. Nếu

ẩm độ nhỏ hơn 7% hạt giòn, dễ vỡ , phần trăm chất thải cao.

Khối lƣợ ng 100 hạt: là chỉ tiêu cơ bản để đánh giá kích cỡ hạt.

Hàm lƣợng vỏ: vỏ là sản phẩm không sử dụng trong sản xuất chocolate. Chất

lƣợng sản phẩm không đƣợc ƣa thích khi hàm lƣợng vỏ vƣợt quá 17 – 28%. Hàm

lƣợng vỏ đƣợc giảm bớt khi thời gian lên men rút ngắn và hạt đƣợc rửa trƣớc khi phơ i.

Tạp chất: tùy vào quá trình sơ chế, thƣờng không vƣợt quá 1%.

Độ cứng: sử dụng để xác định mức độ lên men và độ khô của hạt bằng cách

bóp vỡ hạt bằng 2 ngón tay.

Hạt bị côn trùng phá hoại, hạt bị vỡ, hạt dính đôi, dính ba, hạt lép.

22..44..22.. CChhấấtt llư ư ợ ợ nngg hhóóaa hhọọcc

Chất lƣợng hóa học là đặc tính và thành phần hóa học của hạt ảnh hƣởng trực

tiếp đến chất lƣợng hạt ca cao.

Độ pH: độ pH tỉ lệ nghịch với hàm lƣợ ng acid, tuy nhiên sự biến đổi của độ

pH cho ta biết mức độ thích hợ p của nguyên liệu cho các phản ứng sinh hóa cho tế

bào, mức độ thích hợ p cho các vi sinh vật và các enzyme hoạt động. Độ pH của loại ca

cao tốt nhất là 5.13 – 5.3 ở Ghana (Smilja, 2007). Ca cao Việt Nam có độ pH 4.7 – 5

(Cargill, 2007).

Hàm lƣợng acid: đây là yếu tố quyết định hƣơng vị ca cao. Hàm lƣợng acid

biến thiên từ 0.2 – 1% trong hạt (Neil Hollywood, 2007). Khi độ acid cao làm cho

hƣơng vị chocolate giảm. Các acid trong ca cao gồm acid dễ bay hơi và acid không

bay hơi, chủ yếu là: acid lactic, acid acetic, acid citric. Dấu hiệu có mặt acid acetic là

mùi hăng khó chịu nhƣng bị loại bỏ khi sản xuất chocolate, còn acid lactic thì không bị

mất đi nên vẫn còn mùi, làm pH ca cao khô giảm xuống.

Thành phần chất thơm.



Thành phần chất béo: là thành phần quan trọng của hạt ca cao. Chất béo của ca

cao Việt Nam khoảng 46 – 54%.

Tỷ lệ đƣờng khử và acid amin: có vai trò quan trọng trong việc tạo hƣơng

thơm đặc trƣng cho ca cao. Chúng kết hợp với nhau trong quá trình rang tạo các

carboxyl dễ bay hơi và pyrazin từ phản ứng Maillard.

Hàm lƣợng caffein và theobromin: là thành phần tạo nên kích thích hƣng phấn

cho ngƣời sử dụng chocolate. Hàm lƣợng từ 1 – 4% chất khô.

Hàm lƣợng polyphenol: có hàm lƣợng thấp nhƣng đóng góp nhiều vào hƣơng

vị ca cao trong quá trình chế biến; tạo vị đắng, chát.

Hàm lƣợ ng acid béo tự do: một lƣợ ng nhỏ hàm lƣợ ng acid béo tự do có tronghạt cũng làm ảnh hƣởng tƣơng đối đến chất lƣợ ng hạt đặc biệt là sự ôi hóa.

Hàm lƣợng các độc tố: (Aflatoxin, OTD,...)

22..44..33.. CChhấấtt llư ư ợ ợ nngg vvềề vvii ssiinnhh vvàà eennzzyymmee

Thành phần vi sinh tồn tại trong hạt: một số vi sinh vật (nấm mốc A.Niger,

A.Flavus,...) tồn tại trong hạt tạo độc tố nhƣ aflatoxin, OTA,... gây độc cho ngƣời sử

dụng. Các chất độc không bị mất trong quá trình sơ chế và bị giảm 67 – 90% trong quátrình rang.

Thành phần và hàm lƣợng enzyme: các enzyme nhƣ polyphenol oxydase,

invertase, protease, glucooxydase, peptidase,... tồn tại và xúc tác các phản ứng sinh

hóa trong hạt.

22..44..44.. CChhấấtt llư ư ợ ợ nngg ccảảmm qquuaann

2.4.4.1. Màu sắc hạt

Chất lƣợ ng hạt ca cao đƣợc đánh giá thông qua màu sắc hạt. Một số thuật ngữ về

hạt ca cao thô:

Hạt tốt (fully fermentation): hạt khi cắt ra quan sát thấy nhân hạt có màu nâu

hoàn toàn. Hạt này đƣợ c lên men tốt và có chất lƣợ ng tốt.

Hạt tím một phần (partly brown, partly purple): trên bề mặt, một phần tím nằm

bên trong và một phần nâu nằm xung quanh.



Hạt tím (fully purple beans): gồm các hạt có màu tím hoàn toàn trên bề mặt.

Hạt đen đá (slaty beans): hạt có tỷ lệ màu đen chiếm nhiều hơn một nửa diện

tích bề mặt khi cắt dọc hạt.

Hạt mốc (mould beans): các phần bên trong hạt bằng mắt thƣờng thấy đƣợc nấm

mốc.

2.4.4.2. Thử nếm

Hƣơng vị ca cao có ý nghĩa quan trọng trong đối với các hãng sản xuất chocolate.

Việc đánh giá đƣợc thực hiện bởi các chuyên gia thử nếm, họ có thể phát hiện bằng

cách nếm trực tiếp hoặc trộn ca cao với đƣờng và nƣớc để chế biến chocolate rồi mới

đem thử.

2.5. Tổng quan về sấy [7,8,9,17]

2.5.1. Bản chất của quá trình sấy

Sấy là sự bốc hơi nƣớ c của sản phẩm bằng nhiệt ở nhiệt độ bất k ỳ, là quá trình

khuếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do

chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trƣờ ng xung quanh.

2.5.2. Phân loại quá trình sấy

Ngƣờ i ta phân biệt ra có hai loại sấy: sấy tự nhiên và sấy nhân tạo.

- Sấy tự nhiên: nắng, gió,... phƣơng pháp này thờ i gian sấy dài, tốn diện tích sân

phơi, khó điều chỉnh nhiệt độ và ẩm độ cuối cùng của vật liệu còn khá lớ n, phụ thuộc

vào thờ i tiết khí hậu.- Sấy nhân tạo: quá trình cung cấ p nhiệt, nghĩa là phải dùng đến tác nhân sấy

nhƣ khói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt,... và nó đƣợ c hút ra khỏi thiết bị khi sấy

xong. Quá trình sấy nhanh, dễ điều khiển và triệt để hơn sấy tự nhiên.

Phân loại sấy nhân tạo gồm có:

Phân loại theo phƣơng thức truyền nhiệt:



+ Phƣơng pháp sấy đối lƣu: nguồn nhiệt cung cấ p cho quá trình sấy là nhiệt

truyền từ từ tác nhân sấy đến vật liệu bằng cách truyền nhiệt đối lƣu. Đây là phƣơng

pháp đƣợ c dùng r ộng rãi hơn cả cho sấy hoa quả và sấy hạt.

+ Phƣơng pháp sấy bức xạ: nguồn nhiệt cung cấ p cho quá trình sấy là đƣợ c thực

hiện bằng bức xạ từ một bề mặt nào đó lên vật liệu sấy, có thể dùng bức xạ thƣờ ng

hoặc bức xạ hồng ngoại.

+ Phƣơng pháp sấy tiế p xúc: nguồn cung cấ p nhiệt cho quá trình sấy là cho tiế p

xúc tr ực tiế p vớ i bề mặt nguồn nhiệt.

+ Phƣơng pháp sấy bằng điện trƣờ ng dòng cao tần: nguồn nhiệt cung cấ p cho vật

liệu sấy là nhờ dòng điện cao tần tạo nên dòng điện cao tần trong vật liệu sấy làm vật

nóng lên.

+ Phƣơng pháp sấy thăng hoa: đƣợ c thực hiện bằng cách đông đá vật liệu sấy

đồng thời hút chân không để cho vật liệu sấy đạt đến tr ạng thái thăng hoa của nƣớ c,

nƣớ c thoát khỏi vật liệu sấy nhờ quá trình thăng hoa.

+ Phƣơng pháp sấy tầng sôi: nguồn nhiệt từ không khí nóng nhờ quạt thổi vào

buồng sấy đủ mạnh và làm sôi lớ p hạt, sau một thờ i gian nhất định hạt khô và đƣợ c

tháo ra ngoài.

+ Phƣơng pháp sấy phun: đƣợc dùng để sấy các sản phẩm dạng lỏng thành dạng

hạt mịn nhỏ.

Phân loại theo tính chất xử lý vật liệu ẩm qua buồng sấy:

+ Sấy mẻ: vật liệu đứng yên hoặc chuyển động qua buồng sấy nhiều lần, đến khi

hoàn tất thì đƣợ c tháo ra.

+ Sấy liên tục: vật liệu đƣợ c cung cấ p liên tục và sự chuyển động của vật liệu ẩm

qua buồng sấy cũng xảy ra liên tục.

Phân loại theo sự chuyển động tƣơng đối của dòng vật liệu và dòng không khí.

+ Loại thổi qua bề mặt.



+ Loại thổi xuyên vuông góc vớ i vật liệu.

2.5.3. Các quy luật cơ bản trong quá trình sấy

- Quy luật thay đổi ẩm độ theo thờ i gian sấy đƣợ c biểu thị dƣớ i dạng đồ thị

tƣơng ứng là đƣờ ng cong sấy.

- Quy luật thay đổi nhiệt độ vật sấy theo thờ i gian sấy biểu thị dƣớ i dạng đồ thị

tƣơng ứng là đƣờ ng cong nhiệt độ vật sấy.

- Quy luật thay đổi của tốc độ sấy biểu thị dƣớ i dạng đồ thị tƣơng ứng là đƣờ ng

cong tốc độ sấy.

2.5.4. Các biến đổi xảy ra trong quá trình sấy

Biến đổi vật lý:

Sự giảm hàm lƣợ ng ẩm của hạt ca cao.

Giảm khối lƣợ ng riêng của hạt, khối hạt bị tách nƣớ c nên hạt tr ở nên cứng, giòn.

Sự khuếch tán nƣớ c từ bên trong hạt ra ngoài và sự khuếch tán nội tại của hạt (chủ yếu

là theobromine).

Có hiện tƣợ ng co thể tích, khối lƣợng riêng tăng lên – giảm khối lƣợng do lƣợng nƣớ c

bay hơi.

Có sự biến đổi nhiệt độ là sự tạo chênh lệch nhiệt bên ngoài và bên trong vật liệu sấy.

Biến đổi tính chất cơ lý nhƣ sự biến dạng, hiện tƣợ ng co, hiện tƣợng tăng độ giòn.

Biến đổi hóa sinh: các phản ứng hóa sinh và hóa học tiế p tục xảy ra (dƣớ i tác

động của các emzyme đƣợ c sinh ra trong quá trình lên men), phản ứng phân hủy

protein thành các amino acid, phân hủy tinh bột thành đƣờ ng và các phản ứng oxy hóa

polyphenol tạo màu nâu và các tiền hƣơng vị chocolate trong nhân hạt ca cao.

Biến đổi hóa lý:

-

Khuếch tán ẩm:



Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, ẩm khuếch tán từ lớ p ngoài vào bên trong

vật liệu do giãn nở vì nhiệt. Đây là sự dờ i ẩm gây nên do chênh lệch nhiệt độ của vật

liệu sấy.

Sau khi có hiện tƣợng bay hơi nƣớ c ở bề mặt, ẩm chuyển dờ i từ bề mặt vật liệu

đến tác nhân sấy, lƣợ ng ẩm đó đƣợ c bù bằng lƣợ ng ẩm bên trong vật liệu di chuyển ra

bề mặt. Việc bốc hơi bề mặt tạo ra sự chênh lệch giữa lớ p bề mặt và lớ p bên trong vật

liệu, k ết quả là ẩm chuyển từ bên trong ra bên ngoài vật liệu.

Quá trình chuyển ẩm này nhờ lực khuếch tán thẩm thấu, lực mao quản,…

- Hiện tƣợ ng chuyển từ pha lỏng sang pha hơi của ẩm, có ảnh hƣở ng của hệ keo

trong quá trình sấy. Tùy theo tính chất của vật liệu có chứa keo háo nƣớ c hay k ỵ nƣớ c,

nếu là keo k ỵ nƣớ c thì liên k ết lỏng lẻo, dễ khuếch tán và ngƣợ c lại.

Sự thay đổi cấu trúc vật liệu trong quá trình sấy. Khi có tác nhân sấy, sự thay đổi

hình dạng của khối vật liệu đầu tiên xảy ra ở các góc của khối lập phƣơng do ở đây

diện tích thoát nƣớ c lớn, sau đó ở các lớ p của khối lập phƣơng. Dƣớ i tác dụng của

nhiệt độ, phân tử nƣớ c ở lớ p bề mặt đƣợ c nhận năng lƣợ ng nhiệt từ tác nhân sấy r ồithoát ra khỏi lớ p bề mặt, lúc này cấu trúc tế bào bị biến đổi và xế p khít lại vớ i nhau tạo

thành một lớ p màng kín, cản tr ở sự thoát hơi nƣớ c từ bên trong. Khối vật liệu trƣơng

nở và phồng lên.

Đến một lúc nào đó áp suất hơi nƣớ c bên trong thắng đƣợ c lực cản của lớ p bề

mặt và tiế p tục thoát ra ngoài, áp suất hơi giảm xuống, hiện tƣợ ng keo bề mặt lại xảy

ra, hơi nƣớ c bên trong tiế p tục bị dồn ra ngoài vật liệu theo nguyên tắc chênh lệchnồng độ và áp suất. Quá trình này diễn ra theo từng đợt cho đến khi vật liệu đạt ẩm độ

cân bằng. Đồng thời lƣợng hơi nƣớ c thoát ra khỏi bên trong vật liệu có xu hƣớng đẩy

tế bào dồn về lớ p bề mặt và để lại khoảng tr ống lớ n. Do vậy khi để vật liệu nguội, sự

chênh lệch áp suất xuất hiện sẽ kéo lớ p bề mặt lại gần nhau làm cho khối vật liệu bị

teo lại. Mức độ biến đổi này tùy thuộc vào lƣợng hơi nƣớ c và bản chất của vật liệu.

2.5.5. Các yếu tố ảnh hƣởng đến tốc độ sấy



Bản chất của vật liệu sấy: cấu trúc, thành phần hóa học, đặc tính liên k ết

ẩm,…

Hình dạng vật liệu sấy: kích thƣớ c mẫu, bề dày lớ p vật liệu, diện tích bề mặt

riêng của lớ p vật liệu,…

Độ ẩm ban đầu, độ ẩm cuối và độ ẩm tớ i hạn của vật liệu.

Độ ẩm, nhiệt độ và tốc độ của tác nhân sấy.

Cấu tạo thiết bị sấy, phƣơng thức và chế độ sấy.

2.5.6. Đƣờ ng cong đẳng nhiệt trao đổi ẩm

Đƣờng cong đẳng nhiệt trao đổi ẩm là đƣờ ng biểu diễn EMC của một vật phụ thuộc vào ẩm độ tƣơng đối của không khí trong điều kiện nhiệt độ không đổi. Nếu vật

hút ẩm, ta gọi là đƣờng cong đẳng nhiệt hút ẩm. Ngƣợ c lại, vật nhả ẩm ta gọi là đƣờ ng

cong nhả ẩm.

Mỗi sản phẩm có một loại đƣờng cong đẳng nhiệt trao đổi ẩm tại các nhiệt độ

khác nhau. Hình dạng của đƣờ ng cong là phi tuyến và có dạng Sigmoid. Sự không

trùng nhau của hai đƣờ ng cong gọi là sự tr ễ hấ p phụ, hiện tƣợ ng này xảy ra trong vùnggiữa của đƣờng đẳng nhiệt, nghĩa là vùng nƣớ c liên k ết yếu vớ i sản phẩm.

Mức độ thay đổi của aw trên đƣờ ng cong ẩm khác nhau tùy theo ẩm đƣợ c lấy ra

khỏi thực phẩm (nhả ẩm) hay ẩm đƣợ c thêm vào thực phẩm (hút ẩm). Hiện tƣợ ng này

gọi là “sự xoắn tr ễ”.

Đƣờng đẳng nhiệt hút ẩm và nhả ẩm có thể thu đƣợ c bằng phƣơng pháp thực

nghiệm đối vớ i sản phẩm và ở một nhiệt độ nhất định.

2.5.7. Các mô hình toán học

Các mô hình toán học phù hợ p với đƣờng cong đẳng nhiệt trao đổi ẩm của thực

phẩm đƣợ c ứng dụng nhiều trong bảo quản bằng phƣơng pháp tách nƣớc. Ngƣờ i ta có

thể dự đoán đƣợ c ẩm độ bảo quản, dự đoán cân bằng sau khi tr ộn các sản phẩm có

hoạt tính nƣớ c khác nhau và dự đoán đƣợ c thờ i gian sấy.



Do tính thực tiễn quan tr ọng đó, dựa trên những nghiên cứu có cơ sở lý thuyết,

bán lý thuyết và thực nghiệm, nhiều tác giả đã đề xuất và cải biên các phƣơng trình,

mô hình toán học mô tả mối tƣơng quan giữa EMC – ERH và nhiệt độ môi trƣờ ng.

Tuy nhiên không có một mô hình nào có thể mô tả chính xác đƣờng đẳng nhiệt trao

đổi ẩm cho các loại thực phẩm khác nhau trong toàn bộ khoảng hoạt tính nƣớ c. Mỗi

mô hình chỉ phù hợ p vớ i một loại thực phẩm hoặc chỉ ứng dụng trong những khoảng

aw nhất định ( Jorge Chirife and Hector A.Iglesias, 1976 ).

Các mô hình toán học này đƣợ c chọn lọc và khảo sát vớ i tham số trong phƣơng

trình đƣợ c trình bày ở bảng 2.4.

Bảng 2.4. Một số mô hình toán học

Mô hình toán Phƣơng trình Tài liệu tham khảo

Oswin MP = A[aw/ (1-aw)]B Oswin, 1946; Chen &

Morey, 1989

Oswin cải biên MP = (A + BT)/[(1/aw) – 1)]1/C Oswin cải biên,1946

Chen & Morey, 1989

Halsey MP =[(-A)/(lnaw)]1/B Halsey, 1948

Halsey cải biên MP = [-exp(A + BT)/lnaw ]1/C Iglesias H.A., & Cherife

J., 1976

Henderson MP = [-ln(1 - aw)/A]1/B

Henderson, 1952

Phạm Chí Công va

ctv,2001

Henderson cải biên MP = [-ln(1 - aw)/A(T + C)]1/B Henderson cải biên, 1952Thompson et al.,1068

Chung – Pfost MP = (100/B)[ln(-ln aw)/A]1/B Chung – Pfost, 1967

Chung – Pfost cải

biênMP = {A - [Bln(-Tlnaw)]}100

Chung – Pfost cải biên,

1967

Chen & ClaytonMP = (-1/CTD)ln{[lnaw ]/(-

AK B)}

Chen & Clayton, 1971

Chung MP={A – lnB[- Chung, 1984



(T+C)lnaw)]}100

GAB cải biênMP = [A(C/T)Baw]/{(1-

Baw)[(1- Baw) + (C/T)Baw ]}

Jayas D.S & Mazza G,

1993

Trong đó: A, B, C, D: các hệ số

2.6. Tổng quan phƣơng pháp nghiên cứ u

2.6.1. Phƣơng pháp chiết Soxhlet

Nguyên tắc

Dùng dung môi k ị nƣớc (n – hexan) trích ly hoàn toàn lipid từ nguyên liệu đãđƣợc nghiền nhỏ. Một số thành phần hòa tan trong chất béo cũng đƣợc trích ly theo

bao gồm các sắc tố, các vitamin tan trong chất béo, các chất mùi,… tuy nhiên hàm

lƣợng của chúng thấp. Do có lẫn tạp chất, phần trích ly đƣợc gọi là lipid tổng hay dầu

thô.

Hàm lƣợng lipid tổng có thể tính bằng cách cân trực tiếp lƣợng dầu sau khi

chƣng cất loại sạch dung môi hoặc tính gián tiếp từ khối lƣợng bã còn lại. Ƣu điểmcủa cách tính gián tiếp là có thể trích ly nhiều mẫu trong cùng một trụ chiết.

2.6.2. Định lƣợng Nitơ tổng (protein) bằng phƣơng pháp Kjeldahl [10,11,18]

Nguyên tắc

Khi đốt nóng mẫu cần phân tích với H2SO4 đậm đặc, các hợp chất hữu cơ bị oxy

hóa. Cacbon và Hydro tạo thành CO2 và H2O. Còn Nitơ sau khi đƣợc giải phóng ra

dƣới dạng NH3 kết hợp với H2SO4 tạo thành (NH4)2SO4 tan trong dung dịch. Đuổi NH3

khỏi dung dịch bằng NaOH đồng thời cất và thu NH3 bằng một lƣợng dƣ H2SO4

0.01N. Định lƣợng H2SO4 0.01N còn lại bằng dung dịch NaOH 0.01N chuẩn, qua đó

tính đƣợc lƣợng Nitơ có trong mẫu nguyên liệu thí nghiệm.

Quy trình đƣợc thực hiện theo các bƣớc sau:

Bƣớc 1: Vô cơ hoá nguyên liệu

R-CH-COOH + H2SO4 t CO2 + H2O + (NH4)2SO4 Xúc tác



NH2

Bƣớc 2: Cất đạm

Phản ứng xảy ra trong thiết bị cất đạm:

(NH4)2SO4 +2NaOH Na2SO4 +2NH3 +2H2O

Phản ứng xảy ra trong bình hứng:

NH3+H2SO4 (NH4)2SO4 +H2SO4 dƣ

Bƣớc 3: Chuẩn độ lƣợng H2SO4 còn thừa trong bình hứng bằng NaOH

Hình 2.2. thống thiết bị theo phƣơng pháp Kjeldahl

A: Bình đun E: Ống sinh hàn

B: Bình đựng dung dịch thải F: Bình hứng (Erlen)

C: Bình cất G: Bếp điện



D: Phễu rót dịch P1, P2: Khóa

2.6.3. Định lƣợng đƣờng khử bằng phƣơng pháp Acid Dinitrosalisylic (DNS)

Nguyên tắc: phƣơng pháp này dựa trên cơ sở phản ứng tạo màu giữa đƣờ ng

khử vớ i thuốc thử 3,5 – dinitrosalycylic acid (DNS). Cƣờng độ màu hỗn hợ p của phản

ứng tỷ lệ thuận vớ i nồng độ đƣờ ng khử. Dựa theo đồ thị chuẩn của glucose tinh khiết

vớ i thuốc thử DNS sẽ tính đƣợc hàm lƣợng đƣờ ng khử của mẫu nghiên cứu.

Phƣơng trình phản ứng tạo màu giữa đƣờ ng khử và DNS:

Xử lý mẫu:

Tùy vào đối tƣợ ng nghiên cứu mà cách chuẩn bị dung dịch dùng để định lƣợ ng

đƣờ ng có khác nhau:

Nguyên l i ệu không ch ứ a nhi ều tinh b ột

Dùng nƣớ c nóng trích ly đƣờ ng. Cân 1 – 2g mẫu nếu là nguyên liệu khô (cây, lá

hoặc quả khô) hoặc 5 – 10g nếu là nguyên liệu tƣơi có hàm ẩm cao (rau, quả tƣơi).

Cho vào cối sứ nghiền thật nhỏ (có thể nghiền vớ i bột thủy tinh hay cát sạch). Trích ly

nhiều lần bằng 30ml nƣớ c cất nóng 70 – 80oC. Chuyển lƣợ ng dịch vào bình định mức,

bỏ phần bã.

Nguyên l i ệu ch ứ a protein (d ứa,…)

Trích ly dung dịch (V < 50ml), đem kết tủa protein và các tạ p chất bằng dung

dịch acid trichloroacetic 10% (hoặc Acetat chì 10%), sau đó trung hòa bằng dung dịch

NaOH 5% vớ i chỉ thị methyl red (màu đỏ chuyển sang vàng) hoặc Na2HPO4 bão hòa.

Nguyên l i ệu ch ứ a nhi ều acid h ữu cơ (dứ a, chanh, kh ế,…)



Quá trình trích ly đƣờ ng, sacarose có thể bị thủy phân một phần do sự có mặt của

acid hữu cơ có sẵn trong nguyên liệu, do đó khi xác định đƣờ ng khử phải trung hòa

acid hữu cơ bằng dung dịch NaOH 5% hay Na2CO3 bão hòa.

Nghiền nhuyễn nguyên liệu trong cối sứ vớ i một ít nƣớ c cất. Nhỏ 3 giọt chỉ thi

đỏ methyl red hoặc phenolphtalein và cho từ từ từng giọt NaOH 5% đến khi xuất hiện

màu hồng nhạt. Tiế p tục trích ly bằng nƣớ c ấm nhƣ trên

Nguyên l i ệu ch ứ a nhi ều tinh b ột (chu ố i, khoai lang,...)

Trích ly đƣờ ng bằng 30ml rƣợ u 70 – 80o. Trong trƣờ ng hợ p này không cần k ết

tủa protein vì lƣợ ng protein chuyển vào dung dịch không đáng kể.

Mẫu đã qua xử lý thêm nƣớ c cất tớ i vạch định mức 100ml, lọc qua giấy lọc vào

cốc. Nƣớ c qua lọc là dung dịch mẫu cần phân tích.



Chƣơng 3

NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U

3.1. Mục tiêu, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu

3.1.1. Mục tiêu nghiên cứ u

- Đƣa ra mô hình toán phù hợ p với đẳng nhiệt hút ẩm ca cao.

- Khảo sát các chế độ sấy ca cao.

- Đánh giá ảnh hƣở ng của các chế độ sấy lên chất lƣợ ng ca cao.

3.1.2. Đối tƣợng, địa điểm và thờ i gian nghiên cứ u

- Đối tƣợ ng: Nguyên liệu ca cao lên men đƣợ c thu mua tại tỉnh Bến Tre.

- Địa điểm: Các thí nghiệm đƣợ c tiến hành tại phòng thí nghiệm I4, Bộ môn

Công Nghệ Hóa Học, trƣờng Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh.

- Thờ i gian nghiên cứu: từ tháng 3/2013 đến tháng 8/2013.

3.2. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm

3.2.1. Hóa chất

Các dung dịch muối: LiCl, MgCl2, Mg(NO3)2, NaCl, KNO3.

Dung dịch NaOH 0.1N; Ca(OH)2; Na2CO3; dung dịch Na – Benzoat 5%; 3,5 –

dinitrosalicylic; sodium potassium tartrate; glucose khan; nƣớ c cất.

Cloroform; Phenolphtalein 1%.

Hỗn hợp xúc tác K 2SO4/CuSO4 (3:1), H2SO4 đặc, H2SO4 0.01N, NaOH 0.01N,

NaOH 30%, chỉ thị hỗn hợp: (metyl đỏ, metyl xanh trong ethanol 96% với tỷ lệ 1:2).

N – hexan

33..22..22.. TThhiiếếtt bbịị vvàà ddụụnngg ccụụ tthhí í nngghhiiệệmm

Máy sấy ca cao

Tủ sấy, tủ ấm, tủ sấy chân không

Bình hút ẩm

Khay sấy ca cao; đĩa petri

Cân phân tích



Dụng cụ thủy tinh

Thiết bị đo pH

Máy đo quang

Bếp điện, bộ cất đạm Kjeidahl.

Bộ chiết Soxhlet

Cối chày sứ, giấy lọc

33..44.. PPhhư ư ơ ơ nngg pphháápp tthhí í nngghhiiệệmm

3.4.1. Thí nghiệm 1: Thí nghiệm đẳng nhiệt hút ẩm ca cao

3.4.1.1. Pha chế dung dịch muối bão hòa

Các thí nghiệm đƣợ c tiến hành theo phƣơng pháp tĩnh. Các bƣớ c pha chế dung

dịch muối bão hòa tham khảo theo tiêu chuẩn ASTM số E 104 – 85 của Hiệ p hội thí

nghiệm và vật liệu Hoa K ỳ (JUPAC, 1996).

Pha tr ộn nƣớ c cất vớ i một lƣợ ng muối đã cân đặt sẵn dƣới đáy bình cho đến khi

dung dịch muối bão hòa. Đầu tiên dùng đũa thủy tinh, sau đó để đảm bảo tr ộn đều và

tránh muối k ết tinh dính thành khối, khi pha tr ộn k ết hợ p sử dụng máy khuấy từ. Để

chắc chắn dung dịch muối lúc nào cũng bão hòa trong suốt quá trình thí nghiệm, luôn

giữ cho một lƣợ ng muối thừa dƣớ i lớp nƣớ c dung dịch muối bão hòa này.

3.4.1.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm



Hình 3.1. Sơ đồ quy trình thí nghiệm xác định ẩm độ cân bằng.

3.4.1.3. Quy trình thí nghiệm

Sấy khô kiệt mẫu (theo TCVN 7520: 2005): Sấy khô đĩa petri,sau đó đem cân để

xác đinh khối lƣợ ng đĩa. Cắt nhỏ hạt ca cao cho vàođĩa petri và tiến hành sấy ở 105oC

trong 4 giờ . Sau đó đem mẫu ra để nguội và nghiền nhỏ mẫu. Cân một lƣợ ng mẫu nhất

định cho vào đĩa petri và tiế p tục sấy ở 105oC đến khối lƣợng không đổi. Cân xác định

khối lƣợ ng mẫu khô kiệt.

Cho 3g mẫu vào tr ải đều một lớ p mỏng trên các đĩa petri. Bố trí mỗi bình hút ẩmchứa 3 đĩa. Mỗi bình hút ẩm chứa một loại dung dịch muối bão hòa. Tiến hành thí

nghiệm vớ i 5 dung dịch muối bão hòa tƣơng ứng vớ i 5 bình hút ẩm. Các bình hút ẩm

đƣợc đặt vào tủ ấm và giữ ở nhiệt độ thí nghiệm ban đầu là 45oC.

Đến tuần thứ 3 tiến hành cân khối lƣợ ng mẫu, sau đó cân định k ỳ mỗi ngày 1 lần.

Tiến hành cân cho đến khi khối lƣợng không đổi. Sau đó điều chỉnh nhiệt độ tủ ấm lên

50o

C và cho các bình hút ẩm vào giữ ở nhiệt độ đó trong 1 tuần. Tiến hành cân khối

Sấy khô kiệt ở 105oC

Cân cho đến khi khối lƣợng không đổi

Xác định ẩm độ cân bằng

LiCl

Cho mẫu vào bình hút ẩm đặt trong tủ ấm

Mg(NO3)2 NaCl KNO3 MgCl2

Cắt nhỏ nguyên liệu

Ca cao lên men



lƣợ ng mẫu, sau đó cân định k ỳ mỗi ngày 1 lần. Tiến hành cân cho đến khi khối lƣợ ng

không đổi. Thực hiện các bƣớ c ở nhiệt độ 55oC và 60oC tƣơng tự nhƣ ở nhiệt độ 45oC.

Ẩm độ cân bằng đƣợc xác định theo công thức:1

12

GGG EMC

Vớ i: G2: khối lƣợ ng mẫu của lần cân cuối cùng.

G1: là khối lƣợ ng khô của mẫu.

3.4.2. Thí nghiệm 2: Thí nghiệm động học sấy ca cao

3.4.2.1. Thí nghiệm 2.1: Thí nghiệm động học sấy k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng

Sơ đồ thí nghiệm động học sấy ca cao:

Hình 3.2. Sơ đồ quy trình thí nghiệm động học sấy k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ

phòng

Quy trình thự c hiện:

Đầu tiên, xác định ẩm độ ban đầu của ca cao (theo TCVN 7520 : 2005):

Nguyên tắc dùng sức nóng làm bay hơi hết lƣợng nƣớ c trong hạt ca cao.

Cân tr ọng lƣợ ng mẫu trƣớ c và sau khi sấy khô, từ đó tính ra phần trăm nƣớ c có trong

hạt ca cao.

Sấy khô đĩa petri, sau đó đem cân để xác đinh khối lƣợng đĩa. Cắt nhỏ hạt

ca cao, cân một lƣợ ng mẫu nhất định cho vào đĩa petri và tiến hành sấy ở 105oC đến

khối lƣợng không đổi. Để nguội trong bình hút ẩm. Cân xác định khối lƣợ ng mẫu khô

kiệt.

Ca cao lênSấy ban ngày ở nhiệt độ 50oC

Ủ ban đêm ở nhiệt độ phòng

Dừng thí nghiệm khiẩm độ đạt 7.5%

Tr ải đều vàokhay



Tiến hành sấy ca cao: Tr ải đều mẫu hạt ca cao một lớ p mỏng vào 2 khay, cho vào

tủ sấy và tiến hành sấy ở nhiệt độ 50oC. Sấy mẫu từ 7 giờ sáng tớ i 5 giờ chiều, sau đó

tắt tủ sấy và để qua đêm ở nhiệt độ phòng. Tiến hành cân định k ỳ 2 giờ 1 lần. Sau khi

thấy ẩm độ của mẫu ca cao gần 7.5%, tiến hành cân định k ỳ 1 giờ 1 lần. Thí nghiệm

k ết thúc khi ẩm độ sản phẩm sấy đạt 7.5%.

Tính ẩm độ của ca cao theo công thức:

100(%)1

21

GG

GG X

Trong đó: X : hàm lƣợ ng ẩm, %

G : khối lƣợng đĩa petri, g

G1 : khối lƣợ ng đĩa petri và mẫu trƣớ c khi sấy, g

G2 : khối lƣợ ng đĩa petri và mẫu sau khi sấy, g

3.4.2.1. Thí nghiệm 2.2: Thí nghiệm động học sấy liên tục


Hình 3.3. Sơ đồ quy trình thí nghiệm động học sấy liên tục

Quy trình thự c hiện:

Tiến hành xác định ẩm độ ban đầu của mẫu ca cao tƣơng tự thí nghiệm 2.1.

Tiến hành sấy ca cao: Tr ải đều mẫu hạt ca cao một lớ p mỏng vào 2 khay, cho vào

tủ sấy và tiến hành sấy ở nhiệt độ 50o

C. Sấy mẫu liên tục. Tiến hành cân định k ỳ 2 giờ

Ca cao lên menSấy ở nhiệt độ

50oC

Dừng thí nghiệm khiẩm độ đạt 7.5%




1 lần. Sau khi thấy ẩm độ của mẫu ca cao gần 7.5%, tiến hành cân định k ỳ 1 giờ 1 lần.

Thí nghiệm k ết thúc khi ẩm độ sản phẩm sấy đạt 7.5%.

3.4.3. Thí nghiệm 3: Thí nghiệm phơi ca cao kết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng


Hình 3.4. Sơ đồ quy trình thí nghiệm động học phơi k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ

phòng

Tiến hành xác định ẩm độ ban đầu của mẫu ca cao tƣơng tự thí nghiệm 2.1.

Tiến hành phơi ca cao: Trải đều mẫu hạt ca cao một lớ p mỏng vào 2 khay, phơi

mẫu ở dƣớ i ánh nắng mặt tr ờ i. Phơi mẫu từ 7 giờ sáng tớ i 5 giờ chiều, sau đó đem vào

phòng và ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng. Tiến hành cân định k ỳ 2 giờ 1 lần. Sau khi thấy

ẩm độ của mẫu ca cao gần 7.5%, tiến hành cân định k ỳ 1 giờ 1 lần. Thí nghiệm k ết

thúc khi ẩm độ sản phẩm sấy đạt 7.5%.

3.4.4. Thí nghiệm 4: Xác định một số thành phần của hạt ca cao

3.4.4.1. Xác định số lƣợ ng hạt trong 100 g mẫu (theo TCVN 7521 : 2005)

Mục đích: đánh giá kích cỡ hạt

- Cân 100g hạt sau khi đã loại bỏ các hạt lép và hạt vỡ .

- Đếm số hạt có trong 100g.

3.4.4.2. Xác định hàm lƣợ ng vỏ hạt

Mục đích: đánh giá chất lƣợ ng của hạt ca cao thông qua hàm lƣợ ng vỏ hạt.

- R ửa sạch và làm khô cốc.

Ca cao lên menPhơi ngoài trờ i

Ủ ban đêm ở

nhiệt độ phòng

Dừng thí nghiệm khi

ẩm độ đạt 7.5%




- Lấy ngẫu nhiên 20 hạt trong mẫu ca cao khô cho vào cốc (không bao gồm các

hạt vỡ vụn), cân tr ọng lƣợ ng mẫu hạt, ta đƣợ c W1 (g).

- Đổ các hạt trong cốc ra khay và loại vỏ.

- Lấy nhân các hạt vừa bóc cho vào cốc và cân lại khối lƣợ ng, ta đƣợ c W2(g).

- Tính hàm lƣợ ng vỏ: % vỏ = 1001

21

W

W W

3.4.4.3. Xác định độ pH

- Ca cao sau khi sấy bóc vỏ và loại bỏ vỏ

- Nghiền mịn hạt đã tách vỏ thành bột ca cao bằng máy xay

- Cân chính xác 10g (mức sai số cho phép ± 0.1g)

- Đƣa 10g đó vào bình định mức 100ml, thêm nƣớ c cất đến vạch định mức, vớ i

nhiệt độ nƣớ c là 70 – 80oC.

- Lắc nhẹ dung dịch hỗn hợ p trong 20 giây, lọc lấy phần dung dịch.

- Hút 25 ml dung dịch hỗn hợ p r ồi xác định pH bằng thiết bị đo pH bằng điện

cực thủy tinh (PhạmVăn Thao, 2008).

3.4.4.4. Xác định hàm lƣợ ng axit Nguyên tắc: Dùng dung dịch NaOH 0.1N để trung hòa lƣợ ng axit có trong mẫu

vớ i chất chỉ thị phenolphtalein.

- Mẫu ca cao bóc vỏ và loại bỏ vỏ

- Nghiền mịn hạt đã tách vỏ thành bột ca cao bằng máy nghiền

- Cân chính xác 10g (mức sai số cho phép ± 0.0001g)

- Đƣa 10g đó vào bình định mức 100 ml, thêm nƣớ c cất đến vạch định mức, vớ inhiệt độ nƣớ c là 70 – 80oC.

- Lắc nhẹ dung dịch hỗn hợ p trong 30 phút, lọc lấy phần dung dịch.

- Lấy 25ml dung dịch trên, thêm vào 5 giọt dung dịch phenolphtalein 1%.

- Dùng dung dịch NaOH 0.1N chuẩn độ đến khi dung dịch chuyển sang màu

hồng (không mất màu trong 30 giây). Ghi thể tích NaOH tiêu tốn (ml).

- Độ axit tính theo số mol NaOH 0.1N để trung hòa hết lƣợ ng axit tự do tƣơng

đƣơng trong 10g chất khô của sản phẩm đƣợ c tính theo công thức:



mV

V K V X

1

2 100,%

Trong đó: V : thể tích dung dịch NaOH 0.1 N dùng để chuẩn độ, ml

K = 0.006 : hệ số quy đổi axit tổng về axit acetic

V1 : thể tích dung dịch mẫu, ml

V2 : thể tích định mức, ml

m : khối lƣợ ng mẫu, g

3.4.4.5. Định lƣợng đƣờng khử bằng phƣơng pháp Acid Dinitrosalisylic (DNS)

Nguyên tắc: phƣơng pháp này dựa trên cơ sở phản ứng tạo màu giữa đƣờ ng khử

vớ i thuốc thử 3,5 – dinitrosalycylic acid (DNS). Cƣờng độ màu hỗn hợ p của phản ứng

tỷ lệ thuận vớ i nồng độ đƣờ ng khử. Dựa theo đồ thị chuẩn của glucose tinh khiết vớ i

thuốc thử DNS sẽ tính đƣợc hàm lƣợng đƣờ ng khử của mẫu nghiên cứu.

Phƣơng trình phản ứng tạo màu giữa đƣờ ng khử và DNS:

Hóa chất:

Thuốc thử acid dinitrosalisylic (DNS): cân 1g DNS pha trong 20ml dung d ịch

NaOH 2M, thêm 50ml nƣớ c cất và 30g muối sodium potassium tartrate. Đun nhẹ cho

tan r ồi định mức tớ i 100ml.

Dung dịch glucose mẫu (1mg/ml): cân chính xác 100mg D – glucose hòa tan

trong 100ml nƣớ c cất.

Chỉ pha chế dung dịch thuốc thử DNS dùng cho phản ứng trƣớ c khi sử dụng,

dung dịch này phải đƣợ c giữ trong chai nâu và tránh CO2.



Dựng đồ thị chuẩn glucose: chuẩn bị 11 ống nghiệm sạch và lần lƣợ t cho vào

các ống nhƣ bảng 3.1.

Bảng 3.1. Thí nghiệm xây dựng đƣờ ng chuẩn glucose

Ống nghiệmNồng độ glucose

(mg/ml)

Dung dịch glucose

(ml)Nƣớ c cất (ml)

0 0 0 10

1 0.1 1 9

2 0.2 2 8

3 0.3 3 74 0.4 4 6

5 0.5 5 5

6 0.6 6 4

7 0.7 7 3

8 0.8 8 2

9 0.9 9 1

10 1 10 0

Hút 1ml dung dịch glucose vớ i các nồng độ khác nhau cho vào các ống nghiệm sạch

theo thứ tự 0 – 10.

Hút 1ml thuốc thử DNS cho vào các ống nghiệm trên.

Lắc đều, đem đun cách thủy trong 10 phút. Làm nguội và đo độ hấ p thu OD ở bƣớ c

sóng 540nm. Dựng đƣờ ng chuẩn glucose vớ i tr ục tung (y) là độ hấ p thu (OD) và tr ục

hoành (x) là nồng độ glucose.

Hình 3.5. Thí nghiệm xây dựng đƣờ ng chuẩn glucose (trƣớ c phản ứng)

Hình 3.6. Thí nghiệm xây dựng đƣờ ng chuẩn glucose (sau phản ứng)

Tiến hành thí nghiệm:

- Chuẩn bị mẫu: nghiền nhỏ mẫu hạt ca cao, cân chính xác 1g mẫu hạt ca cao đãnghiền nhỏ thêm vào 30ml nƣớ c cất nóng 70 – 80oC. Trích ly 3 lần bằng nƣớ c nóng,



sau đó lọc lấy phần dung dịch, chuyển lƣợ ng dịch vào bình định mức 100ml, bỏ qua

phần bã đã trích hết đƣờ ng.

- Hút 1ml dung dịch mẫu có chứa đƣờ ng vào ống nghiệm.

- Thêm vào 1ml thuốc thử DNS.

- Chuẩn bị mẫu tr ắng bằng cách thêm 1ml thuốc thử DNS vào 1 ml nƣớ c cất.

- Đậy kín đầu ống nghiệm, đặt vào nồi đun cách thủy trong vòng 10 phút.

- Làm nguội và đo độ hấ p thu OD ở bƣớ c sóng 540nm. Dùng mẫu tr ắng để hiệu

chỉnh máy. Tất cả các ống nghiệm cần đƣợ c làm lạnh về nhiệt độ phòng trƣớc khi đo

bởi vì độ hấ p thu r ất nhạy vớ i nhiệt độ.

- Dựa vào đƣờ ng chuẩn suy ra nồng độ đƣờ ng khử trong dung dịch và nguyênliệu ban đầu.

3.4.4.6. Xác định hàm lƣợ ng cafein và theobromine

Hạt ca cao nghiền nhỏ, cân 5g bột vào cốc 250ml. Thêm vào mỗi cốc 2g vôi

Ca(OH)2 và 100ml dung dịch Na – Benzoat 5%, dùng đũa thuỷ tinh khuấy k ỹ và ngâm

trong 30 phút. Chuyển toàn bộ dịch từ cốc vào phễu thiết. Tráng cốc bằng 10ml Na –

Benzoat, nƣớ c tráng chuyển vào phễu thiết, để yên phễu chiết 10 phút r ồi chiết tách phần cặn vôi vào phễu chiết khác. Phần dung dịch trên cặn vôi đƣợ c giữ nguyên. Thêm

50ml Na – Benzoat vào cặn vôi ở phễu sau, đậy nút, lắc mạnh, để yên 10 phút và chiết

phần dung dịch sang phễu chiết đầu. Thêm vào một ít Na2CO3 để kiềm hoá.

Cho vào phễu chiết 20ml Cloroform, đậy nút, lắc mạnh, để yên và chiết lấy phần

Cloroform chứa cafein và theobromine ra. Tiến hành chiết 3 lần, toàn bộ lƣợ ng

Cloroform chiết ra đƣợ c góp vào cốc thuỷ tinh đã sấy khô và cần biết trƣớ c tr ọng

lƣợ ng. Làm bốc hơi hết Cloroform trên nồi đun cách thuỷ trong tủ hút. Cafein vatheobromin ở trong cốc dạng tinh thể tr ắng. Lau khô ngoài cốc r ồi đem đi cân, kết quả

tr ừ đi trọng lƣợ ng cốc sẽ là lƣợ ng cafein và theobromin của mẫu phân tích. Căn cứ vào

lƣợ ng cafein và theobromine vừa phân tích và độ ẩm của mẫu, suy ra hàm lƣợ ng của

chúng theo % chất khô của nguyên liệu ban đầu.

3.4.4.7. Xác định hàm lƣợ ng chất béo trong ca cao

Ca cao sau khi sấy đem bóc vỏ, cho vào cối nghiền mịn. Cân 2g ca cao đã nghiền

cho vào túi vải để thuận tiện cho việc lấy khối bột ra khỏi ống. Lƣợng bột trong ống

không đƣợc cao vƣợt quá mức cong của ống thông nhau.



Rót dung môi n – hexan cho vào bình cầu, kiểm tra hệ thống kín, mở nƣớc chảy

hoàn lƣu trong bộ phận ngƣng tụ hơi dung môi. Cắm bếp điện và điều chỉnh nhiệt độ

sao cho dung môi trong bình cầu sôi nhẹ. Dung môi tinh khiết khi đun đến nhiệt độ đạt

đến điểm sôi sẽ bốc hơi lên cao, hơi dung môi theo ống lên cao tới bộ phận ngƣng tụ,

hơi dung môi sẽ đƣợc làm lạnh, ngƣng tụ thành thể lỏng, rớt xuống túi vải chứa

nguyên liệu. Dung môi ngấm vào mẫu và chiết những chất hữu cơ nào có thể hòa tan

vào dung môi. Theo quá trình đun nóng, lƣợng dung môi rơi vào túi vải càng nhiều,

mức dung môi dâng cao trong ống C, và đồng thời cũng dâng cao trong ống thông

nhau B. Đến mức cao nhất trong ống B, dung môi sẽ hút về A, lực hút này sẽ hút hết

lƣợng dung môi đang chứa trong ống C. Bếp vẫn tiếp tục đun và một quy trình mớivận chuyển dung môi nhƣ ban đầu. Các hợp chất đƣợc hút xuống bình cầu và nằm tại

đó, chỉ có dung môi nguyên chất là tiếp tục bốc hơi bay lên để tiếp tục quá trình chiết.

Cứ nhƣ vậy cho đến khi chiết kiệt các chất có trong bột nguyên liệu .

Quá trình chiết đƣợc tiến hành trong khoảng 8 – 10 giờ. Quá trình chiết chất béo

kết thúc khi giọt dung môi từ ống hồi lƣu chảy xuống không làm loang giấy lọc sau

khi đã bay hết dung môi. Cất thu hồi dung môi có trong bình cầu. Sau đó đặt bình cầuvào tủ sấy và duy trì ở nhiệt độ 50oC và sấy đến khối lƣợng không đổi.

Để nguội bình cầu chứa trong bình hút ẩm khoảng 30 phút, cân bình cầu để xác

định hàm lƣợng chất béo có trong mẫu.

A: Bình cầu

B: Ống thông nhau

C: Ống chứa dung môi



Hình 3.7. Bộ chiết Soxhlet

Tính kết quả

Hàm lƣợng phần trăm chất béo tính theo công thức:

10021

m

M M X

Trong đó: M1 : khối lƣợng bao giấy và mẫu ban đầu, g

M2 : khối lƣợng bao giấy và mẫu sau khi trích chất béo và sấy khô, g

m : khối lƣợng mẫu ban đầu, g

3.4.4.8. Xác định hàm lƣợ ng protein trong ca cao

Vô cơ hóa mẫu:

Cân 0.2g ca cao dạng bột đã bóc vỏ sấy khô tuyệt đối cho vào bình Kjeldahl,

dùng pipet hút 10ml H2SO4 đặc đổ vào bình Kjeldahl sẽ thấy xuất hiện màu nâu đen

do nguyên liệu đã bị oxy hóa. Cho thêm 0.2g hỗn hợ p xúc tác, lắc nhẹ, đậy kín bình,

để một thờ i gian cho H2SO4 tác dụng vớ i nguyên liệu sẽ giảm bớt đƣợ c thời gian đun.Sau đó, đặt bình Kjeldahl lên bếp đun. Trong khi đun theo dõi sự mất màu đen của

dung dịch trong bình đun, khi thấy dung dịch có màu xanh ngọc trong suốt thì có thể

lắc nhẹ bình để kéo hết các phân tử ở trên thành bình chƣa bị oxy hóa vào trong dung

dịch. Tiế p tục đun cho đến khi dung dịch có màu xanh ngọc và trong hoàn toàn. Để

nguội bình, chuyển dung dịch sang bình định mức 100ml, dùng nƣớ c cất tráng lại bình

Kjeldahl và dẫn tớ i vạch.



Hình 3.8. Giai đoạn vô cơ hóa mẫu

Giai đoạn cất đạm theo phƣơng pháp dùng hệ chuẩn H2SO4 – NaOH

Cho nƣớ c cất một lần tớ i 2/3 thể tích của bình A, cắm điện đun sôi nƣớ c trong

bình. Hơi nƣớ c và nhiệt độ của bình A giúp cho Nitơ trong (NH4)2SO4 của mẫu bị

NaOH 30% đẩy ra dƣớ i dạng NH3. NH3 đƣợc ngƣng tụ nhờ hệ thống làm lạnh và hơinƣớ c tạo thành NH4OH. Sau khi nƣớc trong bình A đã sôi, cho vào bình hứng 20ml

H2SO4 0.01N và 3 giọt thuốc thử hỗn hợ p, dung dịch trong bình nón sẽ có màu tím

hồng chứng tỏ môi trƣờng acid. Đặt bình hứng vào giá đỡ sao cho đầu mút của ống

sinh hàn ngậ p trong dung dịch của bình hứng. Nếu lƣợ ng acid trong bình hứng không

đủ ngậ p, có thể cho thêm vào một ít nƣớ c cất vô đạm.

Cho vào bình cất 10ml dung dịch mẫuvà 3 giọt thuốc thử hỗn hợ p, cho tiế p

vào bình cất 20ml NaOH 30% r ồi đóng chặt van lại sau đó tráng phễu bằng nƣớ c cất

vô đạm. Dung dịch trong bình cất chuyển từ màu tím hồng sang màu xanh lá mạ thể

hiện môi trƣờ ng kiềm. Sau 8 – 10 phút cất đạm, để kiểm tra xem NH4OH còn đƣợ c tạo

ra không, dùng giấy quỳ thử dung dịch ở đầu ống sinh hàn. Nếu giấy quỳ còn màu

xanh thì phải cất đạm tiế p, nếu giấy quỳ không đổi màu thì quá trình cất đạm đã xong,

lấy bình hứng đem chuẩn độ.

Chuẩn độ



Dùng NaOH 0.01N chuẩn độ cho tớ i khi dung dịch trong bình hứng chuyển từ

màu tím hồng sang màu xanh lá mạ. Lƣợ ng NaOH 0.01N dùng để chuẩn độ bằng

H2SO4 0.01N còn dƣ trong bình hứng.

Tính kết quả

Hàm lƣợng % nitơ tổng số hay nitơ toàn phần đƣợ c tính theo công thức:

(%)100)(0014.0 01,001,0

mv

V f vV

m

m Nth NaOH Ntr NaOH

Trong đó:

f : hệ số hiệu chỉnh nồng độ NaOH

V NaOH 0.01 tr (trắng) : thể tích NaOH 0.01N để chuẩn độ mẫu trắng (ml)

v NaOH 0.01N th (thật) :thể tích NaOH 0.01N để chuẩn độ mẫu thật (ml)

vm : thể tích mẫu đƣa vào cất (10ml)

Vm :thể tích mẫu định mức (100ml)

m : khối lƣợng mẫu đƣa vào vô cơ hóa (g)

0.0014 là hệ số : cứ 1ml H2SO4 0.01N dùng để trung hòa NH4OH thì

tƣơng đƣơng vớ i 0.0014 g Nitơ.

Tính hệ số hiệu chuẩ n f:

Lấy 2 erlen, cho vào mỗi erlen 20ml H2SO4 0.01N và vài giọt metyl đỏ. Sau đó

chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0.01N.

N NaOH V

N mlNaOH f

01.0

01.020

Sau khi tính đƣợc nitơ tổng số, đem kết quả đó nhân vớ i hệ số tƣơng ứng 6.25 sẽ

cho ra hàm lƣợ ng protein trong nguyên liệu.

3.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu

K ết quả thí nghiệm đƣợ c xử lý ANOVA (Analysis of Variance) bằng phần mềm

Stagraphic và phần mềm Microsoft Excel.



Chƣơng 4

K ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Thí nghiệm đẳng nhiệt hút ẩm ca cao

4.1.1. K ết quả thu nhận đƣợ c

Sau khi tiến hành thí nghiệm cho thấy, thờ i gian cần thiết để mẫu đạt ẩm độ cân

bằng khoảng 2 – 3 tuần.

K ết quả sau khi xác định EMC của ca cao ở các nhiệt độ 45oC, 50oC, 55oC và

60oC vớ i các loại môi trƣờ ng LiCl, MgCl2, Mg(NO3)2, NaCl và KNO3 đƣợ c thể hiện ở

bảng số liệu ẩm độ cân bằng của ca cao theo môi trƣờ ng ở các nhiệt độ khác nhau [Phụ

lục 4.1].

Bảng 4.1. Các EMC trung bình thực nghiệm của ca cao ứng với các môi trƣờ ng có T

(oC) và ERH (%) khác nhau

T,o

C ERH, % EMC, % SD CV, %45 11.16 2.6189 0.0383 1.4642

45 31.1 3.4078 0.1638 4.8062

45 46.93 3.9844 0.0996 2.4990

45 74.52 7.1500 0.1810 2.5308

45 87.03 13.8644 0.1607 1.1591

50 11.1 2.1522 0.0540 2.5085

50 30.54 2.7856 0.1222 4.3875

50 45.44 3.8178 0.0411 1.0776

50 74.43 6.7167 0.1241 1.8483

50 84.78 11.5311 0.2115 1.8338

55 11.03 1.4633 0.0208 1.4226

55 29.93 2.5744 0.0222 0.8621

55 43.92 3.6289 0.0626 1.724255 74.41 6.5389 0.1054 1.6123



55 82.31 9.9756 0.1803 1.8070

60 10.95 1.0522 0.0051 0.4839

60 29.26 1.9633 0.0448 2.2841

60 42.37 3.2844 0.0450 1.3704

60 74.4 6.3167 0.0953 1.5083

60 81.06 9.1978 0.1607 1.7472

Các giá tr ị độ lệch chuẩn (SD) và hệ số biến động (CV) đƣợ c trình bày trong

bảng 4.1 cho thấy mức độ biến động giữa các lần đo. EMC thấp hơn 2% ở 14 điểm đo,

thấp hơn 4% ở 4 điểm đo, một điểm có giá tr ị cao nhất là 4.8062. Sự khác biệt này là

do sự không tinh khiết của muối trong quá trình thí nghiệm.

Các đƣờ ng biểu diễn EMC – ERH của ca cao ở 4 nhiệt độ đƣợ c trình bày ở hình

4.1.

Hình 4.1. Diễn biến ẩm độ cân bằng của nấm men ở các nhiệt độ 45, 50, 55, 60oC

Qua hình 4.1 cho thấy đƣờ ng biểu diễn EMC – ERH cho nhiệt độ thấ p ở phíatrên đƣờ ng biểu diễn cho nhiệt độ cao. Nghĩa là khi tăng nhiệt độ của môi trƣờ ng

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

E M C , % d b

ERH

Diễn biến ẩm độ cân bằng

45oC

50oC

55oC

60oC



ERH, giá tr ị EMC của hạt giảm dần và ngƣợ c lại. Nhƣ vậy, nhiệt độ môi trƣờ ng và ẩm

độ cân bằng của hạt nghịch biến nhau khi xét cùng một ERH.

4.1.2. Đánh giá các mô hình EMC – ERH

4.1.2.1. Ảnh hƣở ng của nhiệt độ lên ẩm độ ca cao

Từ bảng 4.1 cho thấy, khi ẩm độ của môi trƣờng đƣợ c giữ cố định, EMC của ca

cao giảm khi nhiệt độ môi trƣờng tăng lên. Ngƣợ c lại, khi nhiệt độ của môi trƣờ ng

giảm thì EMC của ca cao tăng lên. Nhƣ vậy, khi ERH không đổi, ẩm độ của sản phẩm

nghịch biến vớ i nhiệt độ môi trƣờ ng.

4.1.2.2. Phân tích thống kê

Qua quá trình xử lý số liệu, chúng tôi tiến hành khảo sát sự phù hợ p của các mô

hình toán học đã trình bày trong bảng 2.5. Trƣớ c hết lựa chọn các mô hình có tƣơng

quan thống kê (P < 0.05) sau đó đánh giá tính phù hợ p của mô hình. Tuy nhiên, chỉ có

một số mô hình phù hợp để dự đoán EMC – ERH trên ca cao. Các mô hình phù hợ p

cùng vớ i hệ số của chúng đƣợ c trình bày ở trong bảng 4.2 nhằm so sánh giữa các mô

hình phù hợp để chọn ra mô hình toán học diễn tả tốt nhất mối quan hệ giữa EMC –

ERH trên ca cao. K ết quả xử lý số liệu cho các mô hình phù hợp đƣợ c trình bày trong

các phụ lục………

Bảng 4.2. Các hệ số của các mô hình phù hợ p

Hệ số Mô hình

Oswin Halsey HendersonA

B

R 2

MRE

RMS



Hệ số R 2 của các mô hình phù hợp đƣợ c trình bày ở bảng 4.2 có giá tr ị trong

khoảng…….MRE nằm trong khoảng…… và RMS có giá tr ị từ……….

Theo lý thuyết, một trong những yếu tố xác định mức độ chính xác của mô hìnhlà giá tr ị R 2 lớ n và giá tr ị MRE, RMS nhỏ. Do đó từ bảng 4.2, nhận thấy mô hình

………cho giá tr ị R 2 lớ n nhất, RMS nhỏ nhất, tiế p theo là mô hình……., …… và cuối

cùng là mô hình….

Đồ thị số dƣ của các mô hình…….lần lƣợt đƣợ c trình bày trong hình…….. Sự

phân bố phần dƣ có tính ngẫu nhiên nói lên r ằng các mô hình trên là phù hợ p.

Hình 4.2. Đồ thị số dƣ theo mô hình ….




Nhƣ vậy, dựa vào giá tr ị R 2, MRE, RMS và các đồ thị số dƣ, chúng tôi thấy r ằng

mô hình….. là mô hình toán phù hợ p nhất cho đẳng nhiệt hút ẩm ca cao.

4.1.2.3. Họ đƣờ ng cong EMC – ERH ứ ng vớ i các mô hình phù hợ p ở từ ng nhiệt

độ thí nghiệm

Để thấy rõ độ chính xác của mô hình……, chúng tôi tiến hành xây dựng đồ thị

biểu diễn đƣờ ng cong giá tr ị dự đoán theo từng mô hình và các điểm EMC thực

nghiệm ở từng nhiệt độ thí nghiệm. Những đồ thị này cho phép ta so sánh độ chính xác

của giá tr ị EMC thực nghiệm và dự đoán theo các mô hình ở từng nhiệt độ. Các

hình….. lần lƣợ t biểu diễn họ đƣờ ng cong theo các mô hình ở 45oC, 50oC, 55oC và

60oC.

Quan sát các hình nhận thấy:

Các điểm dự đoán của mô hình….. gần với các điểm EMC thực nghiệm.

Các điểm dự đoán của mô hình………… hơi khác so vớ i giá tr ị EMC thực

nghiệm.



Hình 4… Họ đƣờ ng cong cân bằng ẩm đẳng nhiệt theo các mô hình ở 45oC




K ết luận: Chọn phƣơng trình phù hợ p nhất biểu diễn đẳng nhiệt hút ẩm ca cao

nhƣ sau:

Mô hình:

Mô hình:

4.2. Thí nghiệm động học sấy ca cao

4.2.1. Thí nghiệm động học sấy k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng

Bảng 4... Số liệu thí nghiệm động học sấy k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng

(mk = 151.04g; m1 = 220.43g)

t (h) mi Wwb Wdb R (%/h)

0 220.43 50.8667 103.5278 13.2774

0.5 213.24 49.2100 96.8891 12.0124

2.5 187.22 42.1512 72.8643 9.0301

4.5 167.66 35.4022 54.8041 3.9010

6.5 159.21 31.9737 47.00213.8364

8.5 150.9 28.2276 39.3293 0.4709

22.5 143.76 24.6629 32.7367 6.3617

23.5 136.87 20.8705 26.3750 2.0729

25.5 132.38 18.1866 22.2293 1.3019

27.5 129.56 16.4058 19.6256 1.1634

28.5 128.3 15.5849 18.4622 0.9972

30.5 126.14 14.1394 16.4678 0.7017



32.5 124.62 13.0921 15.0644 0.0798

46.5 123.41 12.2400 13.9471 1.2142

48.5 120.78 10.3290 11.51880.438650.5 119.83 9.6181 10.6416 0.2862

52.5 119.21 9.1481 10.0692 0.2124

54.5 118.75 8.7961 9.6445 0.1662

56.5 118.39 8.5188 9.3121 0.0046

70.5 118.32 8.4647 9.2474 0.0831

72.5 118.14 8.3252 9.0812 0.3878

73.5 117.72 7.9981 8.6934 0.3324

74.5 117.36 7.7159 8.3610 0.3324

75 117.18 7.5742 8.1948 0

Từ bảng số liệu ta vẽ đƣợc đƣờ ng cong sấy:

Hình 4... Đồ thị đƣờ ng cong sấy thí nghiệm động học sấy k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt

độ phòng

y = 0.7725x2 - 14.013x + 103.43

R² = 0.9982

y = 0.1659x2 - 10.681x + 187.52

R² = 0.9691y = 0.0549x2 - 6.0705x + 177.34

R² = 0.9732 y = -0.2419x + 26.426

R² = 0.9205

0.0000

20.0000

40.0000

60.0000

80.0000

100.0000

120.0000

0 10 20 30 40 50 60 70 80

X , %

t, h

Đồ thị đƣờng cong sấy Ngày 1

Ngày 2

Ngày 3

Ngày 4

Poly. (Ngày 1)

Poly. (Ngày 2)

Poly. (Ngày 3)

Linear (Ngày 4)



Từ đồ thị ta có các phƣơng trình đƣờ ng cong sấy của thí nghiệm sấy k ết hợ p ủ

qua đêm ở nhiệt độ phòng:

y = 0.772x2

– 14.01x + 103.4

y = 0.165x2 – 10.68x + 187.5

y = 0.054x2 – 6.07x + 177.3

y = -0.241x + 26.42

Tiến hành đạo hàm các phƣơng trình này ta đƣợc phƣơng trình đƣờ ng cong tốc

độ sấy của thí nghiệm sấy k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng:

R 2 = y = 0.0324x – 1.9130 (%/h)

4.2.2. Thí nghiệm động học sấy liên tục

Số liệu thí nghiệm đƣợ c trình bày trong phụ lục…….

Bảng 4... Số liệu thí nghiệm động học sấy liên tục

(mk = 152.82g; m1 = 224.62g)


0 224.62 50.8667 103.5278 11.6162

0.5 218.21 49.4234 97.7197 11.2583

2.5 193.36 42.9234 75.2032 4.8023

4.5 182.76 39.6130 65.59857.3032

6.5 166.64 33.7714 50.9922 3.3209

8.5 159.31 30.7242 44.3505 1.8497

22.5 130.73 15.5792 18.4542 0.7339

23.5 129.92 15.0529 17.7203 0.5663

25.5 128.67 14.2276 16.5877 0.5708

27.5 127.41 13.3794 15.4460 0.5980

28.5 126.75 12.9284 14.8480 0.6026



30.5 125.42 12.0050 13.6429 0.3443

32.5 124.66 11.4686 12.9542 0.2809

46.5 120.32 8.2752 9.02180.0589

48.5 120.19 8.1760 8.9040 0.1767

50.5 119.8 7.8771 8.5506 0.2537

51,5 119.52 7.6612 8.2969 0.4168

52 119.29 7.4832 8.0885 0


Hình 4... Đồ thị đƣờ ng cong sấy thí nghiệm động học sấy liên tục

Từ đồ thị ta có các phƣơng trình đƣờ ng cong sấy của thí nghiệm sấy liên tục:

y = -7.028x + 99.25

y = -0.599x + 30.89

y = -0.166x + 16.86

y = -7.0282x + 99.254

R² = 0.9662

y = -0.5596x + 30.895

R² = 0.9947 y = -0.1665x + 16.862

R² = 0.9259

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60

X , %

t, h

Đồ thị đƣờng cong sấy

Ngày 1

Ngày 2

Ngày 3

Linear (Ngày 1)

Linear (Ngày 2)

Linear (Ngày 3)




độ sấy của thí nghiệm sấy liên tục:

R 2 = y = 0.0324x – 1.9130 (%/h)

4.2.3. Thí nghiệm phơi ca cao k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng

Bảng 4... Số liệu thí nghiệm phơi ca cao k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng

(mk = 151.3g; m1 = 232.87g)


0 232.87 50.8667 103.5278 15.8893

0.5 223.78 48.8709 95.5832 14.2068

2.5 191.27 40.1805 67.1695 7.3547

4.5 174.44 34.4091 52.4601 2.0058

6.5 169.85 32.6366 48.4485 2.3205

8.5 164.54 30.4626 43.8076 0.4358

22.5 157.56 27.3821 37.70714.2913

23.5 152.65 25.0463 33.4157 2.7400

25.5 146.38 21.8358 27.9358 1.6431

27.5 142.62 19.7751 24.6495 1.5120

28.5 140.89 18.7900 23.1375 1.2717

30.5 137.98 17.0773 20.5942 0.1529

32.5 137.63 16.8664 20.2883 0.1617

46.5 135.04 15.2719 18.0246 0.7910

48.5 133.23 14.1208 16.4427 0.9789

50.5 130.99 12.6523 14.4849 0.5113

52.5 129.82 11.8650 13.4624 0.5375

54.5 128.59 11.0220 12.3873 0.1180

56.5 128.32 10.8348 12.1514 0.0050

70.5 128.24 10.7792 12.08140.3627

72.5 127.41 10.1979 11.3560 0.7822



74.5 125.62 8.9183 9.7916 0.6511

76.5 124.13 7.8250 8.4893 0.2972

77.5 123.79 7.5719 8.19220


Hình 4…. Đồ thị đƣờ ng cong sấy thí nghiệm phơi ca cao kết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ

phòng

Từ đồ thị ta có các phƣơng trình đƣờ ng cong sấy của thí nghiệm phơi ca cao kết

hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng:

y = 1.081x2 – 15.92x + 102.7

y = 0.179x2 – 11.54x + 206.2

y = 0.045x2 – 5.326x + 166.7

y = -0.594x + 54.15


độ sấy của thí nghiệm phơi ca cao kết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng:

y = 1.0811x2

- 15.928x + 102.78R² = 0.9929

y = 0.1791x2 - 11.543x + 206.25

R² = 0.9962

y = 0.0458x2 - 5.326x + 166.76

R² = 0.9953y = -0.5945x + 54.156

R² = 0.9856

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100

X , %

t, h

Đồ thị đƣờng cong sấy Ngày 1

Ngày 2

Ngày 3

Ngày 4

Poly. (Ngày 1)

Poly. (Ngày 2)



R 2 = y = 0.0324x – 1.9130 (%/h)

Biểu diễn đƣờ ng cong tốc độ sấy của thí nghiệm động học sấy ca cao ở các

phƣơng pháp sấy k ết hợ p ủ qua đêm, phƣơng pháp sấy liên tục và phƣơng pháp phơica cao k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng.

Hình 4… Đồ thị đƣờ ng cong tốc độ sấy của thí nghiệm động học sấy ca cao ở các

phƣơng pháp sấy k ết hợ p ủ qua đêm, phƣơng pháp sấy liên tục và phƣơng pháp phơi

ca cao k ết hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng

4.2.4. So sánh tốc độ sấy giữ a các thí nghiệm

Bảng số liệu tốc độ sấy của các thí nghiệm:

Bảng 4... Bảng tổng hợ p k ết quả sấy của các thí nghiệm

R 1 (%/h)R 2 (%/h)

a b

Thí nghiệm động học sấy k ết

hợ p ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng

12.1931 0.0324 -1.9130

Thí nghiệm động học sấy liên

tục 11.3094 0.0802 -3.3629

Thí nghiệm phơi ca cao kết hợ p

ủ qua đêm ở nhiệt độ phòng14.4472 0.0228 -1.5278

R 1: tốc độ sấy ở giai đoạn đẳng tốc

R 2: tốc độ sấy ở giai đoạn giảm tốc

a, b: hệ số phƣơng trình đƣờ ng cong sấy giảm tốc

Dựa vào bảng số liệu 4... và k ết quả phân tích ở trên ta rút ra k ết luận cho thí

nghiệm động học sấy ca cao:

4.3. Xác định một số thành phần của hạt ca cao

4.3.1. Xác định số lƣợ ng hạt trong 100g mẫu



Bảng 4… Khối lƣợ ng 100 hạt ca cao sấy khô

Số lần lặp lại

Khối lƣợ ng 100 hạt ca cao sấy khô (g)

Mẫu ca cao phơi

ngoài trờ i

Mẫu ca cao sấy

liên tục 50oC

Mẫu ca cao sấy 50oC

k ết hợ p ủ qua đêm

1 104.92 104.76 106.5

2 104.4 100.78 104.44

3 106.76 102.42 109.22

Trung bình 104.9111

Dựa vào k ết quả đếm hạt ở bảng trên cho thấy khối lƣợ ng của 100 hạt đều lớ n

hơn 100g, k ết hợ p vớ i bảng phân loại hạt ca cao theo TCVN 7519 : 2005 [Phụ lục 4..],

cho thấy kích cỡ của hạt đạt loại A1 về yêu cầu chất lƣợ ng của hạt sau khi sấy đạt ẩm

độ 7.5%.

4.3.2. Xác định hàm lƣợ ng vỏ hạt

Bảng 4…. Hàm lƣợ ng vỏ hạt trong mẫu ca cao sấy khô


Tỷ lệ vỏ (%)

Mẫu ca cao phơi

ngoài trờ i

Mẫu ca cao sấy

liên tục 50oC



1 16.8631 17.7966 17.4051

2 16.7380 16.9971 17.3154

3 17.2000 17.3777 17.3248

Trung bình 17.2242

Vỏ là phần không sử dụng trong sản xuất chocolate và các sản phẩm từ ca cao.

Hàm lƣợ ng vỏ hạt ca cao từ mẫu thí nghiệm sau khi sấy chiếm tỷ lệ cao (17.2242%

khối lƣợ ng), cao hơn hạt cao Ghana (11 – 13%) và các nƣớ c khác trên thế giớ i. Một

trong những nguyên nhân tạo nên sự chênh lệch này là do tỷ lệ lớp cơm nhầy của hạt

khá cao, hạt ca cao có hàm lƣợng nƣớ c lớn, độ xố p cao. Vì vậy, trong quá trình lên

men cần loại bỏ bớ t dịch cơm nhầy của hạt trƣớc khi lên men nhƣng vẫn đảm bảo vỏ



hạt có thể giữ cho hạt sau khi sấy không bị nhiễm mốc trong quá trình tồn tr ữ và vận

chuyển.

4.3.3. Xác định độ pHBảng 4... Độ pH có trong mẫu ca cao khô


pH

Mẫu ca cao phơi

ngoài trờ i

Mẫu ca cao sấy

liên tục 50oC



1 5.31 5.19 5.32

2 5.31 5.21 5.32

3 5.32 5.21 5.32

Bảng ANOVA [Phụ lục…] cho thấy P = 0.0000 < 0.05, vì vậy chế độ sấy khác

nhau ảnh hƣở ng có ý nghĩa đến độ pH của hạt ca cao sau khi sấy khô ở độ tin cậy

95%. Không có sự khác biệt ý nghĩa ở mẫu ca cao phơi ngoài trờ i và mẫu ca cao sấy ở

50oC k ết hợ p ủ qua đêm. Độ pH ở mẫu ca cao sấy liên tục ở 50oC thấp hơn so vớ i hai

mẫu còn lại. Điều đó cho thấy, ở chế độ sấy liên tục do quá trình sấy hạt diễn ra trong

thờ i gian ngắn nên lƣợ ng axit trong mẫu ca cao sau khi sấy không k ị p bốc ra ngoài dẫn

đến pH của mẫu ca cao thấ p.

Độ pH thấp làm cho hạt bị chua, làm giảm sự hình thành tiền chất mùi vị ca cao

vì enzyme bị ức chế. Do đó, theo tiêu chuẩn của ca cao Ghana pH ≥ 5.35, tiêu chuẩn

ca cao thế giới pH > 5, pH ca cao Tây Phi và các vùng xung quanh 5.2 là đạt chất

lƣợng. Từ kết quả ở bảng trên cho thấy pH ca cao ở mẫu thí nghiệm đạt tiêu chuẩn thếgiới và các tiêu chuẩn khác.

4.3.4. Xác định hàm lƣợ ng axit

Bảng 4…. Hàm lƣợ ng axit có trong mẫu ca cao khô

Số lần

lặp lại

Mẫu ca cao phơi

ngoài trờ i

Mẫu ca cao sấy liên

tục 50oC



VNaOH0.1N Axit, % VNaOH0.1N Axit, % VNaOH0.1N Axit, % 1 3.2 0.768 3.5 0.84 3.1 0.744



2 3.0 0.72 3.35 0.804 3.1 0.744

3 3.1 0.744 3.4 0.816 3.05 0.732

Bảng ANOVA [Phụ lục…] cho thấy P = 0.0025 < 0.05, nhƣ vậy chế độ sấy khác

nhau ảnh hƣởng có ý nghĩa đến hàm lƣợ ng axit của hạt ca cao sau khi sấy khô ở độ tin

cậy 95%. Không có sự khác biệt ý nghĩa ở mẫu ca cao phơi ngoài trờ i và mẫu ca cao

sấy ở 50oC k ết hợ p ủ qua đêm.

Khi độ pH thấp thì hàm lƣợ ng acid trong mẫu cao. Khả năng axit bốc hơi ra khỏi

hạt thấ p khi quá trình sấy diễn ra nhanh. Do đó ở các chế độ sấy khác nhau thì hàmlƣợ ng axit trong hạt cũng khác nhau. Ý nghĩa của quá trình lên men và làm khô hạt là

tạo ra sản phẩm có hƣơng vị chocolate đạt chất lƣợ ng tốt. Vị của hạt ca cao đƣợc đánh

giá qua sự kết hợp giữa vị chua và vị chát. Vị chua của hạt có liên quan mật thiết với

thông số pH và hàm lƣợng axit của hạt. Vì vậy, hàm lƣợng axit cao làm cho hạt bị

chua, làm giảm chất lƣợng sản phẩm sau khi sấy.

4.3.5. Xác định hàm lƣợng đƣờ ng trong ca cao

Bảng 4… Bảng số liệu xây dựng đƣờ ng chuẩn glucose

Nồng độ glucose

(mg/ml)

Giá trị OD

Mẫu chuẩn lần 1 Mẫu chuẩn lần 2 Trung bình

0 0 0 0

0.1 0.164 0.164 0.164

0.2 0.405 0.405 0.405

0.3 0.743 0.741 0.742

0.4 0.973 0.968 0.9705

0.5 1.286 1.285 1.2855

0.6 1.504 1.503 1.5035

0.7 1.756 1.758 1.757

0.8 1.809 1.808 1.8085

0.9 2.012 2.009 2.0105

1 2.156 2.156 2.156



Đồ thị số dƣ cho thấy sự phân bố số liệu là bình thƣờ ng.

Bảng ANOVA [Phụ lục…] cho thấy hồi quy có ý nghĩa (Significance F = P <

0.05) ở độ tin cậy 95%. K ết hợ p với đồ thị số dƣ ta kết luận mô hình tuyến tính là phù

hợ p.

Tr ắc nghiệm t [Phụ lục…] cho thấy hằng số b (Intercept) = 0.03025 là không có

ý nghĩa vì P = 0.604431 > 0.05, nên hàm có dạng Y = AX. Ta đƣợc đồ thị chạy qua

gốc tọa độ.

Hình 4... Đồ thị đƣờ ng chuẩn glucose

Bảng 4…. Hàm lƣợng đƣờ ng khử có trong mẫu ca cao khô

Số lần lặp

lại

Mẫu ca cao phơi

ngoài trờ i


tục 50oC



OD

Hàm lƣợ ng

đƣờ ng khử

(%)

OD

Hàm lƣợ ng

đƣờ ng khử

(%)

OD

Hàm lƣợ ng

đƣờ ng khử

(%)

1 2.187 9.4659 2.188 9.4702 2.193 9.5005

2 2.194 9.4962 2.201 9.5265 2.209 9.5611

3 2.188 9.4702 2.196 9.5048 2.195 9.5005

Trung bình 9.4966

y = 2.3104x

R² = 0.9839

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Đ ộ h ấ p t h u ( O D )

Nồng độ glucose (mg/ml)

Đƣờng chuẩn glucose

OD

Linear (OD)



Tỷ lệ đƣờng khử và acid amin có vai trò quan trọng trong việc tạo hƣơng thơm

đặc trƣng cho ca cao. Chúng kết hợp với nhau trong quá trình rang tạo các carboxyl dễ bay hơi và pyrazin từ phản ứng Maillard.

Từ các thí nghiệm trên ta có thể xác định đƣợc hàm lƣợng đƣờ ng khử có trong

mẫu ca cao sau khi sấy là 9.4966%. Bảng ANOVA [Phụ lục 4…] cho thấy P = 0.2389

> 0.05 nên chế độ sấy khác nhau không ảnh hƣởng đáng kể đến hàm lƣợng đƣờ ng khử

ở độ tin cậy 95%.

4.3.6. Xác định hàm lƣợ ng cafein và theobromine

Bảng 4... Hàm lƣợ ng cafein và theobromine có trong mẫu ca cao khô

Số lần lặp

lại

Khối lƣợ ng (g)% cafein và

theorominCa cao khôCafein và

theoromin

Mẫu ca cao phơi

ngoài trờ i

1 5 0.1154 2.3080

2 5 0.1238 2.4760


tục 50oC

1 5 0.1109 2.2180

2 5 0.1248 2.4960



1 5 0.1070 2.1400

2 5 0.1170 2.3400

Trung bình 2.3297

Hàm lƣợng cafein và theobromine trung bình đƣợc xác định là 2.3297%. Trong

quá trình lên men và sấy ca cao, cafein và theobromine khuếch tán từ trong ra ngoài

làm giảm vị đắng chát của sản phẩm. Theobromine có vị đắng do đó cũng là thành

phần tạo nên hƣơng vị riêng biệt trong sản phẩm chocolate.

4.3.7. Xác định hàm lƣợ ng chất béo trong ca cao

Bảng 4…. Hàm lƣợ ng chất béo có trong mẫu ca cao khô



Số lần lặp

lại

Khối lƣợ ng (g)% chất béo

Ca cao khô Dầu thô

Mẫu ca cao phơi

ngoài trờ i

1 2 1.0324 51.62

2 2 1.0195 50.975


tục 50oC

1 2 1.0445 52.225

2 2 1.0361 51.805



1 2 1.0449 52.245

2 2 1.0386 51.93

Trung bình 51.6317

Bơ ca cao là chất béo k ỳ diệu của thiên nhiên, là sản phẩm có giá cao nhất trong

ngành chế biến ca cao. Dựa vào bảng 4… ta thấy hàm lƣợ ng chất béo trung bình của

ca cao sau khi sấy khô là 51.6317%, cao hơn hàm lƣợ ng béo của ca cao Tây Phi

31.3%, đạt tiêu chuẩn ca cao thế giớ i (Schwan et al, 2004). Có nhiều nguyên nhân dẫn

đến sự khác biệt về khí hậu, k ỹ thuật canh tác, giống và thời điểm thu hoạch của từng

nơi.

4.3.8. Xác định hàm lƣợ ng protein trong ca cao

Bảng 4…. Hàm lƣợ ng protein có trong mẫu ca cao khô

Số lần

lặp lại

mcacao

(g)

Vmẫu

(ml)

VNaOH (ml) chuẩn độ

%

proteinMẫu hiệu

chuẩn

Mẫu

trắng

Mẫu thự c

sau vô cơ

hóa

Mẫu ca caophơi ngoài

trờ i

1 0.2 10 20.2 19.8 16 26.3366

2 0.2 10 20 19.7 15.8 27.3000

Mẫu ca cao

sấy liên tục

50oC

1 0.2 10 19.5 19.4 15.5 28.0000

2 0.2 10 19.8 19.5 15.8 26.1616

Mẫu ca cao 1 0.2 10 19.8 19.5 15.3 29.6970



sấy 50oC k ết

hợ p ủ qua

đêm

2 0.2 10 20 19.7 16 25.9000

Trung bình 27.2325

Hàm lƣợng % nitơ tổng số hay nitơ toàn phần đƣợ c tính theo công thức:

(%)100)(0014.0 01,001,0

mv

V f vV

m

m Nth NaOH Ntr NaOH

Trong đó:

f : hệ số hiệu chỉnh nồng độ NaOH

V NaOH 0,01 tr (trắng) : thể tích NaOH 0,01N để chuẩn độ mẫu trắng (ml)

v NaOH 0,01N th (thật) : thể tích NaOH 0,01N để chuẩn độ mẫu thật (ml)

vm : thể tích mẫu đƣa vào cất (10 ml)

Vm : thể tích mẫu định mức (100 ml)

m : khối lƣợng mẫu đƣa vào vô cơ hóa (g)

0.0014 là hệ số : cứ 1ml H2SO4 0.01N dùng để trung hòa NH4OH thì

tƣơng đƣơng với 0.0014 g Nitơ.

Tính hệ số hiệu chuẩ n f:

Lấy 2 erlen, cho vào mỗi erlen 20ml H2SO4 0.01N và vài giọt metyl đỏ. Sau đó

chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0.01N.

N NaOH V

N mlNaOH f

01.0

01.020

Sau khi tính đƣợc nitơ tổng số, đem kết quả đó nhân vớ i hệ số tƣơng ứng 6.25 sẽ

cho ra hàm lƣợ ng protein trong nguyên liệu.

K ết luận:



Từ các thí nghiệm trên ta có thể xác định đƣợc hàm lƣợ ng protein trung bình có

trong mẫu ca cao là 27.2325%.

Do điều kiện thí nghiệm không cho phép nên việc xác định thành phần chỉ giớ i

hạn ở các thành phần mà chúng tôi xác định đƣợ c.



Chƣơng 5

K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1. K ết luận

Qua thờ i gian nghiên cứu, luận văn đã đạt đƣợ c những k ết quả chính:

Chúng tôi đề nghị mô hình toán phù hợ p nhất cho đẳng nhiệt hút ẩm ca cao là mô

hình…..

Đối vớ i thí nghiệm động học sấy ca cao, chúng tôi đã đƣa ra những mô hình của

đƣờ ng cong sấy và đƣờ ng cong tốc độ sấy ở các phƣơng pháp sấy khác nhau.Chúng tôi

k ết luận, tốc độ sấy…..

Đối vớ i thí nghiệm xác định một số thành phần của hạt ca cao,……..

5.2. Kiến nghị



TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt:

[1]. PGS.TS Tr ịnh Xuân Ngọ, 2009. Ca cao và k ỹ thuật chế biế n ca cao.

[2]. Nguyễn Văn Uyển – Nguyễn Tài Sum, 1996. Cây ca cao trên thế giớ i và triể n

vọng ở Việt Nam. Nhà xuất bản Nông nghiệ p.

[3]. Phạm Hồng Đức Phƣớ c, 2009. K ỹ thuật tr ồng ca cao ở Việt Nam. Nhà xuất bản

Nông nghiệ p.

[4]. Ngô Thị Minh Châu và cộng tác viên, 2005. Tiể u luận Trà – Cà phê – Ca cao lên

men. Khoa công nghệ Hóa học và Dầu khí, Trƣờng Đại học Quốc gia TP.HCM.

5]. NEIL HOLLYWOOD và cộng tác viên, 2008. K ỹ thuật sơ chế ca cao chất lượ ng

cao. Nhà xuất bản Nông nghiệ p.

[6]. Phạm Trí Thông, 1999. Bảo quản – chế biế n ca cao. Khoa học công nghệ thực

phẩm. Trƣờng Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh.

[7]. Nguyễn Văn Thoa và cộng tác viên, 1995. K ỹ thuật Bảo quản và Chế biế n rau

quả. Nhà xuất bản Khoa học Hà Nội.

[8]. Trƣơng Vĩnh và Phạm Tuấn Anh, 2002.Cơ sở k ỹ thuật thự c phẩ m, phần I . Đại học

Nông Lâm TP.HCM.

[9]. GS – TSKH. Tr ần Văn Phú, 2008. K ỹ thuật sấ y. Nhà xuất bản Giáo dục.

[10]. Phạm Thị Ánh Hồng, K ỹ thuật sinh hóa, NXB.Đại Học Quốc Gia TP.HCM.

[11]. TS. Lê Thị Thanh Mai, Giáo trình thự c t ậ p sinh hóa.

[12]. http://agriviet.com/nd/4019-ky-thuat-trong-va-cham-soc-cay-ca-cao/

[13]. http://www.khuyennongvn.gov.vn/hoi-nghi-thuong-nien-lan-thu-nhat-nam-2012-

cua-ban-dieu-phoi-phat-trien-ca-cao-viet-nam_t77c617n29269tn.aspx

http://agriviet.com/nd/4019-ky-thuat-trong-va-cham-soc-cay-ca-cao/



http://www.khuyennongvn.gov.vn/hoi-nghi-thuong-nien-lan-thu-nhat-nam-2012-cua-ban-dieu-phoi-phat-trien-ca-cao-viet-nam_t77c617n29269tn.aspx








[14]. Bài giảng Phân tích thự c phẩ m. Trƣờng Đại học Công Nghiệ p Thực Phẩm

TP.HCM.

[15]. Th.S. Huỳnh Quang Phƣớ c. Tài liệu Thự c hành Công nghệ thự c phẩ m. Trƣờ ngĐại học K ỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM.

Tài liệu nƣớ c ngoài:

[16]. Theodro P.Labuza. Moisture sorption: Practical aspects of isotherm

measurement and use.

[17]. C.L.HII, C.L.LAW, M.CLOKE. Modelling of thin layer drying kinetics of cocoa

beans during artifical and nuatural drying.

[18]. Jordan Shaw, February 10, 2006. Kjeldahl Nitrogen Analysis. FDST 4070.



PHỤ LỤC

Phụ lục 4.1. Bảng số liệu ẩm độ cân bằng của ca cao theo môi trƣờ ng ở các nhiệt độ

khác nhau

Nhiệt độ 45oC 50oC 55oC 60oC

Môi

trƣờ ng

ERH

(%)X(%)

ERH

(%)X(%)

ERH

(%)X(%)

ERH

(%)X(%)

LiCl 11.16

2.6567

11.1

2.09

11.03

1.4567

10.95

1.0567

2.6200 2.1867 1.4867 1.0533

2.5800 2.1800 1.4467 1.0467

MgCl2 31.1

3.2833

30.54

2.7167

29.93

2.5500

29.26

1.9500

3.3467 2.7133 2.5800 2.0133

3.5933 2.9267 2.5933 1.9267

Mg(NO3)2 46.93

4.0967

45.44

3.8633

43.92

3.6967

42.37

3.3300

3.9067 3.8067 3.5733 3.2400

3.9500 3.7833 3.6167 3.2833

NaCl 74.52

7.0067

74.43

6.6733

74.41

6.5067

74.4

6.2400

7.3533 6.6200 6.4533 6.2867

7.0900 6.8567 6.6567 6.4233

KNO3 87.03

13.7733

84.78

11.7730

82.31

10.1067

81.06

9.1067

14.0500 11.3833 10.0500 9.3833

13.7700 11.4367 9.7700 9.1033



Phụ lục 4… Bảng phân loại hạt ca cao theo TCVN 7519 : 2005

Loại 1A 1B 1C

Số hạt trong 100g < 100 < 110 < 120Độ ẩm Tối đa 7.5% Tối đa 7.5% Tối đa 7.5%

Hạt xám màu Tối đa 3.0% Tối đa 3.0% Tối đa 3.0%

Hạt mốc Tối đa 3.0% Tối đa 3.0% Tối đa 3.0%

Hạt bị hƣ hại do côn

trùng, hạt nảy mầmTối đa 2.5% Tối đa 2.5% Tối đa 2.5%

Tạp chất (rác thải) Tối đa 2% Tối đa 2% Tối đa 2%



Phụ lục 4…. Bảng ANOVA khảo sát ảnh hƣở ngcủa chế độ sấy đến độ pH của hạt ca

cao khô

One-Way Analysis of Variance

-----------------------------------------------------------------------Data: PH1.pH

Level codes: PH1.nt

Labels:

Means plot: LSD Confidence level: 95 Range test: LSD

Analysis of variance

-----------------------------------------------------------------------

Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig.

level

-----------------------------------------------------------------------

Between groups .0257556 2 .0128778 231.800 .0000

Within groups .0003333 6 .0000556

-----------------------------------------------------------------------

Total (corrected) .0260889 8

Multiple range analysis for PH1.pH by PH1.nt

-----------------------------------------------------------------------

Method: 95 Percent LSD

Level Count Average Homogeneous Groups

-----------------------------------------------------------------------2 3 5.2033333 X

1 3 5.3133333 X

3 3 5.3200000 X

-----------------------------------------------------------------------

contrast difference +/- limits

1 - 2 0.11000 0.01490 *

1 - 3 -0.00667 0.01490

2 - 3 -0.11667 0.01490 *

-----------------------------------------------------------------------

* denotes a statistically significant difference.



Phụ lục 4…. Bảng ANOVA khảo sát ảnh hƣở ng của chế độ sấy đến hàm lƣợ ng axit

của hạt ca cao sau khi sấy khô


-----------------------------------------------------------------------

Data: AXIT.axit

Level codes: AXIT.nt

Labels:


Analysis of variance

-----------------------------------------------------------------------

Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig.level

-----------------------------------------------------------------------

Between groups .0121920 2 .0060960 19.050 .0025

Within groups .0019200 6 .0003200

-----------------------------------------------------------------------


Multiple range analysis for AXIT.axit by AXIT.nt

-----------------------------------------------------------------------

Method: 95 Percent LSDLevel Count Average Homogeneous Groups

-----------------------------------------------------------------------

3 3 .7400000 X

1 3 .7440000 X

2 3 .8200000 X

-----------------------------------------------------------------------


1 - 2 -0.07600 0.03575 *

1 - 3 0.00400 0.03575

2 - 3 0.08000 0.03575 *

-----------------------------------------------------------------------




Phụ lục 4…. Khảo sát tính phù hợ p của phƣơng trình hồi quy tuyến tính xác định hàm

lƣợng đƣờ ng

SUMMARY OUTPUT

Regression Statistics

Multiple R 0.992150007

R Square 0.984361637

Adjusted R Square 0.982624041

Standard Error 0.099905282

Observations 11

ANOVA

df SS MS F Significance F

Regression 1 5.654351457 5.654351457 566.507805 1.94732E-09

Residual 9 0.089829589 0.009981065

Total 10 5.744181045

Coefficients

Standard

Error t Stat P-value

Lower

95%

Upper

95%

Lower

95.0%

Upper

95.0%

Intercept 0.03025 0.056354 0.536784 0.604431 -0.097232 0.157732 -0.097232 0.157732 Nồng độ(mg/ml) 2.267227 0.095256 23.80142 1.95E-09 2.0517433 2.482711 2.0517433 2.4827112

Đồ thị số dƣ

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.050.1

0.15

0.2

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 R e s i d u a l s

Nồng độ (mg/ml)

Nồng độ (mg/ml) Residual Plot



Phụ lục 4…. Bảng ANOVA khảo sát ảnh hƣở ng của chế độ sấy đến hàm lƣợ ng axit

của hạt ca cao sau khi sấy khô


-----------------------------------------------------------------------

Data: DUONGKHU.duong

Level codes: DUONGKHU.nt

Labels:


Analysis of variance-----------------------------------------------------------------------

Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig.

level

-----------------------------------------------------------------------

Between groups .0028121 2 .0014061 1.835 .2389

Within groups .0045983 6 .0007664

-----------------------------------------------------------------------


Multiple range analysis for DUONGKHU.duong by DUONGKHU.nt-----------------------------------------------------------------------

Method: 95 Percent LSD

Level Count Average Homogeneous Groups

-----------------------------------------------------------------------

1 3 9.4774333 X

2 3 9.5005000 X

3 3 9.5207000 X

-----------------------------------------------------------------------


1 - 2 -0.02307 0.05533

1 - 3 -0.04327 0.05533

2 - 3 -0.02020 0.05533-----------------------------------------------------------------------




CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH THỰ C HIỆN ĐỀ TÀI

Phụ lục 4… Bộ cất đạm Kjeldahl

Phụ lục 4… Tủ sấy chân không



Phụ lục 4… Máy đo quang

Documents

báo cáo tốt nghiệp 21-7