1

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNGĐẾN CHẤTLƯỢNG HẠTƯỢNG ẠCACAO

Bài giảng này dịch từ báo cáo của TS. Smilja Lambert

Lịch sử về cacao và sô-cô-la

• Cây cacao (Theobroma cacao L.)• Theobroma – món ăn của thánh thần (Food

of the Gods)of the Gods)

2

Thực vật học

• Criollo• Forastero• Trinitario là kết quả tạp giao của 2 loài trên• Trinitario là kết quả tạp giao của 2 loài trên

Các yếu tố ảnh hưởng

1- Giống (Genetics)2- Môi trường (Environment)3 Sâu bệnh (Pest/diseases)3- Sâu bệnh (Pest/diseases)4- Sau thu hoạch (Post harvest processing)

3

1-Ảnh hưởng giống cacao lên chất lượng

• Có khoảng 3500 kiểu gen cacao trên thế giới

• Chất lượng cacao phần lớn quyết định bởiChất lượng cacao phần lớn quyết định bởi giống

• Điều kiện môi trường và phương pháp canh tác

Các yếu tố chất lượng cacao

• Lipid: 45-61%• Vỏ: 9-25%• Số hạt trên 100g: 50 -150• Số hạt trên 100g: 50 -150• Mùi

– Cacao có chất lượng tốt • fruity/floral/spicy• Mùi hương cacao được tổng hợp chủ yếu trong quá

trình lên men.

2- Ảnh hưởng môi trường đến chất lượng cacao

2-1 Lượng mưa thấp– Trong quá trình phát triển trái

• Hàm lượng bơ thấpề• Nhiều hạt nhỏ

• Vỏ hạt dày

– Trong quá trình sau thu hoạch, chế biến• “Cơm ít” – lên men tốt • Sấy nhanh • Ít hạt cacao bị mốc

4

2-2 Nhiệt độ thấp• Giảm chất lượng bơ cacao (độ cứng)

Là hậ á t ì h lê t i i đ ủ h t

2- Ảnh hưởng môi trường đến chất lượng cacao

• Làm chậm quá trình lên men trong giai đoạn ủ hạt

2-3 Thành phần đất trồng và phân bón• Ảnh hưởng đến sản lượng, trọng lượng hạt, phần

trăm vỏ hạt• Phân bón ảnh hưởng đến hàm lượng bơ tổng hợp• Cũng có thể ảnh hưởng đến mùi hương cacao.

3- Ảnh hưởng của sâu bệnh đến chất lượng cacao

• Bệnh thối trái có thể ảnh hưởng đến chất lượng hạt cacao.

• KHÔNG sử dụng những trái bị hư thối đểKHÔNG sử dụng những trái bị hư thối để chế biến.

• Nơi bảo quản trái cacao phải khô thoáng để tránh thối và đen trái,…

5

4- Ảnh hưởng của phương pháp chế biến đến chất lượng cacao

• Thu hoạch• Trữ trái• Lên men• Phơi sấy

6

4-1 Thu hoạch

• Thu hoạch trái chín• Thu hoạch những trái đủ độ chính trong 3

tuần• Những nông hộ nhỏ cần thời gian này dài

hơn để đủ số lượng cho giai đoạn lên men.

4-2 Bảo quản trái trước khi lên men• Trữ trái cacao từ 7-9 ngày• Tách vỏ và lên men hạt• Thông thường thời gian lên men từ 5-6 ngày• Ưu điểm của việc trữ trái

• Cải thiện hương vị cacaog• Tăng tốc độ lên men hạt• Giảm lượng acid trong hạt

• Cơ chế của việc trữ trái• Giảm lượng cơm nhầy cacao (pulp)• Rút ngắn giai đoạn lên men yếm khí

– Acid lactic thấp– Hàm lượng alcohol/ acid acetic thấp

7

XXKhông sử dụng trái đen, trái hư !

Trái cacao tốt – 9 ngày trữ trái

Phương pháp trữ trái đúng

8

XTuyệt đối không bảo quản như thế này

X4-3 Lên men cacao

.

Sự quan trọng của lên men• Không có hương vị cacao trong hạt cacao không được lên men.

• Các tiền hợp chất cacao được tạo thành trong quá trình lên men và thật sự trở thành hương vịtrình lên men, và thật sự trở thành hương vị cacao dưới tác động nhiệt độ cao.

• Hương vị cacao phát triển qua hai giai đoạn• Giai đoạn lên men – tạo thành các tiền chất

• Rang – Các tiền chất phản ứng hương vị cacao

9

Sự thay đổi hương vị cacao khi lên men

68

10

scor

e

Before

0246

Cocoa Bitter Astringent Floral

Sensory attribute

Sens

ory

s Before

After

Các bước lên men hạt cacao

• Thu hoạch• Tách vỏ trái• Lên men:

– Đống– Thùng– Thúng,…

Tách vỏ trái (đập trái)

10

Lên men đống

Đống hạt cacao đang lên men

Hạt cacao đã lên men hoàn chỉnh

11

Lên men thúng

Lên men thùng – 7 ngày

Lên men thùng – 7 ngày

12

5 ngày lên men với 1 lần đảo trộn

Cơ giới hóa

Các phương pháp lên men khác nhau• Châu Phi

• Ủ đống 200-1000kg hạt cacao tươi• Thời gian lên men 6 ngày, nhưng thường chỉ từ 3-5

ngày• 2 lần đảo, nhưng nhiều cơ sở lên men có khi đảo

ắhoặc không đảo, phơi nắng

• Brazil• Ủ thùng, chiều cao lớp hạt từ 70 – 80 cm• Thời gian lên men 6 – 7 ngày• Đảo lần đầu sau 48 giờ, sau đó đảo 1 lần/mỗi ngày • Phơi nắng, hoặc dùng máy sấy (đốt gỗ)

13

Các phương pháp lên men khác nhau• PNG

• Ủ đống• 7-8 ngày• Đảo mỗi ngày• Sử dụng máy sấy để làm khô hạt (dùng gỗ hay dầu

diesel)

Lên men cacao như thế nào?Sự lên men cacao xảy ra hai giai đoạn:1- Lên men lớp cơm nhầy bao quan hạt cacao. Đường

chuyển thành rượu và acid acetid.

2 - Lượng acid tạo thành, thấm vào bên trong hạt cacao các phản ứng sinh hóa, tạo thành các tiền chất, hương vị sô-cô-la.

Hạt cacao tươi

14

Lên men lớp “cơm nhầy”

Lên men bởi vi sinh vật (yeast, lactic acid bacteria, acetobacter)

1- Giai đoạn yếm khí – 48 giờ đầu (không có sự đảo trộn trong khối hạt)Sả hẩ t thà h ượ

PULP composition%

Water 82-87S 10 13• Sản phẩm tạo thành: rượu

• Nhiệt độ tăng• Tạo thành acid lactic• Lớp nhầy phân hủy, không khí thâm nhập vào khối

hạt cacao

Sugars 10-13Pentosans 2- 3Citric acid 1- 2Salts 8-10

2- Giai đoạn hiếu khí - từ ngày thứ 3 trở đi – Acetobacter phát triển mạnh (aerobic bacteria) – Acetobacter chuyển alcohol thành acetic acid

Lên men lớp “cơm nhầy”

Acetobacter chuyển alcohol thành acetic acid– Phản ứng sinh nhiệt nhiệt độ khối hạt tăng lên

(50oC)– Acetic acid thấm vào bên trong hạt, xúc tác các phản ứng tạo thành các tiền hợp chất mùi, vị cho hạt cacao.

Vi sinh vật phân hủy lớp “cơm nhầy”

Pulp sugars Ethanol + CO2CO2 + H2O

+75kJ/molaerationyeast yeast

respiration fermentation

Lactic acidnon-volatile

Acetic acidvolatile

aeration+988kJ/molAcetobacterLactic acid bacteria

15

Sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình lên men

Typical fermentation temperature profile

60.0

-

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

day 0 day 1 day 2 day 3 day 4 day 5

Days of fermentation

Tem

pera

ture

(oC

)

turn

Các phương pháp lên men khác nhau (có trữ trái)

Fermentation in different recepients

40

50

60

oC

Wooden box withinsulation

0

10

20

30

40

Day0

Day1

Day2

Day3

Day4

Day5

Day6

Days of fermentation

Tem

pera

ture

o Wooden box withoutinsulation Bamboo basket

Banana heap

Lên men không trữ trái

Fermentation in Quang Ngai (04/02)

40

50

60

OC

)

Box A (stored, 47kg, 1)Box B (stored 47kg, 2 / 3)Box C (fresh, 47kg, 2)

0

10

20

30

40

Day 0

Day1Day 2

Day 3Day 4

Day 5Day 6

Days of fermentation

Tem

pera

ture

(O Box D (stored, 13kg, PS, 2)Basket E (stored, 20kg, 1)Basket F (fresh, 20 kg, 3 / 4)Basket G (fresh, 20 kg, 2)Basket H (fresh, 20 kg, 5)Basket I (fresh, 20 kg, 4)

16

So sánh sự lên men trái cacao tươi và có trữ trái trước khi lên men

Fermentation of beans form Fresh (T1) and Stored Pods (T2)

60

s

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4 5 6

Days of fermentation

Tem

pera

ture

/% o

f bro

wn

bean

s

T1 temp.T2 temp.T1 brownT2 brown

Sự thay đổi màu sắc bên ngoài của hạt cacao trong quá trình lên men

dry

fresh

2 days

5 days5 days

Sự thay đổi bên trong hạt cacao trong quá trình lên men

• Acetic acid thấm vào bên trong hạt cacao• Nhiệt độ cao, môi trường acid:

– Làm “chết” hạt cacao – Phá vỡ các cấu trúc tế bào

17

Cấu trúc bên trong và thành phần cấu tạo hạt cacao tươi

Cotyledon composition%

Water 32-39Cellulose 2 - 3Starch 4 - 6P 4 6Pentosans 4 - 6Sucrose 2 - 3Fat 30 -32Protein 8 -10Theobromine 2 - 3Caffeine 1Polyphenols 5 - 6Acids 1Salts 2 -3

Sự thay đổi bên trong hạt cacao trong quá trình lên men (tt)

• Thành phần chính trong hạt cacao gồm fat/butter, proteins, polyphenols

• Cấu trúc tế bào bị phá vỡ bởi nhiệt độ và acidPhản ứng giữa các chất trong hạt xảy ra• Phản ứng giữa các chất trong hạt xảy ra

• Phản ứng giữa các proteins, enzymes (proteolytic, polyphenol oxidase, invertase) và polyphenols tạo thành các chất đặc trưng về mùi vị sô-cô-la (chocolate flavour precursors)

• Proteins được phân giải bởi các enzymes tạo thành polypeptides và amino acids - chocolate flavour precursors

• Giảm hàm lượng đường (glucose/fructose) - chocolate flavour precursors

Sự thay đổi bên trong hạt cacao trong quá trình lên men (tt)

precursors

• Một phần polyphenols bị oxi-hóa và tạo thành các hợp chất cao phân tử - giảm độ chát sản phẩm cacao.

• Một phần polyphenols and theobromine/caffeine (20%) bị phân giải và thoát ra khỏi hạt - giảm vị đắng và chát

18

Tóm tắt sự lên men cacao

Kết thúc quá trình lên men• Thời gian lên men thường:

• Forastero 5-7 ngày • Criollo 2-3 ngày

• Cấu trúc bên trong hạt mở, hạt có màu nâu Nhiệt độ iả• Nhiệt độ giảm

• Nếu kéo dài thời gian lên men trong giai đoạn này sẽ làm cho hạt cacao có các mùi, vị không mong muốn (off flavor).

4-4 Sấy hạt cacao

• Giảm ẩm độ từ 45% xuống 7%• Hạt cacao có thể dùng chế biến, xuất khẩu,…• Các phản ứng bên trong hạt vẫn còn xảy ra• Tạo thành các hợp chất mùi vị cacao• Tạo thành các hợp chất mùi, vị cacao• Phản ứng nâu hóa xảy ra mạnh• Phơi tự nhiên là phương pháp tối thích• Không khuyến cáo sử dụng máy sấy

– Thêm chi phí đầu tư– Các mùi lạ– Lượng acid còn lại trong hạt cao

19

Sự quan trọng của việc phơi cacao

• Phơi nắng cho cacao có chất lượng tốt• Giảm độ chua sản phẩm đáng kể vì:

– Acid acetic bốc hơiTố độ ấ hậ t điề kiệ h id l ti th át– Tốc độ sấy chậm, tạo điều kiện cho acid lactic thoát ra khỏi hạt cùng với nước.

• Oxi-hóa mạnh - phản ứng nâu hóa các polyphenols giảm vị chát (astringency) và đắng (bitterness).

• Các phản ứng tạo mùi còn tiếp diễn.

Mức độ lên men của hạt

Phơi cacao ở Ghana

20

ở Brazil

tại Sulawesi-Indonesia

Indonesia

21

Việt Nam

Máy sấy

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

• Độ chín của trái• Thời gian trữ trái• Khối lượng hạt• Tỉ lệ lớp “cơm nhầy” - pulpTỉ lệ lớp cơm nhầy pulp• Giống cacao• Thời gian lên men• Đảo trộn• Ảnh hưởng của yếu tố môi trường• Trái bị bệnh, hư, thối,…

22

Các điều kiện cần để lên men tốt

• Trái đủ độ chín (50-100kg hạt ướt) • Tỉ lệ lớp cơm nhầy ít• Thời gian lên men không kéo dài quá 5 ngày• Thời gian lên men không kéo dài quá 5 ngày • Làm khô hạt bằng phơi nắng:

• Giảm độ chua• Giảm vị đắng và chát• Cải thiện mùi tốt hơn

Các nguyên nhân và biện pháp khắc phục hạt cacao quá chua

• Nguyên nhân- Tỉ lệ pulp nhiềuTỉ lệ pulp nhiều- Giai đoạn lên men yếm khí kéo dài- Làm khô hạt nhanh

• Biện pháp- Trữ trái 7-9 ngày- Phơi nắng

So, we should be all very happy that this special chocolate flavour exists !!!!!