Tiến độ các thử nghiệm lên men và sấy lần 2 tại đại học Cần Thơ

PHỤ LỤC 1. TIẾN ĐỘ CÁC THỬ NGHIỆM LÊN MEN VÀ SẤY LẦN 2 TẠI ĐẠI HỌC CẦN THƠ Giới thiệu Sau lần thử nghiệm lên men đầu tiên, 4 trong 5 mẻ thí nghiệm lên men đã không tiến hành hoàn hảo, nên một vài mẻ lên men được lặp lại với hy vọng đạt được sự lên men tốt hơn và thiết lập mẻ lên men 10 kg có thể được thực hiện thành công ở Việt Nam. Hai lần lặp lại mỗi nghiệm thức T2 (thùng 50 kg) và T4 (thùng 10 kg) được tiến hành tại Đại học Cần Thơ, từ tháng 5-6/2006. Sự lên men đã diễn ra tốt hơn lần thử nghiệm đầu tiên nhưng nhiệt độ cả hai mẻ thí nghiệm không đạt đến mức độ mong muốn. Các nghiệm thức được đặt tên như lần thử nghiệm đầu tiên và các lần lặp lại cũng giống như các nghiệm thức đó. Với việc sấy khô ca cao, máy sấy khô thứ 2 với kích thước 2mx2m được thiết kế. Đây là kích thước thích hợp được khuyến cáo cho những nông hộ. Mẫu được lấy vào cuối ngày lên men thứ sáu đối với mỗi nghiệm thức và được chia thành các mẫu nhỏ đem sấy ở cả máy sấy nhỏ và máy sấy lớn. Vật liệu và phương pháp Hạt ca cao được đặt mua từ tỉnh Bến Tre như mô tả trước đây. Trái ca cao được cân trước khi bóc vỏ và hạt ướt được cân lại sau khi bóc vỏ. Điều này đã cung cấp một tỷ lệ thu hồi hạt ướt/trái, một yếu tố quan trọng trong thương mại. Nhiệt độ được đo đơn giản bằng cách ghi nhận giá trị từ nhiệt kế đặt giữa khối lên men sau mỗi ngày. Các phân tích về lý và hoá của các mẫu được lấy trong quá trình lên men được tiến hành dựa trên quyển hướng dẫn phân tích của dự án. Kết quả và thảo luận Lên men Nhiệt độ trong quá trình lên men lên men 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 0 1 2 3 4 5 6 Ngày lên men N hi ệt đ ộ (o C ) F2T2R2 F2T2R3 F2T4R2 F2T4R3 Hình 1. Sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình lên men Hình 1 cho thấy đường biểu diễn nhiệt độ tối thích vẫn không xảy ra, mặc dù nhiệt độ đạt được cao hơn lần thử nghiệm lên men thứ nhất (F1). Nhiệt độ cao nhất đạt được là 43oC đối với nghiệm thức thứ 2 (thùng 50 kg), 1 mẫu lặp lại thứ 2 (T2R2). Nhiệt độ này thấp hơn một ít nhiệt độ mong muốn ở khoảng 45oC - 50oC. Tuy nhiên, nó đã tạo ra mẫu ca cao lý tưởng. Nhiệt độ cao nhất kế tiếp đạt được là 40oC đối vớ mẻ thí nghiệm thứ 4 (thùng 10kg) mẫu lặp lại thứ 3 (T4R3). Nhiệt độ này thấp hơn dãy nhiệt độ mong muốn, nhưng thùng lên men 50 kg cũng không đạt đến mức độ mong muốn, nên người ta đề nghị thùng lên men 10kg có thể được bố trí thành công ở đồng bằng Sông Cửu Long, Việt Nam. Giá trị TA hạt ca cao nguyên vỏ 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 0 1 2 3 4 5 6 Ngày lên men TA (m l 0 ,1 N N aO H /g c a ca o) F2T2R2 F2T2R3 F2T4R2 F2T4R3 Hình 2. Giá trị chuẩn độ axit của hạt nguyên vỏ trong quá trình lên men Hình 2 cho thấy mức độ sản xuất axit thấp hơn so với mức độ sản xuất axit trong thử nghiệm lên men thứ nhất. Giá trị TA của phần lên men bằng cách ủ đống trong thử nghiệm lên men lần thứ nhất (F1) đạt đến 3,6 ml NaOH/g ca cao. Thử nghiệm này cho thấy rằng trong tương lai cần phải thực hiện thêm các bước để chắc chắn ca cao được chủng nhiễm đầy đủ. Thử nghiệm sấy khô lần thứ 2 (D2) tại Đại học Cần Thơ Giới thiệu Lò sấy với sàn sấy 3m x 3m đã được thiết kế tại Đại học Cần Thơ (CTU) trong chuyến công tác của chuyên gia Úc vào tháng 4/2006. Trong tháng 5, lò sấy thứ 2 với kích thước sàn sấy là 2m x 2m được thiết kế để kiểm tra kích thước thích hợp cho việc đề nghị đối với những nông hộ nhỏ. Vật liệu và phương pháp Hạt được lấy từ ngày lên men cuối cùng (ngày thứ 6) và phân thành từng cụm riệng biệt (mỗi cụm 2kg hạt ướt) trên mỗi máy sấy. Các mẫu riêng biệt, từ các máy sấy, được lấy hàng ngày từ các nghiệm thức lên men. Các mẫu này được kiểm tra độ ẩm, pH và TA theo tài liệu hướng dẫn sử dụng trong dự án. Kết quả và thảo luận Mức độ sấy khô, sự thay đổi của pH và TA được thể hiện trong hình 3, 5 và 6. Các điều kiện bên trong máy sấy được so sánh với môi trường xung quanh thể hiện trong hình 4. 2 Ẩm độ (%) của hạt sấy khô 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 0 1 2 3 4 5 6 Ngày sấy Ẩ m đ ộ (% ) F2T2R2-M áy sấy lớn F2T2R2-M áy sấy nhỏ F2T4R2-M áy sấy lớn F2T4R2-M áy sấy nhỏ F2T2R3-M áy sấy lớn F2T4R3-M áy sấy nhỏ F2T4R3-M áy sấy lớn F2T4R3-M áy sấy nhỏ Hình 3. Mức độ sấy khô ca cao trong máy sấy năng lượng mặt trời Kết quả thể hiện trong hình 3 cho thấy rằng mức độ sấy khô giữa máy sấy lớn và nhỏ là như nhau. Thời tiết trong giai đoạn này ẩm hơn so với lần thử nghiệm thứ nhất. Đại học Cần Thơ không có máy đo thời tiết và lượng mưa thật sự nên không xác định được. Thời tiết ẩm hơn dẫn đến kết quả là mức độ sấy khô chậm hơn đối với cả hai loại máy sấy, với độ ẩm dưới 8% chỉ đạt được ở một mẫu (T4R3) trên máy sấy lớn, sau 6 ngày sấy khô. Lưu ý rằng đã có sự thấm nước vào bên trong hai máy bên của máy sấy cũng như phía bên dưới sàn sấy và do đó những bước tiếp theo cần làm để tránh điều này. Nhiệt độ và độ ẩm tương đối (RH) trong quá trình sấy 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 4 5 6 Ngày sấy N hi ệt đ ộ và R H Nhiệt độ môi trường xung quanh Nhiệt độ trong máy sấy lớn Nhiệt độ trong máy sấy nhỏ RH môi trường xung quanh RH trong máy sấy lớn RH trong máy sấy nhỏ Hình 4. Điều kiện nhiệt độ và độ ẩm tương đối (RH) trong lò sấy và môi trường xung quanh Hình 4 cho thấy rằng hiệu quả của máy sấy đã bị giảm nhiều so với thử nghiệm sấy lần thứ nhất. Điều này cho thấy một lần nữa tác động của thời tiết ẩm hơn và sự thấm nước vào trong máy sấy. 3 Giá trị pH trong quá trình sấy 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5 5,2 5,4 5,6 5,8 6 0 1 2 3 4 5 6 Ngày sấy pH F2T2R2-M áy sấy lớn F2T2R2-M áy sấy nhỏ F2T4R2-M áy sấy lớn F2T4R2-M áy sấy nhỏ F2T2R3-M áy sấy lớn F2T2R3-M áy sấy nhỏ F2T4R3-M áy sấy lớn F2T4R3-M áy sấy nhỏ Hình 5. Giá trị pH mẫu ca cao trong qua trình sấy Giá trị TA trong quá trình sấy ca cao 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 0 1 2 3 4 5 6 Ngày sấy T A (m l N aO H 0 ,1 N /g c a ca o F2T2R2-M áy sấy lớn F2T2R2-M áy sấy nhỏ F2T4R2-M áy sấy lớn F2T4R2-M áy sấy nhỏ F2T2R3-M áy sấy lớn F2T2R3-M áy sấy nhỏ F2T4R3-M áy sấy lớn F2T4R3-M áy sấy nhỏ Hình 6. Giá trị chuẩn độ axit (TA) trong quá trình sấy Giá trị pH và chuẩn độ axit của hạt ca cao trong quá trình sấy cũng như hạt ca cao khô khi kết thúc quá trình sấy cho thấy kết quả là độ axit ở mức thấp. Tuy nhiên, vì các thử nghiệm này được coi là không được lên men đầy đủ nên kết quả từ thử nghiệm này không có được kết quả mà cho là đại diện/ tiêu biểu trong trường hợp của các nông hộ. Kết luận Lần thử nghiệm thứ 2 tại Đại học Cần Thơ với mục đích là thực hiện sự lên men đầy đủ, xác nhận sự lên men với thùng 10 kg là môt lựa chọn thích hợp đối với nông dân Việt Nam chỉ với một lượng cây trồng nhỏ và kiểm tra hiệu quả hoạt động của máy sấy qui mô nhỏ nhằm mục đích nhân rộng. Vì thiếu sự lên men thích đáng, nên không có được kết luận như mong muốn cho thùng lên men 10 kg. Tuy nhiên lần thử nghiệm này chứng minh hiệu quả tương tự của máy sấy với sàn sấy 9m2 và 4m2. 4 PHỤ LỤC 2 CÁC THỬ NGHIỆM LÊN MEN VÀ SẤY LẦN THỨ 3 Tại Đại học Cần Thơ, tháng 08/2006 Giới thiệu Ở cả hai lần thử nghiệm lên men và sấy trước, thời gian sấy khô đạt được rất nhanh (4-5 ngày). Quá trình sấy nhanh chóng này dẫn đến kết quả là kiềm hãm sự giải phóng axit axêtic và do đó ca cao có giá trị pH thấp. Điều này dẫn đến mùi sô-cô-la kém hơn và độ axit ở mức cao hơn trái ngược với loại ca cao của Tây Phi mà chúng ta cố gắng đạt được. Do đó, với điều kiện thời tiết mà quá trình sấy diễn ra nhanh chóng, cần thiết phải có phương pháp làm giảm quá trình sấy lại. Ở Tây Phi, khi quá trình phơi sấy diễn ra quá nhanh, hạt ca cao thường được ủ thành đống, đậy bằng lá chuối trong khoảng thời gian ban đêm nhằm làm giảm sự mất ẩm cũng như có sự cân bằng của độ ẩm bên trong hạt. Điều này có lợi là nó cho phép mức độ mất đi của axit axêtic cao hơn, được ghi nhận là có sự gia tăng độ pH và mùi sô-cô-la tốt hơn. Vì thế đã quyết định kiểm tra phương pháp này trong quá trình sấy tại Trường Đại học Cần Thơ. Thêm vào đó thì thử nghiệm lên men với thời gian ngắn hơn, trong 3,4 và 5 ngày cũng được kiểm tra. Vật liệu và phương pháp Hạt ca cao được đặt mua từ tỉnh Bến Tre như mô tả trước đây Kết quả và thảo luậ Ảnh hưởng của việ Một mẻ lên men 100 cho thử nghiệm sấy suốt thời gian sấy v nhằm cố gắng làm g lặp lại của các nghiệ Hình 1. Ảnh Hình 1 cho thấy việ chậm lại quá trình s hiện trong điều kiệnn c ủ đống hạt qua đêm đối với mức độ sấy kg được thực hiện và mẫu được lấy đi sấy sau 3, 4 và 5 ngày lên men. Các mẫu được lấy sau đó được chia thành hai phần, trong đó một phần được trải đều trên sàn sấy (T1) trong à phần còn lại được gom thành đống trong khoảng thời gian ban đêm, đậy bằng lá chuối iảm mức độ sấy. Với các mẫu được lấy ở 3 ngày khác nhau điều này được xem như là 3 lần m thức về sấy. Effect of Heaping O/N 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 0 1 2 3 4 5 6 7 ying % M oi st 5 Day of dr ur e Beans spread B /Neans heaped O Độ ẩm (%) Ảnh hưởng của ủ hạt thành đống qua đêm Hạt trải đều trên sà sấy Hạt ủ thành đống qua đêm Ngày sấy hưởng của ủ hạt thành đống qua đêm trên mứ độ mất ẩm (trung bình của 3 lần lặp lại) c ủ hạt thành đống trong khoảng thời gian ban đêm không có ảnh hưởng gì đến việc làm ấy hạt. Nguyên nhân chưa thấy rỏ ngay được nhưng có thể là do thử nghiệm này được thực thời tiết mưa ẩm hơn nữa do thử nghiệm với lượng nhò hạt nên kích thước đống hạt không 6 đủ lớn để có thể tích tụ nhiệt. Ở cả hai nghiệm thức, thời gian sấy khô là 7 ngày, trái ngược với thời gian sấy chỉ 4-5 ngày đạt được trong thời điểm sớm hơn trong năm. Do đó cần thiết phải lặp lại thí nghiệm vào mùa khô. Ảnh hưởng của thời gian lên men lên các đặc tính chất lượng của hạt ca cao sấy khô Bảng 1. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến pH và chuẩn độ axit của ca cao khô Thời gian lên men (ngày) pH Chuẩn độ axit 3 4,83 2,36 ml NaOH / g ca cao 4 5,38 2,15 ml NaOH / g ca cao 5 5,18 2,55 ml NaOH / g ca cao Bảng 1 cho thấy giá trị pH của ca cao đạt được cao hơn đối với ca cao lên men trong khoảng thời gian ngắn hơn. Giá trị pH đối với ca cao được lên men trong 4 và 5 ngày cho thấy tốt hơn đối với giá trị pH thông thường của ca cao Việt Nam (trong khoảng 4,6-4,8) và giống với ca cao của Tây Phi, có giá trị pH trong khoảng 5,1- 5,3. Các mẫu này cũng cần phải được đánh giá cảm quan nhằm khẳng định các ảnh hưởng đến các đặc tính về mùi vị. 7 PHỤ LỤC 3 TIẾN ĐỘ CÁC THỬ NGHIỆM VỀ LÊN MEN VÀ SẤY TẠI CẦN THƠ, THÁNG 02/2007 Cơ sở của các thử nghiệm lên men Đại học Cần Thơ / Vùng Đồng bằng Sông Cửu Long Như trong nội dung dự án, các thử nghiệm về lên men, sấy và các điều kiện cần được thực hiện trước tiên tại CTU đã được liệt kê ở mục 3.1 trong khung dự án gồm mục tiêu 2, kết quả từ 2.4 đến 2.8. Hầu hết các điều kiện tiên quyết như kết quả 2.4, 2.5 và 2.8 đã được hoàn thành trước hoặc trong chuyến công tác đầu tiên của người đối tác Úc vào tháng 4/2006. Các thử nghiệm lên men Các nhân tố quan trọng trong tiến độ thực hiện các thử nghiệm lên men bao gồm: kích cỡ của đống/khối lên men, thời gian trữ trái trước khi tách hạt, phương thức thông khí/đảo trộn đống lên men, thời gian lên men và biến đổi nhiệt độ trong suốt quá trình lên men. Từng các nhân tố này được liệt kê trong kết quả 2.6. Thời gian sấy cũng rất quan trọng trong quá trình phát triển mùi vị và thông số này đã được tiêu chuẩn hoá bằng cách là tất cả các mẫu được đặt trên cùng một máy sấy. Các nhân tố riêng biệt này tương tác với nhau theo khuynh hhướng như sau: • Kích cỡ đống/khối lên men: Nhân tố này có ảnh hưởng đến tỷ số bề mặt trên thể tích (surface to volume: SVR) của khối lên men và khả năng khối lên men giữ được nhiệt độ từ sự oxy hoá trong suốt quá trình lên men. Khối hạt lớn hơn có tỷ số SVR nhỏ hơn so với khối hạt nhỏ và do đó có tương quan là sự mất nhiệt sẽ ít hơn. Tỷ số SVR nhỏ hơn cũng có nghĩa là mức độ xâm nhập của không khí cũng kém hơn so với khối hạt nhỏ hơn. • Thời gian trữ trái: Các biến đổi về sinh hoá diễn ra trong suốt quá trình trữ trái, đặc biệt là sự phân cắt và biến đổi các thành phần của đường và điều này có ảnh hưởng đến sự lên men. Trong quá trình này ẩm độ từ phần cơm trái ca cao cũng bị mất đi do sự bốc hơi qua lớp vỏ trái. Sự mất ẩm này làm tăng sự xâm nhập của không khí và do đó làm tăng mức độ lên men dẫn đến nhiệt độ cũng tăng theo và khi trái được đập vỡ thì sự lên men đã bắt đầu. • Phương thức thông khí/đảo trộn: Phương thức đảo trộn là trộn cách quãng (chuyển từ thùng lên men này đến thùng khác) trong khoảng thời gian lên men từ 5-7 ngày. Mức độ đảo trộn tốt hơn thì khả năng xâm nhập khí tốt hơn. Sự xâm nhập không khí cũng bị ảnh hưởng bởi các thao tác thông thường như việc đậy khối lên men với lá chuối và điều này sẽ làm chậm sự xâm nhập không khí giữa các lần đảo trộn. Các nhân tố này đặc biệt quan trọng đối với khối lên men nhỏ, khi đó sẽ có sự thông khí tốt hơn tuy nhiên cũng làm gia tăng sự mất nhiệt do có tỷ số SVP lớn hơn. • Thời gian lên men: Nhân tố này có ảnh hưởng đến thuộc tính chất lượng bao gồm cả mùi vị và thành phần vỏ. Ảnh hưởng của thời gian lên men thay đổi theo các nhân tố khác như giống ca cao, có hay không có trữ trái. Thời gian lên men thích hợp thay đổi theo những nhân tố này và do đó cần phải thiết lập theo các vùng/ đặc điểm di truyền/ phương pháp thực hiện khác nhau. • Biến đổi nhiệt độ trong quá trình lên men: Sự biến đổi nhiệt độ cơ bản được xác định dựa trên sự kết hợp các nhân tố được đề cập trên. Nhiệt độ tối đa đạt được khoảng 45-50oC sẽ là điều tiên quyết để phát triển mùi vị tốt nhất. Các thử nghiệm sấy Các điều kiện tiên quyết của kết quả 2.4, 2.5 và 2.8 về các thử nghiệm về sấy tại CTU đã được hoàn thành trước hoặc trong chuyến công tác đầu tiên của người đối tác Úc vào tháng 4/2006. Với bất kỳ sản phẩm nào thì mức 8 độ sấy cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi sự tương quan giữa điều kiện thời tiết và thiết kế của máy sấy dựa trên các nhân tố sau: nhiệt độ, độ ẩm tương đối/ lượng mưa, tốc độ gió/ không khí, bề mặt tiếp xúc của sản phẩm và sự bức xạ mặt trời. Thử nghiệm lên men lần thứ nhất (F1) và Thử nghiệm sấy tại Đại học Cần Thơ Giới thiệu Với thử nghiệm lên men lần thứ nhất (F1) và thử nghiệm sấy tại CTU trong tháng 4/2006 đã cố gắng để tiến hành thí nghiệm nhiều nhân tố của sự lên men trên cùng một thí nghiệm. Các nhân tố này bao gồm: • Kích cỡ và tỷ số bề mặt trên thể tích (SVR) của khối lên men: Nhân tố này đạt được thông qua các nghiệm thức sau: Nghiệm thức 1 (T1): Thùng lên men 100kg hạt ướt. Tỷ số SVR là 12,86 m2/m3 hạt ướt. Nghiệm thức 2 (T2): Thùng lên men 50kg hạt ướt. Tỷ số SVR là 16,60 m2/m3 hạt ướt. Nghiệm thức 3 (T3): Thùng lên men 25kg hạt ướt. Tỷ số SVR là 20,56 m2/m3 hạt ướt. Nghiệm thức 3a (T3a): Lặp lại của nghiệm thức T3 Nghiệm thức 4 (T4): Thùng lên men 10kg hạt ướt. Tỷ số SVR là 30 m2/m3 hạt ướt. Nghiệm thức 5 (T5): Ủ đống dạng hình nón với 25kg hạt ướt trên nền có lót lá chuối và xung quanh cũng được đậy bằng lá chuối. Tỷ số SVR là 30 m2/m3 hạt ướt. Phương pháp này thông thường được dùng để lên men ở Tây Phi. Tất cả các thùng lên men được đậy với lá chuối để cố định tiêu chuẩn này. • Thời gian trữ trái: Hạt ca cao có được từ các hộ nông dân ở 3 xã khác nhau của tỉnh Bến Tre. Phương pháp tại địa phương là thu hoạch trái và trữ chúng đến khi đủ lượng trái tập trung để tiến hành lên men. Để đủ lượng hạt ca cao tươi thì không thể có được. Thời gian trữ trái thì khác nhau ở từng hộ nông dân nhưng tính trung bình là 7 ngày. Bởi vì rất khó có được hạt ca cao tươi từ Bến Tre nên đã quyết định chuyển thử nghiệm này đến WASI. • Phương thức thông khí/ Đảo trộn. Các nghiệm thức có cùng một phương pháp đảo trộn là chỉ đảo trộn một lần vào ngày ủ thứ hai, do đó coi như đã cố định thông số này. Tất cả các thùng lên men và ủ đống được bao bọc phía trên, dưới và xung quanh bằng lá chuối nên cũng đã cố định thông số này. Do đó sự thay đổi chính trong việc thông khí là tỷ lệ bề mặt và thể tích khối ủ và đây chính là đặc điểm về kích cỡ và hình dạng của khối lên men. • Thời gian lên men: Nhân tố này được thực hiện bằng việc lấy mẫu ca cao để sấy sau 5 và 6 ngày lên men. Mẫu lên men 5 ngày được đánh dấu SDF5 trước khi sấy. Do các mẫu được đặt trên cùng một máy sấy nên thời gian sấy của chúng cũng được coi là cố định. Tương tác giữa các nghiệm thức lên men và thời gian lên men nên có tổng cộng 10 mẫu ca cao khô, ví dụ F1T1SDF5, F1T1SDF6,... từ 5 nghiệm thức lên men. Vật liệu và Phương pháp Hạt ca cao được mua từ Bến Tre như đã nói trên. Trái được cân trước khi tách hạt và lượng hạt ướt thu được từ trái cũng được cân lại. Điều này cho biết tỷ lệ thu hồi hạt ướt/ trái, đây là một nhân tố quan trọng để xem xét về mặt kinh tế. Nhiệt độ được đo đơn giản bằng cách ghi nhận giá trị từ nhiệt kế đặt giữa khối lên men sau mỗi ngày. Các phân tích về lý và hoá của các mẫu được lấy trong quá trình lên men được tiến hành dựa trên quyển hướng dẫn phân tích của dự án. Kết quả và thảo luận Điều ghi nhận đầu tiên trong thử nghiệm bước đầu đó là sự lên men không thành công ở tất cả các nghiệm thức ngoại trừ nghiệm thức 5. Đây là điều không bình thường chưa được ghi nhận trước đó bởi đối tác phía Úc. Có thể được lý giải là do hạt được tách trong khu vực được tráng nền xi măng rộng nên có thể không có các loài côn trùng mà đây chính là nguồn chủng nhiễm chính. Nguồn lây nhiễm quan trọng thứ hai đó là từ mặt dưới và các thành bên của thùng lên men từ các lần lên men trước đó. Vì đây là các thùng lên men mới nên không có được hệ vi sinh vật từ các lần lên men trước. Các thử nghiệm lên men tại CTU sau thí nghiêm này đều là các thử nghiệm được thực hiện thành công. Vì lý do đó nên chỉ có kết quả của nghiệm thức T5 được trình bày và thảo luận chi tiết. Lên men Thay đổi nhiệt độ theo ngày lên men 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 0 1 2 3 4 5 6 Ngày lên men N hi ệt đ ộ F1R1T1 F1R1T2 F1R1T3a F1R1T3b F1R1T4 F1R1T5 Hình 1. Sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình lên men Hình 1 cho thấy sự gia tăng nhiệt độ mong muốn chỉ xuất hiện ở nghiệm thức T5. Nhiệt độ cao nhất có thể đạt được kế tiếp là ở nghiệm thức T1 đến 39oC và ở nhiệt độ này được ghi nhận là chưa đủ để phát triển mùi vị tốt nhất. Nghiệm thứ T5 đạt được mức nhiệt độ đủ cao được ghi nhận là điển hình của sự lên men ca cao. TA hạt ca cao nguyên vỏ 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 0 1 2 3 4 5 6 Ngày lên men TA (m l 0 .1 N N aO H /g h ạt c a ca o) F1R1T1 F1R1T2 F1R1T3a F1R1T3b F1R1T4 F1R1T5 Hình 2. Chuẩn độ axit của hạt ca cao nguyên vỏ trong quá trình lên men 9 Hình 2 cho thấy một lần nữa là chỉ có nghiệm thức T5 đạt được sự lên men đầy đủ. Chuẩn độ axit (TA) có khuynh hướng tăng trong quá trình lên men là do sản phẩm hình thành từ các vi sinh vật sinh axit lactic và axit axêtic. Do đó nghiệm thức T5 là nghiệm thức duy nhất sẽ được thảo luận chi tiết về sau. pH các thành phần hạt ca cao nghiệm thức T5 - Cần Thơ F1T5 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 0 1 2 3 4 5 6 Ngày lên men pH Whole beans Kernel 10 Hình 3. pH của các thành phần hạt ca cao ở nghiệm thức T5 trong quá trình lên men Hình 3 cho thấy giá trị pH của các thành phần hạt ca cao trong quá trình lên men của nghiệm thức T5. Kết quả cũng tương tự với trung bình từ 10 mẫu lên men thương mại ở Papua New Guinea (Hình 4). Điều này cho thấy phương pháp không sử dụng thùng lên men mà chỉ đơn giản là ủ đống có thể là một lựa chọn cho các hộ nông dân Việt Nam. Đây là một phương pháp lên men đơn giản có thể thực hiện và không cần tốn kém thêm cho việc làm các thùng lên men. Hình 4. Giá trị pH điển hình (trung bình 10 mẫu lên men) của các thành phần hạt cac cao lên men ở PNG pulp Nguyên hạt Nhân hạt Cơm hạt Giá trị pH điển hình ở PNG 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 0 1 2 3 4 5 6 Ngày lên men pH Whole beans Kernel pupl/testa Nguyên hạt Nhân hạt Cơm hạt Hình 5 thể hiện giá trị chuẩn độ axit từ các thành phần khác nhau của hạt ca cao trong quá trình lên men ở nghiệm thức 5. Tương tự như vậy, giá trị chuẩn độ axit cũng giống với giá trị trung bình từ 10 mẫu lên men thương mại ở Papua New Guinea (PNG) được thể hiện ở hình 6. Điều này một lần nữa cho thấy đây là phương pháp lên men có thể thực hiện tại Việt Nam. TA các thành phần của hạt ca cao tại Cần Thơ - nghiệm thức F1T5 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 0 1 2 3 4 5 6 Ngày lên men TA (m l 0 .1 N N aO H /g ) TA Whole Beans TA Kernel 11 Hình 5. Giá trị chuẩn độ axit của các thành phần hạt trong quá trình lên men ở nghiệm thức 5 Hình 6. Giá trị TA điển hình của các thành phần hạt trong quá trình lên men (trung bình 10 mẫu) tại PNG Thử nghiệm sấy lần thứ nhất (D1) tại Đại học Cần Thơ (CTU) Giới thiệu Một máy sấy với diện tích sàn sấy là 3x3 m2 được lắp đặt tại CTU trong chuyến làm việc đầu tiên của người đối tác Úc vào tháng 4/2006. Thử nghiệm về sấy đã được thực hiện cùng với thử nghiệm lên men lần đầu (F1) và do đó cũng được thể hiện trong tài liệu này. Như đã đề cập trước đó, với bất kỳ sản phẩm nào thì mức độ sấy TA pulp Nguyên hạt Nhân hạt Cơm hạt Giá trị TA điển hình ở PNG 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 0 1 2 3 4 5 6 Ngày lên men TA (m l 0 .1 N N aO H /g ) Whole beans Kernel Pulp / Testa Nguyên hạt Nhâ hạt Cơm hạt cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi sự tương quan giữa điều kiện thời tiết và thiết kế của máy sấy dựa trên các nhân tố sau: nhiệt độ, độ ẩm tương đối/ lượng mưa, tốc độ gió/ không khí, bề mặt tiếp xúc của sản phẩm và sự bức xạ mặt trời. Thiết kế của máy sấy có mục đích là đạt được tất cả các nhân tố trên trong quá trình hoạt động. Vật liệu và Phương pháp Hạt ca cao lên men được lấy từ ngày thứ 5 và thứ 6 và để thành những đống (khoảng 2 kg hạt ướt) khác nhau trên máy sấy. Khi kết thúc quá trình lên men, tức là vào ngày thứ 6, lượng hạt còn lại trong tất cả các thùng lên men được trộn lại và cho vào máy sấy nhằm để theo dõi mức độ sấy với khối lượng hạt ca cao lớn hơn. Lượng mẫu chung này có khối lượng là 220 kg hạt ướt. Nhiệt độ và độ ẩm tương đối bên trong máy sấy và cả nhiệt độ môi trường xung quanh được theo dõi bằng máy ghi dữ liệu được mua từ dự án. Các mẫu trong máy sấy được lấy độc lập theo các nghiệm thức lên men và mẫu của lượng hạt chung còn lại được lấy sau mỗi ngày sấy. Ẩm độ, pH, TA được kiểm tra dựa trên quyển hướng dẫn của dự án. Kết quả và thảo luận Mức độ sấy và sự thay đổi về pH và TA được thể hiện ở hình 7, 9 và 10. Các điều kiện bên trong máy sấy và môi trường xung quanh được thể hiện ở hình 8. Độ ẩm (%) hạt ca cao sấy khô theo thời gian 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 0 1 2 3 4 N gày sấy khô F1R1T1SDF6 F1R1T2SDF6 F1R1T3aSDF6 F1R1T3bSDF6 F1R1T4SDF6 F1R1T5SDF6 Mẫu chung còn lại 220kg Hình 7. Mức độ sấy hạt ca cao trong máy sấy năng lượng mặt trời Kết quả thể hiện ở hình 7 cho thấy mức độ sấy nhanh, độ ẩm hạt đạt được 6-7% chỉ trong 4 ngày sấy. Lượng mẫu của từng nghiệm thức lên men khoảng 2 kg và để riêng từng loại trên sàn sấy. Lượng mẫu chung còn lại 220 kg quan sát thấy mức độ sấy chậm hơn nhưng cũng đạt được mức độ khô thương mại trong 4 ngày. Các mức độ sấy này cho thấy thuận lợi hơn so với cách phơi thông thường phải mất đến 10-12 ngày để đạt được 7- 8% ẩm. Trong suốt quá trình sấy, điều kiện thời tiết không nắng lắm, có mưa ít. Vì thế kết quả không cho thấy rỏ được mức độ sấy sẽ như thế nào trong một mùa mưa kéo dài. 12 Nhiệt độ & RH ngày 25/04/06 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 00 :00 01 :00 02 :00 03 :00 04 :00 05 :00 06 :00 07 :00 08 :00 09 :00 10 :00 11 :00 12 :00 13 :00 14 :00 15 :00 16 :00 17 :00 18 :00 19 :00 20 :00 21 :00 22 :00 23 :00 Thời gian trong ngày N hi ệt đ ộ & R H Nhiệt độ trong máy sấy RH trong máy sấy Nhiệt độ môi trường xung quanh RH môi trường xung quanh Hình 8. So sánh điều kiện nhiệt độ và độ ẩm tương đối (RH) trong máy sấy và môi trường xung quanh Hình 8 chứng minh được nhiệt độ bên trong máy sấy cao hơn nhiều so với nhiệt độ môi trường xung quanh. Nhiệt độ trong sàn sấy đạt được trên 60oC trong khoảng thời gian từ 11 đến 13 giờ. Trong khoảng thời gian ban đêm, nhiệt độ trong máy sấy luôn cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh và đây là điều rất quan trọng bởi vì hạt sẽ hút nước trở lại nếu nhiệt độ trong máy sấy không được giữ ở mức cao. Tương tự đối với độ ẩm tương đối (RH) bên trong máy sấy cũng ở mức thấp hơn nhiều so với môi trường xung quanh và điều này cũng thể hiện việc làm tăng mức độ sấy. pH hạt sấy khô theo thời gian 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 0 1 2 3 4 N gày sấy khô F1R1T1SDF6 F1R1T2SDF6 F1R1T3aSDF6 F1R1T3bSDF6 F1R1T4SDF6 F1R1T5SDF6 Mẫu chung còn lại 220kg Hình 9: Giá trị pH của hạt ca cao trong quá trình sấy 13 T A hạt sấy khô theo thời gian 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 0 1 2 3 4 N gày sấy khô F1R1T1SDF6 F1R1T2SDF6 F1R1T3aSDF6 F1R1T3bSDF6 F1R1T4SDF6 F1R1T5SDF6 Mẫu chung còn lại 220kg Hình 10: Giá trị chuẩn độ axit (TA) trong quá trình sấy khô Giá trị pH và TA được thể hiện ở hình 9 và 10. Cả chỉ số pH và TA đều có tầm quan trọng trong việc thể hiện mùi vị, mùi sô-cô-la tốt hơn được ghi nhận là khi ca cao có chỉ số axit thấp. Chỉ có nghiệm thức T5 là lên men đầy đủ vì thế chỉ có các chỉ số của nó được xem xét. Ở nghiệm thức T5, giá trị pH của ca cao khi kết thúc quá trình sấy là 5,09, đây là giá trị khá tốt khi so sánh với ca cao của Tây Phi thông thường pH trong khoảng 5,0- 5,2. Phần lớn ca cao ở khu vực Thái Bình Dương và Đông Nam Á có giá trị pH trong khoảng 4,6-4,8 và được đánh giá là quá axit/chua khi so với ca cao ở Tây Phi. Giá trị TA của nghiệm thức T5 có khuynh hướng tăng lên đến khi kết thúc quá trình sấy. Đây là một đặc tính của sự mất ẩm trong từng đơn vị được thể hiện bằng số ml NaOH 0,1N trên mỗi gam ca cao. Vào cuối quá trình sấy, độ axit của ca cao không thay đổi mặc dù trọng lượng của hạt ca cao giảm theo sự mất ẩm. Mẫu ca cao pH Axêtic % Lactic % Citric% Oxalic% F1T5SDF5 5,48 NA NA NA NA F1T5SDF6 5,11 NA NA NA NA Ghana 5,35 0,27 0,060 0,64 0,60 Malaysia 4,48 0,72 0,420 0,59 0,42 Cần Thơ (hộ Ông Vinh) 4,97 0,40 0,127 0,45 0,45 Bến Tre (hộ Bà Sương) 5,08 0,28 0,394 0,48 0,39 WASI (VDL03) NA 0,34 0,352 0,60 0,61 WASI (VDL05) NA 0,52 0,128 0,61 0,63 Bảng 1: Giá trị pH và axit hữu cơ của các mẫu ca cao từ thử nghiệm lên men so sánh với các mẫu ca cao thương mại của Việt Nam, Malaysia và Ghana. *NA: không xác định Kết quả từ bảng 1 cho thấy các mẫu ca cao thương mại của Việt Nam có độ axit và các axit hữu cơ nằm ở vị trí trung gian của ca cao của Ghana và Malaysia. Mẫu ca cao từ nghiệm thức lên men T5 gần giống với ca cao của Ghana. Mẫu ca cao lên men 5 ngày (T5SDF5) có giá trị axit thấp hơn so với mẫu lên men 6 ngày (T5SDF6). Các trị số axit hữu cơ của các mẫu thử nghiệm thì không có xác định trong đợt tập huấn tại QDPI&F vì nó được tiến hành sau tháng 8/2006. Kết luận Thử nghiệm bước đầu này nhằm mục đích: (1) xác lập kích cỡ tối thiểu cho quá trình lên men, chẳng hạn với thùng lên men 10kg , (2) sự phù hợp của việc ủ đống, (3) ảnh hưởng của thời gian lên men, khác nhau giữa 5 và 6 ngày lên men và (4) hiệu quả của máy sấy năng lượng mặt trời. 14 15 Bởi vì các thử nghiệm lên men không được diễn ra hoàn toàn, ngoại trừ nghiệm thức T5, nên kết luận không đề cập đến khối lên men chỉ với 10kg hạt ướt. Lên men bằng cách ủ đống, đậy với lá chuối đã diễn ra đầy đủ và cho thấy rằng phương pháp lên men này có thể được đề nghị. Đây là phương pháp chuẩn để tiến hành lên men ở các nước vùng Tây Phi. Người đối tác Úc đã ghi nhận trước đó khi làm việc tại PNG, phương pháp lên men bằng cách ủ đống khoảng 25 kg là phương pháp lên men tốt nhất đã từng được kiểm tra ở đất nước sản xuất loại ca cao của Tây Phi. Sự đề nghị này sẽ được trình bày trong các tài liệu chuyên môn sắp được xuất bản. Giá trị pH của hạt khô từ nghiệm thức T5 tương đương với tiêu chuẩn ca cao của Tây Phi. Lên men bằng cách ủ đống cũng có một sự thuận lợi đó là không cần tốn thêm chi phí để lắp đặt các thùng lên men. Kết quả đạt được cho thấy máy sấy năng lượng mặt trời được thiết kế cho hiệu quả cao. Tuy nhiên kết quả này được ghi nhận là tiến hành trong điều kiện thời tiết nắng nóng. Các kết quả về máy sấy trong điều kiện thời tiết mưa ẩm hơn sẽ được trình bày trong các báo cáo sau với những thử nghiệm được thực hiện tại CTU.