Đặt vấn đề Cacao là cây trồng đang phát triển tại Việt Nam và đang được đánh giá là giống cây trồng chủ lực, hiệu suất thu hoạch cao, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Chất lượng hạt cacao Việt Nam đã được nhiều doanh nghiệp đánh giá cao so với cacao của nhiều quốc gia khác trên thế giới. Nhưng cacao ở Việt Nam mới chỉ phát triển ở mức xuất khẩu dạng thô, còn những sản phẩm được chế biến từ cacao như sô cô la đang từng bước xuất ra thị trường thế giới. [1] Các sản phẩm từ bột cacao là thực phẩm phổ biến với thành phần dinh dưỡng khá cao.
Tác dụng trên tim mạch, tác dụng chống ung thư, tác dụng trên não và các tác dụng khác như: thức uống lý tưởng cho người ăn kiêng, giảm béo, nhưng vẫn duy trì đầy đủ dưởng chất cần thiết cho cơ thể [2]. Cacao còn dùng trong mỹ phẩm, các chuyên gia chăm sóc sắc đẹp tại Chennai (Ấn Độ) phát minh cách pha chế cacao, chăm sóc da cho phái nữ, ngăn ngừa bệnh lão hoá da. Việc tắm cacao từ lâu luôn được ưa chuộng [3]. Nước ta hiện nay, đặc biệt ở Đồng Bằng Sông Cửu Long, quá trình lên men thường được thực hiện theo phương pháp lên men tự nhiên tại vườn cacao, do đó thường cho kết quả hạt cacao không đồng nhất về chất lượng, hạt cacao bị chua, mùi vị kém hoặc mất mùi do quá trình lên men chưa hoàn tất hoặc lên men quá độ [4].
Thông qua kiểm soát lượng cơm nhầy bằng kỹ thuật sơ chế, nội dung đề tài hướng tới việc nâng cao năng suất quá trình lên men, rút ngắn thời gian, giảm thiểu tổn thất, kết hợp việc khiến cho pH hạt khô giảm dẫn đến giảm chua cho cacao thành phẩm từ đó tăng giá trị thương phẩm và hoàn thiện quy trình tiền xử lý hạt cacao trước lên men. Hằng năm, quá trình sản xuất sô cô la và các sản phẩm khác từ cacao lại sản sinh ra rất nhiều phụ, phế phẩm. Sản phẩm phụ chủ yếu của ngành công nghiệp sản xuất sô cô la bao gồm vỏ quả, cơm và lớp vỏ lụa của hạt tách ra sau khi rang. Hầu hết chúng không được quan tâm đầy đủ và bị xem là chất thải trên đồn điền cacao cũng như là nguyên do gây ra hàng loạt các vấn đề về môi trường như mùi hôi, ô nhiễm và 2 truyền bệnh, ảnh hưởng rất nghiêm trọng và lâu dài cho các vụ mùa tiếp theo [5].
Ở khía cạnh khác của khoa học thì các phụ phẩm này có thành phần hóa học và cấu trúc rất đặc trưng, có thể tham gia sản xuất các sản phẩm khác như các hợp chất có hoạt tính sinh học, chất xơ ăn kiêng, chất chống oxy hóa và theobromin, … mang lại giá trị kinh tế cao cho ngành công nghiệp thực phẩm [6]. Ở Bahia, Brazil sản xuất khoảng 300.000 tấn hạt cacao khô một năm, tương đương lượng dịch cơm dư thừa thải ra môi trường 120. Một loại nấm Moniliophthora perniciosa (Crinipellisperniciosa) đã gây ra một căn bệnh xóa sổ gần như hoàn toàn vụ mùa cacao tại bang Bahia, từ đó Brazil đã xảy ra cuộc khủng hoảng kinh doanh nông sản cacao, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến vùng phía nam, khu vực sản xuất cacao lớn nhất nước [7]. Tại Viện nghiên cứu cacao của Nigeria, dịch ép trái cacao đã được ứng dụng vào sản xuất nước cacao, rượu cacao, thạch cacao, pectin hay giấm, … với hương vị đặc trưng và hấp dẫn riêng [8].
Tính cấp thiết của các giải pháp nhằm khai thác triệt để trái cacao đang rất được quan tâm và nghiên cứu này phần nào sẽ có đóng góp tích cực cho ngành công nghiệp sản xuất các chế phẩm từ cacao trong tương lai tại Việt Nam. Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá mật độ vi sinh vật và mối liên hệ với pH và nhiệt độ trong suốt quá trình lên men cacao giữa các mẫu hạt có tỷ lệ cơm nhầy khác nhau, được tách nhờ quá trình thủ công. Nghiên cứu mối tương quan giữa tỷ lệ cơm nhầy và hệ vi sinh vật lên chất lượng cảm quan hạt cacao thành phẩm. Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm.
- Quá trình lên men được thực hiện tại hộ gia đình. - Đối tượng nghiên cứu là trái cacao giống Trinitario được trồng tại các nông hộ ở tỉnh Tiền Giang. Nội dung nghiên cứu - Tổng quan về nguyên liệu và lên men cacao, tính chất cơm cacao và hệ vi sinh vật trong lên men cacao. - Khảo sát sự thay đổi mật độ các nhóm vi sinh vật: TSNM-NM, TSVSVHK, vi khuẩn lactic, vi khuẩn acetic và vi khuẩn Bacillus trong lên men cacao ở các tỷ lệ tách cơm khác nhau (5%, 10% và 15%) cũng như sự ảnh hưởng của lớp cơm nhầy lên quá trình lên men và chất lượng hạt cacao thành phẩm.
- Đánh giá cảm quan hạt cacao khô sau lên men và hiệu quả quá trình bằng phương pháp cắt hạt. Tổng quan cây cacao Cacao có tên La Tinh là Theobroma cacao. Có nghĩa là “thức ăn của các vị thần – Food of the Gods”. Loại quả này đóng một vai trò rất lớn trong nhiều nền văn hóa của Trung Mỹ cổ.
Cây cacao được phát triển từ cách đây 3000 năm và trở nên phổ biến hơn, được ứng dụng nhiều hơn vào ngành thực phẩm từ cách đây 2000 năm [9]. Người Maya tin rằng cây cacao là của Thượng Đế và hạt cacao là ân sủng của chúa cho con người. Người Maya là những người đầu tiên trên trái đất này sử dụng cacao làm thực phẩm. Họ đã làm đồ uống với những hạt cacao được nướng lên, nghiền nhuyễn và pha với bột ngô nhằm tạo độ sánh khi uống.
Tuy nhiên khi ấy cách thức chế biến rất đơn giản. Khi Tây Ban Nha xâm chiếm vùng đất này vào thế kỷ 15, hạt cacao theo những chiếc thuyền buồm đến Châu Âu và trở thành một loại thức uống quý tộc. Người Aztec gọi thức uống từ hạt cacao lên men là Xocolatl. Nhưng người Tây Ban Nha không thể phát âm được cái tên như vậy nên biến thành Chocolat và đến người Anh thì gọi là Chocolate [10].
Trong gần 1 thế kỷ, cacao được coi là thức uống đặc trưng và là điều bí mật của những người Tây Ban Nha. Tuy nhiên do giá cả quá đắt đỏ nên những người Tây Ban Nha thực dụng và nhạy bén đã ngay lập tức trồng cây cacao trên các thuộc địa của họ để xuất khẩu tới những quốc gia khác trong châu lục. Và thu lại khoản lợi nhuận khổng lồ. Cacao đã lan truyền khắp Châu Âu.
Việc uống bột cacao thành một trào lưu ở Pháp. Dưới thời vua Louis 14 và 15, thức uống cacao rất được ưa chuộng tại Versailles. Tuy nhiên, lúc này thức uống cacao chỉ được uống dưới dạng nóng. Vì trong bột cacao vẫn còn nguyên bơ cacao, dễ bị kết tinh thô nhám khi bị lạnh [11].
Và rồi cacao đã tới Anh. Cũng giống như ở Pháp, nó nhanh chóng chinh phục nước Anh. Năm 1828, một nhà hóa học người Hà Lan tên Johannes Van Houten phát minh ra phương pháp ép bơ cacao ra khỏi bột cacao. Lúc này, người ta có thể uống lạnh thức uống cacao với mùi vị thơm ngon.
Năm 1875, nhà sản xuất Daniel Peter người Thụy Sỹ trộn bột cacao, bơ cacao, sữa bột, đường. Lần đầu tiên sô cô la sữa 5 với mùi vị thơm ngon hơn được sản xuất công nghiệp. Năm 1879, Rodolphe Lindt phát minh ra máy nghiền ủ đảo trộn, giúp cho sô cô la sữa có cấu trúc mịn, đồng nhất và mùi vị dễ chịu. Kể từ đây, quy trình sản xuất sô cô la sữa quy mô công nghiệp đã gần hoàn chỉnh.
Nhiều nhãn hiệu sô cô la nổi tiếng lần lượt ra đời [11]. Vào đầu thế kỷ 20, tại các quốc gia châu Âu, thức uống được chế biến từ cacao và sô cô la đã phát triển trở thành một nền văn hóa ẩm thực và có ảnh hưởng trên toàn thế giới. Chính những máy móc chế tạo thức uống cacao và sô cô la được phát minh trong cuộc cách mạng công nghiệp đã tạo tiền đề cho một nền công nghiệp sản xuất cacao với số lượng lớn và giá thành rẻ. Phát minh ra cách ép hạt cacao mới làm giảm giá nhưng lại tăng chất lượng thành phẩm lên rất nhiều.
Cùng lúc đó giá đường giảm mạnh và đời sống người dân trên khắp Châu Âu đều được tăng lên đáng kể [12]. Nhu cầu tiêu thụ sô cô la trên thế giới ngày càng tăng, như ở các thị trường Bắc Mỹ, Châu Á và Châu Âu, tuy nhiên tìm nguồn cung cacao đủ để đáp ứng nhu cầu thị trường là một thách thức lớn. Hiện nay cacao được trồng chủ yếu ở một số quốc gia đang phát triển tại Châu Phi, khu vực Bắc Nam Mỹ và Châu Á. Tuy sản lượng hạt cacao khô của Châu Phi chiếm thị phần rất lớn – gần 4/5 tổng sản lượng của Thế giới nhưng khu vực này lại không chiếm sản lượng đáng kể trong việc sản xuất các sản phẩm sô cô la.
Sản lượng sản xuất hạt cacao năm 2021 [13] Stt Khu vực Sản lượng 1 Châu Phi 81 % 2 Châu Mỹ 15 % 3 Châu Á và Châu Đại Dương 4% Bảng 2. Sản lượng chế biến sô cô la năm 2021 [13] Stt Khu vực Sản lượng 1 Châu Âu 36 % 2 Châu Á và Châu Đại Dương 23 % 3 Châu Phi 21 % 4 Châu Mỹ 20 % 6 Việt Nam hiện đứng thứ 23 trong danh sách những nước có sản phẩm cacao đạt hương vị tốt, trở thành quốc gia châu Á thứ hai đạt danh hiệu này sau Indonesia, nhưng lại có đến 40% sản lượng cacao được công nhận trong khi Indonesia chỉ có tỷ lệ 1%. Sự khác biệt này ngoài yếu tố thổ nhưỡng còn đến từ cách lên men tự nhiên để tạo nên sự độc đáo. Đó là quá trình lên men cacao, rang và nghiền hạt để làm dậy lên hương trái cây đặc trưng vốn có của hạt cacao Việt Nam.
Diện tích canh tác cacao ở Việt Nam năm 2018 (theo Cục trồng trọt) Stt Khu vực Diện tích 1 Đắk Lắk 30 % 2 Tiền Giang 14 % 3 Đắk Nông 12 % 4 Các tỉnh khác 44 % Cây cacao thân nhỏ, thường cao từ 4m – 8m, ưa thích môi trường bóng rợp nên thường được trồng xen dưới các tán cây khác như trong rừng, vườn dừa hoặc vườn cao su. Cây trồng 2-3 năm bắt đầu ra hoa kết trái, đến năm thứ 10 phát triển đầy đủ và cho năng suất ổn định, thu hoạch hai vụ trong năm [10]. Cấu tạo từng bộ phận của cây cacao 2. Quả cacao Hạt cacao là thành phần nguyên liệu chính trong sản xuất sô cô la – có nguồn gốc từ giống cây Theobroma cacao L., thuộc họ Sterculiaceae.