CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về ca cao [6] 1.1 Tình hình ca cao ở Việt Nam.1 Cây ca cao Cây ca cao được du nhập vào Việt Nam từ rất sớm từ những năm 1985 nhưng phải đến năm 2004 ngành hàng ca cao mới bắt đầu phát triển. Tại Việt Nam, ca cao được xem là cây trồng có tiềm năng phát triển vì điều kiện tự nhiên Việt Nam khá phù hợp, nhất là ca cao trồng xen trong vườn dừa, vườn điều, hoặc trồng thuần ở các tỉnh Tây Nguyên, vừa tăng thu nhập vừa góp phần duy trì diện tích cây dừa, cây điều phát triển hiệu quả.[7] Việt Nam được đánh giá là nước có vị trí chiến lược trong cung cấp ca cao của khu vực châu Á. Cộng đồng quốc tế và chính quyền đang tích cực hỗ trợ người nông dân Việt Nam để phát triển ca cao bền vững. Theo thống kê của Cục Trồng trọt, đến tháng 10/2013, diện tích trồng ca cao trên cả nước là 22.110,3 ha tập trung tại 3 vùng chính là Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ.
Trong đó, các tỉnh có diện tích trên 1.000 ha là: Bến Tre (7.342 ha); Bà Rịa - Vũng Tàu (2.788 ha); Tiền Giang (2.570 ha); Đắk Lắk (2.554 ha); Bình Phước (1.311 ha); Vĩnh Long (1. Chất lượng ca cao Việt Nam vẫn thuộc loại cao trên thị trường thế giới, hiện có tới 95% là sản phẩm ca cao lên men, kích cỡ hạt đạt trung bình 80-100 hạt/lượng. Hiện có 232 cơ sở lên men phân bố tại các tỉnh trồng ca cao, hạt cao cao lên men của Việt Nam được xếp vào loại ca cao có chất lượng cao nhất thế giới, vượt qua Indonesia, nước có sản lượng thứ ba thế giới (chỉ bán hạt thô). Ca cao Việt được 7 xếp vào nhóm nước có chất lượng sản phẩm cao như Ghana, Bờ Biển Ngà, Brazil.
Ca cao Việt Nam có hương vị riêng đặc thù mà thị trường tiêu thụ rất ưa chuộng.2 Diện tích trồng ca cao trên cả nước (10/2013) Theo “Đề án phát triển ca cao đến năm 2015 và định hướng đến 2020” đã được Bộ NN& PT Nông thôn phê duyệt, mục tiêu đến năm 2015 diện tích trồng cây ca cao trên cả nước đạt 35. Đến 2015, dự kiến diện tích cây ca cao đạt 60.000 ha kinh doanh, năng suất bình quân 15 tạ/ha, sản lượng hạt khô đạt 52.000 tấn, kim ngạch xuất khẩu đạt 50 - 60 triệu USD. Năm 2020, dự kiến diện tích đạt 80.000 ha kinh doanh, năng suất bình quân 18 tạ/ha, sản lượng hạt khô 108.000 tấn, kim ngạch xuất khẩu đạt 100 - 120 triệu USD.2 Nguồn gốc và đặc điểm của cây ca cao Ca cao thuộc họ Trôm Sterculiaceae, giống Thebroma, loài ca cao. Ca cao có nguồn gốc hoang dại trong các khu rừng nhiệt đới Trung và Nam châu Mỹ.
Ca cao là loài thân gỗ nhỏ có thể cao đến 10 – 20m nếu mọc tự nhiên trong rừng. Trong sản xuất người ta thường chặt xén ngọn bớt để việc thu hoạch quả có thể dễ dàng hơn và độ cao của cây khi đã trưởng thành không quá 7.5m, đường kính từ 10 – 15 cm. Để phát triển mạnh, cây ca cao cần được che chắn để tránh bớt tia nắng mặt trời và gió, đặc biệt là trong những giai đoạn đầu của thời kỳ phát triển. Thời kỳ kinh doanh hiệu quả có thể kéo dài từ 25 – 40 năm.[2] Mỗi năm cho đến hàng nghìn hoa ở thân chính và cành to nhưng chỉ có 1 – 3% thành trái.
Cây sẽ ra quả khi được 3 – 4 tháng tuổi. Trái cacao có thể đạt chiều dài 15 – 20 cm, cân nặng từ 200g – 1kg. Tuỳ theo từng loài, hình dạng của trái thay đổi từ hình cầu, hình dài và nhọn, hình trứng hoặc hình ống. Màu sắc của trái khá đa dạng: màu xanh, màu vàng, màu đỏ.
Mỗi trái chứa khoảng 20 – 40 hạt.3 Cấu tạo trái ca cao 1.3 Các giống ca cao [5] Ca cao trên Thế Giới được chia làm 3 nhóm chính: Criollo, Forastero, Trinitario.1 Đặc điểm giữa giống Criollo - Forastero - Trinitario Các đặc điểm Criollo Forastero Trinitario chính Dạng quả Quả dài Quả hình bầu dục Quả dài Vỏ, cấu trúc, Mềm đỏ Cứng, xanh Hầu hết cứng, thay đổi màu sắc Hình ảnh Hoa Nhụy hồng nhạt Nhụy màu tím Thay đổi Hạt 20-30 >30 >30 Tử diệp Gần tròn Dẹp Dẹp Trắng, ngà hoặc tím Màu tử diệp Tím, tím đậm Thay đổi rất nhạt Kháng bệnh Kém Tốt Trung bình Chất béo Thấp Cao Trung bình Nam Mỹ Vùng trồng Châu Phi(Ivory Coast, Trung Mỹ (Trinidad, (Venezuela, nhiều Ghana, Nigeria) Jamaica) Ecuado, Colombia) (Nguồn: Nguyễn Văn Uyên và cộng sự, 1996, Hà Thanh Toàn, 2008) 9 1.4 Thành phần và công dụng của hạt ca cao Bột ca cao và sô cô la là hai loại thực phẩm cung cấp năng lượng cao, bột ca cao cung cấp 1898J/100g còn sô cô la cung cấp 500 calo/100g.2 Thành phần cơ bản của hạt ca cao Thành phần dinh dưỡng mg/100g Khoáng chất mg/100g Protein 18.5 Na 950 Chất béo 21.5 Ca 130 Năng lượng Mg 520 Kcal 313 Fe 10.9 P 669 Cl 460 Trong sô cô la còn có theobromine (0,4%), là một chất kích thích nhẹ cho nên cho trẻ em ăn rất tốt. Sô cô la còn có tác dụng chống bệnh còi xương vì nó có chất bơ, các chất phosphor tự nhiên và vitamin D [13] Các nhà nghiên cứu Đức tuyên bố: “Nếu như một tách trà có thể làm dịu sự căng thẳng thì sô cô la mới thật sự giúp hạ huyết áp”. Cả ca cao và trà đều chứa polyphenol, một hợp chất có khả năng ngăn ngừa các bệnh tim mạch và hiện diện hầu hết trong các loại rau quả. Nhưng polyphenol trong ca cao lại khác với trà và hoạt tính của nó tích cực hơn hẳn.
Hiện nay, các bệnh nhân bị huyết áp cao được khuyến nghị là nên ăn nhiều rau quả. Ngoài ra, có thể ăn uống thêm các sản phẩm từ ca cao. Nghiên cứu của Đại học California (Mỹ) được trình bày tại hội nghị của tổ chức nghiên cứu tim mạch quốc tế cho thấy dùng vừa phải sô cô la và ca cao có thể tốt cho tim mạch. Hai loại thực phẩm này chứa nhiều flavonoids (thường có trong phần lớn các loại trái cây và rau), chúng rất có ích đối với các mô của cơ thể, giúp giảm nguy cơ đông máu và kết dình tiểu cầu, nguyên nhân gây ra các triệu chứng đau tim và đột quỵ.
Hàm lượng flavonoids tỉ lệ thuận với vị đắng của sô cô la và ca cao. 10 Lớp cơm nhầy chiếm khoảng 15 – 20 % trọng lượng của hạt ca cao tươi và chứa một trữ lượng đường cao, chúng ta có thể sử dụng lớp cơm nhầy này làm nước sinh tố, kem hoặc cô đặc làm nước cốt trái cây, hay chế biến rượu vang… Vỏ ca cao chứa 3 -4% kali trên trọng lượng chất khô, là nguồn phân bón giàu kali. Tro đốt từ vỏ đã tựng được sử dụng làm xà phòng. Vỏ quả ca cao khô, xay nhỏ có thể trộn vào thức ăn cho gia súc.3 Thành phần vỏ ca cao Trung bình STT Thành phần (% của khối lượng chất khô) 1 Protein 6.09 Ca cao có rất nhiều lá.
Trong kỹ thuật canh tác lá được thường xuyên tỉa bỏ để tạo hình dạng thích hợp và tăng độ thoáng cho cây. Lá ca cao tỉa bỏ là nguồn thức ăn ổn định cho dê bò và thỏ. Hạt ca cao được gắn với cơ quan gọi là thai tòa. Khi tách hạt ca cao để lên men thì thai tòa được loại bỏ sẽ là nguồn thức ăn cho cá và heo.4 Thành phần hạt ca cao tươi Thành phần Tử diệp Cơm nhầy Võ hạt Nước 3.7 - Glucose và fructose 1.1 10 - 11 Bơ ca cao Protein 31.8 Muối khoáng 0.2 Lên men ca cao trong điều kiện tự nhiên 1.1 Quá trình lên men hạt ca cao [12] Hình 1.4 Những biến đổi sinh hóa trong suốt quá trình lên men.
(nguồn: Hylayat, 2007) Lên men là khâu quan trọng nhất trong nghành trồng và chế biến ca cao, nhằm thủy phân phần cơm (pulp) bao bọc xung quanh hạt (cocoa bean) và làm chết mầm hạt (radical) hoặc diệt chết phôi nha để hạt không còn nảy mầm được nữa. Do đó lên men ca cao giúp khởi đầu những phản ứng sinh hóa xảy ra bên trong tử diệp hay nội nhủ (cotyledon), góp phần làm giảm vị đắng (bitterness), chát (astringency) và tạo các tiền chất của hương thơm ca cao (flavor precursor).5 Sơ đồ sự chuyển biến đường của cơm nhầy trong quá trình lên men (Nguồn: Hylayat, 2007) Lớp nhầy chiếm khoảng 15 – 20% trọng lượng của hạt ca cao tươi và chứa một trữ lượng đường cao. Đồng thời do sự có mặt của acid citric tạo nên độ pH của lớp cơm nhầy ban đầu là 3,5. Là một môi trường thích hợp cho sự phát triển của nấm men.
Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men, các loài nấm men như: Candida, Debaryomyces, Hasenula, Kloeckera, Pichia, Rhodorula, Saccharomyces và Torulopsis dã phát triển và chuyển hóa đường trong chất nhầy thành cồn ethylic và khí cacbonic bay ra theo phản ứng hóa học sau: C6H12O6 2C2H5OH + CO2 Sự chuển hóa trên xảy ra dưới điều kiện hơi yếm khí. Những điều kiện này cho phép sự phát triển của các vi khuẩn acid Lactic_lactobacillus, chủ yếu là L.Fermentum, cùng với sự sản sinh ra acid lactic. Các vi khuẩn này cũng tham gia vào quá trình phân hủy các chất đường. Khi các chất nhầy bị vỡ thành dịch ca cao chảy ra làm cho môi trường ủ trở nên thông thoáng hơn.
Độ acid giảm, pH đạt giá trị 5,0 vào cuối giai đoạn lên men, do sự mất đi acid citric. Ngay khi các tế bào của chất nhầy bị phá vỡ, không khí xâm nhập vào khối ủ và có sự gia tăng về acetic hóa do hiện tượng oxi hóa cồn thành acid acetic bởi các vi khuẩn Acetorbacter spp, và Gluconobacter, chúng hoạt động rất mạnh ngay khi hàm lượng cồn đạt đến mức thích hợp, phản ứng này yêu cầu môi trường phải thật thông thoáng, đây là một phản ứng làm nhiệt độ khối hạt tăng lên. Đầu tiên nhiệt độ tăng chậm, sau đó tăng nhanh hơn và đạt đến từ 45 – 480 sau 48 giờ đầu tiên. Nếu hạt được đảo trộn lúc này, nhiệt độ sẽ tăng nhanh đến 480C thậm chí đến 500C, Nhiệt độ khối ủ có thể vượt quá mức này một vài độ.
Sau khi gia tăng cực điểm, nhiệt độ giảm chậm và có thể tăng trở lại ở lần đảo trộn kế tiếp, sau 6 ngày nhiệt độ sẽ ở trong khoảng 45 – 480C. Trong trường hợp ủ quá mức thì nhiệt độ sau khi kết thúc có thể tăng 50 – 520C. Khi đó khối ủ sẽ tỏa ra mùi khó chịu và hôi thối như mùi cá ươn. Đó là do sự phân hủy của các protein làm sản sinh ra amoniac.