KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG
BƯỚC ĐẦU SỬ DỤNG CHẾ PHẨM ULTRAZYME AFPL CÓ CHỨA ENZYME PECTINASE VÀO QUÁ TRÌNH LÊN MEN HẠT CA CAO
Th.S Phan Thanh Bình và CS
Viện KHKT Nông Lâm Nghiệp Tây Nguyên
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Cây ca cao không phải là cây trồng còn mới ở Việt Nam, nhưng cho tới những năm gần đây nó mới được quan tâm, đầu tư có hiệu quả, tính đến tháng 5/2010, tổng diện tích phát triển ca cao của Việt Nam đạt 17.687 ha (nguồn: TT khuyến nông – khuyến ngư quốc gia).
Hiện nay theo đánh giá của các nhà thu mua, sơ chế cũng như các chuyên gia ca cao trên thế giới cho biết chất lượng ca cao Việt Nam đang ngày được cải thiện. Tuy nhiên để đạt được chất lượng cao, ổn định thì cần có nhiều nghiên cứu sâu hơn và phù hợp với điều kiện Việt Nam. Tiến sĩ Smija Lambert cho rằng một số vấn đề chính về cây ca cao của Việt Nam là: độ lên men thấp, không đồng đều, mùi đặc trưng không rõ ràng, độ acid còn cao, hạt ca cao bị nhiễm khói, có mùi lạ …(nguồn TTXVN – TT Khuyến nông khuyến ngư quốc gia). Do đó công tác thu hoạch và sơ chế sau thu hoạch là rất quan trọng, đặt biệt là phương pháp lên men hạt ca cao.
Để giải quyết được một trong những vấn đề trên (giảm độ chua của hạt ca cao hiện nay của Việt Nam) nhóm nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm bổ sung chế phẩm enzyme có chứa enzyme pectinase vào trong quá trình lên men hạt ca cao nhằm làm giảm hàm lượng cơm nhầy, tăng nhanh quá trình lên men hiếu khí, làm giảm lượng acid lactic và từ đó giảm độ chua trong hạt.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
2.1.1 Nguyên liệu: Quả ca cao dòng forastero và trinitario từ vườn của viện KHKT NLN tây nguyên, chọn quả đủ độ chín kỹ thuật.
2.1.2. Vật liệu: Sử dụng chế phẩm enzyme Ultrazyme AFPL (do hãng Novo của Đan Mạch).
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Địa điểm: phòng TN SH và CNSH – Viện KHKT NLN Tây Nguyên.
22.2 Nội dung: gồm 2 thí nghiệm, 4 công thức/TN, 3 lần lặp lại, 50kg hạt tươi/CT.
Thí nghiệm 1: Xác định liều lượng chế phẩm enzyme Ultrazyme AFPL.
CT1: 60ppm; CT2: 80ppm; CT3: 100ppm (so với hạt tươi); ĐC1: không sử dụng enzyme, lên men 6 ngày và 2 lần đảo.
Thí nghiệm 2: Xác định thời điểm bổ sung chế phẩm enzyme Ultrazyme AFPL.
CT5: 0h; CT6: 12h; CT7: sau 24h; ĐC2: Không enzyme, lên men 6 ngày và 2 lần đảo.
2.2.3 Chỉ tiêu theo dõi:
Nhiệt độ khối hạt; Hàm lượng vỏ hạt; Màu sắc hạt sau; pH, TA; thử nếm
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Kết quả xác định liều lượng chế phẩm enzyme Ultrazyme AFPL bổ sung vào trong quá trình lên men hạt ca cao
Nhiệt độ khối hạt là một trong những chỉ tiêu cơ bản, làm cơ sở đánh giá mức độ lên men của hạt ca cao, nhiệt độ càng cao thì mức độ lên men càng tốt, các phản ứng sinh hóa diễn ra càng mạnh. Biểu đồ 3.1 cho thấy nhiệt độ cao nhất là 50,3oC (CT2) sau 78h lên men, nhìn chung các CT1, CT2, CT3 có nhiệt độ khác nhau không rõ ràng qua các ngày lên men nhưng tất cả đều tăng nhiệt cao và nhanh hơn so với mẫu ĐC1.
Biểu đồ 3.1: Diễn biến nhiệt độ trong khối ủ
Hàm lượng vỏ xác định mức độ tác dụng của các enzyme vào quá trình lên men. Kết quả tại bảng 3.2 cho thấy có sự khác biệt có ý nghĩa giữa các CT có sử dụng E và mẫu ĐC1, ở mẫu ĐC1 hàm lượng vỏ cao nhất (14,92%) còn giữa CT1, CT2, CT3 không thấy có sự khác biệt khi xử lý thống kê. Điều này chứng tỏ hoạt động của enzyme đã làm cho phần lớn lớp cơm nhầy tham gia vào phản ứng sinh hóa và làm giảm hàm lượng vỏ.
Bảng 3.2: Hàm lượng vỏ của hạt sau khi lên men (thí nghiệm liều lượng)
Công thức
|
Hàm lượng vỏ (%)
|
CT1
|
12,53b
|
CT2
|
12,81b
|
CT3
|
13,32b
|
ĐC1
|
14,92a
|
(các trị số trên cùng một cột đi theo sau bởi các chữ cái giống nhau
thì không khác nhau ở mức p ≤ 0,05)
Quá trình lên men còn được thể hiện bởi sự biến đổi màu sắc của tử diệp, màu hạt càng nâu cho thấy quá trình lên men càng tốt. Kết quả biểu diễn tại bảng 3.3 cho thấy tỷ lệ hạt nâu ở CT2 cao nhất (74,75%) và giữa CT1, CT3, ĐC1 không thấy có sự khác biệt khi xử lý thống kê ở mức ý nghĩa p < 0,01; tỷ lệ hạt nâu tím ở CT2 thấp nhất (21,25%), cao nhất là mẫu ĐC1 (28,25%), CT3 (26,83%) nhưng khi xử lý thống kê thì ĐC1 và CT3 khác nhau không có ý nghĩa; tỷ lệ hạt tím ở CT2 (4%) thấp nhất, cao nhất là CT1 (9,75%) và tỷ lệ hạt mốc giữa các mẫu không thấy có sự khác biệt. Điều này chứng tỏ hiệu lực của enzyme tốt nhất là ở CT2 (80ppm/khối lượng hạt tươi) với điểm cuttest 853,75.
Bảng 3.3: Kết quả sau khi cuttest hạt ca cao khô (thí nghiệm liều lượng)
Công thức
|
Nâu
|
Nâu tím
|
Tím
|
CTS
|
CT1
|
65,67b
|
24,58ab
|
9,75a
|
779,58b
|
CT2
|
74,75a
|
21,25b
|
4,00b
|
853,75a
|
CT3
|
66,67b
|
26,83a
|
6,50ab
|
800,83b
|
ĐC1
|
63,00b
|
28,25a
|
8,33ab
|
771,25b
|
(các trị số trên cùng một cột đi theo sau bởi các chữ cái giống nhau
thì không khác nhau ở mức p ≤ 0,05)
Độ pH và TA cũng xác định được mức độ chua của hạt đã lên men. Kết quả thể hiện bảng 3.4 cho thấy khi pH càng cao thì TA càng thấp và khi sử dụng E bổ sung vào trong lên men thì làm cho độ pH của hạt tăng cao hơn so với mẫu ĐC1. Độ pH ở CT2 (5,32) cao hơn so với các mẫu còn lại ở mức ý nghĩa 0,05, thấp nhất là ĐC1 (5,12). Trái ngược với pH, TA ở CT2 lại nhỏ nhất (1,15) và cao nhất là ĐC1 và CT1 (1,34). Điều này rất phù hợp khi ta đối chiếu với các chỉ tiêu về nhiệt độ (bảng 3.1), cuttest (bảng 3.3), đó là khi lên men tốt thì các phản ứng sinh hóa diễn ra mạnh (rượu chuyển thành acid acetic)
Bảng 3.4: Kết quả kiểm định pH và TA (thí nghiệm liều lượng)
Công thức
|
pH
|
TA (ml NaOH 0,1N/g
|
CT1
|
5,15a
|
1,34a
|
CT2
|
5,32b
|
1,15b
|
CT3
|
5,18b
|
1,27a
|
ĐC1
|
5,12b
|
1,34a
|
(các trị số trên cùng một cột đi theo sau bởi các chữ cái giống nhau
thì không khác nhau ở mức p ≤ 0,05)
Kết quả thử nếm là một kết quả tổng hợp của các đặc tính hạt ca cao. Kết quả tại bảng 3.5 chỉ ra rằng, hương ca cao và hương trái cây giữa các CT không có sự khác biệt; vị đắng, vị chát giữa các CT có sự khác nhau không có ý nghĩa (p > 0,05); riêng về vị chua thì ở CT2 là (3,80) thấp hơn so với các mẫu khác ở mức ý nghĩa (p ≤ 0,05).
Bảng 3.5: Kết quả thử nếm (thí nghiệm liều lượng)
Công thức
|
Hương ca cao
|
Chua
|
Đắng
|
Chát
|
Hương trái cây
|
CT1
|
3,20a
|
5,20a
|
3,40b
|
4,00ab
|
1,20a
|
CT2
|
3,10a
|
3,80b
|
3,80ab
|
3,75ab
|
1,10a
|
CT3
|
3,60a
|
4,95a
|
3,80ab
|
3,60b
|
1,20a
|
ĐC1
|
3,70a
|
4,85a
|
4,35a
|
4,20a
|
1,20a
|
(các trị số trên cùng một cột đi theo sau bởi các chữ cái giống nhau
thì không khác nhau ở mức p ≤ 0,05)
Như vậy, qua thí nghiệm 1 cho ta được kết quả tốt nhất ở liều lượng E 80ppm (CT2), từ kết quả này sử dụng để tiến hành thí nghiêm 2.
3.2 Kết quả xác định thời gian bổ sung chế phẩm enzyme Ultrazyme AFPL vào trong quá trình lên men hạt ca cao
Bảng 3.6: Nhiệt độ khối hạt trong quá trình lên men (thí nghiệm thời gian bổ sung)
Kết quả tại đồ thị 3.2 thể hiện rõ sự khác biệt giữa mẫu sử dụng E (CT5, CT6, CT7) và mẫu không sử dụng E (ĐC2), nhiệt độ tăng rất nhanh khi có sự tác động của E bổ sung vào, tuy sự khác biệt chưa thật rõ về thời điểm bổ sung E. Nhiệt độ tăng cao nhất là 48,9oC sau 96h lên men (CT5), ở thời điểm kết thúc quá trình lên men nhiệt độ dao động từ 45,1 – 46oC đảm bảo ngăn không cho nấm mốc phát triển.
Đồ thị 3.2: Diễn biến nhiệt độ trong khối ủ lên men
Bảng 3.7: Hàm lượng vỏ (thí nghiệm thời gian bổ sung E)
Công thức
|
Hàm lượng vỏ (%)
|
CT5
|
13,22b
|
CT6
|
12,95bc
|
CT7
|
13,42b
|
ĐC2
|
14,94a
|
(các trị số trên cùng một cột đi theo sau bởi các chữ cái giống nhau
thì không khác nhau ở mức p ≤ 0,05)
Hàm lượng vỏ giữa các CT có sử dụng E đều thấp hơn so với mẫu ĐC2 có ý nghĩa ở mức 0.05, trong đó giữa các công thức có sự khác nhau không có ý nghĩa. xem bảng 3.7.
Bảng 3.8: Tỷ lệ (%) màu sắc hạt sau khi cuttest hạt ca cao khô (TN thời gian bổ sung E)
Công thức
|
Nâu
|
Nâu tím
|
Tím
|
CTS
|
CT5
|
71a
|
22,67b
|
6,33
|
823,33a
|
CT6
|
66,5ab
|
26,67ab
|
6,83
|
789,33ab
|
CT7
|
64,42b
|
26,92ab
|
8,67
|
778,75b
|
ĐC2
|
62,08b
|
30,25a
|
7,67
|
772,08b
|
(các trị số trên cùng một cột đi theo sau bởi các chữ cái giống nhau
thì không khác nhau ở mức p ≤ 0,05).
Kết quả xác định màu sắc hạt được thể hiện tại bảng 3.8 cho thấy, thời gian bổ sung E khác nhau thì cho tỷ lệ hạt lên men khác nhau và cao hơn so với mẫu không bổ sung E, CTS (cuttest score – điểm cuttest) ở CT5 cao nhất (823,33) và thấp nhất là ĐC2 (772,08) ở mức ý nghĩa 0,05. Tỷ lệ hạt nâu ở CT5 (71%) cao nhất và thấp nhất là ĐC2 (62,08%), trong khi đó tỷ lệ hạt tím giữa các CT và mẫu ĐC2 không thấy có sự khác biệt.
Bảng 3.9: Kết quả xác đinh pH và TA (thí nghiệm thời gian bổ sung E)
Công thức
|
pH
|
TA (ml NaOH 0,1N/g)
|
CT5
|
5,27a
|
1,16b
|
CT6
|
5,12b
|
1,30a
|
CT7
|
5,15b
|
1,26ab
|
ĐC2
|
5,13b
|
1,29a
|
(các trị số trên cùng một cột đi theo sau bởi các chữ cái giống nhau
thì không khác nhau ở mức p ≤ 0,05)
Kết quả xác định độ pH cho thấy: ở CT5 (pH=5,27) cao hơn các mẫu còn lại ở mức ý nghĩa (p < 0,05), CT6, CT7 và ĐC2 không khác nhau. Tương ứng với các giá trị pH thì khi pH càng cao thì TA càng thấp và ngược lại, ở đây giá trị TA của CT5 là thấp nhất (TA=1.16mg/g) và cao nhất là CT6 (TA=1,3mg/g) xem thêm bảng 3.9.
Bảng 3.10: Kết quả thử nếm hương vị ca cao (thí nghiệm thời gian bổ sung E)
Công thức
|
Hương ca cao
|
Chua
|
Đắng
|
Chát
|
Hương trái cây
|
CT5
|
3,40
|
4,40b
|
4,00b
|
3,60
|
1,30ab
|
CT6
|
3,10
|
5,20a
|
4,70a
|
3,80
|
0,90b
|
CT7
|
3,65
|
4,60ab
|
4,40ab
|
3,70
|
1,4ab
|
ĐC2
|
3,60
|
4,90ab
|
4,50ab
|
4,00
|
1,60a
|
(các trị số trên cùng một cột đi theo sau bởi các chữ cái giống nhau
thì không khác nhau ở mức p ≤ 0,05)
Từ kết quả trên bảng 3.10 cho ta thấy các chỉ tiêu về hương ca cao, vị chát không khác nhau giữa các CT và ĐC2; tương tự về vị chua và hương trái cây ở các CT khác nhau không có ý nghĩa thống kê (p > 0,05); riêng vị đắng thì có sự khác nhau, ở CT5 vị đắng điểm đánh giá thấp nhất (4) và cao nhất là CT6 (4,70) còn CT7 và ĐC2 không có sự khác nhau.
Như vậy, với các kết quả đã đạt được, để thuận lợi cho quá trình lên men thì chúng ta chọn công thức 5 (CT5: bổ sung chế phẩm enzyme Ultrazyme AFPL khi bắt đầu lên men) là tốt nhất.
4. KẾT LUẬN
4.1 Kết luận:
- Liều lượng sử dụng chế phẩm enzyme Ultrazyme AFPL tốt nhất là 80ppm/khối lượng hạt tươi.
- Thời điểm bổ sung enzyme tốt nhất và thuận lợi nhất là khi bắt đầu quá trình lên men.
4.2 Đề nghị:
Tiếp tục nghiên cứu sâu hơn, đầy đủ hơn để có các kết luận chính xác.
Tài liệu tham khảo
Tài liệu tiếng Việt
Cơ giới hóa quá trình lên men và sấy hạt ca cao: qui trình và thông số công nghệ, Lê Văn Việt Mẫn, Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh, Hội thảo tại Tiền giang, tháng 8 năm 2008.
Khảo sát ảnh hưởng của quá trình lên men tới chất lượng hạt ca cao, Vương Thanh Tùng và Hà Thanh Toàn. Trường Đại học Cần Thơ (2006).
Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men và chất lượng hạt trong ủ lên men mẫu nhỏ, Phan Thanh Bình, Kỷ yếu Viện (2003).
Xác định một số yếu tố trong quá trình lên men và phơi sấy ảnh hưởng đến chất lượng hạt ca cao, Phan Thanh Bình, Luận văn Thạc sỹ, Trường đại học Bách khoa Hà Nội (2007).
Tài liệu tiếng nước ngoài
Activation of remaining key enzymes in dried under-fermented cocoa beans and its effect on aroma precursor formation, Misnawi Selamat, Jinap, Saari Nazamid and Bakar Jamilah, Food Chemistry, Volume 78, Issue 4, September 2002, Pages 407-417.
Cocoa and chocolate, Arthur W. Knapp, London chapman and Hall, Ltd (2006)
Effect of pH and distillate volume on monitoring aroma quality of bittersweet chocolate, Edy S. de Brito, Narendra Narain (2002), , Food quality and Preference 14, pp 219-226.
Enzyme Involved in cocoa curing, Alex S.Lopez, Paul S.Dimick, Biotechnology (1998), pp 211-233
Flavour evaluation of chocolate formulated from cocoa beans from different countries, S. Jinap, P. S. Dimick and R. Hollender, Food Control, Volume 6, Issue 2, 1995, Pages 105-110.
BẢN TIN THÔNG TIN KH&CN SỐ 04/2010
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |