Báo Cáo Các biền đổi vật lý và hóa học trong quá trình lên men ca cao

MỤC LỤC






I. CÁC BIỀN ĐỔI VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN CA CAO:
1. Biến đổi trong quá trình lên men đổ đống:
2. Biến đổi trong quá trình lên men trong hộp:


II. QUY LUẬT PHÁT TRIỂN CỦA HỆ VI SINH VẬT TRONG LÊN MEN CA CAO:
1. Quy luật phát triển chung :
a. Nấm men:
b. Nấm sợi:
c. Vi khuẩn acetic:
d. Vi khuẩn lactic:
e. Các vi sinh vật khác:
2. Quy luật phát triển của hệ vi sinh vật trong lên men ca cao đổ đống:
a. Nấm men:
b. Vi khuẩn lactic:
c. Vi khuẩn acetic:
d. Bacilluc spp:
3. Quy luật phát triển của hệ vi sinh vật trong lên men ca cao trong hộp:
a. Nấm men :
b. Nấm sợi:
c. Vi khuẩn lactic:
d. Vi khuẩn acetic:
e. Bacillus spp:
f. Các vi sinh vật khác:
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG :
1. Ảnh hưởng của nguyên liệu:
Ảnh hưởng của độ chín:
a. Ảnh hưởng của độ chín đến pH của khối ca cao :
b. Ảnh hưởng của độ chín đến nhiệt độ của khối ca cao:
Ảnh hưởng của chủng loại ca cao:
2. Ảnh hưởng của phương pháp lên men và sự đảo trộn:
b. Lên men ca cao đổ đống, kích thước đống nhỏ, không đảo trộn
c. Lên men ca cao đổ đống, kích thước đống lớn, có đảo trộn
d. Lên men ca cao trong hộp






















I. CÁC BIỀN ĐỔI VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN CA CAO:
1. Biến đổi trong quá trình lên men đổ đống:


Sau thu hoạch, người ta sẽ bỏ lớp vỏ ngoài và lấy hạt ra, sau đó phủ lên hạt một lớp lá chuối. Các đống khác nhau về kích thước, có khối lượng nằm trong khoảng từ 20 đến 1000 kg. Cung cấp khí cho các đống này bằng cách đảo trộn chúng sau mỗi 24-72 h trong suốt quá trình lên men, được xem là có lợi cho chất lượng sản phẩm cuối cùng. Để thay thế công việc nặng nhọc khi đảo trộn ca cao đống, hệ thống dạng khay được nghiên cứu là sẽ cho chất lượng ca cao tốt hơn và thời gian lên men ngắn hơn. Trong hệ thống dạng khay, hạt ca cao được xếp trong những khay sâu 10cm và 8-10 khay hợp lại thàng một khối. Không khí được tuần hoàn giữa các khay để đảm bảo cung cấp đủ không khí cho quá trình lên men mà không cần đảo trộn các hạt ca cao.
Quá trình lên men thực sự xảy ra ở phần thịt xung quanh hạt ca cao. Phần vỏ thịt này giàu glucose, fructose, và saccarose ( hàm lượng chiếm 10-15%) và pH ban đầu thường thấp (pH = 3.3-4.0), chủ yếu do hàm lượng acid citric cao ( 1-3%). Một lượng lớn pectin và các polisaccarit khác ( 1-2%) làm vỏ thịt có tính nhớt, điều này làm ngăn cản quá trình khuếch tán của không khí.
Lên men ca cao là một quá trình vi sinh tự phát. Hạt ca cao còn trong vỏ thì coi như vô trùng, nhưng khi đã bỏ lớp vỏ ngoài thì hạt sẽ nhiễm rất nhiều loại vi sinh vật khác nhau từ tay người công nhân, thùng chứa của các phương tiện vận chuyển, dao, bề mặt vỏ, .


2. Biến đổi trong quá trình lên men trong hộp:


Hạt ca cao được lên men theo quy mô công nghiệp với 3 hạng A, B, C ở Đông Java. Hạt ca cao được thu hoạch từ các đồn điền bằng phương pháp truyền thống và được cho lên men trong vòng 6 giờ sau thu hoạch. Quả ca cao được thu hoạch từ trên cây và được tách hạt trong vòng 30 phút. Quả được cắt bằng dao bởi các công nhân đồn điền và hạt được lấy ra, đặt trên thảm nhựa. Sau đó chuyển sang các bao tải bằng vải bố rồi chuyển đến nhà máy để lên men. Hạt ca cao Forastero được dùng là hạng A, Trinitario là hạng B và C. Mỗi quá trình lên men, khoảng 1000 kg hạt được cho vào trong những hộp bằng gỗ ( dài x rộng x cao = 150-200x 100x 75-100 cm) mà ở đó quá trình lên men tự nhiên sẽ được diễn ra. Sau 12-16 h , hạt ca cao sẽ được trộn lẫn với các hộp khác. Quá trình trộn lẫn như vậy cứ lặp đi lặp lại cứ sau mỗi 20-24 h cho đến khi quá trình lên men kết thúc, thường là 6 ngày cho loại A và 4 ngày cho loại B và C. Hộp gỗ không được làm sạch giữa các lần hoạt động, có thể được đục các lỗ để dịch lên men thoát ra ngoài.


Hạt ca cao mới thu hoạch được bao bọc trong một lớp cơm nhầy màu trắng sữa. Lớp cơm này chiếm ½ khối lượng chất khô ở hạt Forastero và khoảng 1/3 ở hạt Trinitario. Lớp cơm này được hòa tan trong quá trình lên men cho ra một chất lỏng mà sau đó được cho thoát ra khỏi khối hạt lên men qua các lỗ trong hộp lên men. Nhiệt độ của lớp cơm này trong hạt ca cao dần dần tăng lên trong quá trình lên men, từ giá trị đầu 20-250C ( tùy thuộc vào từng loại ca cao) cho đến khi quá trình lên men chấm dứt là nhiệt độ khoảng 48-500C. pH của lớp vỏ thịt ca cao trước lên men là 3.7-3.9 và sau đó tăng lên đến 4.8-4.9 khi kết thúc lên men, trong khi đó pH của hạt giảm từ 6.3-6.5 xuống còn 5.0-5.1, ta có thể thấy điều đó trong bảng sau:










Bảng : Sự thay đổi thành phần hóa học trong vỏ thịt và hạt ca cao trong quá trình lên men hạt ca cao.




Các loại đường trong lớp cơm nhầy của hạt ca cao ( fructose, glucose và saccharose) được sử dụng trong quá trình lên men và dẫn đến sự tăng mạnh lượng etanol, acid lactic và acid acetic ( có thể thấy điều đó trong bảng số liệu trên). Hàm lượng etanol là lớn nhất (5-6 %) sau 24-36h, sau thời gian này hàm lượng etanol giảm xuống. Acid citric trong vỏ thịt giảm xuống khoảng 55%. Saccharose là đường chính trong hạt, giảm xuống đến giới hạn không còn có khả năng phát hiện. Hàm lượng etanol, acid lactic, acid acetic trong hạt tăng lên trong quá trình lên men, đáng chú ý là acid acetic. Hàm lượng acid citric trong hạt giảm xuống 50-60 %.


II. QUY LUẬT PHÁT TRIỂN CỦA HỆ VI SINH VẬT TRONG LÊN MEN CA CAO:
3. Quy luật phát triển chung :
a. Nấm men:
Nấm men phát triển trong thời gian lên men kị khí, tổng hợp ethanol, sinh enzyme pectinase thủy phân pectin, sử dụng citric làn cơ chất, sau 48h giảm cơ chất, cạnh trang và ức chế bởi ethanol.
Bảng . Hình thái, đặc điểm khuẩn lạc nấm men phân lập từ mẫu hạt cacao
lên men tự nhiên