TIẾN ĐỘ CÁC THỬ NGHIỆM LÊN MEN VÀ SẤY CỦA CHƯƠNG TRÌNH CARD 05VIE013 THÁNG 08, 2007
ĐÍNH KÈM BÁO CÁO MỤC 6 TRONG BẢNG CÁC CỘT MỐC THỰC HIỆN
TÊN THỬ NGHIỆM: “CÁC THÍ NGHIỆM LÊN MEN TRONG NHÀ Ủ”
Giới thiệu
Một trong những vấn đề đối với các nghiệm thức lên men được bố trí ở vùng Tây Nguyên của Việt Nam là
nhiệt độ môi trường thấp có thể gây trở ngại và có ảnh hưởng bất lợi đến lên men ca cao. Để khắc phục vấn
đề này, nhà ủ nóng được xây dựng để bố trí các nghiệm thức lên men. Nhà ủ nóng tương tự như máy sấy
năng lượng mặt trời nó có một bộ cánh với những phiến đá đen được đặt bên trong nhưng thay bằng nền
sấy, có một vách ngăn với mái nhà để đặt những thùng lên men. Cạnh nhà và mái nhà của vách ngăn được
nối với nhau cho phép nâng mái nhà lên và mở cạnh bên nhà để đặt các thùng lên men và để đảo hạt.
Bên cạnh các nghiệm thức bố trí bên trong và bên ngoài nhà ủ, hai nghiệm thức được bố trí với hạt được trải
trên bề mặt bê tông trong hai giờ và trong bốn giờ trước khi được đặt vào các thùng lên men. Những nghiệm
thức này được thêm vào đã được chứng minh, trong các thử nghiệm ở Đại học Nông Lâm, là hạt trải ra theo
cách này sẽ tăng nhiệt độ nhanh hơn trong quá trình lên men.
Phương tiện và Phương pháp thí nghiệm
Các nhân tố được nhắc đến trong phần giới thiệu chuẩn bị cho bốn nghiệm thức lên men được bố trí ở Viện
Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên (WASI). Các nghiệm thức như sau:
WS1: thùng lên men 50kg được đặt trong nhà ủ nóng (hot house)
WS2: thùng lên men 50kg được đặt trong điều kiện môi trường
WS3: thùng lên men 50 kg, hạt được trải trên bề mặt bê tông trong hai giờ trước khi đặt vào thùng.
WS4: thùng lên men 50kg, hạt được trải trên bề mặt bê tông trong bốn giờ trước khi đặt vào thùng.
Trái được thu hoạch từ vườn ca cao của WASI và sau đó tiến hành thực hiện các nghiệm thức ở những điều
kiện lên men đã nêu trên. Hạt được lên men trong 6 ngày, với những mẫu nhỏ được lấy, từ mỗi thí nghiệm,
vào ngày thứ 4, 5 và 6. Những hạt này được đặt trong máy sấy năng lượng mặt trời và sau đó được đem
kiểm tra hóa lý bằng các phương pháp chuẩn. Nhiệt độ lên men được lấy phía trên, giữa và đáy của các
thùng lên men vào lúc 8 giờ sáng, 12 giờ trưa và 4 giờ chiều mỗi ngày trong quá trình lên men. Nhiệt độ được
lấy từ năm vị trí khác nhau ở các lớp trên đỉnh, giữa và đáy thùng của các hạt lên men. Năm vị trí khác nhau
hướng về mỗi góc thùng và một vị trí giữa cho mỗi lớp hạt. Năm giá trị nhiệt độ cho mỗi lớp hạt sẽ được tính
trung bình cho mỗi nghiệm thức lên men.
Mỗi ngày lên men, mẫu hạt lên men được lấy để đo pH, chuẩn axit và đo độ ẩm của hạt nguyên, tử diệp và vỏ
nhầy/vỏ lụa. Cân trọng lượng của 50 hạt và thành phần hạt của tử diệp và cơm nhầy/vỏ lụa cũng được xác
định.
Hạt khô được tiến hành các kiểm nghiệm về pH, chuẩn độ axit, đo độ ẩm và kiểm tra cắt hạt.
1
Nhà ủ nóng đang mở cửa với thùng lên
men ca cao bên trong
Nhà ủ nóng (hot-house)
Kết quả và Thảo luận
Nhiệt độ không khí trung bình ở môi trường và trong nhà ủ nóng trong 6 ngày lên men được thể hiện ở hình 1.
Các kết quả cho thấy rằng nhiệt độ trong nhà ủ nóng cao hơn nhiều so với điều kiện môi trường.
Average Air Temperatures
2
25
30
35
40
45
50
8:00 12 Noon 16:00
Air Temperatures
o
Time of Day
C
Hot House
Ambient
Nhiệt độ không khí trung bình
oC
Nhà ủ nóng
Môi trường
Thời gian trong ngày
12:00
Hình 1: Nhiệt độ không khí trung bình ở môi trường và trong nhà ủ nóng trong 6 ngày lên men
Maximum Daily Temperaures of Fermentations
25
30
35
40
45
50
0123456
Day of Fermentation
Temperature
o
C
WS1
WS2
WS3
WS4
Nhiện t độ tối đa hàng ngày trong quá trình lên me
Ngày lên men
oC
Hình 2: Nhiệt độ tối đa đạt được trong các thùng lên men trong 6 ngày lên men
Các đường biểu diễn thể hiện ở hình 2 là nhiệt độ tối đa đạt được cho các nghiệm thức vào mỗi ngày lên
men. Nhiệt độ tối đa không phải luôn luôn đạt vào giữa ngày, khi mà nhiệt độ môi trường và nhiệt độ của nhà
ủ nóng đạt tối đa. Nhiệt độ tối đa đạt được ở 8 giờ sáng hoặc 5 giờ chiều được thể hiện ở hình 2.
Hình 2 cho thấy việc đặt các thùng lên men trong nhà ủ nóng đã làm tăng nhiệt độ của khối lên men vào các
ngày lên men thứ 1, 2 và 3. Tuy nhiên, vào ngày thứ 4, 5, và 6 nhiệt độ đạt được trong các thùng ở điều kiện
môi trường (WS2) cao hơn trong các thùng đặt trong nhà ủ nóng (WS1). Điều này có thể do quá trình lên men
nhanh hơn ở nghiệm thức WS1, trong suốt 3 ngày đầu tiên, dẫn đến việc sử dụng các chất rượu và đường
nhanh hơn. Nếu trường hợp hết các chất này ở nghiệm thức WS1, phản ứng tỏa nhiệt nhờ vào hoạt động của
vi sinh vật suy giảm từ ngày thứ 4 đến thứ 6.
Trong các nghiệm thức WS3 và WS4 không có mẫu được thu trước khi được đặt vào các thùng lên men ở
thời điểm ban đầu. Điều đó được thỏa thuận giải thích của các kết quả đến sự đánh giá. Nghiệm thức WS3,
chẳng hạn, hạt được trải trên bề mặt bê tông trong 2 giờ trước khi đặt vào thùng lên men, cho thấy nhiệt độ có
khuynh hướng tương tự như nghiệm thức WS1. Điều đó cho thấy rằng nghiệm thức với cách xử lý đơn giản
này có lẽ thích hợp hơn phương pháp ủ trong nhà ủ nóng với chi phí cao nhằm mục đích đạt được nhiệt độ
cao trong quá trình lên men.
Trong nghiệm thức WS4, tức là hạt được trải trên nền bê tông trong 4 giờ trước khi đặt vào thùng lên men, giá
trị nhiệt độ đo được thấp hơn tất cả các nghiệm thức khác, ngoại trừ nghiệm thức WS1 vào ngày thứ 4. Trong
các nghiệm thức WS3 và WS4, trải hạt trên nền bê tông được thực hiện cho phép sự thoát ẩm từ hạt trước
khi đặt vào thùng lên men. Sự thoát ẩm này sẽ dẫn đến tốc độ thông khí cao hơn và do đó sự lên men của
khối hạt tăng lên. Điều này xảy ra ở nghiệm thức WS3. Ở nghiệm thức WS4, thời gian hạt được trải trên nền
bê tông là 4 giờ là quá mức và dường như đã cản trở sự phát triển của vi sinh vật.
Moisture % Whole Beans
3
10
20
30
40
50
60
70
01234
D
56
% Moisture
ay of Fermentation
WS1
WS2
WS3
WS4
Ẩm độ (%) ca cao nguyên hạt
%
Ngày lên men
Hình 3: Hàm lượng ẩm của hạt nguyên trong 6 ngày lên men
Hàm lượng ẩm của ca cao nguyên hạt thể hiện trên hình 3 cho thấy độ ẩm thấp hơn nhiều đối với các nghiệm
thức hạt được trải trên bề mặt bê tông (WS3 & WS4). Với hàm lượng ẩm thấp, đặc biệt vào ngày thứ 5 và thứ
6 ở cả hai nghiệm thức này, có thể là kết quả của sự thông thoáng khí cao hơn nhiều của khối hạt. Điều này
cũng có thể chỉ ra rằng, trong cả hai nghiệm thức này, hạt dễ dàng đạt mức độ ẩm khá thấp ở cuối quá trình
lên men. Điều này có nghĩa sấy đến hàm ẩm 7% có thể đạt được dễ dàng hơn giai đoạn sấy khô, sau lên
men. Nghiệm thức WS1 và WS2 cho thấy mức độ ẩm tiêu biểu cho một quá trình lên men ca cao chuẩn.
W
4
eight 50 Whole Beans (g)
10
30
50
70
90
110
130
0123456
Day of Fermentation
Weight (g)
WS1
WS2
WS3
WS4
Khối lượng 50 hạt ca cao nguyên (g)
Khối lượng (g)
Ngày lên men
Hình 4: Trọng lượng của 50 hạt nguyên trong 6 ngày lên men
Hình 4 cho thấy trọng lượng của hạt nguyên thấp hơn ở nghiệm thức WS3 và WS4 so với WS1 và WS2. Điều
này có thể do sự mất ẩm trong hai nghiệm thức trước.
Weight 50 Cotyledons (g)
10
30
50
70
90
110
130
0123456
Day of Fermentation
Weight (g)
WS1
WS2
WS3
WS4
Khối lượng (g) 50 tử diệp của hạt ca cao
Khối lượng (g)
Ngày lên men
Ngày lên men
Hình 5: Trọng lượng của 50 tử diệp hạt ca cao trong 6 ngày lên men
Hình 5 cho thấy sự mất ẩm không bị giới hạn bởi phần cơm nhầy/vỏ lụa của hạt nhưng quá trình sấy cũng đã
xảy ra ở tử diệp trong quá trình trải trên bề mặt bê tông.
W
5
eight 50 pulp/testa (g)
10
30
50
70
90
110
130
0123456
Day of Fermentation
Weight (g)
WS1
WS2
WS3
WS4
Khối lượng (g)
Khối lượng 50 cơm nhầy/vỏ của hạt ca cao (g)
Ngày lên men
Hình 6: Trọng lượng của 50 cơm nhầy/vỏ lụa trong 6 ngày lên men.
Hình 6 cho thấy sự sấy khô hạt diễn ra trong suốt quá trình trải hạt trên bề mặt bê tông trước khi đặt vào
thùng lên men. Điều ngạc nhiên là có rất ít sự khác nhau giữa hàm ẩm của vỏ cơm nhầy của WS3 và WS4,
nghĩa là trải hạt trong 2 giờ với 4 giờ. Điều này dường như không có tương tự đối với các thông số khác trong
quá trình lên men. Nghiệm thức WS2 cho thấy việc sấy khô vỏ cơm nhầy xảy ra ở ngày thứ 6. Thùng được
đặt trong nhà ủ nóng (WS1) không thể hiện khuynh hướng này, cho thấy vách ngăn nhà ủ nóng dường như
giảm thiểu sự mất ẩm mặc dù nhiệt độ tăng.
Cotyledon/Pulp Ratio
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0123456
Day of Fermentation
C/P Ratio
WS1
WS2
WS3
WS4
Tầy ỷ lệ tử diệp/cơm nh
Ngày lên men
Tỷ lệ tử diệp/cơm nhầy
Hình 7: Tỷ lệ tử diệp trên cơm nhầy trong 6 ngày lên men
Tỷ lệ tử diệp và cơm nhầy có thể được xem là nhân tố thể hiện hàm lượng vỏ sau cùng của hạt ca cao khô
và được cho là bị ảnh hưởng bởi hoạt động thuỷ phân pectin của nấm men và vi khuẩn lactic trong suốt quá