Năm 2013, giải thưởng ca cao tốt nhất khu vực châu Á - Thái Bình Dương tại Paris (Pháp) có nguyên liệu từ những hạt ca cao Việt Nam. Các nhà chế biến thế giới xếp ca cao Việt vào nhóm nước có chất lượng cao như Ghana, Bờ Biển Ngà, Brazil. Năm 2015, Tổ chức Ca cao thế giới (ICCO) đưa Việt Nam vào danh sách các nước sản xuất ca cao có hương vị hàng đầu thế giới.
Sự gia tăng tầng lớp trung lưu các nước có dân số nhiều nhất thế giới như Trung Quốc, Ấn Độ… làm tăng nhu cầu sử dụng sản phẩm từ ca cao như sôcôla… Hơn 10 năm qua, tiêu thụ sản phẩm từ ca cao tại Trung Quốc tăng gấp ba lần, ở Ấn Độ và Brazil hơn gấp đôi. Các nước châu Á nhập khẩu hơn 500.000 tấn/năm ca cao lên men từ Tây Phi và Nam Mỹ. Thế nhưng, nguồn cung hạt ca cao chưa áp ứng đủ nhu cầu. Lý do, các nước có nguồn cung ứng lớn ở châu Phi và châu Á (Indonesia - thứ 3 thế giới về sản lượng) sụt giảm do vườn cây già cỗi và sâu bệnh. Nông dân trồng ca cao những khu vực này ít hoặc không ủ chua để lên men, lại không áp dụng thực tiễn nông nghiệp tốt nên không thể bán giá cao, một bộ phận chuyển sang trồng cây công nghiệp khác.
Theo số liệu của ICCO, tổng nhu cầu ca cao tăng khoảng 3%/năm, mà sản lượng liên tục giảm nên thiếu hụt nguồn cung, đẩy giá bán lên. Sản lượng ca cao thế giới ở mức 4 triệu tấn/năm. Năm 2014, giá ca cao tăng 25%; năm 2015 tiếp tục tăng, với mức giá hơn 3.300 USD/tấn (tháng 7-2015) và tháng 5-2016, giá bán ở sàn New York dao động ở mức 3.100 USD/tấn. Ca cao là một trong số ít mặt hàng nông sản, như hồ tiêu, duy trì mức giá cao khá ổn định. Đến năm 2020, với nhu cầu tăng như hiện nay mà việc phát triển diện tích và năng suất không thành công, thế giới sẽ thiếu khoảng 1 triệu tấn ca cao.
Là nước duy nhất ở châu Á trồng và xuất khẩu ca cao lên men (mới làm được sôcôla), nếu không chỉ làm bột hoặc những sản phẩm thấp cấp hơn nên Việt Nam được kỳ vọng là nước xuất khẩu ca cao lớn trong khu vực nhờ vị thế đắc địa để đáp ứng nhu cầu hạt ca cao lên men cho các nhà sản xuất sôcôla, đặc biệt là với thị trường Trung Quốc. Một lợi thế khác, Việt Nam là thành viên của khu vực tự do thương mại ASEAN - Trung Quốc (ACFTA), ca cao Việt Nam xuất sang Trung Quốc không bị đánh thuế nhập khẩu như ca cao từ Tây Phi hay Nam Mỹ.
Tuy nhiên ở Việt Nam, mức tổn thất sau thu hoạch đối với cây ca cao là khoảng 10%, làm sụt giảm sản lượng và gây ảnh hưởng lớn đối với người trồng. Vì vậy việc áp dụng công nghệ sau thu hoạch với cây ca cao là hết sức cần thiết.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CACAO
1.1.1 Nguồn gốc
Nguồn gốc của cây cacao là từ Trung Mỹ và Mexico , được những người Aztec và Maya bản xứ khám phá. Nhưng ngày nay hầu hết những nước nhiệt đới cũng có thể trồng cây này.
1.1.2 Điều kiện sống
Cây thích hợp với những vùng có nhiệt độ trung bình 25-28 °C, độ ẩm trung bình 85%, lượng mưa hàng năm 1.500-2.000 mm.
Cây có ưu điểm 1 năm thu 2 vụ, nhu cầu nước không lớn, ít phải tưới; không kén đất nhưng cũng không chịu được các vùng quá khô hạn như đất cát hoàn toàn.
1.3 Lợi ích
Hạt ca cao sử dụng làm nguyên liệu chế biến ra các sản phẩm cao cấp như sô cô la . Ca cao còn là đồ uống thông dụng vì có chất kích thích nhưng lượng caffein thấp hơn cà phê rất nhiều.
Vỏ trái sau khi lấy hạt có thể phơi khô và xay làm thức ăn cho gia súc.
Cây không cạnh tranh về đất nhiều vì có thể trồng xen trong các vườn cây có sẵn giúp tăng hiệu quả sử dụng đất.
1.4 Cây ca cao ở Việt Nam
Ở Việt Nam, ca cao được du nhập vào rất sớm, theo chân các nhà truyền giáo phương Tây. Hiện tại, cây được trồng rộng rãi ở nhiều nơi, vùng Tây Nguyên vẫn được đánh giá là có điều kiện lý tưởng nhất cho phát triển cây ca cao. Ở đây, theo nghiên cứu thống kê thì cây ra hoa cho quả quanh năm, sản lượng bình quân đạt 3 kg hạt khô trên một cây 5 năm tuổi.
Tuy nhiên, hiện tại ở Việt Nam, cây ca cao chưa phát triển rộng rãi do thu hoạch không tập trung, kỹ thuật xử lý sau thu hoạch cũng phức tạp, phải ủ lên men... nên người dân ngại trồng.
CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH VỚI CÂY CA CAO
Sản xuất ca cao của Việt Nam vẫn còn mang tính nhỏ lẻ, manh mún và tự phát. Vấn đề bảo quản sau thu hoạch đối với ca cao đóng vai trò rất quan trọng, song công nghệ ứng dụng sau thu hoạch còn yếu nên các sản phẩm chế biến tinh chưa được khai thác hiệu quả. Bên cạnh đó, người dân rất khó tiếp cận các ứng dụng khoa học công nghệ sau thu hoạch để nâng cao giá trị và chất lượng nông sản, giảm tỷ lệ hao hụt nông sản. Do ứng dụng công nghệ sau thu hoạch yếu nên dẫn đến tình trạng khi dư thừa ca cao người dân không thể chuyển sang chế biến, bảo quản. Điều này dẫn đến tình trạng “được mùa - mất giá” khiến cho người nông dân rơi vào cảnh lao đao.
Đa số nông dân vẫn còn đơn độc trong sản xuất. Nếu người dân có thể liên kết với doanh nghiệp để chế biến ca cao lên men sau thu hoạch thì chắc chắn hạt ca cao Việt Nam sẽ có giá tốt hơn và chất lượng cao hơn.
Mặc dù, Bộ KHCN đã có các chương trình nghiên cứu ứng dụng KHCN trong lĩnh vực sau thu hoạch ca cao, tuy nhiên, do kinh phí đầu tư cho nghiên cứu có hạn, nên kết quả nghiên cứu chưa đáp ứng được yêu cầu của thực tế sản xuất. Nước ta còn ít các vùng chuyên canh, những cánh đồng ca cao mẫu lớn để việc áp dụng công nghệ sau thu hoạch được thuận lợi. Nhiều doanh nghiệp trong lĩnh vực nông nghiệp chưa mặn mà đầu tư phát triển vì tính rủi ro cao, đầu tư lớn mà lâu thu hồi vốn. Hiện các nhà khoa học đang phải “tự bơi” để tìm cách đưa những ứng dụng của mình kết nối với doanh nghiệp, trong khi doanh nghiệp chưa “mặn mà”, còn nông dân thì hạn chế thông tin và ít kinh phí. Nhiều chuyên gia cho rằng, cần có cơ chế để thu hút doanh nghiệp tham gia vào ứng dụng công nghệ sau thu hoạch.
CHƯƠNG 3: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG VÀ TỔN THẤT CACAO SAU THU HOẠCH
3.1 Sự khác biệt về khí hậu và mùa
- Vào mùa mưa trong điều kiện thời tiết mát mẻ, việc trữ hạt tươi trong thùng khoảng 6 tiếng đồng hồ để hạt tươi thoát bớt nước trước khi đưa hạt dàn vào các khay là điều cần thiết.
- Ngoài những thay đổi mang tính mùa màng, có những nước như Uganda, nơi mà nhiệt độ môi trường giảm có thể khiến cho nhiệt độ khối ủ lên men giảm theo, vì thế khối ủ cần phải được che gió (tủ ấm) và cách nhiệt.
- Tại Colombia, người ta nhận thấy rằng ở độ cao trên 800m thì cần một khoảng thời gian dài hơn bình thường để hạt ca cao lên men đầy đủ.
3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men:
3.2.1 Chất nhầy (thịt quả):
- Có hàm lượng nước và đường cao, ngoài ra còn có acid citric làm cho pH của thịt quả luôn ở 3.5.
- Trong 2 ngày đầu do sự phân hủy acid citric làm cho pH tăng dần.
Độ ẩm trong lớp vỏ nhầy: khoảng từ 79.7 – 88.5%. Với hàm lượng đường lớn từ 10-12% chất khô, đây là một môi trường rất thuận lợi cho quá trình lên men của nấm men (yeast) nhằm sản sinh ra cồn etylic và phát triển sinh khối của chúng để sản sinh ra CO2 và H2O
3.2.2 Nhiệt độ:
Trong quá trình lên men cần phải đạt được từ 45 – 50oC để tiêu diệt sức sống của hạt (tránh hạt nảy mầm), nhiệt độ này sẽ thuận lợi cho các phản ứng sinh hoá trong tế bào hạt xảy ra nhanh hơn.
3.2.3 Thời gian lên men:
Từ 5-7 ngày đối với giống Forastero, Trinitario tuỳ điều kiện thời tiết của từng vùng.
- Nếu lên men ngắn quá thì quá trình sinh hoá chưa xảy ra hoàn thiện, nếu lên men quá dài thì sự phân huỷ đối với một số chất hữu cơ trong hạt xảy ra mãnh liệt và tạo ra các sản phẩm gây mùi khó chịu như: phân huỷ protein thành NH3, ôxy hoá các acid béo không no thành các aldehyd có mùi át mùi đặc trưng của cacao, các phản ứng tạo ester với các mùi không mong muốn
3.2.4 Độ chín của quả
- Trong thu hoạch cần phải hái trái đã chin vì nếu chưa chin hạt trong trái rất khó bóc ra, hạt khó ủ, tỉ lệ hạt tím và xám cao, trọng lượng hạt thất thoát trong suốt quá trình lên men và phơi sấy là cao hơn nhiều so với bình thường.
- Kích cỡ hạt cũng bé hơn,năng suất ca cao thô giảm nhiều và là sản phẩm hạt loại thấp.
3.2.5 Quả bị sâu bệnh
- Hầu hết những quả bị sâu bệnh thì hạt của chúng đều bị hư hỏng hoàn toàn, ngay cả khi hạt không bị phân huỷ. Loại hạt này không được sử dụng để lên men. Trong trường hợp quả bị bệnh phytophthora, khi nấm bệnh bắt đầu tấn công vỏ quả và nếu quả chín hoặc hườm bị loại nấm bệnh này tấn công, hạt bên trong vẫn được an toàn nếu được thu hoạch đều đặn.
- Tuy nhiên, nếu hạt bên trong quả bị loại nấm bệnh này tấn công thì sẽ dẫn đến việc làm gia tăng lượng acid béo tự do bên trong hạt, khiến cho chất lượng sôcôla được làm từ loại hạt này có hương vị không bình thường.
3.2.6 Loại ca cao
- Có sự khác nhau cơ bản về phương pháp lên men giữa loại ca cao thuộc nhóm Criollo và ca cao thuộc nhóm Forastero.Criollo được lên men trong khoảng thời gian từ 2 – 3 ngày, trong khi Forastero được lên men từ 3 – 7 ngày, đôi khi lâu hơn.
- Do đặc tính khác biệt này, không nên trộn chung 2 nhóm này với nhau trong quá trình lên men. Đối với những nơi mà 2 nhóm này được trồng riêng rẽ thì quá trình phân sẽ dễ dàng hơn, nhưng khi những cây ca cao lai cho cùng lúc cả 2 loại hạt trắng và tía thì việc phân loại để lên men là không thể được. Nếu điều này xảy ra thì tốt hơn hết là lên men theo thời gian giống như Forastero.
CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH CACAO
4.1 Thu hoạch cacao
- Cây cacao bắt đầu cho trái sau 3 - 4 năm trồng và sản lượng bắt đầu tăng dần lên sau 8 - 10 năm. Thời gian thu hoạch thay đổi theo từng vùng canh tác.
- Thu hoạch cacao thường kéo dài trong nhiều tháng, khoảng hai lần trong năm: lần thứ nhất từ tháng 4-5, lần thứ hai từ tháng 10-11.
- Thu hái trái ca cao căn cứ vào màu sắc của vỏ trái, trái màu đỏ chuyển sang màu đỏ cam hoặc trái màu xanh vàng chuyển sang màu vàng cam là trái đã chín. Tuy nhiên, đối với một số trái có màu đỏ tím rất đậm thì sự chuyển màu này có thể không thật rõ nên dễ thu hoạch trễ vụ.
- Ở Surinam, không dựa vào màu sắc của trái mà chỉ dựa vào âm thanh khi gõ ngón tay vào trái, nếu âm thanh gõ nghe “bụp bụp” là biểu hiện trái đã chín.
- Không nên chờ đợi lâu quá mới hái quả đã chín vì quả sẽ thối và hạt sẽ nảy mầm, hái quả chưa chín thì rất khó ủ, gây thiệt hại lớn, tỷ lệ hạt tím và xám sẽ cao làm cho năng suất cacao khô giảm nhiều.
- Tách riêng trái hư hỏng và nhiễm nấm mốc. Cần loại bỏ trái bị sâu bệnh ( tránh phát tán mầm bệnh).
Kỹ thuật hái cacao: dùng dao hoặc vật chuyên dụng để hái
- Trái vừa tầm tay: Cắt cuống trái ca cao bằng kéo tỉa cành hoặc dao bén.
- Trái ở tầm cao hơn: dùng một lưỡi cắt đặc biệt, hình cong có mép cắt rất bén ở
nhiều phía.
- Cần lưu ý rằng kéo và lưỡi cắt càng bén thì càng ít tạo vết thương cho cây. Tránh va chạm lưỡi cắt vào thân cây vì sự va chạm gây trầy xước, làm tổn thương đệm hoa sẽ ảnh hưởng xấu tới sự ra hoa kết trái ở các vụ sau.
4.2 Lưu trữ quả ca cao:
- Lưu trữ nơi thoáng mát trong vòng 5 -7 ngày. Với khối lượng nhỏ trái lưu trữ trong 9 ngày khi lên men có chất lượng cao nhất. Hạt khi đã tách khỏi trái cần phải ủ ngay và không được lưu quá 24 giờ.
- Khi trái được tồn trữ thể tích lớp cơm nhầy sẽ giảm nên giai đoạn lên men yếm khí ngắn, không có axit lactic nên hạt ít chua, hạt lên men từ trái tồn trữ có hương tốt hơn. Tuy nhiên, tồn trữ trái hay gặp khó khăn về diện tích và dụng cụ để tồn trữ, hao hụt do bệnh thối trái và các loài gặm nhấm phá hoại.
4.3 Tách hạt
- Trái được đập vào lưỡi dao gắn ngược có bề dày cố định để tránh bị hư hạt bên trong. Có thể dùng thanh gỗ để đập trái hoặc đập trái vào vật cứng (đá, gỗ) để làm vỡ trái.
- Dùng dao để bổ vào trái. Phương pháp này nhanh nhưng cần sự khéo léo, chính xác để tránh nguy hiểm cho người lao động và hạt bên trong không bị tổn thương.
Sau khi đập vỡ vỏ, hạt được tách khỏi lõi trái (thai tòa) là bộ phận nơi hạt dính vào.Tránh để lõi, mảnh vỏ trái lẫn vào khối hạt vì người thu mua xem đây là vật thải sẽ hạ tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm.
4.4 Lên men
- Trong quá trình lên men, màu của tử diệp được chuyển từ màu tím sang màu sôcôla. Khi lên men nhiều quá trình hóa học xảy ra làm giảm vị đắng, chát và tạo các tiền chất của hương thơm ca cao. Khi rang hạt các tiền chất này sẽ chuyển hóa thành các hợp chất tạo hương vị đặc trưng của ca cao. Trong quá trình lên men, một lượng nước thoát ra từ hạt giúp cho phơi sấy nhanh hơn sau này. Chất lượng ca cao được quyết định phần lớn do kỹ thuật lên men.
- Quá trình lên men ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: độ chín của trái, thời gian tồn trữ trái, độ dày lớp cơm nhầy, giống, khí hậu môi trường, thời gian lên men, số lần đảo trộn khối lượng hạt lên men và sâu bệnh trên trái.
4.4.1 Quá trình lên men chính:
- Lên men yếm khí:
Xảy ra trong 2 ngày đầu. Đường trong lớp cơm nhầy bao quanh hạt được lên men yếm khí chuyển hóa thành rượu và acid lactic. Nhiệt độ khối hạt không cao trong giai đoạn này.
- Lên men hiếu khí:
Khi đường đã chuyển thành rượu (trong hai ngày đầu) khối hạt cần thông thoáng để rượu chuyển hóa thành acid lactic qua lên men hiếu khí. Trong giai đoạn này cần đảo trộn hạt để cung cấp oxy. Nhiệt độ khối hạt tăng nhanh sau mỗi lần đảo trộn và có thể lên 50oC tùy theo nhiệt độ môi trường và khối lượng hạt. Với khối lượng hạt lớn dễ đạt nhiệt độ cao nên chất lượng hạt sau này tốt hơn. Việc giữ nhiệt độ cao cho khối hạt trong quá trình lên men rất quan trọng. Đây là yếu tố quyết định sự thành công của
quá trình lên men. Tránh để khối hạt gặp mưa. Nếu trời quá lạnh cần sử dụng nhiều lớp bao gai để che đậy.
Sau khi lên men 5-6 ngày nhiệt độ bắt đầu giảm cho biết là quá trình lên men đã kết thúc.
4.4.2 Phương pháp lên men/ủ hạt ca cao:
4.4.2.1 Ủ đống
- Hạt ca cao được đổ đống thành hình nón trên lớp lá chuối được xếp tròn trên mặt đất. Bên dưới lá chuối kê các cành cây để tạo độ thông thoáng và giúp dịch nhầy chảy ra dễ dàng. Ủ kín bằng lá chuối trên bề mặt khối hạt nhằm giữ hơi nóng trong suốt thời gian ủ. Nếu trời lạnh có thể phủ thêm lớp bao gai. Đống hạt có thể từ 25-2500 kg hạt tươi.
- Ưu điểm: không dùng dụng cụ đặc biệt, phù hợp với nhiều khối lượng khác nhau.
4.4.2.2 Ủ thùng
- Cacao được chứa trong thùng gỗ có khe hở hoặc đục lỗ ở đáy. Chiều dài và rộng của thùng có thể thay đổi tùy theo lượng hạt nhưng chiều cao khối hạt không nên vượt quá 50 cm. Khối lượng ủ từ 50 - 1000kg.
4.4.2.3 Ủ thúng
Lót lá chuối quanh thúng tre, nếu lớp lá chuối dày cần thiết phải soi lỗ để nước dễ thoát ra khỏi thúng trong quá trình lên men; đổ đầy hạt; đậy thúng lại bằng lá chuối hoặc bao gai để giữ nhiệt. Hai ngày sau khi ủ, trộn đều hạt bằng cách đổ từ thùng này sang thùng kia. Kích thước thúng tùy theo khối lượng hạt để có thể chứa từ 10 - 150 kg hạt ca cao tươi. Với khối lượng hạt nhỏ, ban ngày nên đặt thúng dưới ánh nắng mặt trời để giúp nhiệt độ lên cao.
- Ủ thúng sử dụng khi chỉ có khối lượng hạt nhỏ.
Quá trình lên men kéo dài 5 - 6 ngày tùy thuộc vào nhiệt độ khối hạt và môi trường chung quanh. Sau khi ủ 48 giờ (2 ngày sau khi ủ) hạt được đảo trộn lần đầu và đảo trộn lần hai sau 96 giờ (4 ngày sau khi ủ).
Mục đích của đảo trộn là làm tăng độ thông thoáng khối hạt, giúp quá trình lên men hiếu khí được thuận lợi. Sự đảo trộn cũng nhằm tránh nấm mốc phát triển ở bề mặt ngoài và tăng sự lên men đồng đều. Trong đống hạt thường lớp ngoài và phần trên khối hạt lên men nhanh hơn phần trong và bên dưới khối hạt. Sau khi đảo trộn nhiệt độ khối hạt tăng nhanh. Quá trình lên men tốt khi khối hạt đạt từ 48- 50oC trong giai đoạn len men hiếu khí.
Một số nơi chỉ đảo trộn 1 lần trong quá trình 5 - 6 ngày lên men.
Hạt sau khi lên không cần phải rửa vì sẽ làm vỏ mỏng, dòn, dễ vỡ tạo điều kiện cho nấm mốc xâm nhập và phát triển.
4.4.2.4 Phương pháp ủ khay
- Phương pháp này được Allison và Rohan hoàn chỉnh năm 1958 ở Ghana. Khay ủ bằng gỗ sâu 10 cm. Đáy khay là một cái vạt bằng nan tre đặt song song và cách nhau chừng 15mm.
4.5 Phơi sấy
4.5.1 Phơi nắng
Phơi hạt là phương pháp tốt nhất để đảm bảo chất lượng vì tránh được hạt bị chua và không bị bắt mùi như trong kỹ thuật sấy. Ngoài ra phơi nắng còn có những ưu điểm như rẻ tiền, dễ làm, ít thiệt hại do hạt vỡ. Tuy nhiên, trở ngại chính là nếu trời mưa thời gian phơi kéo dài làm hạt dễ bị mốc và thối.
Trải hạt trên sàn, nong, nia hoặc sân xi măng nơi có ánh sáng tốt. Chỉ nên phơi hạt hai lớp dầy để nhanh khô. Đảo trộn hạt thường xuyên để bảo đảm khô đồng đều. Nếu ánh sáng đầy đủ, ít mưa cần 5 - 10 ngày để hạt khô. Tốt nhất là nên phơi hạt trên các tấm phên đặt cao để tránh lẫn đất bẩn và không khí có thể tuần hoàn làm hạt mau khô.
Để tránh mưa nhanh, có thể dùng phên phơi cơ động. Phương tiện này được cấu tạo gồm 1 mái nhà cố định với vách trống. Chung quanh vách có hệ thống rãnh trượt ở độ cao khác nhau để tận dụng diện tích sử dụng. Phên phơi được kéo ra hoặc đẩy vào rất nhanh tùy thời tiết nắng hay mưa.
4.5.2. Sấy
Nếu không có nắng, hạt sau khi lên men phải sấy. Hạt sấy dễ bị giảm chất lượng nếu để nhiễm khói đốt tạo mùi lạ hoặc hạt khô quá nhanh. Hạt khô nhanh cản trở acid hình thành trong quá trình lên men không thấm ra bên ngoài để bốc hơi nên hạt sẽ chua. Các máy sấy sử dụng cho ca cao phải dùng nhiệt gián tiếp thông qua thiết bị trao đổi nhiệt.Sấy hạt có thuận lợi là không bị phụ thuộc vào thời tiết. Tuy nhiên, phương pháp này đắt tiền, luôn luôn có rủi ro bị ám khói, hạt dòn dễ vỡ, chi phí đầu tư cao.
3.6 Tồn trữ hạt
Hạt khô sau khi loại bỏ tạp chất và phân loại theo kích cỡ được cho vào bao và được tồn trữ nơi khô ráo, thoáng mát. Do hàm lượng chất béo cao trong hạt ca cao nên ca cao rất dễ hấp thu các mùi lạ làm giảm phẩm chất. Hạt tồn trữ phải tránh xa nguồn khói, xăng dầu, thuốc bảo vệ thực vật, phân bón...
