TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
----    ----

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU VANG CACAO

GVHD: Ths. Huỳnh Quang Phước
SVTH : Trần Vũ Hồng Liên
MSSV : 104110104

Tp. HCM, tháng 11 năm 2008
i


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

như những kinh nghiệm thực tế. Đóng góp vào công trình này là sự quan tâm không nhỏ của
rất nhiều người.
Nhân đây, tôi xin đặc biệt cảm ơn: sự tận tâm hướng dẫn của thầy Huỳnh Quang Phước,
cùng Thầy cô Khoa công nghệ thực phẩm Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Thành phố Hồ
Chí Minh.
Sự hỗ trợ nhiệt tình từ giáo viên quản lý và các bạn nghiên cứu chung tại phòng thí
nghiệm vi sinh.
Xin chân thành cảm ơn cơ sở thu mua và lên men cacao tại xã An Khánh, huyện Châu
Thành, tỉnh Bến Tre đã nhiệt tình hỗ trợ cung cấp nguyên liệu trong suốt thời gian thực hiện
đề tài.
Cuối cùng là lời cảm ơn sâu sắc vì sự hỗ trợ lớn lao từ cha mẹ về tất cả phương diện để
hoàn thành tốt đề tài.
Trần Vũ Hồng Liên

- ii -


Sau 15 tuần thực hiện đề tài: “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình lên men
rượu vang cacao” với sự hướng dẫn của thầy Huỳnh Quang Phước. Trong đó, 8 tuần nghiên
cứu tại phòng thí nghiệm vi sinh – Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Kỹ thuật
Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh.
Nguồn nguyên liệu chính là phế liệu thu được từ quá trình lên men hạt cacao. Đây là
loại phế liệu có nồng độ chất khô ban đầu khá cao, độ chua thích hợp để chế biến một loại
rượu vang khá hấp dẫn.
Quá trình nghiên cứu bao gồm khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng trong giai đoạn lên
men chính của rượu vang cacao:
– Khảo sát thời gian cấy giống cũng như tỷ lệ giống cấy vào dịch lên men.
– Nồng độ chất khô thích hợp để tiến hành lên men
– pH đầu của dịch lên men.
– Thời gian kết thúc quá trình lên men chính.

Bảng 2.2. Thành phần hóa học của nhân hạt sống ................................................................. 8
Bảng 2.3. Thành phần hóa học lớp cơm nhầy của cacao ........................................................ 9
Bảng 2.4. Sản lượng cao cao trên thế giới ........................................................................... 11
Bảng 2.5. Một số enzyme thủy phân trong tế bào nấm men S. cerevisiae .............................. 18
Bảng 2.7. Các quốc gia sản xuất rượu vang lớn trên thế giới .............................................. 27
Bảng 3.1. Công thức môi trường Hansen............................................................................. 33
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát quá trình sinh trưởng của nấm men .......................................... 37
Bảng 4.1. Kết quả khảo sát nguyên liệu dịch cacao ............................................................. 46
Bảng 4.2. Mật độ tế bào nấm men ....................................................................................... 47

Bảng 4.3. Thống kê ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến độ cồn và hàm lượng đường sót của sản
phẩm................................................................................................................................... 49

- vi -


Bảng 4.4. Thống kê ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men đến các chỉ tiêu chất lượng cảm quan
của sản phẩm ...................................................................................................................... 50
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của tỉ lệ giống cấy lên các chỉ tiêu hóa lý sau lên men....................... 51
Bảng 4.6. Thống kê ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu đến độ rượu và hàm lượng
đường sót của sản phẩm ...................................................................................................... 52
Bảng 4.7. Thống kê ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu đến các chỉ tiêu chất lượng
cảm quan của sản phẩm....................................................................................................... 53
Bảng 4.8. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu lên một số chỉ tiêu hóa lý của rượu..... 54
Bảng 4.9. Kết quả thống kê ảnh hưởng của pH đến độ cồn và hàm lượng đường sót của sản
phẩm................................................................................................................................... 56
Bảng 4.10. Thống kê ảnh hưởng của pH đến các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm............... 57
Bảng 4.11. Ảnh hưởng của pH đến chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm......................................... 58
Bảng 4.12. Thống kê ảnh hưởng của thời gian lên men chính đến độ cồn và hàm lượng đường
của sản phẩm ...................................................................................................................... 60

Hình C.5. Tủ cấy vi sinh ...................................................................................................... IV
Hình C.6. Chiết quang kế cầm tay (Brix kế) ......................................................................... IV
Hình C.7. Máy đo pH (pH Mettler Toledo) .......................................................................... IV
Hình C.8.Kính hiển vi quang học ......................................................................................... IV
Hình C.9. Bộ chưng cất cồn ................................................................................................ IV

-v-


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Huỳnh Quang Phước

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
Cacao là loại cây công nghiệp đã từng có mặt tại Việt Nam, nhưng không mang lại hiệu
quả kinh tế. Những năm gần đây, do được sự hợp tác và đầu tư của các quốc gia như Hà Lan,
Mỹ, cây cacao đang dần “sống” trở lại và hiện nay nó đang trở thành mục tiêu chính cho bà
con nông dân cũng như các nhà sản xuất chuyên chế biến loại hạt giàu giá trị dinh dưỡng
này. Sự có mặt của cây cacao đã góp phần tăng thu nhập, cải thiện đời sống người dân.
Tuy nhiên, do còn quá mới nên ở nước ta chủ yếu là trồng và sơ chế hạt cacao bằng các
phương pháp lên men với quy mô hộ gia đình. Trong quá trình lên men, đã tạo ra một loại
phế liệu là dịch từ cơm cacao. Nhưng loại dịch quả này lại tương đối giàu giá trị dinh dưỡng,
vị chua ngọt hài hòa, hương thơm thoang thoảng rất thích hợp để chế biến ra một loại vang
khá hấp dẫn.
Một số hộ gia đình dùng phương pháp lên men tự nhiên, bổ sung thêm men cơm rượu,
men thuốc bắc, đường… bằng cách trộn chung với khối hạt trong quá trình lên men hoặc
hứng lấy dịch quả sau đó cô đặc dịch hoặc không cô đặc trước khi bổ sung men vào. Làm
như vậy cũng chế biến được một loại rượu nhưng chất lượng không ổn định, cảm quan của
sản phẩm rất kém, nhất là không an toàn vệ sinh, ngoài ra còn có thể ảnh hưởng đến chất
lượng hạt cacao sau khi lên men.

Nghiên cứu chỉ dừng lại ở giai đoạn kết thúc quá trình lên men chính nên sản phẩm chỉ
ở mức độ được chấp nhận, đảm bảo một số các chỉ tiêu về hóa lý và vi sinh, chưa phải là một
sản phẩm rượu vang cacao đã hoàn thiện. Quá trình nghiên cứu còn khá nhiều những thiếu
sót cũng như một số yếu tố chưa được khảo sát. Hy vọng rằng, đề tài sẽ được tiếp tục nghiên
cứu để góp phần tạo nên sản phẩm rượu vang cacao hoàn thiện hơn.

SVTH: Trần Vũ Hồng Liên

-2-


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Huỳnh Quang Phước

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Nguyên liệu cacao
2.1.1 Phân loại thực vật cây cacao [11, 23]
Cây cacao có tên khoa học là Theobroma cocoa L. Là loài duy nhất trong số 22 loài của
thứ Theobroma được trồng và sản xuất.
– Giới: Plantae.
– Ngành: Mannoliophyta.
– Lớp: Magnoliopsida.
– Bộ: Mavales.
– Họ: Sterculiaceae.
– Giống: Theobroma.
– Loài: T.cacao.
2.1.2. Nguồn gốc và phân bố [11, 23]
2.1.2.1. Nguồn gốc
Cacao có nguồn gốc từ lưu vực sông Amazon nằm ở Nam Trung Mỹ và cũng đã được


Năng suất tương đối cao, là loại kháng sâu bệnh tốt.
Chất lượng hạt trung bình.
Sản lượng chiếm từ 1 ÷ 5% sản lượng thế giới.
Xuất xứ từ Trung Mỹ.
Trồng nhiều ở Mexico, Nicaragua và Guatemala.

Criollo

Có hương vị đặc biệt nên được xem là loại cacao quý.
Dùng sản xuất loại chocolate đắt tiền.
Sản lượng kém và thường bị sâu.
Chiếm 10 ÷ 15% sản lượng thế giới.

Trinitario

Hạt hơi dẹp, chất lượng hạt trung bình.
Là loại được lai tạo từ hai loại trên.

SVTH: Trần Vũ Hồng Liên

-4-


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Huỳnh Quang Phước

Giống hiện có ở Việt Nam là Forastero, con lai giữa Forastero và Trinitario. Hiện nay,
hệ thống giống được sử dụng rộng rãi là hạt lai F2 và các dòng lai vô tính đã chọn lọc có năng


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Huỳnh Quang Phước

Hình 2.1. Cây cacao
2.1.4.2. Lá
Lá ra từng đợt, lá mới phát triển cần nhiều chất dinh dưỡng hơn. Màu sắc lá non thay
đổi từ xanh nhạt đến vàng, hồng đến đỏ đậm tùy theo giống.
Lá trưởng thành có màu xanh thẫm, cứng. Lá mọc theo hình xoắn ốc. Lá trên cành
ngang có cuống ngắn từ 2 ÷ 3 cm, mọc đối cách trên cành và chịu được cường độ ánh sáng
cao hơn lá trên thân chính.
2.1.4.3. Rễ
Rễ phát triển rất khỏe, thuộc loại rễ cọc. Cây được 3 năm tuổi, rễ trụ dài khoảng 1,5 ÷ 2
m. Có nhiều rễ con phân nhánh tập trung xung quanh rễ trụ. Vì vậy, biện pháp tủ gốc để giữ
và kéo dài ẩm độ trong mùa khô là rất quan trọng đối với việc duy trì hoạt động của lớp rễ
con, giúp cho quá trình hấp thu dinh dưỡng và nước.

2.1.4.4. Hoa
Hoa mọc ở trên sẹo lá ở thân, cành. Cây sau khi trồng khoảng 14 ÷ 20 tháng ra hoa đợt
đầu tiên. Hoa có cuống dài 1÷ 3 cm, có 5 cánh đều đặn, hoa nở từ 3 giờ chiều hôm trước
đến 9 giờ sáng ngày hôm sau.
Hoa thụ phấn nhờ côn trùng thuộc họ Ceratopogonidal. Loài Forcisomia là loại phổ
biến nhất tham gia thụ phấn. Hoa cacao ra nhiều nhưng chỉ thụ phấn và tỷ lệ đậu từ 1 ÷ 5%.
Phần lớn hoa nở mà không được thụ phấn sẽ rụng sau 48 giờ.

SVTH: Trần Vũ Hồng Liên

-6-


2.1.5. Thành phần hóa học [9, 12, 11]
Trái cacao có 3 thành phần chính: vỏ quả, cơm cacao và hạt cacao.
2.1.5.1. Vỏ
Vỏ quả dày từ 1 ÷ 3 cm, chiếm phần lớn trọng lượng trái cacao (70 ÷ 78%). Trong vỏ
quả gồm: Protein chiếm 6,29%. Chất xơ khoảng 27,30%. Tro khoảng 80%. Ngoài ra còn có
các chất khoáng. Trong đó, kali chiếm 3,2%.
2.1.5.2. Hạt
Đây là thành phần chính của trái cacao.
Mỗi trái có từ 30 ÷ 40 hạt và xếp thành 5 dãy.
Hạt có vỏ mỏng màu hồng, nhiều đường gân.
Kích thước hạt thay đổi tùy theo giống và mùa vụ. Hạt phát triển trong mùa khô sẽ có
kích thước, trọng lượng nhỏ, hàm lượng chất thấp và tỷ lệ lép nhiều hơn mùa mưa.
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của nhân hạt sống
Thành phần

Độ

Chất

Tinh

Cellu-

Pro-

Tro

Theo-

Thành


Quốc gia

(%)

Ghana

4,5

54,8

8,4

2,8

19,2

3,2

1,0

6,2

Lagos

4,4

54,1

8,6


5,4

55,8

8,5

2,8

19,0

3,0

1,2

6,4

Rio Caribe

4,6

52,8

8,8

2,3

20,1

3,2


2,2

20,1

3,1

1,5

7,9

Sanchej

3,4

52,9

8,1

2,5

20,4

3,1

1,4

8,1

Thành phần khác bao gồm: đường, acid hữu cơ, tannin,...

Pentosan

Alitannin

Muối

Tỷ lệ (%)

10 ÷ 13

2÷3

1 ÷ 1,5

7 ÷ 10

2.1.6. Giá trị của cây cacao [11, 21]
2.1.6.1. Vỏ
Vỏ cacao chứa 3 ÷ 4% hàm lượng là kali trên trọng lượng khô. Chính vì vậy, đây là
nguồn cung cấp phân bón giàu kali. Tro đốt từ vỏ cacao đã từng được sử dụng để làm xà
phòng.
Vỏ cacao khô, xay nhỏ dùng làm thức ăn cho bò, cừu và dê với tỷ lệ lên đến 50% khẩu
phần, heo 30%, gà 20%. Bò có thể ăn trực tiếp vỏ tươi thay thế cho khẩu phần cỏ voi. Theo
BoGhol bột vỏ cacao có thể thay thế bắp và trộn với tỷ lệ 35%.
2.1.6.2. Hạt
Là thành phần chính được sử dụng để sản xuất bột cacao, bơ cacao, hoặc dùng cho
ngành công nghiệp bánh kẹo, đặc biệt là chocolate, là sản phẩm do sự pha trộn giữa bột
SVTH: Trần Vũ Hồng Liên

-9-


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Huỳnh Quang Phước

Bảng 2.4. Sản lượng cao cao trên thế giới (ngàn tấn)
Khu vực

Năm

2000/01

2001/02

2002/03

2003/04

1195

1219

1294

1240

Ghana

415


35

35

1949

1967

2142

2090

389

453

430

450

Quốc gia
Bờ biển ngà

Tây Phi

Các nước Châu Phi khác
Tổng số
Châu

Indonesia


551

Brazil

163

124

163

173

96

85

85

790

Nước Châu Mỹ khác

164

174

170

171

Biểu đồ 2.2. Tình hình sản xuất cacao trên thế giới (6/2005)

SVTH: Trần Vũ Hồng Liên

- 11 -


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Huỳnh Quang Phước

Biểu đồ 2.3. Những quốc gia tiêu thụ cacao mạnh trên thế giới (2003/04)
2.1.7.2. Ở Việt Nam
Vào đầu thế kỉ XX cây cacao theo chân người Pháp đến Nam Bộ nhưng không phát
triển được. Đến khoảng năm 1988 ÷ 1990 cacao quay trở lại với người dân ở đồng bằng sông
Cửu Long (Vĩnh Long, Cần Thơ, Tiền Giang, Bến Tre…), diện tích đạt vài ngàn hecta.
Nhưng do giá cả thị trường không ổn định, hạt cacao không có giá trị kinh tế nên cây cacao
bị đốn bỏ và bị quên lãng.
Đầu năm 2004, dự án: “Dịch vụ khuyến nông phát triển cacao bền vững cho các nông
hội tại Việt Nam” (Success Alliance Viet Nam) do tổ chức ACDI / VOCA đã đưa cây cacao
trở lại với Việt Nam, riêng Bến Tre đã có hơn 500 hecta cacao.
Tháng 5/2007, diện tích cacao cả nước đạt 9 ngàn ha.
Ngày 21/9/2007, hội thảo hợp tác khu vực Nhà nước và tư nhân giữa Việt Nam và Hà
Lan về phát triển bền vững ngành cacao, Hà Lan sẽ hỗ trợ Việt Nam phát triển cây cacao.
Ông Sharief Mohamed chuyên viên cao cấp Bộ nông nghiệp - Tài nguyên và chất lượng thực
phẩm Hà Lan khẳng định nếu có chính sách phù hợp, Việt Nam sẽ trở thành nước sản xuất
cacao hàng đầu thế giới. Bởi vì, ngoài chất lượng, cacao Việt Nam còn có hương vị đặc biệt.
Mục tiêu đến năm 2015, diện tích cacao là 60 ngàn ha, sản lượng hạt khô đạt 52 ngàn
tấn, kim ngạch xuất khẩu đạt 50 ÷ 60 triệu USD. Đến 2020, diện tích cacao 80 ngàn ha, sản
lượng hạt khô 108 ngàn tấn, kim ngạch xuất khẩu đạt 100 ÷ 120 triệu USD.

– Vi khuẩn lactic: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus mali, Lactobacillus
collinoides, Lactobacillus fermentum, Streptococcus thermophilus.
– Vi khuẩn acetic: Acetobacter rancens, Acetobacter xylinum, Acetobacter
ascendens, Acetobacter lovannienssis, Glucnobacter oxydans.
2.1.8.3. Nấm mốc và các vi sinh vật khác
– Nấm mốc: Aspergillus fumigatus, Aspergillus galaucus, Aspergillus niger,
Aspergillus flavus, Aspergillus tarmarii,…
– Các vi sinh vật khác: Pseudomonas, Enterobacter, Escherichia…

SVTH: Trần Vũ Hồng Liên

- 13 -


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Huỳnh Quang Phước

Ngoài tác dụng có ích là tham gia làm “chín” vang, tạo mùi hoàn thiện cho vang, vi
khuẩn và mốc là những tác nhân chuyên gây ra các hư hỏng cho vang như: làm thay đổi mùi
vị, làm vẩn đục vang và như vậy sẽ giảm chất lượng vang.
2.2. Rượu vang
2.2.1. Nguồn gốc rượu vang [3, 16]
– Theo một số tài liệu, có lẽ rượu vang có mặt lần đầu tiên ở xứ sở Ba Tư. Do vua
nước này vô tình để quên chùm nho trong vại sành.
– Cách đây khoảng 2000 năm trước công nguyên, rượu vang đã xuất hiện ở Ai Cập.
Sau đó, người Ai Cập dạy cho người Hi Lạp cách trồng nho và làm rượu vang. Người Hi Lạp
tiếp tục truyền cho người La Mã và người La Mã truyền nghề cho người Gaulois. Thế kỷ thứ
6 trước công nguyên, cây nho xuất hiện ở vùng Địa Trung Hải là nước Pháp bây giờ. Người
Pháp đã tìm ra việc nuôi rượu vang trong thùng gỗ.

2.2.3.2. Theo phần trăm đường còn sót lại: vang chát, vang khô, vang ngọt, vang nửa
ngọt.
2.2.3.3. Theo công nghệ: rượu vang được chia thành 2 nhóm lớn như sau: Rượu vang
không có CO2 và rượu vang có CO2. Mỗi nhóm này lại được phân ra thành các nhóm nhỏ.
2.2.3.3.1. Rượu vang không có CO2
 Rượu vang phổ thông: đây là loại rượu vang hoàn toàn lên men, không bổ sung
cồn hoặc bất kỳ thành phần nào khác vào quá trình lên men. Rượu vang phổ thông có hàm
lượng ethanol 10 ÷ 13%V. Phân loại tiếp theo hàm lượng đường sót:
+ Vang khô:
– Độ rượu: 9 ÷ 14%V.
– Hàm lượng đường sót < 0,3%.
+ Vang bán khô:
– Hàm lượng đường sót 1 ÷ 3%.
+ Vang bán ngọt:
– Độ rượu: 9 ÷ 12%V.
– Hàm lượng đường sót 5 ÷ 8%.
 Rượu vang cao độ: hàm lượng ethanol cao hơn rượu vang phổ thông, cho phép
dùng cồn tinh luyện và đường để nâng cao hàm lượng ethanol trong qui trình công nghệ.
Rượu vang cao độ được chia thành các loại :
+ Vang mật (rượu vang nặng):
– Độ rượu: 17 ÷ 20 %V (trong đó có từ 3 ÷ 4%V do quá trình lên men sinh ra).
– Hàm lượng đường sót: 1 ÷ 14%.
+ Rượu vang khai vị:

SVTH: Trần Vũ Hồng Liên

- 15 -


Đồ Án Tốt Nghiệp


- 16 -


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: Ths. Huỳnh Quang Phước

acid, vitamin trong đó nhiều vitamin C, các chất khoáng và một lượng protein…đặc biệt là
các hợp chất màu, polyphenol…
Dịch quả sau khi xử lý cần được điều chỉnh nồng độ chất khô và độ pH phù hợp. Ngoài
ra, có thể bổ sung thêm phụ gia nhằm đảm bảo không nhiễm khuẩn, đồng thời tạo chất lượng
tốt cho vang thành phẩm.
2.2.4.2. Nấm men
2.2.4.2.1. Hình thái nấm men [7]
Nấm men có dạng hình cầu, ovan hoặc elip, hình quả chanh, hình trụ, hình trứng đôi
khi dài ra thành sợi. Tế bào nấm men có kích thước tương đối lớn: đường kính trên 1  m và
dài trên 1  m.
2.2.4.2.2. Cấu tạo và thành phần hóa học của tế bào nấm men
Nấm men có cấu tạo đơn bào. Tế bào có thành phần và cấu tạo phức tạp. Trong tế bào
có rất nhiều các cấu tử lớn nhỏ khác nhau. Nhưng mỗi thành phần, mỗi cấu tử trong đó đều
có một vai trò riêng. Cấu tạo tế bào được giới thiệu như hình 2.4.

Hình 2.4. Cấu tạo tế bào nấm men
Cấu tạo của tế bào nấm men thay đổi khác nhau tùy theo loài, độ tuổi và môi trường
sống, nhưng nhìn chung bao gồm:
- Nước: 75 ÷ 85%.
- Chất khô: 15 ÷ 25%. Trong đó, chất khoáng chiếm 2 ÷ 14% hàm lượng chất khô.

SVTH: Trần Vũ Hồng Liên