TRANG THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN
Tên luận án: “ĐA DẠNG DI TRUYỀN BỘ SƯU TẬP GIỐNG CA CAO (Theobroma cacao L.) VIỆT NAM VÀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HẠT CA CAO TẠI ĐAK LAK VÀ BẾN TRE”.
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học.
Mã ngành: 9420201
Họ tên nghiên cứu sinh: Lâm Thị Việt Hà
Người hướng dẫn chính: PGS.TS. Trương Trọng Ngôn
Người hướng dẫn phụ: GS.TS. Hà Thanh Toàn
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Cần Thơ.
I. Tóm tắt nội dung luận án
Phân loại các giống cây trồng ca cao hiện hữu tại Việt Nam hiện chưa được công bố và chưa được nghiên cứu tổng thể và chi tiết. Ca cao là loài cây công nghiệp cho giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao. Đề tài khảo sát di truyền bộ sưu tập gồm sáu mươi ba (63) giống cây trồng ca cao Việt Nam (Theobroma cacao L.) đang trồng tại các địa phương nhằm phân loại hình thái và mối liên hệ đa dạng di truyền giữa các giống cây ca cao đang trồng tại miền Nam Việt Nam. Đa dạng di truyền bộ sưu tập được khảo sát bằng ghi nhận cơ sở dữ liệu hình thái thực vật và thiết lập giàn đồ phả hệ bằng trình tự vùng ITS1-4 (Interal transcribed Spacer). Khảo sát đặc tính hình thái thực vật dựa vào các đặc tỉnh hình thái và màu sắc của cơ quan sinh dưỡng (lá) và cơ quan sinh sản (hoa, trái).. Có 03 loại hình thái trái ca cao trong bộ sưu tập bao gồm Angoleta (30 dòng), Amelonado (13 dòng) và Cundeamor (20 dòng). Sáu mươi ba dòng ca cao (giống cây trồng) được phân loại thành 03 nhóm theo phân loại hình thái trái ca cao Trinitario-Criollo, Trinitario-Forastero, và Trinitario. Phân loại theo sự khác nhau về màu sắc trái (56 dòng trái vàng và 7 dòng trái đỏ cam). Phân tích di truyền ghi nhận sự khác biệt trong vùng ITS giữa các giống không lớn, phân chia thành ba nhóm bao gồm nhóm Domestic Trinitario Cultivars (38 dòng), Indigenous Cultivars (20 giống), and Peru Cultivars (5 dòng). Đề tài khảo sát sự lên men và sấy hạt ca cao của 03 giống sản lượng cao và chất lượng nhất, được trồng tại Eukar- Đắk Lắk và Châu Thành – Bến Tre (hai vùng sản lượng hạt ca cao khô cao nhất). Kết quả ghi nhận hạt ca cao đạt chất lượng tốt nhất trong điều kiện lên men nhiệt độ 40°C trong thời gian 6 ngày; pH 5,93; hàm lượng FFAs ở mức thấp 0,30%. Kết quả tối ưu của quá trình lên men được sử dụng cho thí nghiệm sấy hạt tiếp theo. Kết quả nhiệt độ sấy 50°C trong thời gian 21 giờ, hạt ca cao khô đạt giá trị pH 6,15; hàm lượng axit 0,82%, hàm lượng axit béo tự do cho phép 1,08%. Kết quả đề tài góp phần phục hồi và phát triển ngành nông nghiệp trồng cây ca cao và sản xuất hạt ca cao khô tại hai vùng Tây Nguyên và ĐBSCL – Việt Nam.
1. Kết luận về Đa dạng di truyền bằng hình thái và chỉ thị phân tử:
02 nhóm lai Trinitario khảo sát được phân chia theo đặc tỉnh hình thái thực vật: Trinitario-Criollo (07 dòng) và Trinitario-Forastero (56 dòng). Có 05 hình dạng lá đài khác nhau của bộ sưu tập được phân loại (oval, broad, deltoid, elliptic và sub-lanceolate); 63 giống ca cao Việt Nam biểu hiện 03 dạng trái Angoleta (30 dòng), Amelonado (13 dông) và Cundeamor (20 dòng). Ngoài ra, kết quả cho thấy giống TD11 có cấu trúc 03 cập bầu noân khác biệt so với 02 cập của 62 giống còn lại.
63 giống ca cao khảo sát được phân chia thành 03 nhóm di truyền phả hệ : Domestic Trinitario Cultivars (38 giống), Indigenous Cultivars (20 giống), và Peru Cultivars (5 giống).
2. Kết luận về Khảo sát chất lượng hạt lên men và sấy tại Bến Tre:
– Hạt ca cao đạt chất lượng cao khi lên men ở nhiệt độ 400C trong thời gian 6 ngày tương ứng với Độ ẩm hạt đạt 44,68%; pH hạt đạt 5,46, hàm lượng axit ở mức thấp 0,16% ; hàm lượng axit béo tự do đạt ở mức cho phép 0,84%.
Hạt ca cao sau lên men được sấy ở nhiệt độ 500C trong 21 giờ cho chất lượng hạt tốt nhất và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Độ ẩm hạt đạt 6,69%; pH hạt sau khi sấy 5,59 ; hàm lượng axit 0,28%; hàm lượng axit béo tự do 0,73% (<1,75%).
3. Kết luận về Khảo sát chất lượng hạt lên men và sấy tại Đắk Lăk:
– Hạt ca cao đạt chất lượng cao (độ chua, độ ẩm, hàm lượng FFAs đạt yêu cầu) khi lên men ở nhiệt độ 400C trong thời gian 6 ngày. Độ ẩm hạt đạt 56,71%, pH đạt 5,93; hàm lượng axít béo tự do đạt mức cho phép 0,84%.
– Hạt ca cao sau lên men được sấy ở nhiệt độ 500C trong 21 giờ cho chất lượng hạt tốt nhất, pH hạt sau khi sấy đạt 6,15, hàm lượng axit tổng đạt 0,28%, hàm lượng axit béo tự do FFAs cho phép 1,08%.
4. Lên men dịch rì hạt ca cao: với mật số nấm men ban đầu 105 tb/ml và độ Brix-24, pH=4, sản phẩm rượu vang ca cao có độ cồn 15,2%, độ Brix khi kết thúc lên men là 8,5 và các chỉ tiêu axit, methanol đạt QCVN 6-3:2010/BYT dành cho rượu trái cây.
II. Những kết quả mới của luận án
Luận án hoàn thành phân loại sáu mươi ba (63) giống ca cao theo 03 nhóm Criollo, Forastero hay Trinitario. Kết quả thu được của đề tài góp phần thúc đẩy công tác lai ghép tạo giống năng suất, tạo các giống ca cao mới, cung cấp dữ liệu di truyền phân từ của bộ sưu tập giống ca cao Việt Nam.
Đây là công bố về phân loại thực vật 63 giống ca cao Việt Nam (tại các vùng trồng ca cao năng suất cao nhất Việt Nam). Mỗi giống nông học ca cao được ghi nhận các thông tin về hình thái thực vật, và được phân loại và xếp vào nhóm giống ca cao chính thức. Lần đầu tiên cây di truyền phả hệ của bộ sưu tập giống ca cao Việt Nam được xây dụng, bằng phương pháp phân tích di truyền phân tử.
Thiết lập thông số (nhiệt độ và thời gian) của quy trình lên men và sấy nhằm tạo hạt ca cao khô chất lượng phục vụ cho chế biến sản phẩm từ ca cao và góp phần nâng cao sản lượng xuất khẩu hạt. Quan trọng là các thông số được kiểm soát hoàn toàn (nhiệt độ và thời gian); không phụ thuộc vào nhiệt độ ngoài tự nhiên (là điều kiện không kiểm soát được). Kết quả mong muốn là kiểm soát được nhiệt độ và thời gian của quá trình lên men và quá trình sấy tạo hạt ca cao khô chất lượng. Đồng thời đề nghị quy trình tận dụng dịch ri ca cao, tạo sản phẩm thức uống tốt cho sức khỏe.
Tận dụng phế phẩm của quy trình, sản xuất ra thành phẩm phục vụ nhu cầu dinh dưỡng thiết yếu. Việc tận dụng phế phẩm góp phần gia tăng thu nhập và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
3. Khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu
– Khả năng ứng dụng trong thực tiễn
Phân loại 63 giống ca cao Việt Nam thành 03 nhóm giống ca cao, xây dựng cây phả hệ di truyền, trình tự gen của 63 giống ca cao Việt Nam
Xây dựng thông số kỹ thuật kiểm soát đối với quá trình lên men và sấy hạt ca cao đạt yêu cầu (nhiệt độ và thời gian). Kết quả nghiên cứu có thể được tập huấn và chuyển giao kỹ thuật trực tiếp cho các nông hộ trồng và sơ chế ca cao thông qua các cán bộ khoa học kỹ thuật ở địa phương.
– Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu
Tiếp tục nghiên cứu di truyền phả hệ bằng SNP. Nghiên cứu các gen quy định tính trạng liên quan đến chất lượng bơ ca cao, các hợp chất polyphenol trong hạt, với mong muốn chất lượng hạt ca cao sử dụng tốt nhất.
Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện lên men đến hoạt tính sinh học và sự thay đổi chất chống oxy hoá trong quá trình lên men hạt. Mở rộng khảo sát thí nghiệm xử lý với NaHSO3 sau lên men dịch rì hạt với thời gian dài hơn và nhiệt độ thấp (4 – 10°C); xử lý với axit ascorbic, axit sorbic, tim ra phương pháp bảo quản tối ưu.
