công nghệ chế biến chocolate đen

Tỷ lệ thành phần các nguyên liệu trong công nghệ sản xản xuất chocolate đen phụ thuộc nhiều vào sản phẩm chocolate, chocolate đen dạng thỏi khác với chocolate dùng để phủ vị hay chocolat

Luận văn

Đề tài: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN

CHOCOLATE ĐEN

MỤC LỤC

I Tổng quan về nguyên liệu: 5

1 Bột cacao 5

1.1 Theobromine trong hạt cacao 6

1.2 Caffein 7

1.3 Các polyphenol 7

1.4 Glucid 7

1.5 Các acid hữu cơ 7

1.6 Protein 8

1.7 Các chất mùi 8

1.8 Khoáng chất 8

2 Bơ cacao 9

3 Lecithin 11

4 Saccharose 12

5 Vanilla 13

II Quy trình 15

1 Quy trình 1 15

1.1 o ộ 16

1.2 ề 17

1.3 o ộ ệ 19

1.4 Làm dịu 22

1.5 u 26

1.6 Bao 27

2 Quy trình 2 28

III So sánh hai quy trình 29

IV c oco a 30

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Thành phần nguyên liệu của chocolate đen dạng thỏi 5

Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng của bột cacao theo OICC 6

Bảng 3: Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bột cacao 9

Bảng 4: Thành phần acid béo trong bơ cacao 10

Bảng 5: Một số tiêu chuẩn về bơ cacao 11

Bảng 6: Thành phần tương đối của Lecithin thương mại 11

Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng của Lecithin 12

Bảng 8: Tiêu chuẩn chất lượng của đường tinh luyện (TCVN 6959:2001) 13

Bảng 9: Kích thước hạt của các loại đường tinh luyện 13

Bảng 10: Tiêu chuẩn chất lượng vani 14

Bảng 11: Phần trăm bề mặt chất rắn được bao phủ bởi lecithin 19

Bảng 12: ác dạng tinh th của bơ cacao 23

Bảng 13: So sánh 2 quy trình 29

Bảng 14: Các chỉ tiêu của chocolate 30

Bảng 15: Thành phần trong 100 g sản phẩm chocolate ăn được 31

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Nguyên liệuchính cho sản xuất chocolate đen 5

Hình 2: Thiết bị nhào trộn melangeur 16

Hình 3: Thiết bị nghiền 5 trục 17

Hình 4: Nguyên lý máy nghiền 5 trục 18

Hình 5: Thiết bị đảo trộn nhiệt 21

Hình 6: hocolate “nở hoa 24

Hình 7 iản đ biến đ i nhiệt của chocolate trong uá tr nh lí nhiệt 25

Hình 8: Thiết bị làm dịu chocolate dạng trục vis 26

Hình 9: Thiết bị làm mát đường hầm 27

Hình 10: Nguyên lý hoạt động của thiết bị bao gói chocolate 28

Hình 11 Máy đóng gói nằm ngang QNS-450 28

Hình 12: Máy nghiền bi 29

Lời mở đầu

Trên thế giới chocolate là một sản phẩm được mọi người ưa chuộng

vì hương vị thơm ngon và ý nghĩa ngọt ngào của nó

Năm 1875, lần đầu tiên Chocolate được sản xuất với quy mô công nghiệp do nhà sản xuất Daniel Peter người Thụy Sỹ tìm ra công thức trộn

bột cacao, bơ cacao, sữa bột, đường,… Năm1879, Rodolphe Lindt phát

minh ra máy nghiền ủ đảo trộn, giúp cho Chocolate có cấu trúc mịn, đồng

nhất và mùi vị dễ chịu Kể từ đây, quy trình sản xuất Chocolate quy mô

công nghiệp đã gần hoàn chỉnh Nhiều nhãn hiệu Chocolate nổi tiếng lần

I Tổng quan về nguyên liệu:

Hình 1: Nguyên liệuchính cho sản xuất chocolate đen

(A) Đường, (B) Bơ cacao, (C) Bột cacao

Tỷ lệ thành phần các nguyên liệu trong công nghệ sản xản xuất chocolate đen phụ thuộc nhiều vào sản phẩm chocolate, chocolate đen dạng thỏi khác với chocolate dùng để phủ vị hay chocolate chips…

Bảng 1: Thành phần nguyên liệu của chocolate đen dạng thỏi

hành phần % Theo khối lượng

Bột cacao là sản phẩm dạng bột thu được bằng cách nghiền bã hạt của quả cacao sau khi đã

ép bơ Bột cacao có chất lượng tốt nhất khi đi từ quy trình rang cacao khối: theo đó cacao khối được nghiền mịn thành dạng cacao lỏng, đem đi kiềm hóa rồi rangsau đó đem đi ép bơ sẽ được bột cacao thành phẩm

Bột cacao có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo hàm lượng chất béo, theo màu sắc, theo hương vị, theo phương pháp chế biến, … cách phân loại phổ biến hiện nay và được chuẩn hóa theo tiêu chuẩn Codex là phân loại theo hàm lượng chất béo Theo cách phân loại này, ta có các dạng sản phẩm:

 Bột cacao hàm lượng béo cao: ≥ 20% bơ cacao

 Bột cacao có hàm lượng béo trung bình: 10-20% bơ cacao

 Bột cacao có hàm lượng béo thấp: ≤ 10% bơ cacao

Ở đây chúng tôi sử dụng bột cacao có hàm lượng béo trung bình

Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng của bột cacao theo OICC

pH (10% suspension) 5.7 Cholesterol <0,0003%

Xơ hòa tan

Xơ không hòa tan

34

7

27

1.1 Theobromine trong hạt cacao

Là thành phần đặc trưng của hạt cacao vì chính nó đã tạo ra vị đắng đặc trưng cho sản phẩm chocolate Chất này chiếm từ 1,5 - 1,7% so với trọng lượng hạt và chiếm 0,5 -1,3% trọng lượng

ta thường gọi là “chất nâu cacao” Màu nâu này tạo cho sản phẩm chocolate có một màu đặc

nó không gây nguy hại gì cho hệ thần kinh và tim mạch của người, mà chỉ có thể tạo cho ta một vài cảm giác hưng phấn nhỏ mà thôi

Hàm lượng caffein trong bột cacao thành phẩm hàm lượng caffein chỉ chiếm 0,1 g/100g sản phẩm Với liều lượng như vậy thì nó không thể nào gây nguy hiểm cho người dùng

1.3 Các polyphenol

Cacao giàu các chất polyphenol có hoạt tính sinh học cao (ví dụ như flavonoid và carotenoid) được cho là có lợi cho sức khỏe người Trong hạt cacao chưa lên men, các sắc tố chiếm từ 11-13% của mô Các tế bào sắc tố chứa khoảng 65-70% (khối lượng) polyphenol và 3% anthocyanin Trong quá trình lên men, polyphenol trải qua các phản ứng khác nhau bao gồm

cả quá trình tự cô đặc và phản ứng với protein và peptide Khoảng 20% ( theo khối lượng) polyphenol còn lại ở cuối quá trình lên men Quá trình rang và các quá trình chế biến cacao khác cũng làm gây ra sự thay đổi Hàm lượng polyphenol sẽ thay đổi tùy loại hạt cacao và mức

1.5 Các acid hữu cơ

Có trong thành phần hạt ở hai dạng : dễ bay hơi và không bay hơi Qua nghiên cứu người ta cho biết rằng những acid không bay hơi trong cacao gồm có acid malic, acid tauric, acid ovalic Trong cacao còn chứa một lượng nhỏ các acid hữu cơ tự do Còn đối với các acid dễ bay hơi sẽ được loại bỏ dần trong quá trình chế biến Các acid hữu cơ trong cacao (1.2-1.6%) được hình thành chủ yếu trong quá trình ủ và chứa hầu hết là acid acetic (hợp chất tạo mùi),

acid citric (0.45-0.75%), và acid oxalic (0.32-0.5%) Lượng acid này được tạo thành từ hạt cacao và một phần được giữ lại trong lá mầm hạt cacao

1.6 Protein

Thành phần protein chiếm nhiều nhất trong quả cacao là Albumin và Globulin Trong vỏ quả cacao chứa một lượng protein vào khoảng 18% trọng lượng quả, ở cùi có 0,6% và chiếm khoảng 8,4% trong nội nhũ Khoảng 60% Nitơ tổng trong hạt đã lên men nằm trong protein

Hợp chất phi protein được tìm thấy ở dạng amino acid, khoảng 0.3% dưới dạng amid, 0.02%

dưới dạng muối amino Các hợp chất này được hình thành trong quá tình ủ hạt Nhiều loại enzyme (amylase, fructosidase, glucosidase, pectinase, protease, lipase, peroxidase, polyphenoloxidase) và một số loại hợp chất hữu cơ (alkaline, acid photphotase, ) cũng được xác định là có trong hạt tươi Quá trình đã vô hoạt hầu hết các enzyme

1.7 Các chất mùi

Là một trong những thành phần có giá trị lớn nhất trong quả cacao Chất thơm trong quả cacao là D-Linalool có trong thành phần hợp chất với acid béo thấp và ete của chúng (acid caprylic, acid capric, acid valerialic, amylacetat, amylbutyrat).Chất thơm trong cacao gồm những chất dễ và khó bay hơi, những chất thơm dễ bay hơi thì hầu hết sẽ bay đi trong quá trình rang và trong giai đoạn đảo trộn nhiệt Những chất này thường có mùi khó chịu tuy nhiên nhờ

sự dễ bay hơi của chúng mà trong quá trình tạo hương nó không ảnh hưởng đấn mùi vị cacao Đối với những chất khó bay hơi hơn sẽ ảnh hưởng lớn đến hương vị của sản phẩm chocolate Những chất này hoà tan trong bơ cacao và rất khó loại trừ

1.8 Khoáng chất

Hàm lượng khoáng trung hình có trong vỏ quả cacao vào khoảng 8,2% trọng lượng vỏ, còn trong cùi có khoảng 0,8% và khoảng 2,6% trong phôi nhũ rong đó đa số là Fe, K, P, Mg với hàm lượng một số muối khoáng như sau :

Bảng 3: Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bột cacao

Hàm lượng kim loại nặng

heo Luật dinh dưỡng hay hướng dẫn của mỗi quốc gia

Dư lượng thuốc trừ sâu

Ngoài ra, các polyphenol trong bột cacao là một thành phần tạo màu quan trọng cho chocolate Tùy thuộc vào điều kiện của quá trình đảo trộn nhiệt, polyphenol sẽ biến đổi thành những hợp chất có màu khác nhau

2 Bơ cacao

Bơ cacao là nguyên liệu quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất chocolate, có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng chocolate thành phẩm Bơ cacao là sản phẩm trung gian của quá trình sản xuất bột cacao, được tạo thành sau công đoạn ép

Bơ cacao là nguồn cung cấp dinh dưỡng, vitamin và khoáng chất mà cơ thể dễ dàng hấp thu được.Thành phần chủ yếu là chất béo (trên 70%), phần còn lại là protein (15%) và chất đường (8%) Bơ cacao không có vị ngon, nhưng các chất thơm có trong bột cacao như theobromine, cafein, linalool… kết hợp với chất béo trong bơ cacao để tạo ra mùi vị đặc trưng của chocolate Hàm lượng bơ cacao có thể chiếm tới 50% trong Chocolate truyền thống

Bơ cacao có những đặc tính quan trọng sau :

 Ở điều kiện nhiệt độ lạnh nó cứng, giòn Do đó, tạo cho sản phẩm chocolate có độ cứng

và độ giòn đặc trưng

 Bơ cacao nóng chảy ở 35°C (thấp hơn nhiệt độ cơ thể người) do đó nó dễ tan và không

để lại trong miệng người ăn, tạo cảm giác dễ chịu

 Ở điều kiện thường, bơ cacao khá bền và khó bị oxy hóa Do đó, có thể để lâu mà không bị ôi

 Bơ cacao chủ yếu gồm các tryglyceride của các acid béo no và cũng do chứa nhiều glyceride khác nhau nên bơ cacao có thể hình thành nhiều dạng tinh thể khác nhau, chính vì vậy người ta gọi bơ cacao là chất béo đa tinh thể Dạng tinh thể của bơ cacao chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ đông đặc của khối chất béo Trong thành phần bơ cacao chủ yếu: Palmityl-1; Oleyl-2; Stearyl-3; Dipalmityl-1,3; Distearyl 1,3 – oleyl -2 chiếm 80% tổng Triglyceride

Bảng 4: Thành phần acid béo trong bơ cacao

STT Tên glycerid Phần trăm (%) Nhiệt độ nóng chảy (°C)

5 Dioleopanmitostearin 7-8 Nhiệt độ thường

Bảng 5: Một số tiêu chuẩn về bơ cacao

STT ên chỉ tiêu chất lượng iêu chuẩn

1 Hàm lượng acid béo tự do < 1,75% khối lượng

Hiệu quả do Lecithin đem lại phụ thuộc nhiều vào thời điểm đưa nó vào khối chocolate: nên đưa vào giai đoạn đảo trộn nhiệt, và hiệu quả sẽ giảm nếu nó được cho vào giai đoạn nghiền.Vì nếu cho quá sớm, lecithin sẽ bị hấp thụ vào trong pha liên tục do quá trình nghiền trộn kéo dài

Trong hạt cacao có từ 0,3 - 0,4% Lecithin so với trọng lượng của hạt và chiếm 0,1% trong

vỏ ở trạng thái liên kết

Bảng 6: Thành phần tương đối của Lecithin thương mại

Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng của Lecithin

HI: Hexane Insolubles dùng đánh giá hàm lượng chất khô không béo trong lecithin

Độ màu: theo tiêu chuẩn Gardner, hệ thống đo màu sử dụng các chữ số, dùng đánh giá độ màu của các chất như resin, vec – ni, hay các loại dầu, thang đo từ màu vàng nhạt đến màu đỏ

 Chú ý :

 Bảo quản lecithin ở nhiệt 16-320C, có thể bảo quản đến 18 tháng khi chưa mở bao gói

 Hàm lượng tối đa cho phép của lecithin sản phẩm chocolate : 5-10 g lecithin/kg sản phẩm (theo tiêu chẩn bộ y tế Số: 867/1998/QĐ-BYT)

4 Saccharose

Loại đường được sử dụng là đường saccharose tinh luyện, với đường tinh luyện thì người ta quan tâm đến hai chỉ tiêu chủ yếu là độ tinh khiết và kích thước của tinh thể đường Độ tinh khiết của đường tinh luyện cực kỳ tốt có thể tới 99,9% là saccharose và không được dưới mức 99,7% Sự có mặt của các chất khác cũng ảnh hưởng ít nhiều đến chất lượng của đường

Góc quay phân cực của đường được xem như một thước đo cho sự tinh khiết của đường Đường tinh luyện thường được mặc định ở giá trị 99,90

S (0S là đơn vị đo độ tinh khiết của đường, hoặc dùng độ Pol).Hàm lượng nước thường không vượt quá 0,06%, đối với đường kết tinh chất lượng tốt thì không được vượt quá 0,04% Tuy nhiên trên thực tế các giá trị trên còn thấp hơn nhiều

Bảng 8: Tiêu chuẩn chất lượng của đường tinh luyện (TCVN 6959:2001)

Bảng 9: Kích thước hạt của các loại đường tinh luyện

Loại đường Kích thước (mm) Coarse sugar 1-2,5

Medium fine sugar 0,6-1 Fine sugar 0,1-0,6 Icing sugar 0,005-0,1

Đường tinh luyện thường phải có kích thước hạt đồng đều và không bị chảy nước Trong sản xuất chocolate người ta hay sử dụng loại đường mịn trung bình, độ đồng đều của hạt đường thường nằm trong khoảng 0,5-1,25mm có thể chứa 1 lượng hạt mịn (<0,2mm) nhưng không quá 2%

5 Vanilla

rái vanilla thương phẩm ở mỗi nơi có một đặc trưng riêng bởi hàm lượng tinh dầu, thành phần tổ hợp các chất tạo mùi và tập quán chế biến khác nhau nơi mỗi vùng canh tác Bình quân hàm lượng đường trong trái vanilla đã qua lên men là 25%, chất béo 15%, cellulose thay đổi từ

15 - 30%, chất khoáng cao (trên dưới 6%) và hàm lượng nước vào khoảng 35%

Hương vanilla thiên nhiên được sản xuất từ quá trình lên men tự nhiên của trái vanilla.Vanillin là thành phần chính của hương vanilla thiên nhiên, chiếm đến khoảng 85%, tiếp theo là phydroxybenzal-dehyd khoảng 9% và p-hydroxy-benzyl methyl ether khoảng 1%; phần còn lại chia cho khoảng 200 chất tạo mùi khác và tuy ít, nhưng chúng tạo ra dấu ấn riêng

cho các thương hiệu vanilla khác nhau, như Bourbon, ahitiVanillin: metholxybenzaldehyde

4-hydroxy-3-Tahiti Vanillin Nên cho vanilla vào cuối giai đoạn đảo trộn nhiệt

Bảng 10: Tiêu chuẩn chất lượng vani

II Quy trình

1 Quy trình 1

Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất Chocolate đen

Chocolate

Tách khuôn, bao gói Rót khuôn, làm lạnh Làm dịu

Nghiền Nhào trộn

Đảo trộn nhiệt

 Độ ẩm của hỗn hợp giảm xuống còn 1-2%

 Sự phối trộn làm tăng khả năng tiếp xúc giữa các cấu tử, làm tăng sự tạo thành liên kết hóa học

 Hóa lý: Nguyên liệu đưa vào phối chế thường khác nhau về tính chất vật lí, hóa học, cảm quan Khi phối trộn các cấu tử có thể dễ dàng hòa tan vào nhau, tạo nên hỗn hợp đồng nhất

 Phương pháp thực hiện:

Ban đầu cho bơ cacao hóa lỏng vào thùng phối trộn tạo môi trường liên tục, sau đó cho từ đường và bột cacao vào tạo thành môi trường phân tán Chỉ bổ sung một phần chất béo và chất nhũ hóa, phần còn lại sẽ được bổ sung trong giai đoạn xử lí nhiệt Vanilla có thể bổ sung trong giai đoạn này hoặc giai đoạn xử lí nhiệt

 Thông số công nghệ

 hời gian nhào trộn hỗn hợp là 20-30 phút

 Nhiệt độ phải từ 40-45oC Nếu nhiệt độ của hỗn hợp vượt quá 60oC sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm Do các phản ứng oxy hóa bắt đầu xảy ra tạo ra các chất mùi xấu cho sản phẩm

1.2 ề

 Mục đích

Chuẩn bị: Quá trình nghiền tinh nhằm làm cho tất cả các cấu tử chocolate đều phải có kích thước 20-30µm để trở thành hỗn hợp đồng đều và mịn, với kích thước này các gai xúc giác trên lưỡi hầu như không còn phân biệt từng cấu tử trong chocolate, tạo cảm giác như chocolate đang tan chảy trong miệng Đây là giai đoạn quan trọng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình

xử lí nhiệt tiếp theo

 Biến đổi

 Vật lý và hóa lý: Giảm kích thước của các cấu tử, hỗn hợp nguyên liệu sẽ trở nên đồng nhất hơn và dần chuyển sang dạng paste Sau quá trình nghiền các hạt rắn có thể đạt kích thước nhỏ hơn 30µm

 Phương pháp thực hiện và thiết bị:

Hỗn hợp nguyên liệu sau khi nhào trộn được cho vào phễu phân phối thành màng mỏng chảy vào khe hẹp giữa trục cán, tác dụng nghiền được tạo ra do sức ép của hai trục, các tế bào cacao sẽ bị xé nát và các tinh thể đường sẽ bị vỡ vụn tạo thành một hỗn hợp thật mịn, đồng nhất và được tách khỏi đỉnh trục bằng dao cạo sắt Kết quả khối chocolate được nghiền mịn và chảy vào máng hứng

Hình 3: Thiết bị nghiền 5 trục