BÁO CÁO ỨNG DỤNG CHẤT BÉO TRONG VIỆC SẢN XUẤT CHOCOLATE pot

Tới 1730, cacao sụt giá mạnh cùng với những máy móc được phát minh trong cuộc cách mạng công nghiệp đã tạo tiền đề cho 1 nền công nghiệp sản xuất chocolate với số lượng lớn và giá thành

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU VÀ

Giang Phương Nga 10139135 Trần Thị Trúc Phương 10139177

1.1.2 Tình hình phát triển 3

1.2 Các chất dinh dưỡng có trong chocolate 4

1.3 Công dụng của chocolate 5

1.4 Quy trình công nghệ sản xuất chocolate 5

1.4.1 Quy trình công nghệ 5

1.4.2 Quy trình thực hiện 7

2.1 Phân loại chocolate 8

2.2 Bơ ca cao 9

3.1 Hiện tượng nở hoa chất béo 14

3.1.1 Định nghĩa 14

3.1.2 Cơ chế 14

3.1.3 Sự thay đổi cấu hình 14

3.1.4 Cơ chế chuyển từ pha rắn sang pha rắn lỏng 16

3.1.5 Cơ chế thay đổi cấu trúc pha rắn 16

3.1.6 Biện pháp tránh nở hoa chất béo 17

Tài liệu tham khảo 19

1.1.2 Tình hình phát triển 3

1.2 Các chất dinh dưỡng có trong chocolate 4

1.3 Công dụng của chocolate 5

1.4 Quy trình công nghệ sản xuất chocolate 5

1.4.1 Quy trình công nghệ 5

1.4.2 Quy trình thực hiện 7

2.1 Phân loại chocolate 8

2.2 Bơ ca cao 9

3.1 Hiện tượng nở hoa chất béo 14

3.1.1 Định nghĩa 14

3.1.2 Cơ chế 14

3.1.3 Sự thay đổi cấu hình 14

3.1.4 Cơ chế chuyển từ pha rắn sang pha rắn lỏng 16

3.1.5 Cơ chế thay đổi cấu trúc pha rắn 16

3.1.6 Biện pháp tránh nở hoa chất béo 17

Tài liệu tham khảo 19

Người Aztec cũng đã phát hiện ra rằng khi nghiền hạt cây thành bột nhão và cho thêm gia vị, họ có thể tạo ra một thứ đồ uống ngon mát và bổ dưỡng Thứ đồ uống này đắng hơn rất nhiều so với chocolate ngày nay Những nhà thám hiểm châu Âu vào thế kỷ 16 đã du nhập món đồ uống này, bổ sung thêm hương vị ngọt ngào, và chẳng bao lâu nó thành một món đồ uống thông dụng và xa xỉ.

Trong gần 1 thế kỉ, cacao được coi là thức uống đặc trưng và là điều bí mật của những người Tây Ban Nha Tuy nhiên do giá cả quá đắt đỏ nên những người Tây Ban Nha thực dụng và nhạy bén đã ngay lập tức trồng cây cacao trên các thuộc địa của họ

để xuất khẩu tới những quốc gia khác trong châu lục và thu lại khoản lợi nhuận khổng

lồ Cacao đã lan truyền khắp Châu Âu kể từ khi ấy

1.1.2 Tình hình phát triển

Chocolate thực hiện cuộc hành trình qua nhiều nước như Pháp, Anh, Mỹ… và đến đâu chúng cũng trở thành thực phẩm rất được ưa chuộng Kể từ khi quán bán chocolate đầu tiên được khai trương năm 1657, tới đầu thế kỉ 18, những nhà máy sản xuất chocolate đầu tiên đã được thành lập (1728: ở Bistrol, nhà máy sản xuất chocolate đầu tiên ra đời với máy thuỷ lực) Tới 1730, cacao sụt giá mạnh cùng với những máy móc được phát minh trong cuộc cách mạng công nghiệp đã tạo tiền đề cho 1 nền công nghiệp sản xuất chocolate với số lượng lớn và giá thành rẻ

Vào thế kỷ 19, chocolate rắn đã trở nên phổ biến, với sự ra đời của các kiểu khuôn đúc Người ta dùng máy xay nghiền nát hạt cacao thành bột mịn rồi đun nóng

và đổ vào khuôn, tạo nên các hình dạng khác nhau khi đã nguội lạnh

Một người Hà Lan tên là Coenrad Van Houten đã hoàn thiện việc chiết tách bơ cacao từ hạt cacao vào năm 1825 Hạt được nghiền nát thành lớp nhão, đun dưới áp suất cao, tạo nên chất lỏng chocolate và bơ cacao Bơ chiết xuất này được làm mịn và

xử lý để khử mùi.Vào những năm 1880, Rudolphe Lindt tại Switzerland đã bổ sung bơ cacao vào quá trình sản xuất chocolate, để làm cho sản phẩm nhẵn và bóng láng hơn

Năm 1875, Daniel Peter người Thuỵ Sĩ đã hoàn thiện quá trình sản xuất chocolate sữa, ngọt và mịn hơn chocolate đen

Đến đầu TK20, chocolate đã trở thành một nét văn hóa ẩm thực đặc trưng của toàn Châu Âu

Với sự phát triển mạnh mẽ liên tục, khi mà cacao đã trở thành một thực phẩm thông dụng và phổ biến trên khắp Châu Âu, thì việc trồng nó sẽ lan rộng ra toàn cầu là điều dễ hiểu Cacao được trồng ở nhiều khu vực như Brazil, Pháp, Bồ Đào Nha và những thuộc địa của nó để buôn bán tới khắp nơi trên thế giới

Ngày nay, với sự tiến bộ không ngừng của khoa học và kỹ thuật thế giới, nhiều quy trình công nghệ tiên tiến, hiện đại đã được áp dụng vào sản xuất chocolate, làm cho chất lượng, mẫu mã cũng như mùi vị của chocolate được hoàn thiện không ngừng,

trở thành một món ăn tuyệt vời được ưa chuộng không chỉ ở phương Đông, phương Tây mà trên toàn thế giới.

1.2 Các chất dinh dưỡng có trong chocolate

Hàm lượng dinh dưỡng của chocolate khác nhau tùy theo công thức chế biến của nhà sản xuất Chocolate có chứa:

• Protein: cần cho sự nuôi dưỡng và phục hồi các tế bào Cacao chứa 8 axit amin thiết yếu trong các thực phẩm mà con người cần sử dụng hàng ngày

• Chất béo: chủ yếu là các chất béo đã bão hoà, chiếm đến 50% thành phần chocolate Các axit béo cấu thành nên bơ cacao thúc đẩy quá trình giảm cholesterol trong cơ thể

• Vitamin E: một loại vitamin có thể hoà tan các chất béo, rất cần thiết cho sự phát triển của màng tế bào

• Chất sắt: không thể thiếu trong quá trình hình thành hêmôglôbin - một loại hợp chất mang ôxi đến cho máu

• Cafêin: chất kích thích hệ thần kinh

• Chất đồng: trợ giúp cho việc chuyển hoá chất sắt, tạo nên melanin (trong tóc và da) và các chức năng của hệ thần kinh trung ương

• Chất xơ: giúp điều hoà quá trình liên vận trong ruột

• Kali: ảnh hưởng tới việc kích thích cơ bắp và chuyển hoá của tim

• Magie: đảm bảo sự cân bằng trong hệ thần kinh và điều hoà sự kích thích cơ bắp Nếu thiếu chất này, cơ thể sẽ cảm thấy mệt mỏi, cảm giác bất an, lo lắng, mất ngủ và bị táo bón

• Canxi: đóng vai trò cơ bản trong hoạt động của tế bào và trong sự hình thành xương và răng

• Phospho: là thành phần của mạng lưới xương, đây là một loại chất khoáng rất quan trọng cần thiết cho cơ thể, cũng như canxi

• Các loại hoá chất từ thực vật có tác dụng chống ôxi hoá (ví dụ như chất flavonoids): hạt cacao - thành phần chủ yếu trong chocolate - chứa hơn 600 loại hoá chất từ thực vật, trong đó có các chất chống ôxi hoá có tác dụng ngăn ngừa bệnh tim và ung thư

• Natri: trong chocolate sữa, có thể chứa khoảng 100mg

1.3 Công dụng của chocolate

Tác dụng trên tim mạch: Đây là lợi ích đầu tiên mà các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu đến Chất phenolic có trong chocolate có tác dụng ngăn ngừa và hạn chế các nguy cơ rủi ro có thể xảy đến với hệ tim mạch Hơn nữa, chocolate còn có tác dụng hạn chế nguy cơ tăng hàm lượng cholesterol, cho dù chế độ ăn có bị buông lỏng Mặt khác, chất catechin trong chocolate cũng có tác dụng chống lại các chất oxy hóa - nguyên nhân gây xơ cứng mạch máu, mỡ máu cũng như các rủi ro khác cho tim, cho

ta cảm giác, hưng phấn, thoải mái

Tác dụng đến hoạt động tình dục: Nhiều nghiên cứu cho thấy, những người, đặc biệt là phụ nữ, nếu sử dụng chocolate đều đặn sẽ có cảm hứng, khả năng và cơ hội thỏa mãn tình dục tốt hơn hẳn Mặt khác, chất tryptophan trong chocolate giúp cho người ta tăng thêm cảm giác thích thú, hấp dẫn, đồng thời kích thích trung tâm khoái cảm ở vỏ não

Tác dụng khác: Chống sâu răng, chống ho kéo dài, chống lao và các bệnh về phổi, chống suy nhược cơ thể

1.4 Quy trình công nghệ sản xuất chocolate

1.4.1 Quy trình công nghệ

Hạt ca caoXử lý nhiệtTách vỏKiềm hóa

NghiềnPhối trộnNghiền tinhXử lý nhiệtLàm dịuRót khuônLàm lạnhBao gói Chocolate

Đường, vanille Bơ ca cao

Tác nhân kiềm hóa

lecithinRang

Vỏ

1.4.2 Quy trình thực hiện

Từ hạt ca cao ban đầu, ta thực hiện quá trình rang hạt ở nhiệt độ từ 160-220oC Quá trình này giúp tạo những biến đổi đặc trưng về hương vị cho hạt Sau đó, hạt được tách vỏ để thu hạt ca cao nhân Hạt ca cao nhân này tiếp tục thực hiện quá trình kiềm hóa Dưới tác tác động của tác nhân kiềm hóa, một phần các acid trong hạt được trung hòa và cấu trúc hạt ca cao không còn chặt chẽ nữa mà trở nên xốp hơn Sau khi kiềm hóa, hạt được nghiền nhỏ để chuẩn bị cho quá trình xử lý nhiệt tiếp theo

Hỗn hợp nguyên liệu ca cao sau khi nghiền được phối trộn với bơ ca cao, đường theo tỉ lệ phù hợp tùy theo loại chocolate cần sản xuất Bơ ca cao được cho vào trước để tạo ra môi trường liên tục Sau đó, các thành phần khác sẽ được cho vào Sau khi phối trộn đều, hỗn hợp được đưa qua thiết bị nghiền để giảm kích thước các hạt phân tán xuống còn 20 – 30 µm, tạo hỗn hợp mịn, đồng đều, thuận lợi cho quá trình đảo trộn nhiệt Sau nghiền, hỗn hợp được cho qua thiết bị đảo trộn nhiệt Tại đây, dưới tác dụng của nhiệt độ và tác dụng cơ học của sự đảo trộn, hỗn hợp nguyên liệu có những biến đổi quan trọng tạo nên những tính chất đặc trưng của chocolate về màu sắc, mùi vị và cấu trúc Sau quá trình đảo trộn nhiệt, hỗn hợp nguyên liệu tiếp tục được đưa qua quá trình làm dịu Trong quá trình này, sự thay đổi nhiệt độ cần được kiểm soát chặt chẽ để chocolate đạt được chất lượng cao Thông thường, quá trình được tiến hành như sau: nâng nhiệt độ khối ca cao lên 50oC và giữ khoảng 10 phút để các tinh thể chất béo tan hoàn toàn; sau đó, hạ và giữ nhiệt độ ổn định khoảng 27oC để tạo điều kiện các tinh thể bơ ca cao bền được hình thành, kết hợp sự khuấy trộn đều để các tinh thể phân bố đều trong khối chocolate, nâng nhiệt độ của khối chocolate lên khoảng

33oC để làm chảy các tinh thể kém bền còn sót lại trong khi các tinh thể bền không bị tan Kết quả là sau công đoạn này, tinh thể chocolate rất bền và đều nên bề mặt của chocolate rất láng, mịn và bóng Sau quá trình làm dịu, chocolate sẽ được rót khuôn để tạo hình dạng mong muốn cho sản phẩm Sau đó, để dễ dàng tách khuôn, chocolate sẽ được làm lạnh ở nhiệt độ 7-10oC, rồi mới đem đi tháo khuôn và bao gói Cuối cùng, sau khi bao gói, chocolate sẽ đưa vào bảo quản ở 23oC hay ở nhiệt độ thường tùy theo từng loại chocolate

Chương 2- BƠ CA CAO VÀ PHÂN LOẠI CHOCOLATE

2.1 Phân loại chocolate

Thành phần chính để sản xuất chocolate là bơ ca cao, bột ca cao, đường, sữa Ngoài các thành phần chính trên, trong quy trình sản xuất chocolate, còn có bổ sung thêm một số phụ gia như: lecithin (chất tạo nhũ), các chất tạo mùi (vanille), chất ổn định và các chất bảo quản

Dựa vào thành phần phối trộn của các nguyên liệu chính trên, chocolate được phân thành 3 loại cơ bản:

• Dark chocolate (chocolate không có sữa): thành phần chính gồm bột ca cao, bơ

ca cao và đường Trong đó bơ ca cao chiếm 22% theo trọng lượng

Hình 2.1: Một số loại chocolate đen (dark chocolate)

• Milk chocolate (chocolate sữa): thành phần chính gồm bột ca cao, bơ ca cao, đường, sữa Trong đó bơ ca cao chiếm 25% và chất béo trong sữa chiếm khoảng 5% theo trong lượng

Hình 2.2: Một số loại chocolate sữa (milk chocolate)

• White chocolate (chocolate trắng): thành phần gồm bơ ca cao, đường, sữa Trong đó phải có ít nhất 20% bơ ca cao và 3.5% chất béo trong sữa theo trọng lượng

Hình 2.3: Một số loại chocolate trắng (White chocolate)

Bảng 1: Thành phần hóa học của một số sản phẩm chocolate (100g)

Thành

phần Đơn vị Chocolate đen Chocolate sữa Chocolate trắng

Bơ ca cao là nguyên liệu quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất chocolate,

có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng chocolate thành phẩm Bơ ca cao được tạo thành bằng hai cách: ép bột ca cao nhào hoặc dùng một số dung môi hữu cơ

(tricloethylen, cyclohexan, rượu etylic, isopropylic…) để trích trực tiếp chất béo của hạt ca cao sau khi đã xay và loại mầm

Bảng 2: Thành phần chất béo trong bơ ca cao

STT Tên triglycerid Phần trăm (%) Nhiệt độ nóng chảy ( o C)

của chocolate

Bơ ca cao là chất béo có giá thành rất cao Do đó, người ta đã tiến hành nhiều nghiên cứu để tìm ra các chất béo khác thay thế cho nguyên liệu bơ ca cao nhằm làm giảm giá thành sản phẩm Tuy nhiên, các chất thay thế chỉ giống bơ ca cao về tính chất vật lý và hóa học mà không tạo được hương vị cũng như tính chất đặc trưng cho sản phẩm chocolate như bơ ca cao Do đó, hàm lượng các chất thay thế được sử dụng trong sản xuất chỉ ở mức giới hạn, không vượt quá 20% so với bơ ca cao

Bảng 3: Một số tiêu chuẩn về bơ ca cao STT Tên chỉ tiêu chất lượng Tiêu chuẩn

Cũng như các loại chất béo khác ở trạng thái rắn, phân tử của bơ ca cao có thể tồn tại ở nhiều dạng tinh thể khác nhau gọi là chất đa tinh thể (polymorphic) Do đó, khi thành phần các tinh thể thay đổi thì nhiệt độ nóng chảy của chất béo cũng thay đổi Tinh thể của chất béo có 3 dạng cơ bản: α, β’, β Tuy nhiên, nhiều chất béo có nhiều hơn 3 dạng cơ bản này, các dạng trung gian β1, β2, β’

1, β’

2…

Dạng α : Các nhánh acyl kết tinh theo dạng lục lăng (hexagonal), không có góc

nghiêng nên được gọi là cấu trúc dạng H Khoảng cách giữa các nhánh trong mạng kết tinh khoảng 0,42nm

Hình 2.4: Tinh thể dạng lục lăng (Hexagonal)

Dạng β ’ ’ :Khoảng cách giữa các nhánh acyl kết tinh không đều đặn Chúng kết tinh dưới dạng mạng orthorhombic Khoảng cách giữa các nhánh có thể trong khoảng 0,37–0,40nm hoặc trong khoảng 0,42–0,43nm Giữa các nhánh kết tinh tạo thành các góc nghiêng trong khoảng từ 50o – 70o

Hình 2.5: Tinh thể dạng mạng (orthorhombic)

Dạng β: Ở dạng thù hình β, các nhánh kết tinh lại dưới dạng tam tà (triclinic) với các góc nghiêng giữa các nhánh trong khoảng 500 – 700 Các nhánh acyl sắp xếp song song và chặt sít với nhau Khoảng cách giữa các nhánh acyl khoảng 0,46nm Có một số điểm trong mạng, khoảng cách này bị rút ngắn thành 0,36–0,39nm

Hình 2.6: Tinh thể dạng tam tà(triclinic)

Bảng 4: Các dạng tinh thể của bơ ca cao

Dạng tinh thể Cấu trúc tinh

thể Nhiệt độ nóng chảyo

Dạng I β’2 16-18 61-67Dạng II α 21-22 70-72Dạng III Hỗn hợp 25.5 78

Dạng IV β’1 27-29 81-84

Dạng V β2 34-35 93-95

Các dạng tinh thể bơ ca cao gồm:

• Dạng I (Form I): được tạo ra do làm lạnh nhanh ở nhiệt độ thấp, nó không bền

và có nhiệt độ nóng chảy khoảng 17oC

• Dạng I: nhanh chóng chuyển sang dạng II có nhiệt độ nóng chảy 21-22oC

• Dạng II: sẽ bị chuyển từ từ sang dạng III và dạng IV

• Dạng IV: được tạo ra nếu chocolate không được xử lý nhiệt hoặc được xử lý nhiệt không triệt để rồi được đem đi làm lạnh Dạng IV cũng nhanh chóng bị chuyển sang dạng V (cấu trúc β) Đây là dạng bền nhất của tinh thể bơ ca cao

do sự sắp xếp glyceride trong mạng tinh thể chất béo là chặt chẽ nhất, tạo ra cấu trúc mịn cho sản phẩm, do đó, kéo dài thời gian bảo quản

• Dạng V: sẽ chuyển thành dạng VI nếu thời gian bảo quản dài (4 tháng) ở nhiệt

độ phòng, dạng VI sẽ gây ra hiện tượng chocolate “nở hoa” Hiện tượng này là

do chất béo tái kết tinh thành những tinh thể lớn Khi đó, các giọt glycerid lỏng

di chuyển lên bề mặt và kết tinh làm cho bề mặt chocolate mờ và không láng bóng

Chương 3- SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC TRONG CHẤT BÉO CỦA

CHOCOLATE

3.1 Hiện tượng nở hoa chất béo

3.1.1 Định nghĩa

Sự nở hoa chất béo là do sự thay đổi về cấu trúc trong chất béo của chocolate

Sự hình thay đổi cấu trúc này có thể quan sát được trên bề mặt của chocolate Chất béo

bị nở hoa thường có hình dạng như những cái lõi lớn có kích thước khoảng 5µm, hơi trắng và nằm rải rác trên bề mặt chocolate Nở hoa chất béo là một hiện tượng thường xảy ra trong đa số chất béo

3.1.2 Cơ chế

Hiện tượng nở hoa chất béo được nhận ra do làm mất sự bóng loáng, làm đục chứ không phá vỡ bề mặt chocolate Nguyên nhân là do sự phát triển tinh thể lớn tạo nên một pha mới trong chất béo của chocolate Những tinh thể lớn gây ra sự nhiễu xạ, phân tán ánh sáng làm cho bề mặt sản phẩm bị sậm màu Sự hình thành pha mới có 3

lý do:

• Sự thay đổi cấu hình

• Sự thay đổi từ pha rắn sang hai pha (rắn + lỏng)

• Sự biến đổi cấu trúc từ pha rắn đồng nhất sang trạng thái pha rắn không đồng nhất

Hình 3.1: Hiện tượng nở hoa ở chocolate