Công nghệ chế biến ca cao

Công nghệ chế biến ca cao Công nghệ chế biến ca cao Công nghệ chế biến ca cao Công nghệ chế biến ca cao Công nghệ chế biến ca cao Công nghệ chế biến ca cao Công nghệ chế biến ca cao Công nghệ chế biến ca cao Công nghệ chế biến ca cao

Trang 1

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CA CAO

LỊCH SỬ CA CAO THẾ GIỚI

- Xuất xứ từ vùng Amazon

- Đến thế kỷ, phát triển mạnh ở vùng Caribean

- Thế kỷ 17, phát triển mạnh ở Nam Á

- Thế kỷ 19, phát triển ở Tây Phi

CÁC NƯỚC SẢN XUẤT CA CAO HIỆN TRẠNG CA CAO THẾ GIỚI

Trang 2

CÁC NƯỚC SẢN XUẤT CA CAO LỊCH SỬ - HIỆN TRẠNG

CA CAO VIỆT NAM

- Bắt đầu được trồng vào 1940-1950

- Trước 1975, trồng ở Tây Nguyên, giống bị thoái hóa

- Đến 1999, quy hoạch và phát triển trở lại

- Năng suất: 1.5 – 2.5 tấn/ha

- Vùng nguyên liệu: ĐB Sông Cửu Long, Đông Nam Bộ, Tây Nguyên

- Đến 2010, phát triển 20.000ha ca cao

HIỆN TRẠNG CA CAO VIỆT NAM MÔ HÌNH TRỒNG CA CAO Ở VIỆT NAM

Trang 3

ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CỦA CA CAO

- Cây công nghiệp dài ngày, thích hợp vùng nhiệt đới, thân gỗ, cao

5-7m (thường phát triển dưới tán) Khi trồng 3-4 năm cây bắt đầu ra trái,

10 năm cây phát triển hoàn thiện Cây có thể cho thu hoạch đến 50 năm

- Hoa nhỏ, đường kính: 15mm, màu biến đổi từ trắng đến hồng Hoa

mọc trực tiếp từ cành và thân Lưỡng tính, thụ phấn nhờ côn trùng 0.5 %

hoa nở tạo quả, 90% quả non khô và rụng

- Quả: phát triển trong 5-6 tháng Màu sắc biến đổi tùy theo từng

loài Quả ca cao có kích thước lớn, không nứt

- Brazil, Tây Phi, các nước Trung–Nam

Trang 4

CRIOLLO

- Nguồn gốc từ Nam - Trung Mỹ: Mehico,

Venezuela, Colombia, Goatemala…

- Năng suất thấp và khả năng kháng bệnh kém

Đặc tính:

- Nhị hoa màu hồng nhạt

- Quả màu đỏ hoặc xanh trước khi chín, thường cĩ

hình dạng dài, dưới rất nhọn, mang 10 khía đều

nhau cĩ khi phân thành 2 nhĩm xen kẽ

- Vỏ thường sần sùi, mỏng, dễ cắt, lớp trong mỏng

và ít mơ gỗ

- Hạt tươi cĩ màu trắng hoặc hơi vàng; hạt khơ mùi

thơm mạnh, ít đắng, 20 – 40 hạt /quả

- Là giống cacao cĩ thể làm ra loại chocolate ngon

nhất Chiếm 5% thị trường thế giới

TRINITARIO

Criollo + ForasteroXuất xứ: TrinidatNăng suất cao và kháng bệnh tốt Đặc điểm trung gian: Phơi nhũ màu tím nhạt, quả dẹt, > 40 hạt/quả, quả cĩ rãnh sâu khơng rõ nét

ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CỦA CA CAO THÀNH PHẦN HĨA HỌC CỦA CA CAO

Thành phần (%) Phôi nhũ Cùi Vỏ hạt

Trang 5

QTCN SAU THU HOẠCH CA CAO

Thu hoạch ca cao:

- Thời điểm thu hoạch: Bắc Xích Đạo: 9-12, 4- 6 Tây Phi: 6-11

- Mật độ thu hoạch: 10 – 15 ngày/lứa

- Yêu cầu quả: Chuyển màu vỏ quả từ xanh → vàng → đỏ

- Yêu cầu thu hái: Không gây tổn thương cành, rụng hoa, không leo

- Phương pháp thu hái:

QTCN SAU THU HOẠCH CA CAO QTCN SAU THU HOẠCH CA CAO

Trang 6

Tồn trữ quả tươi:

- Sau khi hái, tồn trữ 7-9 ngày: giảm vỏ nhầy,

tăng hương vị, thu gom quả

- Phương pháp tồn trữ

- Lưu ý: hiện tượng thối trái và diện tích

Tách vỏ ca cao:

- Yêu cầu: khơng làm tổn thương hạt

Phá vỡ lớp vỏ

Khúc gỗDao

Lấy hạt

Lách hai ngón tay theo chiều dài và cả hai bên phôi nhũ, hạt sẽ dễ dàng tách ra

Lấy hạt ra bằng mũi dao

Bóc trái bằng máy :

Máy Cacaoette (Pháp)Máy Zumex (TBN)Máy Dinhanlense (Brazil)

W Zinke: Costa RicaNăng suất: 3.000 – 10.000trái/giờ

Tách vỏ quả

Lên men ca cao

Trang 7

Lên men ca cao – Những biến đổi chính

Vật lý:

Nhiệt độ: 24 giờ đầu: lên đến 40oC, sau đĩ, cĩ thể lên đến 45oC

Màu sắc: làm giảm màu tím của hạt

T

(1) Giống Criollo (2) Giống Forastero (3) Giống Trinitario

- Phản ứng giữa proteine và polyphenol trong pha kị khí

- Sự thay đổi thành phần hĩa học

- Sự thay đổi pH

pH của phôi nhũ:

6.8  4.8  5.5

(ngày thứ hai - hạt chết) (trong hạt cacao sấy khô).

Hĩa sinh:

- Hệ enzym thủy phân: amylase, protease, invertase, gkycosydase

Sucrose glucose + frucos

Proteinoligopeptide kị nước (aspartic endo-peptidase - pHopt= 3.5)

 oligopeptide ưu nước + các aa kị nước (carboxy-peptidase)

Trang 8

Hệ vi sinh vật hiện diện trong quá trình lên men

Nấm men:S cerevisiae, Candida krusei, Kloeckra apiculata, Pichia

Fermentans, Hansenula anomola, Schizosaccharomyces pombe

Vi khuẩn lactid:Lactobacillus platarum, L mali, L collinoides, L

fermentumLeuconostoc spp., Streptococcus thermophilus

Vi khuẩn acetic:Acetobacter rancens, A xylinum, A ascendens, A

lovanniensis, Gluconobacter oxydans

Nấm mốc:Aspergillus fumigatus (muøi), A.glaucus, A niger, A

flavus, A.tarmarii, Penillium spp., Mucoz spp.

Bacillus spp.: B.subtilis, B circulans, B lincheniformis, B

megaterium, B.stearothermophilus, B pumula, B.coagulans

Vi sinh vật khác:Pseudomonas, Enterobacter, Escherichia

Sự biến đổi của hệ vi sinh vật trong quá trình lên men

Nấm men: phát triển trong thời lên men kỵ khí, tổng hợp ethanol

Sinh enzym pectinase thủy phân pectin, sử dụng citric làm cơ chất., sau

48 giờ giảm do cơ chất, cạnh tranh và ức chế bởi ethanol

Vi khuẩn acetic:

t = 24h, + O2rượu  acid acetic + Q  50oC  hạt chết

Vi khuẩn lactid:Lactobacillus

t = 48  96h, + O2, pH cao hơn Đường + một vài acid hữu cơ (ví dụ như: citric, malic)

 acid lactic (acid acetic, ethanol, và CO2)

Những vi sinh vật khác: hiện diện tăng vọt khi + O2và pH = 6 -7

Vi khuẩn có tạo bào tử, vi sinh vật tạo mùi hôi cho hạt (Bacillus)

Hệ nấm sợi : tổn thương phôi nhũ, tạo mùi không mong muốn, tạo lipase

Lên men ca cao – Các yếu tố ảnh hưởng

- Thời gian (kị khí, hiếu khí)

Lên men ca cao – Phương pháp thực hiện

Lên men trong thúng:

Thích hợp với các nông trại nhỏKích thước thúng: 10 – 150kgVật liệu:

Lá chuối:

Đổ từ thúng này sang thúng khácLưu ý: + Thời tiết lạnh

+ Kiểm soát nhiệt bề mặt 45 – 50oC

Trang 9

Lên men trong khay gỗ:

Kích thước: 75 x 75 x 10 cm

2 khay cách nhau 0.5 cmChồng 10 khay

Đặt trên bệ di độngLớp hạt: ½ khayKhông cần đảo trộn

Lên men trong thùng gỗ:

Thích hợp với các nông trại vừa

Lên men đổ đống:

Lót lá chuối trên giàn gỗ hoặc nền

Đổ đống ca cao tươiGập lá chuối lại và che kín khối hạt lên men

Đảo trộn Kết thúc

Trang 10

Loài cacao “Nacional” nhóm Forastero ở Equado:

Hạt to, mập hơn + phôi nhũ có màu tím nhạt hơn + hương vị đặc biệt

Lên men+ phơi kết hơp: 2 – 3 ngày

Đêm: Đánh đống  Ủ

Ngày: Phơi + đảo bằng chân suốt ngày (“khiêu vũ” cacao )

“Arriba hảo hạng”

Cacao ở Đông Nam Á: có độ acid cao: giảm acid + nâng cao hương vị

Lên men trong thùng nhỏ và nông theo truyền thống ở vùng Tây Phi

Loại bỏ thịt quả  tăng độ thoáng khí: Nén thủy lực

Lên men ca cao – Các giải pháp cải tiến

- Làm sạch lớp nhớt, rút ngắn thời gian lên men

- Ca cao đựơc thu hoạch xong sẽ lưu lại 9-12 ngày trước khi lên men

- Ép thủy lực để loại nhớt, tăng mức độ yếm khí

- Dùng máy tách nhớt

Phơi sấy

Mục đích

- Giảm hàm ẩm của ca cao đến giá trị phù hợp cho bảo quản (<7%)

- Tiếp tục các chuyển hóa trong nhân của ca cao

- Tiêu diệt hệ vi sinh vật

Trang 11

Thời gian: 10 – 20 giờ

Thiết bị: Máy sấy samoan, thùng quay, sàng phẳng,…

Nhược điểm:

- Sấy nhanh  quá acid  nhiệt độ thấp + để hạt qua đêm

- Khói  mùi hăng, mùi khói hay vị hắc

Phơi sấy

Phân loại ca cao

Trang 12

Phân loại ca cao

Bảo quản ca cao

Đóng bao: bao đay hoặc PEĐảm bảo ẩm: <8%

Sự phát triển của vi sinh vậtCôn trùng: sâu bướm xâm nhập dạng ấu trùng, phát triển thành kén sau đó phát triển hoàn chỉnh, phá vỡ hạt, làm giảm chất lượng hạt

Chuột bọ

Bảo quản tại hộ sản xuất: bảo quản trong các bao đay, xa nguồn khói, được che đậy cẩn thận, không nên cho tiếp xúc với mặt đất Nên có khu vực bảo quản ca cao tách riêng

Bảo quản tại nơi xuất khẩu: kiểm tra ẩm, lưu ý độ ẩm ở các nước xuất khẩu thường rất cao Đảm bảo thông thoáng không khí ban ngày, nhiệt độ 28oC, độ ẩm 70%, nếu giảm đi 6oC, có thể đạt đến điểm sương

Có thể bảo quản bằng hầm ngầm, nạp khí trơ

Ca cao được đóng container để vận chuyển

CHẤT LƯỢNG CA CAO TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG CA CAO

Thành phần hóa học (không bơ) của hạt cacao:

Yêu cầu cảm quan:

Hạt khô và có độ cứng cần thiết, vỏ hạt ít bị nhăn nheo

Có sự phân tách giữa vỏ và phôi nhũ

Trang 13

Aåm (%) Lẫn tạp

chất Hạt

mốc Hạt đen

Ghi chú:

* = Các khiếm khuyết là do sự lỗi gây bơi sâu bọ, hạt nẩy mầm hay hạt nhạt màu

**= Các lỗi do sâu bọ được tính gộm vào lỗi bị mốc

***= Lượng tối da nhiễm mốc và sâu bọ là 6%

TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG CA CAO QTCN SẢN XUẤT BỘT CA CAO

Hạt cacao thương phẩm

Trang 14

QUÁ TRÌNH KIỀM HÓA CA CAO

Mục đích:

- Làm dịu hương vị cho cacao

- Làm cho màu cacao đậm hơn

- Tạo độ xốp cho khối nhân

- Tạo độ ẩm tối ưu cho quá trình ép bơ (trong sản xuất bơ ca cao)

- Sự chuyển pha của chất béo

Các biến đổi chính - hóa học

- Sự hấp phụ nước

- Trung hòa các acid: pH 4.5 – 5  7 – 7.7

- Khử tanin: ít chát

- Thủy phân ester: tạo các chất tiền hương

- Thủy phân proteine

- Chuyển hóa các polyphenol thành quinon va ngưng tụ tạo màu sẫm

- Thủy phân cellulose

- Phản ứng Maillard

Các yếu tố ảnh hưởng

- Lượng hóa chất: K2CO3, Na2CO3,MgO, Ca(OH)2

- Nhiệt độ: 80 - 85oC (ca cao nhân), 115oC (ca cao khối)

- Áp suất: hóa nâu

Nước

(lb/100lb cacao nhân)

Hàm lượng chất kiềm hóa

Trang 15

QUÁ TRÌNH KIỀM HĨA CA CAO

Thiết bị

Sơ đồ nguyên lý thiết bị

Thiết bị kiềm hóa

QUÁ TRÌNH RANG CA CAO

Mục đích:

- Tạo sự biến đổi đặc trưng hương vị và cấu trúc cho ca cao

- Tạo sự biến đổi trong cấu trúc

- Bảo quản

Các biến đổi chính:

- Vật lý: tỷ trọng, cấu trúc, tính chất cơ lý, nhiệt độ, màu sắc

- Hĩa lý: bay hơi ẩm, acetic, cấu tử hương, sự ngưng tụ của proteine

- Hĩa sinh: vơ hoạt các enzyme

- Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật

- Cảm quan: màu sắc, mùi vị

Các biến đổi chính:

- Hĩa học:

+ Tăng lượng chất hịa tan

+ Giảm khối lượng chất khơ: 4-6%

+ Sự phân bố lại chất béo

Trang 16

Phương pháp rang ca cao – Rang ca cao nguyên

Phương pháp rang ca

cao – Rang ca cao

nguyên

Trang 17

Phương pháp rang ca cao – Rang ca cao nhân

Phương pháp rang ca cao – Rang ca cao khối

Ưu điểm:

+ Đồng nhất nhiệt độ+ Chi phí nhiệt thấp+ Thực hiên đơn giản, làm dịu bớt mùi vị

Phương pháp rang ca cao – Tiền xử lý nhiệt

Mục đích: Làm thay đổi cấu trúc để tách vỏNguyên tắc: Tạo hiện tượng sốc nhiệt để tách rời liên kết vỏ - nhânPhương pháp thực hiện:

- Không khí nóng

- Dùng hơi nước: không loại được lông của côn trùng, gặm nhắm

- Dùng bức xạ hồng ngoại: loại hết các tạp chất, đốt nhưng không làm giảm ẩm của cotyledon, tiêu diệt hết vi sinh vật, mặt bằng ít, hiệu suất cao, ít mất béo

Trang 18

QUÁ TRÌNH NGHIỀN CA CAO

Trang 19

QUÁ TRÌNH NGHIỀN CA CAO

Quá trình nghiền thô:

- Nghiền trục có rãnh: hạn chế biến tính, ít tạo mùi xấu

- Nghiền búa: cần nhiệt cao (60 – 80oC), chân không (mùi xấu và

hơi nước

- Nghiền lưỡi: chân không

- Nghiền đĩa: đĩa thép hoặc carborudun

QUÁ TRÌNH ĐẢO TRỘN NHIỆT

Mục đích:

- Giảm ẩm: 1.6%  0.5 – 0.8%

- Giảm acid dễ bay hơi: 30% acetic acid + 50% aldehyde dễ bay hơi

- Tạo sự biến đổi cấu trúc của chocolate

- Nhiệt nóng chảy của chocolate

- Tạo tổ hợp hương vị cho ca cao

Trang 20

QUÁ TRÌNH ĐẢO TRỘN NHIỆT QUÁ TRÌNH ĐẢO TRỘN NHIỆT

Nồng độ acid dễ bay hơi tại thơi gian đảo trộn nhiệt cuối của chocolate đen bán ngọt

Cách thực hiện Tổng VFA

(g/gcho)

Acetic (%)

Propionic (%)

Isobutyric (%)

Isovaleric (%)

-Giai đoạn đảo

trộn nhiệt lúc

Nồng độ polyphenol của chocolate trong thời gian đảo trộn nhiệt

Thời gian conche (h) g phenol/100g chocolate

Trang 21

Quá trình thực hiện

Pha khô: Giảm ẩm, shearing, giảm mùiPha paste: phát triển mùi, giảm ẩm, homogenisingPha lỏng: homogenising

- Áp suất: lưu ý chân không

- Mức độ tiếp xúc với không khí

- Thời gian: total, dry/liquid

- Phương pháp thực hiện và thiết bị

Trang 22

Trang 23

THIẾT BỊ LIÊN TỤC

Ảnh hưởng của thời gian đảo trộn

Ảnh hưởng của thời gian đảo trộn khô/lỏng

Trang 24

QUÁ TRÌNH LÀM DỊU - TEMPERING

Mục đích:

- Làm giảm thời gian kết rắn của chocolate

- Đảm bảo bơ ca cao được kết tinh ở trạng thái ổn định

- Tạo độ bĩng đẹp

- Tránh hiện tượng "nở hoa" trên bề mặt chocolate

- Dễ dàng đổ khuơn

- Tạo cho chocolate cĩ độ giịn nhất định

TÍNH CHẤT CỦA CÁC DẠNG TINH THỂ BƠ CA CAO

Hoá lỏng bơ cacao

Làm lạnh đến điểm kết tinh

Trang 25

QUÁ TRÌNH LÀM DỊU - TEMPERING QUÁ TRÌNH LÀM DỊU - TEMPERING

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	9,47 MB