Công Nghệ Chế Biến Socala Đen

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

M C L C Ụ Ụ

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 Nhao tr n ô 16

1.2 Nghiền 17

1.3 Đao tr n nhi t ô ệ 19

1.4 Lam dịu 22

1.5 Rót khuôn 26

1.6 Bao gói 27

2 Quy trình 2 28

III So sánh hai quy trình 29

IV San phâm chocolate ̉ 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: Các dạng tinh thể 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: Chocolate “nở hoa” 24

Hình 7: Giản đồ biến đổi nhiệt của chocolate trong quá trình xử 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 côngnghiệp 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 thuộcnhiều vào sản phẩm chocolate, chocolate đen dạng thỏi khác với chocolate dùng để phủ vị haychocolate chips…

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

Thành 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 khốiđược nghiền mịn thành dạng cacao lỏng, đem đi kiềm hóa rồi rangsau đó đem đi ép bơ sẽ đượcbột cacao thành phẩm

Bột cacao có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo hàm lượng chất béo, theomàu sắc, theo hương vị, theo phương pháp chế biến, … cách phân loại phổ biến hiện nay vàđược chuẩn hóa theo tiêu chuẩn Codex là phân loại theo hàm lượng chất béo Theo cách phânloại 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

Xơ hòa tan

Xơ không hòa tan

34727

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 phẩmchocolate 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 đặctrưng

Theobromine là một chất kích thích yếu, tuy nhiên ít nhiều nó cũng tác động đến hệ cơ tim

và hệ thần kinh Tuy nhiên trong sản phẩm chocolate, theobromine có hàm lượng thấp cho nên

nó không gây nguy hại gì cho hệ thần kinh và tim mạch của người, mà chỉ có thể tạo cho ta

1.2 Caffein

Caffein có công thức là 1,3,7-Trimetylxantin, có màu trắng, tinh thể dạng hình kim và có vịđắng Nó bắt đầu bay hơi ở 100 °C, nhiệt độ thăng hoa là 180 °C và nóng chảy ở 235 °C.Caffein được xem như một chất kích thích vì có khả năng tác dụng đến hệ thần kinh tạo ranhững cảm giác hưng phấn, sảng khoái cho người dùng Nếu hàm lượng quá cao nó sẽ trởthành một chất độc đối với hệ thần kinh và hệ tuần hoàn

Hàm lượng caffein trong bột cacao thành phẩm hàm lượng caffein chỉ chiếm 0,1 g/100g sảnphẩm 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 vàcarotenoid) được cho là có lợi cho sức khỏe người Trong hạt cacao chưa lên men, các sắc tốchiếm 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 nhaubao gồm cả quá trình tự cô đặc và phản ứng với protein và peptide Khoảng 20% ( theo khốilượng) polyphenol còn lại ở cuối quá trình lên men Quá trình rang và các quá trình chế biếncacao khác cũng làm gây ra sự thay đổi Hàm lượng polyphenol sẽ thay đổi tùy loại hạt cacao

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 tacho biết rằng những acid không bay hơi trong cacao gồm có acid malic, acid tauric, acidovalic Trong cacao còn chứa một lượng nhỏ các acid hữu cơ tự do Còn đối với các acid dễbay 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 hạtcacao 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 quảcacao chứa một lượng protein vào khoảng 18% trọng lượng quả, ở cùi có 0,6% và chiếmkhoảng 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 loạienzyme (amylase, fructosidase, glucosidase, pectinase, protease, lipase, peroxidase,polyphenoloxidase) và một số loại hợp chất hữu cơ (alkaline, acid photphotase, ) cũng đượcxác 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 quảcacao là D-Linalool có trong thành phần hợp chất với acid béo thấp và ete của chúng (acidcaprylic, acid capric, acid valerialic, amylacetat, amylbutyrat).Chất thơm trong cacao gồmnhững chất dễ và khó bay hơi, những chất thơm dễ bay hơi thì hầu hết sẽ bay đi trong quá trìnhrang 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 phẩmchocolate 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, còntrong cùi có khoảng 0,8% và khoảng 2,6% trong phôi nhũ Trong 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

Theo 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 chochocolate Tùy thuộc vào điều kiện của quá trình đảo trộn nhiệt, polyphenol sẽ biến đổi thànhnhững 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 hưởngtrực tiếp đến chất lượng chocolate thành phẩm Bơ cacao là sản phẩm trung gian của quá trìnhsản 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 thuđược.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 màkhông bị ôi

 Bơ cacao chủ yếu gồm các tryglyceride của các acid béo no và cũng do chứa nhiềuglyceride 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 cacaochủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ đông đặc của khối chất béo Trong thành phần bơ cacaochủ yếu: Palmityl-1; Oleyl-2; Stearyl-3; Dipalmityl-1,3; Distearyl 1,3 – oleyl -2 chiếm80% tổng Triglyceride

Bảng 4: Thành phần acid béo trong bơ cacao

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

Bảng 5: Một số tiêu chuẩn về bơ cacao

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 đoạnnghiền.Vì nếu cho quá sớm, lecithin sẽ bị hấp thụ vào trong pha liên tục do quá trình nghiềntrộn 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 độmàu 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 sảnphẩm (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 taquan tâm đến hai chỉ tiêu chủ yếu là độ tinh khiết và kích thước của tinh thể đường Độ tinhkhiết của đường tinh luyện cực kỳ tốt có thể tới 99,9% là saccharose và không được dưới mức99,7% 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 99,90S (0S là đơn vị đo độ tinh khiết củađường, hoặc dùng độ Pol).Hàm lượng nước thường không vượt quá 0,06%, đối với đường kếttinh chất lượng tốt thì không được vượt quá 0,04% Tuy nhiên trên thực tế các giá trị trên cònthấp hơn nhiều

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

3 Hàm lượng đường khử, tính bằng % khối lượng ≤ 0,03

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

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

Medium fine sugar 0,6-1Fine sugar 0,1-0,6Icing sugar 0,005-0,1Đường tinh luyện thường phải có kích thước hạt đồng đều và không bị chảy nước Trongsản xuất chocolate người ta hay sử dụng loại đường mịn trung bình, độ đồng đều của hạt đườngthường nằm trong khoảng 0,5-1,25mm có thể chứa 1 lượng hạt mịn (<0,2mm) nhưng khôngquá 2%

5 Vanilla

Trái vanilla thương phẩm ở mỗi nơi có một đặc trưng riêng bởi hàm lượng tinh dầu, thànhphần tổ hợp các chất tạo mùi và tập quán chế biến khác nhau nơi mỗi vùng canh tác Bình quânhàm 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 tráivanilla.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 riêngcho các thương hiệu vanilla khác nhau, như Bourbon, TahitiVanillin: 4-hydroxy-3-metholxybenzaldehyde

Tahiti VanillinNên 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 góiRót khuôn, làm lạnhLàm dịu

NghiềnNhào 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 liênkết 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 hợpđồng nhất

 Phương pháp thực hiện:

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

 Thông số công nghệ

 Thời 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 hưởngxấu đến chất lượng sản phẩm Do các phản ứng oxy hóa bắt đầu xảy ra tạo ra các chấtmùi xấu cho sản phẩm

Hình 2: Thiết bị nhào trộn melangeur

1.9 Nghiền

 Mục đích

Chuẩn bị: Quá trình nghiền tinh nhằm làm cho tất cả các cấu tử chocolate đều phải có kíchthước 20-30µm để trở thành hỗn hợp đồng đều và mịn, với kích thước này các gai xúc giác trênlưỡi hầu như không còn phân biệt từng cấu tử trong chocolate, tạo cảm giác như chocolateđang 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 nênđồng nhất hơn và dần chuyển sang dạng paste Sau quá trình nghiền các hạt rắn cóthể 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 mỏngchảy vào khe hẹp giữa trục cán, tác dụng nghiền được tạo ra do sức ép của hai trục, các tế bàocacao sẽ bị xé nát và các tinh thể đường sẽ bị vỡ vụn tạo thành một hỗn hợp thật mịn, đồngnhất và được tách khỏi đỉnh trục bằng dao cạo sắt Kết quả khối chocolate được nghiền mịn vàchảy vào máng hứng

Hình 3: Thiết bị nghiền 5 trục